JP2007333995A - Display device - Google Patents

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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device that can display a stereoscopic virtual image without using a half mirror.
SOLUTION: A first display device 11 has a first display panel 16 and emits first display light L1. A second display device 12 has a second display panel 26 and emits second display light L2. The first display panel 16 and the second display panel 26 are closely disposed to make a predetermined angle. The first display light L1 and the second display light L2 are reflected to display virtual images V1, V2. At least one of the first display device 11 and the second display device 12 has an optical path changing member 22 disposed in the front side of the first display panel 16 or the second display panel 26.
COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の表示器を有し、虚像を表示させる表示装置に関するものである。 The present invention includes a plurality of indicators, to a display device for displaying a virtual image.

従来より、ヘッドアップディスプレイ装置が種々提案されており、例えば特許文献1に開示されている。 Conventionally, a head-up display device has been proposed, for example, disclosed in Patent Document 1. 斯かるヘッドアップディスプレイ装置は、車両のダッシュボード1に配設された表示装置2が投射する表示光Lをフロントガラス3で車両運転者4の方向に反射させ、虚像V1,V2を表示させるものである(図6参照)。 Head-up display device such are those of the display light L which the display device 2 disposed on the dashboard 1 of the vehicle is projected is reflected in the direction of the vehicle driver 4 in the windshield 3, and displays a virtual image V1, V2 is (see Fig. 6). 表示装置2は、第一の表示器5と、第二の表示器6と、ハーフミラー7とを有しており、これらの第一の表示器5,第二の表示器6,ハーフミラー7はハウジング9に収容されている。 Display device 2 includes a first display unit 5, and the second display 6, has a half mirror 7, these first display 5, the second display 6, a half mirror 7 It is accommodated in the housing 9.
実開昭63−164038号公報 Japanese Utility Model Publication No. 63-164038

第一の表示器5は、ハーフミラー7から所定間隔aを有して配置されており、第一の表示器5が発した表示光は、ハーフミラー7を透過し、フロントガラス3に投射される。 The first display 5 is arranged from the half mirror 7 with a predetermined distance a, display light first display 5 is emitted is transmitted through the half mirror 7, it is projected onto the windshield 3 that. 一方、第二の表示器6は、ハーフミラー7から所定間隔bを有して配置されており、第二の表示器6が発した表示光は、ハーフミラー7で反射され、フロントガラス3に投射される。 On the other hand, the second display 6 is arranged from the half mirror 7 with a predetermined interval b, the display light where the second display 6 is emitted is reflected by the half mirror 7, a windshield 3 It is projected. 斯かる構成により、表示装置2は、第一の表示器5にて虚像V1を表示させると共に、第二の表示器6にて虚像V2を表示させることができる。 With such a configuration, the display device 2, along with displaying the virtual image V1 in the first display unit 5, it is possible to display the virtual image V2 in the second display 6.

第一の表示器5とハーフミラー7の所定間隔aは、第二の表示器6とハーフミラー7の所定間隔bよりも大きくなっており、虚像V1は、虚像V2よりも、運転者4から遠い位置に表示される。 Predetermined spacing a of the first display unit 5 and the half-mirror 7 is larger than the predetermined interval b of the second display 6 and the half-mirror 7, the virtual image V1, rather than the virtual image V2, from the driver 4 It is displayed in the distant position. しかし、表示装置2はハーフミラー7を備えているため高価であり、且つ、表示装置2は、ハーフミラー7からの所定間隔a,bが異なる2個の表示器5,6を配設することによって、表示位置が相違する複数の虚像V1,V2を表示できるが、虚像V1,V2は平面的であって、立体感がないという問題を有していた。 However, the display device 2 is expensive because it includes a half-mirror 7, and the display device 2, a predetermined distance a from the half mirror 7, the b is provided with different two display devices 5 and 6 by, can display multiple virtual images V1, V2 the display position are different, the virtual image V1, V2 is a planar, has a problem that there is no three-dimensional effect.
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、ハーフミラーを用いることなく、立体感がある虚像を表示できる表示装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of this problem, without using a half mirror, there is provided a display device capable of displaying a virtual image in which there is a three-dimensional effect.

