JPH10104026A - ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな光源が不要で且つコンパクトに構成で
き、表示文字又は画像と合わせて背景も同時に見ること
のできるディプレイ装置を実現すること。 【解決手段】 液晶表示器１０１として透明基板１１８
ａ，１１８ｂに高分子分散型液晶１１６を挟み、透明電
極１１７ａ，１１７ｂに印加する電圧を制御することに
より、液晶を透明／不透明状態に制御する。バックライ
トとして外部から入射する外光１１３と、内蔵の光源手
段１０６を用いる。液晶表示器１０１のＢの部分に電圧
を印加し、Ａの文字パターンを無電界にすると、文字が
散乱により表示され、その周囲部分は外景光１０７が透
過する。車両の運転者１１５は前方を見ながら、文字情
報を読み取ることができる。特に外光の強弱に応じて表
示コントラストが変化するように見える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、船舶、鉄
道車両等において、運転者が前方の外景と表示器から出
力される画像及び文字情報とを重ねて視るためのディス
プレイ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】運転者に速度や警報（ウォーニング）等
の各種情報を前方外景と重ねた形で同時に読み取ること
ができるようにしたヘッドアップディスプレイが最近自
動車等でも用いられるようになっている。かかるヘッド
アップディスプレイ１０の構成例を図１０に示す。

【０００３】ヘッドアップディスプレイ１０は、透過型
液晶表示器１１、ハロゲンランプ１２、ミラー１３、１
４、ホログラム１６、ビームコンバイナー１８等を含ん
で構成される。透過型液晶表示器１１をハロゲンランプ
１２で照明することにより、表示像１５が形成され、こ
の像が２つのミラー１３、１４で反射し、ホログラム１
６に入射される。ホログラム１６では表示像の緑色光の
みが反射され、ウインドシールド１７に設けたハーフミ
ラー１８で再び反射する。こうして車両前方に虚像１９
を形成することによって前方外景と重畳させる形で各種
情報を表示することができる。このような投射方式がヘ
ッドアップディスプレイとして一部の分野に用いられて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
なヘッドアップディスプレイでは、晴天時の昼間のよう
に外光が強い場合に表示像が見づらくなり、良好な視認
性を確保するためには、光量の大きい光源が必要とな
る。このため従来は２０Ｗ以上の光源を用いなければな
らず、消費電力の増大や、光源の放熱のための空間や冷
却機構が不可欠になるという課題があった。

【０００５】また、この投射方式においては、透過型液
晶表示器やハロゲンランプ等の画像形成部が分離されて
いる。これに加えて、投射するための一定の光路を稼ぐ
必要から、表示像を複数のミラーで反射させる構成とな
っている。従って装置が大型化し、これを格納するため
に例えばダッシュボード内に大きな空間を占有してしま
うという課題があった。

【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、光量の大きな光源が不要で、
省電力で発熱も小さく、且つコンパクトで設置スペース
が従来に比べて非常に小さくできるディスプレイ装置を
実現することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１記載の発明は、外景及び表示像を重ねて視る
ディスプレイ装置であって、複数枚の透明基板の間に光
の透過状態と散乱状態とに変化させる液晶層を狭持し、
前記液晶層に加わる電界を制御することによって散乱状
態により表示像を形成するとともに、透過状態の部分か
ら外景光を通過させる液晶表示器と、前記液晶表示器に
表示像の信号を与える信号発生手段と、前記液晶表示器
に背光を与え、散乱状態の液晶による表示像を可視状態
にする照明装置と、を具備することを特徴とするもので
ある。

【０００８】また請求項２記載の発明では、前記液晶表
示器は、前記液晶層が高分子分散型の液晶で構成される
ことを特徴とするものである。

【０００９】また請求項３記載の発明では、前記照明装
置は、前記液晶表示器の背面から入射される外光を、一
色以上の着色光に分光して前記液晶層に与える分光手段
と、自発発光の光を前記液晶層に与える光源手段と、を
有することを特徴とするものである。

