特開 2024-58952 表示切替装置、車両用表示システム及び自動車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024058952

(43)【公開日】2024-04-30

(54)【発明の名称】表示切替装置、車両用表示システム及び自動車

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/00 20060101AFI20240422BHJP

【ＦＩ】

G09F9/00 311

G09F9/00 362

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022166388

(22)【出願日】2022-10-17

(71)【出願人】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100155712

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 尚

(72)【発明者】

【氏名】篠原 正幸

(72)【発明者】

【氏名】森 裕都

(72)【発明者】

【氏名】倉田 剛大

(72)【発明者】

【氏名】三品 匡央

(72)【発明者】

【氏名】岡安 裕

【テーマコード（参考）】

5G435

【Ｆターム（参考）】

5G435AA01

5G435BB15

5G435FF01

5G435FF07

5G435GG02

5G435HH02

5G435KK05

5G435LL17

(57)【要約】

【課題】光源から出射される光の利用効率が高く、表示方向に指向性を有している表示切替装置を提供する。
【解決手段】表示切替装置（１）は、レンズアレイ（４０）と、複数の光源（５０）から出射された光のそれぞれが、レンズアレイ（４０）のそれぞれのレンズ（４１）によって集光される光が通る領域を含んで配置される複数の画素領域（３１）を含む表示部（１０）と、を備え、画素領域（３１）のそれぞれにおける透過率が所定の静止図柄に対応して設定され、複数の光源（５０）の光の照射による表示部（１０）の表示が指向性を有しており、該指向性の方向である指向方向を、光源（５０）間で平均した第１平均指向方向（Ｄ１）は、表示部（１０）の表示面（１１）の法線方向に対して所定の角度傾いている。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の光源からの光の照射を切り替えることによって表示画像を切り替える表示切替装置であって、
複数のレンズが配列されたレンズアレイと、
複数の前記光源から出射された光のそれぞれが、前記レンズアレイのそれぞれの前記レンズによって集光される光が通る領域を含んで配置される複数の画素領域を含む表示部と、を備え、
前記画素領域のそれぞれにおける透過率が所定の静止図柄に対応して設定され、
複数の前記光源の光の照射による前記表示部の表示が指向性を有しており、該指向性の方向である指向方向を、前記光源間で平均した平均指向方向は、前記表示部の表示面の法線方向に対して所定の角度傾いている、表示切替装置。

【請求項2】

前記レンズアレイの重心に対して最も近い位置に位置する前記レンズを基準レンズとし、
前記基準レンズの主点と、複数の前記光源により構成される第１光源群の重心の位置とを結ぶ線分の方向が、前記表示面の法線方向に対して傾いている、請求項１に記載の表示切替装置。

【請求項3】

前記表示面から出射する光を、前記表示面の法線方向に対して傾ける方向に屈折させる、回折させる又はこれらを組合せた機能を持つ光学部材を更に備える、請求項１に記載の表示切替装置。

【請求項4】

前記光学部材は、レンズである、請求項３に記載の表示切替装置。

【請求項5】

前記光学部材は、プリズムである、請求項３に記載の表示切替装置。

【請求項6】

前記平均指向方向が互いに異なる２つの方向となっている、請求項１に記載の表示切替装置。

【請求項7】

複数の前記光源により構成される第１光源群からの光により、第１の前記平均指向方向による表示を実現し、
前記第１光源群とは異なる位置に配置されており、複数の前記光源により構成される第２光源群からの光により、第２の前記平均指向方向を実現する、請求項６に記載の表示切替装置。

【請求項8】

前記表示面から出射する光を、互いに異なる２つの方向に屈折させる、回折させる又はこれらを組合せた機能を持つ光学部材を更に備える、請求項３に記載の表示切替装置。

【請求項9】

請求項１～８の何れか１項に記載の表示切替装置を備え、
前記表示切替装置は、車両内において、乗車者が着席することが想定されている乗車想定位置に前記平均指向方向が向いた状態で設けられている、車両用表示システム。

【請求項10】

前記表示切替装置は、車両に備えられるシフトレバーに備えられる、請求項９に記載の車両用表示システム。

【請求項11】

請求項９に記載の車両用表示システムが設置される、自動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、表示切替装置、車両用表示システム及び自動車に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１には、特定の方向に指向性を有している車載用表示装置について記載されている。車載用表示装置は、液晶パネルを備えた液晶方式の表示装置である。車載用表示装置は、液晶パネルの光源であるバックライトからの光を屈折するプリズムシート及び液晶パネルの前後に設けられた偏光板により、輝度分布及び視野角度のそれぞれに指向性を持たせている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－８４６８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の車載用表示装置では、バックライトからの光は、導光板、光反射部材、下向きプリズムシート、拡散シート、上向きプリズムシート、光制御フィルム、及び偏光板を経由して液晶パネルに入射する。即ち、液晶方式の表示装置では、複数の部材を経由した光源の光を用いて液晶パネルに画像が表示される。また、液晶方式では、特定の偏光成分の光のみが表示に使われるため、光の利用効率は良くない。そのため、液晶パネルの輝度が十分ではなく、特に日中の太陽光下では、液晶パネルに表示された画像が見にくくなるという問題点がある。

