JPWO2020065946A1 - ディスプレイ用導光体 - Google Patents

Abstract

導光部（３ｃ−２）は、ディスプレイ面（２ａ）に対する入射角が小さい第１の角度範囲とディスプレイ面（２ａ）に対する入射角が大きい第３の角度範囲との間にある第２の角度範囲から入光面（３ｃ−１）に入射した周囲光（１１Ｃ）を出光面（３ｃ−３）へ導光する。この導光部（３ｃ−２）は、中央部分が導光部（３ｃ−２）とは異なる屈折率の物質で構成された中央部（３ｃ−６）を有する。中央部（３ｃ−６）の入光面（３ｃ−１）側及び出光面（３ｃ−３）側は、第１の角度範囲から入光面（３ｃ−１）に入射した周囲光（１１Ｄ）が導光部（３ｃ−２）に入射した後に出光面（３ｃ−３）とは異なる方向へ反射するＶ字形状の反射面（３ｃ−５）である。また、導光部（３ｃ−２）の外面のうちの入光面（３ｃ−１）側は、第２の角度範囲から入光面（３ｃ−１）に入射した周囲光（１１Ｅ）が導光部（３ｃ−２）を通過して導光部（３ｃ−２）の外部へ透過する透過面（３ｃ−４）である。

Description

この発明は、ディスプレイの照度検出に使用されるディスプレイ用導光体、及びこれを備えたディスプレイ装置に関するものである。

従来から、周囲光の明るさに応じて表示輝度を調整するディスプレイ装置が知られている。例えば、特許文献１に記載された車両用のディスプレイ装置は、１つの入光部及びこの入光部から分岐した２つの導光部を備えるディスプレイ用導光体と、導光部それぞれに設置された受光センサとを備える。運転席側の周囲光は、入光部から一方の導光部へ入射し、この導光部の先端に設置された受光センサへ導光される。助手席側の周囲光は、入光部からもう一方の導光部へ入射し、この導光部の先端に設置された受光センサへ導光される。ディスプレイ装置は、２つの受光センサが受光した運転席側及び助手席側の周囲光の明るさに応じて表示輝度を調整することにより、運転席側及び助手席側からの画面表示の視認性を向上させる。

国際公開第２０１７／２１６９５８号

従来のディスプレイ用導光体は以上のように構成されているので、複数の方向の周囲光を受光するために複数の受光センサが必要になるという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、１つの受光センサへ複数の方向の周囲光を導光することができるディスプレイ用導光体及びディスプレイ装置を提供することを目的とする。

この発明に係るディスプレイ用導光体は、光が入射する入光面と、光が出射する出光面と、入光面に入射した光を出光面へ導光する導光部とを備えるディスプレイ用導光体であって、導光部は、中央部分が導光部とは異なる屈折率の物質で構成された中央部を有し、ディスプレイ面に対する入射角が小さい第１の角度範囲とディスプレイ面に対する入射角が大きい第３の角度範囲との間にある第２の角度範囲から入光面に入射した光を出光面へ導光し、中央部の入光面側又は出光面側の少なくとも一方は、第１の角度範囲から入光面に入射した光が導光部に入射した後に出光面とは異なる方向へ反射するＶ字形状又は傾斜形状の反射面であり、導光部の外面のうちの入光面側は、第３の角度範囲から入光面に入射した光が導光部を通過して導光部の外部へ透過する透過面である。

この発明によれば、ディスプレイ用導光体の出光面に対して設置される１つの受光センサへ、複数の方向から入光面に入射した周囲光を導光することができる。

図１Ａ及び図１Ｂは、実施の形態１に係るディスプレイ装置の全体図である。 図２Ａ〜図２Ｃは、実施の形態１に係るディスプレイ装置の三面図である。 実施の形態１に係るディスプレイ装置を図２ＢのＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。 図４Ａ及び図４Ｂは、右ハンドルの車両のダッシュボード中央に設置されたディスプレイ装置に照射される周囲光を説明する図である。 実施の形態１に係る導光体の理解を助けるための参考例であり、２つの導光体を用いた構成を示す図である。 実施の形態１に係る導光体の理解を助けるための別の参考例であり、２つの導光体を用いた構成を示す図である。 実施の形態１に係る導光体の斜視図である。 図８Ａ〜図８Ｃは、実施の形態１に係る導光体の三面図である。 実施の形態１に係る導光体がディスプレイ装置に設置された状態を示す図である。 図９に示されるディスプレイ面に垂直な方向と周囲光の水平方向成分とのなす角度をθとし、右ハンドル車両の助手席側に座る乗員の視点方向へ反射する光の入射角を＋３０度、運転席側に座る乗員の視点方向へ反射する光の入射角を−３０度と設定した場合の受光センサの検知特性を示すグラフである。 図１１Ａ及び図１１Ｂは、実施の形態１に係る導光体の変形例を示す図である。 実施の形態２に係る導光体がディスプレイ装置に設置された状態を示す図である。 実施の形態３に係る導光体がディスプレイ装置に設置された状態を示す図である。 図１４Ａは、実施の形態４に係る導光体がディスプレイ装置に設置された状態を示す図であり、図１４Ｂはその側面図である。 図１５Ａ及び図１５Ｂは、図１４ＡにおけるＦ領域の拡大図である。 図１６Ａは、実施の形態５に係る導光体がディスプレイ装置に設置された状態を示す図であり、図１６Ｂは、図１６ＡのＧ−Ｇ線に沿って切断した断面図である。 実施の形態５に係る導光体の変形例を示す図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１Ａ及び図１Ｂは、実施の形態１に係るディスプレイ装置１０の全体図である。図２Ａ〜図２Ｃは、実施の形態１に係るディスプレイ装置１０の三面図である。図３は、実施の形態１に係るディスプレイ装置１０を図２ＢのＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。