【００１０】また請求項４記載の発明では、前記光源手
段は、外光の光強度が所定値より大きい場合は消灯し、
所定値以下の場合は点灯することを特徴とするものであ
る。

【００１１】また請求項５記載の発明では、前記分光手
段は、前記液晶表示器の背面側に位置する透明基板と、
前記透明基板の両面に密着されたホログラムと、を有す
るものであり、前記光源手段は、自発発光の光を平行光
に変換し、前記平行光を前記透明基板の端面から入射さ
せることを特徴とするものである。

【００１２】また請求項６記載の発明では、前記分光手
段は、前記液晶表示器の背面側から到来する外光を集光
する集光手段と、前記集光手段で集光された光の所定波
長範囲の成分のみ透過させ、着色光を前記液晶表示器の
裏側透明基板に入射させるフィルタ手段と、を有するも
のであり、前記光源手段は、自発発光する光源の光を、
前記液晶表示器の透明基板の端面から入射させることを
特徴とするものである。

【００１３】また請求項７記載の発明では、前記照明装
置は、外光を集光して前記液晶表示器に与える集光手段
と、前記液晶表示器の背面で反射された光を反射して再
び前記集光手段に与える反射手段と、を有することを特
徴とするものである。

【００１４】また請求項８記載の発明では、前記反射手
段は、車両のフロントガラスであることを特徴するもの
である。

【００１５】また請求項９記載の発明では、前記反射手
段は、建築物の窓ガラスであることを特徴するものであ
る。

【００１６】また請求項１０記載の発明では、前記反射
手段は、ショウウインドウのガラスであることを特徴す
るものである。

【００１７】また請求項１１記載の発明では、前記分光
手段は、前記液晶表示器の裏側透明基板に密着され、所
定の間隔で且つその基板面とほぼ直角になるよう配列さ
れ、基板面に斜めに入射する光に対しては所定波長範囲
の光のみ透過させるフィルタ手段を内蔵し、基板面に直
角に入射する光に対してはそのまま透過させるフィルタ
基板を有するものであり、前記光源手段は、自発発光の
光を前記透明基板の端面から入射させることを特徴とす
るものである。

【００１８】また請求項１２記載の発明は、複数枚の透
明基板間に光の透過状態と散乱状態とに変化させる液晶
層を狭持し、前記液晶層に加わる電界を制御することに
よって散乱状態により表示像を形成する液晶表示器と、
前記液晶表示器の背面に取り付けられ、到来光を吸収す
る吸収板と、前記液晶表示器に表示像の信号を与える信
号発生手段と、前記液晶表示器に光を与え、散乱状態の
液晶による表示像を可視状態にする照明装置と、を具備
することを特徴とするものである。

【００１９】また請求項１３記載の発明では、前記液晶
表示器は、前記液晶層が高分子分散型の液晶で構成され
ることを特徴とするものである。

【００２０】また請求項１４記載の発明では、前記照明
装置は、前記液晶表示器の前面から入射される外光を、
一色以上の着色光に分光して前記液晶層に与える分光手
段と、自発発光の光を前記液晶層に与える光源手段と、
を有することを特徴とするものである。

【００２１】また請求項１５記載の発明では、前記分光
手段は、前記液晶表示器の前面側に位置する透明基板
と、前記透明基板の前面に密着されたホログラムと、を
有するものであり、前記光源手段は、自発発光の光を前
記液晶表示器の端面から入射させることを特徴とするも
のである。

【００２２】また請求項１６記載の発明は、外光によっ
て発電し、前記液晶表示器及び前記信号発生手段に電力
を供給する発電手段を設けたことを特徴とするものであ
る。

【００２３】また請求項１７記載の発明は、前記発電手
段の電力を蓄積し、前記発電手段からの発電量が所定値
より小さい場合に、前記液晶表示器及び前記信号発生手
段に電力を供給する充電手段を設けたことを特徴とする
ものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）本発明の第１の実施の形態におけるデ
ィスプレイ装置について図面を参照しつつ説明する。図
１は本実施の形態のディスプレイ装置１００の基本構成
図である。ディスプレイ装置１００は例えば車両の運転
席等の前方に設置されるもので、液晶表示器１０１と照
明装置１０２より構成される。液晶表示器１０１は、高
分子分散型液晶１１６とこれを狭持する２枚の透明基板
１１８ａと１１８ｂとから成り、夫々の透明基板１１８
ａ，１１８ｂに表示パターンに対応して透明電極１１７
ａ，１１７ｂが形成されている。そして図示しない信号
発生装置からの信号に従って液晶表示器１０１の一部
（セグメント、各画素又はそれらの周辺部分）を散乱状
態や透明状態にすることにより、画像や文字を表示す
る。

