JP2008185753A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 外光による不要な像の発生を抑制し、表示品質を向上させることが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】 表示器11が発した表示光Lを第1,第2の反射部材15,19を用いて投影部材に投影し、虚像を表示する表示装置であって、表示器11並びに第1,第2の反射部材15,19を収納する空間部23と第2の反射部材19で反射された表示光Lが通過する透光部24とを有するハウジング14と、透光部24を通じて空間部23に入射される外部からの光が、第1の反射部材15の反射面15bにおける周縁部Gに照射されることを防ぐ遮光部17bと、を備えている。
【選択図】図1
【解決手段】 表示器11が発した表示光Lを第1,第2の反射部材15,19を用いて投影部材に投影し、虚像を表示する表示装置であって、表示器11並びに第1,第2の反射部材15,19を収納する空間部23と第2の反射部材19で反射された表示光Lが通過する透光部24とを有するハウジング14と、透光部24を通じて空間部23に入射される外部からの光が、第1の反射部材15の反射面15bにおける周縁部Gに照射されることを防ぐ遮光部17bと、を備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、表示器が発した表示光を第1,第2の反射部材を用いてフロントガラス等の投影部材に投影し、虚像を表示する表示装置に関するものである。
従来より、下記特許文献1に記載され、図5,図6に示すように、車両のダッシュボード1に配設された表示装置2が投射する表示光L1をフロントガラス3で運転者4の方向に反射させ、表示像である虚像Vを表示するヘッドアップディスプレイがある(図5参照)。表示装置2は、図6に示すように表示器5と、コールドミラー(第1の反射部材)6と、凹面鏡(第2の反射部材)7とを有しており、これら表示器5,コールドミラー6並びに凹面鏡7は、ハウジング8の内部空間である空間部8aに収容(収納)されている。表示器5は、液晶表示素子並びにバックライト(光源)を有しており、車両の速度等を表示する。表示器5が発した表示光L1は、コールドミラー6並びに凹面鏡7で反射されて、フロントガラス3に投射される。運転者4は、虚像Vを風景に重畳させて視認できる。なお、ハウジング8には、凹面鏡7で反射された表示光L1を通過(透過)させる透光部8bが形成されている。
特開2003−344801号公報
ところで、上記のごときヘッドアップディスプレイでは、透光部8bを通じて空間部8aに入射される太陽光や街燈光等の外部からの光(つまり、外光)の一部Mが、凹面鏡7を介してコールドミラー6側に反射され、コールドミラー6の反射面(つまり、凹面鏡7との対向面)6aにおける周縁部Xに照射されることがあった(図6参照)。そして、かかる周縁部Xに照射される外光の一部Mが、迷光M1となって所定の光路(例えば凹面鏡7、透光部8d)を経てフロントガラス3に映し出されることで本来、表示されるべきでなない不要な像(例えば、車両が街燈光の下方を通過する度に虚像Vの両側に表示される縦ライン状の像)が発生し、表示品質が低下してしまうという問題があった。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、外光による不要な像の発生を抑制し、表示品質を向上させることが可能な表示装置の提供を目的とするものである。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、外光による不要な像の発生を抑制し、表示品質を向上させることが可能な表示装置の提供を目的とするものである。
本発明は、表示器が発した表示光を第1,第2の反射部材を用いて投影部材に投影し、虚像を表示する表示装置であって、前記表示器並びに前記第1,第2の反射部材を収納する空間部と前記第2の反射部材で反射された前記表示光が通過する透光部とを有するハウジングと、前記透光部を通じて前記空間部に入射される外部からの光が、前記第1の反射部材の反射面における周縁部に照射されることを防ぐ遮光部と、を備えてなることを特徴とする。
