JP2013137440A - 液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 フルカラーの液晶ディスプレイパネルを用いて立体的な視覚効果を発現させるグラフィックシステムであって、例えばアナログ表示式の車両用メータを再現する場合であっても、運転者に違和感を生じさせることがない新規な表示部の立体感を向上させたグラフィックシステムの開発を試みたものである。
【解決手段】 本発明の表示部の立体感を向上させたグラフィックシステムＧは、液晶ディスプレイパネル２を具えて複数の計測表示を描画するディスプレイ装置において、前記液晶ディスプレイパネル２の表示面側に透過性を有した透過シートパネル３が設けられるとともに、前記透過シートパネル３には、液晶ディスプレイパネルで描画された画面を補足するための立体表示要素５が配設されていることを特徴として成るものである。
【選択図】図１

Description

本願発明は、フルカラーの液晶ディスプレイパネルを用いて立体的な視覚効果を発現するグラフィックシステムであって、例えば既存のアナログ表示式の車両用メータを、模擬的に再現させるため等に適用できる液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステムに関するものである。

近年の液晶ディスプレイの性能向上に伴って、例えば液晶ディスプレイを用いて熱帯魚の水槽を再現した新規なディスプレイシステムが開発されている。もちろん、このような新規なディスプレイシステムのほかにも、例えば車両用メータなどの計器類にもこのようなアイデアを融合させたものが提案されている。
従来アナログ表示式の車両用メータは、その構造上の制約から表示レイアウトの変更が行えないために、必ずしも走行状態の変化に応じた最適な表示を行うことができなかった。
このため、メータ表示をより最適に変更し、更に種々の情報を併せて表示できるようにするために、液晶ディスプレイパネルを用いた車両用メータが提案され、市場に提供されつつある。
しかしながら、液晶ディスプレイパネルに描画されるメータ表示は、コンピュータのディスプレイ同様に基本的に平面的な描写でしかなく、従来のアナログ表示式の車両用メータを描画したとしても、従来のような立体感、奥行感を得られにくいという傾向があった。
このような立体的を感じ取れていたアナログ表示式メータを、平面的に液晶ディスプレイパネルで描画し再現することは、運転者に対して違和感を与え、僅かではあるものの戸惑いを感じさせてしまう問題があった。

もちろん、単に数字や所定のパターンを表示するいわゆる透過型液晶表示ユニットを用いて計器類をより立体的に視認できるようにするための種々の手法が提案されている（先行技術文献１、２）。
これらの技術は、その前提に透過型液晶表示ユニットを用いたものであることから、
（デジタル腕時計のような）透過型液晶ユニットの奥方に発光部材（バックライト）を設ける構造を有している。しかしながら、近年採用されているフルカラー表示を可能とした液晶ディスプレイパネルにあっては発光部材（バックライト）と表示層（液晶表示面）とが限りなく一体となっている車両用メータ装置に適用したとしても、立体的に視認できる効果を得ることが難しい。

特開２００５−２５８２０８号公報 特開平１０−３４００６０号公報

本発明は、これらの種々の背景を考慮してなされたものであり、フルカラーの液晶ディスプレイパネルを用いて立体的な視覚効果を発現させるグラフィックシステムであって、例えばアナログ表示式の車両用メータを再現する場合であっても、運転者に違和感を生じさせることがない新規な表示部の立体感を向上させたグラフィックシステムの開発を試みたものである。

請求項１記載の液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステムは、液晶ディスプレイパネルを具えて複数の計測表示を描画するディスプレイ装置において、前記液晶ディスプレイパネルの表示面側に透過性を有した透過シートパネルが設けられるとともに、前記透過シートパネルには、液晶ディスプレイパネルで描画された画面を補足するための立体表示要素が配設されていることを特徴として成るものである。

請求項２記載の液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステムは、前記請求項１記載の要件に加え、前記透過シートパネルに立体表示要素を配設するにあたっては、前記液晶ディスプレイパネル表示面と対向する対向面側を凹陥させるように形成したことを特徴として成るものである。

請求項３記載の液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステムは、前記請求項１または２記載の要件に加え、前記透過シートパネルの対向面に設けられた立体表示要素については、視線方向に添って断面形状が矩形状に凹陥した形状であることを特徴として成るものである。

請求項４記載の液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステムは、前記請求項１または２記載の要件に加え、前記透過シートパネルの対向面に設けられた立体表示要素については、視線方向に添って断面形状が三角形に凹陥した形状であることを特徴として成るものである。

