JP6677192B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

この明細書における開示は、表示装置に関する。

従来、表示装置は、以下に説明する画像表示器、透光板及び透光性媒質部を備える。画像表示器は、画像を表示する平面形状の表示面を有しており、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、ＴＦＴ）素子を用いた、いわゆる液晶パネルである。透光板は、透光性を有するガラスから成り、画像表示器の表示面側と対向するように配置される。透光性媒質部は、透光性を有しており、画像表示器と透光板との間を充てんしつつ、両者を接着している。表示装置は、画像表示器が発した光が透光性媒質及び透光板を通過して視認者の目に届き、視認者が光を画像として視認することで、画像等の情報を外部に表示するものである。

ここで、近年、スロット、パチンコ、家庭用ゲーム機等のアミューズメント用途、展示場や駅等における円柱に設置する用途及び車両内のインストルメントパネル内に設置する用途等、曲面形状の画像表示器及び透光板を備える表示装置の需要が高まっている。そのため、曲面形状の画像表示器として、可撓性を有する有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子を用いることが提案されている。しかし、有機ＥＬ素子を用いた画像表示器を備える表示装置には、液晶パネルを用いた平面形状の画像表示器を備える表示装置に比べて、耐久性の問題や製造コストが高騰してしまう等の問題があった。

そこで、画像表示器は液晶パネルを使用し、透光板を曲面形状とした表示装置が考えられた。これによって、有機ＥＬ素子を用いた画像表示器を備える表示装置に比べて、耐久性の向上や製造コストの高騰を抑えることができる。さらに、上述のような用途で表示装置が設置される場合、当該表示装置を使用した際に視認者の目に触れる部分は、その大部分が曲面形状を有する透光板となる。よって、曲面形状の透光板を備える表示装置は、その曲面形状と表示装置が設置される周囲環境との形状的な見た目を調和させることができるので、周囲環境の全体的な美観が表示装置の設置によって損なってしまうことを防止できる。

特開２０１５−９９２８５号公報

しかしながら、平面の表示面をもつ画像表示器を有した表示装置が表示する画像の態様は、平面的なものになる。よって、上述の有機ＥＬ素子を用いた曲面形状の表示面をもつ画像表示器を有した表示装置が表示する画像の態様に近づけることができず、表示される画像の曲面感を演出することが困難であった。

以上のことをかんがみて、本開示の目的は、表示面から表示された画像の曲面感を演出することができる表示装置を提供することである。

本開示は、
これによれば、透光媒質部の屈折率は、画像表示器の表示面と透光板の曲面との面間隔が広くなるにつれて、大きくなっている。つまり、画像表示器が発した光のうち、面間隔が広い部分を通過した光は大きく屈折することになる。よって、透光板を通過した光を視認したときの画像は、面間隔に応じた透光媒質部の屈折率の差によって、変形したものが表示されることになる。より詳細に、屈折率が大きい部分程、表示面の湾曲が強調されるので、透光板の曲面により発生する面間隔から現出する奥行感を超える際立った奥行感を発揮することができ、当該際立った奥行感の発揮によって、表示される画像の曲面感を強調して演出することができる。

また、本開示は、画像を表示する平面の表示面（１０２）を有する画像表示器（１００）と、表示面を画像が表示される側から見たときに、表示面と重なる位置に曲面（１１１）を有し、透光性をもつ透光板（１１０）と、画像表示器と透光板との間に配置されており、透光性をもつ透光媒質部（１２０）と、を備え、透光媒質部の屈折率は、表示面と曲面との面間隔が広くなるにつれて、大きくなっている。

これによれば、透光媒質部の屈折率は、画像表示器の表示面と透光板の曲面との面間隔が広くなるにつれて、大きくなっている。つまり、画像表示器が発した光のうち、面間隔が広い部分を通過した光は大きく屈折することになる。よって、透光板を通過した光を視認したときの画像は、面間隔に応じた透光媒質部の屈折率の差によって、変形したものが表示されることになる。したがって、平面の表示面を有する画像表示器を用いた場合でも、曲面形状の画像表示器から表示された場合における画像の表示態様に近づけることができ、表示される画像の曲面感を演出することができる。

この明細書に係る開示された態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴及び効果は、後続の詳細な説明及び添付の図面を参照することによってより明確になる。

第１実施形態に係る表示装置が車両に搭載されている際の図である。 第１実施形態に係る表示装置の図である。 第１実施形態に係る表示装置の分解図である。 第１実施形態に係る表示装置の断面図である。 図４の点線で囲まれた部分の拡大図である。 第２実施形態に係る表示装置の分解図である。 第３実施形態に係る表示装置の断面図である。 第３実施形態に係る表示装置の表示輝度を説明するための図である。 第４実施形態に係る画像表示器を示す分解図である。 第５実施形態に係る表示装置を説明するための構成図である。 第６実施形態に係るカラーフィルタを説明するための図である。 第６実施形態に係るカラーフィルタの断面図である。 他の実施形態における図４に対応する図である。 他の実施形態における図５に対応する図である。 他の実施形態における図８に対応する図である。 他の実施形態における図１０に対応する図である。 他の実施形態における図１２に対応する図である。

