JP2004093637A

JP2004093637A - 表示装置

Info

Publication number: JP2004093637A
Application number: JP2002251058A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Ikeuchi; 池内　博文
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】表示映像を小さくしてしまうことなく、表示器の表示面と平行の方向に表示装置を小型化する。
【解決手段】視認者に実像用表示面２３ａを向けて配置された実像用表示器２０と、視認者の反対側に虚像用表示面３３ａを向けて配置された虚像用表示器３０と、虚像用表示面３３ａから出射された表示光を視認者に向けて反射する反射鏡４０と備え、実像用表示面２３ａに対して垂直の方向から見て虚像用表示面３３ａの少なくとも一部が実像用表示面２３ａに重なるように、両表示器２０、３０を配置し、実像用表示面２３ａから出射された表示光による実像と、虚像用表示面３３ａから出射されて反射鏡４０にて反射された表示光による虚像とを組み合わせて１つの表示映像として視認させる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表示装置に関するものであり、特に、車両に搭載されて運転者に視認させる表示装置に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開２０００−５２８１２号公報にて車両用の表示装置が記載されている。この表示装置は、視認者の反対側に表示面を向けて配置された表示器と、表示器から出射された表示光を視認者に向けて反射する反射鏡と備え、表示器による表示内容を虚像として視認させるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、近年では表示装置の小型化が強く望まれているが、単純に表示器を小型化すると表示面が小さくなるため、表示映像が小さくなってしまう。よって、従来の表示装置は、表示面と平行の方向に小型化することが困難であった。因みに、上記公報の表示装置では、反射鏡に凹面鏡を採用して表示映像を拡大させることにより表示装置の小型化を図っているが、凹面鏡で拡大させると表示映像がひずみ易くなってしまうという欠点がある。
【０００４】
本発明は、上記点に鑑み、表示映像を小さくしてしまうことなく、表示器の表示面と平行の方向に表示装置を小型化することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、視認者に実像用表示面（２３ａ）を向けて配置された実像用表示器（２０）と、視認者の反対側に虚像用表示面（３３ａ）を向けて配置された虚像用表示器（３０）と、虚像用表示面（３３ａ）から出射された表示光を視認者に向けて反射する反射鏡（４０）と備え、実像用表示面（２３ａ）に対して垂直の方向から見て虚像用表示面（３３ａ）の少なくとも一部が実像用表示面（２３ａ）に重なるように、両表示器（２０、３０）を配置し、実像用表示面（２３ａ）から出射された表示光による実像と、虚像用表示面（３３ａ）から出射されて反射鏡（４０）にて反射された表示光による虚像とを組み合わせて１つの表示映像として視認させることを特徴としている。
【０００６】
これによれば、単純に１つの表示器を小型化するのではなく、実像用表示器（２０）と虚像用表示器（３０）との２つの表示器に分割し、これらの表示器（２０、３０）を、実像用表示面（２３ａ）に対して垂直の方向から見て虚像用表示面（３３ａ）の少なくとも一部が実像用表示面（２３ａ）に重なるように配置するので、実像用表示面（２３ａ）と平行の方向に表示装置を小型化できる。しかも、両表示器（２０、３０）で１つの表示映像として視認させるので、表示映像を小さくしてしまうことなく上記小型化を実現できる。
【０００７】
また、虚像は遠くに視認され、実像は近くに視認されることとなるため、立体感のある斬新な見栄えの表示装置にすることができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明では、両表示面（２３ａ、３３ａ）が略平行となるように両表示器（２０、３０）を配置したことを特徴としているので、実像用表示面（２３ａ）と垂直の方向にも表示装置を最大限小型化できる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明では、反射鏡（４０）の反射面（４０ａ）を凹面形状にしたことを特徴としているので、虚像用表示器（３０）からの表示光を反射面（４０ａ）で拡大させることができ、表示装置のより一層の小型化を図ることができる。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明では、反射鏡（４０）に半透光性の鏡を採用し、反射鏡（４０）に対して虚像用表示器（３０）の反対側に、目盛り部（５６ａ）を有する目盛板（５６）および回動して目盛り部（５６ａ）を指し示す指針（５５）を備え、反射鏡（４０）を透して視認される目盛り部（５６ａ）および指針（５５）を、実像および虚像からなる表示映像に組み入れて視認させることを特徴としている。
