JP5725977B2

JP5725977B2 - 表示装置

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Publication number: JP5725977B2
Application number: JP2011121451A
Authority: JP
Inventors: 順雄藤田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2031-05-31
Also published as: JP2012247387A

Description

本発明は、表示装置に係り、特に、映像を立体的に表示する表示装置に関するものである。

従来、上述した表示装置として、例えば図１０に示されたものが提案されている（特許文献１）。同図に示すように、表示装置１００は、図１１（Ａ）に示す第１映像（警告マーク映像）を表示する第１表示部１０１と、鏡面が前方に向いた凹面鏡１０２と、凹面鏡１０２の正面側に設けられた第１のビームスプリッタ部１０３と、図１１（Ｂ）に示す第２映像（メータ映像）を表示する第２表示部１０４と、第１のビームスプリッタ部１０３の正面側に設けられた第２のビームスプリッタ部１０５と、を備えている。

上述した表示装置１００によれば、第１表示部１０１が表示する第１映像の光は、図中破線で示すように、第１のビームスプリッタ部１０３で凹面鏡１０２に向けて反射される。そして、凹面鏡１０２で反射された第１映像の光は、第１、第２のビームスプリッタ部１０３、１０５を透過して結像される。これにより、第１映像が第１、第２のビームスプリッタ部１０３、１０５よりも正面側に表示される。一方、第２表示部１０４が表示する第２映像の光は、図中一点鎖線で示すように、第２のビームスプリッタ部１０５で正面に向けて反射される。第２映像は、第１映像よりも後側に表示される。これにより、図１２に示すように、第１映像が第２映像に対してあたかも飛び出したように立体表示され、従来にない斬新で効果的な立体表示を実現していた。

しかしながら、上述した従来の表示装置１００では、２つの第１表示器１０１、第２表示器１０４に加え、凹面鏡１０２、２つの第１のビームスプリッタ部１０３及び第２のビームスプリッタ部１０５とが必要となるため、構造が複雑でコストが高くなる、という問題があった。

特開２００９−９８５７２号公報

そこで、本発明は、立体表示できる表示装置を簡単な構成でかつ安価に提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための請求項１記載の発明は、第１表示器本体及び前記第１表示器本体の正面を覆う透明な表カバーを有する第１表示器を備えた表示装置において、前記表カバーが、前記第１表示器本体に向かって凹となる球面状に形成され、前記表カバーの球心と焦点との間であって、前記球心と前記焦点とを結ぶ直線よりも鉛直下側に前記表カバーに向けて配置された第２表示器と、前記第１表示器正面側の周縁を囲む筒部が設けられた、前記第１表示器を収容する表示パネルをさらに備え、前記表示パネルにおいて前記筒部の内側面には、前記第２表示器を嵌め込むための前後方向に沿った凹溝が設けられ、前記凹溝は、前記筒部の背面側端部から正面側端部に達する手前まで延在し、かつ、前記第２表示器の高さ以上に深く設けられていることを特徴とする表示装置に存する。

請求項２記載の発明は、前記第１表示器が、前記第１表示器本体と前記表カバーとの間であり、前記第２表示器の反射像と前後方向に沿って並ぶように配置された第３表示器本体をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置に存する。

請求項３記載の発明は、前記第１表示器本体は、指針計器であり、前記第３表示器本体は、前記指針計器を構成する指針の回転中心部の正面を覆い、前記指針の先端を露出させるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置に存する。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、表カバーが、第１表示器本体に向かって凹となる球面状に形成されている。第２表示器が、表カバーの球心と焦点との間であって、球心と焦点とを結ぶ直線よりも鉛直下側に表カバーに向けて配置されている。以上の構成によれば、第２表示器が凹面鏡として働く表カバーで反射されて、表カバーよりも正面側に反射像が視認される。また、反射像の後ろ側に表カバーを通して第１表示器の実像が視認されるため、第２表示器が第１表示器よりも正面側に飛び出して立体表示される。従って、表カバーと別に凹面鏡を設ける必要がなく、しかもビームスプリッタを設けなくても立体表示できるため、立体表示できる表示装置を簡単な構成でかつ安価に提供することができる。

