JPH0672185A

JPH0672185A - 車両用表示装置

Info

Publication number: JPH0672185A
Application number: JP4291251A
Authority: JP
Inventors: Takakuni Watanabe; 高訓渡辺; Tadashi Iino; 正飯野; Kunimitsu Aoki; 邦光青木; Hajime Murata; 一村田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 1994-03-15

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶表示素子のバックライトとして円形状の
リフレクタを持つ光源を使用した車両用表示装置のコン
パクト化を目的とする。【構成】液晶表示素子１１の背面に密着状態で拡散板
２０を取り付ける。該拡散板２０面に対向するように所
定角度の開角θを持って反射板２１を配置する。液晶表
示素子１１と反射板２１との開角した端部１１ａ，２１
ａで構成する開口部に光源２２を配置する。該光源２２
はハロゲンランプ２２ａは使用し、リフレクタ２２ｂの
直径Ｄ₂は液晶表示素子１１と反射板２１との開角した
端部１１ａ，２１ａ間の長さに合わせている。前記開角
θをθ＜４５°とすれば、Ｄ₂＜Ｗ ₂となる。液晶表示
素子１１の縦Ｈ₁＝Ｗ₁×ｔａｎθとなる開角θにすれ
ば、リフレクタ２２ｂの直径Ｄ₂と液晶表示素子１１の
縦の長さＨ₁とを等しくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の運転情報を表示
する表示器をバックライト付きの液晶表示素子で構成
し、その表示像をウインドシールド等の反射部材で反射
させて運転者視点に導き、ウインドシールド後方に表示
像を虚像として視認させるヘッドアップディスプレイ型
の車両用表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヘッドアップディスプレイ型の車両用表
示装置は、通常、運転情報を表示する表示器をその表示
面を上に向けてダッシュボード内に配置し、該表示面に
現れる表示像をダッシュボードの開口部を介してウイン
ドシールド面で反射させて運転者視点に導き、ウインド
シールドの後方に表示像ヲ虚像として視認させるように
構成されている。

【０００３】この場合に、表示器として液晶表示素子を
使用するときには、一般にバックライト付きの透過型液
晶表示素子が用いられている。液晶表示素子を用いる場
合に、上述したように、表示器の表示像、すなわち表示
面から出射した表示光がウインドシールドで反射されて
虚像として良好に視認されるためには、バックライトと
しての光源が高輝度である必要がある。このため、通
常、光源としてはハロゲンランプ等の高輝度光源が用い
られている。

【０００４】このような透過型液晶表示素子を用いた表
示器の一例が図１７（Ａ），（Ｂ）に示されている。図
に示すように、液晶表示素子１１としては、通常用いら
れているように長方形の表示パターン域を持つものが使
用されている。また、該液晶表示素子１１の背面に光を
照射するバックライト用の光源１２として、中心部にハ
ロゲンランプ１２ａを有し、該ランプ１２ａの外周側に
円形状（直径Ｄ₁）のリフレクタ１２ｂを備えたものが
用いられている。該光源１２の中心部のランプ１２ａが
点灯すると、光はリフレクタ１２ｂによって反射され略
平行光線となって前方を照射するように構成されてい
る。

【０００５】前記液晶表示素子１１は前述したように長
方形の表示パターン域を持ち、該表示パターン域は、図
１８に示すように、縦Ｈ₁と横Ｗ₁（但し、Ｈ₁＜
Ｗ₁）とからなるガラス基板の内部の縦Ｈ₁′と横
Ｗ₁′で仕切られた範囲である。また通常、液晶表示素
子１１は、図１９に示すように、縦Ｈ₂と横Ｗ₂からな
る大きさのホルダ１３に嵌め込んで使用されているの
で、液晶表示素子１１の使用時における縦横はこのホル
ダ１３の縦Ｈ₂と横Ｗ₂の大きさとなる。

