JP2012215770A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示部の照明が消えた状態では表示装置の中のマーク等が見えない意匠性に優れた表示装置を提供する。
【解決手段】筐体１００と、筐体１００内に保持され表示マークが記録されたホログラム２００と、筐体の外からホログラム２００の方を見る位置に配置されたスモーク部材１３０と、ホログラム２００に参照光を照射する参照光源３００と、を有して表示装置１０を構成する。これにより、参照光源３００により照明を行わない場合は、スモーク部材１３０を通して表示マークが筐体１００の外部から見えない状態（ブラックアウト状態）とされ、参照光源３００により照明を行った場合には、スモーク部材１３０を通して表示マークが筐体１００の外部から見える状態とすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関し、特に、記号、サイン、絵、図形、その他のマークが照明されたときだけ見える表示装置に関する。

例えば、車両の運転席の中央部付近に配置されたセンタークラスタには、例えばカーナビゲーション、オーディオやエアコンディショナ等の各種の車載機器を操作するための操作入力装置が設けられている。この操作入力装置は、各種車載機器に対応したスイッチ操作面を有するタッチスイッチパネルをセンタークラスタの意匠パネルとして備えており、乗員（操作者）がタッチスイッチパネルをタッチ操作することで、各種車載機器の動作設定を行うようになっている。

この操作入力装置には、乗員によりタッチ操作された際にタッチスイッチパネルの背面側を照らしてスイッチ操作面の視認性を高める照明装置（バックライト）が設けられている。乗員がタッチスイッチパネルを操作しないと、照明装置が消灯してスイッチ操作面が消えたブラックアウトのままの状態に維持されており、スイッチ操作面を見えにくくすることでセンタークラスタの意匠性を高めている。

一方、スイッチ操作面に操作者の手指が近づくと、バックライトが第１のパターンで点灯され、タッチパネル（意匠パネル）の表面に光透過パターンを浮かび上がらせ、その浮かび上がった部分に操作者の手指が接触すると、第２のパターンで点灯され、光透過パターンの輝度、色等を変化させる静電容量式スイッチ表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）

特開２００６−１２８０１９号公報

しかし、スイッチ操作面が消えたブラックアウトのままの状態であっても、表示装置の中のマーク等が見えてしまう等の問題があり、表示部の意匠性の点で改良の余地があるとされていた。

従って、本発明の目的は、表示部の照明が消えた状態では表示装置の中のマーク等が見えない意匠性に優れた表示装置を提供することにある。

［１］本発明は、上記目的を達成するために、筐体と、前記筐体内に保持され、マークが記録されたホログラムと、前記筐体の外から前記ホログラムの方を見る位置に配置されたスモーク部材と、前記ホログラムに参照光を照射する参照光源と、を有することを特徴とする表示装置を提供する。

［２］前記ホログラムは、複数のマークが異なる方向からの参照光により記録されたものであることを特徴とする上記［１］に記載の表示装置であってもよい。

［３］また、前記ホログラムは、前記参照光源から光学部材を介して参照光を照射されることを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の表示装置であってもよい。

本発明によれば、表示部の照明が消えた状態では表示装置の中のマーク等が見えない意匠性に優れた表示装置を提供することができる。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の構成を示す断面図であり、図１（ｂ）は、表示面側から見た正面図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る表示装置において、ホログラム記録をする場合の光学配置例を示すホログラフィー光学系の配置図である。 図３（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の構成を示す断面図であり、図３（ｂ）は、表示面側から見た正面図である。 図４（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る表示装置の構成を示す断面図であり、図４（ｂ）は、表示面側から見た第１のマークが表示された正面図であり、図４（ｃ）は、表示面側から見た第２のマークが表示された正面図である。

（本発明の第１の実施の形態に係る表示装置１０の構成）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の構成を示す断面図であり、図１（ｂ）は、表示面側から見た正面図である。本発明の第１の実施の形態に係る表示装置１０は、筐体１００と、筐体１００内に保持され表示マークが干渉縞として記録されたホログラム２００と、筐体１０の外からホログラム２００の方を見る位置に配置されたスモーク部材１３０と、ホログラム２００に参照光を照射する参照光源３００と、を有して構成されている。この表示装置１０は、参照光源３００により照明を行わない場合は、スモーク部材１３０を通して表示マーク５０が筐体１００の外部から見えない状態（ブラックアウト状態）とされ、参照光源３００により照明を行った場合には、スモーク部材１３０を通して表示マーク５０が筐体１００の外部から見える状態とされる。

