JP5509613B2

JP5509613B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP5509613B2
Application number: JP2009030857A
Authority: JP
Inventors: 隆堀
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2009-02-13
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2029-02-13
Also published as: JP2010186101A

Description

本発明は、例えば自動車、オートバイ、船舶をはじめとする移動体に搭載され、実像と虚像とを重ね合わせて表示する表示装置に関する。

この種の表示装置としては、たとえば下記特許文献１などに記載されているものが知られている。この表示装置は、たとえば各種計測情報を指針式表示する第１の発光表示器（第１の発光表示手段）の前方をハーフミラーで覆うとともに、観察者の視線を遮らないハーフミラーの前方位置に第２の発光表示器（第２の発光表示手段）を配置し、第１の発光表示器によって形成される第１の発光表示像はハーフミラーを透過させて実像表示し、第２の発光表示器によって形成される第２の発光表示像はハーフミラーで反射して虚像表示する表示装置が提案されている。

実開平７−１５４２４号公報

ところで、上記特許文献１などにおいては、かかる表示装置によれば、たとえば第２の発光表示装置である虚像表示となる第２の発光表示像を実像となる第１の発光表示装置である第１の発光表示像よりも奥まった位置に表示させることにより、立体感を演出できるという効果がある。しかしながら、前述の表示装置によれば、第２の発光表示像はハーフミラーに施された半透過性の反射層を介して反射による虚像表示として観察者が良好に視認することができるもの、第１の発光表示像はハーフミラーを介して透過して照明表示されるため、ハーフミラーに設けられた半透過性の反射層の厚みや透過率などの要因によって発光輝度が半減（減衰）されることがあり、このため、第１の発光表示像を見やすくするために第１の発光表示器の光源の輝度を高める必要があり、光源の個数を増やしたり、発光輝度を高めるためにリフレクタを設けるなどの手段を講じる必要があり、光源などの部品のコストが高くなったり、輝度調整のために構成部品の配置や形状などを考慮しなければならないという問題がある。

本発明は、このような問題点に着目し、実像表示と虚像表示からなる表示装置の発光表示像を簡単な手段によって見やすくすることができる表示装置を提供するものである。

本発明は、前記目的を達成するため、第１の光源による照明光により実像表示する第１の発光表示器と、この第１の発光表示器の前面側に配置された反射層が施された透過性基板と、この透過性基板の前面側の側方に配置され第２の光源による照明光により前記反射層を介して虚像表示する第２の発光表示器と、を備えてなる表示装置において、前記透過性基板は、その表面側に前記第２の発光表示器による虚像表示部の表示領域に合わせて前記反射層を施し、前記第１の発光表示像の表示領域については前記反射層を施さないように構成し、前記透過性基板の表面側に、前記反射層を施す前工程にて反射を抑制する低反射層を施してなることを特徴とする表示装置である。

このように構成することにより、虚像表示像が反射層によって観察者（運転者）側へ明るく照明表示されるとともに、反射層を施してない透過性基板の領域にて第１の発光表示器による実像表示による表示像をそのまま透視することができるため、明るく照らし出すことができる。さらに、観察者側から入射する光線を透過性基板の表面側に設けた低反射層によって防眩機能を果たすことができ、見やすい表示器を提供することができる。

また請求項１に記載の表示装置において、請求項２では、前記透過性基板の背面に、反射を抑制する低反射層を施してなることを特徴とする表示装置である。

このように構成することにより、第２の発光表示器による虚像表示像が、透過性基板の媒体内に入光した光線の一部が透過性基板の背面に施してなる低反射層によってその光線が拡散されるために透過性基板の媒体の裏面にて反射されて２重像として現れる現象を抑制することができる。

本発明では、第１の光源による照明光により実像表示する第１の発光表示器と、この第１の発光表示器の前面側に配置された反射層が施された透過性基板と、この透過性基板の前面側の側方に配置され第２の光源による照明光により前記透過性基板を介して反射させて虚像表示する第２の発光表示器と、を備えてなる表示装置において、前記透過性基板は、その表面側に前記第２の発光表示器による虚像表示領域に合わせて反射層を施してなることを特徴とする表示装置であるため、虚像表示像が反射層によって観察者（運転者）側へ明るく照明表示されるとともに、反射層を施してない透過性基板の領域にて第１の発光表示器による実像表示による表示像がそのまま透視されるため、明るく照らし出すことができる。