【００１１】
これにより、実像が視認者の手前側に視認され、指針（５５）および目盛り部（５６ａ）が実像よりも奥側に視認され、さらにその奥側に虚像が視認されることとなり、３段階に奥行き感のある表示映像を提供することができ、斬新な見栄えの表示にできる。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明では、反射鏡（４０）に全反射性の鏡を採用し、反射鏡（４０）に対して虚像用表示器（３０）の反対側に、目盛り部（５６ａ）を有する目盛板（５６）および回動して目盛り部（５６ａ）を指し示す指針（５５）を備え、目盛り部（５６ａ）および指針が虚像の周りに視認されるようにしたことを特徴としている。
【００１３】
これによっても、請求項４に記載の発明と同様の効果を発揮させることができる。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明では、両表示器（２０、３０）を視認者の側から覆う透光性のカバー（６０）を備えたことを特徴としている。
【００１５】
これにより、虚像用表示器３０からの表示光を透過させつつ、カバー（６０）で表示装置内部を視認者から目隠しすることができる。
【００１６】
また、車両に搭載されて表示映像を運転者に視認させる表示装置に、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の表示装置を採用して好適である。
【００１７】
ここで、車両用表示装置を採用した場合において、運転者の目の焦点距離のうち表示映像を見ているときの焦点距離は、車両前方を見ているときの焦点距離に比べて極めて短いので、車両運転中において運転者が車両前方を視ている状態から、表示映像に視線を移すと、目の焦点を変化させるのに時間がかかり、表示映像の視認性が悪い。従って、焦点距離が遠い表示映像ほど焦点を変化させる時間を短くでき視認性が良い。
【００１８】
そして、実像と虚像とを組み合わせてなる本発明の表示映像では、実像に比べて虚像の方が焦点距離が長いため、運転者に報知する情報のうち視認性を良好にさせたい情報を虚像として表示させるようにすることが好ましい。具体的には、請求項７に記載の発明のように、車両速度を虚像により表示させるようにして好適である。また、請求項８に記載の発明のように、車両速度をデジタル表示させて好適である。
【００１９】
特に、請求項４または５に記載の発明のように指針（５５）を実像および虚像からなる表示映像に組み入れる場合に車両速度をデジタル表示させると、指針（５５）によるアナログ表示と車両速度のデジタル表示とが混在することとなり、斬新な見栄えの表示装置にすることができる。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明では、両表示器（２０、３０）の間に回路基板（２１）を備え、回路基板（２１）に、実像用表示器（２０）の電子部品（２２）と虚像用表示器（３０）の電子部品（３２）とを実装させたことを特徴としているので、実像用表示器（２０）と虚像用表示器（３０）とのそれぞれに回路基板を備える場合に比べて、回路基板（２１）の部品点数を低減できる。
【００２１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図に基づいて説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１および図２は、本発明に係る表示装置を、車両に搭載されて表示映像を運転者に視認させる車両用表示装置に適用した一例であり、この車両用表示装置は、車両の速度、エンジン回転数、走行距離を表示するコンビネーションメータである。このコンビネーションメータは、当該車両の車室内に設けたインストルメントパネルのうち運転席の前方部分に設けられている。なお、図１中の上下前後方向を示す矢印は、車両搭載状態における表示装置の向きを示す。
【００２４】
表示装置は、ケース１０内に、実像用表示器２０、虚像用表示器３０、反射鏡４０、指針計５０、プリント回路基板７０等を収容して構成されている。ケース１０の背面には、指針計５０等をケース１０内に挿入するための開口部１０ｃが形成されており、開口部１０ｃはリアカバー１１により覆われて閉塞されている。
【００２５】
実像用表示器２０は、プリント回路基板２１と、プリント回路基板２１に実装された光源２２と、光源２２をバックライトとして表示光を出射する液晶パネル２３とから構成されている。液晶パネル２３の表示面２３ａは運転者に向けて配置されており、表示面２３ａからの表示光はケース１０の開口部１０ａから運転者に向けて出射され、実像として運転者に視認される。
【００２６】
