JPH10133137A - ディスプレイ装置とこれを用いた表示システム - Google Patents
ディスプレイ装置とこれを用いた表示システムInfo
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 自動車、計測器等の表示システム等に使用さ
れ、各種情報を外景に重ねて表示することができ、しか
も表示領域全域にわたって均一な明るさで各種情報を表
示することができる省電力かつ小形のディスプレイ装置
を提供する。 【解決手段】 一対の透明基板２０１，２０２の間に、
光を透過する状態と散乱する状態との切換が可能な高分
子分散型液晶層２０３を狭持し、画素毎に光の透過と散
乱とを切換制御することにより画像又は文字等の情報を
表示する透過型液晶表示器１０１と、透過型液晶表示器
に表示情報の信号を与える信号発生装置と、透過型液晶
表示器の透明基板２０１，２０２の端面に照明光を入射
させる照明部１０４とを備える。照明部は、透明基板の
端面と光源１０２との間に配置された絞り１０３を有
し、この絞りは透明基板の端面に沿って延びた長手の開
口部を有し、開口部の幅が長手方向に沿って変化してい
る。
れ、各種情報を外景に重ねて表示することができ、しか
も表示領域全域にわたって均一な明るさで各種情報を表
示することができる省電力かつ小形のディスプレイ装置
を提供する。 【解決手段】 一対の透明基板２０１，２０２の間に、
光を透過する状態と散乱する状態との切換が可能な高分
子分散型液晶層２０３を狭持し、画素毎に光の透過と散
乱とを切換制御することにより画像又は文字等の情報を
表示する透過型液晶表示器１０１と、透過型液晶表示器
に表示情報の信号を与える信号発生装置と、透過型液晶
表示器の透明基板２０１，２０２の端面に照明光を入射
させる照明部１０４とを備える。照明部は、透明基板の
端面と光源１０２との間に配置された絞り１０３を有
し、この絞りは透明基板の端面に沿って延びた長手の開
口部を有し、開口部の幅が長手方向に沿って変化してい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、船舶、鉄
道車両等の乗り物または計測器表示システム等におい
て、観察者が画像、文字等の表示を前方の外景に重ねて
見ることができるディスプレイ装置に関する。
道車両等の乗り物または計測器表示システム等におい
て、観察者が画像、文字等の表示を前方の外景に重ねて
見ることができるディスプレイ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のディスプレイ装置として、例え
ば特開平７−９６７７１号公報又は特開平７−３１５０
７５号公報等に開示されている車載用ディスプレイ装置
がある。このディスプレイ装置は、速度や警報等の各種
情報を前方の外景に重ねた状態で表示することにより、
運転者が前方の外景を見ながら同時に各種情報を読み取
ることができるようにしたものであり、ヘッドアップデ
ィスプレイと呼ばれている。
ば特開平７−９６７７１号公報又は特開平７−３１５０
７５号公報等に開示されている車載用ディスプレイ装置
がある。このディスプレイ装置は、速度や警報等の各種
情報を前方の外景に重ねた状態で表示することにより、
運転者が前方の外景を見ながら同時に各種情報を読み取
ることができるようにしたものであり、ヘッドアップデ
ィスプレイと呼ばれている。
【０００３】かかるヘッドアップディスプレイについ
て、図１５を参照しながら説明を加える。図中、１５０
１は透過型液晶表示器、１５０２はハロゲンランプ及び
コンデンサーレンズ等で構成された照明系、１５０３，
１５０４および１５０６はミラーである。透過型液晶表
示器１５０１を照明系１５０２で照明して形成された表
示像光１５０５は、ミラー１５０３，１５０４および１
５０６で順次反射され、次にウインドシールド（前方窓
ガラス）１５０７の内部または表面、あるいはその近傍
に設けられたハーフミラー１５０８で反射して運転者の
目１５１０に達する。したがって、透過型液晶表示器１
５０１に表示された情報は、運転者から見てハーフミラ
ー１５０８の向こう側に虚像１５０９として見えること
になる。このように、運転者から見ると前方の外景に重
ねた形で各種情報が表示される。
て、図１５を参照しながら説明を加える。図中、１５０
１は透過型液晶表示器、１５０２はハロゲンランプ及び
コンデンサーレンズ等で構成された照明系、１５０３，
１５０４および１５０６はミラーである。透過型液晶表
示器１５０１を照明系１５０２で照明して形成された表
示像光１５０５は、ミラー１５０３，１５０４および１
５０６で順次反射され、次にウインドシールド（前方窓
ガラス）１５０７の内部または表面、あるいはその近傍
に設けられたハーフミラー１５０８で反射して運転者の
目１５１０に達する。したがって、透過型液晶表示器１
５０１に表示された情報は、運転者から見てハーフミラ
ー１５０８の向こう側に虚像１５０９として見えること
になる。このように、運転者から見ると前方の外景に重
ねた形で各種情報が表示される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のディスプレイ装置は、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る。このような
場合に良好な視認性を確保するためには、照明系の光源
として光量の大きいものが必要となる。その結果、消費
電力が増大し、光源の放熱のための空間や冷却手段が必
要になるといった課題が生ずる。
