JP2021012059A

JP2021012059A - 表示装置

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Publication number: JP2021012059A
Application number: JP2019125387A
Authority: JP
Inventors: 盛吾種; Seigo Tane
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2021-02-04

Abstract

【課題】表示部における表示情報を立体的に表示可能とする表示装置を提供する。【解決手段】平面状に形成された表示面１２１に、所定情報を表示する表示部１２０と、所定情報が視認される方向を向く光ファイバー１４１が、複数束ねられて形成された光学部材１４０と、を備える表示装置において、光学部材は、表示面に設けられ、光学部材の所定情報が視認される視認側の面は、凸状面１４０Ａと、凹状面１４０Ｂとを含んで、３次元の立体形状に形成されている。これにより、所定情報は、光学部材の凸状面においては、視認側の面位置に浮かび上がるように視認され、また、凹状面においては、凸状面に対して奥まって視認される。更に、凸状面と凹状面との境領域においては、所定の情報は、両面を跨ぐように連続して視認される。総じて、所定情報の立体的な表示が可能となる。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、車両の各種情報を表示するメータ装置に用いて好適な表示装置に関するものである。

従来の表示装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の表示装置（車両用表示装置）では、液晶パネルの視認側にスクリーンが配置されている。スクリーンは、複数の光ファイバーが束ねられて形成されており、視認側の面は、表示画面となっている。また、複数の光ファイバーの直径寸法は、液晶パネル側から、スクリーンの表示画面側に向けて大きくなるように形成されて、スクリーンの表示画面は、全体形状として視認方向に凸となる球面状に形成されている。

これにより、ディスプレイの表示面に形成される画像は、スクリーンによって拡大されて、スクリーンの表示画面に表示されるようになっている。

特開２００６−２００９４７号公報

しかしながら、上記特許文献１では、拡大用のレンズを用いることなく、表示画像を拡大させることを目的としており、立体的な表示を狙ったものではない。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、表示部における表示情報を立体的に表示可能とする表示装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

本発明では、平面状に形成された表示面（１２１）に、所定情報を表示する表示部（１２０）と、
所定情報が視認される方向を向く光ファイバー（１４１）が、複数束ねられて形成された光学部材（１４０）と、を備える表示装置において、
光学部材は、表示面に設けられ、
光学部材の所定情報が視認される視認側の面は、凸状面（１４０Ａ）と、凹状面（１４０Ｂ）とを含んで、３次元の立体形状に形成されたことを特徴としている。

この発明によれば、表示部（１２０）における所定情報は、光学部材（１４０）の凸状面（１４０Ａ）においては、視認側の面位置に浮かび上がるように視認され、また、凹状面（１４０Ｂ）においては、凸状面に対して奥まって視認される。更に、凸状面と凹状面との境領域においては、所定の情報は、両面を跨ぐように連続して視認される。総じて、所定情報の立体的な表示が可能となる。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態における表示装置の全体構成を示す正面図および断面図である（表示オン）。第１実施形態における表示装置の全体構成を示す正面図および断面図である（表示オフ）。光学部材の構造を示す正面図および断面図である。光学部材による視認側面での表示状態を示す断面図である。光学部材を用いない場合の表示状態を示す断面図である。第２実施形態における表示装置の全体構成を示す正面図および断面図である（表示オフ）。図６（ｃ）のVII部における拡大図である。光学部材における凹状面によって外乱光による影響が低減されることを示す説明図である。光学部材に凹状面を設けない場合に、外乱光による影響が発生しやすいことを示す説明図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１〜図５を用いて説明する。第１実施形態の表示装置１００は、例えば、車両に適用されている。図１に示すように、表示装置１００は、車両に関連する各種所定情報（例えば、車速やエンジン回転数等）をユーザ（視認者）に表示するものとなっている。表示装置１００は、車両のインストルメントパネルのユーザ（運転者）と対向する位置、あるいは、車両の左右方向の中央位置に設けられており、ケース１１０、表示部１２０、光学部材１４０等を備えている。

図１、図２に示すように、ケース１１０は、例えば、正面形状が横長の四角形（長方形）であり、有底の筒状を成す樹脂製の容器となっており、開口側がユーザ側（以下、視認側）を向き、底部側が視認側とは反対側を向くように配置されている。以下、視認側に対して反対側を、反視認側と呼ぶことにする。

表示部１２０は、車両に関連する各種所定情報を、平面状に形成された表示面１２１に表示するようになっており、ケース１１０の底部に支持（固定）されている。表示部１２０としては、例えば、有機ＥＬディスプレイが使用されている。有機ＥＬディスプレイの「ＥＬ」は、ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅの略表示である。有機ＥＬディスプレイは、ＯＬＥＤ（ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）とも表示される。有機ＥＬディスプレイは、自発光式の表示器であり、例えば、液晶ディスプレイのようなバックライトを不要として薄型に形成されている。

表示部１２０によって表示される各種所定情報は、例えば、制御部で作成された画像であり、ユーザに対してデジタル画像によって表示されるようになっている。各種所定情報（画像）の代表例としては、例えば、表示部１２０の右側の円形領域に形成されて、車速を表示するためのスピードメータ画像１２２、および、表示部１２０の左側の円形領域に形成されて、エンジン回転数を表示するためのタコメータ画像１２３がある。