【００２５】高分子分散型液晶１１６は、高分子の中に
例えば１μｍ大のＴＮ型の液晶の粒を分散させたもの
で、電界を印加すると、光を透過して透明となり、無電
界だと光を散乱して乳白色になるものである。

【００２６】照明装置１０２は液晶表示器１０１を照明
する照明装置で、透明基板１０３とその両面に配された
ホログラム１０４、１０５、及び透明基板１０３の端面
に配置された光源手段１０６から構成されている。

【００２７】このホログラム１０４、１０５は、回折効
率が高く、波長選択性が強い体積位相型や表面レリーフ
型が用いられ、透明基板１０３の垂直方向にはほぼ透明
な分光手段である。従って、外景光１０７は透明基板１
０３を何等の影響を受けずに透過し、車両の運転者１１
５は通常のガラスを通して見るように外景を見ることが
できる。

【００２８】光源手段１０６は、例えばシリンドリカル
レンズ１０８、光源１０９、反射ミラー１１０により構
成される。ここで使用する光源１０９は冷陰極管のよう
な消費電力が１Ｗ程度のもので十分である。光源１０９
から発した光は反射ミラー１１０により一旦集光され、
シリンドリカルレンズ１０８によって平行光１１１に変
換されて、透明基板１０３の端面からホログラム１０５
に斜めに入射する。平行光１１１はホログラム１０５に
よって回折し、透明基板１０３の表面から回折照明光１
１２として出射し、液晶表示器１０１を照明する。また
車両のフロントガラス等から入射する外光１１３は、ホ
ログラム１０４で回折され、回折照明光１１４として透
明基板１０３の表面から出射し、光源手段１０６の回折
照明光１１２と共に液晶表示装器１０１を照明する。

【００２９】図中Ａの部分の文字パターンを形成する透
明電極１１７ａ，１１７ｂの部分に電圧が印加されず、
Ａの部分の文字パターンを形成しない部分と、Ｂの部分
の透明電極に電圧が印加されるとする。回折照明光１１
２及び１１４によって液晶表示器１０１の散乱状態に設
定されたＡの画像や文字の部分は散乱し、且つ輝いた着
色表示像を形成する。一方、図中Ｂの透明状態に設定さ
れた部分や、Ａの文字以外の部分では外景光１０７が透
過するため、車両の運転者１１５は表示像を外景に重畳
させて見ることができる。

【００３０】回折照明光１１４は、外光１１３の光強度
に応じて液晶表示装置１０１を照明するから、晴天時の
昼間のように外光１１３が強い場合においても、良好な
視認性を確保することができる。

【００３１】外光の光強度を光センサ等で検出して、光
強度が所定の値より大きい場合光源１０９を消灯してお
くと、さらに消費電力を節約することができる。また多
重露光により平行光１１１を回折するホログラム１０５
と、外光１１３を回折するホログラム１０４を同じ部分
に配置してもよく、こうすると構成を簡単にすることが
できる。

【００３２】さらに、図２のように例えば透明基板１０
３のＣの部分に平行光１１１から緑の波長成分を回折す
るホログラム２０１を設け、Ｄの部分に平行光１１１か
ら青の波長成分を回折するホログラム２０２を設け、Ｅ
の部分に外光１１３から緑の波長成分を回折するホログ
ラム２０３を設け、Ｆの部分に外光１１３から青の波長
成分を回折するホログラム２０４を設ければ、緑と青の
二色表示が可能となる。

【００３３】このような構成のディスプレイ装置３０１
は、図３に示すように自動車のウインドシールド３０２
の近傍であって、ダッシュボード３０３上部に設置する
ことができる。勿論、このディスプレイ装置は自動車用
に限定されるものではなく、船舶、鉄道車両、ショーウ
ィンドウ等のディスプレイ装置としても使用することが
できる。