請求項１記載の発明によれば、表示パネルの筒部に設けた凹溝内に第２表示器を嵌め込むことにより、正面から見ると第２表示器が視認されることがない。しかも、第２表示器の左右側面及び下面が凹溝の内周面で覆われるため、表カバーで反射された第２表示器の反射像周りの不要な反射像を抑えることができる。

請求項２記載の発明によれば、第３表示器本体が第２表示器の反射像と前後方向に沿って並ぶように配置されているので、立体表示される第２表示器の反射像の表示と、第２表示器の実像を表示と、を切り替えることができ、意匠性向上を図ることができる。

請求項３記載の発明によれば、第３表示器本体が、指針の回転中心部の正面を覆い、指針の先端を露出させるように配置されているので、第１表示器本体のデッドスペースである指針の回転中心部を利用して２つの表示切替を行うことができる。

第１実施形態における本発明としてのメータを示す正面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。図１のＢ−Ｂ線断面図である。図３のＣ−Ｃ線断面図である。本発明の表示装置の原理を説明するための説明図である。ＬＣＤを発光させたときの図１に示す表示装置を正面から視認した図である。第２実施形態におけるＬＣＤを発光させたときの本発明としてのメータを示す正面図である。第３実施形態における本発明のメータの断面図である。図８に示す本発明のメータの表示例を説明するための図である。従来の表示装置の一例を示す構成図である。（Ａ）は図１０に示す第１表示部が表示する第１映像を示す図であり、（Ｂ）は図１０に示す第２表示部が表示する第２映像を示す図である。図１０に示す表示装置を正面から見たときの図である。

第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態における表示装置を図１〜図４を参照して説明する。図１は、第１実施形態における本発明の表示装置としてのメータを示す正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。図４は、図３のＣ−Ｃ線断面図である。

同図に示すように、メータ１は、第１表示器としての指針計器２と、第２表示器としての液晶ディスプレイ（以下ＬＣＤ）３と、これら指針計器２及びＬＣＤ３が収容される表示パネルとしてのインストルメントパネル（以下インパネ）４と、を備えている。

上記指針計器２は、図２及び図３などに示すように、例えば自動車の速度を指示する第１表示器本体としての指針計器本体２１と、この指針計器本体２１を収容するケース２２と、ケース２２の正面開口に取り付けられ、指針計器本体２１の正面を覆う表カバー２３と、を備えている。

上記指針計器本体２１は、例えば自動車の速度目盛が形成された文字板２１ａと、文字板２１ａ上を回動して自動車の速度を指示する指針２１ｂと、この指針２１ｂを回転させるモータ２１ｃと、モータ２１ｃなどの電子部品が搭載されるプリント基板２１ｄと、を備えている。

上記ケース２２は、例えば、合成樹脂などにより形成されていて、上記指針計器本体２１が取り付けられるケース本体２２ａと、このケース本体２２ａの背面側の開口を覆う裏カバー２２ｂと、ケース本体２２ａの正面に取り付けられる見返し２２ｃと、を備えている。上記見返し２２ｃは、ケース本体２２ａの正面周縁部から四角枠状に立設して設けられている。見返し２２ｃは、図２に示すように、鉛直上側が鉛直下側よりも正面側に突出している。

上記表カバー２３は、暗色系に着色された透明なスモークガラスから成り、指針計器本体２１の正面を覆う表カバー本体２３ａと、表カバー本体２３ａの周縁部から見返し２２ｃに向かって枠状に立設し、見返し２２ｃに取り付けられる取付部２３ｂと、を備えている。表カバー本体２３ａは、指針計器本体２１に向かって凹となる球面状に形成されている。即ち、表カバー本体２３ａは、表面が鏡面のように滑らかな球面の一部であるので、凹面鏡として働く。この表カバー２３は、見返し２２ｃに取り付けられて、ケース本体２２ａと見返し２２ｃとの間に指針計器本体２１を密閉する。

上記ＬＣＤ３は、表カバー２３の球心Ｏと焦点Ｆとの間であって、球心Ｏと焦点Ｆとを結ぶ直線Ｌｏよりも鉛直下側に表カバー２３に向けて配置されている。本実施形態では、ＬＣＤ３の鉛直上側の端部が直線Ｌｏ上に位置するように配置されている。また、ＬＣＤ３は、図３に示すように、上から見て指針２１ｂの回転中心と前後方向に並ぶように配置されている。また、ＬＣＤ３は、図２に示すように、ワイヤハーネスＷＨによりプリント基板２１ｄと接続されていて、プリント基板２１ｄから電源などが供給されている。

