JP6510229B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関する。

車両等に搭載される従来の表示装置として、例えば、特許文献１には、車両の計器を表示する第１表示部と、付加的情報を表示する第２表示部とを備える表示装置が開示されている。当該表示装置の第２表示部は、第１表示部の目盛盤の表側に重ねて複数枚の無色透明の導光板が配置され、当該導光板に溝によって図柄が形成されている。

特開２０１２−３２２８６号公報

ところで、上述の特許文献１に記載の表示装置は、例えば、第２表示部が非表示の状態であっても、外光等によって当該第２表示部において図柄を形成している溝が視認されてしまうおそれがあり、これにより、背面側の第１表示部の視認性が阻害されるおそれがある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、適正な視認性を確保することができる表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、車両情報を表示する第１表示面と、前記第１表示面に重ねて設けられ光を透過すると共に図柄を構成する溝が形成された第２表示面と、前記第２表示面に対して前記第１表示面側とは反対側に重ねて設けられ可視光域成分の光を減光する半透明部材とを備えることを特徴とする。

また、上記表示装置では、前記第１表示面は、一方向に偏光された光によって前記車両情報に関する画像を表示し、前記溝は、前記偏向された光の偏光方向と交差する方向に延在し、前記第２表示面は、光源から照射される光によって前記図柄を表示する表示状態と、前記光源が消灯することで前記図柄を非表示とする非表示状態とを切り替え可能であるものとすることができる。

本発明に係る表示装置は、第１表示面に表示される車両情報と、第１表示面に重ねて設けられ光を透過する第２表示面に表示される図柄とを組み合わせた表示を行うことができる。この場合、表示装置は、外光等が第２表示面の図柄を構成する溝で反射した場合であっても、当該反射光の可視光域成分を、第２表示面に重ねて設けられる半透明部材によって減光することができる。この結果、表示装置は、必要のないときに第２表示面において図柄を形成している溝が視認されてしまうことを抑制することができるので、適正な視認性を確保することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係る表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。 図２は、実施形態に係る表示装置の重畳表示装置の概略構成を示す模式的な斜視図である。 図３は、図２中のＡ−Ａの模式的な断面図である。 図４は、図３中の囲み線Ｂ内の部分的な断面図である。 図５は、表示装置の輝度実測試験の前提条件について説明する模式図である。 図６は、表示装置の輝度実測試験の前提条件について説明する模式図である。 図７は、表示装置の輝度実測試験の前提条件について説明する模式図である。 図８は、表示装置の輝度実測試験の結果を表す線図である。 図９は、実施形態に係る表示装置における外光の反射について説明する模式的な断面図である。 図１０は、比較例に係る表示装置の実像図柄における輝度分布を表す線図である。 図１１は、実施形態に係る表示装置の実像図柄における輝度分布を表す線図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１は、実施形態に係る表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。図２は、実施形態に係る表示装置の重畳表示装置の概略構成を示す模式的な斜視図である。図３は、図２中のＡ−Ａの模式的な断面図である。図４は、図３中の囲み線Ｂ内の部分的な断面図である。図５、図６、図７は、表示装置の輝度実測試験の前提条件について説明する模式図である。図８は、表示装置の輝度実測試験の結果を表す線図である。図９は、実施形態に係る表示装置における外光の反射について説明する模式的な断面図である。図１０は、比較例に係る表示装置の実像図柄における輝度分布を表す線図である。図１１は、実施形態に係る表示装置の実像図柄における輝度分布を表す線図である。

本実施形態に係る表示装置１は、図１に示すように、いわゆるメータを構成するものであり、例えば、自動車等の車両のダッシュボードに設けられたインストルメントパネルに搭載され、車両の運転に供される種々の情報を表示する。なお、図１に示す表示装置１の幅方向とは、典型的には、この表示装置１が適用される車両の車幅方向に相当する。表示装置１の幅方向において、表示装置１の前面に向かって一方側（図１中向かって手前側）が車両の運転席側に相当し、表示装置１の前面に向かって他方側（図１中向かって奥側）が車両の助手席側に相当するがこの逆でもよい。また、図１に示す表示装置１の奥行き方向とは、典型的には、この表示装置１が適用される車両の前後方向（言い換えれば、車両進行方向）に相当する。また、表示装置１の前面側とは、車両の運転席と対面する側であり、典型的には、当該運転席に座った運転者によって視認される側である。一方、表示装置１の背面側とは、奥行き方向において前面側とは反対側であり、典型的には、インストルメントパネルの内部に収容される側である。