また本発明は、前記遮光部は、前記第1の反射部材を取り付けるための取付部材に形成されてなることを特徴とする。
本発明によれば、初期の目的を達成でき、外光による不要な像の発生を抑制し、表示品質を向上させることが可能な表示装置を提供できる。
以下、添付図面に基づいて、本発明を車両用ヘッドアップディスプレイに応用した一実施形態を説明する。なお、図1から図4は、本発明の実施形態を示すものであり、図1は本実施形態による表示装置の断面図、図2は図1中、矢印A方向から見たときの第1の反射部材と取付部材の正面図、図3は図2のB−B断面図、図4は図2のC−C断面図である。
図1において、本実施形態による表示装置10は、表示器11と、第1反射器12と、第2反射器13と、ハウジング14とから主に構成されている。
表示器11は、配線基板Rに実装された発光ダイオードからなる光源11aと、この光源11aからの照明光を透過して表示光Lを形成するように光源11aの前方側(真上)に位置するTFT型の液晶表示素子(表示素子)11bとから主に構成される。このことは、液晶表示素子11bの背後(直下)に光源11aが配設され、液晶表示素子11bは、光源11aから発せられる光により、所定情報(後述する表示すべき情報)を表示することを意味している。かかる表示器11は、表示光Lの出射側の面が第1反射器12の後述するコールドミラーに対向するようにしてハウジング14内に設けられ、表示光Lの光軸が前記コールドミラーに交わるような位置や向きにて固定保持される。
また液晶表示素子11bは、図示しない駆動回路によって表示すべき情報(例えば車両の速度やエンジン回転数)を、数値あるいはバーグラフ等で発光表示する。表示器11は、可視波長域の光からなる表示光Lを出力するもので、例えば赤色光(主に発光波長域610〜640nm)を発する光源11aを適用することができる。なお、前記表示すべき情報は、車両の速度やエンジン回転数に限らず、あらゆる表示形態を採用できることは言うまでもない。
第1反射器12は、コールドミラー(第1の反射部材)15と、このコールドミラー15を取り付けるための取付部材16とを有している。コールドミラー15は、略矩形状のガラス基板15aと、このガラス基板15aの片面(第2反射器13の後述する凹面鏡と向かい合う面)に形成された第1の反射層(反射面)15bとからなるものである。第1の反射層15bは、膜厚が異なる多層の干渉膜からなるものであり、蒸着等の方法で形成されている。また、コールドミラー15は、液晶表示器11が発した表示光Lを、第2反射器13(前記凹面鏡)側へ反射させるような位置に傾斜状態にて配設される。
なお、コールドミラー15は、液晶表示器11の発光波長域を含む可視波長域(450〜750nm)の光を高い反射率(例えば80%以上)で反射し、前記可視波長域以外の光を低い反射率で反射するものである。この場合、コールドミラー15は、前記可視波長域以外の特に赤外波長域の光(赤外線あるいは太陽光の熱線)を低い反射率(例えば15%以下)にて反射するものが適用される。なお、第1の反射層15bにて反射されない光は、コールドミラー15を透過するように構成される。
また本実施形態の場合、コールドミラー15並びに表示器11は、ハウジング14の後述する透光性カバーから直接、臨めない位置に配設され、前記太陽光や街燈光等の外部からの光(外光)が直接、当たらない構造となっている。
取付部材16は、例えば黒色の合成樹脂材料からなり、本実施形態の場合、第1のケース体17と、第2のケース体18とを備える。かかる取付部材16は、所定の固定手段によりハウジング14に固定されている。
第1のケース体17は、図2,図3に詳しく示すようにその外形形状が略矩形状に形成され、コールドミラー15における反射面である第1の反射層15bの所要部を臨ませるための略矩形状の開口部17aと、前記所要部(開口部17a)の周囲となる第1の反射層15bの周縁部Gを密着して覆うように略枠状に形成され、後述するように前記透光部を通じてハウジング14の後述する空間部に入射される外部からの光(前記外光)が、前記凹面鏡を介してコールドミラー15側に反射され、コールドミラー15の第1の反射層15bにおける周縁部Gに照射されることを防ぐ遮光部17bとを備える。