図１は、本発明の第１の実施形態である実像表示と虚像表示による照明表示状態を示した表示装置の正面図。図２は、図１の要部箇所を示す表示装置の断面図。図３（Ａ）は、図１における実像表示による照明表示状態と、図３（Ｂ）は、虚像表示による照明表示状態とを示す表示装置のそれぞれの正面図。図４は、本発明における反射層を施した透過性基板の実施態様例を示す要部の断面図。

図１から図３は本発明の第１の実施形態を示すもので、以下、これらに基づいて本発明の実施形態を説明する。本発明の表示装置をたとえば自動車に搭載される計器装置に適用したものである。

図１から図３において、本実施形態による計器装置に適用した表示装置は、第１の発光表示器１と、第２の発光表示器２と、これら第１、第２の発光表示器１，２間に配置される反射層３１が施された透過性基板３とを有し、それぞれの構成要素がケース体４に組み付け固定されている。

本実施形態にあっては、第１の発光表示器１によって形成される第１の発光表示像Ｄ１は透過性基板３を透過させて実像表示されるものであり、この場合、第１の発光表示器１は、計測値として車速に応じて指針軸１１ａを回転させる計器本体１１と、この計器本体１１の指針軸１１ａを介して回転指示する指針１２と、この指針１２の背後に配置される表示板１３と、指針１２および表示板１３などを実像表示するために照明表示する複数の光源１４（実像表示のための第１の光源）とを有し、表示板１３には指針１２の指示対象となる目盛や文字，数字などの指標部１５が複数形成されている。本実施形態では、目盛と文字などの指標部１５は、指針１２の移動軌跡に応じるように円弧状に配置されている。なお、計器本体１１や光源１４は回路基板１６上に電気的に接続されている。

光源１４はチップ型の発光ダイオードであり、各光源１４（実像表示のための第１の光源）が点灯すると、図３（Ａ）に示すように、計測値に応じて回転移動する指針１２と、複数の指標部１５とでなる第１の発光表示像（指針式表示像）Ｄ１が実像表示として照明表示される。

本実施形態では、指針１２は光源１４からの照明光で発光可能な透明合成樹脂材料からなる指示部１２ａと遮光性合成樹脂からなる指針キャップ１２ｂとによって形成され、光源１４によって指針キャップ１２ｂから突出して露出した指針１２の指示部１２ａが発光し、図１および図３（Ａ）に記載の第１の発光表示像Ｄ１の一部を構成する指針１２の指示部１２ａが照明表示される。また表示板１３には、遮光性インクと透光性インクとによって印刷層が形成され、光源１４によって透光性インクからなる印刷層により第１の発光表示像Ｄ１の一部を構成する指標部１５が透過され、照明表示される。

第２の発光表示器２によって形成される第２の発光表示像Ｄ２は、透過性基板３の反射層３１を介して反射させて虚像表示されるものであり、この場合、第２の発光表示器２は、透過型の液晶表示器２１と、この液晶表示器２１のドット、セグメント表示などによる表示部２２を背後から照明表示する発光ダイオードからなる光源２３および光源２３を実装する回路基板２４とから構成されている。

また、液晶表示器２１は、たとえば車両の各種のセンサなどの検出信号（電気信号）に基づいて、車両の走行距離や外気温、時刻などの情報を表示セグメントやドット表示などの表示部２２として情報表示したり、エンジンの油圧の状態，ライトの点灯状態，エンジンオイルレベルの状態，あるいは燃料残量表示などの各種車輌状態を光源２３となる発光ダイオードを点灯させて知らせる表示装置などが設けられており、この場合、図示はしないが、前記車両などの状態を知らせる表示項目数と同数に各々区画して光源２３の照射光線が外部へと漏れ出ないように隔絶し、前記表示装置側へ光線を案内する筒状からなる遮光室を設け、この遮光室の下方には前記各光源２３を配設している。