具体的には、表示装置１は、筐体２と、画像表示装置としてのディスプレイ３と、文字板４と、重畳表示装置５と、見返し板６と、半透明部材としてのスモーク表ガラス（以下、単に「表ガラス」という場合がある。）７とを備える。表示装置１は、奥行き方向の背面側から前面側に向かって、筐体２、ディスプレイ３と、文字板４、重畳表示装置５、見返し板６、表ガラス７の順で積層された構造となっている。

筐体２は、表示装置１を構成する種々の部品が組み付けられこれらを収容するケースを構成するものである。

ディスプレイ３は、制御装置等を介して駆動制御され、画像表示面３ａに種々の画像を表示するものである。ディスプレイ３は、例えば、薄型の液晶ディスプレイを用いることができるが、これに限らず、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等を用いることもできる。画像表示面３ａに表示される画像としては、例えば、車両の速度やエコ走行等に関する情報の他、積算走行距離、冷却水温、走行用動力源の出力回転数、燃料残量、バッテリ蓄電量等、車両の運転に際して時々刻々と変化する様々な運転に関する運転情報が含まれてもよい。

文字板４は、各種の警告灯（ウォーニングランプ、いわゆるテルテール）、シフトポジションインジケータ、方向指示記号等に応じた種々の記号、文字、図形等が描かれた板状の部材である。文字板４は、背面側から光が照射され、記号、文字、図形等が描かれた部分において当該照射された光が透過されることで、当該記号、文字、図形等が点灯表示される。

上述のディスプレイ３は、前面側の表面が文字板４から露出しており、このディスプレイ３の前面側の表面が画像表示面３ａを構成する。当該画像表示面３ａは、車両情報を表示する第１表示面５１を構成する。本実施形態の第１表示面５１は、車両情報に関する実像画像（画像）５１ａを表示するディスプレイ３の画像表示面３ａによって構成される。ここで、車両情報は、表示装置１が搭載される車両の車両状態及び走行状況等、上述の様々な運転に関する運転情報を含み、第１表示面５１は、これらの情報を実像画像５１ａとして表示することで運転者等に提示する。第１表示面５１は、オン状態で実像画像５１ａを表示可能な状態となり、オフ状態で当該実像画像５１ａが非表示となる。

重畳表示装置５は、図１、図２、図３、図４に示すように、透明導光板５ａと、光源５ｂとを有する。透明導光板５ａは、画像表示面３ａの前面側に重ねて設けられる。透明導光板５ａは、ディスプレイ３から照射された光を透過する透過性を有する透明部材（透明媒体）によって形成される。透明導光板５ａは、図柄（表示意匠）５ｃを構成する微細な溝５ｄが形成される。図柄５ｃを構成する溝５ｄは、例えば、当該溝５ｄに相当する凸形状を設けた金型を用いて透明導光板５ａを樹脂成形することによって、透明導光板５ａの主面上、ここでは、当該透明導光板５ａの背面側の主面上に凹形状となるように形成されてもよい。また、図柄５ｃを構成する溝５ｄは、例えば、レーザー加工等の種々の手法による掘り込みによって、透明導光板５ａの主面上、ここでは、当該透明導光板５ａの背面側の主面上に凹形状となるように形成されてもよい。透明導光板５ａに溝５ｄによって形成される図柄５ｃとしては、例えば、ディスプレイ３で表示される運転情報と関連するような種々の図柄が含まれてもよい。図１の例では、図柄５ｃは、例えば、「車両を模した車体記号（アイコン）」であり、図２等の例では、図柄５ｃは、例えば、数字の「２」であるがこれらに限らない。光源５ｂは、透明導光板５ａの端面に光を照射する。光源５ｂは、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子等によって構成されるが、これに限らない。光源５ｂは、その光軸方向が透明導光板５ａの端面と直交し、かつ、照射された光が透明導光板５ａの端面から入射するように設けられている。なお、溝５ｄの延在方向や光源５ｂによる光の照射方向等については、後で詳細に説明する。

重畳表示装置５は、光源５ｂが制御装置等を介して駆動制御されることで、光源５ｂの点灯、消灯に基づいて、図柄５ｃの表示、非表示が切り替えられる。重畳表示装置５は、光源５ｂが点灯すると図柄５ｃが表示された状態となり、すなわち、光源５ｂから照射された光が透明導光板５ａの端面に入射して当該透明導光板５ａ内を伝播し、少なくとも当該入射光の一部の成分が図柄５ｃを構成する溝５ｄで前面側に反射し、この結果、運転者等が当該図柄５ｃを視認可能な状態となる（図３、図４等参照）。この場合、重畳表示装置５は、運転者が前面側（運転席側）から視たときに、透明導光板５ａ上に表示される図柄５ｃを、当該透明導光板５ａの背面側に位置するディスプレイ３の画像表示面３ａ上の画像に重畳させて表示して所定の意匠を形成し、これにより、多様な表示を可能とすることができる。一方、重畳表示装置５は、光源５ｂが消灯すると図柄５ｃが非表示の状態となり、ディスプレイ３から照射され透明導光板５ａを透過した光によって、運転者等が画像表示面３ａに表示された種々の画像を視認しやすい状態となる。