【0005】

本開示の一態様は、光源から出射される光の利用効率が高く、表示方向に指向性を有している表示切替装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る表示切替装置は、複数の光源からの光の照射を切り替えることによって表示画像を切り替える表示切替装置であって、複数のレンズが配列されたレンズアレイと、複数の前記光源から出射された光のそれぞれが、前記レンズアレイのそれぞれの前記レンズによって集光される光が通る領域を含んで配置される複数の画素領域を含む表示部と、を備え、前記画素領域のそれぞれにおける透過率が所定の静止図柄に対応して設定され、複数の前記光源の光の照射による前記表示部の表示が指向性を有しており、該指向性の方向である指向方向を、前記光源間で平均した平均指向方向は、前記表示部の表示面の法線方向に対して所定の角度傾いている。

【0007】

上記構成によれば、レンズアレイの各レンズによって集光された光によって表示が行われるので、表示部での表示はある程度の指向性を有することになる。そして、各光源からの光の照射による表示部の表示の指向性の方向を平均した平均指向方向が、表示面の法線方向に対して所定の角度傾いている。すなわち、上記の構成によれば、表示部の表示面に対して、正面ではなく偏った方向に指向性を有する表示を実現することができる。この際に、例えば従来の液晶方式の表示装置のように、特定の偏光成分の光を使用する構成と比較して、光源から出射される光の利用効率を高めることができる。また、液晶方式の表示装置よりもコストを低くすることができる。

【0008】

上記表示切替装置において、前記レンズアレイの重心に対して最も近い位置に位置する前記レンズを基準レンズとし、前記基準レンズの主点と、複数の前記光源により構成される第１光源群の重心の位置とを結ぶ線分の方向が、前記表示面の法線方向に対して傾いている、構成であってもよい。

【0009】

上記構成によれば、レンズアレイの重心位置に対して第１光源群の重心位置をずらすことで、レンズアレイに対して第１光源群からの光の入射角に角度をつけることができる。そのため、レンズアレイの各レンズにより集光された第１光源群の光が通る方向を平均した方向を表示部の表示面の法線方向に対して傾けることができる。従って、レンズアレイの各レンズにより集光された第１光源群の光が通る領域に表示部の画素領域を配置することで、表示部において第１方向に指向性を有する表示画像を表示させることができる。

【0010】

上記表示切替装置において、前記表示面から出射する光を、前記表示面の法線方向に対して傾ける方向に屈折させる、回折させる又はこれらを組合せた機能を持つ光学部材を更に備える、構成であってもよい。

【0011】

上記構成によれば、光学部材により、レンズアレイの各レンズにより集光された光が、表示面の法線方向に対して傾くように屈折及び／又は回折する。これにより、簡易な構成で表示に指向性を有している表示切替装置を提供することができる。

【0012】

上記表示切替装置において、前記光学部材は、レンズである、構成であってもよい。

【0013】

上記表示切替装置において、前記光学部材は、プリズムである、構成であってもよい。

【0014】

上記表示切替装置において、前記平均指向方向が互いに異なる２つの方向となっている、構成であってもよい。

【0015】

上記構成によれば、２つの方向に指向性を有する表示を実現できる。よって、２つのユーザの位置において視認可能な表示を行うことができる。

【0016】

上記表示切替装置において、複数の前記光源により構成される第１光源群からの光により、第１の前記平均指向方向による表示を実現し、前記第１光源群とは異なる位置に配置されており、複数の前記光源により構成される第２光源群からの光により、第２の前記平均指向方向を実現する、構成であってもよい。

【0017】

上記構成によれば、第１光源群からの光による平均指向方向と第２光源群からの光による平均指向方向とが異なる表示切替装置を実現することができる。

【0018】

上記表示切替装置において、前記表示面から出射する光を、互いに異なる２つの方向に屈折させる、回折させる又はこれらを組合せた機能を持つ光学部材を更に備える、構成であってもよい。

【0019】

上記構成によれば、光学部材により、平均指向方向が互いに異なる２つの方向となっている表示切替装置を提供することができる。

【0020】

上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る車両用表示システムは、上記態様の何れかに記載の表示切替装置を備え、前記表示切替装置は、車両内において、乗車者が着席することが想定されている乗車想定位置に前記平均指向方向が向いた状態で設けられている、構成であってもよい。

【0021】

上記構成によれば、乗車者の位置に応じて表示方向に指向性が設定された車両用表示システムを提供することができる。

【0022】

上記車両用表示システムにおいて、前記表示切替装置は、車両に備えられるシフトレバーに備えられる、構成であってもよい。

【0023】

上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る自動車は、上記態様の何れかに記載の車両用表示システムが設置される、構成であってもよい。

【発明の効果】

【0024】

本開示の一態様によれば、光源から出射される光の利用効率が高く、表示方向に指向性を有している表示切替装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】表示切替装置が備えられるシフトレバーを示す図である。

【図2】本開示の実施形態１に係る表示切替装置の基本構成を示す模式図である。

【図3】図２に示すレンズアレイの構成例を示す図である。

【図4】レンズアレイによる集光の状態の例を示す図である

【図5】表示部の切替表示例を示す図である

【図6】表示部、レンズアレイを構成するレンズおよび第１光源群を構成する各光源の対応関係を示す図である。

【図7】表示部及びレンズアレイに対する第１光源群の位置関係を示す図である。

【図8】実施形態１の変形例に係る表示切替装置の構成の要部を示す図である。

【図9】平均指向方向が互いに異なる２つの方向となっている場合であって、平均指向方向と、画像を視認可能となるユーザの位置との関係を説明する図である。

【図10】実施形態１の変形例に係る表示切替装置について説明する図である。

【図11】実施形態１の変形例に係る表示切替装置について説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

〔実施形態１〕
本開示の表示切替装置は、表示方向に指向性を有する表示装置である。本実施形態では、本開示の表示切替装置の一態様としての表示切替装置１について説明する。