筐体１００は、ホログラム２００を内部に収容する円筒状、箱状等のもので、本実施の形態では、ホログラム２００を支持するホログラム枠１１０、その外部に位置し参照光源３００を支持する光源枠１２０、及び、マーク表示５０を見る方向からホログラム２００を遮るホログラム２００の前面に配置される加飾パネルであるスモーク部材１３０とから構成されている。

ホログラム枠１１０は、その内部に表示マークが干渉縞として記録されたホログラム２００を収容する。ホログラム枠１１０の外周部には、参照光源３００を配置した光源枠１２０が外嵌されている。また、参照光源３００により表示マークが表示される（浮かび上がる）方向には光の透過率が小さく（例えば、１０〜５０％）設定されて例えば灰色又は黒色に見えるスモーク部材１３０が設けられている。

本実施の形態では、表示マークはホログラム２００に干渉縞として形成されているので、参照光源３００が消灯しているときは表示マークとして表示されず、スモーク部材１３０を介して筐体１００の内部を見ることができない。これにより、参照光源３００が消灯しているときは、表示装置１０の表示状態はブラックアウト状態であり、この状態で従来のように中の表示マークがうっすら見えるということはない。

ホログラム２００は、後述する図２に示すホログラフィー光学系により表示マークが干渉縞としてホログラム記録されたものである。物体照明光源４２０によりレチクル（reticle）４５０上の表示マークが物体光Ｌ１とされ、それとコヒーレントな参照光Ｌ２とにより、ホログラム記録媒体２１０上に干渉縞として記録されて形成されたものである。

参照光源３００は、後述するホログラム記録時に使用する物体照明光源４２０と同じ波長のレーザ光源である。例えば、４１０ｎｍの青紫色、５３２ｎｍの緑色、６８０ｎｍの赤色等の種々の可視光を発するレーザ光源を使用することができる。

（ホログラム２００の形成方法）
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る表示装置において、ホログラム記録をする場合の光学配置例を示すホログラフィー光学系の配置図である。

物体照明光源４２０から出射されたレーザ光は、コリメートレンズ４３０により平行光とされ、ハーフミラー４４０を透過してレチクル４５０に入射される。レチクル４５０に形成された表示マークは、画像情報としてレーザ光に重畳され、拡散レンズ４５０とコリメートレンズ４１０により拡大されたレーザ光とされる。このレーザ光は、物体光Ｌ１としてホログラム記録媒体２１０に投影される。

一方、ハーフミラー４４０で反射されたレーザ光は、反射ミラー４７０で反射され、投影レンズ４８０によりホログラム記録媒体２１０に参照光Ｌ２として拡大投影される。

上記の物体光Ｌ１と参照光Ｌ２はコヒーレントであり、位相が一致するように光路長を調整することにより、ホログラム記録媒体２１０に干渉縞を形成し、ホログラム記録がなされる。

干渉縞としてホログラム記録される表示マークは、レチクル４５０に形成された表示マークである。レチクル４５０には、参照光源３００の照射によりスモーク部材１３０を通して浮かび上がらせたい記号、サイン、絵、図形等の表示マークが形成されている。この表示マークは、平面状（２Ｄ）でも立体状（３Ｄ）でもよい。

上記のように、図２に示すホログラフィー光学系により、物体照明光源４２０によりレチクル４５０上の表示マークが物体光Ｌ１とされ、それとコヒーレントな参照光Ｌ２により、ホログラム記録媒体２１０上に干渉縞として記録されて形成される。

上記のように記録されたホログラム記録媒体２１０は、図１に示すように、ホログラム枠１１０の同じ位置にホログラム２００として配置される。尚、他の方式により形成されたもの、例えば、上記の露光による干渉縞を光硬化樹脂に記録し、これにより形成したスタンパで樹脂に転写して形成したホログラムを使用することも可能である。

（本発明の第１の実施の形態に係る表示装置１０の動作）
図１の構成において、参照光源３００が点灯していないときは、ホログラム２００が参照光Ｌ２により照射されず表示マークは表示されない。この状態は、スモーク部材１３０を介して筐体１００の内部を見ることができず、スモーク部材１３０が灰色、黒色等のブラックアウト状態であり、筐体１００の外部から内部は見えない状態である。