ディスプレイ装置１０は、例えば、車両のダッシュボードに設置されたカーナビゲーション装置のディスプレイであり、主に運転席側と助手席側の２つの方向から表示画面が視認される。このディスプレイ装置１０において、画像を表示する液晶モジュール１は、筐体７に収容されている。液晶モジュール１の表示画面は、ガラス又は樹脂等の透明な素材から成る、意匠として機能するカバー２に被覆されている。また、液晶モジュール１の輝度を調整する機能を実現するためのプリント回路基板６が、筐体７に収容されている。プリント回路基板６には、１つの受光センサ５が実装されている。また、運転席側の周囲光と助手席側の周囲光とを１つの受光センサ５へ導光するための導光体３ｃが、保持部材４によって受光センサ５に対面する位置に保持されている。実施の形態１では、導光体３ｃが、この導光体３ｃと一体に構成された保持部材４によってプリント回路基板６に保持される例を示すが、導光体３ｃの保持手段は保持部材４に限定されない。

図４Ａ及び図４Ｂは、右ハンドルの車両のダッシュボード中央に設置されたディスプレイ装置１０に照射される周囲光１１Ａ〜１１Ｃを説明する図である。なお、図４Ａでは、ディスプレイ装置１０を図２ＢのＢ−Ｂ線に沿って切断した断面を示す。ディスプレイ面２ａは、カバー２の背面であり、液晶モジュール１の表示画面でもある。このディスプレイ面２ａへ入射する周囲光のうち、ディスプレイ面２ａに対して垂直な方向から入射して当該垂直な方向へ反射する周囲光を周囲光１１Ａとする。また、ディスプレイ面２ａに対して入射角α１で入射してディスプレイ面２ａで反射して運転席に座る乗員の視点方向へ向かう周囲光を周囲光１１Ｂとする。また、周囲光１１Ｂとは反対の方向からディスプレイ面２ａに対して入射角β１で入射してディスプレイ面２ａで反射して助手席に座る乗員の視点方向へ向かう周囲光を周囲光１１Ｃとする。入射角α１は、ディスプレイ面２ａに対して垂直な方向と周囲光１１Ｂがディスプレイ面２ａに入射する方向とのなす角度である。入射角β１は、ディスプレイ面２ａに対して垂直な方向と周囲光１１Ｃがディスプレイ面２ａに入射する方向とのなす角度である。

図４Ｂに示されるように、ディスプレイ面２ａに対して垂直な方向を０度とする。そして、０度から入射角θ１（θ１＞０）までの角度範囲を第１の角度範囲とし、入射角θ１から入射角θ２（θ２＞θ１）までの角度範囲を第２の角度範囲とし、入射角θ２から入射角θ３までの角度範囲を第３の角度範囲とする。入射角θ３は９０度であり、ディスプレイ面２ａと平行である。上述の入射角β１は、入射角θ１から入射角θ２までの第２の角度範囲内にある。換言すると、入射角θ１，θ２は、ディスプレイ装置１０と助手席との位置関係により規定される。

また、０度から入射角−θ１（−θ１＜０）までの角度範囲を第１の角度範囲とし、入射角−θ１から入射角−θ２（−θ２＜−θ１）までの角度範囲を第２の角度範囲とし、入射角−θ２から入射角−θ３までの角度範囲を第３の角度範囲とする。入射角−θ３は−９０度であり、ディスプレイ面２ａと平行である。上述の入射角α１は、入射角−θ１から入射角−θ２までの第２の角度範囲内にある。換言すると、入射角−θ１，−θ２は、ディスプレイ装置１０と運転席との位置関係により規定される。

ディスプレイ装置１０の表示画面の明るさに対して周囲が暗すぎる場合、ディスプレイ装置１０に表示される画像が眩しくて見難いという問題がある。また、ディスプレイ装置１０の表示画面が適度な明るさ以上に明るくなっている場合、ディスプレイ装置１０の消費電力を抑制できないという問題がある。反対に、ディスプレイ装置１０の表示画面の明るさに対して周囲が明るすぎる場合、ディスプレイ装置１０に反射した光が乗員の目に入ることにより、乗員が画像を認識し難いという問題がある。

ここで、実施の形態１に係る導光体３ｃの理解を助けるための参考例として、図５に、２つの導光体３ａ１，３ａ２を用いた構成を示す。図５の参考例において、カバー２のうちの液晶モジュール１に重ならない領域には、光を透過させない素材が印刷された印刷部２ｂと、光を透過させない素材が印刷されておらず透過性又は半透過性を有する非印刷部２ｃとが存在する。当然のことながら、カバー２のうちの液晶モジュール１に重なる領域には、光を透過させない素材は印刷されていない。上記の非印刷部２ｃには、導光体３ａ１，３ａ２の入光面３ａ１−１，３ａ２−１が配置される。導光体３ａ１，３ａ２の出光面３ａ１−３，３ａ２−３には、受光センサ５−１，５−２がそれぞれ配置される。

