JP4883283B2 - Display device - Google Patents

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本発明は、複数の表示器を有し、虚像を表示させる表示装置に関するものである。   The present invention relates to a display device having a plurality of displays and displaying a virtual image.

従来より、ヘッドアップディスプレイ装置が種々提案されており、例えば特許文献１に開示されている。斯かるヘッドアップディスプレイ装置は、車両のダッシュボード１に配設された表示装置２が投射する表示光Ｌをフロントガラス３で車両運転者４の方向に反射させ、虚像Ｖ１，Ｖ２を表示させるものである（図６参照）。表示装置２は、第一の表示器５と、第二の表示器６と、ハーフミラー７とを有しており、これらの第一の表示器５，第二の表示器６，ハーフミラー７はハウジング９に収容されている。
実開昭６３−１６４０３８号公報 Conventionally, various head-up display devices have been proposed, and for example, disclosed in Patent Document 1. Such a head-up display device reflects the display light L projected by the display device 2 disposed on the dashboard 1 of the vehicle by the windshield 3 toward the vehicle driver 4 to display virtual images V1 and V2. (See FIG. 6). The display device 2 includes a first display 5, a second display 6, and a half mirror 7, and these first display 5, second display 6, and half mirror 7. Is accommodated in a housing 9.
Japanese Utility Model Publication No. 63-164038

第一の表示器５は、ハーフミラー７から所定間隔ａを有して配置されており、第一の表示器５が発した表示光は、ハーフミラー７を透過し、フロントガラス３に投射される。一方、第二の表示器６は、ハーフミラー７から所定間隔ｂを有して配置されており、第二の表示器６が発した表示光は、ハーフミラー７で反射され、フロントガラス３に投射される。斯かる構成により、表示装置２は、第一の表示器５にて虚像Ｖ１を表示させると共に、第二の表示器６にて虚像Ｖ２を表示させることができる。   The first display 5 is arranged with a predetermined distance a from the half mirror 7, and the display light emitted from the first display 5 passes through the half mirror 7 and is projected onto the windshield 3. The On the other hand, the second display 6 is arranged at a predetermined interval b from the half mirror 7, and the display light emitted from the second display 6 is reflected by the half mirror 7 and is reflected on the windshield 3. Projected. With such a configuration, the display device 2 can display the virtual image V <b> 1 on the first display 5 and can display the virtual image V <b> 2 on the second display 6.

第一の表示器５とハーフミラー７の所定間隔ａは、第二の表示器６とハーフミラー７の所定間隔ｂよりも大きくなっており、虚像Ｖ１は、虚像Ｖ２よりも、運転者４から遠い位置に表示される。しかし、表示装置２はハーフミラー７を備えているため高価であり、且つ、表示装置２は、ハーフミラー７からの所定間隔ａ，ｂが異なる２個の表示器５，６を配設することによって、表示位置が相違する複数の虚像Ｖ１，Ｖ２を表示できるが、虚像Ｖ１，Ｖ２は平面的であって、立体感がないという問題を有していた。
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、ハーフミラーを用いることなく、立体感がある虚像を表示できる表示装置を提供するものである。 The predetermined interval a between the first display 5 and the half mirror 7 is larger than the predetermined interval b between the second display 6 and the half mirror 7, and the virtual image V1 is from the driver 4 more than the virtual image V2. It is displayed at a far position. However, since the display device 2 includes the half mirror 7, the display device 2 is expensive, and the display device 2 is provided with two displays 5 and 6 having different predetermined intervals a and b from the half mirror 7. Can display a plurality of virtual images V1 and V2 having different display positions, but the virtual images V1 and V2 have a problem that they are planar and have no stereoscopic effect.
This invention is made | formed in view of this problem, and provides the display apparatus which can display the virtual image with a three-dimensional effect, without using a half mirror.