本実施形態における実像用表示器２０での表示内容は車両の走行距離であり、図２の符号Ｓ１に示すようにデジタル表示させている。なお、上記特許請求の範囲に記載の実像用表示面は、実像用表示器２０の表示面２３ａに相当するものである。
【００２７】
虚像用表示器３０は、プリント回路基板２１と、プリント回路基板２１に実装された光源３２と、光源３２をバックライトとして表示光を出射する液晶パネル３３とから構成されている。すなわち、プリント回路基板２１は、実像用表示器２０と虚像用表示器３０とに兼用されており、各光源２２、３２の駆動および各液晶パネル２３、３３の駆動を制御している。
【００２８】
実像用表示面２３ａに対して垂直の方向から見て虚像用表示面３３ａの少なくとも一部が実像用表示面２３ａに重なるように、両表示器２０、３０は配置されている。具体的には、両表示面２３ａ、３３ａが略平行となるように両表示器２０、３０は積層配置されている。
【００２９】
液晶パネル３３の表示面３３ａは運転者の反対側に向けて配置されている。そして、液晶パネル３３に対してプリント回路基板２１の反対側（車両前方側）には反射鏡４０が配置されており、表示面３３ａからの表示光は反射鏡４０により反射され、ケース１０の開口部１０ｂから運転者に向けて出射され、虚像として運転者に視認される。反射鏡４０の反射面４０ａは、凹面形状に形成されており、虚像用表示器３０からの表示光を拡大させている。
【００３０】
本実施形態における虚像用表示器３０での表示内容は車両の走行速度であり、図２の符号Ｓ２に示すようにデジタル表示させている。なお、上記特許請求の範囲に記載の虚像用表示面は、虚像用表示器３０の表示面３３ａに相当するものである。
【００３１】
反射鏡４０に対して虚像用表示器３０の反対側（車両前方側）には、指針計５０が配置されている。指針計５０は、フレキシブルプリント基板５１と、フレキシブルプリント基板５１に実装された光源５２、５３と、フレキシブルプリント基板５１に実装された回動内機５４と、回動内機５４の回転軸５４ａに組み付けられた指針５５と、目盛り部５６ａを有する目盛板５６とリフレクタ５７とから構成されている。
【００３２】
回動内機５４を駆動させると指針５５は目盛板５６の表面に沿って回動し、目盛り部５６ａを指し示す。
【００３３】
目盛板５６のうち目盛り部５６ａおよびインジケータ部５６ｂを除く部分は黒色印刷等により不透光性となっている。なお、本実施形態における目盛り部５６ａとは、目盛りの他に、数字や文字をも含むものである。
【００３４】
そして、光源５２を点灯させると、光源５２からの光の一部は目盛り部５６ａを透過する。ここで、本実施形態の反射鏡４０には、半透光性の材質で形成された所謂ハーフミラーが採用されている。よって、目盛り部５６ａを透過した光は反射鏡４０を透過し、ケース１０の開口部１０ｂから運転者に向けて出射され、図２の符号Ｓ３に示すように実像として運転者に視認される。なお、光源５２からの光はリフレクタ５７の反射面５７ａにより反射されて、目盛板５６の全体に拡散されるようになっている。
【００３５】
また、光源５２を点灯させると、光源５２からの光の一部は、指針５５の内部に備えられた導光部材により指針５５の先端に向けて導かれ、指針５５の長手方向に亘る全体が照明される。指針５５からの光は、反射鏡４０を透過し、ケース１０の開口部１０ｂから運転者に向けて出射され、図２の符号Ｓ４に示すように実像として運転者に視認される。
【００３６】
光源５３を点灯させると、光源５３からの光はインジケータ部５６ｂを透過して反射鏡４０を透過し、ケース１０の開口部１０ｂから運転者に向けて出射され、図２の符号Ｓ５に示すように実像として運転者に視認される。本実施形態におけるインジケータ部５６ｂでの表示内容は車両の方向指示であるが、他の例として、各種警告灯等を表示内容とすることが挙げられる。なお、光源５３からの光は、リフレクタ５７の仕切面５７ｂにより光源５２からの光と仕切られており、両光源５２、５３の光が混合しないようになっている。
【００３７】
ケース１０の開口部１０ｂには、例えば黒色に着色されたスモーク材料からなるフロントパネル６０が設置されており、当該フロントパネル６０により、開口部１０ｂ内部を運転者から目隠しすることができる。また、虚像用表示器３０からの表示光による虚像Ｓ２、目盛り部５６ａからの表示光による実像Ｓ３、指針５５からの表示光による実像Ｓ４およびインジケータ部５６ｂからの表示光による実像Ｓ５は、フロントパネル６０を透過することにより、これらの虚像Ｓ２および実像Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５はフロントパネル６０浮かび上がるように運転者に視認される。
【００３８】
以上のように目隠ししつつ表示光を透過させるように機能させるために、フロントパネル６０のスモーク材料には透光率約２０〜３０％の材料が好ましい。また、上記請求の範囲に記載の「透光性のカバー」は、当該フロントパネル６０に相当する。
【００３９】
