JP4811633B2

JP4811633B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP4811633B2
Application number: JP2004242315A
Authority: JP
Inventors: 一夫福島
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2004-08-23
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2024-08-23
Also published as: JP2006058752A

Description

本発明は、表示装置に関し、特に車両情報を実像及び虚像とを合成表示する表示装置に関するものである。

この種の表示装置として、例えば下記特許文献１に記載のものが知られている。この表示装置は、第１表示及び第２表示を表示する一台の表示器と、透過機能と反射機能とを備えた透過型反射部材と、を備える。観察者は、表示器に対して垂直に設けられた前記透過型反射部材を透過した光によって構成される実像と、前記透過型反射部材で反射した光によって構成される虚像とを、ほぼ同じ奥行きにて視認する。このような構成の表示装置は、一台の表示器によって実像及び虚像とをほぼ同じ奥行きに合成表示でき、構成部品が少なく、装置の光学的位置調整が容易であり、表示像の明るさや色合い等を一致させる調整が必要でなくなる。これにより、装置のコストを抑えることができるだけでなく、複雑な表示情報を視認性よく、集約表示できる。
特開平４−１９４９７７号公報

しかしながら、以上のような構成の表示装置は、複数の情報が限られた平面上に集約され、情報の表示が平面的であり、レイヤー感のない表示となってしまう。また、例えば、観察者の注意を喚起すべき警報表示が常時表示する車速，エンジンの回転数及び燃料の残量値等の情報と同一平面にて表示されるため、視認性及び誘目性が低いという問題がある。

本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、実像及び虚像を合成表示する表示装置において、表示に立体感を付与することを可能とする表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するため、最上部に位置する第一の表示部と最下部に位置する第二の表示部と中間部に位置する第三の表示部と、前記第一，第二，第三の表示部上にそれぞれ設けられ前記第一の表示部の表示像の色と前記第二の表示部の表示像の色と前記第三の表示部の表示像の色とを相違させる第一，第二，第三のフィルタと、を備える単一の単色発光の有機ＥＬパネルと、
前記第一の表示部が射出する第一の表示光を全反射する反射部材と、
前記反射部材で全反射した前記第一の表示光を透過し前記第三の表示部が射出する第三の表示光を反射する第二の透過型反射部材と、
前記第二の透過型反射部材で透過した前記第一の表示光と前記第二の透過型反射部材で反射した前記第三の表示光とを反射し前記第二の表示部が射出する第二の表示光を透過することにより前記第三の表示部の表示像を前記第二の表示部の表示像の後方にて視認させ、前記第一の表示部の表示像を前記第二の表示部の表示像及び前記第三の表示部の表示像の後方にて視認させる第一の透過型反射部材と、
を備える。

また、請求項２に記載のように、前記第一の透過型反射部材が前記第二の表示部に対向し、前記第二の透過型反射部材が前記第三の表示部と前記第一の透過型反射部材とに対向し、前記反射部材が前記第一の表示部と前記第一の透過型反射部材と前記第二の透過型反射部材とに対向する。

本発明は、実像及び虚像を合成表示する表示装置に関し、表示に立体感を付与することを可能とする表示装置を提供することができる。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。

図１から図４は、本発明の第一の実施形態を示す。図１は、表示装置１の断面図であり、図２は、反射部材の前面ハウジングへの取り付け方法を示す図であり、図３及び図４は、表示例を示す図である。

表示装置１は、ハウジング２に、有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル（表示器）３と、全反射ミラー（反射部材）４と、ハーフミラー（透過型反射部材）５と、を収納してなる。

ハウジング２は、合成樹脂からなる前面ハウジング２００と背面ハウジング２０１とによって構成され、車両のダッシュボードに設置される。前面ハウジング２００は、観察者Ｏが表示を見るための窓部２０２を正面に備え、透明の合成樹脂からなるカバーが取り付けられる。前面ハウジング２００は、その背面が開口部２０３となっており、この開口部２０３と背面ハウジング２０１の前面の開口部２０４と連結される。前面ハウジング２００は、図２に示すように内部の左右側壁にミラーを支持するスリット部２０５を有する。スリット部２０５は、側壁から突設する長方形状の平板部材が二つ対に設けられる。スリット部２０５は、その間隙に後に詳述する全反射ミラー４及びハーフミラー５をスライドさせ、ミラー４，５が互いに平行になるよう固定するものである。スリット部２０５は、ミラー４，５が有機ＥＬパネル３に対して４５度の角度で傾斜配置されるように、前面ハウジング２００に設けられている。背面ハウジング２０１は、有機ＥＬパネル３と有機ＥＬパネル３と接続する回路基板（図示しない）とを収納する。