本発明は、前記課題を解決するため、請求項１に記載したように、第一の表示パネル１６を有し第一の表示光Ｌ１を発する第一の表示器１１と、第二の表示パネル２６を有し第二の表示光Ｌ２を発する第二の表示器１２と、を備えると共に、前記第一の表示パネル１６と前記第二の表示パネル２６の角度が略９０°になるように、前記第一の表示パネル１６及び前記第二の表示パネル２６を近設配置させ、前記第一の表示光Ｌ１及び前記第二の表示光Ｌ２を反射させて虚像Ｖ１，Ｖ２を表示する表示装置であって、前記第一の表示器１１または前記第二の表示器１２の少なくとも一方は、前記第一の表示パネル１６または前記第二の表示パネル２６の前面側に配置されたプリズムシート２２を有するものである。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a first display 11 having a first display panel 16 and emitting a first display light L1, and a second display panel as described in claim 1. a second display unit 12 for emitting a second display light L2 has a 26, provided with a, in so that such an angle is substantially 90 ° of the first display panel 16 and the second display panel 26 The display device in which the first display panel 16 and the second display panel 26 are arranged close to each other and the virtual images V1 and V2 are displayed by reflecting the first display light L1 and the second display light L2. The at least one of the first display 11 and the second display 12 includes a prism sheet 22 disposed on the front side of the first display panel 16 or the second display panel 26. It is what you have.

また、本発明は、請求項２に記載したように、前記第一の表示光Ｌ１及び前記第二の表示光Ｌ２を反射させる凹面鏡４８を有するものである。   In addition, as described in claim 2, the present invention includes a concave mirror 48 that reflects the first display light L1 and the second display light L2.

また、本発明は、請求項３に記載したように、前記第一の表示器１１または前記第二の表示器１２の少なくとも一方は、前記第一の表示パネル１６または前記第二の表示パネル２６である液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを透過照明する発光素子１８，２８と、を有するものである。 The present invention, as set forth in claim 3, wherein at least one of the first display 11 or the second display 12, the first display panel 16 or the second display panel 26 And the light emitting elements 18 and 28 that transmit and illuminate the liquid crystal display panel.

第一の表示パネルと第二の表示パネルが所定角度を有するように近設配置させたことによって、ハーフミラーを用いることなく、立体感がある虚像を表示できる。   By arranging the first display panel and the second display panel close to each other so as to have a predetermined angle, a virtual image having a stereoscopic effect can be displayed without using a half mirror.

以下、本発明を車両用ヘッドアップディスプレイ装置に応用した一実施形態を説明する。表示装置１０は、第一の液晶表示器１１（第一の表示器）と、第二の液晶表示器１２（第二の表示器）と、反射器１３とを有している。液晶表示器１１，１２，反射器１３は、ハウジング１４に収容されている。   Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a vehicle head-up display device will be described. The display device 10 includes a first liquid crystal display 11 (first display), a second liquid crystal display 12 (second display), and a reflector 13. The liquid crystal displays 11 and 12 and the reflector 13 are accommodated in the housing 14.

第一の液晶表示器１１は、液晶表示パネル１６（第一の表示パネル），レンズ部材１７，発光ダイオード１８（発光素子），硬質配線板１９，ケース体２０，ヒートシンク２１，プリズムシート２２（光路変更部材）を有している。   The first liquid crystal display 11 includes a liquid crystal display panel 16 (first display panel), a lens member 17, a light emitting diode 18 (light emitting element), a hard wiring board 19, a case body 20, a heat sink 21, and a prism sheet 22 (optical path). Change member).

液晶表示パネル１６は、ＴＦＴ型液晶セルの前後両面に偏光膜を貼着したものである。レンズ部材１７は、ポリカーボネート等の透光性樹脂からなるものであり、複数の凸レンズ部を有している。レンズ部材１７は、液晶表示パネル１６と発光ダイオード１８の間に配置されている。複数の発光ダイオード１８は、互いに近接して配置されており、硬質配線板１９に搭載されている。レンズ部材１７の各凸レンズ部は、夫々、発光ダイオード１８に対応する箇所に設けられており、発光ダイオード１８が発した光を集光させる。   The liquid crystal display panel 16 has a polarizing film attached to both front and rear surfaces of a TFT liquid crystal cell. The lens member 17 is made of a light-transmitting resin such as polycarbonate and has a plurality of convex lens portions. The lens member 17 is disposed between the liquid crystal display panel 16 and the light emitting diode 18. The plurality of light emitting diodes 18 are arranged close to each other and are mounted on the hard wiring board 19. Each convex lens portion of the lens member 17 is provided at a location corresponding to the light emitting diode 18 and condenses light emitted from the light emitting diode 18.