【0027】

§１ 適用例
まず、図１を参照して、表示切替装置が適用される場面の一例について説明する。図１は、表示切替装置１が備えられるシフトレバー７０を示す図である。表示切替装置１は、自動車に設置される車両用表示システム９０に備えられる。本実施形態において、車両用表示システム９０は、自動車が備えるシフトレバー７０に設置されている。

【0028】

図１に示すように、シフトレバー７０のグリップ部７１の上面には、画像表示部７２が設置されている。画像表示部７２には、運転手によるシフトレバー７０の操作に応じた画像が表示される。画像表示部７２には、シフトレバー７０の操作に応じた車両のエンジンの変速機モードのそれぞれを示す画像が表示される。画像表示部７２には、例えば、「Ｐ（パーキング）」、「Ｒ（リバース）」、「Ｎ（ニュートラル）」および「Ｄ（ドライブ）」を示す文字が表示される。

【0029】

画像表示部７２に表示される画像は、車両内において、乗車者（ユーザ）が着席することが想定されている乗車想定位置に向けた、表示の指向性を有している。上記構成によれば、乗車者の位置に応じて表示方向に指向性が設定された車両用表示システムを提供することができる。画像表示部７２は、以下に詳述する表示切替装置によって実現されている。

【0030】

§２ 構成例
以下、本実施形態に係る表示切替装置１の構成について、図２～図７に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、本開示の表示切替装置に関する構成を、図２などに示すようなＸ（Ｘ１－Ｘ２）方向（左右方向）、Ｙ（Ｙ１－Ｙ２）方向（上下方向）、Ｚ（Ｚ１－Ｚ２）方向（前後方向）という三方向の座標軸を規定して説明する。

【0031】

（表示切替装置の基本構成）
図２は、本実施形態に係る表示切替装置１の基本構成を示す模式図である。図２に示すように、表示切替装置１は、表示部１０と、マイクロレンズアレイ（以下、レンズアレイと略称する）４０と、を備える。また、表示切替装置１は、第１光源群５１と、第１光源群５１が取り付けられる基板３と、を更に備えてもよい。

【0032】

表示部１０と、レンズアレイ４０とは、筐体２により支持される。さらに、本実施形態において、第１光源群５１が取付けられた基板３に筐体２を取付けることにより表示切替装置１の基本構成がなされる。

【0033】

表示切替装置１は、表示部１０の上方（Ｚ１側）に損傷防止用の保護層を備えてもよい。また、表示切替装置１は、表示部１０の上方に調光部材を備えていてもよい。調光部材の例としては、例えばスモーク、ハーフミラー、偏光板、カラー板、拡散板、表示画像を表示する部材、拡散板と組み合わせて拡散機能をもったスモークなどが挙げられる。また、表示部１０の上方に、表示部１０の視野角を一部遮断する部材を備えていてもよい。視野角を一部遮断する部材の例としては、ルーバーなどが挙げられる。上述の各部材のサイズは、画像表示部７２の大きさに応じて適宜設計され得る。

【0034】

第１光源群５１は、レンズアレイ４０に向けて光を照射する複数の光源５０により構成される。複数の光源５０のそれぞれは、同色の光を発光するように構成されてもよいし、異なる色を発光するように構成されてもよい。複数の光源５０の一例として、ＲＧＢＬＥＤが挙げられる。

【0035】

図３を参照して、レンズアレイ４０の構成について説明する。図３は、図２に示すレンズアレイ４０の構成例を示す図である。図３の符号１００は、図２に示すレンズアレイ４０をＺ１方向から見た図である。図３の符号１０１は、符号１００の点線で囲まれた部分を拡大して示すレンズアレイ４０の斜視図である。図３の符号１０２に示す図は、レンズアレイ４０の一部を拡大して示す部分断面図である。

【0036】

図３の符号１００～符号１０２に示す図に示すように、レンズアレイ４０は、複数のレンズ４１が二次元マトリックス状に配列されて構成される。レンズアレイ４０の複数のレンズ４１のそれぞれは、第１光源群５１の複数の光源５０から出射された光を集光する。

【0037】

図４は、レンズアレイ４０による集光の状態の例を示す図である。図４より、光源５０の位置を変えることにより集光箇所を変化させることができることが理解され得る。

【0038】

図３の符号１００及び符号１０１に示すように、複数のレンズ４１が二次元マトリクス状に配列される領域の中心の位置がレンズアレイ４０の重心の位置Ｃ１である。重心位置Ｃ１に対して最も近い位置に位置するレンズ４１を基準レンズ４１Ａとして、以下説明する。

【0039】

表示部１０は、画像層２０と、マトリクス層３０とからなり、表示すべき画像（表示画像）Ｐを表示する。マトリクス層３０は、例えば画素領域３１（開口、以下同様）と、画素領域３１以外の領域である画素周囲領域３２（マスク、以下同様）とを備える。画像層２０と、マトリクス層３０とは接合されている。なお、ここでいう「画素周囲領域３２」とは、画素領域３１のそれぞれの周囲にあって、透過率が一定である領域を指す。また、画素周囲領域３２は第１光源群５１側からの光、すなわち、レンズアレイ４０が配置されている側からの光を遮光する。

【0040】

表示部１０は、第１光源群５１の位置から出射された光のそれぞれが、レンズアレイ４０のそれぞれのレンズ４１によって集光される光が通る領域を含んで配置される画素領域３１を複数備えている。表示部１０は、画素領域３１のそれぞれにおける透過率が所定の静止図柄に対応して設定されている。