スピードメータ画像１２２には、目盛画像１２２ａ、数字画像１２２ｂ、および指針画像１２２ｃ等が形成されている。車速に応じて、指針画像１２２ｃが制御部によって回動表示されることで、指針画像１２２ｃの先端位置と対応する目盛画像１２２ａ（数字画像１２２ｂ）によって、車速が指し示されるようになっている。

また、同様に、タコメータ画像１２３には、目盛画像１２３ａ、数字画像１２３ｂ、および指針画像１２３ｃ等が形成されている。エンジン回転数に応じて、指針画像１２３ｃが制御部によって回動表示されることで、指針画像１２３ｃの先端位置と対応する目盛画像１２３ａ（数字画像１２３ｂ）によって、エンジン回転数が指し示されるようになっている。

この他、所定情報として、エンジン水温を表示する水温画像、燃料残量を表示する燃料残量画像、走行距離を表示する距離表示画像、選択された走行モード（ノーマル、ＥＣＯ、スポーツ等）を表示する走行モード画像、およびバッテリの充電状況を表示するバッテリ画像等を設けるようにしてもよい。上記の各画像の表示状態は、制御部によって制御されるようになっている。

光学部材１４０は、所定情報が視認される方向を向く光ファイバー１４１が、複数束ねられて形成された部材であり、表示部１２０の表示面１２１に設けられている。光学部材１４０としては、例えば、人工物であるファイバオプティクプレートが使用されている。ファイバオプティクプレートは、数μｍ程度の複数の光ファイバー１４１を束ねた光学ディバイスであり、入射された光や像（イメージ）をダイレクトに出射側に導くことができるようになっている。表示面１２１と光学部材１４０とは、両者間に設けられた接着剤１３０によって接着されている。接着剤１３０としては、例えば、フィルム状で透明な光学粘着シートが使用されている。

光ファイバー１４１は、離れた位置に光を伝える伝送路であり、図３に示すように、例えば、一本一本の断面形状が正六角形に形成されており、正面視においてハニカム構造を形成するかのごとく、複数の光ファイバー１４１の間に隙間ができないように、効率よく束ねられている。

光学部材１４０の基本的な形状は、所定の厚みを有する平板状を成しており、光学部材１４０の視認側の面（表示部１２０とは反対側の面）は、凸状面１４０Ａと、凹状面１４０Ｂと含んで、３次元の立体形状に形成されている。

光学部材１４０の視認側の面には、例えば、スピードメータ画像１２２の目盛画像１２２ａ、数字画像１２２ｂの領域、およびタコメータ画像１２３の目盛画像１２３ａ、数字画像１２３ｂの領域にそれぞれ対応して、視認側に突出するリング状凸部１４２が形成されている。このリング状凸部１４２の視認側の面が凸状面１４０Ａとなっており、一般の平面部が凸状面１４０Ａに対して、凹状面１４０Ｂとなっている。

凸状面１４０Ａは、図１（ｂ）、図２（ｂ）に示す断面形状において、視認側に膨らむ円弧状を成すように形成されている。当然ながら、リング状凸部１４２は、正面視（図１（ａ）、図２（ａ））が円形状を成していることから、凸状面１４０Ａの全体は、３次元の立体的な形状を有していると言える。

本実施形態の表示装置１００の構成は、以上のようになっており、図４、図５を加えて、以下、その作動および作用効果について説明する。

一般的に、光学部材１４０においては、図４に示すように、光ファイバー１４１の中を光が通過することで、表示面１２１における各種画像１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ等は、光学部材１４０の視認側の表面（凸状面１４０Ａ、および凹状面１４０Ｂ）に浮かび上がって視認される。

本実施形態では、光学部材１４０を表示部１２０の表示面１２１に設けて、光学部材１４０の視認側の面を、凸状面１４０Ａと凹状面１４０Ｂとを含む、３次元の立体形状となるようにしている。

よって、表示部１２０（表示面１２１）における所定情報（スピードメータ画像１２２、タコメータ画像１２３）は、光学部材１４０の凸状面１４０Ａにおいては、視認側の表面位置に浮かび上がるように視認され、また、凹状面１４０Ｂにおいては、凸状面１４０Ａに対して奥まって視認される。更に、凸状面１４０Ａと凹状面１４０Ｂとの境領域においては、所定情報は、両面１４０Ａ、１４０Ｂを跨ぐように連続して視認される。総じて、本実施形態では、平面的な表示イメージを払拭した、所定情報の立体的な表示が可能となる。

また、本実施形態では、凸状面１４０Ａを、スピードメータ画像１２２、タコメータ画像１２３の目盛画像１２２ａ、１２３ａ、および数字画像１２２ｂ、１２３ｂの領域に対応するように形成して、凹状面１４０Ｂを、残りの画像（指針画像１２２ｃ、１２３ｃ）の領域に対応するように形成している。これにより、目盛画像１２２ａ、１２３ａ、および数字画像１２２ｂ、１２３ｂが強調されるように浮かび上がって視認され、指針画像１２２ｃ、１２３ｃの中心側は、目盛画像１２２ａ、１２３ａ、および数字画像１２２ｂ、１２３ｂよりも奥まって視認される。

