JPH11218844A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的構成を必要とすることなく、投影され
る画像の表示位置を投影方向に対して前後に移動可能な
表示装置を提供する。 【解決手段】 この表示装置１では、高分子分散型液晶
層を挟み込んでなる複数の透明／不透明切替式のスクリ
ーン５，７，９が、前後に所定の間隔をあけて配設され
ており、このスクリーン５，７，９に、画像投影部３の
ホログラム板１５によって再生される画像を投影するよ
うになっており、複数のスクリーン５，７，９のうちの
不透明状態する一つのスクリーン５，７，９を切替える
ことによって、スクリーン５，７，９に投影されて表示
される画像の表示位置が前後に移動するようになってい
る。画像投影部３に通常の映写機を使用してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像をスクリーン
に投影して表示を行う表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】映写
機等によって画像をスクリーンに投影して表示するよう
にした表示装置が従来より用いられているが、このよう
な従来の表示装置では、スクリーンには通常単一の不透
明スクリーンが使用され、投影される画像は常にスクリ
ーンが設置された１箇所（単一の表示面）で表示される
ようになっているため、表示に奥行き感がなく、単調な
表示しかできないという問題がある。

【０００３】表示に奥行き感を演出する方法として、ス
クリーンを画像の投影方向に対して前後に移動させる方
法が考えられるが、スクリーンを移動させるための機械
的構成が必要であり、構成の複雑化を招くという問題が
ある。

【０００４】そこで、本発明は前記問題点に鑑み、機械
的構成を必要とすることなく、投影される画像の表示位
置を投影方向に対して前後に移動可能な表示装置を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の技術的手段は、画像投影手段によって画像をスクリー
ンに投影して表示する表示装置であって、前記スクリー
ンは、外部制御により透明状態と不透明状態との間で切
替可能な透明／不透明切替式のスクリーンであり、当該
スクリーンを前後に所定の間隔を開けて複数設けるとと
もに、前記複数のスクリーンのうちのいずれか一つのス
クリーンのみを透明状態から不透明状態とするととも
に、その不透明状態とする一つのスクリーンを切替える
制御部を設けたことを特徴とする。

【０００６】好ましくは、前記各スクリーンは、互いに
対向する面に所定の透明電極層が形成された２枚の透明
基板の間に挟み込まれた高分子分散型液晶層を備えて構
成され、前記高分子分散型液晶層への印加電圧を制御す
ることにより透明状態と不透明状態との間で切替可能な
透明／不透明切替式のスクリーンであり、前記制御部
は、前記各スクリーンの前記高分子分散型液晶層への印
加電圧を制御することにより、前記複数のスクリーンの
うちのいずれか一つのスクリーンのみを透明状態から不
透明状態とするとともに、その不透明状態とする一つの
スクリーンを切替えるのがよい。

【０００７】また、好ましくは、前記画像投影手段は、
前記各スクリーンに投影すべき複数の画像が、所定の再
生照明光によって前記各スクリーンの配設位置に再生さ
れるように干渉縞として記録されたホログラム板と、前
記ホログラム板に向けて前記再生照明光を照射する光源
と、を備えることを特徴とする。

【０００８】また、好ましくは、前記各スクリーンは、
前記画像投影手段が前記画像を投影する投影方向と互い
に異なる角度をなすように配設されているのがよい。

【０００９】また、好ましくは、前記画像投影手段は、
前記複数のスクリーンが配設されてなる表示部に前記画
像の投影のための光が所定の傾斜方向に斜めに傾斜して
入射するようにして前記画像を投影するのがよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施形態に係
る表示装置の構成を示す図である。この表示装置１は、
画像投影部（画像投影手段）３と、その画像投影部３の
前面側に画像の投影方向に所定の間隔を開けて前後に重
ね合わされた状態で配設される複数（３つ）の透明／不
透明切替式のスクリーン５，７，９と、画像投影部３の
光源１１および各スクリーン５，７，９の制御を行う制
御部１３とを備えて構成されている。