有機ＥＬパネル３は、支持基板３２と、有機ＥＬ素子と、封止板（封止部材）３３と、を有している。

支持基板３２は、ガラスまたは透光性樹脂からなり、白色発光の有機ＥＬ素子を支持する。また、支持基板３２は、封止板３３よりも若干大きめに形成されており、封止板３８を配設可能としている。

有機ＥＬ素子は、支持基板３２上に、透明電極と有機層と背面電極とをスパッタリング法，スピンコート法，蒸着法等の適宜方法によって、順次積層形成してなるものである。

有機層は、透明電極側から正孔注入層，正孔輸送層，発光層，電子輸送層及び電子注入層を蒸着法等の手段によって順次積層形成し、膜厚１００〜３００ｎｍの層状となるものである。本発明の実施形態にあっては、少なくとも発光層を有するものであればよい。

透明電極にはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透光性の導電材料を用いる。背面電極は、アルミニウム（Ａｌ）等の導電材料からなるものである。

封止板３３は、例えばガラス材料からなる平板部材と支持部材からなり、支持部材を、シール剤を介し支持基板上に配設することで、封止板と支持基板とで構成される収納空間内に有機ＥＬ素子を気密的に収納することができる。

以上の各部によって有機ＥＬパネル３は、構成される。有機ＥＬパネル３は、上方に位置する第一の表示部６と、下方に位置する第二の表示部９とを有する。全反射ミラー４は、ポリカーボネートからなる樹脂基板に反射膜を蒸着してなるものであり、第一の表示部６と対向して設けられる。ハーフミラー５は、暗色系の色に着色された透光性基材に反射膜を蒸着した半透過反射型のパネルであり、第二の表示部９と対向して設けられる。なお、透過型反射部材としては反射膜を被着したハーフミラー５に変えて、反射膜を有しない着色パネルや無色透明のパネルを採用できる。

第一の表示部６は、第一の表示部６に対しておよそ４５度の角度で傾斜配置された全反射ミラー４に白色の第一の表示光Ｌ１を射出する。第一の表示部６は、表示部６上に特定の波長域の光のみを透過する第一のフィルタ（色調整フィルタ）７を有する。第一のフィルタ７は、白色の色補正のために用いるもので、赤、緑、青のそれぞれの波長領域にフィルタをかけ、所望の白色に近づくようバランスをとっている。第一の表示光Ｌ１は、全反射ミラー４におよそ４５度の角度で入射し、４５度の角度で出射する。全反射ミラー４で反射した第一の表示光Ｌ１は、ハーフミラー５におよそ４５度の角度で入射し、４５度の角度で出射し、観察者Ｏに向かって進む。観察者Ｏは、第一の表示部６によって表示される虚像８を視認する。虚像８は、距離Ｄ１分ハーフミラー５の後方に位置する。距離Ｄ１は、第一の表示部６から全反射ミラー４までの距離Ｄ２に、全反射ミラー４からハーフミラー５までの距離Ｄ３を足した距離に相当する。観察者Ｏから見て、虚像８の位置をさらに奥に表示する場合には、D２，D３が長くなるように、第一の表示部６及び各ミラー４，５の位置を調整すればよい。

第二の表示部９は、特定の波長領域の光のみを透過する第二のフィルタ（色変更）１０を有する。本実施形態において、第二のフィルタ１０は、白色光を形成する波長のうち赤色の波長領域の光のみを透過する。第二の表示部９から発光した白色の第二の表示光Ｌ２は、第二のフィルタ１０を透過すると、赤色の表示光となる。赤色の第二の表示光Ｌ２は、第二の表示部９に対しておよそ４５度の角度で傾斜配置されたハーフミラー５を透過して、観察者Ｏに達する。観察者Ｏは、第二の表示部の発光する第二の表示光によって表される実像１１を視認する。実像１１は、第二の表示部９で観察者Ｏに視認され、虚像８に対して手前に表示される。

以上の構造を備える表示装置１は、実像１１と虚像８とを観察者Ｏからみて近距離及び遠距離の位置にて表示できる。例えば、第一の表示例として、図３に示すような観察者Ｏに注意を喚起すべき情報であるブレーキシステムの異常を示すマーク１３を赤色の第二の表示光Ｌ２で表される実像１１によって観察者Ｏから見て手前に表示し、マーク１３の説明である“ブレーキシステムの異常です”１４を白色の第一の表示光Ｌ１で表される虚像８によって観察者Ｏから見て後方（奥）に表示する。また、第二の表示例として、図４に示すように、シートベルトの脱着状態を示すマーク１５を赤色で実像１１により手前に表示し、マーク１５を囲むライン１６を白色で虚像８により表示し、ライン１６を点滅させる。これらの表示例は、特に、表示像の色が相違することや表示像が点滅することにより注意喚起性や誘目性をさらに向上させている。