助手席に座る乗員の視点方向へ反射する周囲光１１Ｃの一部は、非印刷部２ｃを透過して導光体３ａ１の入光面３ａ１−１へ入射し、導光部３ａ１−２の内面で反射を繰り返し、出光面３ａ１−３に到達後、導光体３ａ１から外部へ出射する。プリント回路基板６に実装された受光センサ５−１は、出光面３ａ１−３から出射した周囲光Ｃ１１を受光し、周囲光１１Ｃの明るさを表す電気信号を出力する。同様に、運転席に座る乗員の視点方向へ反射する周囲光１１Ｂの一部は、導光体３ａ２によって受光センサ５−２へ導光され、受光センサ５−２は、周囲光１１Ｂの明るさを表す電気信号を出力する。受光センサ５−１，５−２が出力する電気信号は、図示しない集積回路及びソフトウェアにより処理され、その結果として液晶モジュール１に内蔵されたバックライトが、運転席及び助手席の両乗員が視認しやすい明るさに調整される。

また、導光体３ａ１の入光面３ａ１−１へ入射した周囲光のうち、助手席に座る乗員の視点方向へ反射しない第１の角度範囲及び第３の角度範囲から入射した周囲光は、導光体３ａ１に隣接する物質（例えば、空気）との境界面で反射又は屈折を繰り返すことにより、受光センサ５−１までの導光が抑制される。同様に、導光体３ａ２の入光面３ａ２−１へ入射した周囲光のうち、運転席に座る乗員の視点方向へ反射しない第１の角度範囲及び第３の角度範囲から入射した周囲光は、導光体３ａ２に隣接する物質（例えば、空気）との境界面で反射又は屈折を繰り返すことにより、受光センサ５−２までの導光が抑制される。

図５の参考例では、受光センサ５−１，５−２が導光体３ａ１，３ａ２に対して１つずつ、計２つ必要であるため、部品コストが高く、かつこれらの部品を配置するスペースが必要であった。

図６は、実施の形態１に係る導光体３ｃの理解を助けるための別の参考例であり、２つの導光体３ｂ１，３ｂ２を用いた構成を示す図である。図６の参考例では、２つの導光体３ｂ１，３ｂ２に対して１つの受光センサ５を配置するために、導光体３ｂ１，３ｂ２の入光面から出光面までの導光距離を導光体３ａ１，３ａ２に比べて長くする必要があった。そのため、導光体３ｂ１，３ｂ２を配置するために、より大きなスペースが必要であった。
なお、図６に二点鎖線で示すように、導光体３ｂ１，３ｂ２の導光距離を長くせずに、導光体３ｂ１，３ｂ２の曲率半径を小さくすることも考えられる。しかしながら、この構成の場合には受光センサ５まで導光できる光束が少なくなるため、受光センサ５の感度が悪くなる。

そこで、実施の形態１では、受光センサ５を１つにして部品コストを削減すると共に、導光体３ｃの導光距離を長くせずに省スペースを維持する。
図７は、実施の形態１に係る導光体３ｃの斜視図である。図８Ａ〜図８Ｃは、実施の形態１に係る導光体３ｃの三面図である。図９は、実施の形態１に係る導光体３ｃがディスプレイ装置１０に設置された状態を示す図である。周囲光１１Ｃは、上述したように、導光体３ｃの入光面３ｃ−１へ入射した周囲光のうち、助手席に座る乗員の視点方向へ反射する第２の角度範囲から入射した周囲光である。これに対し、導光体３ｃの入光面３ｃ−１へ入射した周囲光のうち、助手席に座る乗員の視点方向へ反射しない第１の角度範囲から入射した周囲光を周囲光１１Ｄとし、同じく助手席に座る乗員の視点方向へ反射しない第３の角度範囲から入射した周囲光を周囲光１１Ｅとする。

導光体３ｃは、主に、周囲光１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅが入射する入光面３ｃ−１と、周囲光１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅのうちの周囲光１１Ｃが出射する出光面３ｃ−３と、入光面３ｃ−１に入射した周囲光１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅのうちの周囲光１１Ｃを出光面３ｃ−３へ導光する導光部３ｃ−２とを備える。この導光体３ｃには、保持部材４が一体に構成されている。保持部材４は、プリント回路基板６に形成された係合穴に係合する係合爪４ａと、プリント回路基板６に形成された丸穴に嵌る円柱状のボス４ｂと、プリント回路基板６の片面に当接する当接部４ｃとを備える。保持部材４は、プリント回路基板６に取り付くことにより、導光体３ｃをプリント回路基板６に保持する。これにより、入光面３ｃ−１は、カバー２の非印刷部２ｃと対面する位置に配置される。出光面３ｃ−３は、プリント回路基板６に実装された受光センサ５と対面する位置に配置される。

導光部３ｃ−２は、その中央部分に、導光部３ｃ−２とは異なる屈折率の物質で構成された中央部３ｃ−６を有する。スリット状の中央部３ｃ−６が導光部３ｃ−２を運転席側と助手席側とに二分することにより、入光面３ｃ−１から出光面３ｃ−３までの導光経路も２経路になる。一方の導光経路は、周囲光１１Ｃを受光センサ５へ導光するための経路であり、もう一方の経路は図示しない周囲光１１Ｂを受光センサ５へ導光するための経路である。なお、導光部３ｃ−２がガラス又は樹脂等の透明な素材で構成されている場合、中央部３ｃ−６は空気等である。また、導光部３ｃ−２は、中実でもよいし中空でもよい。