【００１１】このように構成されれる表示装置１は、例
えば車両のインストゥルメントパネル部等に設置され、
速度計等の計器表示、警告表示、あるいはナビゲーショ
ン情報などの各種の視認情報の表示に用いられるように
なっている。なお、図１中、矢印１４は、視認者（運転
者）の視認方向を示している。

【００１２】画像投影部３は、ホログラム板１５と、そ
のホログラム板１５の裏面側からホログラム板１５に向
けて所定の再生照明光１７を照射する光源１１とを備え
て構成されている。ホログラム板１５には、図２に
「Ａ］、「Ｂ」、「Ｃ」で模式的に示されるように、各
スクリーン５，７，９に投影すべき複数の画像２１，２
３，２５が干渉縞として記録されている。なお、ここで
各画像２１，２３，２５の表示内容を示す「Ａ」、
「Ｂ」、「Ｃ」は、便宜上のものであり、実際に種々の
表示内容が考えられる。

【００１３】各画像２１，２３，２５は、光源１１によ
る再生照明光１７の照射により、ホログラム板１５との
距離Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３が互い異なる像形成位置にそれぞ
れ再生されるように記録されている。これに対応して、
スクリーン５が、画像２５が再生される像形成位置に設
置され、スクリーン７が、画像２３が再生される像形成
位置に設置され、スクリーン９が、画像２１が再生され
る像形成位置に設置されており、各スクリーン５，７，
９にそれぞれ対応する画像２１，２３，２５が投影され
るようになっている。

【００１４】各スクリーン５，７，９は、図３に示され
るように、互いに対向する面にＩＴＯ膜等の透明電極層
４１ａ，４３ａが形成された透明樹脂等によって形成さ
れる２枚のシート状の透明基板４１，４３と、その両透
明基板４１，４３間に挟み込まれた高分子分散型液晶層
４５とを備えて構成されている。高分子分散型液晶層４
５は、所定の高分子と液晶との複合膜（複合物）からな
っており、ＮＣＡＰ（ｎｅｍａｔｉｃ ｃｕｒｖｉｌｉ
ｎｅａｒ ａｌｉｇｎｅｄ ｐｈａｓｅ）型やＰＮ（ｐ
ｏｌｙｍｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ）型の液晶が使用されて
いる。

【００１５】この高分子分散型液晶層４５では、電圧無
印加時には、液晶層４５中の液晶がランダムな方向を向
き、高分子と液晶との屈折率に差異が生じ、入射光が散
乱されて透過率が大きく低下するため、白濁外観を呈す
る不透明状態となるようになっている。電圧印加時に
は、液晶が電界方向に配列し、高分子と液晶との屈折率
が一致し、入射光が散乱されずに透過するため、透明状
態となるようになっている。

【００１６】このため、各スクリーン５，７，９は、高
分子分散型液晶層４５への印加電圧を制御することによ
り透明状態と不透明状態との間で切替え可能となってお
り、画像２１，２３，２５が再生されているときに、３
つのスクリーン５，７，９のうちのいずれか一つのスク
リーン５，７，９を透明状態から不透明状態に切替える
と、その不透明状態に切替えられたスクリーン５，７，
９に対応する画像２１，２３，２５が投影されるように
なっている。

【００１７】制御部１３は、光源１１をオンオフ制御す
る一方、各スクリーン５，７，９の高分子分散型液晶層
４５への印加電圧を制御することにより３つのスクリー
ン５，７，９のいずれか一つを透明状態から不透明状態
とし、ホログラム板１５に記録された画像２１，２３，
２５のうちからスクリーン５，７，９に投影して表示す
べき一つの画像２１，２３，２５を選択するようになっ
ている。

【００１８】すなわち、複数の画像２１，２３，２５の
うちのいずれか一つが、前後に所定の間隔をあけて積層
状態で配設された複数のスクリーン５，７，９のいずれ
か一つに投影されるようになっているので、３つのスク
リーン５，７，９のうちの不透明状態とする一つのスク
リーン５，７，９を切替えることにより、投影される画
像２１，２３，２５の表示位置を前後に移動できるよう
になっているとともに、同一領域に表示される画像２
１，２３，２５の内容を瞬時に切替えられるようになっ
ている。