ような従来のディスプレイ装置は、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る。このような
場合に良好な視認性を確保するためには、照明系の光源
として光量の大きいものが必要となる。その結果、消費
電力が増大し、光源の放熱のための空間や冷却手段が必
要になるといった課題が生ずる。
【０００５】また、上記のディスプレイ装置では、透過
型液晶表示器やハロゲンランプ等の画像形成部がウイン
ドシールドから離れた箇所に配置され、透過型液晶表示
器からの表示像を複数のミラーで反射させてウインドシ
ールド近傍まで導いている。従って、装置全体が大型化
し、これを収納するための大きい空間１５１１が例えば
ダッシュボード内に必要となる。さらに、照明系が有す
る照明むらにより表示画像の輝度分布が均一にならず視
認性が悪いといった問題もある。輝度分布の均一性を向
上させようとすると照明系の構成が大きくなったり複雑
になったりする。
型液晶表示器やハロゲンランプ等の画像形成部がウイン
ドシールドから離れた箇所に配置され、透過型液晶表示
器からの表示像を複数のミラーで反射させてウインドシ
ールド近傍まで導いている。従って、装置全体が大型化
し、これを収納するための大きい空間１５１１が例えば
ダッシュボード内に必要となる。さらに、照明系が有す
る照明むらにより表示画像の輝度分布が均一にならず視
認性が悪いといった問題もある。輝度分布の均一性を向
上させようとすると照明系の構成が大きくなったり複雑
になったりする。
【０００６】本発明は上記のような従来の課題に鑑み、
各種情報を外景に重ねて表示することができ、しかも表
示領域全域にわたって均一な明るさで各種情報を表示す
ることができる省電力かつ小形のディスプレイ装置を提
供することを目的とする。
各種情報を外景に重ねて表示することができ、しかも表
示領域全域にわたって均一な明るさで各種情報を表示す
ることができる省電力かつ小形のディスプレイ装置を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のディスプレイ装
置の第１の構成は、一対の透明基板の間に、光を透過す
る状態と散乱する状態との切換が可能な高分子分散型液
晶層を狭持し、画素毎に光の透過と散乱とを切換制御す
ることにより画像、文字等の情報を表示する透過型液晶
表示器と、前記透過型液晶表示器に表示情報の信号を与
える信号発生装置と、前記透過型液晶表示器の透明基板
の端面に照明光を入射させる照明部とを備え、前記照明
部は、前記透明基板の端面と光源との間に配置された絞
りを有する。
置の第１の構成は、一対の透明基板の間に、光を透過す
る状態と散乱する状態との切換が可能な高分子分散型液
晶層を狭持し、画素毎に光の透過と散乱とを切換制御す
ることにより画像、文字等の情報を表示する透過型液晶
表示器と、前記透過型液晶表示器に表示情報の信号を与
える信号発生装置と、前記透過型液晶表示器の透明基板
の端面に照明光を入射させる照明部とを備え、前記照明
部は、前記透明基板の端面と光源との間に配置された絞
りを有する。
【０００８】前記絞りは、前記透過型液晶表示器の透明
基板の端面の長手方向に沿って延びた長手の開口部を有
する板状部材から構成され、前記開口部の長手方向に垂
直な幅方向の開口幅が前記長手方向に沿って変化してい
ることが好ましい。さらに、前記開口部の幅方向の開口
幅が階段状に変化し、且つ、長手方向に複数回繰り返し
て変化していることも好ましい。
基板の端面の長手方向に沿って延びた長手の開口部を有
する板状部材から構成され、前記開口部の長手方向に垂
直な幅方向の開口幅が前記長手方向に沿って変化してい
ることが好ましい。さらに、前記開口部の幅方向の開口
幅が階段状に変化し、且つ、長手方向に複数回繰り返し
て変化していることも好ましい。
【０００９】前記絞りの別の形態は、透明板とその表面
に形成された開口部を有する光透過率が低い膜とから構
成され、前記膜の開口部によって形成された光透過領域
は前記透過型液晶表示器の透明基板の端面の長手方向に
沿って延び、前記光透過領域の長手方向に垂直な幅方向
の領域幅が前記長手方向に沿って変化している。
に形成された開口部を有する光透過率が低い膜とから構
成され、前記膜の開口部によって形成された光透過領域
は前記透過型液晶表示器の透明基板の端面の長手方向に
沿って延び、前記光透過領域の長手方向に垂直な幅方向
の領域幅が前記長手方向に沿って変化している。
【００１０】前記絞りのさらに別の形態は、透明板とそ
の表面に形成された開口部を有する光透過率が低い膜と
から構成され、前記膜の開口部によって形成された光透
過領域は前記透過型液晶表示器の透明基板の端面の長手
方向に沿って延び、前記長手方向に垂直な方向におい
て、前記光透過率が低い膜の透過率が光透過領域から離
れるほど小さい。
の表面に形成された開口部を有する光透過率が低い膜と
から構成され、前記膜の開口部によって形成された光透
過領域は前記透過型液晶表示器の透明基板の端面の長手
方向に沿って延び、前記長手方向に垂直な方向におい
て、前記光透過率が低い膜の透過率が光透過領域から離
れるほど小さい。
【００１１】本発明のディスプレイ装置の第２の構成
は、一対の透明基板の間に、光を透過する状態と散乱す
る状態との切換が可能な高分子分散型液晶層を狭持し、
画素毎に光の透過と散乱とを切換制御することにより画
像又は文字等の情報を表示する透過型液晶表示器と、前
記透過型液晶表示器に表示情報の信号を与える信号発生
装置と、前記透過型液晶表示器の透明基板の端面に照明