【００３４】（実施の形態２）次に本発明の第２の実施
の形態におけるディスプレイ装置について図面を参照し
つつ説明する。図４は本実施の形態のディスプレイ装置
４００の基本構成図であり、第１の実施の形態のものと
同一部分は同一の名称を付け、詳細な説明は省略する。
ディスプレイ装置４００は液晶表示器４０１と照明装置
４０２より構成される。液晶表示器４０１は、高分子分
散型液晶４１３とこれを狭持する２枚の透明基板４１５
ａと４１５ｂとから成り、図示しない信号発生装置から
の信号に従って液晶表示器４０１の一部を散乱状態や透
明状態にすることにより、画像や文字を表示するもので
ある。

【００３５】照明装置４０２は液晶表示器４０１を照明
するもので、液晶表示器４０１の透明基板４１５ａの端
面より導光して着色照明光４０３で照明する。このため
照明装置４０２は透明基板４１５ａ，４１５ｂの端面に
設けられた光源手段４０４、外光４０５を集める集光手
段、外光４０５から着色照明光４０６を得る分光手段か
ら構成される。光源手段４０４は、例えばＬＥＤ４０
７、レンズ４０８から成り、集光手段は反射ミラー４０
９で構成され、分光手段はカラーフィルター４１０から
構成される。これらのカラーフィルタ４１０及び反射ミ
ラー４０９は、外光４０５を反射して液晶表示器４０１
の裏側を着色照明光４０６で照明するようになってい
る。

【００３６】ＬＥＤ４０７から発した光を、レンズ４０
８で平行な着色照明光４０３に変換し、液晶表示器４０
１の透明基板４１５の端面より入射する。図中Ａの部分
に示すように、散乱状態に設定された画像や文字の部分
は着色照明光４０３により散乱し、輝いた着色表示像を
形成する。また図中Ｂの部分に示すように、透明状態に
設定された部分では、空気層と透明基板４１５との屈折
率差によって、着色照明光４０３が透明基板４１５ａ内
を全反射する。このため、着色照明光４０３は液晶表示
器４０１の表面に出てこない。

【００３７】一方、外光４０５は反射ミラー４０９によ
って反射され、カラーフィルタ４１０で着色照明光４０
６に変換され、液晶表示器４０１の裏側を照明する。図
中Ａの散乱状態に設定された画像や文字の部分は、着色
照明光４０６により散乱し、輝いた着色表示像を形成す
る。図中Ｂの透明状態に設定された部分では、着色照明
光４０６は運転者４１１の目に入らない方向に透過す
る。従って、透明状態の部分は外景光４１２が透過する
ため、運転者４１１は表示像と外景を重ねて見ることが
できる。

【００３８】着色照明光４０６は、外光４０５の光強度
に応じて液晶表示器４０１を照明するため、晴天時の昼
間のように外景光４１２が強い場合においても、良好な
視認性を確保することができる。夜間は外光４０５が弱
いため、着色照明光４０６の光強度も小さくなるが、外
景光４１２も弱いため、光源手段４０４からの着色照明
光４０３で良好な表示像が得られる。

【００３９】尚、照明装置４０２は上記の構成に限定さ
れるものではなく、外光および光源からの光を着色光に
変換し、液晶表示器４０１を照明できる構成であればよ
く、光源手段４０４は２枚の透明基板４１５ａ，４１５
ｂのいずれかの端面、又は両方の端面に配置しても良い
ことは自明である。

【００４０】また、図５のように、例えば液晶表示器４
０１の透明基板４１５の端面のＣの部分には緑色ＬＥＤ
５０１を設け、Ｄの部分には赤色ＬＥＤ５０２を設け、
Ｅの部分の分光手段として緑の波長成分を透過するカラ
ーフィルタ５０３を設け、Ｆの部分の分光手段として赤
の波長成分を透過するカラーフィルタ５０４を設けるこ
とにより、緑と赤の二色表示が可能となる。

【００４１】さらに図６のように、液晶表示器４０１の
裏面で反射した着色照明光４０６の反射光６０１を、反
射手段を構成するウインドシールド３０２で反射し、再
び集光手段を構成する反射ミラー４０９に入射するよう
な光学的構成とすることによって、効率よく外光を利用
できる。この場合、より明るい表示像が得られるので、
さらに省電力のディスプレイ装置が実現できる。