請求項５記載の液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステムは、前記請求項１、２、３または４記載の要件に加え、前記透過シートパネルの対向面に設けられた立体表示要素については、その表面に極小な凹凸を設けた梨地処理がなされていることを特徴として成るものである。

請求項６記載の液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステムは、前記請求項１記載の要件に加え、前記透過シートパネルについては、前記液晶ディスプレイ表示面との間に空隙を設けるように配設され、且つ前記透過シートパネルに立体表示要素を配設するにあたっては、前記液晶ディスプレイパネル表示面と対向する面側に印刷により立体表示要素を形成していることを特徴として成るものである。

請求項７記載の液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステムは、前記請求項６記載の要件に加え、前記透過シートパネルについては、その周縁端面から照明光を入射させる構成を有していることを特徴として成るものである。

請求項８記載の液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステムは、前記請求項１、２、３、４、５、６または７記載の要件に加え、前記透過シートパネルに設けられた立体表示要素の位置に相当する液晶ディスプレイパネルの表示範囲には、この立体表示要素が自ら発光しているように視認すること、または立体表示要素の存在を目立たなくすることができる表示パターンを具えていることを特徴として成るものである。

請求項９記載の液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステムは、前記請求項１から請求項８に記載されたいずれかのグラフィックシステムについては、車両用メータに適用するものであることを特徴として成るものである。

まず請求項１記載の発明によれば、液晶ディスプレイパネルの表示面側に透過シートパネルを設置していることから、衝撃等により破損しやすい表示面を保護しながら、光の乱反射などを防ぐことができ、運転者、観察者等が違和感を持つことなく、より視認しやすくすることができる。
また、この透過パネルの液晶ディスプレイパネル表示面側に立体表示要素を施すことにより、グラフィックシステム表面に立体表示要素が存在しないのでこれらの汚損等を防ぐことができる。

また請求項２記載の発明によれば、立体表示要素を刻設していることから、液晶ディスプレイパネルの表示画面（例えば指針の像）と立体表示要素の位置が異なる深さ方向の位置とすることができ、より奥行感を得ることができる。

また請求項３記載の発明によれば、立体表示要素が視線方向に見て、その断面が矩形状となっていることから、輪郭がはっきりとした立体表示要素を表現することができる。

また請求項４記載の発明によれば、立体表示要素が視線方向に見て、その断面が三角形状となっていることから、頭頂部のラインがはっきりさせながら、両斜辺の存在からその境界部をグラデーションとしたことにより立体表示要素と液晶ディスプレイパネルの表示画面との親和性を高めた表現とすることができる。

また請求項５記載の発明によれば、立体表示要素の部位と、それ以外の透過シートパネルの部位との透過性を異ならせることにより、その存在を相対的に際立たせることができる。

また請求項６記載の発明によれば、指針等を描画している液晶ディスプレイパネルと、立体表示要素が具えられている透過シートパネルが間隔をあけて設けていることで相対的な位置（深さ方向）の差を大きくすることができ、例えば車両用メータに適用した場合、よりアナログ表示式車両用メータのような立体感を再現することができる。また立体表示要素は、印刷手法によって設けられていることから、その加工コストを低廉にすることができる。

また請求項７記載の発明によれば、透過シートパネルの周縁端部から光を照射することで、印刷により設けられた立体表示要素の影が液晶ディスプレイパネルの表示面に映ることを防ぐことができる。

また請求項８記載の発明によれば、立体表示要素の部位は、それ以外の透過シートパネルの部位よりも透過性が低いことから、液晶ディスプレイパネルの描画により生じた色彩を受けて、その表示の色が変わることから、例えば車両用メータに適用した場合においては、メータ表示のデザインに応じて、目盛の色彩を適宜変更させることができる。更に予め設けられている立体表示要素のうち、液晶ディスプレイパネルに表示される表示パターンに応じて、必要性がないものあるいは、その存在を積極的に目立たないようにしたい場合は、それらの立体表示要素に対応する部位の表示部の色彩、パターンを変更することでその視覚的存在感を弱めることができる。

また請求項９記載の発明によれば、本発明の立体表示要素を適用させることで立体感奥行感を向上させることができるので、例えば車両用メータとして一般的であった指針式計器類を平面状のディスプレイに描画再現した場合であっても、運転者が違和感を覚えることなく車両用メータを視認することができる。

