JP2007225572A - 車両用表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】コスト低減を達成し得る車両用表示装置を提供する。
【解決手段】指針式表示像(第1の表示像)Riを観察者Pに直接表示する第1の表示手段1と、デジタル表示像(第2の表示像)Viを平面ミラー(反射部材)27を介して観察者Pに投影表示する第2の表示手段2と、第1の表示手段1の観察者Pに面する側とは反対側に配置される回路基板14とを備えており、第1の表示手段1と第2の表示手段2の双方が回路基板14に電気接続される。
【選択図】図3

Description

本発明は、車両のダッシュボードに搭載され、観察者(主にドライバー)に表示像として各種情報を表示する車両用表示装置に関するもので、特に表示像を観察者に直接表示するタイプの表示手段と、表示像を反射部材を介して観察者に投影表示するタイプの表示手段とを組み込んでなる車両用表示装置に係わる。
この種の車両用表示装置として、例えば下記特許文献1に記載されているものが知られている。この車両用表示装置は、表示像として指針式のアナログ表示像を観察者に直接表示するアナログ表示器(表示手段)と、表示像としてナビゲーション表示像を形成する液晶表示器(表示素子)とこの液晶表示器の表示像を観察者に投影表示する反射部材とを有する投影式表示器(表示手段)とを備えている。アナログ表示器はその背後にアナログ表示器自体を動作させるための回路基板を有し、この回路基板の背後であって回路基板とは離間した投影領域内に液晶表示器が配置され、この液晶表示器の表示像の出力側であって観察者に対面する位置に液晶表示器の表示像を観察者に投影する反射部材が配置されている。
特開平11−118529号公報(図3)
しかしながら上記特許文献1では、アナログ表示器と投影式表示器(液晶表示器)とは、電気的にも機械的にも分離、独立した状態で配置される構成となっている。このため、両表示器を作動させるにあたり、別個の回路基板が必要となり、コスト高になりやすいという問題を有している。
本発明はこの点に着目してなされたもので、その主な目的は、コスト低減を達成し得る車両用表示装置を提供することにある。
本発明は、前述した課題を解決するため、第1の表示像を観察者に直接表示する第1の表示手段と、第2の表示像を反射部材を介して前記観察者に投影表示する第2の表示手段と、前記第1の表示手段の前記観察者に面する側とは反対側に配置される回路基板とを備え、前記第1の表示手段と前記第2の表示手段の双方が前記回路基板に電気接続されることを特徴とする。
また本発明は、前記回路基板の前記観察者側を向く第1の面とは反対側となる第2の面に前記第2の表示手段が配置されることを特徴とする。
また本発明は、前記第1の表示手段が表示部とこの表示部を作動させる駆動部とを有し、前記表示部は前記回路基板の第1の面側に配置され、前記駆動部は前記回路基板の前記第2の面側に前記第2の表示手段と重ならないように配置されることを特徴とする。
また本発明は、前記第1の表示手段と前記第2の表示手段の少なくとも一方が光源からの光を受けて発光する受光形の表示手段でなり、前記光源が前記回路基板に搭載されることを特徴とする。
また本発明は、前記第2の表示手段が前記第2の表示像を形成する表示素子を有し、この表示素子の表示面が前記回路基板の前記第2の面に対して鉛直方向に向けられることを特徴とする。
また本発明は、前記第2の表示手段が前記反射部材に至る光路上に前記第2の表示像を拡大する光学素子を有することを特徴とする。
また本発明は、前記第2の表示手段が少なくとも前記第2の表示像を形成する表示素子と前記反射部材とを位置決め保持する支持部材を有することを特徴とする。
本発明によれば、コスト低減を達成することが可能な車両用表示装置を提供することができる。
以下、添付図面に基づいて、本発明を適用した車両用表示装置の実施形態を説明する。
図1から図3は、本発明の第1の実施形態を示す。図1は車両用表示装置の正面図、図2は、図1のA−Aに沿った概略断面図、図3は図2中、2点鎖線により囲まれた領域の拡大断面図である。