【０００６】図２０には、前記液晶表示素子１１をホル
ダ１３に嵌め込んでケース１５前面に配置するととも
に、ケース１５の後部には前記光源１２を取り付けた状
態の表示器１０の斜視図が示されている。また、前記ハ
ロゲンランプ１２ａは高温となるため、光源１２の部分
を他の部分に接触させないように、図２１に示すよう
に、光源１２のリフレクタ１２ｂの上面を覆うようなカ
バー１６が取り付けられる場合もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図１７
（Ｂ）に示すように、均一な光を液晶表示素子１１の表
示パターン域に供給するためには、光源１２のリフレク
タ１２ｂの直径Ｄ₁を表示パターン域の横Ｗ₁′よりも
大きくする必要がある。このため、縦方向の（Ｄ₁−Ｈ
₁′）／２＝ａの部分が不必要となってしまう。前述し
たように、液晶表示素子１１自体は表示パターン域より
も大きく、かつホルダ１３に嵌め込んで使用するため、
実際の液晶表示素子１１の縦の長さはＨ₂となり、更に
これをケース１５に組み込むためケース１５の高さｈ
（≒Ｈ₂）が縦方向の長さとなる。したがって、実質的
には（Ｄ₁−ｈ）／２＝ｂの部分だけ光源１２がケース
１５の上下に突出することになり、この部分が表示器１
０としてのコンパクト化を阻害することとなる。なお、
図２１に示すように、カバー１６を用いたものは更に突
出部分が多くなり、形状はさらに大きくなって設置スペ
ースの確保が困難となる。

【０００８】本発明は、液晶表示素子のバックライトと
して円形状のリフレクタを持つ光源を使用した車両用表
示装置のコンパクト化を図ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、透過型液晶表
示素子と、該液晶表示素子の背面側から光を照射する円
形状のリフレクタを備えた光源等とで構成される表示器
の表示像をウインドシールド等の反射部材で反射させ、
該反射部材の後方に虚像として視認させるヘッドアップ
ディスプレイ型の車両用表示装置において、前記液晶表
示素子の背面側に、該液晶表示素子と所定角度で開角す
る反射板を対向配置するとともに、該反射板と前記液晶
表示素子との開角する開口部に前記光源を配置したこと
を特徴としている。

【００１０】前記透過型液晶表示素子の背面に、略密着
して光を拡散する拡散板を配置してもよく、また拡散板
の背面に、拡散板面に対し入射光を垂直にするプリズム
を配置してもよい。

【００１１】本発明は、透過型液晶表示素子と、該液晶
表示素子の背面側から光を照射する円形状のリフレクタ
を備えた光源等とで構成される表示器の表示像をウイン
ドシールド等の反射部材で反射させ、該反射部材の後方
に虚像として視認させるヘッドアップディスプレイ型の
車両用表示装置において、前記液晶表示素子の背面側
に、該液晶表示素子と一端面が近接し、他の一端面が所
定角度で開角する導光体を配置するとともに、該導光体
の開角側端面に前記光源を配置したことを特徴としてい
る。

【００１２】前記導光体の液晶表示素子に近接する一端
面又は所定角度で開角する他の一端面を鋸歯状に形成し
て、導入された光を液晶表示素子背面に垂直に出射する
ようにしてもよく、前記液晶表示素子の背面と導光体と
の間に、光を拡散する拡散板を配置してもよい。

【００１３】

【作用】上述構成により、液晶表示素子の背面側に対向
配置した反射板の液晶表示素子とのなす開角を所定角
度、例えば３０度にすると、液晶表示素子と反射板との
開角の開口部の長さは、液晶表示素子の横幅×ｔａｎ３
０°となって、この開口部に開口部の長さと同じリフレ
クタ径を有する光源を配置すると、光源から出射した光
は反射板で反射され液晶表示素子の横幅全域にわたって
照射する。すなわち、反射板の液晶表示素子との開角を
４５度未満にすると、液晶表示素子の横幅より小さな直
径のリフレクタを使用することができるため、光源を小
型にすることができ、装置全体をコンパクトにすること
が可能となる。