【００１９】ここで、画像２１，２３，２５は、単一の
再生照明光１７によって同時に再生されるように同時に
露光されてホログラム板１５に記録されるようになって
いるので、画像２１，２３，２５のホログラム板１５へ
の記録の際には、各画像２１，２３，２５が互いの影に
ならないように配慮して記録する必要がある。

【００２０】なお、ここでは各画像２１，２３，２５
は、単一の再生照明光１７によって同時に再生されるよ
うに同時露光方式により記録したが、互いに照射方向あ
るいは波長の異なる再生照明光１７により互いに独立し
て再生されるように、記録時の参照光の照射方向あるい
は波長を互いに異ならせて多重記録するようにしてもよ
い。この場合、光源１１も各画像２１，２３，２５に対
応した照射方向から再生照明光１７を照射するように、
あるいは各画像２１，２３，２５に対応した波長の再生
照明光を照射するように、各画像２１，２３，２５に対
応して複数設ける必要がある。

【００２１】以上のように、本実施形態によれば、３つ
のスクリーン５，７，９のうちの不透明状態とするいず
れか一つのスクリーン５，７，９を切替ることによっ
て、機械的構成を必要とすることなく、投影される画像
２１，２３，２５の表示位置を前後に移動することがで
き、その結果、画像２１，２３，２５の表示位置を変化
させることによって表示に奥行き感を演出したり、変化
に富んだ表示を行うことができ、計器表示等の視認情報
の視認性を向上させることができる。

【００２２】また、ホログラム板１５によって再生され
る画像２１，２３，２５をスクリーン５，７，９に投影
するようにしてあるので、画像投影のためのレンズ等の
特別の光学系が必要なく、通常の映写機等を使用する場
合に比べて画像投影部３の構成を小型化および簡略化す
ることができる。

【００２３】図４は、本発明の第２実施形態に係る表示
装置の側面から見たときの構成を示す図である。この表
示装置５１は、前述の表示装置１に使用されるスクリー
ン５，７，９と同様な構成の複数（３つ）のスクリーン
５，７，９と、そのスクリーン５，７，９に画像５３
（図６参照）を投影する画像投影部５５と、スクリーン
５，７，９および画像投影部５３を制御する制御部５７
とを備えて構成されている。

【００２４】この表示装置５１も、前述の表示装置１と
同様に、例えば車両のインストゥルメントパネル部等に
設置され、速度計等の計器表示などの各種の視認情報の
表示に用いられるようになっている。なお、図１中、矢
印５９は、視認者の視認方向を示している。

【００２５】画像投影部５５は、画像形成のための液晶
表示素子６１と、その液晶表示パネル６１の裏面側から
照明光を照射する光源６３とを備えて構成されている。
液晶表示素子６１は、互いに対向する面に透明電極が形
成された透明基板間に所定の液晶層を挟み込んでなる液
晶パネルと、その液晶パネルの両側に設けられた偏光板
とを備えて構成されており、画像形成のための複数のセ
グメント部やマトリックス状に配設された複数の画素部
が形成されている。ここで、液晶表示素子６１の液晶層
には、ＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）型また
はＳＴＮ（ｓｕｐｅｒ ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉ
ｃ）型の液晶層が使用されている。

【００２６】本実施形態では、液晶表示素子６１には、
図５に示されるように、所定の数値表示（ここでは速度
表示）のための複数のセグメント部６１ａが形成されて
おり、各セグメント部６１ａを光を透過させない遮光状
態から光を透過させる透光状態に切替え、透光状態にさ
れたセグメント部６１ａを介して光源６３からの光を部
分的にスクリーン５，７，９に向けて透過させることに
よって、所定の数値を示す画像５３が、図６（ａ）ない
し（ｃ）に示されるように、スクリーン５，７，９に投
影されるようになっている。

【００２７】各スクリーン５，７，９は、画像投影部５
５の前面側に、画像５３の投影方向に所定の間隔をあ
け、かつ投影方向とのなす角度を互いに異ならせて前後
に互いに重なりあった状態で配設されており、これによ
って画像５３が各スクリーン５，７，９に互いに異なっ
た表示形状で投影されるようになっている。