本実施形態による車両用表示装置は、例えば自動車のダッシュボードに搭載されるコンビネーションメータからなるもので、図1、図2に示すように、第1の表示手段1と、第2の表示手段2と、これら第1,第2の表示手段の所要部を露出させ、所要部以外は遮蔽するバイザー3と、このバイザー3の前方を覆う透視カバー4と、第1,第2の表示手段の背後を覆う背面カバー5とを備えている。なお車両に搭載された際、第1の表示手段1はハンドル内の空間部を通じて観察者P(ドライバー)に対面するように配置され、第2の表示手段2は、後述する反射部材がハンドル上部に位置するように配置される。
図3にて詳しく示すように、第1の表示手段1は、表示部11と、駆動部12と、フレーム体13と、回路基板14とで構成されている。
表示部11は、その主要部が透明な合成樹脂材料からなる指針15と、この指針15に対応した目盛や数字等の指標部16(図1では目盛のみ示す)が印刷等の手段により形成された表示板17とで構成され、指針15は表示板17の貫通孔を介して駆動部12に連結されている。
駆動部12は、例えばステッピングモータからなるもので、回路基板14の背面側(後述する第2の面側)に本体部が位置し、この本体部から突出する駆動軸18は回路基板14を貫通して前面側(後述する第1の面側)に延び、指針15に連結されている。
また駆動部12は、計測信号に応じて駆動軸18を回転させ、これにより指針15が表示板17上の指標部16を指示するようになっている。
指針15と表示板17とで構成される指針式表示像(第1の表示像)Riは、透視カバー4を通じて観察者Pに直接表示される。なお本例の場合、第1の表示手段1は、図1に示すように横方向に3つ設けられているが、これら第1の表示手段1の構造は、全て共通であるので、中央に位置する第1の表示手段1を代表例としてその詳細構造を説明する。ちなみに中央に位置する第1の表示手段1は、エンジン回転数を指針式表示し、左側の第1の表示手段1は燃料残量を指針式表示し、右側の第1の表示手段1は冷却水の温度を指針式表示するものであるが、任意の物理量を表示することができる。
フレーム体13は、例えば白色の合成樹脂からなるもので、表示板17と回路基板14とのそれぞれを支持する剛体からなると共に指針15と表示板17を照明する際の照明室や反射体としても機能する。
回路基板14は、例えばガラスエポキシ系材料からなる一枚の硬質回路基板であり、その表裏面に形成された回路パターンには、駆動部12の他、指針15と表示板17とを照明する例えば発光ダイオードからなる第1の光源L1、第2の表示手段2の後述する表示素子を照明する例えば発光ダイオードからなる第2の光源L2、駆動部12及び前記表示素子及び第1,第2の光源L1,L2を駆動制御する図示しない制御回路素子(例えば駆動部12、前記表示素子、第1,第2の光源L1,L2のそれぞれを所定の制御プログラムに基づいて制御するマイクロコンピュータ)、それ以外の各種回路素子のそれぞれが半田付け等の手段により電気接続されている。なお回路基板14は少なくとも駆動部12と前記表示素子とを電気的に制御する機能を有していればよく、前記制御回路素子は例えば駆動部12用と前記表示素子用とで複数あってもよい。
第1の光源L1は、回路基板14の観察者P側を向く第1の面Fs側であって、指針15用及び表示板17用にそれぞれ設けられた照明室内に位置するように実装され、指針15と表示板17を照明する。
第2の表示手段2は、表示素子21と、この表示素子21に第2の光源L2からの光を導く導光体22と、この導光体22の背面に配置される反射板23と、表示素子21を回路基板14に電気接続するためのフラットケーブル(FPC)24及びコネクタ25と、所定距離を隔てて表示素子21の表示面に対向配置される拡大レンズ(光学素子)26と、この拡大レンズ26に対向すると共に観察者Pの視線方向にも対向する平面ミラー(反射部材)27と、この反射部材27をはじめ、拡大レンズ26、表示素子21、導光体22、反射板23のそれぞれを位置決め保持するケース体(支持部材)28とで構成されている。
表示素子21は、例えば液晶パネルからなるもので、本例では走行速度を示すデジタル表示像(第2の表示像)Viを形成する。この場合、表示素子21は、その表示面が回路基板14の背面側(第1の面Fsとは反対側)となる第2の面Ssに対して鉛直方向に向くようにケース体28にて保持されている。またこの場合、表示素子21、ケース体28、コネクタ25のそれぞれは、第1の表示手段1の駆動部21と回路基板14の厚み方向において重ならないように第2の面Ss側に配置されている。