【００４２】（実施の形態３）次に本発明の第３の実施
の形態におけるディスプレイ装置について図面を参照し
つつ説明する。図７は本実施の形態のディスプレイ装置
７００の基本構成図であり、第１の実施の形態と同一の
部分は同一の名称を付け、詳細な説明は省略する。ディ
スプレイ装置７００は液晶表示器７０１と照明装置７０
２より構成される。液晶表示器７０１は、高分子分散型
液晶７１１とこれを狭持する２枚の透明基板７１３ａと
７１３ｂとから成り、図示しない信号発生装置からの信
号に従って液晶表示器７０１の一部を散乱状態や透明状
態にすることにより、画像や文字を表示する。

【００４３】照明装置７０２は液晶表示器７０１を照明
するもので、液晶表示器７０１の透明基板７１３ａの端
面より導光して着色照明光７０３により照明する。照明
装置７０２は、外光７０５から着色照明光７０６を得る
フィルタ基板７０７と光源手段７０４とから構成され
る。光源手段７０４は２枚の透明基板７１３ａ，７１３
ｂのいずれか一方の端面、又は両方の端面に配置しても
良い。フィルタ基板７０７は、例えば所定の範囲の波長
のみ透過するカラーフィルタ７０８をフィルタ基板７０
７内に基板面とほぼ直角で所定の間隔で平行に設けたも
のである。

【００４４】フィルタ手段であるカラーフィルタ７０８
の厚みｔを十分薄くし、間隔ｐを適切に選ぶと、フィル
タ基板７０７の垂直方向にはほぼ透明となる。従って、
外景光７０９は何等の影響を受けずにフィルタ基板７０
７を透過し、運転者７１０は通常のガラスを通して見る
ように外景を見ることができる。光源手段７０４から発
した着色照明光７０３を透明基板７１３ａの端面より入
射して照明すると、図中Ａの散乱状態に設定された画像
や文字の部分は輝いた着色表示像となる。

【００４５】図中Ｂの透明状態に設定された部分では、
空気層と透明基板７１３との屈折率差によって着色照明
光７０３が透明基板７１３内を全反射する。このため、
着色照明光７０３は液晶表示器７０１の表面に出てこな
い。一方、外光７０５がフィルタ基板７０７に斜めに入
射すると、カラーフィルタ７０８で着色照明光７０６に
変換され、液晶表示器７０１を照明する。図中Ａの散乱
状態に設定された画像や文字の部分は、着色照明光７０
６により散乱し、輝いた着色表示像を形成する。図中Ｂ
の透明状態に設定された部分では、着色照明光７０６は
運転者７１０の目に入らない方向に透過する。従って、
透明状態の部分は外景光７０９が透過するため、運転者
７１０は表示像と外景を重ねて見ることができる。

【００４６】着色照明光７０６は、外光７０５の光強度
に応じて液晶表示器７０１を照明するため、晴天時の昼
間のように外景光７０９が強い場合においても、良好な
視認性を確保することができる。夜間は外光７０５が弱
いため、着色照明光７０６の光強度も小さくなるが、外
景光７０９も弱いため、光源手段７０４からの着色照明
光７０３で良好な表示像が得られる。

【００４７】（実施の形態４）次に本発明の第４の実施
の形態におけるディスプレイ装置について図面を参照し
つつ説明する。図８は本実施の形態のディスプレイ装置
８００の基本構成図であり、第１の実施の形態と同一の
部分は同一の名称を付け、詳細な説明は省略する。ディ
スプレイ装置８００は液晶表示器８０１、吸収板８０
２、照明装置８０３より構成される。液晶表示器８０１
は、高分子分散型液晶８１１とこれを狭持する２枚の透
明基板８１３ａと８１３ｂとから成り、図示しない信号
発生装置からの信号に従って液晶表示器８０１の一部を
散乱状態にすることにより、画像や文字を表示するもの
である。

【００４８】吸収板８０２は液晶表示器８０１の裏面に
設置された光を吸収する板である。照明装置８０３は液
晶表示器８０１を照明するもので、透明基板８１３ｂの
端面より導光して着色照明光８０４で照明する。照明装
置８０３は光源手段８０５、透明基板８０６、透明基板
８０６の表面に配されたホログラム８０７から構成され
る。光源手段８０５は、２枚の透明基板８１３のいずれ
かの端面、又は両方の端面に配置しても良い。