参照光源３００が点灯されると、ホログラム２００が参照光Ｌ２により照射されて表示マークが表示される。すなわち、記号、サイン、絵、図形等の表示マーク５０が、図１（ｂ）に示すように、スモーク部材１３０を通して浮かび上がり、３Ｄ表示等がなされる。尚、参照光源３００は、例えば、操作者のスイッチのオン操作により点灯する場合、また、他の機器の操作、動作等に連動して点灯する場合等が挙げられる。これにより、この表示装置１０をスイッチの表示部として使用することにより、新規なスイッチ装置を構成することもできる。

（第１の実施の形態の効果）
本発明の第１の実施の形態に係る表示装置１０によれば、次のような効果を有する。
（１）本実施の形態に係る表示装置１０は、スモーク部材１３０を通して浮かび上がらせてマーク表示したい記号、サイン、絵、図形等をホログラム２００に干渉縞として記録しており、図形等のマークとしては存在しない。従って、参照光源３００が点灯していない状態、すなわち、ブラックアウト状態では、外部からスモーク部材１３０を通して内部を見ても、図形等のマークを見ることはできない。これにより、表示部の照明が消えた状態では表示装置の中のマーク等が見えない意匠性に優れた表示装置を提供することができる。すなわち、優れたブラックアウト状態を有する意匠性に優れた表示装置を実現できる。また、この表示装置を備えた種々の機器等を実現できる。
（２）本実施の形態に係る表示装置１０は、図形等のマークが発光する発光表示素子を必要としないので、それらの発光表示素子や配線等のための基板等を必要としない。これにより、コストを要するプリント基板等を削減でき、また、組み立て性も向上するので、コスト低減の効果に優れた表示装置を実現できる。

（第２の実施の形態）
図３（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の構成を示す断面図であり、図３（ｂ）は、表示面側から見た正面図である。第２の実施の形態では、第１の実施の形態の構成に光学ブロック５００を加えて、参照光源３００からの参照光を光学ブロック５００を介してホログラム２００へ側方から照射させるエッジリッド型のホログラム構成としている。以下、光学ブロック５００を備えたエッジリッドホログラムについて説明し、重複する構成の説明は省略する。

光学ブロック５００は、光学ガラスで形成された６面体ブロックであり、図３（ａ）に示すように、面５００ｂにおいてホログラム２００と接して貼り合わされている。参照光源３００から出射された参照光Ｌ２は、入射面５００ａからブロック内へ入射され、ホログラム２００を照射し、一部の参照光は面５００ｃに達する。このホログラム２００への参照光Ｌ２による照射によって、干渉縞として記録されている図形等のマークが、図３（ｂ）に示すように、スモーク部材１３０を通して浮かび上がって表示マーク５０が表示される。

上記した面５００ｃに到達した一部の参照光は、反射して多重反射光となり、ホログラムの記録または再生に悪影響を及ぼす。そこで、面５００ｂで反射して面５００ｃに入射する一部の参照光の面５００ｃへの入射角をブリュースター角に設定することで、上記のような悪影響を抑制することができる。

ブリュースター角は、異なる物質の界面においてｐ偏光の反射率が０となる入射角である。光学ブロック５００の屈折率を１．５１、空気の屈折率を１とすれは、ブリュースター角は、約５７°である。よって、参照光の面５００ｃへの入射角をこのブリュースター角に設定することにより、光学ブロック５００内での多重反射を抑制することができる。

（第２の実施の形態の効果）
本発明の第２の実施の形態に係る表示装置１０によれば、第１の実施の形態の効果に加えて次のような効果を有する。
（１）第２の実施の形態に係る表示装置１０は、エッジリッド型のホログラム構成としているので、参照光Ｌ２のホログラム２００へ入射角が大きい。これにより、奥行き方向（図２のＬ１方向）のスペースを必要としないので、コンパクトな表示装置１０が実現できる。
（２）光学ブロック５００を設けることにより、参照光を側方からホログラム２００へ照射させることができるので、上記のようにコンパクトな表示装置１０が実現できる。
（３）光学ブロック５００において、面５００ｂで反射して面５００ｃに入射する一部の参照光の面５００ｃへの入射角をブリュースター角に設定する構成とすることで、光学ブロック５００内での多重反射を抑制することができる。これにより、ホログラムの記録または再生において、高品質なホログラムの形成および再生が可能となる。