第２の発光表示器２を照明表示する光源２３（虚像表示のための第２の光源）は複数設けられており、本実施形態では、チップ型の発光ダイオードを採用している。

透過性基板３は、たとえば合成樹脂材料の基板によって形成されており、この実施形態にあっては、透過性基板３の前面（観察者側）に、たとえばアルミニウム薄膜からなる反射層３１が、第２の発光表示器２による虚像表示部からなる第２の発光表示像Ｄ２の表示領域に合わせて蒸着などの手段によって施されている。換言するならば、第１の発光表示像Ｄ１の表示領域については反射層３１を施さないように構成している。

また、透過性基板３の背面側には、反射を抑制する低反射層３２（ＡＲコート）を施している。なお透過性基板３の視線方向に対する傾き角度は、この実施形態にあっては、４５度に設定されている。またこの場合、第２の発光表示器２は、透過性基板３よりも前方（観察者側）であって、観察者からは直接見えない位置に配置される。

本実施形態では、計器本体１１を含む第１の発光表示器１と、第１の光源１４および第２の光源２３とは、それぞれの回路基板１６，２４に実装されており、回路基板１６，２４は、たとえばガラスエポキシ系基材に配線パターン（図示せず）を施した硬質回路基板からなり、回路基板１６は、第１の発光表示器１の計器本体１１の駆動・制御を行う駆動手段（図示せず）や抵抗、コンデンサなどの各種回路部品（図示せず）が配線パターン（図示せず）に導通接続されている。また、回路基板２４は、第２の発光表示器２を構成する液晶表示器２１、光源２３が実装されるとともに、フレキシブルプリント基板２５を介して回路基板１６に設けたコネクタ１７によって電気的に引き回し形成されている。

なお、ケース体４は、第１，第２の発光表示器１，２と、第１，第２の光源１４，２３と、透過性基板３などの構成部品を組み付け保持してなるものである。この場合、ケース体４は合成樹脂材料からなり、主要構成部となる中ケース４１と、その前面側には位置される上ケース４２と、中ケース４１の背後側に配置される下ケース４３と、上ケース４２の開口部を覆う透視パネル４４によって構成されている。

この場合、計器本体１１，第１の光源１４を含む第１の発光表示器１は、回路基板１６に実装され、この回路基板１６をケース体４の主要部となる中ケース４１に取り付け固定している。この中ケース４１の前面側に配置された上ケース４２には、第２の発光表示器２が組み付け固定され、中ケース４１と上ケース４２との間に透過性基板３が組み付け固定されている。また中ケース４１の背後には、中ケース４１に組み付け固定された回路基板１６を保護するように覆う下ケース４３が配置されている。

このように構成された第１の実施形態における車両用の計器装置に適用した表示装置では、第１の発光表示器１によって形成される第１の発光表示像Ｄ１は、透過性基板３を介して観察者側に透過し、観察者からは実像表示として指針１２の指示部１２ａが発光表示されるとともに、表示板１３の指標部１５が透過照明表示される。（図１、図２、図３（Ａ）を参照）

この際、透過性基板３の裏面に施された低反射層３２を介して透過表示されるものであり、第１の発光表示像Ｄ１の領域は透過性基板３の表面側に反射層３１が施されていないため、透過率も低下することがなく、そのまま素通しにて実像表示を視認することができるものであり、従来のように輝度の低下を招いてしまうという問題を解消することができる。よって、光源１４として、高額な発光輝度の高い発光ダイオードを用いることなく、比較的ローコストからなる発光輝度の低い発光ダイオードを用いることができるという効果がある

一方、第２の発光表示器２によって照明表示される第２の発光表示像Ｄ２は、透過性基板３の前面、すなわち透過性基板３の表面に施された反射層３１によって観察者側に反射され、観察者からは虚像表示として視認される。（図１、図２、図３（Ｂ）を参照）

この際、第１の発光表示像Ｄ１の領域と第２の発光表示像Ｄ２との領域の全面に渡って透過性基板３を配置し、その透過性基板３の所定の領域にのみ反射層３１を施しているため、その境目を比較的に目立つことなく構成でき、実像表示と虚像表示とを組み合わせて照明表示することができる。