【００２８】ここでは、視認者から見て最も奥のスクリ
ーン５は、画像５３の投影方向に対してほぼ垂直に交わ
るように配設されているので、スクリーン５には、図６
（ａ）に示されるように、画像５３が、液晶表示素子６
１のセグメント部６１ａの形状と同様な表示形状で投影
されるようになっている。

【００２９】奥から２番面のスクリーン７は、視認者か
ら見て下側が手前えにくるように画像５３の投影方向に
対して所定の傾斜角度で傾斜するように配設されている
ので、スクリーン７には、図６（ｂ）に示されるよう
に、画像５３が、液晶表示素子６１のセグメント部６１
ａの形状に対して下側が末広がりになるような表示形状
で投影されるようになっている。最も手前のスクリーン
９は、画像５３の投影方向に対して２番面のスクリーン
７よりもさらに大きな傾斜角度で傾斜するように配設さ
れているので、スクリーン９には、図６（ｃ）に示され
るように、画像５３が、図６（ｂ）の場合よりも下側に
さらに末広がりになる表示形状で投影されるようになっ
ている。

【００３０】また、液晶表示素子６１を透過してスクリ
ーン５，７，９に向かう光源６３からの光は、進行方向
に対して拡散するようになっているので、投影される画
像５３の表示サイズが、スクリーン５，７，９の順に大
きくなるようになっている。なお、ここでは画像５３の
投影のための投影光に拡散光を使用したが、平行光ある
いは収束光を使用してもよい。各スクリーン５，７，９
に投影される画像５３の表示サイズは、平行光を使用す
る場合は同一となるが、収束光を使用する場合はスクリ
ーン５，７，９の順に小さくなる。なお、液晶表示素子
６１とスクリーン５，７，９との間には、レンズや反射
鏡等の画像投影のための光学系を必要に応じて設けても
よい。

【００３１】制御部５７は、光源６３のオンオフ制御お
よび液晶表示素子６１の表示内容の制御を行う一方、３
つのスクリーン５，７，９のうちのいずれのスクリーン
５，７，９を透明状態から不透明状態とするのかを決定
するようになっている。

【００３２】そして、制御部５７によって３つのスクリ
ーン５，７，９のうちの画像５３は投影されるべきいず
れか一つのスクリーン５，７，９が透明状態から不透明
状態とされ、その不透明状態とされた一つのスクリーン
５，７，９が順次切替えられることによって、画像５３
の表示位置が前後に移動するととともに、その表示形状
や表示サイズが変化するようになっている。

【００３３】以上のように、本実施形態においても、３
つのスクリーン５，７，９のうちの不透明状態とする一
つのスクリーン５，７，９を切替えることにより、機械
的構成を必要とすることなく、画像５３の表示位置を画
像５３の投影方向に対して前後に移動させることができ
るとともに、画像５３の表示形状や表示サイズを変化さ
せることができ、その結果、表示に奥行き感を演出した
り、変化に富んだ表示を行うことができ、車両速度等の
視認情報の視認性を向上させることができる。

【００３４】図７は、本発明の第３実施形態に係る表示
装置の上方から見たときの構成を示す図である。本実施
形態に係る表示装置７１は、スクリーン５，７，９の配
設状態および画像投影部５５によるスクリーン５，７，
９への画像７３（図９参照）の投影方向を変更した点を
除いて、前述の表示装置５１と同様な構成であり、対応
する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。

【００３５】本実施形態では、液晶表示素子６１に、
「前進」、「左折」、「右折」に対応した矢印表示のた
めの矢印形の３つの表示セル部６１ｂが形成されてお
り、これらの３つの表示セル部６１ｂのうちのいずれか
を遮光状態から透光状態に切替えることにより、車両の
進行方向を示す矢印形の画像７３が、図９（ａ）ないし
（ｃ）に示されるように、スクリーン５，７，９に投影
されて表示されるようになっている。この画像７３によ
る進行方向の表示は、道路地図等の案内画面が表示され
るカーカーナビゲーションのためのディスプレイ装置と
は別に、運転席正面のインストゥルメントパネル部等に
おいて行われるようになっている。