本実施形態の本発明は、実像１１と虚像８を観察者Ｏから見て手前と後方（奥）に表示するため、立体感や奥行き（レイヤー感）のある表示を実現することができ、表示情報に応じて効果的な表示レイアウトが可能であり、視認性及び誘目性に優れた表示装置を提供することができる。

また、透過型反射部材５が第一の表示部９に対向し、反射部材４が第二の表示部６と透過型反射部材５との双方に対向する構成としたことで、必要最小限の部品構成による表示装置１の小型化，省スペース化を実現する。

また、本実施形態の本発明は、一つの有機ＥＬパネル３を用いており、第一の表示部６及び第二の表示部９の輝度はいずれも等しい。光は、ミラーで反射する際に、ミラーの反射率によって輝度が低くなる為、１回反射する第二の表示光Ｌ２に比べると、２回反射する第一の表示光Ｌ１は、その表す虚像８の輝度が低くなる。そこで、第一のフィルタ７の透過率Ｔ１を第二のフィルタ１０の透過率Ｔ２よりも大きく、Ｔ１＞Ｔ２と設定すれば、実像１１及び虚像８の輝度バランスを良好なものとすることができる。

次に図５及び図６を用いて、本発明の第二の実施形態を説明する。図５は、第二の実施形態における表示装置１のハウジング２を除いた断面図であり、図６は、表示例を示す図である。第一の実施形態と同一もしくは相当する箇所の詳細な説明は省く。

本実施形態において、有機ＥＬパネル３は、白色発光であり、第一の表示部１７と第二の表示部１８と第三の表示部１９とを有する。図５に示すように、第一の表示部１７は、有機ＥＬパネル３において最上部に位置し、第二の表示部１８は、最下段に位置し、第三の表示部１９は、中間部に位置する。

第一の表示部１７は、表示部１７上に色補正の為の第一のフィルタ２０を備え、第一の表示部１７に対しておよそ４５度の角度で傾斜配置される全反射ミラー２１と対向する。第一の表示部１７は、全反射ミラー２１に向かって第一の表示光Ｌ１を射出する。第一の表示部１７から射出される第一の表示光Ｌ１は、全反射ミラー２１で反射し、第三の表示部１９と対向して設けられる第二のハーフミラー２２と、第二の表示部１８と対向して設けられる第一のハーフミラー２３のうち、第二のハーフミラー２２を透過し、第一のハーフミラー２３で反射して、観察者Ｏに達する。第一の表示光Ｌ１によって表される第一の虚像２４は、距離Ｄ４だけ第二のハーフミラー２３から後方（奥）に表示される。距離Ｄ４は、第一の表示部１７と全反射ミラー２１までの距離Ｄ５と前反射ミラー２１から第一のハーフミラー２３までの距離Ｄ６とを足した距離に相当する。

第二の表示部１８は、表示部１８上に赤色の波長領域の光を透過する第二のフィルタ２５を備え、第二の表示部１８に対しておよそ４５度の角度で傾斜配置される第一のハーフミラー２３と対向する。第二の表示部１８は、第一のハーフミラー２３に向かって第二の表示光ｌ２を射出する。第二の表示光Ｌ２は、第一のハーフミラー２３を透過して、観察者Ｏに達する。観察者Ｏは、第二の表示光Ｌ２によって表される実像２６を第二の表示部１８上で視認する。

第三の表示部１９は、表示部上に青色の波長領域の光を透過する第三のフィルタ２７を備え、第三の表示部１９に対しておよそ４５度の角度で傾斜配置される第二のハーフミラー２２と対向する。第三の表示部１９は、第二のハーフミラー２２に向かって第三の表示光Ｌ３を射出する。第三の表示部１９から射出される白色の第三の表示光Ｌ３は、第三のフィルタ２７を透過して青色の表示光となり、第二のハーフミラー２２で反射し、第二の表示部１８と対向して設けられる第一のハーフミラー２３で反射し、観察者Ｏに達する。第三の表示光Ｌ３によって表される第二の虚像２８は、実像２６よりも観察者Ｏからみて後方（奥）にて視認される。第二の虚像２８は、距離Ｄ７分、第一のハーフミラー２３から奥に位置する。第三の表示光Ｌ３が進んだ距離Ｄ７は、第三の表示部１９から第二のハーフミラー２２までの距離Ｄ８と、第二のハーフミラー２２から第一のハーフミラー２３までの距離Ｄ９とを足した距離に相当する。