上記のように溝５ｄが形成された透明導光板５ａの背面側の主面は、第１表示面５１に重ねて設けられ光を透過すると共に、第１表示面５１が実像画像５１ａを表示可能であるオン状態である状態で、表示状態と非表示状態とを切り替え可能である第２表示面５２を構成する。ここで、第２表示面５２の表示状態とは、光源５ｂから照射される光によって実像図柄５２ａを表示する状態である。実像図柄５２ａとは、上述した図柄５ｃであり、ここでは、例えば、上述した「車両を模した車体記号（アイコン）」、すなわち、車両のシンボル等である。一方、第２表示面５２の非表示状態とは、光源５ｂが消灯することで当該実像図柄５２ａを非表示とする状態である。

上述の第１表示面５１と第２表示面５２とは、奥行き方向、言い換えれば、車両進行方向に、重ねられた複数の表示面を構成し、第１表示面５１が当該複数の表示面の車両進行方向奥側の表示面を構成し、第２表示面５２が当該複数の表示面の車両進行方向手前側（運転者等の目視者の目視位置側）の表示面を構成する。

見返し板６は、文字板４、透明導光板５ａ等の周囲を囲って当該文字板４、透明導光板５ａ等を押える枠状の部材である。

表ガラス７は、第２表示面５２に対して第１表示面５１側とは反対側、ここでは、見返し板６の奥行き方向前面側に重ねて設けられる。表ガラス７は、第２表示面５２の前面側を覆う保護部材であり、係合爪等を介して筐体２に組み付けられる。表ガラス７は、第１表示面５１、第２表示面５２等を視認可能なように、光を透過する光透過性を有する部材によって形成される。なお、この表ガラス７については、後で詳細に説明する。

ここで、本実施形態の表示装置１は、ディスプレイ３の偏光方向と図柄５ｃ（実像図柄５２ａ）を構成する溝５ｄの延在方向とが所定の角度範囲で交差するように構成することで、ディスプレイ３と重畳表示装置５とを組み合わせて多様な表示を実現した上で、適正な視認性を確保することができるようにしている。ここで、ディスプレイ３の偏光方向とは、典型的には、ディスプレイ３における最終的な透過軸方向に相当し、溝５ｄの延在方向とは、典型的には、当該溝５ｄが延びる方向に相当する。

本実施形態のディスプレイ３は、一方向に偏光された光を照射し実像画像５１ａ（画像）を表示する構成となっている。すなわち、ディスプレイ３は、バックライトから発せられた光が、偏光板等を介して偏光方向Ｌ１（図２等参照）を透過軸方向として揃えられ、当該偏光方向Ｌ１（透過軸方向）に沿った振動方向の光を出射することで一方向に偏光された光を出射する。ディスプレイ３は、典型的には、最終的な偏光板の前面が上述の画像表示面３ａの表面を構成し、当該偏光板の前面側に透明導光板５ａが配置され、偏光方向Ｌ１（透過軸方向）に沿った振動方向の光が透明導光板５ａに入射する。ここでは、偏光方向Ｌ１は、鉛直方向に沿った方向とされている。以下、このディスプレイ３の最終的な偏光方向を「偏光方向Ｌ１」という場合がある。

一方、図柄（表示意匠）５ｃを構成する複数の微細な溝５ｄは、例えば、図４等に示すように、略Ｖ字状の断面形状で、ピッチが１μｍ以下（下限値は例えば製造上可能な寸法）で形成されることが好ましい。また、各溝５ｄは、一方向に延在する直線溝として形成される。また、透明導光板５ａは、図柄５ｃの領域の材質の透過率と透明導光板５ａにおける図柄５ｃの周囲の領域の材質の透過率とが同等となるように構成される。このような微細な溝５ｄによって構成される回折格子では、光の振動方向が溝５ｄの延在方向（図２中の矢印Ｌ２等参照）に対して垂直（直交）である場合と、平行である場合とで回折効率が異なる傾向にある。すなわち、このような微細な溝５ｄによって構成される回折格子は、典型的には、振動方向が溝５ｄの延在方向Ｌ２に対して垂直である光を透過する一方、振動方向が溝５ｄの延在方向Ｌ２に対して平行である光を遮断する傾向にある。つまり、透明導光板５ａ上に形成された微細な溝５ｄは、偏光板と類似する作用を示し、溝５ｄの延在方向Ｌ２と直交する方向を透過軸方向とし、当該透過軸方向に振動する光を透過する一方、当該透過軸方向と直交する吸収軸方向（溝５ｄの延在方向Ｌ２）に振動する光の大部分を遮断する。

