JP2008310046A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】情報を虚像として立体的に目視させる表示装置において、小型化が可能な表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置１は、情報を表す情報像２Ａを表示する情報表示手段２と、情報像２Ａの背景像３Ａを表示する背景表示手段３と、情報像２Ａの光を目視側に反射させて第１虚像２Ｂとして情報像２Ａを目視させ、且つ、背景像３Ａの光を目視側に反射させて第２虚像３Ｂとして背景像３Ａを目視させる反射部材４とを備え、背景表示手段３を、情報表示手段２と反射部材４の間に配置する。これにより、情報を虚像として立体的に目視させる表示装置において、小型化が可能な表示装置を提供できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、情報を虚像として立体的に目視させる表示装置に関するものであり、車両用に用いて好適である。

実像と虚像とを重ねて表示することによって、情報を虚像として立体的に目視させる表示装置が開示されている（特許文献１を参照）。

この表示装置は、情報を表す指針計器と、指針計器の背景として星空をイメージさせる背景像を表示する背景表示手段と、指針計器と背景表示手段の間に配置されたハーフミラーとを備える。指針計器を虚像として目視させ、これに重ねて星空をイメージさせる背景像を実像として目視させる。実像と虚像の位置を目視側から見て前後方向にずらすことによって、背景像の実像を基準として指針計器を虚像として立体的に目視させることができる。
特開平９−２８８４５７号公報

しかし、特許文献１の表示装置では、指針計器と背景表示手段をハーフミラーの両側に分けて配置しているため、表示装置が大型化するという問題が生じている。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、情報を虚像として立体的に目視させる表示装置において、小型化が可能な表示装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の表示装置は、情報を表す情報像を表示する情報表示手段と、情報像の背景像を表示する背景表示手段と、情報像の光を目視側に反射させて第１虚像として情報像を目視させ、且つ、背景像の光を目視側に反射させて第２虚像として背景像を目視させる反射部材とを備え、背景表示手段を、情報表示手段と反射部材の間に配置することを特徴とする。

この構成では、情報表示手段と反射部材の間に背景表示手段を配置しているため、即ち、情報表示手段と背景表示手段の両方を、反射部材の一方の側にまとめて配置しているため、反射部材の他方の側のスペースは、第１虚像と第２虚像が目視されるスペースとなる。このため、他方の側のスペースは、表示装置に不要なスペースとなり、この他方の側のスペース分で表示装置を小型化できる。

また、この構成では、反射部材は、情報像の光を目視側に反射させて第１虚像として情報像を目視させ、且つ、背景像の光を目視側に反射させて第２虚像として背景像を目視させる。また、情報表示手段と反射部材の間に背景表示手段を配置しているため、目視側から見て第２虚像より後方側で第１虚像が目視される。したがって、背景像の第２虚像を基準として情報像の第１虚像を立体的に目視させることができる。

これらの結果、情報を虚像として立体的に目視させる表示装置において、小型化が可能な表示装置を提供できる。

請求項２に記載の表示装置は、光源を備え、背景表示手段が、光源の発する光を背景像として反射するように構成されていることを特徴とする。これにより、背景表示手段を簡易に構成できる。

請求項３に記載の表示装置は、光を透過する機能を有する板状部材を備え、背景表示手段を板状部材上の一部に形成し、板状部材上の残部の少なくとも一部における板状部材を、情報像の光を反射部材へ透過させる透光部とすることを特徴とする。これにより、上述の効果を、簡易な構成で得ることができる。

請求項４に記載の表示装置は、背景像の色調を切り替える制御手段を備えることを特徴とする。背景像の色調（明度、色相、彩度の少なくともいずれか）を切り替えることにより、表示装置の意匠性を高めることができる。

請求項５に記載の表示装置は、制御手段が、情報像の内容に連動させて色調を切り替えることを特徴とする。これにより、情報像の内容を強調して表示できるため、情報像の内容をより認識し易くできる。

以下、本発明による表示装置を、自動車に搭載される速度計に適用した場合を例に図面に基づいて説明する。

（構成）
本発明の一実施形態による表示装置である速度計１は、運転席前方に配置され、図１に示すようにメータフード１１によって周囲が覆われ、情報である自車両の車速を表示する。速度計１は、後述する青色の背景像３Ａの第２虚像３Ｂを背景として、後述する車速を表す白色の情報像２Ａの第１虚像２Ｂを目視させる。第２虚像３Ｂは、第１虚像２Ｂの全周を覆うように楕円で帯状の形状を有し、中央側から外側へ向かって青色の明度が徐々に低く（いわゆるグラデーション状に）目視される。