本願発明の表示部の立体感を向上させたグラフィックシステムの一例である車両用メータの分解斜視図、並びに一部拡大断面図である。 本願発明を適用した車両用メータの分解斜視図である。 メータ表示を示した説明図である。 透過シートパネルに設けられた種々の立体表示要素を示す説明図である。 他の実施例を示した説明図である。 他の実施例を示した説明図である。

本発明を実施するための形態は、以下述べる実施例をその一つとするものであるとともに、この技術思想に基づく種々の改良した実施例をも含むものである。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて具体的に説明する。符号Ｇは、本願発明の表示部の立体感を向上させたグラフィックシステムである。なおこのものを説明するにあたり、一例として図１、図２、図３に示したように自動車等の車両Ｖに適用した車両用メータ１を実施例として説明する。
この車両用メータ１は、図２に示すように液晶ディスプレイパネル２と、その表示面側に具えられた透過シートパネル３を具えてなるものであり、加えて前記液晶ディスプレイパネル２には、グラフィカルに表示した映像表示４であるメータ表示４０と、前記透過シートパネル３に設けられた立体表示要素５とによって、計器等の表示機能を発揮している。
なお本明細書の中では、図１に示すように運転者Ｄの視線方向に見て、運転者側を「手前」とし、グラフィックシステム側を「奥方」として表記する。また手前側の面を「表面」とし、奥方側の面を「裏面」として表記する。

はじめにこの車両用メータ１として取り付けられている車両Ｖとの接続状態を簡単に説明すると、本願発明に係る車両用メータ１は、車両Ｖの原動機、電動機などに設けられた各種センサから得られた例えば車速、エンジン回転数、電池残容量などの情報を受信して、演算描画ユニットによって数字や記号を組み合わせてグラフィカルに表示し、運転者Ｄに対してリアルタイムに伝達するためのものである。

以下、この車両用メータ１を構成する部材について説明する。
まず液晶ディスプレイパネル２について説明する。
この液晶ディスプレイパネル２や演算描画ユニットについては、既存の車両用製品や公知技術を用いることから、その詳細な構造や特徴についての説明は省略する。

次に透過シートパネル３について説明する。
この透過シートパネル３は、一例として前記液晶ディスプレイパネル２の表示面の汚損、破損を防止するための保護シート３０によって構成されている。
この保護シート３０は、一例として透過性を有する素材を適用した平板状の部材であり、その板厚は、液晶ディスプレイパネル２の仕様に応じて約１〜１５ｍｍ程度である。そしてこの保護シート３０は、本実施例においては、液晶ディスプレイパネル２の表示面にほぼ密着状態になるように重ねて設けられている。なお必要に応じて、この透過シートパネル３には、その使用環境に応じて適宜の光学コーティングの処理を行うことももとより差し支えない。

次に以上述べた構成部材によって表示されるメータの描画形態について説明する。
まず計器情報の表示は、図３に示すように液晶ディスプレイパネル２に映し出された映像表示４であるメータ表示４０によって行われる。
このメータ表示４０は、一例として運転時の状況、運転者の趣向などにより複数のレイアウト、デザイン、色彩を選択することができる構成と採っている。
本実施例においては、図１に示すように、中央部に同心楕円状のアナログ表示式の計器を再現した主要計器表示４１が配置され、中央部にオートマチックマニュアルのシフト状況を示した補助計器表示４２が配置されている。
この主要計器表示４１は、指針４１ａと背景４１ｂが適宜計測数値（車速、エンジン回転数等）に応じて、リアルタイムに再描画される。また補助計器表示４２についても、主要計器表示４１同様に表示情報の変化に応じて適宜指針、背景が再描画されるものである。
なお本実施例においては、アナログ表示式の計器における目盛を示したマークは、この液晶ディスプレイパネル２に表示される映像表示４であるメータ表示４０の中には設けられておらず、後述する透過シートパネル３に設けられた立体表示要素５によって再現されている。