本発明は、前記課題を解決するため、請求項1に記載したように、第一の表示パネル16を有し第一の表示光L1を発する第一の表示器11と、第二の表示パネル26を有し第二の表示光L2を発する第二の表示器12と、を備えると共に、前記第一の表示パネル16と前記第二の表示パネル26が所定角度を有するように、前記第一の表示パネル16及び前記第二の表示パネル26を近設配置させ、前記第一の表示光L1及び前記第二の表示光L2を反射させて虚像V1,V2を表示するものである。 The present invention for solving the above problems, as described in claim 1, a first display 11 for emitting a first display light L1 having a first display panel 16, a second display panel a second display unit 12 for emitting a second display light L2 having a 26, provided with a, as said the first display panel 16 second panel 26 has a predetermined angle, said first the display panel 16 and the second display panel 26 to bring up the near-set arrangement, the first of the display light L1 and the second display light L2 is reflected is for displaying a virtual image V1, V2.

また、本発明は、請求項2に記載したように、前記第一の表示光L1及び前記第二の表示光L2を反射させる凹面鏡48を有するものである。 The present invention, as set forth in claim 2, and has a concave mirror 48 for reflecting the first display light L1 and the second display light L2.

また、本発明は、請求項3に記載したように、前記第一の表示器11または前記第二の表示器12の少なくとも一方は、前記第一の表示パネル16または前記第二の表示パネル26の前面側に配置された光路変更部材22を有するものである。 The present invention, as set forth in claim 3, wherein at least one of the first display 11 or the second display 12, the first display panel 16 or the second display panel 26 of those having a front optical path disposed on the side change member 22.

また、本発明は、請求項4に記載したように、前記第一の表示器11または前記第二の表示器12の少なくとも一方は、前記第一の表示パネル16または前記第二の表示パネル26である液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを透過照明する発光素子18,28と、を有するものである。 The present invention, as set forth in claim 4, wherein at least one of the first display 11 or the second display 12, the first display panel 16 or the second display panel 26 a liquid crystal display panel is a light-emitting element 18, 28 that transmits illuminating the liquid crystal display panel, and has a.

第一の表示パネルと第二の表示パネルが所定角度を有するように近設配置させたことによって、ハーフミラーを用いることなく、立体感がある虚像を表示できる。 By the first display panel and the second display panel is allowed to close set arranged to have a predetermined angle, without using a half mirror, you can display a virtual image with stereoscopic effect.

以下、本発明を車両用ヘッドアップディスプレイ装置に応用した一実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention is applied to a head-up display device for a vehicle. 表示装置10は、第一の液晶表示器11(第一の表示器)と、第二の液晶表示器12(第二の表示器)と、反射器13とを有している。 Display device 10 includes a first liquid crystal display 11 (the first display), and a second liquid crystal display 12 of the (second indicator), and a reflector 13. 液晶表示器11,12,反射器13は、ハウジング14に収容されている。 The liquid crystal display device 11 and 12, the reflector 13 is accommodated in the housing 14.

第一の液晶表示器11は、液晶表示パネル16(第一の表示パネル),レンズ部材17,発光ダイオード18(発光素子),硬質配線板19,ケース体20,ヒートシンク21,プリズムシート22(光路変更部材)を有している。 The first liquid crystal display device 11, the liquid crystal display panel 16 (first display panel), the lens member 17, light-emitting diodes 18 (light emitting element), a rigid wiring board 19, the case body 20, the heat sink 21, a prism sheet 22 (optical path and a changing member).

液晶表示パネル16は、TFT型液晶セルの前後両面に偏光膜を貼着したものである。 The liquid crystal display panel 16 is obtained by attaching a polarizing film before and after both sides of the TFT-type liquid crystal cell. レンズ部材17は、ポリカーボネート等の透光性樹脂からなるものであり、複数の凸レンズ部を有している。 Lens member 17 is made of a translucent resin such as polycarbonate, and has a plurality of convex lens portion. レンズ部材17は、液晶表示パネル16と発光ダイオード18の間に配置されている。 Lens member 17 is disposed between the liquid crystal display panel 16 and the light emitting diode 18. 複数の発光ダイオード18は、互いに近接して配置されており、硬質配線板19に搭載されている。 A plurality of light emitting diodes 18 is mounted on and rigid wiring board 19 are arranged in proximity to each other. レンズ部材17の各凸レンズ部は、夫々、発光ダイオード18に対応する箇所に設けられており、発光ダイオード18が発した光を集光させる。 Each convex portion of the lens member 17, respectively, are provided at positions corresponding to the light emitting diode 18, condenses the light emitting diode 18 is emitted.