そして、本実施形態の表示装置１は、ディスプレイ３の偏光方向Ｌ１と図柄５ｃを構成する溝５ｄの延在方向Ｌ２とが７５°以上１０５°以下の角度範囲で交差するように構成される。ディスプレイ３の偏光方向（透過軸方向）Ｌ１と図柄５ｃを構成する溝５ｄの延在方向Ｌ２とがなす角度を角度θ（図２参照）とした場合、溝５ｄは、角度θが[７５°≦θ≦１０５°]の条件式を満たすように透明導光板５ａ上に形成される。つまり、偏光方向Ｌ１と延在方向Ｌ２とは、７５°以上１０５°以下の範囲内の所定の角度θを有して交差する。より好ましくは、偏光方向Ｌ１と延在方向Ｌ２とは、８５°以上９５°以下の範囲内の所定の角度θを有して交差する。最も好ましくは、ディスプレイ３の偏光方向Ｌ１と図柄５ｃを構成する溝５ｄの延在方向Ｌ２とは直交する。ここでは、溝５ｄは、溝５ｄの延在方向Ｌ２がディスプレイ３の偏光方向Ｌ１と直交し、当該微細な溝５ｄによって構成される回折格子の透過軸方向が偏光方向Ｌ１と平行となるように透明導光板５ａ上に形成される。なお、ディスプレイ３の偏光方向Ｌ１と溝５ｄの延在方向Ｌ２とが直交するという場合、θ＝９０°である場合に加え、例えば、表示装置１の製造上許容される公差に応じた許容誤差角度αの範囲内での誤差が許容される。

上記のように構成される表示装置１は、ディスプレイ３の偏光方向Ｌ１と溝５ｄの延在方向Ｌ２とが直交するように構成され（θ＝９０°）、言い換えれば、ディスプレイ３の偏光方向Ｌ１と溝５ｄの透過軸方向とが平行となるように構成される。これにより、表示装置１は、光源５ｂが消灯している非表示状態において、図柄５ｃ内部の領域では、図柄５ｃ外部の領域と同様に、ディスプレイ３からの光をほぼ全て透過する。この結果、表示装置１は、光源５ｂが消灯している状態において、透明導光板５ａにおける図柄５ｃの周囲の領域の輝度に対する図柄５ｃの領域の輝度の比率を表す輝度比（以下、単に「図柄５ｃの周囲の領域に対する図柄５ｃの領域の輝度比」という場合がある。）が最大となるので、図柄５ｃの周囲の領域に対して図柄５ｃの領域が目立ちにくくなり、図柄５ｃを視認しにくくすることができる。ここで、図柄５ｃの周囲の領域に対する図柄５ｃの領域の輝度比は、典型的には、「図柄５ｃの領域の輝度／図柄５ｃの周囲の領域の輝度×１００［％］」で表すことができ、当該輝度比が小さくなるほど図柄５ｃの周囲の領域と図柄５ｃの領域との輝度差が相対的に大きいことを表す。

なお、表示装置１は、偏光方向Ｌ１と延在方向Ｌ２とが直交する状態（θ＝９０°）に限らず、上述した［７５°≦θ≦１０５°］、より好ましくは［８５°≦θ≦９５°］の範囲であれば、図柄５ｃの周囲の領域に対する図柄５ｃの領域の輝度比が所定の輝度比範囲内に収まるので、図柄５ｃを視認しにくい状態で維持することができる。ここで、所定の輝度比範囲とは、例えば、９０％以上１００％以下の範囲、より好ましくは９２．５％以上１００％以下の範囲である。表示装置１は、上述のように、ディスプレイ３の偏光方向Ｌ１と溝５ｄの延在方向Ｌ２とが上記のような角度範囲で交差するように構成されることで、偏光方向Ｌ１と延在方向Ｌ２とが、図柄５ｃの周囲の領域の輝度に対する図柄５ｃの領域の輝度の輝度比が９０％以上１００％以下となる角度範囲で交差するように構成することができる。