尚、第２虚像３Ｂにおいては、青色の明度が低い状態を狭い線間隔で表現し、青色の明度が高い状態を広い線間隔で表現している。

速度計１は、図２に示すように、情報表示手段である液晶パネル２と、背景表示手段であるシボ面３と、反射部材である反射鏡４とを備える。

液晶パネル２は、電圧無印加時には遮光性となり電圧印加時には透光性となり、情報像２Ａをセグメント表示（デジタル表示）する。例えば、図１において符号２Ｂで示す「４７ｋｍ／ｈ」を情報像２Ａとして表示する場合、液晶パネル２において「４７ｋｍ／ｈ」に対応するセグメントに電圧を印加してこのセグメントを透光性にする。この状態で、液晶パネル２の背後に配置されて白色光を発する発光ダイオード２１が、液晶パネル２を透過照明し、「４７ｋｍ／ｈ」に対応するセグメントが黒色を背景として白色で表示される。これにより、液晶パネル２は、黒色を背景として「４７ｋｍ／ｈ」を表す白色の情報像２Ａを表示する。

尚、液晶パネル２は、図示しないリードワイヤを介してプリント基板６と電気的に接続され、発光ダイオード２１は、プリント基板６に実装される。

太線で示すシボ面３は、光を透過する機能を有する板状部材である透明でアクリル樹脂から形成されたアクリルシート３０上の一部に微細な凹凸として形成される。また、アクリルシート３０上の残部の少なくとも一部におけるアクリルシート３０を、情報像２Ａの光を透過させる透光部３１とする。具体的に、シボ面３が形成されていないアクリルシート３０の中央部を、透光部３１としている。

また、速度計１は、光源である発光ダイオード３２，３３と、発光ダイオード３２の発する青色光または発光ダイオード３３の発する赤色光をシボ面３に導く導光体３４とを備える。これにより、背景表示手段を、簡易なシボ面３として構成できる。尚、発光ダイオード３２、３３は、プリント基板６に実装され、図２は、発光ダイオード３２が点燈し、発光ダイオード３３が消燈している状態を示している。以下、この状態において速度計１の構成を説明する。

導光体３４は、透明なアクリル樹脂等から形成され、導光体３４によって導かれた発光ダイオード３２の発する青色光を、シボ面３は、青色光の背景像３Ａとして反射する。シボ面３は、液晶パネル２と反射鏡４の間に配置される。

反射鏡４は、矢印Ｐ１の光路に従って、透光部３１を透過した情報像２Ａの光を目視側に反射させて第１虚像２Ｂとして情報像２Ａを目視させるように、且つ、矢印Ｐ２の光路に従って、背景像３Ａの光を目視側に反射させて第２虚像３Ｂとして背景像３Ａを目視させるように配置される。

尚、図１において虚像３Ｂが中央側から外側へ向かって青色の明度が徐々に低く（いわゆるグラデーション状に）目視されるように、図２においてシボ面３の反射率が中央側から外側へ向かって徐々に低くなるように、シボ面３をアクリルシート３０上に形成する。

以上のように、液晶パネル２と反射鏡４の間にシボ面３を配置しているため、即ち、液晶パネル２とシボ面３の両方を、反射鏡４の一方の側にまとめて配置しているため、反射鏡４の他方の側のスペースは、第１虚像２Ｂと第２虚像３Ｂが目視されるスペースとなる。このため、他方の側のスペースは、速度計１に不要なスペースとなる。換言すると、他方の側のスペースが、第１虚像２Ｂと第２虚像３Ｂが目視されるスペースとなるため、この他方の側のスペースに、第１虚像２Ｂと第２虚像３Ｂの両方と重ねて他の製品を配置することができる。したがって、この他方の側のスペース分で速度計１を小型化できる。

反射鏡４は、透光部３１を透過した情報像２Ａの光を目視側に反射させて第１虚像２Ｂとして情報像２Ａを目視させ、且つ、背景像３Ａの光を目視側に反射させて第２虚像３Ｂとして背景像３Ａを目視させる。また、液晶パネル２と反射鏡４の間にシボ面３を配置している。これらのため、目視側から見て第２虚像３Ｂより後方側で第１虚像２Ｂが目視される。したがって、背景像３Ａの第２虚像３Ｂを基準として情報像２Ａの第１虚像２Ｂを立体的に目視させることができる。

これらの結果、車速を虚像２Ｂとして立体的に目視させる速度計１を、小型化できる。尚、白色の第１虚像２Ｂと青色の第２虚像３Ｂは、透明カバー１０を通して目視されるように構成される。液晶パネル２と、アクリルシート３０と、導光体３４と、反射鏡４と、透明カバー１０は、ケース５に固定される。