導光体22と反射板23は、表示素子21の背面に沿うようにケース体28に保持され、導光体22はその端部が回路基板14の第2の面Ssに搭載された第2の光源L2に対向している。そして第2の光源L2が点灯すると、その光を表示素子21に導いてバックライト照明するようになっている。
フラットケーブル(FPC)24は、コネクタ25を介して表示素子21と回路基板14とを電気接続する接続部品として機能するもので、コネクタ25と共にケース体28から露出する構成となるため、背面カバー5によって覆われている。なお本実施形態では図示していないが、このフラットケーブル(FPC)24または表示素子21上に、回路基板14に搭載された前記制御回路素子からの信号に基づいて表示素子21を駆動する駆動素子(駆動IC)を実装してもよい。また表示素子21の回路基板14に対する電気接続は、導通ピンの半田付けにより行うようにし、フラットケーブル(FPC)24やコネクタ25を廃止してもよい。
拡大レンズ26は、凸レンズであり、表示素子21にて形成されたデジタル表示像Viが通過することでデジタル表示像Viが拡大されて平面ミラー27に到達するようになっている。この拡大レンズ26は、その厚み方向とは直交する軸線が表示素子21の表示面と平行になるようにケース体28に位置決め保持されている。
平面ミラー27は、拡大レンズ26の前記軸線に対して略45度傾くように、ケース体28に位置決め保持され、拡大レンズ26によって拡大されたデジタル表示像Viを観察者P側に反射する。
ケース体28は、図3中、左側に位置する半体28aと右側に位置する半体28bとに2分割形成され、これら各半体どうしで、各部品を挟み込むように固定する。
従って、本実施形態の車両用表示装置によれば、図1に示すように、観察者Pは、透視カバー4を通じて第1の表示手段1の指針式表示像Riを直接視認することができ、一方平面ミラー27を通じて第2の表示手段2のデジタル表示像Viを、指針式表示像Riよりも奥まった位置に存在する虚像として視認することができる。
バイザー3は、例えば黒色等の合成樹脂部材からなり、第1,第2の表示手段1,2相互の接合部分や各表示手段1,2における不要部(観察者Pに視認させたくない部分)を隠蔽し、所要部(指針式表示像Riの投影領域及び指針式表示像Riの表示領域)を透視可能とするもので、第1,第2の表示手段1,2相互の共用部品となるように単一部材として設けられている。このようにバイザー3を共用部品としたことにより、コスト低減を可能としている。
透視カバー4は、例えば無色透明な合成樹脂部材からなり、バイザー3を含んで観察者Pが対面する全ての領域を覆っている。この透視カバー4もバイザー3と同じく、第1,第2の表示手段1,2相互の共用部品となるように単一部材として設けられており、これにより、コスト低減を可能としている。
背面カバー5は、適宜合成樹脂材料からなり、第1の表示手段1の一部(駆動部12)と、回路基板14の第2の面Ssの部分領域と、第2の表示手段2の一部(フラットケーブル24及びコネクタ25)を覆うようになっている。この背面カバー5も透視カバー4やバイザー3と同じく、第1,第2の表示手段1,2相互の共用部品となるように単一部材として設けられており、これにより、コスト低減を可能としている。
以上の通り、本実施形態によれば、指針式表示像(第1の表示像)Riを観察者Pに直接表示する第1の表示手段1と、デジタル表示像(第2の表示像)Viを平面ミラー(反射部材)27を介して観察者Pに投影表示する第2の表示手段2と、第1の表示手段1の観察者Pに面する側とは反対側に配置される回路基板14とを備えており、第1の表示手段1と第2の表示手段2の双方が共通の回路基板14に電気接続されることにより、第1の表示手段1と第2の表示手段2とで回路基板14を共用できる。これにより、第1,第2の表示手段1,2毎に回路基板を用意する必要がなくなり、コスト低減を達成することができる。