そして、図２に示すように、実像用表示器２０からの表示光による実像Ｓ１と、上記虚像Ｓ２および実像Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５は、一体となった１つの表示映像を構成している。本実施形態では、車速を表示する虚像Ｓ２と指針計５０を表示する実像Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５とを左右に並べてレイアウトされており、走行距離を表示する実像Ｓ１は虚像Ｓ２の下方にレイアウトされている。
【００４０】
また、１つの表示映像の中でも、虚像Ｓ２は最も遠方に視認され、実像Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５は虚像Ｓ２よりも近い位置に視認され、実像Ｓ１は実像Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５よりも近い位置に視認される。すなわち、遠近に３段階に像が表示されることとなり、立体感のある斬新な見栄えの表示装置にすることができる。
【００４１】
プリント回路基板７０は、表示装置全体の作動を制御するメインの制御回路を構成しており、プリント回路基板７０には、フレキシブルプリント基板７１によりプリント回路基板２１が接続され、また、フレキシブルプリント基板５１が接続されている。
【００４２】
以上により、本実施形態によれば、実像用表示面２３ａに対して垂直の方向から見て虚像用表示面３３ａとの少なくとも一部が実像用表示面２３ａに重なるように、実像用表示器２０および虚像用表示器３０は配置されているので、実像用表示面２３ａと平行の方向に表示装置を小型化できる。また、両表示面２３ａ、３３ａが略平行となるように両表示器２０、３０は積層配置されているので、実像用表示面２３ａと垂直の方向にも表示装置を小型化できる。
【００４３】
しかも、両表示器２０、３０で１つの表示映像として視認させるので、表示映像を小さくしてしまうことなく上記小型化を実現できる。
【００４４】
また、本実施形態では、反射鏡４０の反射面４０ａを凹面形状に形成して、虚像用表示器３０からの表示光を拡大させているので、表示装置のより一層の小型化を図ることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、１つの表示映像の中でも、虚像Ｓ２、実像Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、実像Ｓ１を遠近に３段階に表示させるので、立体感のある斬新な見栄えの表示装置にすることができる。
【００４６】
また、本実施形態では、運転者に報知する情報のうち視認性を良好にさせたい情報としての車両速度を、表示映像の中で最も遠方に視認される虚像Ｓ２により表示させているので、視認性の良好な表示装置にできる。
【００４７】
また、本実施形態では、１つの表示映像の中に指針５５によるアナログ表示と車両速度のデジタル表示とを混在させるので、斬新な見栄えの表示装置にすることができる。
【００４８】
また、本実施形態では、プリント回路基板２１は、実像用表示器２０と虚像用表示器３０とに兼用されているので、プリント回路基板の部品点数低減を図ることができる。
【００４９】
（第２実施形態）
図３は、本実施形態に係る表示装置を模式的に示す断面図であり、図４は、表示映像を示す正面図である。以下、本実施形態の構成のうち第１実施形態と異なる構成のみを説明する。
【００５０】
上記第１実施形態では、反射鏡４０にハーフミラーを採用し、指針計５０による表示光は反射鏡４０を透過して運転者に向けて出射されるようになっているが、本実施形態では、図３に示すように、反射鏡４０に全反射ミラーを採用し、指針計５０による表示光は、反射鏡４０を透過することなく反射鏡４０の周囲から運転者に向けて出射されるようになっている。
【００５１】
また、上記第１実施形態では、車速を表示する虚像Ｓ２と指針計５０を表示する実像Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５とを左右に並べてレイアウトしているが、本実施形態では、車速を表示する虚像Ｓ２の周囲に指針計５０を表示する実像Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５が配置されるレイアウトとなっている。
【００５２】
（他の実施形態）
上記第１および第２実施形態では、プリント回路基板２１は、実像用表示器２０と虚像用表示器３０とに兼用されているが、各表示器２０、３０のそれぞれに専用のプリント回路基板を設けるようにしてもよい。
【００５３】
また、上記第１および第２実施形態では、両表示面２３ａを平行に配置しているが、本発明では、実像用表示面２３ａに対して垂直の方向から見て虚像用表示面３３ａの少なくとも一部が実像用表示面２３ａに重なるように配置されていれば、両表示面２３ａを平行に配置しなくても適用可能である。
【００５４】