ケース体20は、白色の樹脂からなるものであり、略角筒形状となっている。 The case body 20 is made of a white resin, and has a substantially square tubular shape. 液晶表示パネル16は、ケース体20の開口端に設けられており、発光ダイオード18から発せられ、レンズ部材17で集光された照明光により透過照明される。 The liquid crystal display panel 16 is provided on the open end of the case body 20, emitted from the light emitting diode 18, it is transmitted illumination by the illumination light focused by the lens member 17. ヒートシンク21は、熱伝導性が良好な金属(例えばアルミニウム)からなるものであり、複数の放熱フィン21aを有している。 The heat sink 21 is for thermal conductivity is made of good metal (e.g. aluminum), and has a plurality of radiating fins 21a. ヒートシンク21は、硬質配線板19の後面に配置されており、発光ダイオード18が発した熱をハウジング14の外に放出する。 The heat sink 21 is disposed on the rear surface of the rigid printed wiring board 19, it emits a light emitting diode 18 is emitted heat to the outside of the housing 14.

プリズムシート22は、複数の微細なプリズム部22aと基材22bとを有しており、液晶表示パネル16の前面側に配置されている。 Prism sheet 22 has a plurality of fine prism portion 22a and the substrate 22b, are disposed on the front side of the liquid crystal display panel 16. 液晶表示パネル16を透過した表示光L1は、プリズムシート22の後面22cから入射し、プリズム部22aによって反射される(図3参照)。 Display light L1 transmitted through the liquid crystal display panel 16 is incident from the rear surface 22c of the prism sheet 22, is reflected by the prism portion 22a (see FIG. 3). プリズムシート22の後面22cは、液晶表示パネル16と平行になっている。 Rear surface 22c of the prism sheet 22 is parallel to the liquid crystal display panel 16.

第二の液晶表示器12は、液晶表示パネル26(第二の表示パネル),レンズ部材27,発光ダイオード28(発光素子),硬質配線板29,ケース体30,ヒートシンク31を有している。 Second liquid crystal display device 12 of the liquid crystal display panel 26 (second display panel), the lens member 27, light-emitting diodes 28 (light emitting element), a rigid wiring board 29, the case body 30, and a heat sink 31.

液晶表示パネル26は、TFT型液晶セルの前後両面に偏光膜を貼着したものである。 The liquid crystal display panel 26 is obtained by attaching a polarizing film before and after both sides of the TFT-type liquid crystal cell. レンズ部材27は、複数の凸レンズ部を有している。 Lens member 27 has a plurality of convex lens portion. 複数の発光ダイオード28は、互いに近接して配置されており、硬質配線板29に搭載されている。 A plurality of light emitting diodes 28 are mounted on and rigid wiring board 29 are arranged in proximity to each other. レンズ部材27の各凸レンズ部は、夫々、発光ダイオード28に対応する箇所に設けられており、発光ダイオード28が発した光を集光する。 Each convex portion of the lens member 27, respectively, are provided at positions corresponding to the light emitting diode 28, for focusing the light emitting diode 28 is emitted.

ケース体30は白色の樹脂からなるものであり、このケース体30の開口端に液晶表示パネル26が設けられている。 Case body 30 is made of a white resin, the liquid crystal display panel 26 is provided on the open end of the case body 30. 液晶表示パネル26は、発光ダイオード28により透過照明される。 The liquid crystal display panel 26 is transmitted illumination by the light emitting diode 28. ヒートシンク31は、放熱フィン31aを有しており、硬質配線板29の後面に配置されている。 The heat sink 31 has a heat dissipating fins 31a, is disposed on the rear surface of the rigid wiring board 29. ヒートシンク31は、発光ダイオード18が発した熱をハウジング14の外に放出する。 The heat sink 31 emits a light emitting diode 18 is emitted heat to the outside of the housing 14.

第一の液晶表示器11及び第二の液晶表示器12は、液晶表示パネル16と液晶表示パネル26が近設され、液晶表示パネル16と液晶表示パネル26の角度が略90°になるように配置されている。 The first liquid crystal display 11 and the second liquid crystal display 12 of the liquid crystal display panel 16 and the liquid crystal display panel 26 is the near set, so that the angle of the liquid crystal display panel 16 and the liquid crystal display panel 26 is substantially 90 ° It is located.