（第１実施形態）
まず、本実施形態に係る表示装置１０の概略を説明する。図１に示すように、表示装置１０は、車両に搭載されている車両用表示装置である。具体的に、表示装置１０は、車両のインストルメントパネル１において、車両の左右方向に並ぶ運転席２及び助手席３に対して中間となる中間部に設置されている。表示装置１０は、視認者としての車両の乗員が位置する視認側に向けて、画像を表示することが可能となっている。なお、表示装置は、操作者としての車両の乗員によりタッチ操作することが可能な、操作装置としても機能してもよい。また、図１に示すように、表示装置１０は、中間部に設置されているとした。しかし、表示装置１０の設置箇所は、中間部に限られず、表示装置１０が表示する画像を視認者が視認可能な箇所であれば、インストルメントパネル１において任意に決めることができる。

表示装置１０により表示される画像には、例えば、車室内の空調に関するボタン画像、ナビゲーション機能に関するボタン画像、オーディオ機能に関するボタン画像等の各種操作用画像が挙げられる。その他の表示される画像として、例えば、空調設定の表示画像、ナビゲーション機能における地図画像、テレビ放送や映画等の動画等、各種アイコン操作に付随した各種画像が挙げられる。また、画像として、例えば、車速、燃費等の車両の状態、電子メール等の情報が表示されるようにしてもよい。

次に、図２から図４に基づき、本実施形態に係る表示装置１０の具体的な構成を説明する。表示装置１０は、図２に示すように、画像表示器、透光板、タッチ検出部、透光媒質部及び壁部を主に備えている。

画像表示器１００は、画像を表示する平面の表示面１０２を有する画像表示板１０１及び制御部１０３を備えている。

画像表示板１０１は、画像を表示する矩形平板状の表示素子であり、図３に示すように、制御部１０３よりも視認側に配置されている。以下の記載では、視認側を画像表示板１０１が画像を表示している側とし、視認側に対して反対側を背面側とする。本実施形態では、画像表示板１０１として、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、ＴＦＴ）を用いた液晶パネルであって、２次元方向に配列された複数の表示画素により形成された表示面１０２を有するアクティブマトリクス型の液晶パネルが採用されている。

詳述すると、表示面１０２は、視認側に画像が表示される面を有する矩形状を呈している。表示面１０２の内部には、一対の偏光板及び当該一対の偏光板に挟まれた液晶層等が積層されている。一対の偏光板はその偏光軸を互いに実質垂直となるように配置されている。液晶層では、表示画素毎の電圧印加により、印加電圧に応じて液晶層に入射する光の偏光方向を回転させることが可能となっている。こうして、表示画素毎に入射する光の透過率を制御することが可能となっている。

表示面１０２に対して、視認側の反対側である背面側には、図示しないバックライトが配置されており、バックライトから表示面１０２に入射した光が透過率を制御されることで、画像表示板１０１は、画像を表示するようになっている。ここで、表示面１０２において、視認側には図示しない拡散フィルムが配置されており、画像を映し出す光は、各画素から所定の分布で視認側の各方向に拡散されて射出される。

制御部１０３は、回路基板１０３ａ上に実装された制御回路１０３ｂを有している。制御回路１０３ｂは、ＣＰＵ及びメモリ等からなり、電気的に接続された画像表示板１０１を制御する。制御回路１０３ｂは、通信可能となっている外部機器からの入力信号や、図示しない検出素子からの検出信号に基づいて、画像表示板１０１に画像表示信号を出力することで、画像表示板１０１に画像の表示内容を制御する。なお、回路基板１０３ａは、図２に示す背面側に配置されたハウジング１０６と共に、ネジ１０４及びスペーサ１０５により、画像表示板１０１の背面側に締結されている。

透光板１１０は、表示面１０２を視認側から見たときに、表示面１０２と重なる位置に曲面１１１を有し、透光性をもつ。透光板１１０は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂等により矩形板状に形成されている。透光板１１０は、表示装置１０において視認側に配置され、視認側に露出している。透光板１１０は、画像表示板１０１の表示面１０２を保護している。透光板１１０は、画像表示板１０１から射出された光を視認側に透過するようになっている。透光板１１０の厚みは、各箇所において実質均一である。曲面１１１は、透光板１１０における背面側の面であり、図４に示すように画像表示器１００側に向けて凸の形状をしている。詳述すると、図３及び図４に示す仮想直線Ｌに対して、仮想直線Ｌを中心軸とした円柱の側面に沿うように湾曲している。

なお、透光板１１０は、図３に示すように、湾曲した板状形状であり、表示面１０２の全面を重なる位置に配置されている。しかし、これに限定されず、透光板１１０は、湾曲した板の中央がくり抜かれた枠状形状であり、表示面１０２の周縁部分と重なる位置に配置されていてもよい。