ここで、導光部３ｃ−２を構成する物質を透明な樹脂、導光部３ｃ−２の外部に存在する物質を、樹脂よりも屈折率が小さい空気、中央部３ｃ−６を構成する物質を空気とすると、透明な樹脂から空気へ入射する光、又は空気から透明な樹脂へ入射する光は、フレネルの式より、入射角が小さいと透過する光の割合が多くなり、入射角が大きいと反射する光の割合が多くなるのは明白である。

中央部３ｃ−６は、入光面３ｃ−１側にＶ字形状の反射面３ｃ−５を有すると共に、出光面３ｃ−３側にもＶ字形状の反射面３ｃ−５を有する。反射面３ｃ−５は、入射角が小さい第１の角度範囲から入光面３ｃ−１に入射した周囲光１１Ｄを、導光部３ｃ−２に入射した後に出光面３ｃ−３とは異なる方向へ反射させる。出光面３ｃ−３とは異なる方向とは、後述する透過面３ｃ−４の方向等、導光部３ｃ−２の外部へ向かう方向である。

導光部３ｃ−２の外面のうちの入光面３ｃ−１側は、透過面３ｃ−４である。透過面３ｃ−４は、入射角が大きい第３の角度範囲から入光面３ｃ−１に入射した周囲光１１Ｅを、導光部３ｃ−２に入射した後にそのまま導光部３ｃ−２の外部へ透過させる。実施の形態１の導光体３ｃにおいては、透過面３ｃ−４は、入光面３ｃ−１側が最も外部へ突出し、出光面３ｃ−３へ向かうにつれて中央部３ｃ−６へ近づく傾斜形状である。

ここで、導光体３ｃにおける周囲光１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅの導光経路を説明する。
乗員の視点方向へ反射しない第１の角度範囲から入光面３ｃ−１に入射した周囲光１１Ｄは、入光面３ｃ−１から導光部３ｃ−２へ入り、導光部３ｃ−２と異なる屈折率の反射面３ｃ−５でその多くが反射して透過面３ｃ−４へ向かう。透過面３ｃ−４へ向かった周囲光１１Ｄの多くは、小さい入射角で透過面３ｃ−４へ入射するので、透過面３ｃ−４を透過して導光部３ｃ−２の外部へ出射する。従って、周囲光１１Ｄの多くは、出光面３ｃ−３に到達しない。

乗員の視点方向へ反射しない第３の角度範囲から入光面３ｃ−１に入射した周囲光１１Ｅは、入光面３ｃ−１から導光部３ｃ−２へ入り、その多くがそのまま透過面３ｃ−４へ向かう。透過面３ｃ−４へ向かった周囲光１１Ｅの多くは、小さい入射角で透過面３ｃ−４へ入射するので、透過面３ｃ−４を透過して導光部３ｃ−２の外部へ出射する。従って、周囲光１１Ｅの多くは、出光面３ｃ−３に到達しない。

乗員の視点方向へ反射する第２の角度範囲から入光面３ｃ−１に入射した周囲光１１Ｃは、入光面３ｃ−１から導光部３ｃ−２へ入り、導光部３ｃ−２の内面で反射し、出光面３ｃ−３に到達する。出光面３ｃ−３に到達した周囲光１１Ｃは、出光面３ｃ−３から出射し受光センサ５に受光される。

図１０は、図９に示されるディスプレイ面２ａに垂直な方向と周囲光の水平方向成分とのなす角度をθとし、右ハンドル車両の助手席側に座る乗員の視点方向へ反射する周囲光の入射角β１を＋３０度、運転席側に座る乗員の視点方向へ反射する入射角α１を−３０度と設定した場合の受光センサ５の検知特性を示すグラフである。縦軸の受光センサ５の検知特性は、最大値を１００％とした場合の水平方向検知感度とする。図１０の例では、周囲光１１Ｃが助手席に座る乗員の視点方向へ反射する入射角β１を３０度とし、入射角θ１を２５度とし、入射角θ２を４０度とし、入射角θ３を９０度とする。また、周囲光１１Ｂが運転席に座る乗員の視点方向へ反射する入射角α１を−３０度とし、入射角−θ１を−２５度とし、入射角−θ２を−４０度とし、入射角−θ３を−９０度とする。グラフより、受光センサ５は、助手席に座る乗員の視点方向へ向かう周囲光１１Ｃと、運転席に座る乗員の視点方向へ向かう周囲光１１Ｂとを選択的に受光していることが確認できる。
なお、導光体３ｃにおける反射面３ｃ−５及び透過面３ｃ−４の角度及び位置を変更することにより、入射角±θ１，±θ２，±θ３を変更できる。そのため、導光体３ｃの導光距離を短くすることが可能である。