ここで、図５〜図８を参照して表示装置１に関する輝度実測試験について説明する。ここでは、以上で説明した実施形態に係る表示装置１を用いて透明導光板５ａにおける輝度を、輝度測定用カメラによって実測する輝度実測試験を実施した。ここで、表示装置１では、図５に示すような配置となるように、ディスプレイ３、透明導光板５ａ等を配置すると共に、図６に示すような形状となるように、溝５ｄを形成した。すなわち、当該表示装置１では、透明導光板５ａの奥行き方向の厚さを２ｍｍとし、ディスプレイ３の画像表示面（表面）３ａと当該透明導光板５ａの裏面（背面）との奥行き方向の間隔を４．５ｍｍとした。そして、当該表示装置１では、透明導光板５ａの背面に、図柄５ｃを構成する溝５ｄを形成した。本輝度実測試験におけるＺ方向（奥行き方向）に対する輝度測定位置は、当該透明導光板５ａの溝５ｄが形成された面上の位置であり、輝度測定用カメラの焦点位置に相当する。そして、当該表示装置１では、溝５ｄを略Ｖ字状の断面形状で、かつ、０．５μｍピッチで形成し、各溝５ｄの奥行き方向の深さを０．２５μｍとし、底部がなす角度をほぼ９０°（ｄｅｇ）とした。また、当該表示装置１では、各溝５ｄを一方向に延在する直線溝として形成した。本輝度実測試験におけるＸ方向（幅方向）及びＹ方向（鉛直方向）に対する輝度測定位置は、図７に示すように、図柄５ｃの領域と図柄５ｃの周囲の領域とでそれぞれ複数の位置を選定しこれらの平均値を用いた。また、ディスプレイ３の光源色の点灯条件としては、色度図におけるＸ＝０．６３、Ｙ＝０．３５の赤色の光、Ｘ＝０．３１、Ｙ＝０．５８の緑色の光、Ｘ＝０．１４、Ｙ＝０．０５の青色の光を用いてそれぞれ輝度実測試験を実施した。本輝度実測試験では、光源５ｂを消灯した状態で、画像表示面３ａに対して透明導光板５ａを相対回転させ偏光方向Ｌ１と延在方向Ｌ２とがなす角度θを変更させながら、上述した輝度測定位置で輝度測定用カメラを用いて輝度を実測した。

図８は、上記の輝度実測試験の結果を表している。図８は、横軸を偏光方向Ｌ１と延在方向Ｌ２とがなす角度θ［ｄｅｇ］とし、縦軸を図柄５ｃの周囲の領域の輝度に対する図柄５ｃの領域の輝度の輝度比［％］としている。図８からも明らかなように、表示装置１は、偏光方向Ｌ１と延在方向Ｌ２とがなす角度θが[７５°≦θ≦１０５°]の範囲内にある場合、赤（線Ｒ参照）、緑（線Ｇ参照）、青（線Ｂ参照）の３色すべてにおいて、図柄５ｃの周囲の領域に対する図柄５ｃの領域の輝度比が９０％以上１００％以下となり、図柄５ｃを非表示とした場合に、透明導光板５ａ上の図柄５ｃを構成する溝５ｄを視認されにくくすることができることが明らかである。さらには、表示装置１は、角度θが[８５°≦θ≦９５°]の範囲内にある場合、赤、緑、青の３色すべてにおいて、図柄５ｃの周囲の領域に対する図柄５ｃの領域の輝度比が９２．５％以上１００％以下となり、溝５ｄをさらに視認されにくくすることができることが明らかである。そして、表示装置１は、角度θが[θ＝９０°]である場合、すなわち、偏光方向Ｌ１と延在方向Ｌ２とが直交する場合に、赤、緑、青の３色すべてにおいて、図柄５ｃの周囲の領域に対する図柄５ｃの領域の輝度比が最大となり、溝５ｄを最も視認されにくくすることができることが明らかである。ここでは、表示装置１は、角度θが[θ＝９０°]である場合、赤色の光を照射した場合の輝度比が９７．４％、緑色の光を照射した場合の輝度比が９７．６％、青色の光を照射した場合の輝度比が９４％となった。

ここでさらに、本実施形態の表示装置１は、図２等に示すように、溝５ｄの延在方向Ｌ２と重畳表示装置５の光源５ｂによる光の照射方向Ｌ３とが直交するように構成される。つまりここでは、ディスプレイ３の偏光方向Ｌ１、及び、光源５ｂによる光の照射方向Ｌ３は、鉛直方向に沿った方向であり、溝５ｄの延在方向Ｌ２は、水平方向に沿った方向である。したがって、表示装置１は、光源５ｂからの光を、図柄５ｃを構成する溝５ｄに対してほぼ垂直に入射するようにすることができるので、透明導光板５ａ上に図柄５ｃを表示する場合に、溝５ｄで前面側（運転席側）に反射される光の量を相対的に増加させることができ、当該図柄５ｃを鮮明に表示することができる。そして、本実施形態の透明導光板５ａは、水平方向の長さが鉛直方向の長さより長く形成され、光源５ｂは、透明導光板５ａの鉛直方向下側又は鉛直方向上側に配置される。本実施形態の光源５ｂは、図柄５ｃが形成された領域の鉛直方向下側であって透明導光板５ａの鉛直方向下側の端面と対向する位置に、幅方向（水平方向）に沿って等間隔で３つが設けられ、鉛直方向上側に向けて光を照射する。各光源５ｂは、例えば、前面側から視て見返し板６によって隠れる位置に配置される。