以上説明した本実施形態による速度計１の電気回路構成について、図３に基づいて説明する。

マイクロコンピュータ等から構成される制御手段である制御装置７には、自車両の車速を検出する速度センサ１２が検出信号を入力可能に接続され、液晶パネル２と発光ダイオード２１，３２、３３とが接続される。制御装置７は、発光ダイオード２１を点燈し、速度センサ１２からの出力信号に基づいて液晶パネル２に情報像２Ａを表示させるように構成される。具体的に、制御装置７は、速度センサ１２からの出力信号に基づいて、自車両の車速を算出し、液晶表示パネル２の作動を制御する。これにより、この車速を表す情報像２Ａを液晶表示パネル２に表示させる。

また、制御装置７は、情報像２Ａの内容に連動させて背景像３Ａの色調（明度、色相、彩度の少なくともいずれか）を切り替えるように構成される。具体的に、制御装置７は、車速が例えば８０ｋｍ／ｈ未満で青色光を発する発光ダイオード３２を点燈し、車速が８０ｋｍ／ｈ以上で発光ダイオード３２を消燈して赤色光を発する発光ダイオード３３を点燈する。

（作動）
以下、上記構成において本実施形態による表示装置である速度計１の作動を説明する。

図３において、運転者によって図示しないイグニッションスイッチがオンされると、制御装置７は、それを検出して作動を開始する。即ち、速度センサ１２からの信号に基づいて、自車両の車速を算出し、この車速を表す情報像２Ａを液晶パネル２に表示させ、白色光を発する発光ダイオード２１を点燈する。図２において、情報像２Ａの白色光は、矢印Ｐ１の光路に従って、透光部３１を透過し、反射鏡４によって目視側に反射して第１虚像２Ｂとして目視される。

車速が８０ｋｍ／ｈ未満の場合、即ち、情報像２Ａ（第１虚像２Ｂ）が８０ｋｍ／ｈ未満の場合、赤色光を発する発光ダイオード３３を点燈しないで、青色光を発する発光ダイオード３２を点燈する。発光ダイオード３２の発する青色光は、矢印Ｐ２の光路に従って、導光体３４によってシボ面３へ導かれ、青色光の背景像３Ａとして反射する。背景像３Ａの青色光は、反射鏡４によって目視側に反射して青色の第２虚像３Ｂとして目視される。

以上により、目視側から見て青色の第２虚像３Ｂより後方側で白色の第１虚像２Ｂが目視される。したがって、青色の背景像３Ａの第２虚像３Ｂを基準として白色の情報像２Ａの第１虚像２Ｂを立体的に目視させることができる。

一方、高速道路などで車速が８０ｋｍ／ｈ以上になった場合、即ち、第１虚像２Ｂが８０ｋｍ／ｈ以上になった場合、青色光を発する発光ダイオード３２を消燈して、赤色光を発する発光ダイオード３３を点燈する。発光ダイオード３３の発する赤色光も、矢印Ｐ２の光路に従って、導光体３４によってシボ面３へ導かれ、赤色光の背景像３Ａとして反射する。背景像３Ａの赤色光は、反射鏡４によって目視側に反射して赤色の第２虚像３Ｂとして目視される。

この結果、目視側から見て青色から赤色に切り替わった第２虚像３Ｂより後方側で白色の第１虚像２Ｂが目視される。したがって、青色から赤色に切り替わった第２虚像３Ｂを基準として白色の第１虚像２Ｂを立体的に目視させることができる。

さらに、第２虚像３Ｂを青色から赤色に切り替えることにより、情報像２Ａの内容を強調して表示できるため、即ち、車速が８０ｋｍ／ｈ未満から８０ｋｍ／ｈ以上になったことを、つまり、第１虚像２Ｂが８０ｋｍ／ｈ未満から８０ｋｍ／ｈ以上になったことを強調して表示できるため、この内容をより認識し易くできる。

また、第２虚像３Ｂを青色から赤色に切り替えることにより、速度計１の意匠性を高めることもできる。

これらの効果を、上述したように、液晶パネル２とシボ面３の両方を、反射鏡４の一方の側にまとめて配置する構成によって得ている。このため、反射鏡４の他方の側のスペースは、第１虚像２Ｂと第２虚像３Ｂが目視されるスペースとなり、速度計１に不要なスペースとなり、したがって、これらの効果を得ることができる速度計１を、小型化できる。

また、シボ面３をアクリルシート３０に形成する構成によって、上述の効果を、簡易な構成で得ることができる。即ち、シボ面３をアクリルシート３０上の一部に形成し、アクリルシート３０上の残部の少なくとも一部におけるアクリルシート３０を、情報像２Ａの光を反射鏡４へ透過させる透光部３１とすることによって、簡易な構成で液晶パネル２と反射鏡４の間にシボ面３を配置することを可能としている。これにより、簡易な構成で上述の効果を得ることができる。