また、曲面１１１は、一定の曲率半径を有していてもよいし、図４に示す凸の形状とは逆に、視認側に向けて凸の形状であってよい。さらに、曲面１１１は、透光板１１０の厚み方向における任意の断面形状が一定の曲率半径を有していてもよい。つまり、曲面１１１は、ボウルのような形状になっていてもよい。以上のように、曲面１１１の形状は、インストルメントパネル１に設置する際の周囲の形状に応じて任意に設計することができる。

透光媒質部１２０は、画像表示器１００と透光板１１０との間に配置されており、透光性をもつ。透光媒質部１２０は、画像表示板１０１の表示面１０２側に配置され、画像表示板１０１と透光板１１０とを接着する。透光媒質部１２０は、図３及び図４に示すように、表示面１０２と曲面１１１との対向する領域かつ後述の壁部１３０に挟まれた領域に隙間なく埋められている。透光媒質部１２０は、画像表示板１０１からの画像の光を図３に示す視認側へと透過する。透光媒質部１２０は、透光性の媒質として、光学用透明樹脂（Optically Clear Resin、ＯＣＲ）を用いており、例えば、屈折率が１．４〜１．５程度であるシリコン樹脂が採用されている。

また、透光媒質部１２０の屈折率は、表示面１０２と曲面１１１との面間隔が広くなるにつれて大きくなっている。本実施形態では、図４に示すように、透光媒質部１２０は、屈折率の異なる４種類の透光媒質部である、第１媒質１２０ａ，第２媒質１２０ｂ，第３媒質１２０ｃ及び第４媒質１２０ｄからなる。これら各媒質は、屈折率の大きい順に記載すると、第１媒質１２０ａ、第２媒質１２０ｂ、第３媒質１２０ｃ、第４媒質１２０ｄの順に屈折率が大きい。

各媒質は、視認側から見たときに図４の仮想直線Ｌが延びる方向と平行に延びている。各媒質の屈折率は、仮想直線Ｌが延びる方向及び各媒質の厚み方向において実質均一な分布となっている。各媒質は、隣り合う媒質どうしの隙間がない程度に充てんされている。各媒質は、上述のように、表示面１０２と曲面１１１との対向する領域かつ後述の壁部１３０に挟まれた領域に隙間なく埋められている。すなわち、第１媒質１２０ａは、表示面１０２、曲面１１１及び壁部１３０に隙間なく密着している。第２媒質１２０ｂ、第３媒質１２０ｃ、及び第４媒質１２０ｄは、表示面１０２及び曲面１１１に隙間なく密着している。

各媒質は、画像表示板１０１及び透光板１１０の周縁から中央に向かうにつれて、第１媒質１２０ａ、第２媒質１２０ｂ、第３媒質１２０ｃ、第４媒質１２０ｄの順で画像表示器１００と透光板１１０との間に充てんされている。つまり、面間隔が最も広い画像表示板１０１及び透光板１１０の周縁側には、屈折率の大きい第１媒質１２０ａが配置される。そして、面間隔が最も狭い中央付近には、屈折率の小さい第４媒質１２０ｄが配置される。すなわち、透光媒質部１２０の屈折率は、面間隔の広さに応じて、面間隔が大きくなるにつれて、段階的に大きくなるように変化している。また、各媒質どうしは実質的に隙間ない状態で充てんされている。言い換えると、各媒質どうしは互いに屈折率が異なるものの、連続的に一体となっている。

なお、本実施形態において透光媒質部１２０の屈折率は、面間隔の広さに応じて段階的に大きくなっている。しかし、これに限定されず、透光媒質部１２０の屈折率は、上述のような各媒質の区別がなく、面間隔の広さに応じて連続的に大きくなっていてもよい。

また、本開示における屈折率は、真空中の光速度を媒質中の光速度で割った値である絶対屈折率を意味し、屈折率の値はｅ線に対応する屈折率としたときの値である。屈折率を測定する方法としては、一般的に知られている最小偏角法、臨界角法及びＶブロック法等が採用できる。

壁部１３０は、透光媒質部１２０の外周部１２１のうち少なくとも一部に配置されており、着色されている。壁部１３０は、例えば、黒色の合成樹脂により形成されている。壁部１３０は、図４に示すように、透光媒質部１２０の外周部１２１と接触しており、画像表示板１０１と透光板１１０とに挟まれている。本実施形態では、壁部１３０は、矩形平板状の画像表示板１０１の短辺を形成する部分及び矩形板状の透光板１１０の短辺を形成する部分に挟まれている。なお、壁部１３０は、図３に示すように画像表示板１０１及び透光板１１０の短辺を形成する部分に挟まれているとした。しかし、これに限定されず、長辺を形成する部分に挟まれていてもよい。また、壁部１３０の側面が表示面に対して垂直であってもよいし、傾いたテーパー状であってもよい。