本実施形態の第２表示面５２は、図３、図４等に示すように、透明導光板５ａの背面側の主面に、偏光方向Ｌ１、延在方向Ｌ２、照射方向Ｌ３等が上記のような位置関係となるように複数の微細な溝５ｄが形成されることで、実像図柄５２ａ（図柄５ｃ）の表示構造５３、及び、非表示構造５４が構成される。

ここで、第２表示面５２の表示構造５３とは、第２表示面５２の表示状態にて光源５ｂから照射される光によって実像図柄５２ａ（図柄５ｃ）を形成するための構造である。ここでは、表示構造５３は、第２表示面５２の表示状態にて、光源５ｂから照射された光を、第２表示面５２を構成する部材である透明導光板５ａの表面に形成された複数の微細な溝５ｄで反射させることで実像図柄５２ａを形成する構造である。これにより、表示構造５３は、運転者等が第２表示面５２上の実像図柄５２ａを視認可能な状態とすることができる。

一方、第２表示面５２の非表示構造５４とは、第２表示面５２の非表示状態にて表示状態と比較して実像図柄５２ａを視認しに難くするための構造である。さらに言えば、第２表示面５２の非表示構造５４とは、第２表示面５２の非表示状態にて、表示状態と比較して複数の微細な溝５ｄを視認しに難くするための構造である。ここでは、非表示構造５４は、光源５ｂが消灯することで実像図柄５２ａを視認しに難くすると共に、さらに、ディスプレイ３の偏光方向Ｌ１と実像図柄５２ａ（図柄５ｃ）を構成する溝５ｄの延在方向Ｌ２とが所定の角度範囲、典型的には、上記のように７５°以上１０５°以下の角度範囲で交差するように溝５ｄを形成することで、溝５ｄ自体も視認しに難くする構造である。これにより、非表示構造５４は、第２表示面５２上の実像図柄５２ａの領域と実像図柄５２ａの周囲の領域とで透過光の振幅がほぼ同等となるようにし、実像図柄５２ａの領域と実像図柄５２ａの周囲の領域との輝度に差がほぼない状態とすることができ、これにより、非表示状態にて、実像図柄５２ａ、及び、これを構成する複数の微細な溝５ｄを視認しに難くすることができる。

ここで、以上で説明した表示装置１は、例えば、図９に示すように、奥行き方向前面側から、運転者等とインストルメントパネルのフード部８との間を介して外光（自然光）が入射すると、微細な溝５ｄが回折格子として機能し当該微細な溝５ｄにて外光を反射、分光する。すなわち、微細な溝５ｄで反射する外光は、波長に応じて反射角度が異なることから、当該微細な溝５ｄで反射し分光される。微細な溝５ｄで反射、分光された外光の反射光は、可視光域成分において、波長が相対的に長い赤側の成分の反射角度が相対的に大きくなる一方、波長が相対的に短い紫側成分の反射角度が相対的に小さくなる。ここでは、微細な溝５ｄで反射する外光は、溝５ｄが水平方向に沿って延在していることから鉛直方向に沿って分光されることとなる。このため、微細な溝５ｄで反射、分光された外光の反射光は、可視光域成分において、波長が相対的に長い赤側成分が運転者等の視界側、言い換えれば、運転者等のアイレンジ側から外れ易い傾向にあるのに対して、波長が相対的に短い紫側成分がアイレンジ側に入り易い傾向にある。ここで、アイレンジとは、「自動車の運転者アイレンジ」であり、車両に応じて予め定まる運転者の視点が位置する領域に相当する。アイレンジは、典型的には、車両において運転者の目の位置の分布を統計的に表したものであり、例えば、運転者が運転席に座った状態で所定割合（例えば、９５％）の運転者の目の位置が含まれる領域に相当する。この結果、表示装置１は、光源５ｂが消灯している非表示状態において、微細な溝５ｄによって構成される実像図柄５２ａ（図柄５ｃ）が紫〜青色で視認されるおそれがあり、これにより、第１表示面５１の視認性が悪化するおそれがある。

そこで、本実施形態の表示装置１は、第２表示面５２の第１表示面５１とは反対側、すなわち、外光が入射する側に重ねて設けられる表ガラス７が可視光域成分の光を減光する部材により形成されることで、適正な視認性を確保している。ここで、可視光域成分とは、人が視認できる波長成分であり、例えば、波長が３６０〜８３０ｎｍの範囲の成分である。