反射器13は、凹面鏡48,ミラーホルダー49,歯車50及びステッピングモータ51からなるものである。 Reflector 13, a concave mirror 48, the mirror holder 49, is made of a gear 50 and the stepping motor 51. 凹面鏡48は、表示光Lを反射させ、車両のフロントガラスに投射する。 The concave mirror 48, reflects the display light L, is projected onto the windshield of the vehicle. 凹面鏡48はミラーホルダー49に両面粘着テープにより接着されている。 Concave mirror 48 is bonded by double-sided adhesive tape to the mirror holder 49. 凹面鏡48は、ポリカーボネート(PC)等の樹脂にアルミニウム(Al)を蒸着させ反射膜を形成したものである。 The concave mirror 48 is obtained by forming a reflective film on a resin such as polycarbonate (PC) by depositing aluminum (Al). ミラーホルダー49はPBT等の樹脂からなるものであり、歯車部49a及び軸部49bが一体に形成されている。 The mirror holder 49 is made of a resin such as PBT, the gear portion 49a and a shaft portion 49b are integrally formed. 軸部49bはハウジング14に設けられた軸受部(図示しない)に軸支されている。 Shaft portion 49b is rotatably supported by the bearing portion provided on the housing 14 (not shown).

ステッピングモータ51は、凹面鏡48を回動させ、表示光Lの投射方向を調整する。 Stepping motor 51, the concave mirror 48 is rotated to adjust the projection direction of the display light L. 歯車50はステッピングモータ51の回動軸に取付けられており、歯車部49aと噛み合わされている。 Gear 50 is attached to the rotation shaft of the stepping motor 51, which meshes with the gear portion 49a. 運転者4は、押ボタンスイッチ(図示しない)を操作し、表示光Lが目の位置に反射されるように、凹面鏡48の角度を調整する。 The driver 4 operates the push button switch (not shown), so that the display light L is reflected at the position of the eye, adjusts the angle of the concave mirror 48.

ハウジング14は、上側ケース61と下側ケース62とからなるものであり、上側ケース61には、表示光Lが出射する窓部64が設けられている。 The housing 14 is made of a upper case 61 and the lower case 62, the upper case 61, a window portion 64 to which the display light L is emitted is provided. この窓部64は、透光性樹脂(例えばアクリル)からなるものであり、湾曲形状になっている。 The window 64 is made of a translucent resin (e.g. acrylic), it has a curved shape. ハウジング14の上側ケース61には遮光壁14aが設けられており、太陽光等の外光が液晶表示器11,12に入射し虚像V1,V2が見えにくくなる現象(ウォッシュアウト)を防止している。 The upper case 61 of the housing 14 is provided with the light shielding wall 14a, to prevent the phenomenon that the external light is incident virtual image V1, V2 is less visible on the liquid crystal display 11 such as sunlight (washout) there. 遮光壁14aは平板形状になっており、上側ケース61の上部から斜めに垂下するように形成されている。 Shielding wall 14a has become a plate shape, and is formed so as to depend from the top of the upper case 61 obliquely.

次に、図4及び図5に基づいて、虚像V1,V2について詳述する。 Next, with reference to FIGS. 4 and 5, it will be described in detail virtual image V1, V2. 液晶表示パネル16は、道路を模式的に表した図形等を表示し、液晶表示器11が発した表示光L1によって、虚像V1が表示される(図4(a)参照)。 The liquid crystal display panel 16, the road to view the schematic representation figure and the like, the display light L1 liquid crystal display device 11 has issued, the virtual image V1 is displayed (see Figure 4 (a)). 液晶表示パネル16は、光軸に対して傾斜配置されており、虚像V1は、側面視で略水平に表示される(図4(b)参照)。 The liquid crystal display panel 16 is inclined with respect to the optical axis, the virtual image V1 is substantially horizontally displayed in a side view (see Figure 4 (b)). 液晶表示パネル26は、車両を模式的に表した図形と、車両速度とを表示し、液晶表示器12が発した表示光L2によって、虚像V2が表示される(図4(a)参照)。 The liquid crystal display panel 26 includes a graphic representation of the vehicle schematically displays the vehicle speed, the display light L2 in which the liquid crystal display 12 has issued, the virtual image V2 is displayed (see Figure 4 (a)). 液晶表示パネル26は、光軸に対して垂直配置されており、虚像V2は、側面視で略垂直に表示される(図4(b)参照)。 The liquid crystal display panel 26 is arranged perpendicular to the optical axis, the virtual image V2 is substantially perpendicular to the display in a side view (see Figure 4 (b)).