【００４９】光源手段８０５から発した着色照明光８０
４を、透明基板８１３ｂの端面より入射して照明する
と、図中Ａの散乱状態に設定された画像や文字の部分は
散乱し、輝いた着色表示像を形成する。図中Ｂの液晶が
透明状態に設定された部分では、空気層と透明基板８１
３との屈折率差によって着色照明光８０４が透明基板８
１３ａ，８１３ｂ内を全反射する。このため、着色照明
光８０４は液晶表示器８０１の表面に出てこない。一
方、外光８０８はホログラム８０７で回折され、回折照
明光８０９として透明基板８０６の表面から出射し、液
晶表示装置８０１を照明する。

【００５０】液晶表示器８０１の図中Ａの散乱状態に設
定された画像や文字の部分は、散乱して輝いた着色表示
像を形成する。図中Ｂの透明状態に設定された部分で
は、回折照明光８０９は透過して吸収板８０２で吸収さ
れる。従って、観測者８１０は吸収板８０２を背景に着
色した表示像を見ることができる。このように液晶表示
器８０１の照明に外光を利用することによって、省電力
な液晶ディスプレイを実現することができる。尚、照明
装置８０３の構成は上記に限定されるものではない。

【００５１】（実施の形態５）次に本発明の第５の実施
の形態のディスプレイ装置として、発電手段及び充電手
段を設けたものについて説明する。図９は本実施の形態
のディスプレイ装置９００のシステム構成を示すブロッ
ク図である。本図の液晶表示器９０１は、第１の実施の
形態と同様の高分子分散型液晶と、これを狭持する透明
電極が形成された２枚の透明基板からなるものである。
液晶表示器９０１は信号発生手段９０２からの信号に従
って液晶表示器９０１を散乱状態や透明状態にすること
により、画像や文字を表示する。

【００５２】照明装置９０３は光源手段９０５を有し、
外光９０４を分光した着色光、又は光源手段９０５から
の照明光で液晶表示器９０１を照明し、画像や文字を着
色する。液晶表示器９０１、信号発生手段９０２、光源
手段９０５を動作させるための電力は、発電手段９０
６、充電手段９０７、又は外部電源９０９により供給さ
れる。発電手段９０６は、例えば太陽電池のような太陽
の光エネルギーを電気エネルギーに変換するもので、充
電手段９０７は発電手段９０６で発電した電力、又は外
部電源９０９より充電されるものである。

【００５３】外光９０４を利用するため、光源手段９０
５により液晶表示器９０１を照明するため消費電力は２
Ｗ程度である。このため通常は発電手段９０６から供給
する電力でこのディスプレイ装置９００を十分動作させ
ることが可能である。また外光９０４の光強度が所定の
値以上の場合は、光源手段９０５による照明も不要とな
るため、ディスプレイ装置９００の消費電力は更に小さ
くなり、発電手段９０６で発電した余分な電力は充電手
段９０７に蓄えられる。外光９０４の光強度が弱く、発
電手段９０６での発電量が所定の値より小さくなった場
合は、充電手段９０７からディスプレイ装置９００に電
力が供給される。更に外光９０４の弱い状態が長時間継
続し、充電手段９０７に蓄えた電力がなくなった場合の
み、外部電源９０９から電力が供給される。

【００５４】このように、ディスプレイ装置の消費電力
を小さくするだけでなく、外光を利用した発電手段およ
び、それを蓄える充電手段を具備することで、外部から
の電源供給が不要、もしくは殆ど消費しないディスプレ
イ装置が実現できる。

【００５５】

【発明の効果】以上のように請求項１〜１１記載の発明
によれば、表示する画像や文字部分を散乱状態にし、そ
の他の部分は透明状態にし、外光が強い場合は外光を利
用して表示像を形成することで、光量の大きな光源が不
要となり、従来の１／１０程度の電力で照明装置を実現
することができる。このため省電力で発熱も小さいとい
う優れたディスプレイ装置を実現できる。また、従来の
投射型の虚像表示装置に比べて、大きな設置スペースを
必要とせず、簡単な構成で外景と表示像を重畳させて表
示することができる。