【0041】

図５は、表示部１０の切替表示例を示す図である。図５の符号２００に示す図は、表示部１０（画像層２０）に表示される表示例であり、符号２０１に示す図は表示される図柄の例示であり、符号２０２に示す図は符号２００に示す図のＡ部の拡大図であり、符号２０３に示す図は符号２０２に示す図のＢ部の拡大図である。

【0042】

図５に示す表示例では、例えば同一の画像層２０に表示画像Ｐ１（例示では平仮名「き」）と、表示画像Ｐ２（例示では図柄「△」）と、表示画像Ｐ３（例示では大文字のアルファベット「Ｇ」）と、表示画像Ｐ４（例示では数字「６」）とを切替えて表示することができる。

【0043】

図５の符号２０３に示すように、一例として、表示部１０の全体を、１つの区域に最大４つの画素領域３１を含むように複数の区域（複数の画素）に区切って表示を切り替えることが可能である。また、図３の符号２０３に示すように、表示部１０の画素領域３１以外の領域は画素周囲領域３２となっている。

【0044】

図６は、表示部１０、レンズアレイ４０を構成するレンズ４１および第１光源群５１を構成する各光源５０の対応関係を示す図である。図６において、２つの画素が例示され、第１光源群の各光源５０Ａ～５０Ｄからの光はレンズアレイ４０に集光されてそれぞれ対応する画素領域３１から出射する。表示部１０の各画素は、それぞれ画素領域３１と、画素周囲領域３２とに分割されている。図６に示す光源５０Ａ～５０Ｄは、例えばそれぞれ白光、緑光、赤光、青光を出射する光源であってよい。

【0045】

上述のような表示切替装置１を用いることにより、液晶方式の表示装置を用いずにアニメーション表示または切替表示を行うことができる。これにより、液晶ディスプレイを用いるよりも低コストの表示切替装置を実現することができる。

【0046】

（表示の指向性について）
図７を参照して、表示切替装置１の表示部１０に表示される表示画像の指向性について説明する。図７は、表示部１０及びレンズアレイ４０に対する第１光源群５１の位置関係を示す図である。表示切替装置１は、第１光源群５１の重心位置Ｃ２を表示部１０の中心からずらすことで、表示部１０において指向性を有する表示を可能にしている。

【0047】

図７に示すように、第１光源群５１の各光源５０は、基準線ＢＬよりもＸ２側に配置されている。ここで、基準線ＢＬとは、表示切替装置１の表示部１０の表示面１１の法線方向であって、表示部１０の中心位置を通る線である。本実施形態において、基準線ＢＬは、レンズアレイ４０の重心位置Ｃ１、及び基準レンズ４１Ａの主点Ｓ１を通る線である。

【0048】

第１光源群５１の重心位置Ｃ２は、レンズアレイ４０の重心位置Ｃ１に対してＸ２方向にずれている。ここで、第１光源群５１の重心位置Ｃ２は、複数の光源５０のうち、最も外側に位置する光源５０同士を結ぶ対角線の中間位置に相当する位置である。重心位置Ｃ２は、仮想的な位置である。レンズアレイ４０の基準レンズ４１Ａの主点Ｓ１と、第１光源群５１の重心の位置Ｃ２とを結ぶ線分Ｌ１の方向が、基準線ＢＬに対して傾いている。換言すれば、線分Ｌ１は、表示面１１の法線方向に対して傾いている。

【0049】

第１光源群５１の各光源５０からの光は、レンズアレイ４０に対して角度をつけて入射する。レンズアレイ４０に集光された第１光源群５１の光は、表示部１０の表示面１１の法線方向に対して所定の角度傾いて、表示部１０に入射される。表示部１０から出射される光は、表示面１１の法線方向に対して所定の角度傾いた状態で、出射される。より詳細には、表示部１０の表示の指向性の方向である指向方向を、光源５０間で平均した第１平均指向方向Ｄ１は、表示面１１の法線方向に対して所定の角度α傾いている。即ち、第１光源群５１からの光により、第１平均指向方向Ｄ１による表示を実現する。ここで、所定の角度αは、１０度以上であることが好ましい。より好ましくは、所定の角度αが１５度以上であるとよい。

【0050】

即ち、第１光源群５１の各光源５０からの光の照射による表示部１０の表示は、指向性を有している。ユーザは、表示部１０の表示面１１の法線方向に対して所定の角度、換言すれば第１平均指向方向Ｄ１と対向する方向から視ると、表示部１０に表示されている画像を視認することができる。しかし、ユーザは、表示面１１の法線方向に対して所定の角度以外、換言すれば、第１平均指向方向Ｄ１と対向する方向以外の方向から視ると、表示部１０に表示されている画像を明確に視認することはできない。

【0051】

上記表示切替装置１によれば、レンズアレイ４０の各レンズ４１によって集光された光によって表示が行われるので、表示部１０での表示はある程度の指向性を有することになる。そして、各光源５０からの光の照射による表示部１０の表示の指向性の方向を平均した平均指向方向が、表示面の法線方向に対して所定の角度傾いている。すなわち、上記の構成によれば、表示部１０の表示面１１に対して、正面ではなく偏った方向に指向性を有する表示を実現することができる。この際に、例えば従来の液晶方式の表示装置のように、特定の偏光成分の光を使用する構成と比較して、光源から出射される光の利用効率を高めることができる。また、液晶方式の表示装置よりもコストを低くすることができる。