尚、本実施形態のような光学部材１４０を用いないもの（例えば、単なる透明加飾部材）であると、図５に示すように、所定情報は、表示部１２０の表示面１２１において、平面的なままで視認される。

（第２実施形態）
第２実施形態の表示装置１００Ａを図６〜図９に示す。第２実施形態の表示装置１００Ａは、上記第１実施形態の表示装置１００に対して、光学部材１４０における凸状面１４０Ａ、および凹状面１４０Ｂの形状を変更すると共に、光学部材１４０の視認側表面に文字板１６０を追加したものである。

図６、図７に示すように、光学部材１４０の視認側の面には、例えば、スピードメータ画像１２２、およびタコメータ画像１２３の領域にそれぞれ対応して、反視認側（表示部１２０側）に球面状を成して凹む球面状凹部１４３が形成されている。この球面状凹部１４３の視認側の面が凹状面１４０Ｂとなっており、一般の平面部が凹状面１４Ｂに対して、凸状面１４０Ａとなっている。

また、文字板１６０は、光学部材１４０の視認側表面の形状（凸状面１４０Ａ、凹状面１４０Ｂ）に合せて、例えば、圧空加工によって、凹凸が形成された透過性のある板部材となっている。文字板１６０は、例えば、液状の透明な接着剤１５０によって、光学部材１４０の視認側表面に接着されている。文字板１６０は、本発明の表示板に対応する。

文字板１６０の表面には、表示部１２０における各種所定情報とは異なる他の情報（文字、数字、絵柄等）が設けられている。他の情報は、視認方向から見た時に、例えば、表示部１２０における所定情報と隣あって、あるいは、重なりあって、個別な情報、あるいは複合的な情報として視認されるようになっている。

本実施形態では、凹状面１４０Ｂによって、スピードメータ画像１２２、およびタコメータ画像１２３は、中心側から外周側に向けて、順に浮かび上がるように視認され、所定情報の立体的な表示が可能となる。

また、光学部材１４０の視認側表面に透光性の文字板１６０を設け、表示部１２０における所定情報とは異なる他の情報を設けるようにしており、所定情報と他の情報とを組み合わせた、斬新な表示が可能となる。

また、球面状の凹状面１４０Ｂを設けることで、図８示すように、例えば、太陽光のような外乱光が凹状面１４０Ｂに入射されても、反射する角度θが大きくなり、視認者側から離れた方向へ飛んでいくので、表示部１２０における本来の所定情報が見やすいという利点がある。尚、図９に示すように、光学部材１４０の視認側表面が平面であると、外乱光の反射光が視認者側に反射しやすく、表示部１２０における本来の所定情報が見にくくなる。

（その他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、更に請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

上記各実施形態では、光学部材１４０を、人工物であるファイバオプティクプレート（光学デバイス）を用いたものとして、説明したが、これに限らず、光学部材１４０として、例えば、天然物であるテレビ石を用いたものとしてもよい。テレビ石においては、内部の繊維状結晶が光ファイバー１４１と同様の作用をもたらし、同様の効果を得ることができる。

また、表示部１２０として、例えば、有機ＥＬディスプレイを例にして説明したが、これに限定されることなく、例えば、液晶ディスプレイのような、他の型式の表示部を用いたものとしてもよい。また、表示部１２０は、ディスプレイに限らず、文字、数字、絵柄等によって所定情報を表示する文字板でもよい。

また、表示装置１００、１００Ａは、車両用に適用されるものとして説明したが、これに限らず、家庭用や商業用等に適用されるものとしてもよい。

１００、１００Ａ表示装置
１２０表示部
１２１表示面
１４０光学部材
１４０Ａ凸状面
１４０Ｂ凹状面
１４１光ファイバー
１６０文字板（表示板）

Claims

平面状に形成された表示面（１２１）に、所定情報を表示する表示部（１２０）と、
前記所定情報が視認される方向を向く光ファイバー（１４１）が、複数束ねられて形成された光学部材（１４０）と、を備える表示装置において、
前記光学部材は、前記表示面に設けられ、
前記光学部材の前記所定情報が視認される視認側の面は、凸状面（１４０Ａ）と、凹状面（１４０Ｂ）とを含んで、３次元の立体形状に形成された表示装置。
前記凸状面は、平面部から突出するリング状に形成され、前記平面部が前記凹状面に対応する請求項１に記載の表示装置。
前記凹状面は、平面部に対して前記表示部側へ凹む球面状の凹部であり、前記平面部が前記凸状面に対応する請求項１に記載の表示装置。
前記光学部材の前記視認側の面には、透光性を有して、前記所定情報とは異なる他の情報が表示された表示板（１６０）が設けられた請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の表示装置。
前記光学部材は、ファイバオプティクプレートである請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の表示装置。