【００１４】反射板の代わりに導光体を用いたものは、
導光体の一端面が反射板の作用をして、入射した光源の
光は該端面で反射して液晶表示素子を照射する。反射板
のときと異なる点は、導光体が一体物ゆえに光源の形状
やスペース等に合わせた設計の自由度が高く、かつ部品
点数を少なくすることができるのでコスト面でも有利と
なる。

【００１５】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の実施例について
説明する。なお、従来の技術のところで説明したものと
同一あるいは相当する部分には同一符号を付す。

【００１６】図１には、本発明の一実施例である車両用
表示装置の平面図が示されている。図に示すように、液
晶表示素子１１の背面には密着状態で拡散板２０が取り
付けられており、該拡散板２０面に対向するように所定
角度の開角θを持って反射板２１が配置されている。

【００１７】また、液晶表示素子１１と反射板２１との
開角した端部１１ａ，２１ａで構成する開口部には光源
２２が配置されている。該光源２２は従来の技術の項で
示したものと同様、ハロゲンランプ２２ａが使用されて
おり、該光源２２のリフレクタ２２ｂの直径Ｄ₂は液晶
表示素子１１と反射板２１との開角した端部１１ａ，２
１ａ間の長さに合わせられていて、前記開角θが４５°
のときは、Ｄ₂≒Ｗ₂となり、θ＜４５°のときはＤ₂
＜Ｗ₂となる。このため、開角θ＜４５°の範囲で、か
つ液晶表示素子１１の縦Ｈ₁＝Ｗ₁×ｔａｎθとなる開
角θにすれば、図１（Ｂ）に示すように、リフレクタ２
２ｂの直径Ｄ₂と液晶表示素子１１の縦の長さＨ₁とを
等しくすることができる。すなわち、図２の斜視図で示
すように、ケース１５の高さｈからリフレクタ２２ｂが
突出しないようにでき、コンパクト化が図れる。

【００１８】このように、光源２２の光を直接液晶表示
素子１１に入射させず、一旦反射板２１で反射させ、液
晶表示素子１１に入射するようにしているので、液晶表
示素子１１に対する反射板２１の角度θを変えることに
より、光源２２のリフレクタ２２ｂの直径Ｄ₂を自在に
調節することができる。そして、開口部の長さを液晶表
示素子１１の縦Ｈ₁に略一致するように反射板２１の角
度θを設定すると、リフレクタ２２ｂの直径Ｄ₂と液晶
表示素子１１の縦の長さＨ₁とを等しくすることができ
ることになる。

【００１９】また、図３に示すように、光源２２の配置
を変え、光の出射方向を変えることにより、反射板２１
で反射され液晶表示素子１１に入射する光の角度を直角
に近づけることもできる。いずれの場合にも、液晶表示
素子１１の背面に密着して拡散板２０が取り付けられて
いるので、光の入射角が問題となることはないが、光源
の利用効率から見ると垂直入射の方が効率が良いので、
このような光源配置も考えられる。これは、図４に示す
ように、光源２２が液晶表示素子１１の面と平行な光線
を出射する位置Ｃにあると、光が液晶表示素子１１に垂
直に入射するためには反射板２１の開角θをθ₁（＝４
５°）としなければならず、これではリフレクタ２２ｂ
の径が従来のものと同一となり、反射板２１設置の意味
をなさないことになる。このため、開角θをθ₂（＜４
５°）として光源２２を位置Ｄに配置したものである。

【００２０】なお、光源２２を、図３に示す位置に配置
できないような場合には、図５に示すように、反射板２
１の表面を断面鋸歯状にして、拡散板２０への光の入射
角を直角にすることもできる。あるいは、図６（Ａ）に
示すように、拡散板２０の背面にプリズム頂角θ_Pのプ
リズム２３を配置して、反射板２１で反射されＥ方向に
向かう光を拡散板２０に直角になるようにしてもよい。
図６（Ｂ）には、前記プリズム２３と同じ効果を有しな
がら軽量かつ薄型化したプリズム２３′の断面図が示さ
れている。

