特許 7415249 表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-09

(45)【発行日】2024-01-17

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 30/56 20200101AFI20240110BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20240110BHJP

   G09F 9/40 20060101ALI20240110BHJP

   G02F 1/1333 20060101ALI20240110BHJP

   B60K 35/00 20240101ALI20240110BHJP

【ＦＩ】

G02B30/56

G09F9/00 354

G09F9/40 302

G02F1/1333

B60K35/00 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020092571

(22)【出願日】2020-05-27

(65)【公開番号】P2021189250

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-02-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000231512

【氏名又は名称】日本精機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】横山 才二

【審査官】磯崎 忠昭

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／１５１７９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－００６１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０９９２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００１７０８９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ３０／５６

Ｇ０９Ｆ ９／００

Ｇ０９Ｆ ９／４０

Ｇ０２Ｆ １／１３３３

Ｂ６０Ｋ ３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

透光性の保護部材と、
第１の画像を表示する第１の表示面を有し、前記第１の表示面を前記保護部材と対向するように前記保護部材の背後に配置される第１の表示器と、
第２の画像を表示する第２の表示面を有する第２の表示器と、
第３の画像を表示する第３の表示面を有し、前記第３の表示面を前記保護部材と対向するように前記保護部材の背後に配置される第３の表示器と、
前記保護部材と前記第２の表示器との間に配置され、前記第２の画像を前記第２の表示面の面対称位置である空間像面に空間像として結像する結像光学素子と、
を備え、
前記空間像は、前記保護部材を視認した時に前記保護部材の前方且つ前記第１の画像と前記第３の画像と間に形成されることを特徴とする表示装置。

【請求項2】

前記第２の表示器は、前記第１の表示器の背後に配置されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

【請求項3】

前記保護部材は、前後方向に屈曲した屈曲部を有し、
前記屈曲部は、前記第１の表示面と前記第３の表示面とを繋ぐようにクランク状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

【請求項4】

前記空間像面は、前記屈曲部の面に沿って形成されることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。

【請求項5】

前記空間像面は、前記第１の表示面に対し平行に形成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

【請求項6】

回路基板と、
取得した情報に基づき前記第１，２，３の表示器に情報を表示させ前記回路基板に実装される制御部と、を有し、
前記制御部は、前記第２の画像に、前記第１の画像と前記第３の画像とに関連する画像を表示させることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像を表示する表示ユニットを備えた表示装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の表示装置として、例えば特許文献１に開示されたものがある。斯かる表示装置は、表示画面を大画面化するために、１枚の保護板に複数の透視部を設け、各透視部の背後に液晶表示ユニットをそれぞれ配置し、液晶表示ユニットの表示領域を透視部から視認可能とする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－０９９２８５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に記載の表示装置では、保護板の透視部に画像が表示されるだけであり、表示の面白みに欠けるといった問題点があった。

【0005】

そこで、保護板に面白みのある表示が可能な表示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】

上記目的を達成するため、透光性の保護部材４と、第１の画像１１ａを表示する第１の表示面１１を有し、前記第１の表示面１１を前記保護部材４と対向するように前記保護部材４の背後に配置される第１の表示器１と、第２の画像２１ａを表示する第２の表示面２１を有する第２の表示器２と、第３の画像を表示する第３の表示面を有し、前記第３の表示面を前記保護部材と対向するように前記保護部材の背後に配置される第３の表示器と、前記保護部材４と前記第２の表示器２との間に配置され、前記第２の画像２１ａを前記第２の表示面２１の面対称位置である空間像面５１に空間像５１ａとして結像する結像光学素子５と、を備え、前記空間像５１ａは、前記保護部材４を視認した時に前記保護部材４の前方且つ前記第１の画像と前記第３の画像と間に形成されることを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示の第１の実施形態に係る表示装置の正面図。

【図2】図１のＡ－Ａ線に沿った断面図。

【図3】本開示の第２の実施形態に係る表示装置の断面図。

【図4】本開示の第３の実施形態に係る表示装置の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本開示の実施形態に係る表示装置１００を、図１乃至４を参照して説明する。表示装置１００は、自動車等の車両に搭載され車両速度等の所定の計測量を表示する計器装置として構成される。本開示はこれら実施形態に限定されるものではなく、例えば、オートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載される車両用の計器装置に適用することができる。