光を入射させる照明部とを備え、前記照明部は、前記透
明基板の端面と光源との間の空間を挟んで対向するよう
に配置された一対の平行平板を有する。
は、一対の透明基板の間に、光を透過する状態と散乱す
る状態との切換が可能な高分子分散型液晶層を狭持し、
画素毎に光の透過と散乱とを切換制御することにより画
像又は文字等の情報を表示する透過型液晶表示器と、前
記透過型液晶表示器に表示情報の信号を与える信号発生
装置と、前記透過型液晶表示器の透明基板の端面に照明
光を入射させる照明部とを備え、前記照明部は、前記透
明基板の端面と光源との間の空間を挟んで対向するよう
に配置された一対の平行平板を有する。
【００１２】好ましくは、前記平行平板の透明基板側の
辺が、前記透明基板の端面の長手方向に沿って変化する
凹凸形状を有する。さらに、その凹凸形状が、階段状に
変化し、且つ、前記長手方向に複数回繰り返し変化して
いることが好ましい。前記平行平板の対向面が光反射面
であることも好ましい。
辺が、前記透明基板の端面の長手方向に沿って変化する
凹凸形状を有する。さらに、その凹凸形状が、階段状に
変化し、且つ、前記長手方向に複数回繰り返し変化して
いることが好ましい。前記平行平板の対向面が光反射面
であることも好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の第１の実施形態に係る
ディスプレイ装置の概略構成を示す斜視図である。透過
型液晶表示器１０１は、光を散乱する状態（以下、散乱
状態という）と光を透過する状態（以下、透過状態とい
う）との切り換えが可能な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枚の透明基板とから成
る。信号発生装置（図示せず）からの信号に従って透過
型液晶表示器１０１を画素ごとに散乱状態または透過状
態に切換制御することにより、画像や文字を表示するこ
とができる。照明部１０４は透過型液晶表示器を照明す
るために透明基板の端面を照明する冷陰極管１０２と、
冷陰極管１０２および透明基板の間に介装された絞り１
０３とから構成されている。
実施の形態を説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の第１の実施形態に係る
ディスプレイ装置の概略構成を示す斜視図である。透過
型液晶表示器１０１は、光を散乱する状態（以下、散乱
状態という）と光を透過する状態（以下、透過状態とい
う）との切り換えが可能な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枚の透明基板とから成
る。信号発生装置（図示せず）からの信号に従って透過
型液晶表示器１０１を画素ごとに散乱状態または透過状
態に切換制御することにより、画像や文字を表示するこ
とができる。照明部１０４は透過型液晶表示器を照明す
るために透明基板の端面を照明する冷陰極管１０２と、
冷陰極管１０２および透明基板の間に介装された絞り１
０３とから構成されている。
【００１４】図２は本発明のディスプレイ装置の断面図
である。透明電極が形成された２枚の透明基板２０１，
２０２の間に高分子分散型液晶層２０３が狭持されてい
る。高分子分散型液晶層２０３は信号発生装置からの駆
動信号により散乱状態の部分２０６と透過状態の部分２
０７とに分かれる。散乱状態の部分２０６は光を散乱さ
せて輝いた状態に見える。透過状態の部分では、外景か
らの光２０４が透過して観察者の目２０５に達する。し
たがって、観察者には散乱状態の部分２０６からなる表
示像が背景に重畳されて見える。
である。透明電極が形成された２枚の透明基板２０１，
２０２の間に高分子分散型液晶層２０３が狭持されてい
る。高分子分散型液晶層２０３は信号発生装置からの駆
動信号により散乱状態の部分２０６と透過状態の部分２
０７とに分かれる。散乱状態の部分２０６は光を散乱さ
せて輝いた状態に見える。透過状態の部分では、外景か
らの光２０４が透過して観察者の目２０５に達する。し
たがって、観察者には散乱状態の部分２０６からなる表
示像が背景に重畳されて見える。
【００１５】絞り１０３は、照明部１０４に照明される
透過型液晶表示器１０１の端面に近い表示領域部分から
遠い表示領域部分にわたって輝度ができるだけ均一にな
るようにする働きを有している。すなわち、照明部１０
４から透明基板２０１，２０２の端面に入射した照明光
は、導光体としての機能を併せ持つ透明基板２０１，２
０２の内部を伝播して反対側の端面まで達するが、透明
基板２０１，２０２自身の光吸収による減衰のために、
照明部から遠い表示領域部分の輝度が低下する。しか
し、絞り１０３が照明部１０４に近い表示領域を照明す
る冷陰極管１０２からの光束を制限するので、表示領域
内で輝度分布が均一化される。
透過型液晶表示器１０１の端面に近い表示領域部分から
遠い表示領域部分にわたって輝度ができるだけ均一にな
るようにする働きを有している。すなわち、照明部１０
４から透明基板２０１，２０２の端面に入射した照明光
は、導光体としての機能を併せ持つ透明基板２０１，２
０２の内部を伝播して反対側の端面まで達するが、透明
基板２０１，２０２自身の光吸収による減衰のために、
照明部から遠い表示領域部分の輝度が低下する。しか
し、絞り１０３が照明部１０４に近い表示領域を照明す
る冷陰極管１０２からの光束を制限するので、表示領域
内で輝度分布が均一化される。
【００１６】図３は、絞り１０３による表示領域内の輝
度分布の均一化作用を説明するためのディスプレイ装置