以上より、実施の形態１に係る導光体３ｃは、入光面３ｃ−１と、出光面３ｃ−３と、導光部３ｃ−２とを備える。導光部３ｃ−２は、ディスプレイ面２ａに対する入射角が小さい第１の角度範囲とディスプレイ面２ａに対する入射角が大きい第３の角度範囲との間にある第２の角度範囲から入光面３ｃ−１に入射した周囲光１１Ｃを出光面３ｃ−３へ導光する。この導光部３ｃ−２は、中央部分が導光部３ｃ−２とは異なる屈折率の物質で構成された中央部３ｃ−６を有する。中央部３ｃ−６の入光面３ｃ−１側及び出光面３ｃ−３側は、第１の角度範囲から入光面３ｃ−１に入射した周囲光１１Ｄが導光部３ｃ−２に入射した後に出光面３ｃ−３とは異なる方向へ反射するＶ字形状の反射面３ｃ−５である。また、導光部３ｃ−２の外面のうちの入光面３ｃ−１側は、第２の角度範囲から入光面３ｃ−１に入射した周囲光１１Ｅが導光部３ｃ−２を通過して導光部３ｃ−２の外部へ透過する透過面３ｃ−４である。反射面３ｃ−５と透過面３ｃ−４とにより、乗員の視点方向へ反射しない周囲光１１Ｄ，１１Ｅの受光センサ５への導光を抑制でき、乗員の視点方向へ反射する周囲光１１Ｃを選択的に受光センサ５へ導光することができる。したがって、導光体３ｃは、出光面３ｃ−３に対して設置される１つの受光センサ５へ、運転席側の第２の角度範囲から入光面３ｃ−１に入射した周囲光１１Ｂと、助手席側の第２の角度範囲から入光面３ｃ−１に入射した周囲光１１Ｃとを導光することができる。その結果、ディスプレイ装置１０は、受光センサ５が受光した周囲光１１Ｂ，１１Ｃに基づいて、表示画面の視認性を向上させることができる。また、周囲光１１Ｂ，１１Ｃを導光するための導光体３ｃを１つにすること、導光体３ｃの導光距離を短くすること、及び受光センサ５を１つにすることができるため、コスト削減及び省スペースになる。さらに、周囲光１１Ｂ，１１Ｃを取り込む入光面３ｃ−１を１つにすることができるため、図５のように入光面を２つ設ける場合に比べ、カバー２の非印刷部２ｃを小さくすることができ、ディスプレイ装置１０の意匠性が向上する。

また、実施の形態１に係る導光体３ｃの透過面３ｃ−４は、入光面３ｃ−１側が最も外部へ突出し、出光面３ｃ−３へ向かうにつれて中央部３ｃ−６へ近づく傾斜形状である。透過面３ｃ−４が傾斜形状であることにより、透過面３ｃ−４がディスプレイ面２ａに対して垂直な平面である場合に比べ、光が透過面３ｃ−４に進入する際の入射角が小さくなる。そのため、透過面３ｃ−４がディスプレイ面２ａに対して垂直な平面である場合に比べ、傾斜形状の透過面３ｃ−４を透過して外部へ出射する光の割合が多くなる。したがって、導光体３ｃは、乗員の視点方向へ反射しない周囲光１１Ｄ，１１Ｅの受光センサ５への導光を抑制でき、乗員の視点方向へ反射する周囲光１１Ｃを優先的に受光センサ５へ導光することができる。

また、実施の形態１において、中央部３ｃ−６を構成する、導光部３ｃ−２とは異なる屈折率の物質が空気である場合、導光体３ｃをガラス又は樹脂等の１種類の素材で製造できるので、製造コストを削減できる。

なお、実施の形態１において、中央部３ｃ−６は、入光面３ｃ−１側にＶ字形状の反射面３ｃ−５を有すると共に、出光面３ｃ−３側にもＶ字形状の反射面３ｃ−５を有する構成であったが、この構成に限定されない。ここで、図１１Ａ及び図１１Ｂに、実施の形態１に係る導光体３ｃの変形例を示す。図１１Ａの変形例では、中央部３ｃ−６は、入光面３ｃ−１側のみに反射面３ｃ−５を有し、出光面３ｃ−３側は平面３ｃ−７になっている。図１１Ｂの変形例では、中央部３ｃ−６は、出光面３ｃ−３側のみに反射面３ｃ−５を有し、入光面３ｃ−１側は平面３ｃ−８になっている。図１１Ｂの変形例では中央部３ｃ−６の入光面３ｃ−１側に反射面３ｃ−５がないため、周囲光１１Ｄは、平面３ｃ−８を透過し、中央部３ｃ−６内部を全反射して進み、出光面３ｃ−３側の反射面３ｃ−５で反射又は透過して出光面３ｃ−３とは異なる方向へ向かい、導光部３ｃ−２の外部へ出射する。したがって、図１１Ａ及び図１１Ｂに示される構成の場合にも、導光体３ｃは、乗員の視点方向へ反射しない周囲光１１Ｄ，１１Ｅの受光センサ５への導光を抑制でき、乗員の視点方向へ反射する周囲光１１Ｃをより優先的に受光センサ５へ導光することができる。

実施の形態２．
図１２は、実施の形態２に係る導光体３ｄがディスプレイ装置１０に設置された状態を示す図である。図１２において図７〜図９と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。導光体３ｄは、実施の形態１の導光体３ｃにおける入光面３ｃ−１、導光部３ｃ−２、出光面３ｃ−３、透過面３ｃ−４、反射面３ｃ−５、及び中央部３ｃ−６に相当する、入光面３ｄ−１、導光部３ｄ−２、出光面３ｄ−３、透過面３ｄ−４、反射面３ｄ−５、及び中央部３ｄ−６を備える。
また、実施の形態２に係るディスプレイ装置１０の構成は、実施の形態１の図１〜図４に示された構成と図面上は同一であるため、以下では図１〜図４を援用する。