また本実施形態では、回路基板14の観察者P側を向く第1の面Fsとは反対側となる第2の面Ssに第2の表示手段2を配置したことにより、回路基板14の第1の面Fsには第1の表示手段1(具体的には表示部11、フレーム体13、第1の光源L1)を、第2の面Ss側には第2の表示手段2(具体的には表示素子21、導光体22、反射板23、フラットケーブル24、コネクタ25、ケース体28の一部、第2の光源L2)を分散配置できるため、スペースを有効活用でき、回路基板14の大型化に伴う装置全体の大型化を抑制することができる。
また本実施形態は、第1の表示手段1が表示部11とこの表示部11を作動させる駆動部12とを有し、表示部11は回路基板14の第1の面Fs側に配置され、駆動部12は回路基板14の第2の面Ss側に第2の表示手段2と回路基板14の厚み方向に重ならないように配置されることににより、装置の薄型化を達成でき、また駆動部12がデジタル表示像Viの投影光路上の障害物となることが防止できる。
また本実施形態は、第1の表示手段1と第2の表示手段2の双方が光源L1,L2からの光を受けて発光する受光形の表示手段でなり、光源L1,L2が回路基板14に搭載されることにより、専用の光源基板が不要となり、コスト低減を達成することができる。
なお本実施形態では、表示手段1と第2の表示手段2とで共用化される回路基板14を、第1の表示手段1と第2の表示手段2との双方の動作を制御する制御基板兼第1,第2の光源を搭載する光源基板としたが、共用回路基板の機能は任意であり、例えば回路基板14を光源基板として共用化し、第1,第2の表示手段2を制御する制御基板は、別の回路基板とするか、あるいは回路基板14を制御基板としてのみ共用化し、第1,第2の表示手段2を照明する(光源を搭載した)基板は別の回路基板とするか、あるいは適用される第1,第2の表示手段2のタイプや事情によって何れか一方側の制御基板(他方側の制御機能を持たない)として機能しながら他方側の光源基板(一方側の光源基板としての機能を持たない)として機能するようにしてもよい。
また本実施形態では、第2の表示手段2がデジタル表示像Viを形成する表示素子21を有し、この表示素子21の表示面が回路基板14の第2の面Ssに対して鉛直方向に向けられることにより、デジタル表示像Viの投影光路が回路基板14の基板面に沿うことになる(平行になる)ので、装置の厚み寸法を小さくすることができる。
また本実施形態は、第2の表示手段2が平面ミラー27に至る光路上にデジタル表示像Viを拡大する拡大レンズ26を配置したことにより、拡大レンズ26でデジタル表示像Viを拡大できる分、表示素子21のサイズを小さくでき、コスト低減及び小型化を達成することができる。なお拡大レンズ26としては、通常の凸レンズの他、フレネルレンズやレンチキュラーレンズを用いることもできる。なおデジタル表示像Viを拡大する光学素子としては、凹面ミラーを用いてもよいが、像の歪みやスペース効率を考えるとレンズが望ましい。
また本実施形態は、第2の表示手段2が表示素子21、導光体22、反射板23、拡大レンズ26、平面ミラー27のそれぞれを位置決め保持するケース体28を設けたことにより、第2の表示手段2をユニット化することができ、組み付け性を向上させることができる。加えて表示素子21と光学部品(拡大レンズ26、平面ミラー27)とがケース体28で位置決め保持されるため、光学系部品の位置ズレを抑制し、表示の歪みや変形を抑制することができる。
なお本実施形態では、デジタル表示像Viを図1中、指針式表示像Riの上側に表示する例を示したが、指針式表示像Riの下側や側方、あるいは第2の実施形態として後述するように指針式表示像Riの手前側(観察者P側)やの奥側(例えば表示板17の背後)であってもよい。
但し、デジタル表示像Viを指針式表示像Riの手前側(観察者P側)やの奥側に表示する場合、指針式表示像Riとデジタル表示像Viとが観察者Pに対して(部分的に)重なることになるので、表示面積が小さくなり、表示可能な情報量に限界が生じてしまう。
従って、表示面積を確保したい場合は、デジタル表示像Viと指針式表示像Riとは表示位置を分離し、さらにこの際、回路基板14の第2の面Ss側をデジタル表示像Viの投影光路の一部として活用して、指針式表示像Riとは分離した表示位置に表示すると、コンパクトでありながら、充分に長い投影光路長を確保することができ、デジタル表示像Viを遠方に表示するのに有利となる。