なお、図3中、17cは、コールドミラー15の側面部15cを取り巻く周壁部であり、周壁部17cのうち、後述する一対の立壁部が形成される周壁部17d箇所は、側面部15cと所定の空隙を有するように配設され、周壁部17dを除いた残りの周壁部17c箇所は、全て側面部15cと当接している。つまり、周壁部17dを除いた残りの周壁部17c箇所は、側面部15cを密着して覆う壁部からなる。なお、以下の説明では、周壁部17dに対応する側面部15c箇所を側面部15dとして説明する。
前記所定の空隙を有するように配設される周壁部17dとコールドミラー15の側面部15dとの間には、側面部15dに沿うようにコールドミラー15の背後側に(つまり、第1の反射層15bの位置する方向とは反対側に向けて)突出して延び、第2のケース体18の後述する鍔部の板厚に比べて肉薄の薄板状に形成された一対の立壁部17eが形成されている。かかる一対の立壁部17eは、本実施形態の場合、周壁部17dの両端側近傍、換言すれば、図2中、下側となる側面部15dの両端側近傍に位置している。
また、コールドミラー15の側面部15dに対応する一対の立壁部17e箇所には、固定部材である後述するネジを用いて第1のケース体17と第2のケース体18とを固定したときに、後述する押圧力により側面部15dと当接する、あるいは側面部15dを押し付ける突出部17fがそれぞれ形成されている。各突出部17fは、各立壁部17eの根元部分において、側面部15d側に突出形成された突出片からなる。なお、各立壁部17eの先端側には、前記ネジが貫通する略円形の孔部17gがそれぞれ形成されている。
また、H1,H2は、図4中、左側に位置し、遮光部17bの周縁に形成されてなる一対の第1フック部であり、H3,H4は、図4中、右側に位置し、遮光部17bの周縁に形成されてなる一対の第2フック部である。これら第1フック部H1,H2並びに第2フック部H3,H4は、立壁部17eの形成される方向と同一方向に延びており、図2中、上側となる、側面部15dと向かい合う側面部15cの両端側近傍に位置している。
なお、第1フック部H1,H2の間には、コールドミラー15の板厚方向に沿って延びるスリットJ1が形成され、同様に第2フック部H3,H4の間には、コールドミラー15の前記板厚方向に沿って延びるスリットJ2が形成されている。
第1フック部H1,H2は、第2のケース体18の対応位置に形成された第1の貫通孔18aに挿入されて第2のケース体18を貫通しており、それらの係合面K1,K2が第2のケース体18の裏面で第1の貫通孔18aの外周縁に係合している。同様に第2フック部H3,H4は、第2のケース体18の対応位置に形成された第2の貫通孔18bに挿入されて第2のケース体18を貫通しており、それらの係合面K3,K4が第2のケース体18の裏面で第2の貫通孔18bの外周縁に係合している。
一方、第2のケース体18は、コールドミラー15の反射面である第1の反射層15bとは反対側のコールドミラー15の裏面を支持する略平板状の支持部18cを備える。かかる支持部18cは、第1フック部H1,H2に対応して開口形成された前述した第1の貫通孔18aと、第2フック部H3,H4に対応して開口形成された前述した第2の貫通孔18bとを有している。また支持部18cは、一対の立壁部17eに対応するように突出形成された腕片からなる一対の鍔部18dを有している(図3参照)。
各鍔部18dは、突出部17fの形成箇所を除いた立壁部17eの面(内壁面)P1に沿うようにそれぞれ配設される。つまり、鍔部18dは、立壁部17eの内側に各々位置しており、その略中央部には立壁部17eの孔部17gに対応するようにネジ螺合部18eがそれぞれ形成されている。なお、鍔部18dや立壁部17eの形成個数は、本実施形態の場合、2個であるが3個以上であってもよい。また、本実施形態の場合、立壁部17eの内壁面P1や内壁面P1に相対する外壁面P2は、図3に示す軸線Nに対して金型抜き勾配に相当する角度分だけ周壁部17d側に傾斜しているものとする(詳細図示省略)。これにより、後述するように前記ネジを孔部17gを介してネジ螺合部18eに各々螺合させた際に、立壁部17eが、僅かではあるが前記押圧力により鍔部18d側に押し付けられるようになっている。