【0009】

尚、以下では、表示装置１００の構成の理解を容易にするために、各部材に対して、表示装置１００から車両運転席に着座した運転者を見る方向（図１の手前方向及び図２の保護部材４側）を「前（正面）」、その反対側（図１の奥手方向及び図２の回路基板６側）を「後」とする。

【0010】

（第１の実施形態）
表示装置１００は、図１，２に示すように、第１の表示器１と、第２の表示器２と、第３の表示器３と、保護部材４と、結像光学素子５と、回路基板６と、を少なくとも備える。

【0011】

第１，２，３の表示器１，２，３は、例えば、以下図示しない液晶パネルと、液晶パネルを照明する光源や反射シートや導光板や各種光学シートからなる光源手段と、液晶パネルと光源手段を収容する樹脂や金属からなるフレーム体と、からなる周知の液晶表示ユニットである。

【0012】

液晶パネルは、内側にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等により透明電極が形成された前後一対のガラス基板の内側に液晶材を封入し、両ガラス基板の外側に偏光板（偏光フィルタ）が貼り付けられて形成されるＴＦＴ（Thin Film Transistor）方式のノーマリーブラックタイプ（電圧非印加時、黒表示）の周知の液晶パネルである。

【0013】

第１，２，３の表示器１，２，３は、それぞれ第１，２，３の画像１１ａ，２１ａ，３１ａを表示する第１，２，３の表示面１１，２１，３１を有する。第１，２，３の表示面１１，２１，３１は液晶パネルに形成される。第１，３の表示器１，３は、第１，３の表示面１１，３１を保護部材４と対向するように保護部材４の背後にそれぞれ配置される。

【0014】

第１の表示器１は、第１の表示面１１の前後方向（法線方向）において、第１の表示面１１が第３の表示面３１よりも前方に配置される。第３の表示器３は、第１の表示器１の左右両隣に配置される。第３の表示器３は、第１の表示器１よりも１段背後に下がった位置に配置される。第２の表示器２は、第１の表示器１の背後に配置される。第２の表示器２は、それぞれ第３の表示器３寄りに配置される。第２の表示器２は、第２の表示面２１が第１の表示面１１に対し約９０度の角度Ｄ１で配置され、第２の表示面２１が第３の表示器３を向くように配置される。

【0015】

保護部材４は、第１，２，３の表示器１，２，３や結像光学素子５や回路基板６を収容する樹脂からなるケース体９の前面に配置される。保護部材４は、基材４１と、遮光層４２と、着色層４３と、からなる。基材４１は、例えば透光性の薄板状の合成樹脂（例えばポリカーボネートやアクリル）からなる。

【0016】

遮光層４２は、基材４１の裏面の略全領域に黒色に着色された遮光性インキが印刷されたものからなる。遮光層４２は、第１の窓部４２ａと、第２の窓部４２ｂと第３の窓部４２ｃと、を有する。第１，２の窓部４２ａ，４２ｂは、第１，３の表示面１１，３１にそれぞれ対向した位置に、遮光性インキが印刷（形成）されない矩形窓部である。第３の窓部４２ｃは、結像光学素子５に対応した位置に、遮光性インキが印刷されない矩形に形成された窓部である。第３の窓部４２ｃは、第１の窓部４２ａと第２の窓部４２ｂとの間に形成される。

【0017】

着色層４３は、基材４１の裏面にスモーク色（半透過の黒色）に着色されたスモークインキが印刷されたものからなる。着色層４３は、遮光層４２の第１，２，３の窓部４２ａ，４２ｂ，４２ｃを埋めるように印刷される。

【0018】

保護部材４は、第１の窓部４２ａや第２の窓部４２ｂに相当する部分は平板状に形成される。保護部材４は、屈曲部４４を有する。屈曲部４４は、第１の表示面１１の法線方向において前後に配置される第１の表示面１１と第３の表示面３１とを繋ぐようにクランク状に形成される。屈曲部４４は、断面が直線になる傾斜部４４ａを有する。屈曲部４４は、第１の窓部４２ａと第２の窓部４２ｂの間に形成される。第３の窓部４２ｃは、傾斜部４４ａを含んだ屈曲部４４に形成される。

【0019】

回路基板６は、図２に示すように、第３の表示器３の背後に配置される。回路基板６は、第１，２，３の表示器１，２，３を制御するための図示しない制御部を実装する。制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、グラフィックコントローラ、表示装置１００の電源を制御する電源回路等を有しており、例えば、ＲＯＭに書き込まれたプログラムに従って所定の演算処理を実行する。