実施の形態１の導光体３ｃは透過面３ｃ−４が傾斜形状であったが、実施の形態２の導光体３ｄは透過面３ｄ−４が外部へ膨らむ円弧形状である。乗員の視点方向へ反射しない第１の角度範囲及び第３の角度範囲から入光面３ｄ−１に入射した周囲光１１Ｄ，１１Ｅは、その多くが円弧形状の透過面３ｄ−４を透過し、導光部３ｄ−２の外部へ出射する。このとき、透過面３ｄ−４が円弧形状であることにより、傾斜形状の透過面３ｃ−４に比べ、光が透過面３ｄ−４に進入する際の入射角が小さくなる。そのため、傾斜形状の透過面３ｃ−４に比べ、円弧形状の透過面３ｄ−４を透過して外部へ出射する光の割合が多くなる。したがって、導光体３ｄは、乗員の視点方向へ反射しない周囲光１１Ｄ，１１Ｅの受光センサ５への導光を抑制でき、乗員の視点方向へ反射する周囲光１１Ｃをより優先的に受光センサ５へ導光することができる。

実施の形態３．
図１３は、実施の形態３に係る導光体３ｅがディスプレイ装置１０に設置された状態を示す図である。図１３において図７〜図９と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。導光体３ｅは、実施の形態１の導光体３ｃにおける入光面３ｃ−１、導光部３ｃ−２、出光面３ｃ−３、透過面３ｃ−４、反射面３ｃ−５、及び中央部３ｃ−６に相当する、入光面３ｅ−１、導光部３ｅ−２、出光面３ｅ−３、透過面３ｅ−４、反射面３ｅ−５、及び中央部３ｅ−６を備える。
また、実施の形態３に係るディスプレイ装置１０の構成は、実施の形態１の図１〜図４に示された構成と図面上は同一であるため、以下では図１〜図４を援用する。

実施の形態１の導光体３ｃは透過面３ｃ−４が傾斜形状であったが、実施の形態３の導光体３ｅは透過面３ｅ−４が外部へ膨らむ矩形形状である。この透過面３ｅ−４は、傾斜部３ｅ−４ａと、直線部３ｅ−４ｂとで構成されている。傾斜部３ｅ−４ａは、入光面３ｅ−１から出光面３ｅ−３へ向かうにつれて外部へ突出する傾斜形状である。直線部３ｅ−４ｂは、傾斜部３ｅ−４ａの出光面３ｅ−３側端部と導光部３ｅ−２とを繋ぐ、ディスプレイ面２ａと平行な方向へのびた直線形状である。乗員の視点方向へ反射しない第１の角度範囲及び第３の角度範囲から入光面３ｅ−１に入射した周囲光１１Ｄ，１１Ｅは、その多くが透過面３ｅ−４の直線部３ｅ−４ｂを透過し、導光部３ｅ−２の外部へ出射する。ただし、直線部３ｅ−４ｂに入射した周囲光１１Ｄ，１１Ｅの一部は、直線部３ｅ−４ｂを透過せず、直線部３ｅ−４ｂで反射する。直線部３ｅ−４ｂで反射した周囲光１１Ｄ，１１Ｅは、傾斜部３ｅ−４ａに入射角が小さい状態で入射し、その多くが傾斜部３ｅ−４ａを透過して外部へ出射する。このように、傾斜部３ｅ−４ａが、直線部３ｅ−４ｂで反射した光の入射角が小さくなるように配置されているため、周囲光１１Ｄ，１１Ｅの多くが透過面３ｅ−４を透過して導光部３ｅ−２の外部へ出射する。したがって、導光体３ｅは、乗員の視点方向へ反射しない周囲光１１Ｄ，１１Ｅの受光センサ５への導光を抑制でき、乗員の視点方向へ反射する周囲光１１Ｃを優先的に受光センサ５へ導光することができる。

なお、透過面３ｅ−４の形状は、図１３に示される矩形形状に限定されない。透過面３ｅ−４の形状は、乗員の視点方向へ反射しない周囲光１１Ｄ，１１Ｅが受光センサ５に到達し難くなるよう、意図的に複数回反射させ、最終的に入射面が小さくなる面で透過させて外部へ出射させる形状でもよい。

実施の形態４．
図１４Ａは、実施の形態４に係る導光体３ｆがディスプレイ装置１０に設置された状態を示す図であり、図１４Ｂはその側面図である。図１４Ａ及び図１４Ｂにおいて図７〜図９と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。導光体３ｆは、実施の形態１の導光体３ｃにおける入光面３ｃ−１、導光部３ｃ−２、出光面３ｃ−３、透過面３ｃ−４、反射面３ｃ−５、及び中央部３ｃ−６に相当する、入光面３ｆ−１、導光部３ｆ−２、出光面３ｆ−３、透過面３ｆ−４、反射面３ｆ−５、及び中央部３ｆ−６を備える。
また、実施の形態２に係るディスプレイ装置１０の構成は、実施の形態１の図１〜図４に示された構成と図面上は同一であるため、以下では図１〜図４を援用する。

実施の形態１の導光体３ｃは透過面３ｃ−４が傾斜形状であったが、実施の形態４の導光体３ｆは透過面３ｆ−４がディスプレイ面２ａに対して垂直な形状である。そのため、導光体３ｆは、導光体３ｃに比べて外形が小さくなり、より省スペースになる。