の概略断面図である。照明部１０４の冷陰極管１０２か
ら出射した透過型液晶表示器１０１の照明用光束は絞り
１０３によりケラレを受ける。例えば、透過型液晶表示
器の照明部に近い側を照明する光線の一部はケラレ光線
３０１となる。透過型液晶表示器の照明部から遠い側を
照明する光線３０２は絞りの影響を受けずにそのまま通
過する。これにより、透過型液晶表示器の表示領域の輝
度が均一化される。但し、照明部に近い側の透過型液晶
表示器を照明する光線が絞りによって全てケラレてしま
うと過度に輝度が低下するので、絞りの開口幅を透過型
液晶表示器の長手方向に沿って変化させる。
度分布の均一化作用を説明するためのディスプレイ装置
の概略断面図である。照明部１０４の冷陰極管１０２か
ら出射した透過型液晶表示器１０１の照明用光束は絞り
１０３によりケラレを受ける。例えば、透過型液晶表示
器の照明部に近い側を照明する光線の一部はケラレ光線
３０１となる。透過型液晶表示器の照明部から遠い側を
照明する光線３０２は絞りの影響を受けずにそのまま通
過する。これにより、透過型液晶表示器の表示領域の輝
度が均一化される。但し、照明部に近い側の透過型液晶
表示器を照明する光線が絞りによって全てケラレてしま
うと過度に輝度が低下するので、絞りの開口幅を透過型
液晶表示器の長手方向に沿って変化させる。
【００１７】図４は、図３に示した絞り１０３をＡ−
Ａ’方向から見た部分拡大図である。絞りの開口部は透
過型液晶表示器の長手方向４０１に沿って延び、その垂
直方向の開口幅は４０２，４０３，４０４の如く階段状
に変化し、且つ、長手方向に複数回繰り返し変化してい
る。繰り返しの周期は、小さいほど表示領域の長手方向
における輝度の不均一性の発生が抑えられるが、加工コ
ストとの兼ね合いで決定される。また、各開口幅４０
２，４０３，４０４の周期長、つまり開口部長手方向に
沿う長さ４０５，４０６，４０７の比を変化させること
により、照明部に近い側の表示領域を照明する光量と、
照明部から遠い側の表示領域まで達する光量との割合を
変えることができる。したがって、周期長４０５，４０
６，４０７の比は、透明基板の端面から入射した照明光
が透明基板内を伝播する距離によって決まる減衰の程度
を補正するように決められる。なお、本実施形態では絞
りを構成する開口部の幅が３段階に繰り返し変化してい
るが、輝度分布の均一性が得られれば２段階でも良い
し、逆に４段階以上に変化させてもよい。
Ａ’方向から見た部分拡大図である。絞りの開口部は透
過型液晶表示器の長手方向４０１に沿って延び、その垂
直方向の開口幅は４０２，４０３，４０４の如く階段状
に変化し、且つ、長手方向に複数回繰り返し変化してい
る。繰り返しの周期は、小さいほど表示領域の長手方向
における輝度の不均一性の発生が抑えられるが、加工コ
ストとの兼ね合いで決定される。また、各開口幅４０
２，４０３，４０４の周期長、つまり開口部長手方向に
沿う長さ４０５，４０６，４０７の比を変化させること
により、照明部に近い側の表示領域を照明する光量と、
照明部から遠い側の表示領域まで達する光量との割合を
変えることができる。したがって、周期長４０５，４０
６，４０７の比は、透明基板の端面から入射した照明光
が透明基板内を伝播する距離によって決まる減衰の程度
を補正するように決められる。なお、本実施形態では絞
りを構成する開口部の幅が３段階に繰り返し変化してい
るが、輝度分布の均一性が得られれば２段階でも良い
し、逆に４段階以上に変化させてもよい。
【００１８】（実施の形態２）図５は本発明の第２の実
施形態に係るディスプレイ装置の構成を示す断面図であ
る。透過型液晶表示器１０１は、散乱状態と透過状態と
の切り換えが可能な高分子分散型液晶２０３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２０１，
２０２から成る。信号発生装置（図示せず）からの信号
に従って透過型液晶表示器１０１を画素毎に散乱状態ま
たは透過状態に切換制御することにより、画像や文字を
表示することができる。照明部５０６は透過型液晶表示
器を照明するために透明基板２０１，２０２の端面を照
明する冷陰極管１０２と、冷陰極管１０２および透明基
板２０１，２０２の端面との間に介装された絞り５０５
とから構成されている。
施形態に係るディスプレイ装置の構成を示す断面図であ
る。透過型液晶表示器１０１は、散乱状態と透過状態と
の切り換えが可能な高分子分散型液晶２０３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２０１，
２０２から成る。信号発生装置（図示せず）からの信号
に従って透過型液晶表示器１０１を画素毎に散乱状態ま
たは透過状態に切換制御することにより、画像や文字を
表示することができる。照明部５０６は透過型液晶表示
器を照明するために透明基板２０１，２０２の端面を照
明する冷陰極管１０２と、冷陰極管１０２および透明基
板２０１，２０２の端面との間に介装された絞り５０５
とから構成されている。
【００１９】高分子分散型液晶層２０３は信号発生装置
からの駆動信号により散乱状態の部分２０６と透過状態
の部分２０７とに分かれる。散乱状態の部分２０６は、
光を散乱させて輝いた状態に見える。透過状態の部分で
は、外景からの光２０４が透過して観察者の目２０５に
達する。このようにして、散乱状態の部分２０６からな
る表示像が背景に重畳されて見える。
からの駆動信号により散乱状態の部分２０６と透過状態
の部分２０７とに分かれる。散乱状態の部分２０６は、
光を散乱させて輝いた状態に見える。透過状態の部分で