【0052】

また、上記表示切替装置１によれば、レンズアレイ４０の重心位置Ｃ１に対して第１光源群５１の重心位置Ｃ２をずらすことで、レンズアレイ４０に対して第１光源群５１からの光の入射角に角度をつけることができる。そのため、レンズアレイ４０の各レンズ４１により集光された第１光源群５１の光が通る方向を平均した方向を表示部１０の表示面１１の法線方向に対して傾けることができる。従って、レンズアレイの各レンズにより集光された第１光源群５１の光が通る領域に表示部１０の画素領域３１を配置することで、表示部１０において指向性を有する表示画像を表示させることができる。

【0053】

また、上記表示切替装置１によれば、光の利用効率が高いため、第１平均指向方向Ｄ１を表示面１１の法線方向に対して１０度以上傾けたとしても、表示部１０における表示の視認性を高くすることができる。また、第１平均指向方向Ｄ１を表示面１１の法線方向に対して１５度以上傾けたとしても、例えば自動車のシフトレバー７０に備えられる車両用表示システム９０において、表示部１０における表示の視認性を高くすることができる。

【0054】

§３ 変形例
以上、本開示の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本開示の例示に過ぎない。本開示の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。

【0055】

＜３．１＞
実施形態１における表示切替装置１では、第１光源群５１のみ備えている構成について説明したが、本開示の表示切替装置はこれに限られない。

【0056】

図８及び図９を参照して、本開示の一態様の表示切替装置１Ａについて説明する。図８は、実施形態１の変形例に係る表示切替装置１Ａの構成の要部を示す図である。表示切替装置１Ａでは、複数の光源５０Ｂから構成される第２光源群５２を更に備えてもよい。なお、図８及び図９において、第１光源群５１を構成する光源５０を光源５０Ａと、第２光源群５２を構成する光源５０を光源５０Ｂとする。

【0057】

図８に示すように、第１光源群５１とは異なる位置に第２光源群５２が配置されている。より詳細には、第２光源群５２は、基準線ＢＬよりもＸ１側に配置されている。第２光源群５２の重心位置Ｃ３は、レンズアレイ４０の重心位置Ｃ１に対してＸ１方向にずれている。レンズアレイ４０の基準レンズ４１Ａの主点Ｓ１と、第２光源群５２の重心の位置Ｃ３とを結ぶ線分Ｌ２の方向が、基準線ＢＬに対して傾いている。換言すれば、線分Ｌ２は、表示面１１の法線方向に対して傾いている。なお、線分Ｌ２は、表示面１１の法線方向に対して、第１光源群５１に係る線分Ｌ１と同じ傾きの角度であってもよいし、異なる傾きの角度であってもよい。また、線分Ｌ２は、表示面１１の法線方向と同じ方向であってもよい。

【0058】

第２光源群５２の各光源５０Ｂからの光は、レンズアレイ４０に対して角度をつけて入射する。レンズアレイ４０に集光された第２光源群５２の光は、表示部１０の表示面１１の法線方向に対して所定の角度傾いて、表示部１０に入射される。表示部１０から出射される第２光源群５２の光は、表示面１１の法線方向に対して所定の角度傾いた状態で、出射される。より詳細には、表示部１０の指向性の方向である指向方向を、光源５０Ｂ間で平均した第２平均指向方向Ｄ２は、表示面１１の法線方向に対して所定の角度β傾いている。即ち、第２光源群５２からの光により、第２平均指向方向Ｄ２を実現する。なお、第２平均指向方向Ｄ２は、表示面１１の法線方向と同方向であってもよい。

【0059】

上記構成によれば、第１光源群５１の第１平均指向方向Ｄ１、及び第２光源群５２の第２平均指向方向Ｄ２は異なる方向となっている。そのため、２つの方向に指向性を有する表示を実現できる。よって、図９に示すように、２つのユーザの位置において視認可能な表示を行うことができる。また、第１光源群５１からの光による第１平均指向方向Ｄ１と第２光源群５２からの光による第２平均指向方向Ｄ２とが異なる表示切替装置１を実現することができる。

【0060】

図９は、平均指向方向が互いに異なる２つの方向となっている場合であって、平均指向方向と、画像を視認可能となるユーザの位置との関係を説明する図である。図９の符号３００は、第１光源群５１及び第２光源群５２が左右方向に離れている場合を示す図である。図９の符号３０１は、第１光源群５１及び第２光源群５２が、上下方向に離れている場合を示す図である。なお、図９において、表示部１０の表示面１１に対して、Ｘ方向が左右方向であり、Ｙ方向が上下方向であり、Ｚ方向が奥行きの方向であるものとして説明する。

【0061】

図９の符号３００に示すように、左右方向において、第１光源群５１及び第２光源群５２が異なる位置に配置される場合、異なる位置に存在する２人のユーザに対して、異なる２つの位置において視認可能な表示を行うことができる。第１平均指向方向Ｄ１と対向する位置に存在するユーザＵ１は、第２光源群５２により表示される表示画像は視認できないが、第１光源群５１により表示される表示画像を視認可能である。一方、第２平均指向方向Ｄ２と対向する位置に存在するユーザＵ２は、第１光源群５１により表示される表示画像は視認できないが、第２光源群５２により表示される表示画像を視認可能である。このような構成によれば、例えば、運転席側のユーザの乗車位置と助手席側のユーザ乗車位置との２つの位置に表示の指向性を強めることが可能である。