ケース体２０は、白色の樹脂からなるものであり、略角筒形状となっている。液晶表示パネル１６は、ケース体２０の開口端に設けられており、発光ダイオード１８から発せられ、レンズ部材１７で集光された照明光により透過照明される。ヒートシンク２１は、熱伝導性が良好な金属（例えばアルミニウム）からなるものであり、複数の放熱フィン２１ａを有している。ヒートシンク２１は、硬質配線板１９の後面に配置されており、発光ダイオード１８が発した熱をハウジング１４の外に放出する。   The case body 20 is made of white resin and has a substantially rectangular tube shape. The liquid crystal display panel 16 is provided at the opening end of the case body 20, and is transmitted and illuminated by illumination light emitted from the light emitting diode 18 and collected by the lens member 17. The heat sink 21 is made of a metal (for example, aluminum) having good thermal conductivity and has a plurality of heat radiation fins 21a. The heat sink 21 is disposed on the rear surface of the hard wiring board 19 and releases the heat generated by the light emitting diode 18 to the outside of the housing 14.

プリズムシート２２は、複数の微細なプリズム部２２ａと基材２２ｂとを有しており、液晶表示パネル１６の前面側に配置されている。液晶表示パネル１６を透過した表示光Ｌ１は、プリズムシート２２の後面２２ｃから入射し、プリズム部２２ａによって反射される（図３参照）。プリズムシート２２の後面２２ｃは、液晶表示パネル１６と平行になっている。   The prism sheet 22 has a plurality of fine prism portions 22 a and a base material 22 b and is disposed on the front side of the liquid crystal display panel 16. The display light L1 transmitted through the liquid crystal display panel 16 is incident from the rear surface 22c of the prism sheet 22 and reflected by the prism portion 22a (see FIG. 3). The rear surface 22 c of the prism sheet 22 is parallel to the liquid crystal display panel 16.

第二の液晶表示器１２は、液晶表示パネル２６（第二の表示パネル），レンズ部材２７，発光ダイオード２８（発光素子），硬質配線板２９，ケース体３０，ヒートシンク３１を有している。   The second liquid crystal display 12 includes a liquid crystal display panel 26 (second display panel), a lens member 27, a light emitting diode 28 (light emitting element), a hard wiring board 29, a case body 30, and a heat sink 31.

液晶表示パネル２６は、ＴＦＴ型液晶セルの前後両面に偏光膜を貼着したものである。レンズ部材２７は、複数の凸レンズ部を有している。複数の発光ダイオード２８は、互いに近接して配置されており、硬質配線板２９に搭載されている。レンズ部材２７の各凸レンズ部は、夫々、発光ダイオード２８に対応する箇所に設けられており、発光ダイオード２８が発した光を集光する。   The liquid crystal display panel 26 has a polarizing film attached to both front and rear surfaces of a TFT type liquid crystal cell. The lens member 27 has a plurality of convex lens portions. The plurality of light emitting diodes 28 are arranged close to each other and are mounted on the hard wiring board 29. Each convex lens portion of the lens member 27 is provided at a location corresponding to the light emitting diode 28, and condenses light emitted from the light emitting diode 28.

ケース体３０は白色の樹脂からなるものであり、このケース体３０の開口端に液晶表示パネル２６が設けられている。液晶表示パネル２６は、発光ダイオード２８により透過照明される。ヒートシンク３１は、放熱フィン３１ａを有しており、硬質配線板２９の後面に配置されている。ヒートシンク３１は、発光ダイオード１８が発した熱をハウジング１４の外に放出する。   The case body 30 is made of a white resin, and a liquid crystal display panel 26 is provided at the opening end of the case body 30. The liquid crystal display panel 26 is transmitted and illuminated by the light emitting diode 28. The heat sink 31 has heat radiating fins 31 a and is disposed on the rear surface of the hard wiring board 29. The heat sink 31 emits heat generated by the light emitting diode 18 to the outside of the housing 14.

第一の液晶表示器１１及び第二の液晶表示器１２は、液晶表示パネル１６と液晶表示パネル２６が近設され、液晶表示パネル１６と液晶表示パネル２６の角度が略９０°になるように配置されている。   The first liquid crystal display 11 and the second liquid crystal display 12 are arranged such that the liquid crystal display panel 16 and the liquid crystal display panel 26 are arranged close to each other, and the angle between the liquid crystal display panel 16 and the liquid crystal display panel 26 is approximately 90 °. Has been placed.