また第1,第2の表示手段1,2による表示像の内容は、任意であり、例えば第1の表示手段1として液晶表示素子や電界発光素子、蛍光表示管等の電子式表示素子を用いてもよいし、第2の表示手段として装飾意匠や装飾背景を形成する単純な発光器を用いてもよい。
図4は本発明の第2の実施形態を示す概略構成図であり、本実施形態では、第2の表示手段2の構成が前記実施形態と相違している。
すなわち、本実施形態による第2の表示手段2は、表示素子21の表示面が回路基板14の厚み方向を向くように配置され、デジタル表示像Viを最終的に観察者P側に投影する反射部材は、指針式表示像Riを観察者P側に透過し、デジタル表示像Viを観察者P側に反射する透過形反射パネル270(例えばスモークパネル)が採用され、この透過形反射パネル270は、第1の表示手段1の手前側を全体的に覆うように観察者Pに対して傾けて配置されている。
また表示素子21から透過形反射パネル270に至る投影光路上には、第1〜第3の反射鏡(全てが平面ミラーからなる)29a〜29cが設けられ、これら第1〜第3の反射鏡29a〜29cを通じて表示素子21のデジタル表示像Viを反射して透過形反射パネル270上に表示するようにしている。
以上のごとく構成される本実施形態によれば、デジタル表示像Viを反射する反射部材として透過形反射パネル270を用いたことにより、専用の透視カバーを廃止でき、コスト低減を達成することができる。
本発明の第1の実施形態による車両用表示装置の正面図。 図1のA−A断面図。 図2中、2点鎖線により囲まれた領域の拡大断面図。 本発明の第1の実施形態を示す概略構成図。
符号の説明
1 第1の表示手段
2 第2の表示手段
3 バイザー
4 透視カバー
5 背面カバー
11 表示部
12 駆動部
13 フレーム体
14 回路基板
15 指針
16 指標部
17 表示板
18 駆動軸
21 表示素子
22 導光体
23 反射板
24 フラットケーブル
25 コネクタ
26 拡大レンズ(光学素子)
27 平面ミラー(反射部材)
28 ケース体(支持部材)
29a〜29c 第1〜第3の反射鏡
270 透過形反射パネル
Fs 第1の面
L1 第1の光源
L2 第1の光源
P 観察者
Ri 指針式表示像(第1の表示像)
Ss 第2の面
Vi デジタル表示像(第2の表示像)

Claims (7)

  1. 第1の表示像を観察者に直接表示する第1の表示手段と、
    第2の表示像を反射部材を介して前記観察者に投影表示する第2の表示手段と、
    前記第1の表示手段の前記観察者に面する側とは反対側に配置される回路基板とを備え、
    前記第1の表示手段と前記第2の表示手段の双方が前記回路基板に電気接続されることを特徴とする車両用表示装置。
  2. 前記回路基板の前記観察者側を向く第1の面とは反対側となる第2の面に前記第2の表示手段が配置されることを特徴とする請求項1記載の車両用表示装置。
  3. 前記第1の表示手段が表示部とこの表示部を作動させる駆動部とを有し、前記表示部は前記回路基板の第1の面側に配置され、前記駆動部は前記回路基板の前記第2の面側に前記第2の表示手段と重ならないように配置されることを特徴とする請求項2記載の車両用表示装置。
  4. 前記第1の表示手段と前記第2の表示手段の少なくとも一方が光源からの光を受けて発光する受光形の表示手段でなり、前記光源が前記回路基板に搭載されることを特徴とする請求項1記載の車両用表示装置。
  5. 前記第2の表示手段が前記第2の表示像を形成する表示素子を有し、この表示素子の表示面が前記回路基板の前記第2の面に対して鉛直方向に向けられることを特徴とする請求項2記載の車両用表示装置。
  6. 前記第2の表示手段が前記反射部材に至る光路上に前記第2の表示像を拡大する光学素子を有することを特徴とする請求項1記載の車両用表示装置。
  7. 前記第2の表示手段が少なくとも前記第2の表示像を形成する表示素子と前記反射部材とを位置決め保持する支持部材を有することを特徴とする請求項1記載の車両用表示装置。
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