は、外景からの光２０４が透過して観察者の目２０５に
達する。このようにして、散乱状態の部分２０６からな
る表示像が背景に重畳されて見える。
【００２０】絞り５０５は、透過型液晶表示器１０１の
照明部５０６に近い表示領域部分から遠い表示領域部分
にわたって輝度ができるだけ均一になるようにする働き
を有している。照明部５０６から透明基板２０１，２０
２の端面に入射した照明光は、導光体としての機能を併
せ持つ透明基板２０１，２０２の内部を伝播して反対側
の端面まで達するが、透明基板２０１，２０２自身の光
吸収による減衰のために、照明部から遠い表示領域部分
の輝度が低下する。そこで、絞り５０５を設けて、照明
部５０６に近い表示領域を照明する冷陰極管１０２から
の光束を制限することにより、輝度を均一化している。
照明部５０６に近い表示領域部分から遠い表示領域部分
にわたって輝度ができるだけ均一になるようにする働き
を有している。照明部５０６から透明基板２０１，２０
２の端面に入射した照明光は、導光体としての機能を併
せ持つ透明基板２０１，２０２の内部を伝播して反対側
の端面まで達するが、透明基板２０１，２０２自身の光
吸収による減衰のために、照明部から遠い表示領域部分
の輝度が低下する。そこで、絞り５０５を設けて、照明
部５０６に近い表示領域を照明する冷陰極管１０２から
の光束を制限することにより、輝度を均一化している。
【００２１】照明部５０６からの光線の一部は絞り５０
５によってケラレ光線５０３となる。透過型液晶表示器
の照明部５０６から遠い側を照明する光線５０４は絞り
５０５の影響を受けずにそのまま通過する。これにより
透過型液晶表示器の表示領域の輝度の均一化ができる。
但し、照明部に近い側の透過型液晶表示器を照明する光
線が絞り５０５によって全てケラレてしまうと過度に輝
度が低下するので、絞りの開口幅を透過型液晶表示器の
長手方向に沿って変化させる。
５によってケラレ光線５０３となる。透過型液晶表示器
の照明部５０６から遠い側を照明する光線５０４は絞り
５０５の影響を受けずにそのまま通過する。これにより
透過型液晶表示器の表示領域の輝度の均一化ができる。
但し、照明部に近い側の透過型液晶表示器を照明する光
線が絞り５０５によって全てケラレてしまうと過度に輝
度が低下するので、絞りの開口幅を透過型液晶表示器の
長手方向に沿って変化させる。
【００２２】本実施形態における絞り５０５は透明基板
５０１の表面に光透過率が低い膜５０２を形成し、透過
型液晶表示器の長手方向に延びる開口部を膜に設けるこ
とによって作製する。光透過率が低い膜は金属クロムま
たはアルミニウム等を透明基板５０１に真空蒸着するこ
とによって形成することができる。この際、適当なマス
ク処理を行うことにより、開口部（すなわち光透過領
域）が形成される。図６は絞り５０５を構成する透明基
板５０１に形成された光透過率が低い領域５０２と光透
過領域６０１との部分拡大図である。光透過領域６０１
は透過型液晶表示器の端面の長手方向４０１に延び、そ
の垂直方向の幅は長手方向４０１に沿って階段状に変化
している。この結果、実施形態１と同様の作用により表
示領域内で輝度分布が均一化される。
５０１の表面に光透過率が低い膜５０２を形成し、透過
型液晶表示器の長手方向に延びる開口部を膜に設けるこ
とによって作製する。光透過率が低い膜は金属クロムま
たはアルミニウム等を透明基板５０１に真空蒸着するこ
とによって形成することができる。この際、適当なマス
ク処理を行うことにより、開口部（すなわち光透過領
域）が形成される。図６は絞り５０５を構成する透明基
板５０１に形成された光透過率が低い領域５０２と光透
過領域６０１との部分拡大図である。光透過領域６０１
は透過型液晶表示器の端面の長手方向４０１に延び、そ
の垂直方向の幅は長手方向４０１に沿って階段状に変化
している。この結果、実施形態１と同様の作用により表
示領域内で輝度分布が均一化される。
【００２３】本実施形態の変形例として、透過型液晶表
示器の端面の長手方向に延びる光透過領域の垂直方向に
おける透過率が、図７に示されるように、中央部で最大
となり、中央部から離れるに従って徐々に小さくなるよ
うにしてもよい。このような絞りを用いた場合の作用を
図８に基づいて説明する。冷陰極管１０２から出射した
光線のうち、透過型液晶表示器１０１の表示領域の照明
部５０６に近い側を照明する光線８０１は、絞り５０５
の透過率の低い部分（垂直方向における端部）を透過す
るため大きく減衰する。一方、冷陰極管１０２から出射
した光線のうち、透過型液晶表示器１０１の表示領域の
照明部５０６から遠い側を照明する光線８０２は、絞り
５０５の透過率の高い部分（垂直方向における中央部）
を透過するため、減衰が少ない。このように、透過型液
晶表示器１０１を構成する透明基板内を伝播する距離に
よって変わる光の強さが、絞り５０５の透過率の分布に
よって均一化される。
示器の端面の長手方向に延びる光透過領域の垂直方向に
おける透過率が、図７に示されるように、中央部で最大
となり、中央部から離れるに従って徐々に小さくなるよ
うにしてもよい。このような絞りを用いた場合の作用を
図８に基づいて説明する。冷陰極管１０２から出射した
光線のうち、透過型液晶表示器１０１の表示領域の照明
部５０６に近い側を照明する光線８０１は、絞り５０５
の透過率の低い部分（垂直方向における端部）を透過す
るため大きく減衰する。一方、冷陰極管１０２から出射
した光線のうち、透過型液晶表示器１０１の表示領域の
照明部５０６から遠い側を照明する光線８０２は、絞り