【００３６】また、本実施形態では、３つのスクリーン
５，７，９が配設されてなる表示部７５には、３つのス
クリーン５，７，９が、視認方向５９に対して概ね垂直
に交わるように、前後に所定の間隔をあけて互いに平行
な状態で配設されている。

【００３７】これに対して、画像投影部５５は、画像７
３の投影のための光７７を、表示部７５の各スクリーン
５，７，９に所定の傾斜方向（ここでは光７７の進行方
向に向かって左方向）に所定角度だけ斜めに傾斜させた
方向から投影するようになっている。

【００３８】このため、画像７３を投影するスクリーン
５，７，９を切替えることにより、表示される画像７３
の表示位置が、図９（ａ）ないし（ｃ）に示されるよう
に、前後だけでなく、左右にも変化するようになってい
る。ここで、図９（ａ）は画像７３がスクリーン５に投
影されたときの表示状態を示し、図９（ｂ）は画像７３
がスクリーン７に投影されたときの表示状態を示し、図
９（ｃ）は画像７３がスクリーン９に投影されたときの
表示状態を示しており、図９（ａ）から図９（ｃ）へと
画像７３の表示位置が左方へ移動している。

【００３９】なお、本実施形態では、画像投影部５５か
ら出射する投影用の光に平行光を用いたが、必要に応じ
て、拡散光や収束光を用いて、各スクリーン５，７，９
に投影する画像７３の表示サイズを変化させるようにし
てもよい。

【００４０】以上のように、本実施形態においても、３
つのスクリーン５，７，９のうちの不透明状態とする一
つのスクリーン５，７，９を切替えることにより、機械
的構成を必要とすることなく、画像７３の表示位置を画
像７３の投影方向に対して前後だけでなく、投影方向に
対して垂直な方向（ここでは左右方向）にも移動させる
ことができるとともに、必要に応じて表示サイズも切替
えることができ、その結果、表示に奥行き感を演出した
り、変化に富んだ表示を行うことができ、進行方向を示
す矢印表示の視認性を向上させることができる。

【００４１】なお、本実施形態では、スクリーン５，
７，９を互いに平行になるように配設したが、前述の第
２実施形態のように、スクリーン５，７，９を画像７３
の投影方向と互い異なった角度で交わるように配設し、
各スクリーン５，７，９に投影される画像７３の表示形
状を変化させるようにしてもよい。

【００４２】また、前述の第２および第３実施形態に係
る表示装置５１，７１では、液晶表示素子６１として、
ＴＮ型またはＳＴＮ型の液晶層を挟み込んだ液晶パネル
の両側に偏光板を配設した液晶表示素子を使用したが、
その液晶層の代わりに、前述のスクリーン５，７，９に
使用されている高分子分散型液晶層４５を挟み込んでな
る偏光板を使用しないタイプの液晶表示素子を使用して
もよい。

【００４３】さらに、前述の第２および第３実施形態に
係るでは、画像投影部５５に液晶標示素子６１を使用し
たが、第１実施形態のようにホログラム板を使用し、ホ
ログラム板の再生像を各スクリーン５，７，９に投影す
るようにしてもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、請求項１ないし５記載の
発明によれば、透明状態と不透明状態との間で切替可能
な透明／不透明切替式のスクリーンを、前後に所定の間
隔を開けて複数設け、制御部により複数のスクリーンの
うちの不透明状態とする一つのスクリーンを切替ること
によって、機械的構成を必要とすることなく、スクリー
ンに投影される画像の表示位置を前後に移動することが
でき、その結果、表示に奥行き感を演出したり、変化に
富んだ表示を行うことができる。

【００４５】請求項３記載の発明によれば、ホログラム
板によって再生される画像をスクリーンに投影するよう
にしてあるので、画像投影のためのレンズ等の特別の光
学系が必要なく、通常の映写機等を使用する場合に比べ
て画像を投影する画像投影手段の構成を小型化および簡
略化することができる。