【００２１】なお、上記説明中では、拡散板２０や液晶
表示素子１１への入射光の入射角を直角になるようにし
ているが、実際には図７に示すように、ウインドシール
ドの傾きθ₃やアイポイントに虚像を表示しない場合な
ど（ズレＬ）が考えられる。その場合には、拡散板２０
を取り付けないで、液晶表示素子１１に光を入射角θ ₄
で入射させた方がより高輝度な表示を提供することがで
きる。このような場合には、図４の反射板２１の角度や
光源の位置、図５の反射板２１の鋸歯の形状、図６のプ
リズム頂角θ_Pの角度等を適宜設定すればよい。

【００２２】なお、図８乃至図１０に示すように、液晶
表示素子１１と反射板２１との開口部の長さよりも大き
な光源３２を用いても、リフレクタ３２ｂがケース１５
の高さｈ内に収まる範囲であれば使用することができ
る。この場合には、図８，１０に示すように、他に小型
の反射板３１を使用すると良い場合もある。

【００２３】次に、第２の実施例について説明する。な
お、先の実施例のところで説明したものと同一部材には
同一符号を付す。

【００２４】図１１には、本実施例に係る車両用表示装
置が示されており、（Ａ）はその平面図で（Ｂ）は側面
図である。この第２の実施例が先の実施例と異なる点
は、反射板の代わりに一端面Ｂが反射板の役割をする断
面三角形のプリズム（導光体）が用いられている点にあ
る。すなわち、図に示すように、液晶表示素子１１の背
面に密着した拡散板２０の裏面に、図１２に示すような
形状の、ガラスまたはプラスチックからなる透明なプリ
ズム４１がその端面Ａを密着した状態で配置されてお
り、プリズム頂角θ_PAの開角する方向のプリズム４１端
面Ｃに面して光源２２が配置されている。

【００２５】該光源２２は先の実施例で示したものと同
様、ハロゲンランプ２２ａが使用されており、該光源２
２のリフレクタ２２ｂの直径Ｄ₂はプリズム４１の端面
Ｂの長さに合わせられていて、前記プリズム頂角θ_PAが
４５°のときは、Ｄ₂≒Ｗ₂となり、プリズム頂角θ_PA
＜４５°のときはＤ₂＜Ｗ₂となる。このため、プリズ
ム頂角θ_PA＜４５°の範囲で、かつ液晶表示素子１１の
縦Ｈ₁＝Ｗ₁×ｔａｎθとなるプリズム頂角θ_PAにすれ
ば、図１１（Ｂ）に示すように、リフレクタ２２ｂの直
径Ｄ₂と液晶表示素子１１の縦の長さＨ₁とを等しくす
ることができる。

【００２６】この実施例では、先の実施例で用いた反射
板の代わりに、一端面Ｂが反射板の役割をするプリズム
（導光体）４１を用いているので、光源の形状やスペー
ス等に合わせた設計の自由度が高く、かつ部品点数を少
なくすることができるのでコスト面でも有利となる。ま
た更に、プリズム（導光体）４１はガラス又はプラスチ
ックによる一体物ゆえ、内部に埃が入らないので、輝度
低下を招く恐れが生じない。

【００２７】また、光源２２の光を液晶表示素子１１の
背面に導く導光体として断面三角形のプリズム４１を用
いたが、円柱形のプラスチック材を、図１３に示すよう
に、略円錐形の導光体５１に成形して用いることもでき
る。この場合、リフレクタ３２ｂがケースの高さｈ内に
収まる範囲であれば、より大きな光源３２を使用するこ
とができる。