【0062】

図９の符号３００に示すように、上下方向において、第１光源群５１及び第２光源群５２が異なる位置に配置される場合、１人のユーザに対して、異なる２つの位置において、視認可能な表示を行うことができる。例えば、車両内において、ユーザＵ１が着席することが想定されている乗車想定位置に合わせて、第２光源群５２の第２平均指向方向Ｄ２が設定されている場合、ユーザＵ１がその乗車想定位置から通常の視線で見た表示部１０の表示画像は第２光源群５２により表示される画像である。一方、ユーザＵ１が、通常の視線から下方（Ｙ２方向）に視線を移動させたとすると、ユーザＵ１の視線は第１光源群５１の第１平均指向方向Ｄ１と対向するため、ユーザＵ１は第１光源群５１により表示される画像を視認することができる。

【0063】

＜３．２＞
実施形態１では、表示切替装置１の表示部１０における表示の指向性は、第１光源群５１の重心位置Ｃ２を表示部１０の中心からずらすことで可能とした。しかし、本開示の一態様の表示切替装置は、光を屈折させる光学部材を備えることで、表示部１０において指向性を有する表示を可能とする構成としてもよい。本変形例に係る表示切替装置は、表示部１０の表示面１１から出射する光を、表示面１１の法線方向に対して傾ける方向に屈折させる光学部材６０としてのレンズを備えている。

【0064】

図１０を参照して、本変形例に係る表示切替装置について説明する。図１０は、実施形態１の変形例に係る表示切替装置について説明する図である。

【0065】

図１０の符号４００は、光学部材６０として凸レンズ６１を備える表示切替装置１Ｂの構成の要部を示す図である。図１０の符号４０１は、表示切替装置１Ｂの表示部１０による表示の指向性のシミュレーション結果を示す図である。

【0066】

図１０の符号４００に示すように、表示切替装置１Ｂは、表示部１０の光の出射側（Ｚ１側）に光学部材６０である凸レンズ６１を備えている。凸レンズ６１は、表示部１０から出射された第１光源群５１の光を収束させる。

【0067】

図１０の符号４０１に示すシミュレーション結果を参照して、表示切替装置１Ｂによる表示の指向性について説明する。符号４０１の図面上左上に示された光の強度分布をみると、図面上左右方向において光の強度の強い箇所が２つに分かれていることが分かる。符号４０１の光の強度分布の図面下方に示されている光の強度を示すグラフでは、±１０度付近に２つのピークが有ることが分かる。

【0068】

即ち、凸レンズ６１を備える表示切替装置１Ｂは、±１０度付近に２つの平均指向方向を有している。凸レンズ６１は、表示面１１から出射する光を、互いに異なる２つの方向に屈折させている。従って、凸レンズ６１を備える表示切替装置１Ｂにより、表示部１０において指向性を有する表示が可能である。

【0069】

図１０の符号４１０は、光学部材６０として凹レンズ６２を備える表示切替装置１Ｃの構成の要部を示す図である。図１０の符号４１１は、表示切替装置１Ｃの表示部１０による表示の指向性のシミュレーション結果を示す図である。

【0070】

図１０の符号４１０に示すように、表示切替装置１Ｃは、表示部１０のＺ１側に光学部材６０である凹レンズ６２を備えている。凹レンズ６２は、表示部１０から出射された第１光源群５１の光を発散させる。

【0071】

図１０の符号４１１に示すシミュレーション結果を参照して、表示切替装置１Ｃによる表示の指向性について説明する。符号４１１の図面上左上に示された光の強度分布をみると、図面上左右方向において光の強度の強い箇所が２つに分かれていることが分かる。符号４１１の光の強度分布の図面下方に示されている光の強度を示すグラフでは、±１５度付近に２つのピークが有ることが分かる。

【0072】

即ち、凹レンズ６２を備える表示切替装置１Ｃは、±１５度付近に２つの平均指向方向を有している。凹レンズ６２は、表示面１１から出射する光を、互いに異なる２つの方向に屈折させている。従って、凹レンズ６２を備える表示切替装置１Ｃにより、表示部１０において指向性を有する表示が可能である。

【0073】

図１０の符号４１０は、光学部材６０としてレンズ６３を備える表示切替装置１Ｄの構成の要部を示す図である。図１０の符号４１０に示すように、表示切替装置１Ｄは、凸レンズと凹レンズとを組み合わせたレンズ６３を光学部材６０として備えてもよい。レンズ６３は、表示部１０のＺ１側に備えられている。

【0074】

表示切替装置１Ｂ～１Ｄのレンズ６１～６３の種類により、表示部１０に表示される表示画像が拡大又は縮小される。そのため、表示部１０に表示させる表示画像の大きさに応じて、凸レンズ又は凹レンズを適宜選択することにより、画像の大きさにバリエーションのある表示を行うことができる。これにより、ユーザの目につきやすい表示を行うことができる表示切替装置を提供することができる。

【0075】

表示切替装置１Ｂ～１Ｄのレンズ６１～６３は、図１０に示した構成に限られるものではない。レンズ６１～６３の形状は、非対称の形状であってもよい。特定のユーザに対してのみ指向性を強める場合、レンズ６１～６３の形状は、非対称の形状であるほうがよい。例えば、自動車の運転手側にあるボタンに表示切替装置１Ｂ～１Ｄが適用される場合、ボタンの正面に着座する運転手及び助手席に着座する乗車者に対して指向性を向ける必要がある。そのため、レンズ６１～６３の形状は、左右非対称の形状とすることが好ましい。また、表示切替装置１Ｂ～１Ｄのレンズ６１～６３の表面に損傷防止用の保護層、又は光の反射を防止する反射防止層が形成されてもよい。