また、透過面３ｆ−４は、平坦面ではなく、凹凸面である。図１５Ａ及び図１５Ｂは、図１４ＡにおけるＦ領域の拡大図である。図１５Ａの例では、透過面３ｆ−４の凹凸面は、微細な平面が連続して配置されることにより構成されている。図１５Ｂのように、透過面３ｆ−４の凹凸が滑らかな波形状であってもよい。また、図示は省略するが、透過面３ｆ−４はシボ面であってもよい。このように、透過面３ｆ−４が凹凸面であることにより、平坦面に比べ、光が透過面３ｆ−４に進入する際の入射角が小さくなる。そのため、平坦面に比べ、凹凸面である透過面３ｆ−４を透過して外部へ出射する周囲光１１Ｄ，１１Ｅの割合が多くなる。したがって、導光体３ｆは、乗員の視点方向へ反射しない周囲光１１Ｄ，１１Ｅの受光センサ５への導光を抑制でき、乗員の視点方向へ反射する周囲光１１Ｃをより優先的に受光センサ５へ導光することができる。

なお、実施の形態１に係る導光体３ｃの透過面３ｃ−４が、実施の形態４のような凹凸面になっていてもよい。同様に、実施の形態２に係る導光体３ｄの透過面３ｄ−４、及び実施の形態３に係る導光体３ｅの透過面３ｅ−４が、実施の形態４のような凹凸面になっていてもよい。実施の形態１〜３の構成に対して実施の形態４の構成を組み合わせることにより、乗員の視点方向へ反射する周囲光１１Ｃをより優先的に受光センサ５へ導光することができる。

実施の形態５．
図１６Ａは、実施の形態５に係る導光体３ｇがディスプレイ装置１０に設置された状態を示す図である。図１６Ｂは、図１６ＡのＧ−Ｇ線に沿って切断した断面図である。図１６Ａ及び図１６Ｂにおいて図７〜図９と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。導光体３ｇは、実施の形態１の導光体３ｃにおける入光面３ｃ−１、導光部３ｃ−２、出光面３ｃ−３、透過面３ｃ−４、反射面３ｃ−５、及び中央部３ｃ−６に相当する、入光面３ｇ−１、導光部３ｇ−２、出光面３ｇ−３、透過面３ｇ−４、反射面３ｇ−５、及び中央部３ｇ−６を備える。
また、実施の形態３に係るディスプレイ装置１０の構成は、実施の形態１の図１〜図４に示された構成と図面上は同一であるため、以下では図１〜図４を援用する。

実施の形態１の導光体３ｃは、中央部３ｃ−６の入光面３ｃ−１側及び出光面３ｃ−３側のそれぞれにＶ字形状の反射面３ｃ−５を有する構成であったが、実施の形態６の導光体３ｇは、中央部３ｇ−６の出光面３ｇ−３側にＶ字形状の反射面３ｇ−５を有し、入光面３ｇ−１側に傾斜形状の反射面３ｇ−７を有する構成である。この反射面３ｇ−７は、図１６Ｂに示されるように、断面がＶ字になるように２つの傾斜面で構成されている。

乗員の視点方向へ反射しない第１の角度範囲から入光面３ｇ−１に入射した周囲光１１Ｄは、入光面３ｇ−１から導光部３ｇ−２へ入り、反射面３ｇ−７でその多くが反射又は屈折して出光面３ｇ−３とは異なる方向へ向かう。出光面３ｇ−３とは異なる方向へ向かった周囲光１１Ｄは、導光部３ｇ−２の外部へ出射する。したがって、導光体３ｇは、乗員の視点方向へ反射しない周囲光１１Ｄ，１１Ｅの受光センサ５への導光を抑制でき、乗員の視点方向へ反射する周囲光１１Ｃを優先的に受光センサ５へ導光することができる。

なお、反射面３ｇ−７は、図１６Ｂに示されるように断面がＶ字になるように２つの傾斜面で構成されてもよいし、２つの傾斜面のいずれか一方のみで構成されてもよい。また、反射面３ｇ−７は、中央部３ｇ−６の出光面３ｇ−３側に設けられてもよいし、中央部３ｇ−６の入光面３ｇ−１側及び出光面３ｇ−３側のそれぞれに設けられていてもよい。
さらに、図１７に例示されるような傾斜形状の反射面３ｇ−８が、中央部３ｇ−６の入光面３ｇ−１側及び出光面３ｇ−３側のそれぞれに設けられていてもよい。この図１７は、実施の形態５に係る導光体３ｇの変形例を示す図である。また、反射面３ｇ−８が、中央部３ｇ−６の入光面３ｇ−１側又は出光面３ｇ−３側のいずれか一方に設けられていてもよい。なお、中央部３ｇ−６の入光面３ｇ−１側に反射面３ｇ−７及び反射面３ｇ−８がない場合、周囲光１１Ｄは、入光面３ｇ−１へ入射後、導光部３ｇ−２と中央部３ｇ−６との境界を透過し、中央部３ｇ−６内部を全反射して進み、出光面３ｇ−３側の反射面３ｇ−８で反射又は透過して出光面３ｇ−３とは異なる方向へ向かい、導光部３ｇ−２の外部へ出射する。
このように、反射面３ｇ−７，３ｇ−８は、周囲光１１Ｄを反射又は屈折させて出光面３ｇ−３とは異なる方向へ向かわせる傾斜形状であればよい。