表ガラス７は、上述したように、いわゆるスモークガラスによって構成されるが、例えば、透明ガラスにスモークフィルムを設けることで構成されてもよい。表ガラス７は、所定の透過率で光を透過する。つまり、表ガラス７は、入射する光の光量に対して出射する光の光量を低減し、輝度を抑制する。ここでは、表ガラス７は、例えば、透過率が１０％から４０％程度、好ましくは２０％から３０％、一例として２５％程度のスモークガラスを使用する。また、表ガラス７は、可視光域成分のうち、より減光したい成分の色彩、ここでは一例として紫〜青色と同色系の暗色系のスモークガラスを使用することが好ましい。

以上で説明した表示装置１によれば、車両情報を表示する第１表示面５１と、第１表示面５１に重ねて設けられ光を透過すると共に実像図柄５２ａを構成する溝５ｄが形成された第２表示面５２と、第２表示面５２に対して第１表示面５１側とは反対側に重ねて設けられ可視光域成分の光を減光する表ガラス７とを備える。

したがって、表示装置１は、第１表示面５１に重ねて設けられ光を透過する第２表示面５２に表示される実像図柄５２ａとを組み合わせた表示を行うことができる。この場合、表示装置１は、第２表示面５２の非表示状態、すなわち、光源５ｂが消灯している状態において、外光等が第２表示面５２の実像図柄５２ａを構成する溝５ｄで反射した場合であっても、当該反射光の可視光域成分を、第２表示面５２に重ねて設けられる表ガラス７によって減光することができる。この結果、表示装置１は、必要のない時に第２表示面５２において実像図柄５２ａを形成している溝５ｄが視認されてしまうことを抑制することができ目立たなくすることができるので、適正な視認性を確保することができる。例えば、表示装置１は、第２表示面５２が非表示状態であるときに、第２表示面５２の背面側の第１表示面５１の実像画像５１ａが見え難くなることを抑制することができ、第２表示面５２を介して実像画像５１ａを明瞭に透過することができる。

図１０、図１１は、図２に示す実像図柄５２ａを含むＣ−Ｃ’断面に沿った各位置における輝度分布を表しており、横軸を透明導光板５ａの断面方向（ここでは、偏光方向Ｌ１）における位置、縦軸を輝度［ｃｄ／ｍ²］としている。図１０は、比較例に係る表示装置における輝度分布を表し、図１１は、本実施形態に係る表示装置１における輝度分布を表している。比較例に係る表示装置は、スモークガラスによって構成される表ガラス７にかえて透明ガラスによって構成された表ガラスを備えるものである。これら図１０、図１１は、光源５ｂが消灯状態で、かつ、奥行き方向前面側から外光（自然光）が入射する状態で、各表ガラス上の該当する位置で測定した輝度分布を表している。

図１０に示すように、比較例に係る表示装置では、外光が微細な溝５ｄで反射、分光された結果、アイレンジ側の領域で赤色光（線Ｒ参照）、緑色光（線Ｇ参照）に対して青色光（線Ｂ参照）の輝度が相対的に高くなり、実像図柄５２ａの周囲の領域と実像図柄５２ａの領域との輝度差が相対的に大きくなる傾向にある。この結果、比較例に係る表示装置では、微細な溝５ｄによって構成される実像図柄５２ａが紫〜青色で視認される可能性があることが理解できる。

これに対して、図１１に示すように、実施形態に係る表示装置１では、外光が微細な溝５ｄで反射、分光されても、スモークガラスによって構成される表ガラス７の作用によって、アイレンジ側の領域で赤色光（線Ｒ参照）、緑色光（線Ｇ参照）に対して青色光（線Ｂ参照）の輝度も相対的に低くなり、赤色光、緑色光の輝度と青色光の輝度との偏差を縮小することができる。この結果、表示装置１は、実像図柄５２ａの周囲の領域と実像図柄５２ａの領域との輝度差が相対的に小さくなり、微細な溝５ｄによって構成される実像図柄５２ａが紫〜青色で視認されにくくすることができることが理解できる。

さらに、以上で説明した表示装置１によれば、第１表示面５１は、一方向に偏光された光によって車両情報に関する実像画像５１ａを表示し、溝５ｄは、偏向された光の偏光方向Ｌ１と交差する方向に延在し、第２表示面５２は、光源５ｂから照射される光によって実像図柄５２ａを表示する表示状態と、光源５ｂが消灯することで実像図柄５２ａを非表示とする非表示状態とを切り替え可能である。ここでは、ディスプレイ３の偏光方向Ｌ１と溝５ｄの延在方向Ｌ２とは、上述の角度範囲で交差する。