【００５６】また請求項１２〜１５記載の発明によれ
ば、表示像の部分は着色されて表示され、それ以外の部
分は黒くなるので、外光の強弱に係わらずコントラスト
に優れた表示が得られる。

【００５７】また請求項１６，１７記載の発明によれ
ば、発電手段と充電手段を設けたことにより、外部電源
を用いずに照明装置を機能させることができる。このた
め電源のない場所でもディスプレイ装置を用いることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるディスプレ
イ装置の基本構成図である。

【図２】第１の実施の形態におけるディスプレイ装置の
構成を示す斜視図である。

【図３】本発明のディスプレイ装置を車両に取り付けた
場合の外観図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態におけるディスプレ
イ装置の基本構成図である。

【図５】第２の実施の形態におけるディスプレイ装置の
構成を示す斜視図である。

【図６】第２の実施の形態におけるディスプレイ装置を
車両に取り付ける場合の照明方法を示す説明図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態におけるディスプレ
イ装置の基本構成図である。

【図８】本発明の第４の実施の形態におけるディスプレ
イ装置の基本構成図である。

【図９】本発明の第５の実施の形態におけるディスプレ
イ装置の全体構成図である。

【図１０】従来のヘッドアップディスプレイの基本構成
図である。

【符号の説明】

１００，２００，３０１，４００，７００，８００，９
００ ディスプレイ装置 １０１，４０１，７０１，８０１，９０１ 液晶表示器 １０２，４０２，７０２，８０３，９０３ 照明装置 １０３，１１８ａ，１１８ｂ，４１５ａ，４１５ｂ，７
１３ａ，７１３ｂ，８１３ａ，８１３ｂ，８０６ 透明
基板 １０４，１０５，２０１〜２０４，８０７ ホログラム １０６，４０４，７０４，８０５，９０５ 光源手段 １０７，４１２，７０９ 外景光 １０８ シリンドカルレンズ １０９ 光源 １１０，４０９ 反射ミラー １１１ 平行光 １１２，１１４ 回折照明光 １１３，４０５，７０５，８０８，９０４ 外光 １１５，４１１，７１０ 運転者 １１６，４１３，７１１ 高分子分散型液晶 １１７，４１４，７１２ 透明電極 ３０２ ウインドシールド ３０３ ダッシュボード ４０７，５０１，５０２ ＬＥＤ ４０８ レンズ ４１０，５０３，５０４，７０８ カラーフィルタ ４０３，４０６，７０３，７０６，８０４ 着色照明光 ６０１ 反射光 ７０７ フィルタ基板 ８０２ 吸収板 ９０２ 信号発生手段 ９０６ 発電手段 ９０７ 充電手段 ９０９ 外部電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｆ 1/1333 Ｇ０２Ｆ 1/1333 1/1335 1/1335 Ｇ０３Ｈ 1/22 Ｇ０３Ｈ 1/22 Ｇ０９Ｆ 9/35 Ｇ０９Ｆ 9/35