また、実施の形態２に係る導光体３ｄの中央部３ｄ−６に、実施の形態５のような反射面３ｇ−７又は反射面３ｇ−８が設けられていてもよい。同様に、実施の形態３に係る導光体３ｅの中央部３ｅ−６、及び実施の形態４に係る導光体３ｆの中央部３ｅ−６に、実施の形態５のような反射面３ｇ−７又は反射面３ｇ−８が設けられていてもよい。
また、反射面３ｇ−７又は反射面３ｇ−８が設けられた導光体３ｃ〜３ｇの透過面３ｃ−４〜３ｇ−４が、実施の形態４の透過面３ｆ−４のような凹凸面になっていてもよい。

本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、又は各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

この発明に係るディスプレイ用導光体は、複数の方向からの画面表示の視認性を向上させることができるので、例えば、車両の座席ごとの方向から画面表示が視認される車両用のディスプレイ装置に用いるのに適している。

１ 液晶モジュール、２ カバー、２ａ ディスプレイ面、２ｂ 印刷部、２ｃ 非印刷部、３ａ１，３ａ２，３ｂ１，３ｂ２ 導光体、３ａ１−１，３ａ２−１ 入光面、３ａ１−２，３ａ２−２ 導光部、３ａ１−３，３ａ２−３ 出光面、３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ 導光体（ディスプレイ用導光体）、３ｃ−１，３ｄ−１，３ｅ−１，３ｆ−１，３ｇ−１ 入光面、３ｃ−２，３ｄ−２，３ｅ−２，３ｆ−２，３ｇ−２ 導光部、３ｃ−３，３ｄ−３，３ｅ−３，３ｆ−３，３ｇ−３ 出光面、３ｃ−４，３ｄ−４，３ｅ−４，３ｆ−４，３ｇ−４ 透過面、３ｃ−５，３ｄ−５，３ｅ−５，３ｆ−５，３ｇ−５，３ｇ−７，３ｇ−８ 反射面、３ｃ−６，３ｄ−６，３ｅ−６，３ｆ−６，３ｇ−６ 中央部、３ｃ−７，３ｃ−８ 平面、３ｅ−４ａ 傾斜部、３ｅ−４ｂ 直線部、４ 保持部材、４ａ 係合爪、４ｂ ボス、４ｃ 当接部、５，５−１，５−２ 受光センサ、６ プリント回路基板、７ 筐体、１０ ディスプレイ装置、１１Ａ〜１１Ｅ 周囲光、α１，β１，±θ１，±θ２，±θ３ 入射角。

この発明は、ディスプレイの照度検出に使用されるディスプレイ用導光体に関するものである。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、１つの受光センサへ複数の方向の周囲光を導光することができるディスプレイ用導光体を提供することを目的とする。

この発明に係るディスプレイ用導光体は、光が入射する入光面と、光が出射する出光面と、入光面に入射した光を出光面へ導光する導光部とを備えるディスプレイ用導光体であって、導光部は、中央部分が導光部とは異なる屈折率の物質で構成された中央部を有し、ディスプレイ面に対する入射角が小さい第１の角度範囲とディスプレイ面に対する入射角が大きい第３の角度範囲との間にある第２の角度範囲から入光面に入射した光を出光面へ導光し、中央部の入光面側又は出光面側の少なくとも一方は、第１の角度範囲から入光面に入射した光が導光部に入射した後に出光面とは異なる方向へ反射するＶ字形状又は傾斜形状の反射面であり、導光部の外面のうちの入光面側は、第３の角度範囲から入光面に入射した光が導光部を通過して導光部の外部へ透過する透過面であり、透過面は、入光面側が最も外部へ突出し、出光面へ向かうにつれて中央部へ近づく傾斜形状である。

Claims (7)

1. 光が入射する入光面と、光が出射する出光面と、前記入光面に入射した光を前記出光面へ導光する導光部とを備えるディスプレイ用導光体であって、
   前記導光部は、中央部分が前記導光部とは異なる屈折率の物質で構成された中央部を有し、ディスプレイ面に対する入射角が小さい第１の角度範囲と前記ディスプレイ面に対する入射角が大きい第３の角度範囲との間にある第２の角度範囲から前記入光面に入射した光を前記出光面へ導光し、
   前記中央部の前記入光面側又は前記出光面側の少なくとも一方は、前記第１の角度範囲から前記入光面に入射した光が前記導光部に入射した後に前記出光面とは異なる方向へ反射するＶ字形状又は傾斜形状の反射面であり、
   前記導光部の外面のうちの前記入光面側は、前記第３の角度範囲から前記入光面に入射した光が前記導光部を通過して前記導光部の外部へ透過する透過面であることを特徴とするディスプレイ用導光体。
2. 前記透過面は、前記入光面側が最も外部へ突出し、前記出光面へ向かうにつれて前記中央部へ近づく傾斜形状であることを特徴とする請求項１記載のディスプレイ用導光体。
3. 前記透過面は、外部へ膨らむ円弧形状であることを特徴とする請求項１記載のディスプレイ用導光体。
4. 前記透過面は、外部へ膨らむ矩形形状であることを特徴とする請求項１記載のディスプレイ用導光体。
5. 前記中央部を構成する、前記導光部とは異なる屈折率の物質は、空気であることを特徴とする請求項１記載のディスプレイ用導光体。
6. 前記透過面は凹凸面であることを特徴とする請求項１記載のディスプレイ用導光体。
7. 請求項１記載のディスプレイ用導光体と、
   前記ディスプレイ用導光体が有する前記出光面から出射した光を受光する受光センサとを備えることを特徴とするディスプレイ装置。

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