したがって、表示装置１は、光源５ｂから照射された光を、実像図柄５２ａを構成する溝５ｄで反射させることで、第２表示面５２に当該実像図柄５２ａを表示することができる一方、光源５ｂを消灯することで当該実像図柄５２ａを非表示とすることができる。これにより、表示装置１は、ディスプレイ３の画像表示面３ａによって構成される第１表示面５１の前面側に実像図柄５２ａの意匠を表示し、背景の第１表示面５１（画像表示面３ａ）上の画像情報と実像図柄５２ａの意匠とを立体的に組み合わせて表示できるので、例えば、立体的で斬新な表示を行うことができる。その上で、表示装置１は、微細な溝５ｄによって実像図柄５２ａが構成される重畳表示装置５において、光源５ｂの消灯時に実像図柄５２ａの意匠が見えにくくなり、透明導光板５ａの背景の第１表示面５１を見通すことができ、必要に応じて光源５ｂの点灯時に実像図柄５２ａの意匠が現れるようにすることができる。そして、表示装置１は、上記のように非表示状態で実像図柄５２ａを構成する溝５ｄを見えにくい構造とした上で、当該溝５ｄにおける外光の反射の影響も抑制し、適正な視認性を確保することができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係る表示装置は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。

以上の説明では、ディスプレイ３は、１つで構成されるものとして説明したが２つ以上が組み合わせられて構成されてもよい。以上で説明した表示装置１は、例えば、ディスプレイ３の偏光方向Ｌ１が鉛直方向に対して傾斜していてもよく、この場合であっても偏光方向Ｌ１と延在方向Ｌ２とが上記のような関係になっていればよい。

以上の説明では、光源５ｂは、図柄５ｃが形成された領域の鉛直方向下側であって透明導光板５ａの鉛直方向下側の端面と対向する位置に幅方向（水平方向）に沿って等間隔で３つが設けられ、鉛直方向上側に向けて光を照射するものとして説明したが、これに限らず、透明導光板５ａの鉛直方向上側に設けられてもよいし、透明導光板５ａの幅方向側方に設けられてもよい。

以上で説明した図６では、溝５ｄを、底部の角度をほぼ９０°（ｄｅｇ）とした直角二等辺三角形をなす略Ｖ字状の断面形状であるものとして説明したがこれに限らない。溝５ｄは、例えば、底部の角度が９０°（ｄｅｇ）でなくてもよく、また、二等辺三角形でない略Ｖ字状の断面形状であってもよい。また、以上の説明では、第１表示面５１は、車両情報に関する実像画像（画像）５１ａを表示するディスプレイ３の画像表示面３ａによって構成されるものとして説明したが、これに限らず、アナログ計器、及び、その文字板の表面（奥行き方向前面側の面）によって構成されてもよい。この場合、表示装置１は、アナログ計器の光源と、溝５ｄが形成される部材である透明導光板５ａとの間に、当該アナログ計器の光源からの光を、一方向（ここでは、偏光方向Ｌ１）に偏光された光にする偏光板を備えていてもよい。この場合であっても、表示装置１は、溝５ｄが偏向された光の偏光方向Ｌ１と交差する方向に延在するようにして形成されることで、第２表示面５２の非表示状態で実像図柄５２ａを構成する溝５ｄを見えにくい構造とすることができる。

１ 表示装置
３ ディスプレイ
５ 重畳表示装置
５ａ 透明導光板
５ｂ 光源
５ｃ 図柄
５ｄ 溝
７ 表ガラス（半透明部材）
５１ 第１表示面
５１ａ 実像画像（画像）
５２ 第２表示面
５２ａ 実像図柄（図柄）
Ｌ１ 偏光方向
Ｌ２ 延在方向
Ｌ３ 照射方向

Claims (3)

1. 車両情報を表示する第１表示面と、
   前記第１表示面に重ねて設けられ光を透過すると共に図柄を構成する溝が形成された第２表示面と、
   前記第２表示面に対して前記第１表示面側とは反対側に重ねて設けられ可視光域成分の光を減光する半透明部材とを備え、
   前記第１表示面は、一方向に偏光された光によって前記車両情報に関する画像を表示し、
   前記溝は、前記偏光された光の偏光方向と交差する方向に延在することを特徴とする、
   表示装置。
2. 前記第２表示面は、光源から照射される光によって前記図柄を表示する表示状態と、前記光源が消灯することで前記図柄を非表示とする非表示状態とを切り替え可能である、
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記半透明部材は、紫〜青色と同色系の暗色系のスモークガラスである、
   請求項１又は請求項２に記載の表示装置。

Images