（第１実施形態の製造方法）
次に、本実施形態に係る表示装置１０の製造方法について、特に透光媒質部１２０の形成方法を中心に、簡単に以下に説明する。

まず、透光板１１０の曲面１１１に沿った形状の治具の上に、背面側が上となるように透光板１１０を配置する。次に、透光板１１０の背面側に図示しない対向壁を配置する。この対向壁によって後述の光学用透明樹脂が、画像表示板１０１と透光板１１０との間から溢れ出てしまうことを防止できる。次に、対向壁の内側に液状の光学用透明樹脂を流し込んで塗布する。このとき、屈折率の異なる透光媒質部１２０を、画像表示板１０１と透光板１１０との面間隔が大きくなるにつれて屈折率が大きくなるように塗布する。光学用透明樹脂が硬化する前に、光学用透明樹脂が露出している箇所を、画像表示板１０１によって蓋をする。次に、光学用透明樹脂を硬化させる。硬化させる方法としては、光学用透明樹脂の種類に応じて、２液を混合した光学用透明樹脂を時間経過により硬化させる方法、紫外線等の照射により硬化させる方法、熱により硬化させる方法等がある。硬化により、透光媒質部１２０が形成される。次に、壁部１３０を外周側から嵌め込む。このようにして、表示装置１０が製造される。

（第１実施形態の作用効果）
本実施形態によれば、透光媒質部１２０の屈折率は、画像表示器１００の表示面１０２と透光板１１０の曲面１１１との面間隔が広くなるにつれて、大きくなっている。つまり、画像表示器１００が発した光のうち、面間隔が広い部分を通過した光は大きく屈折することになる。よって、透光板１１０を通過した光を視認したときの画像は、面間隔に応じた透光媒質部１２０の屈折率の差によって、変形したものが表示されることになる。したがって、平面の表示面１０２を有する画像表示器１００を用いた場合でも、曲面形状の画像表示器１００から表示された場合における画像の表示態様に近づけることができ、表示される画像の曲面感を演出することができる。

以下で本実施形態の作用効果を詳述する。画像表示器１００を構成する複数の画素のうち、第１媒質１２０ａを通過する光線を発する第１画素１００ａと、第１画素１００ａから所定間隔Ｄ０で離間し、第２媒質１２０ｂを通過する光線を発する第２画素１００ｂと、を比較する。なお、第１画素１００ａから発した光のうち表示面１０２に対して垂直な方向の光線を第１光線Ｌａ、同様に、第２画素１００ｂから発した光のうち表示面１０２に対して垂直な方向の光線を第２光線Ｌｂとする。

図５に示すように、第１光線Ｌａ及び第２光線Ｌｂが透光媒質部１２０内を通過するときは、互いに平行であるため、互いに上記の所定間隔Ｄ０で離間している。そして、第１光線Ｌａ及び第２光線Ｌｂが透光板１１０に達すると、透光板１１０と透光媒質部１２０との界面で屈折が生じる。透光板１１０は曲面形状を有しているため、第１光線Ｌａの入射角である第１入射角θａ１の値と第２光線Ｌｂの入射角である第２入射角θｂ１の値とは異なる値となる。よって、屈折の法則により、第１光線Ｌａの屈折角である第１屈折角θａ２の値と第２光線Ｌｂの屈折角である第２屈折角θｂ２の値とは異なる値となる。さらに、第２媒質１２０ｂの屈折率は、第１媒質１２０ａよりも小さい。つまり、屈折の法則により、透光媒質部１２０の屈折率が第１媒質１２０ａの屈折率で均一である場合の第２光線Ｌｂ０（図５の一点鎖線の矢印）の屈折角よりも、第２光線Ｌｂの屈折角θｂ２は小さくなる。したがって、透光板１１０を通過した後の第１光線Ｌａと第２光線Ｌｂとの離間間隔Ｄ１は、当初の間隔Ｄ０よりも大きくなり、かつ透光媒質部１２０の屈折率が均一となっている場合よりも大きくなる。

以上より、視認者が第１光線Ｌａ及び第２光線Ｌｂを視認した際における第１画素１００ａと第２画素１００ｂとの離間間隔Ｄ１は、表示面１０２での離間間隔Ｄ０よりも広くなったように認識する。つまり、画像表示器１００の端側から発せられた光線による画像ほど、視認者は当該画像が拡大されたものを認識することになる。

これによって、視認者は、端側に映る画像が中央付近に映る画像より視認者側に表示されているという錯覚するので、平面の画像表示器１００から表示された画像であるにもかかわらず、あたかも曲面形状の画像表示器１００から表示された画像のように認識する。すなわち、本実施形態の表示装置１０は、表示する画像の曲面感を視認者に演出することができる。

また、本実施形態によれば、透光媒質部１２０の外周部１２１における表示面１０２と曲面１１１との間隔は、着色された壁部１３０によって占められている。よって、視認者が表示面１０２に対して斜め方向から表示装置１０を見た場合に、外周部１２１において画像表示器１００と透光板１１０との間隔からインストルメントパネル１の内部の空間が垣間見えず、表示装置１０の見栄えの悪化を低減できる。

（第２実施形態）
本実施形態は、上述の第１実施形態を基礎形態とする他の実施形態である。よって、上述の第１実施形態と共通する部分の説明は省略している。

上述の実施形態に係る透光板は、画像表示板から射出された光を視認側に透過するように全面が透光性を有しているとした。これに代えて、本実施形態では、透光板１１０は、壁部１３０と対向する対向領域に対向領域以外の領域に比べて透過率の低い部分であるスモーク部１１２を有している。さらに、壁部１３０は、外周部１２１に沿って透光媒質部１２０を取り囲む枠状である。