【0076】

なお、図１０において、第１光源群５１の配置位置は、図示した例に限られず、設定される表示の平均指向方向に応じて適宜変更可能である（図１１において、同じ）。また、表示切替装置１Ｂ～１Ｄのレンズ６１～６３は、表示部１０のＺ２側に備えられていてもよい。表示切替装置１Ｂ～１Ｄのレンズ６１～６３には、プリズムが組み込まれていてもよいし、光を回折する部材を組み込ませてもよい。また、表示切替装置は、光を屈折させる光学部材の代わりに光を回折させる光学部材を備えていてもよい。

【0077】

＜３．３＞
本開示の一態様の表示切替装置１Ｅは、光を屈折させる光学部材を備えることで、表示部１０において指向性を有する表示を可能とする構成としてもよい。本変形例に係る表示切替装置１Ｅは、表示部１０の表示面１１から出射する光を、表示面１１の法線方向に対して傾ける方向に屈折させる光学部材６０としてのプリズムを備えている。

【0078】

図１１を参照して、表示切替装置１Ｅについて説明する。図１１は、実施形態１の変形例に係る表示切替装置１Ｅについて説明する図である。図１１の符号５００は、光学部材６０としてプリズム６４を備える表示切替装置１Ｅの構成の要部を示す図である。図１１の符号５０１は、符号５００にて丸で囲んだ部分を拡大した図である。図１１の符号５０２は、表示切替装置１Ｅの表示部１０による表示の指向性のシミュレーション結果を示す図である。

【0079】

図１１の符号５００に示すように、表示切替装置１Ｅは、表示部１０のＺ１側に光学部材６０であるプリズム６４を複数備えている。プリズム６４の基底は、Ｚ２側に位置するように配置される。換言すれば、プリズム６４の基底は、表示部１０の画素領域３１と対向するように配置されている。

【0080】

図１１の符号５０１に示すように、第１光源群５１の光は、表示部１０の画素領域３１から各プリズム６４の基底へと入射する。各プリズム６４の基底に入射された光は、屈折し、各プリズム６４の面６４Ａの法線方向及び面７４Ｂの法線方向に出射する。

【0081】

図１１の符号５０２に示すシミュレーション結果を参照して、表示切替装置１Ｅによる表示の指向性について説明する。符号５０２の図面上方に示された光の強度分布をみると、図面上左右方向において光の強度の強い箇所が２つに分かれていることが分かる。符号５０２の光の強度分布の図面下方に示されている光の強度を示すグラフでは、±２０度付近に２つのピークが有ることが分かる。

【0082】

即ち、プリズム６４を備える表示切替装置１Ｅは、±２０度付近に２つの平均指向方向を有している。各プリズム６４は、表示面１１から出射する光を、互いに異なる２つの方向に屈折させている。従って、プリズム６４を備える表示切替装置１Ｅにより、表示部１０において指向性を有する表示が可能である。

【0083】

なお、表示切替装置１Ｅの各プリズム６４は、表示部１０のＺ２側に備えられていてもよい。また、表示切替装置１Ｅは、一つのプリズム６４を備える構成であってもよい。また、プリズム６４の基底は、Ｚ１側に位置させてもよい。また、プリズム６４は、直角三角形のような形状とし、Ｚ１側に表示部１０の表示面１１の法線方向と平行な面を有する構成としてもよい。このような構成によれば、表示部１０の表示の平均指向方向を１つすることができる。また、プリズム６４の第１光源群５１の光が出射する部分に応じて、プリズム６４の斜面の角度を異なる斜面の角度に設定してもよい。このような構成によれば、表示の指向性の角度をより制御して、ユーザが視認する表示画像を明瞭化することができる。

【0084】

また、レンズアレイ４０にプリズムを組み込む構成としてもよい。このような構成によれば、複数のプリズム６４間の隙間（微細構造）に埃等の汚れが溜まることを低減することができる。また、一体に成形することにより表示切替装置のコストを低減することができる。

【0085】

上記表示切替装置１Ｂ～１Ｅによれば、光学部材６０により、レンズアレイ４０の各レンズ４１により集光された光が、表示部１０の表示面１１の法線方向に対して傾くように屈折及び／又は回折する。これにより、簡易な構成で表示に指向性を有している表示切替装置を提供することができる。

【0086】

また、上記表示切替装置１Ｂ～１Ｅによれば、光学部材６０により、平均指向方向が互いに異なる２つの方向となっている表示切替装置を提供することができる。

【0087】

§４ 適用例
これまで説明した形態は、本開示の表示切替装置を、シフトレバーに適用するものであったが、本開示の表示切替装置は、車両のその他の運転装置に対して適用することができる。

【0088】

例えば、本開示の表示切替装置は、ワイパーの動作モードを制御するワイパースイッチに適用することができる。

【0089】

また、本開示の表示切替装置は、ダイヤル式で変速機の動作モードを選択するシステムに適用することができる。

【0090】

また、本開示の表示切替装置は、ハンドル（ステアリング）に設けられるスイッチ（ステアリングスイッチとも呼称される）に適用することができる。

【0091】

また、本開示の表示切替装置は、後部座席用の操作パネルに適用することができる。当該操作パネルは、例えば、車両の空調の制御、オーディオの動作の選択を行えるものであってもよい。これにより、後部座席の搭乗者が車両の運転装置の一部の制御を行うことができる。

【0092】

また、本開示の表示切替装置は、エンジンの電源のオン・オフを制御するいわゆるプッシュスタートスイッチに対して適用することができる。この場合、エンジンの電源がオフであり、かつ、運転手が車両のブレーキをかけている場合と、エンジンの電源がオフであり、かつ、運転手が車両のブレーキをかけていない場合とで表示する画像の色を変えてもよい。