本実施形態により、図５に示すように観察者Ｏから見て手前から順に実像２６と第二の虚像２８と第一の虚像２４とが表示されるために、第一の実施形態と比較すると、より立体感及び奥行き（レイヤー感）があり、視認性及び誘目性に優れた表示となる。

例えば、表示例として、一番手前に表示される実像２６においては、図６に示すようなウインカーの点灯を示すマーク２９及びハザードの点灯を示すマーク４０を赤色で表示し、中間に表示される第二の虚像２８においては、マークの周囲を囲むライン４１及び車速４２を青色で表示し、最も後方（奥）に表示される第一の虚像２４においては、燃料の残量値４３を白色で表示することが可能である。

また、第一の表示部１７，第二の表示部１８及び第三の表示部１９上に色調整のためのフィルタ２０，２６，２７を備え、単色発光の有機ＥＬパネル３を用いて三色の表示を同一表示枠内で合成したことによって、フルカラーあるいはエリアカラーの有機ＥＬパネル３を用いるよりもコストを削減することができる。

また、表示器３に有機ＥＬパネル３を用いることで、バックライトを必要とせず、省スペースとなり、また、視野角が広いことにより、合成表示にかかる構成部品の位置調整が容易になる。

なお、本発明の実施形態において表示器３は、有機ＥＬパネル３であったが、請求項１及び請求項２にかかる本発明において、表示器３は、有機ＥＬパネル３でなくともよく、蛍光表示管や液晶パネルでもよく、任意である。また、有機ＥＬパネル３の発光色も任意である。

また、本発明の実施形態において、有機ＥＬパネル３上に色調整及び色変更のためにフィルタ７，１０を設けたが、請求項１及び請求項２にかかる本発明においては、フィルタを設けなくともよい。

また、本発明の実施形態において、実像１１、２５によって警報表示１３，１５，２８，２９を行ったが、実像１１、２６及び虚像８，２４，２８によって表示する情報は、警報表示の他、車速，回転数，外気温，積算値等の車両状態情報や、ナビゲーション情報などでもよく、任意である。例えば、車速や回転数等の常時表示する情報は白色表示を行い、警報は赤色で表示してもよい。

本発明の第一の実施形態を示す断面図。同上実施形態の前面ハウジングにミラーを傾斜配置する断面図。同上実施形態の表示レイアウトを示す図。同上実施形態の表示レイアウトを示す図。本発明の第二の実施形態を示す断面図。同上実施形態の表示レイアウトを示す図。

符号の説明

１表示装置
２ハウジング
３有機ＥＬパネル（表示器）
４，２１全反射ミラー（反射部材）
５，２２，２３ハーフミラー（透過型反射部材）
６，１７第一の表示部
７，２０第一のフィルタ（色調整フィルタ）
８，２４，２８虚像
９，１８第二の表示部
１０，２５第二のフィルタ（色調整フィルタ）
１１，２６実像（警報表示）
Ｌ１第一の表示光
Ｌ２第二の表示光

Claims

最上部に位置する第一の表示部と最下部に位置する第二の表示部と中間部に位置する第三の表示部と、前記第一，第二，第三の表示部上にそれぞれ設けられ前記第一の表示部の表示像の色と前記第二の表示部の表示像の色と前記第三の表示部の表示像の色とを相違させる第一，第二，第三のフィルタと、を備える単一の単色発光の有機ＥＬパネルと、
前記第一の表示部が射出する第一の表示光を全反射する反射部材と、
前記反射部材で全反射した前記第一の表示光を透過し前記第三の表示部が射出する第三の表示光を反射する第二の透過型反射部材と、
前記第二の透過型反射部材で透過した前記第一の表示光と前記第二の透過型反射部材で反射した前記第三の表示光とを反射し前記第二の表示部が射出する第二の表示光を透過することにより前記第三の表示部の表示像を前記第二の表示部の表示像の後方にて視認させ、前記第一の表示部の表示像を前記第二の表示部の表示像及び前記第三の表示部の表示像の後方にて視認させる第一の透過型反射部材と、
を備えることを特徴とする表示装置。
前記第一の透過型反射部材が前記第二の表示部に対向し、前記第二の透過型反射部材が前記第三の表示部と前記第一の透過型反射部材とに対向し、前記反射部材が前記第一の表示部と前記第一の透過型反射部材と前記第二の透過型反射部材とに対向することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。