上記インパネ４は、自動車の運転席に取り付けられ、上記指針計器２及びＬＣＤ３を収容している。インパネ４は、インパネ本体４１と、インパネ本体４１から鉛直上側に突設され、指針計器２の左右側面を覆う一対の側壁部４２と、一対の側壁部４２の鉛直上側の端部同士を連結するように設けられ、指針計器２の上側を覆うフード部４３と、を備えている。

上記インパネ本体４１の一部と一対の側壁部４２とフード部４３とが指針計器２の正面側の周縁を囲む請求項中の筒部に相当する。そして、上記インパネ本体４１の一部と一対の側壁部４２とフード部４３とに囲まれた空間が露出孔４４となり、この露出孔４４の奥に指針計器２が収容され、露出孔４４から指針計器２の正面が露出される。このインパネ本体４１の上面（＝筒部の内側面）には、ＬＣＤ３を嵌め込むための前後方向に沿った凹溝４１ａが設けられている。

この凹溝４１ａは、インパネ本体４１の背面側端部から正面側端部に達する手前まで延在し（即ち、凹溝４１ａはインパネ本体４１の正面側端部に達していない）、かつ、ＬＣＤ３の高さ以上に深く設けられている。また、凹溝４１ａの幅は、ＬＣＤ３の幅とほぼ同じに設けられていて、図３及び図４に示すように、この凹溝４１ａの正面側にＬＣＤ３が嵌め込まれている。このインパネ本体４１の上面において凹溝４１ａを除いた部分は、球心Ｏと焦点Ｆとを結ぶ直線Ｌｏ上に設けられている。即ち、球心Ｏは、図２に示すように、インパネ本体４１の上面に位置する。

上述した構成のメータ１によれば、運転席からは指針計器２の実像が視認される。また、ＬＣＤ３を発光させると、その光が表カバー２３で反射して位置Ｂに図２及び図３中破線で示す反射像３´が視認される。上記ＬＣＤ３が配置されている位置Ａと反射像３´が視認される位置Ｂとの関係は次のようになる。即ち、表カバー２３と直線Ｌｏとの交点をＳｏとする。そして、位置Ａと交点Ｓｏとの距離をａ、位置Ｂと交点Ｓｏとの距離をｂとすると、ａ＜ｂが成立する。位置Ａは表カバー２３よりも正面に配置されているので、後述のとおり、反射像３´は指針計器２よりも正面に視認される。

次に、上述した位置ＢでＬＣＤ３の反射像３´が視認される原理について図５を参照して以下説明する。まず、ＬＣＤ３の任意の点Ｐ１から発せられる光線を、直線Ｌｏに平行な光線Ｌ１（図中破線で示す）と、焦点Ｆを通る光線Ｌ２（図中二点鎖線で示す）と、球心Ｏを通る光線Ｌ３（図中一点鎖線で示す）と、の３つに分けて考える。

まず、光線Ｌ１は、表カバー２３で反射後、焦点Ｆを通過する。光線Ｌ２は、表カバー２３で反射後、直線Ｌｏと平行な光線となる。光線Ｌ３は、表カバー２３で反射後、同じ経路でＬＣＤ３に戻って球心Ｏを通過する。即ち、光線Ｌ１〜Ｌ３は、図５に示すように、表カバー２３で反射した後、反射像３´の点Ｐ１´で交わる。ＬＣＤ３上の他の点も同様に考えると光線Ｌ１〜Ｌ３は反射像３´の点で交わる。交わった光線Ｌ１〜Ｌ３は、視点Ｅに達する。すると、視点Ｅでは、あたかもＬＣＤ３の上下左右が反転した像が、位置Ｂにあるように視認される。なお、本実施形態では、光線Ｌ３を反射する位置まで表カバー２３が設けられていないので、実際には反射像３´は、光線Ｌ１及びＬ２の結像された像である。