【0093】

また、本開示の表示切替装置は、インストルメントパネルに対して適用することができる。例えば、インストルメントパネルに表示されるウィンカーまたはアラート表示に対して本開示の表示切替装置を適用してもよい。

【0094】

また、本開示の表示切替装置は、車両のヘッドライトの動作を制御するライトスイッチに対して適用することができる。

【0095】

また、本開示の表示切替装置は、車両のヒーターの動作を制御するヒーターコントロールスイッチに対して適用することができる。

【0096】

また、本開示の表示切替装置は、福祉車両に対して適用することができる。ここで、福祉車両として、例えば、人が座った状態の車椅子を搬送する福祉車両が知られている。このような福祉車両では、遮光調製スイッチなどの車椅子を車両内に移動させるためのスイッチ、セーフティベルトスイッチ、車椅子を固定するための固定装置スイッチなど多くのスイッチが存在する。また、スイッチによっては、「引く」、「押す」、「長押し」などの複数の操作を必要とする。そのため、福祉車両の各スイッチをどのように操作すればよいかが分からなくなるという問題がある。このような福祉車両の各スイッチに対して本開示の表示切替装置を適用することにより、福祉車両の操作者に対して現在選択しているモードがどのようなモードであるかを認識させやすくなり、誤動作が生じる虞を低減することができる。

【0097】

また、本開示の表示切替装置は、車両に関する装置に適用することに限られるものではない。本開示の表示切替装置は、車両以外に備えられる装置又はシステムであって、指向性を有する表示を行う必要が有る装置又はシステムに適用されてもよい。

【0098】

なお、上述した表示切替装置の適用例において、表示切替装置がスイッチとして適用される場合、表示切替装置の中央部にへこみを設けることで、表示に指向性有しつつ、ユーザのタッチ性の向上を図ることができる。

【0099】

また、上述した表示切替装置の適用例において、表示切替装置がシフトレバーなどのグリップ部分に適用される場合、表示切替装置の表示面側を凸形状にすることで、グリップ部を握りやすくすることができる。これにより、表示に指向性を有しつつ、操作性の向上を図ることができる。

【0100】

本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。

【0101】

〔まとめ〕
本開示の態様１に係る表示切替装置は、複数の光源からの光の照射を切り替えることによって表示画像を切り替える表示切替装置であって、複数のレンズが配列されたレンズアレイと、複数の前記光源から出射された光のそれぞれが、前記レンズアレイのそれぞれの前記レンズによって集光される光が通る領域を含んで配置される複数の画素領域を含む表示部と、を備え、前記画素領域のそれぞれにおける透過率が所定の静止図柄に対応して設定され、複数の前記光源の光の照射による前記表示部の表示が指向性を有しており、該指向性の方向である指向方向を、前記光源間で平均した平均指向方向は、前記表示部の表示面の法線方向に対して所定の角度傾いている。

【0102】

本開示の態様２に係る表示切替装置は、上記態様１において、前記レンズアレイの重心に対して最も近い位置に位置する前記レンズを基準レンズとし、前記基準レンズの主点と、複数の前記光源により構成される第１光源群の重心の位置とを結ぶ線分の方向が、前記表示面の法線方向に対して傾いている、構成であってもよい。

【0103】

本開示の態様３に係る表示切替装置は、上記態様１または２において、前記表示面から出射する光を、前記表示面の法線方向に対して傾ける方向に屈折させる、回折させる又はこれらを組合せた機能を持つ光学部材を更に備える、構成であってもよい。

【0104】

本開示の態様４に係る表示切替装置は、上記態様３において、前記光学部材は、レンズである、構成であってもよい。

【0105】

本開示の態様５に係る表示切替装置は、上記態様３において、前記光学部材は、プリズムである、構成であってもよい。

【0106】

本開示の態様６に係る表示切替装置は、上記態様１～５の何れかにおいて、前記平均指向方向が互いに異なる２つの方向となっている、構成であってもよい。

【0107】

本開示の態様７に係る表示切替装置は、上記態様６において、複数の前記光源により構成される第１光源群からの光により、第１の前記平均指向方向による表示を実現し、前記第１光源群とは異なる位置に配置されており、複数の前記光源により構成される第２光源群からの光により、第２の前記平均指向方向を実現する、構成であってもよい。

【0108】

本開示の態様８に係る表示切替装置は、上記態様６または７において、前記表示面から出射する光を、互いに異なる２つの方向に屈折させる、回折させる又はこれらを組合せた機能を持つ光学部材を更に備える、構成であってもよい。

【0109】

本開示の態様９に係る車両用表示システムは、上記態様１～８の何れかに記載の表示切替装置を備え、前記表示切替装置は、車両内において、乗車者が着席することが想定されている乗車想定位置に前記平均指向方向が向いた状態で設けられている、構成であってもよい。

【0110】

本開示の態様１０に係る車両用表示システムは、上記態様９において、前記表示切替装置は、車両に備えられるシフトレバーに備えられる、構成であってもよい。

【0111】

本開示の態様１１に係る自動車は、上記態様９または１０に記載の車両用表示システムが設置される、構成であってもよい。

【符号の説明】

【0112】

１ 表示切替装置
４０ レンズアレイ
１０ 表示部
１１ 表示面
３１ 画素領域
３２ 画素周囲領域
５０ 光源
５１ 第１光源群
９０ 車両用表示システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】