スモーク部１１２は、図６に示すように、透光板１１０における枠状の壁部１３０と対向する領域である対向領域に形成されている。つまり、スモーク部１１２は、透光板１１０の周縁において視認側から見たときに矩形枠状に形成されている。スモーク部１１２の透過率は、スモーク調の着色により約７０％から８０％までの間となっている。透光板１１０のうちスモーク部１１２で囲まれた部分は透光性を有した透明となっている。すなわち、対向領域以外の部分は、スモーク部１１２と比べて透過率が大きくなっている。

壁部１３０は、図６に示すように、外周部１２１に沿って透光媒質部１２０を取り囲む枠状である。つまり、壁部１３０は、透光媒質部１２０の外周部１２１の全面と隙間なく接触している。壁部１３０は、上述のように、本実施形態ではスモーク部１１２と対向し、透光板１１０の曲面１１１側で接触している。壁部１３０は、上述のように着色されているが、本実施形態では、スモーク部１１２と同色で着色されている。ここで、同色とは厳密な意味で、壁部１３０とスモーク部１１２とが全く同じ色でなくてもよく、実質的に視認者が壁部１３０とスモーク部１１２との色の判別が困難な程度であれば、同色とみなしてよい。本実施形態において、壁部１３０の望ましい着色は黒色であるが、黒色のみに限定されることはない。

本実施形態によれば、スモーク部１１２と壁部１３０とが同色で着色されているので、視認者はスモーク部１１２と壁部１３０とを区別して認識することが困難となる。よって、視認者が表示装置１０を視認する際、視認者にあたかも壁部１３０を有していないと錯覚させることができるので、表示装置１０の見栄えの悪化を低減できる。

（第３実施形態）
本実施形態は、上述の第１実施形態を基礎形態とする他の実施形態である。よって、上述の第１実施形態と共通する部分の説明は省略している。

図７に示すように、第３実施形態において、画像表示板１０１の表示面１０２の背面側には、バックライト１０７が配置されている。バックライト１０７は、画像表示器１００の遮光性のハウジング１０６内に収容されている。バックライト１０７は、導光板１０７ａ及び光源部１０８を備えている。

導光板１０７ａは、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂等の合成樹脂により、透光性をもつ矩形板状に形成されている。導光板１０７ａは、その表面を画像表示板１０１と対向させる姿勢にて、画像表示板１０１と略平行となるように配置されている。

光源部１０８は、光源用基板１０８ｂ及び当該光源用基板１０８ｂに実装された複数の発光素子１０８ａを有している。光源用基板１０８ｂは、細長板状に形成され、仮想直線Ｌの垂直方向、すなわち透光板１１０が湾曲している方向に沿うように、ハウジング１０６の側面に保持されている。光源用基板１０８ｂは、導光板１０７ａの外縁部に沿うように配置されている。

図８に模式的に示すように、各発光素子１０８ａは、透光板１１０が湾曲している方向に直線状に一列に配列されている。各発光素子１０８ａとしては、発光ダイオード素子が採用されている。各発光素子１０８ａは、導光板１０７ａの外縁部に向けて白色光を発する。各発光素子１０８ａから発せられた白色光は、外縁部から導光板１０７ａの内部に入射した後、当該導光板１０７ａの表面から射出され、画像表示板１０１に入射するようになっている。

それぞれの発光素子１０８ａが画像表示板１０１を照明する範囲は、対応付けられている。具体的に、画像表示板１０１の表示面１０２の範囲を発光素子１０８ａの配列方向に発光素子１０８ａの個数分に分割してなる分割範囲ＲＤを、それぞれ個別に対応する発光素子１０８ａが照明する。

分割範囲ＲＤは、透光板１１０が湾曲している方向、すなわち表示面１０２と曲面１１１との面間隔が増減している方向に、分割されている。本実施形態の各発光素子１０８ａは、照明する分割範囲ＲＤにおける、表示面１０２と曲面１１１との面間隔に応じて、光度が設定されている。各発光素子１０８ａは、照明する分割範囲ＲＤにおける面間隔が広くなる程、高い光度に設定される。

具体的に、本実施形態の透光板１１０は、画像表示器１００側に向けて凸の形状（すなわち外観上は凹形状）をしているため、表示面１０２の中央に対応する発光素子１０８ａが最も光度が小さく設定され、表示面１０２の両端部に向かうにつれて発光素子１０８ａの光度が漸次高く設定されている。

こうした発光素子１０８ａの個別の光度設定は、例えば、発光素子メーカーが提供する光度ランクが異なる発光素子を、各発光素子１０８ａにそれぞれ採用することで実現できる。ここで、光度ランクとは、発光素子メーカーが発光素子を製造する際に生じた光度のばらつきに対応して、近い光度の発光素子同士を選り分けることにより設定しているランクである。

このように各発光素子１０８ａの光度が設定されていることにより、表示面１０２の表示輝度は、表示面１０２の各分割範囲ＲＤにおいて異なり、表示面１０２と曲面１１１との面間隔が広くなるにつれて、高くなるように調整されている。