５０５の透過率の高い部分（垂直方向における中央部）
を透過するため、減衰が少ない。このように、透過型液
晶表示器１０１を構成する透明基板内を伝播する距離に
よって変わる光の強さが、絞り５０５の透過率の分布に
よって均一化される。
【００２４】（実施の形態３）図９は本発明の第３の実
施形態に係るディスプレイ装置の構成を示す断面図であ
る。透過型液晶表示器１０１は、散乱状態と透過状態と
の切り換えが可能な高分子分散型液晶２０３とこれを狭
持する透明電極が形成された２枚の透明な基板２０１，
２０２から成る。信号発生装置（図示せず）からの信号
に従って透過型液晶表示器１０１を画素毎に散乱状態ま
たは透過状態に切換制御することにより、画像や文字を
表示することができる。照明部９０２は透過型液晶表示
器を照明するために透明基板２０１，２０２の端面を照
明する冷陰極管１０２と、透過型液晶表示器１０１の長
手方向に延びた一対の平行平板９０１から構成されてい
る。一対の平行平板９０１が対向する空間は冷陰極管１
０２と透過型液晶表示器１０１の端面との間に位置す
る。
施形態に係るディスプレイ装置の構成を示す断面図であ
る。透過型液晶表示器１０１は、散乱状態と透過状態と
の切り換えが可能な高分子分散型液晶２０３とこれを狭
持する透明電極が形成された２枚の透明な基板２０１，
２０２から成る。信号発生装置（図示せず）からの信号
に従って透過型液晶表示器１０１を画素毎に散乱状態ま
たは透過状態に切換制御することにより、画像や文字を
表示することができる。照明部９０２は透過型液晶表示
器を照明するために透明基板２０１，２０２の端面を照
明する冷陰極管１０２と、透過型液晶表示器１０１の長
手方向に延びた一対の平行平板９０１から構成されてい
る。一対の平行平板９０１が対向する空間は冷陰極管１
０２と透過型液晶表示器１０１の端面との間に位置す
る。
【００２５】高分子分散型液晶層２０３は信号発生装置
からの駆動信号により散乱状態の部分２０６と透過状態
の部分２０７とに分かれる。散乱状態の部分２０６は、
光を散乱させて輝いた状態に見える。透過状態の部分で
は、外景からの光２０４が透過して観察者の目２０５に
達する。このようにして、散乱状態の部分２０６からな
る表示像が背景に重畳されて見える。
からの駆動信号により散乱状態の部分２０６と透過状態
の部分２０７とに分かれる。散乱状態の部分２０６は、
光を散乱させて輝いた状態に見える。透過状態の部分で
は、外景からの光２０４が透過して観察者の目２０５に
達する。このようにして、散乱状態の部分２０６からな
る表示像が背景に重畳されて見える。
【００２６】照明部９０２を構成する一対の平行平板９
０１は、透過型液晶表示器１０１の照明部９０２に近い
表示領域部分から遠い表示領域部分にわたって輝度がで
きるだけ均一になるようにする働きを有している。照明
部９０２から透明基板２０１，２０２の端面に入射し、
透明基板２０１，２０２内を伝播する照明光は、透明基
板の光吸収によって輝度が減衰していく。上記の一対の
平行平板９０１は、照明部に近い表示領域を照明する光
束を以下のように制限することにより、表示領域内での
輝度分布を均一化する。
０１は、透過型液晶表示器１０１の照明部９０２に近い
表示領域部分から遠い表示領域部分にわたって輝度がで
きるだけ均一になるようにする働きを有している。照明
部９０２から透明基板２０１，２０２の端面に入射し、
透明基板２０１，２０２内を伝播する照明光は、透明基
板の光吸収によって輝度が減衰していく。上記の一対の
平行平板９０１は、照明部に近い表示領域を照明する光
束を以下のように制限することにより、表示領域内での
輝度分布を均一化する。
【００２７】透過型液晶表示器１０１の照明部９０２に
近い側を照明する光線の一部はケラレ光線９０３とな
る。透過型液晶表示器１０１の照明部９０２から遠い側
を照明する光線９０４は一対の平行平板９０１の影響を
ほとんど受けない。ただし、照明部に近い側の透過型液
晶表示器を照明する光線が平行平板９０１によって全て
ケラレてしまうと過度に輝度が低下してしまう。そこ
で、平行平板９０１の透過型液晶表示器側の辺の形状に
変化を付けている。
近い側を照明する光線の一部はケラレ光線９０３とな
る。透過型液晶表示器１０１の照明部９０２から遠い側
を照明する光線９０４は一対の平行平板９０１の影響を
ほとんど受けない。ただし、照明部に近い側の透過型液
晶表示器を照明する光線が平行平板９０１によって全て
ケラレてしまうと過度に輝度が低下してしまう。そこ
で、平行平板９０１の透過型液晶表示器側の辺の形状に
変化を付けている。
【００２８】図１０は図９の矢印９０５の方向から見た
部分拡大図である。平行平板９０１の透過型液晶表示器
側の辺が階段状の凹凸形状を有することがわかる。この
ようにして、照明部に近い側の透過型液晶表示器を照明
する光線が部分的に遮られ、しかも照明部に近いほど多
くの光線が遮られる。
部分拡大図である。平行平板９０１の透過型液晶表示器
側の辺が階段状の凹凸形状を有することがわかる。この
ようにして、照明部に近い側の透過型液晶表示器を照明
する光線が部分的に遮られ、しかも照明部に近いほど多
くの光線が遮られる。
【００２９】本実施形態の変形例として、図１１に示す
ディスプレイ装置では、対向する一対の平行平板１１０
１の内面（対向面）が反射面で構成されている。この場
合、冷陰極管１０２から出射した光線のうち、従来では
透過型液晶表示器１０１の表示領域の照明部９０２に近
い側を照明する光線１１０２は、平行平板１１０１の反
射面で反射されて透明基板の端面に入射し、このうちの