（第３の実施の形態）
図４（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る表示装置の構成を示す断面図であり、図４（ｂ）は、表示面側から見た第１のマークが表示された正面図であり、図４（ｃ）は、表示面側から見た第２のマークが表示された正面図である。第３の実施の形態では、第１の実施の形態と異なり、２つの参照光源３００Ａ、３００Ｂを設けている。以下、第１の実施の形態と異なる構成について説明し、重複する構成の説明は省略する。

図４（ａ）に示すように、光源枠１２０には上下２箇所に参照光源３００Ａ、３００Ｂが設けられている。また、ホログラム２２０には、浮かび上がらせてマーク表示したい記号、サイン、絵、図形等の２つの異なるマークがそれぞれ干渉縞としてホログラム記録されている。これは、図２で示したようなホログラフィー光学系で多重露光により多重記録することで可能となる。尚、多重露光では、インコヒーレントなレーザ光により異なるマークが独立に記録されるので、本表示装置１０では、それぞれに対応した参照光源３００Ａ、３００Ｂが設けられている。

参照光源３００Ａが点灯されると、図４（ｂ）に示すように、ホログラム２２０が参照光により照射されて表示マーク５０が表示される。すなわち、図４（ｂ）に示すような記号、サイン、絵、図形等の表示マーク５０が、スモーク部材１３０を通して浮かび上がり、３Ｄ表示等がなされる。

一方、参照光源３００Ｂが点灯されると、図４（ｃ）に示すように、ホログラム２２０が参照光により照射されて表示マーク５１が表示される。すなわち、図４（ｂ）に示すマークとは異なる記号、サイン、絵、図形等の表示マーク５１が、スモーク部材１３０を通して浮かび上がり、３Ｄ表示等がなされる。

上記の２種類のマーク表示は、参照光源３００Ａと参照光源３００Ｂをインコヒーレントな光とすることにより、明確に異なる図柄としてマーク表示することができる。

尚、本実施の形態では、２つの参照光源３００Ａ、３００Ｂで２つのマーク表示をする構成を示したが、３以上の複数のマーク表示をする構成とすることも可能である。複数Ｎのマーク表示を行なう構成では、Ｎ個の表示マークが記録されたホログラムを用意して、このホログラムをそれぞれの表示マークに対応したＮ個の参照光源で照明する。これにより、Ｎ個の表示マークを個別に表示することができる。また、Ｎ個の表示マークのうちのいくつかを同時に表示することもできる。

Ｎ個の表示マークは、図２で示したようなホログラフィー光学系で、Ｎ個のインコヒーレントなレーザ光で、独立して多重露光される。これらのＮ個の表示マークを連続的に再生することで、動画表示とすることも可能である。

（第３の実施の形態の効果）
本発明の第３の実施の形態に係る表示装置１０によれば、第１の実施の形態の効果に加えて次のような効果を有する。
（１）複数の表示マークが記録されたホログラムを使用することにより、異なる表示マークを必要に応じて切り替えて表示する可変表示が可能な表示装置が実現できる。
（２）２以上の複数の表示マークを必要に応じて切り替えて独立に表示したり、同時に表示したりできるので、新たな表示方式が可能となる。

以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。例えば、第１〜３の実施の形態において、ホログラム光学系はレンズ、ミラー等で構成するものとして説明したが、光学系の一部に光ファイバー等の光学素子を使用したホログラム光学系として構成することも可能である。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…表示装置
５０、５１…表示マーク
１１０…ホログラム枠
１２０…光源枠
１３０…スモーク部材
２００…ホログラム
２１０…ホログラム記録媒体
２２０…ホログラム
３００、３００Ａ、３００Ｂ…参照光源
４１０…コリメートレンズ
４２０…物体光源
４３０…コリメートレンズ
４４０…ハーフミラー
４５０…レチクル
４６０…拡散レンズ
４７０…反射ミラー
４８０…投影レンズ
５００…光学ブロック

Claims (3)

1. 筐体と、
   前記筐体内に保持され、マークが記録されたホログラムと、
   前記筐体の外から前記ホログラムの方を見る位置に配置されたスモーク部材と、
   前記ホログラムに参照光を照射する参照光源と、
   を有することを特徴とする表示装置。
2. 前記ホログラムは、複数のマークが異なる方向からの参照光により記録されたものであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記ホログラムは、前記参照光源から光学部材を介して参照光を照射されることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。

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