また、透光媒質部１２０の屈折率は、第１実施形態と同様に、面間隔が広くなるにつれて、大きくなっている。すなわち、表示面１０２の表示輝度は、透光媒質部１２０の屈折率が大きくなるにつれて、高くなるように調整されているとも言える。

以上説明した第３実施形態によると、透光媒質部１２０の屈折率は、画像表示器１００の表示面１０２と透光板１１０の曲面１１１との面間隔が広くなるにつれて、大きくなっている。つまり、画像表示器１００が発した光のうち、面間隔が広い部分を通過した光は大きく屈折することになる。よって、透光板１１０を通過した光を視認したときの画像は、面間隔に応じた透光媒質部１２０の屈折率の差によって、変形したものが表示されることになる。より詳細に、屈折率が大きい部分程、表示面１０２の湾曲が強調されるので、透光板１１０の曲面により発生する面間隔から現出する奥行感を超える際立った奥行感を、発揮することができ、当該際立った奥行感の発揮によって、表示される画像の曲面感を強調して演出することができる。

また、第３実施形態によると、画像表示器１００における表示輝度は、面間隔が広くなるにつれて、高くなるように調整されている。したがって、表示面１０２のうち、透光媒質部１２０を用いた屈折により、奥まって視認されてしまう部分が像の拡大によって暗くなる事態を、面間隔に応じて表示輝度が補われることで、抑制することが可能となる。したがって、画像が曲面として違和感少なく視認されるようになるので、表示される画像の曲面感を強調して演出することができる。

また、第３実施形態によると、画像表示器１００が有する複数の発光素子１０８ａは、表示面１０２のうち発光素子１０８ａに応じて分割した分割範囲ＲＤを、それぞれ照明する。そして、各発光素子１０８ａの光度は、対応する分割範囲ＲＤにおける曲面１１１との面間隔が広くなるにつれて高くなるように、各発光素子１０８ａ間で異なっている。このようにすると、面間隔が広くなるにつれて高くなる表示輝度を、容易に実現することができる。

なお、図８において、光源部１０８及び透光板１１０は仮想直線Ｌに沿ってみた状態を示し、画像表示板１０１の表示面１０２は、正面からみた状態を示している。図８において、ドットの濃淡で輝度・光度等の明るさが表現されている。ドットが濃い部分は比較的暗いことを示し、ドットが薄い部分は比較的明るいことを示している。図９以下でも、同様のドットの濃淡の表現が採用されている。

（第４実施形態）
本実施形態は、上述の第３実施形態を基礎形態とする他の実施形態である。よって、上述の第３実施形態と共通する部分の説明は省略している。

第４実施形態において光源部１０８の各発光素子１０８ａは、互いに同じ光度に設定されている。そして、図９に示すように、画像表示板１０１とバックライト１０７の間には、光学シート１０７ｂが配置されている。光学シート１０７ｂは、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂等の合成樹脂により、透光性をもつ矩形薄板状に形成されている。そして、光学シート１０７ｂは、染色等により、グラデーション状に着色されることにより、各部分によって透過率が異なっている。

具体的に、光学シート１０７ｂの透過率は、透光板１１０の湾曲形状に合わせて、透光板１１０が湾曲している方向の両端部において最も高く設定されている。光学シート１０７ｂの透過率は、当該両端部から中央部に向かうに従って、漸次低くなるように設定されている。

光学シート１０７ｂの透過率が上述の如く設定されていることにより、表示面１０２の表示輝度は、表示面１０２と曲面１１１との面間隔が広くなるにつれて、高くなるように調整されている。

以上説明した第４実施形態によると、光学シート１０７ｂは、表示面１０２と曲面１１１との面間隔が広くなるにつれて、バックライト１０７から画像表示板１０１へ向かう光の透過率が高くなるように、箇所において透過率が異なっている。このようにすると、面間隔が広くなるにつれて高くなる表示輝度を、容易に実現することができる。

（第５実施形態）
本実施形態は、上述の第３実施形態を基礎形態とする他の実施形態である。よって、上述の第３実施形態と共通する部分の説明は省略している。

第５実施形態において光源部の各発光素子は、互いに同じ光度に設定されている。また、図１０に示すように、第５実施形態の制御部は、制御回路により構築されている機能ブロックとして、画像生成部及び画像明度調整部を有している。

画像生成部は、外部機器からの入力信号や、図示しない検出素子からの入力信号に基づいて、表示面に表示する画像のデータを生成する。

画像明度調整部は、制御回路が画像表示信号を画像表示板に出力するにあたって、画像生成部が生成した画像のデータを補正する。具体的に、画像のデータの各表示画素における明度と、表示面における当該表示画素に対応する部分の曲面との面間隔とを対応付けて、面間隔が広い部分ほど当該明度が高くなるように、当該画像のデータを補正する。