【0020】

制御部は、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）から車速、エンジン回転数、各種車両情報、ナビゲーション情報等を、各種センサ等を介して取得する。制御部は、取得した情報に基づき、第１，２，３の表示器１，２，３に情報を表示させる。

【0021】

第１，２，３の表示器１，２，３は、図示しないＦＰＣ（Flexible Printed Circuits：フレキシブルプリント基板）を介して、回路基板６に接続される。第１，２，３の表示器１，２，３は、回路基板６のグラフィックコントローラ等の制御部に制御されることにより、透明電極を介して液晶層に駆動電圧が印加され、各種画像を表示する。

【0022】

制御部は、第１の画像１１ａと第３の画像３１ａに車速、エンジン回転数、各種車両情報、ナビゲーション情報等に関する画像を表示する。制御部は、第２の画像２１ａに、第１の画像１１ａ及び第３の画像３１ａに関連する画像を表示する。例えば、図１のように、第１の画像１１ａと第３の画像３１ａにそれぞれ波模様の画像が表示された場合、第２の画像２１ａは、第１の画像１１ａと第３の画像３１ａとを繋ぐ波模様の画像を表示する。

【0023】

結像光学素子５は、矩形の平板状に形成された図示しない多数のマイクロミラー（コーナーリフレクタ）を備えるマイクロミラーアレイと呼ばれるものである。結像光学素子５は、第２の表示器２からの第２の画像２１ａである表示光を反射し、結像光学素子５を中心に第２の表示面２１の面対称位置に向けて反射させる。反射した表示光（第２の画像２１ａ）は、光が集まり空間像面５１を形成し、この空間像面５１に空間像５１ａとして結像する。空間像面５１は、空中に空間像５１ａを表示可能な仮想的な領域である。保護部材４の前方に位置する。

【0024】

結像光学素子５は、保護部材４の背後で保護部材４と第２の表示器２との間に配置される。結像光学素子５は、保護部材４の屈曲部４４と対向するよう配置されると共に、第２の表示器２の第２の表示面２１に対し約４５度の角度で配置される。結像光学素子５は、空間像面５１が第１の表示面１１に対し略平行且つ略同一面となる位置に配置される。空間像面５１は、保護部材４の前方に位置する。

【0025】

空間像５１ａは、保護部材４を視認した時に保護部材４の前方で視認される。空間像５１ａは、保護部材４を視認した時に第１の画像１１ａと第３の画像３１ａとのそれぞれの隣の位置であると共に、それぞれの間の位置で視認される。空間像５１ａは、保護部材４を視認した時に屈曲部４４に対向する位置で視認される。空間像５１ａは、保護部材４を視認した時に第１の表示面１１に対し略平行且つ略同一面となる位置で視認される。

【0026】

保護部材４の第１，２の窓部４２ａ，４２ｂは、保護部材４を視認した時に第１，３の画像１１ａ，３１ａが視認される表示領域となる。また、保護部材４の第３の窓部４２ｃは、保護部材４を視認した時に第２の画像２１ａが空中画像として視認される領域となる。保護部材４のそれ以外の部分は、何も表示されない非表示領域となる。

【0027】

このように形成されることにより、第１，３の表示器１，３及び保護部材４の前方に、空中画像を表示するといった面白みのある表示が可能な表示装置１００を提供することができる。また、第１の表示面１１に対し略平行となる位置に、空中画像を表示できるといったより面白みのある表示が可能な表示装置１００を提供することができる。

【0028】

(第２の実施形態)
本開示に係る表示装置１００の第２の実施形態を図３に基づいて説明する。前述した第１の実施形態と同一部分、均等部箇所については同一符号を付して説明する。

【0029】

第１の実施形態では、結像光学素子５は、第２の表示器２の第２の表示面２１に対し約４５度の角度で配置されていたが、本実施形態の結像光学素子５は、第２の表示器２の第２の表示面２１に対し約２０度の角度Ｄ２で配置される。結像光学素子５は、屈曲部４４の傾斜部４４ａと略平行となる位置に配置される。空間像面５１は、屈曲部４４の面に沿った位置に形成され、空間像５１ａは、保護部材４を視認した時に屈曲部４４の面に略平行となる位置で視認することができる。