【００２８】また、液晶表示素子１１への入射光を垂直
にしたい場合には、図１５に示すように、プリズム４１
の端面Ａを鋸歯状に形成するか、あるいは図１６に示す
ように、反射面であるプリズム４１端面Ｂを鋸歯状に形
成するとよい。なお、鋸歯状の面の角度を変えることに
よって、出射光や反射光の角度を自由に変えることがで
きるので、種々のヘッドアップディスプレイに対応させ
ることができる。また、スペース等の関係で、プリズム
４１の反射用端面Ｂが入射光に対して全反射する角度に
構成できない場合には、少なくてもこの端面Ｂにアルミ
ニウム蒸着処理を施すと、反射率が上がって、より高輝
度な表示像を得ることができる。なお、光源２２の熱に
よる液晶表示素子１１への影響を少なくするためには、
アルミニウム蒸着に代わって、可視光線を反射し赤外線
を透過するコールドミラー処理をプリズム４１の端面Ｂ
に施すとよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
光源の光を直接液晶表示素子に入射させず、一旦、液晶
表示素子と所定角度で対向配置した反射板で反射させて
液晶表示素子に入射するようにしているので、液晶表示
素子に対する反射板の角度を変えることにより、光源の
リフレクタの直径を小型にすることができ、装置全体の
コンパクト化が図れる。また、反射板と光源の位置、反
射板の形状、あるいはプリズム頂角等を適宜設計するこ
とで、液晶表示素子への光の入射角を希望する角度とす
ることができる。

【００３０】また、導光体を用いているものにあって
は、導光体が一体物ゆえに光源の形状やスペース等に合
わせた設計の自由度が高く、かつ部品点数を少なくする
ことができるのでコスト面でも有利となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の車両用表示装置を示すもので、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。

【図２】図１で示した車両用表示装置の斜視図である。

【図３】光源の位置を変えた実施例である。

【図４】液晶表示素子に光を直角に入射させるための光
源の位置と反射板の配置角度との関係を現す図である。

【図５】反射板の表面を鋸歯状にした車両用表示装置の
例である。

【図６】（Ａ）は拡散板の背面にプリズムを取り付けた
車両用表示装置の例であり、（Ｂ）はプリズムを軽量薄
型化した例である。

【図７】車両のウインドシールドを反射手段としたヘッ
ドアップディスプレイ型の車両用表示装置の場合に液晶
表示素子への入射光が面に直角でない方が良い場合の例
で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。

【図８】他の実施例の平面図である。

【図９】同じく他の実施例の平面図である。

【図１０】更に同じく他の実施例の平面図である。

【図１１】本発明の第２の実施例の車両用表示装置を示
すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。