画像明度調整部による明度の調整により、画像表示板における各表示画素の透過率が調整されて、曲面間隔が広くなるにつれて、表示面における表示色の明度が高くなる。

以上説明した第５実施形態によると、画像明度調整部は、曲面との面間隔が広くなるにつれて、表示面における表示色の明度が高くなるように、画像表示板における各表示画素の透過率を調整する。このようにすると、面間隔が広くなるにつれて高くなる表示輝度を、容易に実現することができる。

（第６実施形態）
本実施形態は、上述の第３実施形態を基礎形態とする他の実施形態である。よって、上述の第３実施形態と共通する部分の説明は省略している。

第６実施形態において光源部１０８の各発光素子１０８ａは、互いに同じ光度に設定されている。また、図１１に示すように、第６実施形態の画像表示板１０１には、表示面１０２にカラー画像を表示するカラーフィルタ１０１ａが内蔵されている。カラーフィルタ１０１ａは、図１２に示すように、例えば透明なガラス基板１０１ｂ上にフォトリソグラフィによりカラーレジスト層１０１ｃを形成してなる矩形薄板状を呈している。

カラーフィルタ１０１ａには、表示画素に個別に対応した複数のフィルタ色が割り当てられている。本実施形態では、赤色のフィルタ色、緑色のフィルタ色、及び青色のフィルタ色が、隣接する表示画素に交互に割り当てられている。こうした３色のフィルタ色の表示画素を組み合わせて、任意の色が表示面１０２上に発色される。

第６実施形態のカラーフィルタ１０１ａにおいて、カラーレジスト層１０１ｃの厚さは、各部分において異なっている。具体的に、カラーレジスト層１０１ｃの厚さは、透光板１１０の湾曲形状に合わせて、透光板１１０が湾曲している方向の両端部において最も薄く設定されている。カラーレジスト層１０１ｃの厚さは、当該両端部から中央部に向かうに従って、漸次低くなるように設定されている。カラーレジスト層１０１ｃの厚さが薄い方が透過率は高くなり、厚い方が透過率は低くなる。

カラーレジスト層１０１ｃが上述の如く設定されていることにより、表示面１０２の表示輝度は、表示面１０２と曲面１１１との面間隔が広くなるにつれて、高くなるように調整されている。

以上説明した第６実施形態によると、カラーフィルタ１０１ａは、曲面との面間隔が広くなるにつれて、透過率が高くなっている。このようにすると、面間隔が広くなるにつれて高くなる表示輝度を、より確実に実現することができる。

（その他の実施形態）
以上、開示される表示装置の一例として、車両用表示装置について説明した。しかしながら、開示される表示装置は、車両用表示装置に限定されず、周囲環境に応じて設計された曲面形状の透光板を有する表示装置であればよい。例えば、スロット、パチンコ、家庭用ゲーム機等のアミューズメント用途、展示場や駅等における円柱に設置する用途としての表示装置でもよい。

また、第１〜６実施形態では、透光板は、画像表示器側に向けて凸の形状（すなわち外観上は凹形状）であったが、図１３に示すように、透光板は、画像表示器とは反対側に向けて凸の形状（すなわち外観上は凸形状）にしてもよい。この場合には、透光媒質部１２０において、中央部の第４媒質１２０ｄの屈折率が最も小さく、第３媒質１２０ｃ、第２媒質１２０ｂ、第１媒質１２０ａの順に両端部に近づくにつれて屈折率が大きく設定される。

この場合では、図１４に示すように、第１光線Ｌａ及び第２光線Ｌｂが透光媒質部１２０内を通過するときは、互いに平行であるため、互いに上記の所定間隔Ｄ０で離間している。そして、第１光線Ｌａ及び第２光線Ｌｂが透光板１１０に達すると、透光板１１０と透光媒質部１２０との界面で屈折が生じる。透光板１１０は曲面形状を有しているため、第１光線Ｌａの入射角である第１入射角θａ１の値と第２光線Ｌｂの入射角である第２入射角θｂ１の値とは異なる値となる。よって、屈折の法則により、第１光線Ｌａの屈折角である第１屈折角θａ２の値と第２光線Ｌｂの屈折角である第２屈折角θｂ２の値とは異なる値となる。さらに、第２媒質１２０ｂの屈折率は、第１媒質１２０ａよりも大きい。つまり、屈折の法則により、透光媒質部１２０の屈折率が第１媒質１２０ａの屈折率で均一である場合の第２光線Ｌｂ０（図１４の一点鎖線の矢印）の屈折角よりも、第２光線Ｌｂの屈折角θｂ２は小さくなる。したがって、透光板１１０を通過した後の第１光線Ｌａと第２光線Ｌｂとの離間間隔Ｄ１は、当初の間隔Ｄ０よりも小さくなり、かつ透光媒質部１２０の屈折率が均一となっている場合よりも小さくなる。

そして、第３実施形態において外観凸形状の透光板１１０を適用した場合、図１５に示すように、表示面１０２の中央に対応する発光素子１０８ａが最も光度が大きく設定され、表示面１０２の両端部に向かうにつれて発光素子１０８ａの光度が漸次低く設定されることが好ましい。