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外景及び表示像を重ねて視るディスプレ
   イ装置であって、 複数枚の透明基板の間に光の透過状態と散乱状態とに変
   化させる液晶層を狭持し、前記液晶層に加わる電界を制
   御することによって散乱状態により表示像を形成すると
   ともに、透過状態の部分から外景光を通過させる液晶表
   示器と、 前記液晶表示器に表示像の信号を与える信号発生手段
   と、 前記液晶表示器に背光を与え、散乱状態の液晶による表
   示像を可視状態にする照明装置と、を具備することを特
   徴とするディスプレイ装置。
2. 【請求項２】 前記液晶表示器は、 前記液晶層が高分子分散型の液晶で構成されることを特
   徴とする請求項１記載のディスプレイ装置。
3. 【請求項３】 前記照明装置は、 前記液晶表示器の背面から入射される外光を、一色以上
   の着色光に分光して前記液晶層に与える分光手段と、 自発発光の光を前記液晶層に与える光源手段と、を有す
   るものであることを特徴とする請求項１記載のディスプ
   レイ装置。
4. 【請求項４】 前記光源手段は、 外光の光強度が所定値より大きい場合は消灯し、所定値
   以下の場合は点灯するものであることを特徴とする請求
   項３記載のディスプレイ装置。
5. 【請求項５】 前記分光手段は、 前記液晶表示器の背面側に位置する透明基板と、 前記透明基板の両面に密着されたホログラムと、を有す
   るものであり、 前記光源手段は、 自発発光の光を平行光に変換し、前記平行光を前記透明
   基板の端面から入射させるものであることを特徴とする
   請求項３記載のディスプレイ装置。
6. 【請求項６】 前記分光手段は、 前記液晶表示器の背面側から到来する外光を集光する集
   光手段と、 前記集光手段で集光された光の所定波長範囲の成分のみ
   透過させ、着色光を前記液晶表示器の裏側透明基板に入
   射させるフィルタ手段と、を有するものであり、 前記光源手段は、 自発発光する光源の光を、前記液晶表示器の透明基板の
   端面から入射させるものであることを特徴とする請求項
   ３記載のディスプレイ装置。
7. 【請求項７】 前記照明装置は、 外光を集光して前記液晶表示器に与える集光手段と、 前記液晶表示器の背面で反射された光を反射して再び前
   記集光手段に与える反射手段と、を有するものであるこ
   とを特徴とする請求項１記載のディスプレイ装置。
8. 【請求項８】 前記反射手段は、 車両のフロントガラスであることを特徴する請求項７記
   載のディスプレイ装置。
9. 【請求項９】 前記反射手段は、 建築物の窓ガラスであることを特徴する請求項７記載の
   ディスプレイ装置。
10. 【請求項１０】 前記反射手段は、 ショウウインドウのガラスであることを特徴する請求項
    ７記載のディスプレイ装置。
11. 【請求項１１】 前記分光手段は、 前記液晶表示器の裏側透明基板に密着され、所定の間隔
    で且つその基板面とほぼ直角になるよう配列され、基板
    面に斜めに入射する光に対しては所定波長範囲の光のみ
    透過させるフィルタ手段を内蔵し、基板面に直角に入射
    する光に対してはそのまま透過させるフィルタ基板を有
    するものであり、 前記光源手段は、 自発発光の光を前記透明基板の端面から入射させるもの
    であることを特徴とする請求項３記載のディスプレイ装
    置。
12. 【請求項１２】 複数枚の透明基板間に光の透過状態と
    散乱状態とに変化させる液晶層を狭持し、前記液晶層に
    加わる電界を制御することによって散乱状態により表示
    像を形成する液晶表示器と、 前記液晶表示器の背面に取り付けられ、到来光を吸収す
    る吸収板と、 前記液晶表示器に表示像の信号を与える信号発生手段
    と、 前記液晶表示器に光を与え、散乱状態の液晶による表示
    像を可視状態にする照明装置と、を具備することを特徴
    とするディスプレイ装置。
13. 【請求項１３】 前記液晶表示器は、 前記液晶層が高分子分散型の液晶で構成されることを特
    徴とする請求項１２記載のディスプレイ装置。
14. 【請求項１４】 前記照明装置は、 前記液晶表示器の前面から入射される外光を、一色以上
    の着色光に分光して前記液晶層に与える分光手段と、 自発発光の光を前記液晶層に与える光源手段と、を有す
    るものであることを特徴とする請求項１２記載のディス
    プレイ装置。
15. 【請求項１５】 前記分光手段は、 前記液晶表示器の前面側に位置する透明基板と、 前記透明基板の前面に密着されたホログラムと、を有す
    るものであり、 前記光源手段は、 自発発光の光を前記液晶表示器の端面から入射させるも
    のであることを特徴とする請求項１２記載のディスプレ
    イ装置。
16. 【請求項１６】 外光によって発電し、前記液晶表示器
    及び前記信号発生手段に電力を供給する発電手段を設け
    たことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項記載
    のディスプレイ装置。
17. 【請求項１７】 前記発電手段の電力を蓄積し、前記発
    電手段からの発電量が所定値より小さい場合に、前記液
    晶表示器及び前記信号発生手段に電力を供給する充電手
    段を設けたことを特徴とする請求項１６記載のディスプ
    レイ装置。