反射器１３は、凹面鏡４８，ミラーホルダー４９，歯車５０及びステッピングモータ５１からなるものである。凹面鏡４８は、表示光Ｌを反射させ、車両のフロントガラスに投射する。凹面鏡４８はミラーホルダー４９に両面粘着テープにより接着されている。凹面鏡４８は、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂にアルミニウム（Ａｌ）を蒸着させ反射膜を形成したものである。ミラーホルダー４９はＰＢＴ等の樹脂からなるものであり、歯車部４９ａ及び軸部４９ｂが一体に形成されている。軸部４９ｂはハウジング１４に設けられた軸受部（図示しない）に軸支されている。   The reflector 13 includes a concave mirror 48, a mirror holder 49, a gear 50 and a stepping motor 51. The concave mirror 48 reflects the display light L and projects it onto the windshield of the vehicle. The concave mirror 48 is bonded to the mirror holder 49 with a double-sided adhesive tape. The concave mirror 48 is formed by depositing aluminum (Al) on a resin such as polycarbonate (PC) to form a reflective film. The mirror holder 49 is made of a resin such as PBT, and a gear portion 49a and a shaft portion 49b are integrally formed. The shaft portion 49 b is pivotally supported by a bearing portion (not shown) provided in the housing 14.

ステッピングモータ５１は、凹面鏡４８を回動させ、表示光Ｌの投射方向を調整する。歯車５０はステッピングモータ５１の回動軸に取付けられており、歯車部４９ａと噛み合わされている。運転者４は、押ボタンスイッチ（図示しない）を操作し、表示光Ｌが目の位置に反射されるように、凹面鏡４８の角度を調整する。   The stepping motor 51 rotates the concave mirror 48 to adjust the projection direction of the display light L. The gear 50 is attached to the rotating shaft of the stepping motor 51, and meshes with the gear portion 49a. The driver 4 operates a push button switch (not shown) to adjust the angle of the concave mirror 48 so that the display light L is reflected at the position of the eyes.

ハウジング１４は、上側ケース６１と下側ケース６２とからなるものであり、上側ケース６１には、表示光Ｌが出射する窓部６４が設けられている。この窓部６４は、透光性樹脂（例えばアクリル）からなるものであり、湾曲形状になっている。ハウジング１４の上側ケース６１には遮光壁１４ａが設けられており、太陽光等の外光が液晶表示器１１，１２に入射し虚像Ｖ１，Ｖ２が見えにくくなる現象（ウォッシュアウト）を防止している。遮光壁１４ａは平板形状になっており、上側ケース６１の上部から斜めに垂下するように形成されている。   The housing 14 includes an upper case 61 and a lower case 62, and the upper case 61 is provided with a window portion 64 from which the display light L is emitted. This window part 64 consists of translucent resin (for example, acrylic), and has a curved shape. The upper case 61 of the housing 14 is provided with a light shielding wall 14a to prevent a phenomenon (washout) in which external light such as sunlight enters the liquid crystal displays 11 and 12 and the virtual images V1 and V2 become difficult to see. Yes. The light shielding wall 14 a has a flat plate shape and is formed so as to hang obliquely from the upper part of the upper case 61.

次に、図４及び図５に基づいて、虚像Ｖ１，Ｖ２について詳述する。液晶表示パネル１６は、道路を模式的に表した図形等を表示し、液晶表示器１１が発した表示光Ｌ１によって、虚像Ｖ１が表示される（図４（ａ）参照）。液晶表示パネル１６は、光軸に対して傾斜配置されており、虚像Ｖ１は、側面視で略水平に表示される（図４（ｂ）参照）。液晶表示パネル２６は、車両を模式的に表した図形と、車両速度とを表示し、液晶表示器１２が発した表示光Ｌ２によって、虚像Ｖ２が表示される（図４（ａ）参照）。液晶表示パネル２６は、光軸に対して垂直配置されており、虚像Ｖ２は、側面視で略垂直に表示される（図４（ｂ）参照）。   Next, the virtual images V1 and V2 will be described in detail based on FIG. 4 and FIG. The liquid crystal display panel 16 displays a figure or the like schematically representing a road, and the virtual image V1 is displayed by the display light L1 emitted from the liquid crystal display 11 (see FIG. 4A). The liquid crystal display panel 16 is inclined with respect to the optical axis, and the virtual image V1 is displayed substantially horizontally in a side view (see FIG. 4B). The liquid crystal display panel 26 displays a figure schematically representing the vehicle and the vehicle speed, and the virtual image V2 is displayed by the display light L2 emitted from the liquid crystal display 12 (see FIG. 4A). The liquid crystal display panel 26 is arranged perpendicular to the optical axis, and the virtual image V2 is displayed substantially perpendicularly in a side view (see FIG. 4B).