このとき、表カバー２３上の点ＳｏからＬＣＤ３までの距離ａ、点Ｓｏから反射像３´までの距離ｂ、点Ｓｏから焦点Ｆまでの距離ｆの間には、下記の式に示す関係が成り立つ。
１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ
また、反射像３´は、表カバー２３により拡大され、その倍率はｂ／ａである。

上述したメータ１によれば、表カバー２３が、指針計器本体２１に向かって凹となる球面状に形成されている。ＬＣＤ３が、表カバー２３の球心Ｏと焦点Ｆとの間であって、球心Ｏと焦点Ｆとを結ぶ直線Ｌｏよりも鉛直下側に表カバー２３に向けて配置されている。以上の構成によれば、図２及び図６などに示すように、ＬＣＤ３が表カバー２３で反射されて、表カバー２３よりも正面側に反射像３´が視認される。また、反射像３´の後ろ側に表カバー２３を通して指針計器２の実像が視認されるため、ＬＣＤ３が指針計器２よりも正面側に飛び出して立体表示される。従って、表カバー２３と別に凹面鏡を設ける必要がなく、しかもビームスプリッタを設けなくても立体表示できるため、立体表示できるメータ１を簡単な構成でかつ安価に提供することができる。なお、図６では、効果をわかり易くするためにＬＣＤ３の反射像３´に陰影をつけているが、実際は陰影などは付けられず指針計器２よりも正面側に浮いているように見えるだけである。

また、上述したメータ１によれば、インパネ本体４１に設けた凹溝４１ａ内にＬＣＤ３を嵌め込むことにより、正面から見るとＬＣＤ３が視認されることがない。しかも、ＬＣＤ３の左右側面及び下面が凹溝４１ａの内周面で覆われるため、表カバー２３で反射されたＬＣＤ３の反射像３´周りの不要な反射像を抑えることができる。

上述したメータ１を構成するＬＣＤ３は常に映像を表示せずに、下記の（１）〜（３）のタイミングで表示させることが考えられる。
（１）搭載車両のエンジンをスタートする前
（２）搭載車両のエンジンを切ったとき
（３）走行中又は停車中に一時的に
（１）については、エンジン始動前に例えばＬＣＤ３にウエルカム表示やメーカーのロゴ表示、操作案内（エンジンスタート方法）、車両の状態を表示させる。

（２）については、エンジンを切って運転手が車両を降りるまでの間、例えばＬＣＤ３にフェアウエル表示、操作忘れ表示（ヘッドランプ消灯し忘れ、キー操作抜き忘れなど）、車両の状態を表示させる。

（３）については、走行中又は停車中に警告表示など緊急性のある表示をＬＣＤ３に一時的に行わせても良い。また、（１）〜（３）の何れの場合も、ＬＣＤ３に表示される画像は静止画であっても、アニメーションなどの動画であってもよい。また、ＬＣＤ３に表示される画像に立体的に陰影を付けることで、反射像３´の立体感、浮遊感を強調することも考えられる。

なお、上述した第１実施形態では、表カバー２３として暗色系に着色されたスモークガラスを用いて、反射像３´が浮き上がって見えるようにしていたが、表カバー２３としては無色透明なものであってもよい。

第２実施形態
次に、第２実施形態について図７を参照して説明する。図７は、第２実施形態におけるＬＣＤ３を発光させたときの本発明としてのメータ１を示す正面図である。第１実施形態と第２実施形態とで異なる点は、指針計器２である。第１実施形態では、指針計器２としては１つの指針計器本体２１から構成され、その指針計器本体２１を構成する指針２１ｂの回転中心の鉛直下側に反射像３´が表示されるようにしていたが、本発明はこれに限ったものではない。

第２実施形態では、指針計器２は、図７に示すように、２つの指針計器本体２１が設けられ、左右に並べて配置されている。そして、ＬＣＤ３の反射像３´は、２つの指針計器本体２１の間に視認される位置に配置されている。

第３実施形態
次に、第３実施形態について図８及び図９を参照して説明する。第１実施形態と第２実施形態とで大きく異なる点は、ベゼル２４と第３表示器本体としてのＬＣＤ２５とをさらに設けた点である。このベゼル２４と第３表示器本体としてのＬＣＤ２５とを追加した以外は、第１実施形態と同等の構成であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