以上、本実施形態による表示装置である速度計１は、情報を表す情報像２Ａを表示する情報表示手段である液晶パネル２と、情報像２Ａの背景像３Ａを表示する背景表示手段であるシボ面３と、情報像２Ａの光を目視側に反射させて第１虚像２Ｂとして情報像２Ａを目視させ、且つ、背景像３Ａの光を目視側に反射させて第２虚像３Ｂとして背景像３Ａを目視させる反射部材である反射鏡４とを備え、シボ面３を、液晶パネル２と反射鏡４の間に配置する。

これにより、情報を虚像として立体的に目視させる表示装置において、小型化が可能な表示装置を提供できる。

（変形例）
図１に示した第２虚像３Ｂの変形例を、第２虚像３１Ｂとして図４に示す。虚像３１Ｂは、地平線側が遠方側で目視される車道をイメージさせるものであり、情報像２Ａへ向かって青色の明度が徐々に低く（いわゆるグラデーション状に）目視される。尚、虚像３１Ｂにおいては、青色の明度が低い状態を狭い線間隔で表現し、青色の明度が高い状態を広い線間隔で表現している。

また、上述の例と同様に、第１虚像２Ｂが８０ｋｍ／ｈ未満から８０ｋｍ／ｈ以上になった際に、第２虚像３１Ｂを青色から赤色に切り替える構成にすることが可能である。これにより上述の例と同様な効果を得ることができる。

また、シボ面３の代わりに、発光ダイオード３２、３３の発する光を背景像３Ａとして反射する反射層をアクリルシート３０に形成することも可能である。

また、図２では、反射鏡４より液晶パネル２に近接させてシボ面３を配置しているが、液晶パネル２より反射鏡４に近接させてシボ面３を配置することも可能である。

また、透光部３１をアクリルシート３０の開口とすることが可能であり、アクリルシート３０の代わりに透明なポリカーボネート樹脂から形成されたポリカシート等の透光性シートとすることも可能である。

また、上述の例では、第２虚像３Ｂ、３１Ｂを、青色と赤色の間で切り替える構成としたが、例えば、青色と赤色と緑色の三色間で切り替える構成とすることも可能であり、色相を切り替えないで、例えば、青色一色とすることも可能である。

また、上述の例では、第２虚像３Ｂ、３１Ｂを、色相を切り替える構成としたが、例えば、同じ青色で明度を切り替える構成とすることも可能である。

また、上述の例では、情報像２Ａ（第１虚像２Ｂ）の内容に連動させて、背景像３Ａ（第２虚像３Ｂ）の色調（色相、明度、彩度の少なくともいずれか）を切り替える構成としたが、これに限らない。自車両に備わる機器の作動状態を報知するインジケータ（図示しない）の表示または自車両の異常を警告するウォーニング（図示しない）の表示に連動させて、背景像３Ａ（第２虚像３Ｂ）の色調を切り替える構成とすることも可能である。これにより、インジケータまたはウォーニングが表示されたことを確実に認識させることができるため、いわゆるアンビエント効果を発揮させることができる。

また、情報像２Ａ（第１虚像２Ｂ）を車速等のデジタル表示としないで、インジケータやウォーニングを表すマークやその他の情報像とすることも可能である。

尚、上述した例に限らないで、これらの組み合わせや、他の種々の変形例が考えられる。

図１は、本発明の一実施形態による表示装置である速度計１の正面図である。 図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図３は、図１に示す速度計１の電気回路構成を説明する回路構成図である。 図４は、図１の変形例を示す正面図である。

符号の説明

１ 速度計（表示装置）、２ 液晶パネル（情報表示手段）、２１ 発光ダイオード
２Ａ 情報像、２Ｂ 第１虚像、３ シボ面（背景表示手段）
３０アクリルシート（板状部材）、３１ 透光部、３２、３３ 発光ダイオード（光源）
３４ 導光体、３Ａ 背景像、３Ｂ、３１Ｂ 第２虚像、４ 反射鏡（反射部材）
５ ケース、６ プリント基板、７ 制御装置（制御手段）、１０ 透明カバー
１１ メータフード、１２ 速度センサ

Claims (5)

1. 情報を表す情報像を表示する情報表示手段と、
   前記情報像の背景像を表示する背景表示手段と、
   前記情報像の光を目視側に反射させて第１虚像として該情報像を目視させ、且つ、前記背景像の光を該目視側に反射させて第２虚像として該背景像を目視させる反射部材とを備え、
   前記背景表示手段を、前記情報表示手段と前記反射部材の間に配置することを特徴とする表示装置。
2. 光源を備え、
   前記背景表示手段は、前記光源の発する光を前記背景像として反射するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 光を透過する機能を有する板状部材を備え、
   前記背景表示手段を前記板状部材上の一部に形成し、
   前記板状部材上の残部の少なくとも一部における該板状部材を、前記情報像の光を前記反射部材へ透過させる透光部とすることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記背景像の色調を切り替える制御手段を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。
5. 前記制御手段は、前記情報像の内容に連動させて前記色調を切り替えることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。

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