第４実施形態において外観凸形状の透光板１１０を適用した場合、光学シート１０７ｂの透過率は、透光板１１０が湾曲している方向の両端部において最も低く設定され、当該両端部から中央部に向かうに従って、漸次高くなるように設定されることが好ましい。

第５実施形態において外観凸形状の透光板１１０を適用した場合、図１６に示すように、面間隔が広い中央部ほど当該明度が高くなるように、画像明度調整部１０３ｄは、各表示画素の透過率を調整することが好ましい。

第６実施形態において外観凸形状の透光板１１０を適用した場合、カラーレジスト層１０１ｃの厚さは、透光板１１０が湾曲している方向の両端部において最も厚く設定され、当該両端部から中央部に向かうに従って、漸次高くなるように設定されることが好ましい（図１７も参照）。

また、表示面１０２は、平面状以外の曲面状を呈していてもよい。曲面状の表示面１０２が採用された場合であっても、画像表示板１０１よりも透光板１１０の方が変形の自由度が高い場合が多いので、周辺環境により調和した曲面形状を実現することができる。

また、表示面１０２の表示輝度が表示面１０２と曲面１１１との面間隔が広くなるにつれて、高くなるように調整するために、導光板１０７ａの表面粗さを箇所によって変えるようにしてもよく、導光板１０７ａの表面の凹凸パターンを箇所によって変更してもよい。

１…インストルメントパネル、１０…表示装置、１００…画像表示器、１０１…画像表示板、１０２…表示面、１０３…制御部、１０４…ネジ、１０５…スペーサ、１０６…ハウジング、１１０…透光板、１１１…曲面、１１２…スモーク部、１２０…透光媒質部、１２１…外周部、１３０…壁部

Claims (11)

1. 画像を表示する表示面（１０２）を有する画像表示器（１００）と、
   前記表示面を前記画像が表示される側から見たときに、前記表示面と重なる位置に曲面を有し、透光性をもつ透光板と、
   前記画像表示器と前記透光板との間に配置されており、透光性をもつ透光媒質部（１２０）と、を備え、
   前記透光媒質部の屈折率は、前記表示面と前記曲面との面間隔が広くなるにつれて、大きくなっている表示装置。
2. 画像を表示する平面の表示面（１０２）を有する画像表示器（１００）と、
   前記表示面を前記画像が表示される側から見たときに、前記表示面と重なる位置に曲面（１１１）を有し、透光性をもつ透光板（１１０）と、
   前記画像表示器と前記透光板との間に配置されており、透光性をもつ透光媒質部（１２０）と、を備え、
   前記透光媒質部の屈折率は、前記表示面と前記曲面との面間隔が広くなるにつれて、大きくなっている表示装置。
3. 前記透光媒質部の外周部（１２１）のうち少なくとも一部に配置されており、着色された壁部（１３０）を備える請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記壁部は、前記外周部に沿って前記透光媒質部を取り囲む枠状である請求項３に記載の表示装置。
5. 前記透光板は、前記壁部と対向する対向領域に前記対向領域以外の領域に比べて透過率の低い部分であるスモーク部（１１２）を有しており、
   前記壁部は、前記スモーク部と同色で着色されている請求項３又は４に記載の表示装置。
6. 前記透光媒質部の屈折率は、前記面間隔の広さに応じて段階的に変化している請求項１から５までのいずれか１項に記載の表示装置。
7. 前記画像表示器における前記表示面の表示輝度は、前記面間隔が広くなるにつれて、高くなるように調整されている請求項１から６のいずれか１項に記載の表示装置。
8. 前記画像表示器は、光を発する複数の発光素子（１０８ａ）を有し、
   各前記発光素子は、前記表示面のうち前記発光素子に応じて分割した分割範囲（ＲＤ）を、それぞれ照明し、
   各前記発光素子の光度は、対応する前記分割範囲における前記曲面との前記面間隔が広くなるにつれて高くなるように、各前記発光素子間で異なっている請求項７に記載の表示装置。
9. 前記画像表示器は、
   前記表示面が設けられた画像表示板（１０１）と、
   前記画像表示板を照明するバックライト（１０７）と、
   前記画像表示板と前記バックライトとの間に配置され、前記曲面との前記面間隔が広くなるにつれて、前記バックライトから前記画像表示板へ向かう光の透過率が高くなるように、箇所に応じて透過率が異なっている光学シート（１０７ｂ）と、を有する請求項７に記載の表示装置。
10. 前記画像表示器は、前記表示面が設けられた液晶パネルとしての画像表示板を有し、
    前記曲面との前記面間隔が広くなるにつれて、前記表示面における表示色の明度が高くなるように、前記画像表示板における表示画素の透過率を調整する画像明度調整部（１０３ｄ）を、さらに備える請求項７に記載の表示装置。
11. 前記画像表示器は、
    液晶パネルとしての画像表示板と、
    前記画像表示板を照明するバックライトと、を有し、
    前記画像表示板は、前記表示面にカラー画像を表示するカラーフィルタ（１０１ａ）を有し、
    前記カラーフィルタは、前記曲面との前記面間隔が広くなるにつれて、透過率が高くなっている請求項７に記載の表示装置。

Images