また、透過性基板３の表面に施された反射層３１が半透過性であった場合、その反射層３１を介して一部の光線が入光して透過性基板３の背面側にて反射しようとするが、透過性基板３の裏面に施された低反射層３２によって反射が抑えられるため、透過性基板３の前面側から見た場合、透過性基板３の裏面反射による表示がないために、２重像が解消され、くっきりとした虚像表示として視認することができる。

この場合、透過性基板３を暗色に形成することにより、表示板１３が目隠しされる状態となり、第１の発光表示像Ｄ１である指針１２の指示部１２ａと表示板１３の指標部１５のみが浮かび上がって視認される。また、第２の発光表示器２によって形成される第２の発光表示像Ｄ２においても、透過表示される表示部２２のみが浮かび上がって表示される。

なお、第１の発光表示像Ｄ１に対して、第２の発光表示像Ｄ２は反射層３１が施された透過性基板３によって反射されて観察者から虚像表示として視認されるため、反射による距離の差によって奥まった位置に視認されるものであり、この距離を任意に設定することにより、第１の表示像Ｄ１が背景となる第２の表示像Ｄ２に対して立体的に配置されて視認することができるため、浮遊した視覚効果を与えることができる。

また、前述した第１の実施形態にあっては、透過性基板３の表面側の所定の領域に反射層３１を施すとともに、裏面側に低反射層３２を施して構成していたが、図４に示すように、透過性基板３の表面側に、反射層３１を施す前工程にて反射を抑制する低反射層３２ａを施してなるものであり、この場合、透過性基板３の裏面側においては、第１の実施形態と同様にして低反射層３２を施して構成している。

このように構成することによって、観察者側から入射する光線を透過性基板３の表面側に設けた低反射層３２ａによって防眩機能を果たすことができ、見やすい表示装置を提供することができる。たとえば、第２の発光表示器２から発せられる照明光の一部が通常に導かれる範囲から逸脱して外乱光として透過性基板３の表面に照射したとしても、低反射層３２ａによって抑えることができ、これによるゴースト像をも解消することができる。

また、第１の実施形態にあっては、第１の発光表示器１として指針によるアナログ表示計器を実像による照明表示として構成していたが、たとえば液晶などの透過型の照明表示による表示を実像表示像として構成しても良いものであり、また第２の発光表示器２として走行距離の表示や集中警報表示装置などを虚像表示による照明表示として構成していたが、第１の発光表示器１の背景を形成する背景板や背景リングなどを虚像表示による照明表示として構成しても良いものであり、また第２の発光表示像Ｄ２の背景板として、表示板１３の一部を利用していたが、個別に設けた背景パネルや見返しパネルを背景板としても良いものである。

また、前述した実施形態においては、その適用例として車両用計器やオートバイなどの指示計器における表示装置を例にして説明したが、車両用の指示計器に限らず船舶用の指示計器あるいは農業用機械や建設機械などの特殊車両の指示計器などにおいても適用することが可能である。

Ｄ１第１の発光表示像
Ｄ２第２の発光表示像
１第１の発光表示器
２第２の発光表示器
３透過性基板
４ケース体
１１計器本体
１１ａ指針軸
１２指針
１２ａ指示部
１２ｂ指針キャップ
１３表示板
１４光源（第１の光源）
１５指標部
１６回路基板
１７コネクタ
２１液晶表示器
２２表示部
２３光源（第２の光源）
２４回路基板
２５フレキシブルプリント配線板
３１反射層
３２，３２ａ低反射層
４１中ケース
４２上ケース
４３下ケース
４４透視パネル

Claims

第１の光源による照明光により実像表示する第１の発光表示器と、この第１の発光表示器の前面側に配置された反射層が施された透過性基板と、この透過性基板の前面側の側方に配置され第２の光源による照明光により前記反射層を介して虚像表示する第２の発光表示器と、を備えてなる表示装置において、前記透過性基板は、その表面側に前記第２の発光表示器による虚像表示部の表示領域に合わせて前記反射層を施し、前記第１の発光表示像の表示領域については前記反射層を施さないように構成し、前記透過性基板の表面側に、前記反射層を施す前工程にて反射を抑制する低反射層を施してなることを特徴とする表示装置。
前記透過性基板の背面に、反射を抑制する低反射層を施してなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。