一部（入射角が小さいもの）は透明基板内を伝播して、
照明部から遠い表示領域部分へ到達する。一方、光線１
１０３は一対の平行平板１１０１の間を通過して透明基
板の端面に直接入射し、照明部から遠い表示領域部分へ
到達する。このようにして、照明部から遠い表示領域部
分の輝度が補強され、輝度分布の均一化が実現される。
さらに、光線の遮蔽による光量損失が少なくなるので、
光利用効率が改善されるといった効果も得られる。
ディスプレイ装置では、対向する一対の平行平板１１０
１の内面（対向面）が反射面で構成されている。この場
合、冷陰極管１０２から出射した光線のうち、従来では
透過型液晶表示器１０１の表示領域の照明部９０２に近
い側を照明する光線１１０２は、平行平板１１０１の反
射面で反射されて透明基板の端面に入射し、このうちの
一部（入射角が小さいもの）は透明基板内を伝播して、
照明部から遠い表示領域部分へ到達する。一方、光線１
１０３は一対の平行平板１１０１の間を通過して透明基
板の端面に直接入射し、照明部から遠い表示領域部分へ
到達する。このようにして、照明部から遠い表示領域部
分の輝度が補強され、輝度分布の均一化が実現される。
さらに、光線の遮蔽による光量損失が少なくなるので、
光利用効率が改善されるといった効果も得られる。
【００３０】（実施の形態４）第１から第３の実施形態
で説明したディスプレイ装置をカーナビゲーション用表
示システムに適用した場合の例を図１２に示す。カーナ
ビゲーション用表示システム１２０１は、できるだけ運
転者の前方で、かつ、ウインドシールド１２０２に近接
してダッシュボード１２０３上に配置される。運転者は
外景に重畳された、カーナビゲーションシステム（図示
せず）からの表示情報を小さな視線移動で視ることがで
きる。
で説明したディスプレイ装置をカーナビゲーション用表
示システムに適用した場合の例を図１２に示す。カーナ
ビゲーション用表示システム１２０１は、できるだけ運
転者の前方で、かつ、ウインドシールド１２０２に近接
してダッシュボード１２０３上に配置される。運転者は
外景に重畳された、カーナビゲーションシステム（図示
せず）からの表示情報を小さな視線移動で視ることがで
きる。
【００３１】（実施の形態５）また、第１から第３の実
施形態で説明したディスプレイ装置を計測器用表示シス
テムに適用した場合の例を図１３及び１４に示す。図１
３の側面図に示すように、計測器１３０２の表示側に近
接してディスプレイ装置１３０１が配置されている。図
１４の正面図に示すように、計測器（メータ）に表示さ
れる通常の情報１４０１に、ディスプレイ装置で表示さ
れる計測条件、計測異常等の情報１４０２が重畳されて
いる。したがって、観測者は、計測器（メータ）の表示
面に視線を固定していても、容易に計測条件を確認した
り計測異常を知ることができる。
施形態で説明したディスプレイ装置を計測器用表示シス
テムに適用した場合の例を図１３及び１４に示す。図１
３の側面図に示すように、計測器１３０２の表示側に近
接してディスプレイ装置１３０１が配置されている。図
１４の正面図に示すように、計測器（メータ）に表示さ
れる通常の情報１４０１に、ディスプレイ装置で表示さ
れる計測条件、計測異常等の情報１４０２が重畳されて
いる。したがって、観測者は、計測器（メータ）の表示
面に視線を固定していても、容易に計測条件を確認した
り計測異常を知ることができる。
【００３２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、透明基板
に狭持された透過・散乱切り換え可能な高分子分散型液
晶を用いて、画像や文字を背景に重ねた表示が容易に得
られる省電力かつ小形のディスプレイ装置が提供され
る。しかも、このディスプレイ装置は、透明基板の端面
を照明する照明部に備えられた絞りまたは平行平板によ
って、表示領域全域にわたって均一な輝度を得ることが
できる。
に狭持された透過・散乱切り換え可能な高分子分散型液
晶を用いて、画像や文字を背景に重ねた表示が容易に得
られる省電力かつ小形のディスプレイ装置が提供され
る。しかも、このディスプレイ装置は、透明基板の端面
を照明する照明部に備えられた絞りまたは平行平板によ
って、表示領域全域にわたって均一な輝度を得ることが
できる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係るディスプレイ装
置の概略構成を示す斜視図
置の概略構成を示す斜視図
【図２】図１のディスプレイ装置の断面図
【図３】図１のディスプレイ装置における輝度分布均一
化の原理を示す断面図
化の原理を示す断面図
【図４】図１のディスプレイ装置の照明部を構成する絞
りの開口形状を示す部分拡大図
りの開口形状を示す部分拡大図
【図５】本発明の第２の実施形態に係るディスプレイ装
置の構成を示す断面図
置の構成を示す断面図
【図６】図５のディスプレイ装置の照明部を構成する絞
りの光透過領域を示す部分拡大図
りの光透過領域を示す部分拡大図
【図７】図５のディスプレイ装置の照明部を構成する絞
りの変形例に係る絞りの透過率分布を示すグラフ
りの変形例に係る絞りの透過率分布を示すグラフ
【図８】図５のディスプレイ装置における輝度分布均一
化の原理を示す断面図
化の原理を示す断面図
【図９】本発明の第３の実施形態に係るディスプレイ装
置の構成を示す断面図
置の構成を示す断面図
【図１０】図９のディスプレイ装置の照明部を構成する
平行平板の形状を示す部分拡大図
平行平板の形状を示す部分拡大図
【図１１】図９のディスプレイ装置の変形例を示す断面
図