また、上記第１および第２実施形態では、実像用表示器２０および虚像用表示器３０の他に指針計５０を備えているが、本発明は指針計５０を備える表示装置に限られるものではなく、指針計５０を廃止してもよい。
【００５５】
また、上記第１および第２実施形態では、実像用表示器２０により走行距離を表示させ、虚像用表示器３０により車両速度を表示させているが、本発明はこれらの表示内容に限られるものではなく、例えば、エンジン回転数や警告灯等を表示させてもよい。また、指針計５０によりエンジン回転数の代わりに車速を表示させるようにしてもよい。
【００５６】
また、上記第１および第２実施形態では、虚像用表示器３０によりデジタルで車両速度を表示させているが、本発明の実施にあたり、虚像用表示器３０で指針を表示させてアナログ表示としてもよい。
【００５７】
また、本発明の実施にあたり、液晶パネル２３、３３に限ることなく、冷電極放電管（ＶＦＤ）、エレクトロルミネッセンスパネル（ＥＬ）、ブラウン管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイ等のその他の表示器であってもよい。
【００５８】
また、本発明の実施のあたり、フロントパネル６０は廃止してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る表示装置を模式的に示す断面図である。
【図２】図１の表示装置による表示映像を示す正面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る表示装置を模式的に示す断面図である。
【図４】図３の表示装置による表示映像を示す正面図である。
【符号の説明】
２０…実像用表示器、２３ａ…実像用表示面、３０…虚像用表示器、
３３ａ…虚像用表示面、４０…反射鏡。

Claims

視認者に実像用表示面（２３ａ）を向けて配置された実像用表示器（２０）と、
前記視認者の反対側に虚像用表示面（３３ａ）を向けて配置された虚像用表示器（３０）と、
前記虚像用表示面（３３ａ）から出射された表示光を前記視認者に向けて反射する反射鏡（４０）と備え、
前記実像用表示面（２３ａ）に対して垂直の方向から見て前記虚像用表示面（３３ａ）の少なくとも一部が前記実像用表示面（２３ａ）に重なるように、前記両表示器（２０、３０）を配置し、
前記実像用表示面（２３ａ）から出射された表示光による実像と、虚像用表示面（３３ａ）から出射されて前記反射鏡（４０）にて反射された表示光による虚像とを組み合わせて１つの表示映像として視認させることを特徴とする表示装置。
前記両表示面（２３ａ、３３ａ）が略平行となるように前記両表示器（２０、３０）を配置したことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記反射鏡（４０）の反射面（４０ａ）を凹面形状にしたことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
前記反射鏡（４０）に半透光性の鏡を採用し、
前記反射鏡（４０）に対して前記虚像用表示器（３０）の反対側に、目盛り部（５６ａ）を有する目盛板（５６）および回動して前記目盛り部（５６ａ）を指し示す指針（５５）を備え、
前記反射鏡（４０）を透して視認される前記目盛り部（５６ａ）および前記指針（５５）を、前記実像および前記虚像からなる前記表示映像に組み入れて視認させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の表示装置。
前記反射鏡（４０）に全反射性の鏡を採用し、
前記反射鏡（４０）に対して前記虚像用表示器（３０）の反対側に、目盛り部（５６ａ）を有する目盛板（５６）および回動して前記目盛り部（５６ａ）を指し示す指針（５５）を備え、
前記目盛り部（５６ａ）および前記指針が前記虚像の周りに視認されるようにしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の表示装置。
前記両表示器（２０、３０）を前記視認者の側から覆う透光性のカバー（６０）を備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の表示装置。
車両に搭載されて前記表示映像を運転者に視認させる表示装置であって、
車両速度を前記虚像により表示させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の表示装置。
前記車両速度はデジタル表示されていることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
前記両表示器（２０、３０）の間に回路基板（２１）を備え、
前記回路基板（２１）に、前記実像用表示器（２０）の電子部品（２２）と前記虚像用表示器（３０）の電子部品（３２）とを実装させたことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の表示装置。