ベゼル２４は、例えば合成樹脂などから構成され、指針計器本体２１と表カバー２３との間に配置されている。ベゼル２４は、例えば見返し２２ｃの鉛直下側から立設した略半円状に設けられ、指針２１ｂの回転中心及び回転中心より鉛直下側を覆い、指針２１ｂ先端は露出させる。このベゼル２４には、上記ＬＣＤ２５が取り付けられている。ＬＣＤ２５は、ＬＣＤ３の反射像３´と前後方向に沿って並ぶように配置されている。

以上のように構成すれば、図９（Ａ）に示すように、ＬＣＤ３を消灯し、ＬＣＤ２５を発光させて航続可能距離などを表示させると、表カバー２３の背面と文字板２１ａとの間にＬＣＤ２５の実像が視認される。そして、例えば警告時など所定トリガで、ＬＣＤ３を発光させて警告内容を表示し、ＬＣＤ２５を消灯すると、図９（Ｂ）に示すように、表カバー２３の正面側に反射像３´が視認される。なお、図９では、図６と同様に、効果をわかり易くするためにＬＣＤ３の反射像３´に陰影をつけているが、実際は陰影などは付けられず指針計器２よりも正面側に浮いているように見えるだけである。

以上のメータによればＬＣＤ２５がＬＣＤ３の反射像３´と前後方向に沿って並ぶように配置されているので、立体表示されるＬＣＤ３の反射像３´の表示と、ＬＣＤ２５の実像を表示と、を切り替えることができ、意匠性向上を図ることができる。

また、上述したメータ１によれば、ＬＣＤ２５が取り付けられるベゼル２４が、指針２１ｂの回転中心部の正面を覆い、指針２１ｂの先端を露出させるように配置され、そのベゼル２４にＬＣＤ２５が取り付けられているので、指針計器本体２１のデッドスペースである指針２１ｂの回転中心部を利用して、２つの表示切替を行うことができる。

なお、上述した実施形態によれば、第１表示器としては、指針計器２を用いていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、ＬＣＤなどの表示器を用いてもよい。

また、上述した実施形態によれば、第２表示器としては、ＬＣＤ３を用いていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、指針式の表示器などであってもよい。

また、上述した実施形態によれば、インパネ本体４１に設けた凹溝４１ａはＬＣＤ３と同じ高さに設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。凹溝４１ａの深さとしては、ＬＣＤ３の高さよりも深ければよい。

また、上述した第３実施形態によれば、ＬＣＤ２５は、指針２１ｂの回転中心部の正面を覆うように設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、第２実施形態で説明したように２つの指針計器本体２１の間に配置するようにしてもよい。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１メータ（表示装置）
２指針計器（第１表示器）
３ＬＣＤ（第２表示器）
４インパネ（表示パネル）
２１指針計器本体（第１表示器本体）
２３表カバー
２５ＬＣＤ（第３表示器本体）
４１インパネ本体（筒部）
４２側壁部（筒部）
４３フード部（筒部）
４１ａ凹溝
Ｏ球心
Ｆ焦点
Ｌｏ直線

Claims

第１表示器本体及び前記第１表示器本体の正面を覆う透明な表カバーを有する第１表示器を備えた表示装置において、
前記表カバーが、前記第１表示器本体に向かって凹となる球面状に形成され、
前記表カバーの球心と焦点との間であって、前記球心と前記焦点とを結ぶ直線よりも鉛直下側に前記表カバーに向けて配置された第２表示器と、
前記第１表示器正面側の周縁を囲む筒部が設けられた、前記第１表示器を収容する表示パネルをさらに備え、
前記表示パネルにおいて前記筒部の内側面には、前記第２表示器を嵌め込むための前後方向に沿った凹溝が設けられ、
前記凹溝は、前記筒部の背面側端部から正面側端部に達する手前まで延在し、かつ、前記第２表示器の高さ以上に深く設けられている
ことを特徴とする表示装置。
前記第１表示器が、前記第１表示器本体と前記表カバーとの間であり、前記第２表示器の反射像と前後方向に沿って並ぶように配置された第３表示器本体をさらに有する
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第１表示器本体は、指針計器であり、
前記第３表示器本体は、前記指針計器を構成する指針の回転中心部の正面を覆い、前記指針の先端を露出させるように配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。