虚像Ｖ２における車両速度表示は、車両運転者４が左右に首を振ったときにも視認できることが望ましいので、車両運転者４が左方向に首を振ったときに見える範囲ＳＬと、右方向に首を振ったときにも見える範囲ＳＲが重なる領域に表示することが望ましい（図５参照）。   Since it is desirable that the vehicle speed display in the virtual image V2 is visible even when the vehicle driver 4 swings his / her head to the left and right, the range SL that can be seen when the vehicle driver 4 swings his / her head to the left, It is desirable to display in a region where the range SR that can be seen even when the head is shaken overlaps (see FIG. 5).

本実施形態によれば、第一の表示パネルにて第一の虚像を表示させると共に、第二の表示パネルにて第二の虚像Ｖ２を表示させることができ、第一の表示パネル１６と第二の表示パネル２６が所定角度を有するように近設配置させたことによって、虚像Ｖ１，Ｖ２に立体感が生じる。   According to the present embodiment, the first virtual image can be displayed on the first display panel, and the second virtual image V2 can be displayed on the second display panel. By arranging the two display panels 26 close to each other so as to have a predetermined angle, a stereoscopic effect is generated in the virtual images V1 and V2.

なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能であり、例えば、第一，第二の表示パネルは、有機ＥＬ表示パネルであっても良い。   The present invention is not limited to this embodiment, and various modifications are possible. For example, the first and second display panels may be organic EL display panels.

本発明の実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows embodiment of this invention. 同上実施形態を示すヘッドアップディスプレイの概観図。The general-view figure of the head up display which shows embodiment same as the above. 同上実施形態を示すプリズムシートの拡大断面図。The expanded sectional view of the prism sheet which shows embodiment same as the above. 同上実施形態を示す虚像説明図。Virtual image explanatory drawing which shows embodiment same as the above. 同上実施形態を示す虚像説明図。Virtual image explanatory drawing which shows embodiment same as the above. 従来例を示すヘッドアップディスプレイの概観図。FIG. 6 is an overview diagram of a head-up display showing a conventional example.

１０ 表示装置
１１ 液晶表示器（第一の表示器）
１２ 液晶表示器（第二の表示器）
１６ 液晶表示パネル（第一の表示パネル）
１８ 発光ダイオード（発光素子）
２２ プリズムシート（光路変更部材）
２６ 液晶表示パネル（第二の表示パネル）
２７ レンズ部材
２８ 発光ダイオード（発光素子）
４８ 凹面鏡
Ｌ１ 第一の表示光
Ｌ２ 第二の表示光 10 Display device 11 Liquid crystal display (first display)
12 Liquid crystal display (second display)
16 Liquid crystal display panel (first display panel)
18 Light Emitting Diode (Light Emitting Element)
22 Prism sheet (light path changing member)
26 Liquid crystal display panel (second display panel)
27 Lens member 28 Light-emitting diode (light-emitting element)
48 Concave mirror L1 First display light L2 Second display light

Claims (3)

第一の表示パネルを有し第一の表示光を発する第一の表示器と、第二の表示パネルを有し第二の表示光を発する第二の表示器と、を備えると共に、
前記第一の表示パネルと前記第二の表示パネルの角度が略９０°になるように、前記第一の表示パネル及び前記第二の表示パネルを近設させ、前記第一の表示光及び前記第二の表示光を反射させて虚像を表示する表示装置であって、
前記第一の表示器または前記第二の表示器の少なくとも一方は、前記第一の表示パネルまたは前記第二の表示パネルの前面側に配置されたプリズムシートを有することを特徴とする表示装置。 A first display that has a first display panel and emits first display light; and a second display that has a second display panel and emits second display light; and
In so that an angle in a substantially 90 ° of the first display panel and the second display panel, wherein to the first display panel and Kin設said second display panel, the first display light and A display device that displays a virtual image by reflecting the second display light,
At least one of the first display or the second display has a prism sheet disposed on the front side of the first display panel or the second display panel. 前記第一の表示光及び前記第二の表示光を反射させる凹面鏡を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, further comprising a concave mirror that reflects the first display light and the second display light. 前記第一の表示器または前記第二の表示器の少なくとも一方は、前記第一の表示パネルまたは前記第二の表示パネルである液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを透過照明する発光素子と、を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
At least one of the first display or the second display is a liquid crystal display panel that is the first display panel or the second display panel, a light emitting element that transmits and illuminates the liquid crystal display panel, The display device according to claim 1, comprising:
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