次にアナログ表示式を再現した際に目盛としての機能を担う立体表示要素５について説明する。このものは、一例として図１、図３に示すように透過シートパネル３に面上に設けられる。本実施例においては、図２に示すように透過シートパネル３の奥方である液晶ディスプレイパネル２と接する側の裏面上に、レーザ彫刻加工などにより指針４１ａ、４２ａが移動する範囲に適宜配置する。この立体表示要素５は、一例として図３、図４（ａ）に示すように運転者の視線方向に見て、その断面形状が矩形状になっているもののほか、図３、図４（ｂ）に示すような三角形状になっているもの、更には、図３下段、図４
（ｃ）に示すように半円断面形状をものである。
具体的な形状寸法を例示すると、透過シートパネル３の板厚が５ｍｍである場合、図３（ａ）に示す矩形断面である角溝５１の寸法は、幅方向２ｍｍ、深さ（奥）方向１．５ｍｍとなっており、図３（ｂ）に示す三角断面である三角溝５２の寸法は、幅方向１ｍｍ、深さ（奥）方向０．５ｍｍとなっており、図３（ｃ）に示す半円断面である半円溝５３の寸法は、高さ（縦）方向７ｍｍ、幅（横）方向５０ｍｍ、深さ（奥）方向３ｍｍとなっている。言うまでもないが、透過シートパネル３の厚み寸法に応じて適切な設計変更が行われものであり、上記寸法に限られるものではない。
なお、この立体表示要素５をレーザ彫刻加工する際に、その表面が細かな凹凸により梨地状態となるが、積極的にここを研磨して他の部分と同様に平滑な面とすることも差し支えない。
以上述べたものが基本的な構成であり、以下メータの表示形態について説明する。

まず上述した各構成により図１に示すように運転者Ｄに対し、図３に示すような映像表示４であるメータ表示４０が描画表示される。図中では一例として車両Ｖが走行している状態を示しており、中央部に配置された同心楕円形状で車速を示している主要計器表示４１が配置され、その指針４１ａは、時速９４ｋｍ／ｈを指し示している。
本実施例においてこの指針４１ａは、約２４０度の範囲を移動して計測値を表現できるようなデザインとなっており、約１３度ごとに立体表示要素５を配置させている。
そして車両Ｖが走行を開始するとその速度が変化することにより、指針４１ａの位置も所定の間隔で示された立体表示要素５に応じて適宜の位置になるようにリアルタイムに再描画表示がなされ、あたかもアナログ表示式のメータ表示を再現することができる。
この時、液晶ディスプレイパネル２の表面である画像表示面の位置と、透過シートパネル３の裏面側に刻設された立体表示要素５とが視線方向で同一面ではなく相異していることから視覚的に奥行感を感じ得ることができる。
加えて、本来アナログ表示式のメータ表示でも固定的に見えている目盛と同様に、物理的に立体表示要素５を配設している。このため何らかの原因で液晶ディスプレイパネル２の輝度、照度の微小な変化が生じた場合であっても、立体表示要素５が担っている目盛表示は、視覚的に安定していることから視覚的に違和感を生じにくい。

〔他の実施の形態〕
本発明は以上述べた実施の形態を一つの基本的な技術思想とするものであるが、更に次のような改変が考えられる。
上述した実施例では、液晶ディスプレイパネル２と透過シートパネル３とは、ほぼ密着状態に設けられていたが、この間に空隙Ｓを設けた形態としても差し支えない。
具体的には、図５に示すように液晶ディスプレイパネル２と透過シートパネル３と間に、約１〜５ｍｍ程度の隙間を設けるように組み付ける。このとき、透過シートパネル３に設ける立体表示要素５は、印刷手法を用いることが好ましい。印刷された立体表示要素５の厚みは、一例として約１００〜５００μｍ程度である。そしてこの空隙Ｓを設けて取り付けられて透過シートパネル３の端部には、図５に示すように補助光ランプ６が設けられ、周縁端面から補助光を入射できるように構成されている。
このような構成とすることにより、液晶ディスプレイパネル２上に表示されるメータ表示４０と、透過シートパネル３の裏面上に設けられた立体表示要素５との視線方向の相対的な位置がより相異することになり、より一層の立体感が強調される。加えて、補助光ランプ６により透過シートパネル３が発光することで、立体表示要素５の液晶ディスプレイパネル２に生じる影を防ぐことができる。