【0030】

このように形成されることにより、第１，３の表示器１，３及び保護部材４の前方の第１の表示面１１と第３の表示面３１のそれぞれに近接した位置に、空中画像を表示できるといったより面白みのある表示が可能な表示装置１００を提供することができる。

【0031】

(第３の実施形態)
本開示に係る表示装置１００の第３の実施形態を図４に基づいて説明する。前述した第１の実施形態と同一部分、均等部箇所については同一符号を付して説明する。

【0032】

本実施形態では、第１の実施形態の第２の表示器２は、光源７と、導光部材８と、からなる。

【0033】

光源７は、適宜色（例えば、白色）を発するトップビュー型（回路基板６の法線方向に光を照射する方式）のＬＥＤ（Light Emitting Diode：チップ型発光ダイオード）からなる。光源７は、回路基板６の前面の導光部材８に対向する位置に複数個が実装される。

【0034】

導光部材８は、例えば透光性の直方体の合成樹脂（例えばポリカーボネートやアクリル）からなる。導光部材８は、受光面８１と、反射面８２と、表示面８３と、を有する。受光面８１は、光源７からの光を受光する。反射面８２は、受光面８１から導光部材８の中へ入射した光を表示面８３に向けて反射する。表示面８３は、凹凸溝やシボ加工などにより形成された意匠８２ａを有し、ここに反射面８２からの光が拡散することで発光する。

【0035】

意匠８２ａは、第１の画像１１ａ及び第３の画像３１ａに関連する意匠を表示する。例えば、第１の実施形態（図１参照）と同様に、第１の画像１１ａと第３の画像３１ａにそれぞれ波模様の画像が表示された場合、意匠８２ａは、第１の画像１１ａと第３の画像３１ａとを繋ぐ波模様の意匠を表示する。

【0036】

表示面８３は、第１の実施形態の第２の表示面２１と同様の位置に形成される。結像光学素子５は、表示面８３の意匠８２ａである表示光を、第１の実施形態と同様の空間像面５１に意匠８２ａを結像する。

【0037】

このように形成されることにより、第１，３の表示器１，３及び保護部材４の前方に、より簡素な構成で、空中画像を表示できるといった面白みのある表示が可能な表示装置１００を提供することができる。

【0038】

尚、本開示は前述した本実施形態に限定されるものでなく、本開示の要旨の範囲において、種々の変形が可能である。

【0039】

例えば、空間像面５１の位置は、第２の表示器２の位置と結像光学素子５の位置、及び、第２の表示面２１と結像光学素子５との角度により決定される。これらの位置は、本開示の実施形態の限りではなく、如何様に設計してもよい。

【0040】

また、保護部材４の第１の窓部４２ａや第２の窓部４２ｂに対向する部分は平板状に形成されていたが、凹凸状に湾曲形成されてもよい。また、結像光学素子５は、両面接着テープなどで保護部材４に貼り付けられてもよい。また、第１，３の表示器１，３は、保護部材４と透明光学粘着（ＯＣＡ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）シートを貼り合せて間を埋めてもよい。

【0041】

また、第１，２，３の表示器１，２，３は、マルチドットタイプやセグメントタイプのものであってもよく、単色表示やフルカラー表示及びポジ・ネガ表示は問わない。また、第１，２，３の表示器１，２，３は、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）モジュールであってもよい。また、第１，２，３の表示器１，２，３と回路基板６との電気的接続は、ＦＰＣのみならずリード線や導電ゴムなどからなる通電部材などでもよい。照明手段である光源７としてＬＥＤを用いていたが、他の照明手段であってもよい。

【符号の説明】

【0042】

１００ 表示装置
１ 第１の表示器
１１ 第１の表示面
１１ａ 第１の画像
２ 第２の表示器
３１ 第３の表示面
２１ａ 第２の画像
２ 第２の表示器
２１ 第２の表示面
２１ａ 第２の画像
４ 保護部材
４１ 基材
４２ 遮光層
４２ａ 第１の窓部
４２ｂ 第２の窓部
４２ｃ 第３の窓部
４３ 着色層
４４ 屈曲部
４４ａ 傾斜部
５ 結像光学素子
５１ 空間像面
５１ａ 空間像
６ 回路基板
７ 光源
８ 導光部材
８１ 受光面
８２ 反射面
８３ 表示面
９ ケース体
Ｄ１ 角度
Ｄ２ 角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】