虚像V2における車両速度表示は、車両運転者4が左右に首を振ったときにも視認できることが望ましいので、車両運転者4が左方向に首を振ったときに見える範囲SLと、右方向に首を振ったときにも見える範囲SRが重なる領域に表示することが望ましい(図5参照)。 Vehicle speed display in the virtual image V2, since it is desirable that visible even when the vehicle driver 4 has shaken his or her head left and right, and ranges SL visible when the vehicle driver 4 has shaken his or her head to the left, to the right it is desirable to display the range SR overlap region visible even when shaken neck (see Fig. 5).

本実施形態によれば、第一の表示パネルにて第一の虚像を表示させると共に、第二の表示パネルにて第二の虚像V2を表示させることができ、第一の表示パネル16と第二の表示パネル26が所定角度を有するように近設配置させたことによって、虚像V1,V2に立体感が生じる。 According to this embodiment, the display of the first virtual image in the first display panel at the second display panel second can be displayed virtual image V2, and the first display panel 16 first by second display panel 26 is allowed to close set arranged to have a predetermined angle, three-dimensional effect is generated in the virtual image V1, V2.

なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能であり、例えば、第一,第二の表示パネルは、有機EL表示パネルであっても良い。 The present invention is not limited to the present embodiment, but various modifications are possible, for example, the first and second display panel may be an organic EL display panel.

本発明の実施形態を示す断面図。 Sectional view showing an embodiment of the present invention. 同上実施形態を示すヘッドアップディスプレイの概観図。 Schematic view of a head-up display showing the same embodiment. 同上実施形態を示すプリズムシートの拡大断面図。 Enlarged sectional view of the prism sheet showing the same embodiment. 同上実施形態を示す虚像説明図。 Virtual image diagram showing the same embodiment. 同上実施形態を示す虚像説明図。 Virtual image diagram showing the same embodiment. 従来例を示すヘッドアップディスプレイの概観図。 Schematic view of a head-up display showing a conventional example.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 表示装置 11 液晶表示器(第一の表示器) 10 display device 11 liquid crystal display (first display)
12 液晶表示器(第二の表示器) 12 liquid crystal display (second display)
16 液晶表示パネル(第一の表示パネル) 16 liquid crystal display panel (first display panel)
18 発光ダイオード(発光素子) 18 light-emitting diode (light emitting element)
22 プリズムシート(光路変更部材) 22 prism sheet (optical path changing member)
26 液晶表示パネル(第二の表示パネル) 26 liquid crystal display panel (second display panel)
27 レンズ部材 28 発光ダイオード(発光素子) 27 lens member 28 light emitting diodes (light emitting element)
48 凹面鏡 L1 第一の表示光 L2 第二の表示光 48 concave mirror L1 first display light L2 second display light

Claims (4)

  1. 第一の表示パネルを有し第一の表示光を発する第一の表示器と、第二の表示パネルを有し第二の表示光を発する第二の表示器と、を備えると共に、 Together comprises a first indicator which emits a first display light having a first display panel, and a second indicator to emit a second display light has a second display panel, and
    前記第一の表示パネルと前記第二の表示パネルが所定角度を有するように、前記第一の表示パネル及び前記第二の表示パネルを近設させ、 Wherein as the first display panel and the second display panel has a predetermined angle, to Kin設 the first display panel and the second display panel,
    前記第一の表示光及び前記第二の表示光を反射させて虚像を表示することを特徴とする表示装置。 Display device, characterized in that said first display light and by reflecting the second display light for displaying a virtual image.
  2. 前記第一の表示光及び前記第二の表示光を反射させる凹面鏡を有することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The display device according to claim 1, characterized in that it comprises a concave mirror for reflecting the first display light and the second display light.
  3. 前記第一の表示器または前記第二の表示器の少なくとも一方は、前記第一の表示パネルまたは前記第二の表示パネルの前面側に配置された光路変更部材を有することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 Wherein at least one of the first display or the second display unit, according to claim, characterized in that it comprises an optical path changer disposed on the front side of the first display panel or the second display panel the display device according to 1.
  4. 前記第一の表示器または前記第二の表示器の少なくとも一方は、前記第一の表示パネルまたは前記第二の表示パネルである液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを透過照明する発光素子と、を有することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The first at least one of the display or the second display unit includes a liquid crystal display panel is said first panel or the second display panel, a light emitting element for transmitting illuminating the liquid crystal display panel, the display device according to claim 1, characterized in that it comprises a.
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