【図１２】導光体であるプリズムの斜視図である。

【図１３】他の導光体の斜視図である。

【図１４】図１３に示す導光体を用いた車両用表示装置
の平面図である。

【図１５】液晶表示素子面への光の入射角を垂直にする
ために、プリズムの光の出射面の形状を変えた状態の側
面図である。

【図１６】液晶表示素子面への光の入射角を垂直にする
ために、プリズムの光の反射面の形状を変えた状態の側
面図である。

【図１７】従来の車両用表示装置を示すもので、（Ａ）
は平面図、（Ｂ）は背面図である。

【図１８】図１７に用いる液晶表示素子の正面図であ
る。

【図１９】液晶表示素子にホルダを被せた状態の斜視図
である。

【図２０】図１７に示す車両用表示装置がケースに収め
られた状態の斜視図である。

【図２１】車両用表示装置の光源部分に遮熱用のカバー
を取り付けた状態の側面図である。

【符号の説明】

１０車両用表示装置（表示器）１１液晶表示素子１２光源１２ａハロゲンランプ１２ｂリフレクタ２１反射板２２光源２２ｂリフレクタ２３プリズム４１プリズム（導光体）

【手続補正書】

【提出日】平成５年４月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】また、液晶表示素子１１と反射板２１との
開角した端部１１ａ，２１ａで構成する開口部には光源
２２が配置されている。該光源２２は従来の技術の項で
示したものと同様、ハロゲンランプ２２ａが使用されて
おり、該光源２２のリフレクタ２２ｂの直径Ｄ₂は液晶
表示素子１１と反射板２１との開角した端部１１ａ，２
１ａ間の長さに合わせられていて、前記開角θが４５°
のときは、Ｄ₂≒Ｗ₁ となり、θ＜４５°のときはＤ₂
＜Ｗ₁ となる。このため、開角θ＜４５°の範囲で、か
つ液晶表示素子１１の縦Ｈ₁＝Ｗ₁×ｔａｎθとなる開
角θにすれば、図１（Ｂ）に示すように、リフレクタ２
２ｂの直径Ｄ₂と液晶表示素子１１の縦の長さＨ₁とを
等しくすることができる。すなわち、図２の斜視図で示
すように、ケース１５の高さｈからリフレクタ２２ｂが
突出しないようにでき、コンパクト化が図れる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】なお、上記説明中では、拡散板２０や液晶
表示素子１１への入射光の入射角を直角になるようにし
ているが、実際には図７に示すように、ウインドシール
ドの傾きθ₃やアイポイント正面に虚像を表示しない場
合など（ズレＬ）が考えられる。その場合には、拡散板
２０を取り付けないで、液晶表示素子１１に光を入射角
θ₄で入射させた方がより高輝度な表示を提供すること
ができる。このような場合には、図４の反射板２１の角
度や光源の位置、図５の反射板２１の鋸歯の形状、図６
のプリズム頂角θ_Pの角度等を適宜設定すればよい。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】該光源２２は先の実施例で示したものと同
様、ハロゲンランプ２２ａが使用されており、該光源２
２のリフレクタ２２ｂの直径Ｄ₂はプリズム４１の端面
Ｂの長さに合わせられていて、前記プリズム頂角θ_PAが
４５°のときは、Ｄ₂≒Ｗ₁ となり、プリズム頂角θ_PA
＜４５°のときはＤ₂＜Ｗ₁ となる。このため、プリズ
ム頂角θ_PA＜４５°の範囲で、かつ液晶表示素子１１の
縦Ｈ₁＝Ｗ₁×ｔａｎθとなるプリズム頂角θ_PAにすれ
ば、図１１（Ｂ）に示すように、リフレクタ２２ｂの直
径Ｄ₂と液晶表示素子１１の縦の長さＨ₁とを等しくす
ることができる。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年４月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２０】

フロントページの続き (72)発明者村田一静岡県島田市横井１−７−１矢崎計器株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透過型液晶表示素子と、該液晶表示素子
の背面側から光を照射する円形状のリフレクタを備えた
光源等とで構成される表示器の表示像をウインドシール
ド等の反射部材で反射させ、該反射部材の後方に虚像と
して視認させるヘッドアップディスプレイ型の車両用表
示装置において、前記液晶表示素子の背面側に、該液晶表示素子と所定角
度で開角する反射板を対向配置するとともに、該反射板
と前記液晶表示素子との開角する開口部に前記光源を配
置したことを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】前記透過型液晶表示素子の背面に、略密
着して光を拡散する拡散板を配置したことを特徴とする
請求項１記載の車両用表示装置。
【請求項３】前記拡散板の背面に、拡散板面に対し入
射光を垂直にするプリズムを配置したことを特徴とする
請求項２記載の車両用表示装置。
【請求項４】透過型液晶表示素子と、該液晶表示素子
の背面側から光を照射する円形状のリフレクタを備えた
光源等とで構成される表示器の表示像をウインドシール
ド等の反射部材で反射させ、該反射部材の後方に虚像と
して視認させるヘッドアップディスプレイ型の車両用表
示装置において、前記液晶表示素子の背面側に、該液晶表示素子と一端面
が近接し、他の一端面が所定角度で開角する導光体を配
置するとともに、該導光体の開角側端面に前記光源を配
置したことを特徴とする車両用表示装置。
【請求項５】前記導光体の液晶表示素子に近接する一
端面又は所定角度で開角する他の一端面を鋸歯状に形成
して、導入された光を液晶表示素子背面に垂直に出射す
るようにしたことを特徴とする請求項４記載の車両用表
示装置。
【請求項６】前記液晶表示素子の背面と導光体との間
に、光を拡散する拡散板を配置したことを特徴とする請
求項４，５記載の車両用表示装置。