また本実施例のグラフィックシステムＧを用いた車両用メータ１では、運転者Ｄから見てアナログ式メータの指針に該当する指針４１ａが立体表示要素５による目盛よりも奥方に存在しており、一般的なアナログ式メータにおける目盛と指針の位置関係が相違する。
これをアナログ式メータと同様に視認させるために、指針４１ａの表示形態を適宜調整することで、あたかも目盛の上に指針４１ａが位置しているようにすることも可能である。
具体的には、図６に示すように指針４１ａと立体表示要素５とが重なり合う範囲の指針４１ａの表示パターン（立体表示要素装飾表示４５）について、立体表示要素５の光学的特性（屈折や照度、輝度、色調の変化など）を打ち消すようにし、重なり合わない範囲の指針の映像と同様の表示になるように調整することも可能である。即ち、必要に応じて立体表示要素５の存在による視覚的効果を弱めることが可能となる。
更に立体表示要素５直下の映像表示４の表示パターンについては、積極的にその範囲の色彩や輝度の変化を持たせることにより、立体的な視覚効果を任意に付加させることが可能である。具体的には、車両用メータ１の個々の目盛の色彩を任意に変更することも可能である。

また本明細書では、車両用メータ１に本発明のグラフィックシステムを適用したものについて述べたが、このほかにもプラント等の制御室に設けられる計器類に適用することもできる。もちろん一般的に用いられている置時計や壁掛け時計などにも適用できることは言うまでもない。更には、透過シートパネル３に保護シート３０に併せてタッチパネルシートを組み合わせることにより、公共交通機関におけるタッチ式パネルを用いた乗車券販売装置や、業務用アミューズメントゲーム機器等にも本願発明の立体表示要素５を適用することも可能である。

また本明細書では、透過シートパネル３の面上に設けている立体表示要素５を述べているが、図示は省略するが例えばレーザ光線技術を用いた３Ｄレーザークリスタル加工を使用し、透過シートパネル３の板内部に立体的な造形物を彫刻して設けた立体表示要素５を適用することも可能である。

Ｖ 車両
Ｄ 運転者
Ｇ グラフィックシステム
Ｓ 空隙
１ 車両用メータ
２ 液晶ディスプレイパネル
３ 透過シートパネル
３０ 保護シート
４ 映像表示
４０ メータ表示
４１ 主要計器表示
４１ａ 指針
４１ｂ 背景
４２ 補助計器表示
４５ 立体表示要素装飾表示
５ 立体表示要素
５１ 角溝
５２ 三角溝
５３ 半円溝
６ 補助光ランプ

Claims (9)

1. 液晶ディスプレイパネルを具えて複数の計測表示を描画するディスプレイ装置において、
   前記液晶ディスプレイパネルの表示面側に透過性を有した透過シートパネルが設けられるとともに、前記透過シートパネルには、液晶ディスプレイパネルで描画された画面を補足するための立体表示要素が配設されていることを特徴とする液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステム。
   
2. 前記透過シートパネルに立体表示要素を配設するにあたっては、前記液晶ディスプレイパネル表示面と対向する対向面側を凹陥させるように形成したことを特徴とする前記請求項１記載の液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステム。
   
3. 前記透過シートパネルの対向面に設けられた立体表示要素は、視線方向に添って断面形状が矩形状に凹陥した形状であることを特徴とする前記請求項１または２記載の液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステム。
   
4. 前記透過シートパネルの対向面に設けられた立体表示要素は、視線方向に添って断面形状が三角形に凹陥した形状であることを特徴とする前記請求項１または２記載の液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステム。
   
5. 前記透過シートパネルの対向面に設けられた立体表示要素は、その表面に極小な凹凸を設けた梨地処理がなされていることを特徴とする前記請求項１、２、３または４記載の液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステム。
   
6. 前記透過シートパネルは、前記液晶ディスプレイ表示面との間に空隙を設けるように配設され、且つ前記透過シートパネルに立体表示要素を配設するにあたっては、前記液晶ディスプレイパネル表示面と対向する面側に印刷により立体表示要素を形成していることを特徴とする前記請求項１記載の液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステム。
   
7. 前記透過シートパネルは、その周縁端面から照明光を入射させる構成を有していることを特徴とする前記請求項６記載の液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステム。
   
8. 前記透過シートパネルに設けられた立体表示要素の位置に相当する液晶ディスプレイパネルの表示範囲には、この立体表示要素が自ら発光しているように視認すること、または立体表示要素の存在を目立たなくすることができる表示パターンを具えていることを特徴とする前記請求項１、２、３、４、５、６または７記載の液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステム。
   
9. 前記請求項１から請求項８に記載されたいずれかのグラフィックシステムは、車両用メータに適用するものであることを特徴とする液晶表示部の立体感を向上させたグラフィックシステム。