【００４６】請求項４記載の発明によれば、各スクリー
ンが、画像の投影方向とのなす角度を互いに異ならせて
配設されており、各スクリーンに投影される画像の表示
形状が、各スクリーンが画像の投影方向に対して傾斜し
ている方向や角度の大きさに応じて変化するので、より
変化に富んだ表示を行うことができる。

【００４７】請求項５記載の発明によれば、複数のスク
リーンが配設されてなる表示部に、画像投影手段からの
画像の投影のための光が所定の傾斜方向に斜めに傾斜し
て入射するようになっているので、画像が投影されるス
クリーンを切替えるのに伴って、投影される画像の表示
位置を前後だけでなく、画像の投影方向に対して垂直な
方向にも移動させることができ、さらに変化に富んだ表
示を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る表示装置の構成を
示す図である。

【図２】図１の表示装置に備えられる３つのスクリーン
の配設状態を示す斜視図である。

【図３】図１の表示装置に備えられるスクリーンの構成
を示す断面図である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る表示装置の側面か
ら見たときの構成を示す図である。

【図５】図４の表示装置に備えられる液晶表示素子の構
成を示す図である。

【図６】図６（ａ）ないし図６（ｃ）は図４の表示装置
の表示例を示す図である。

【図７】本発明の第３実施形態に係る表示装置の上方か
ら見たときの構成を示す図である。

【図８】図７の表示装置に備えられる液晶表示素子の構
成を示す図である。

【図９】図９（ａ）ないし図９（ｃ）は図７の表示装置
の表示例を示す図である。

【符号の説明】

１ 表示装置 ３ 画像投影部 ５，７，９ スクリーン １１ 光源 １３ 制御部 １５ ホログラム板 ４１，４３ 透明基板 ４１ａ，４３ａ 透明電極層 ４５ 高分子分散型液晶層 ５１ 表示装置 ５５ 画像投影部 ５７ 制御部 ６１ 液晶表示素子 ７１ 表示装置 ７５ 表示部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像投影手段によって画像をスクリーン
   に投影して表示する表示装置であって、 前記スクリーンは、外部制御により透明状態と不透明状
   態との間で切替可能な透明／不透明切替式のスクリーン
   であり、 当該スクリーンを前後に所定の間隔を開けて複数設ける
   とともに、 前記複数のスクリーンのうちのいずれか一つのスクリー
   ンのみを透明状態から不透明状態とするとともに、その
   不透明状態とする一つのスクリーンを切替える制御部を
   設けたことを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】 前記各スクリーンは、互いに対向する面
   に所定の透明電極層が形成された２枚の透明基板の間に
   挟み込まれた高分子分散型液晶層を備えて構成され、前
   記高分子分散型液晶層への印加電圧を制御することによ
   り透明状態と不透明状態との間で切替可能な透明／不透
   明切替式のスクリーンであり、 前記制御部は、前記各スクリーンの前記高分子分散型液
   晶層への印加電圧を制御することにより、前記複数のス
   クリーンのうちのいずれか一つのスクリーンのみを透明
   状態から不透明状態とするとともに、その不透明状態と
   する一つのスクリーンを切替えることを特徴とする請求
   項１記載の表示装置。
3. 【請求項３】 前記画像投影手段は、 前記各スクリーンに投影すべき複数の画像が、所定の再
   生照明光によって前記各スクリーンの配設位置に再生さ
   れるように干渉縞として記録されたホログラム板と、 前記ホログラム板に向けて前記再生照明光を照射する光
   源と、を備えることを特徴とする請求項１または２記載
   の表示装置。
4. 【請求項４】 前記各スクリーンは、前記画像投影手段
   が前記画像を投影する投影方向と互いに異なる角度をな
   すように配設されていることを特徴とする請求項１また
   は２記載の表示装置。
5. 【請求項５】 前記画像投影手段は、前記複数のスクリ
   ーンが配設されてなる表示部に前記画像の投影のための
   光が所定の傾斜方向に斜めに傾斜して入射するようにし
   て前記画像を投影することを特徴とする請求項１、２お
   よび４のいずれかに記載の表示装置。