図
【図１２】本発明のディスプレイ装置をカーナビゲーシ
ョン用表示システムに適用した例を示す斜視図
ョン用表示システムに適用した例を示す斜視図
【図１３】本発明のディスプレイ装置を計測器用表示シ
ステムに適用した例を示す斜視図
ステムに適用した例を示す斜視図
【図１４】図１３の計測器表示システムの表示例を示す
正面図
正面図
【図１５】従来の車載用ヘッドアップディスプレイの構
成図
成図
１０１ 透過型液晶表示器 １０２ 冷陰極管 １０３ 絞り １０４，５０６，９０２ 照明部 ２０１，２０２ 透明基板 ２０３ 高分子分散型液晶層 ９０１ 平行平板
Claims (12)
- 【請求項１】 画像、文字等の表示像を外景に重ねて表
示するディスプレイ装置であって、 一対の透明基板の間に、光を透過する状態と散乱する状
態との切換が可能な高分子分散型液晶層を狭持し、画素
毎に光の透過と散乱とを切換制御することにより画像、
文字等の情報を表示する透過型液晶表示器と、 前記透過型液晶表示器に表示情報の信号を与える信号発
生装置と、 前記透過型液晶表示器の透明基板の端面に照明光を入射
させる照明部とを備え、 前記照明部は、前記透明基板の端面と光源との間に配置
された絞りを有することを特徴とするディスプレイ装
置。 - 【請求項２】 前記絞りは、前記透過型液晶表示器の透
明基板の端面の長手方向に沿って延びた長手の開口部を
有する板状部材から構成され、前記開口部の長手方向に
垂直な幅方向の開口幅が前記長手方向に沿って変化して
いる請求項１記載のディスプレイ装置。 - 【請求項３】 前記開口部の幅方向の開口幅が階段状に
変化し、且つ、長手方向に複数回繰り返して変化してい
る請求項２記載のディスプレイ装置。 - 【請求項４】 前記絞りは、透明板とその表面に形成さ
れた開口部を有する光透過率が低い膜とから構成され、
前記膜の開口部によって形成された光透過領域は前記透
過型液晶表示器の透明基板の端面の長手方向に沿って延
び、前記光透過領域の長手方向に垂直な幅方向の領域幅
が前記長手方向に沿って変化している請求項１記載のデ
ィスプレイ装置。 - 【請求項５】 前記光透過領域の幅方向の領域幅が階段
状に変化し、且つ、長手方向に複数回繰り返して変化し
ている請求項４記載のディスプレイ装置。 - 【請求項６】 前記絞りは、透明板とその表面に形成さ
れた開口部を有する光透過率が低い膜とから構成され、
前記膜の開口部によって形成された光透過領域は前記透
過型液晶表示器の透明基板の端面の長手方向に沿って延
び、前記長手方向に垂直な方向において、前記光透過率
が低い膜の透過率が光透過領域から離れるほど小さい請
求項１記載のディスプレイ装置。 - 【請求項７】 画像や文字等の表示像を外景に重ねて表
示するディスプレイ装置であって、 一対の透明基板の間に、光を透過する状態と散乱する状
態との切換が可能な高分子分散型液晶層を狭持し、画素
毎に光の透過と散乱とを切換制御することにより画像又
は文字等の情報を表示する透過型液晶表示器と、 前記透過型液晶表示器に表示情報の信号を与える信号発
生装置と、 前記透過型液晶表示器の透明基板の端面に照明光を入射
させる照明部とを備え、 前記照明部は、前記透明基板の端面と光源との間の空間
を挟んで対向するように配置された一対の平行平板を有
することを特徴とするディスプレイ装置。 - 【請求項８】 前記平行平板の透明基板側の辺が、前記
透明基板の端面の長手方向に沿って変化する凹凸形状を
有する請求項７記載のディスプレイ装置。 - 【請求項９】 前記平行平板の透明基板側の辺の凹凸形
状が、階段状に変化し、且つ、前記長手方向に複数回繰
り返し変化している請求項８記載のディスプレイ装置。 - 【請求項１０】 前記平行平板の対向面が光反射面であ
る請求項７記載のディスプレイ装置。 - 【請求項１１】 請求項１又は７記載のディスプレイ装
置を用いたカーナビゲーション表示システム。 - 【請求項１２】 請求項１又は７記載のディスプレイ装
置を用いた計測器表示システム。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8287111A JPH10133137A (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | ディスプレイ装置とこれを用いた表示システム |
| TW086115661A TW384401B (en) | 1996-10-29 | 1997-10-23 | Display device and display system using the same |
| US08/957,147 US6118420A (en) | 1996-10-29 | 1997-10-24 | Display device using transparent type LCD |
| KR1019970056090A KR100285085B1 (ko) | 1996-10-29 | 1997-10-29 | 디스플레이장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8287111A JPH10133137A (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | ディスプレイ装置とこれを用いた表示システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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