そして、第1,第2のケース体17,18を用いてコールドミラー15を取り付ける(固定する)にあたっては、一例として詳細図示は省略するが、まず第1のケース体17の裏面側(立壁部17e側)を上にした状態で、一対の立壁部17eと立壁部17eの形成されていない周壁部17c箇所とに沿うようにコールドミラー15を収容(収納)する。この際、第1の反射層15bの前記所要部が、開口部17aに臨むようにコールドミラー15が収容される。また、このとき、コールドミラー15の側面部15cと第1のケース体17の周壁部17cとを密着させた場合、これに相対する部分となる、立壁部17eの突出部17fと側面部15dとの間には、0.1mm〜0.2mm程度の微小間隙が存在する。なお、コールドミラー15の板厚寸法と周壁部17cの突出高さ寸法とは、略同一寸法に設定されているため、コールドミラー15を収容したときに、周壁部17cの先端面とコールドミラー15の面(この場合、コールドミラー15の裏面)とは略同一面となる。
次に、第2のケース体18の支持部18cの板面とコールドミラー15の板面とが平行状態となるようにし、この状態で、さらに第1フック部H1,H2を第1の貫通孔18aに対応させるとともに第2フック部H3,H4を第2の貫通孔18bに対応させ、且つ、一対の鍔部18dを一対の立壁部17eに対応させた状態で、支持部18cをコールドミラー15側に平行移動させ、コールドミラー15が収容された第1のケース体17上に第2のケース体18を載置する。この際、第1フック部H1,H2を第1の貫通孔18aに貫通させるとともに第2フック部H3,H4を第2の貫通孔18bに貫通させ、第2のケース体18を第1のケース体17に仮固定する必要がある。
すなわち、第2のケース体18(支持部18c)を平行移動させると、第1フック部H1,H2の傾斜面が、第1の貫通孔18aの周縁部分に当接することで第1フック部H1,H2が互い近接するように窄まり(これによりスリットJ1の幅寸法も小さくなる)、第1フック部H1,H2の外径合計幅が第1の貫通孔18aの内径幅よりも小さくなって、第1フック部H1,H2が第1の貫通孔18aを通過する。第1の貫通孔18aを通過した第1フック部H1,H2は、それ自体の幅方向拡張(膨脹)力により元の方向の位置に復帰し、第1フック部H1,H2の外径合計幅が第1の貫通孔18aの内径幅よりも大きくなる(図4参照)。
これと同時に、第2フック部H3,H4の傾斜面が、第2の貫通孔18bの周縁部分に当接することで第2フック部H3,H4が互い近接するように窄まり(これによりスリットJ2の幅寸法も小さくなる)、第2フック部H3,H4の外径合計幅が第2の貫通孔18bの内径幅よりも小さくなって、第2フック部H3,H4が第2の貫通孔18bを通過する。第2の貫通孔18bを通過した第2フック部H3,H4は、それ自体の幅方向拡張(膨脹)力により元の方向の位置に復帰し、第2フック部H3,H4の外径合計幅が第2の貫通孔18bの内径幅よりも大きくなる(図4参照)。これにより第2のケース体18が、第1のケース体17に対し仮固定される。かかる仮固定に伴い、孔部17gとネジ螺合部18eとが連通するように、鍔部18dを立壁部17eに対向配置させることが可能となる(図3参照)。
最後に、ネジSを孔部17gを介してネジ螺合部18eに各々螺合させることで、鍔部18dと立壁部17eとが固定され、これにより第2のケース体18が第1のケース体17に本固定されることになる。ここで、ネジSをネジ螺合部18eに螺合させた際に、薄板状の立壁部17eには、ネジ頂部S1による押圧力が働き、前記押圧力により立壁部17eに設けられた突出部17fが、前記微小間隙を塞ぐように側面部15dと当接する、あるいは側面部15dを押し付ける構成となっている。なお、必要に応じて、ネジ頂部S1と立壁部17e(外壁面P2)との間にナットを介在させてもよい。
このようにコールドミラー15を取付固定するための取付部材16が、第1,第2のケース体17,18を備え、第1のケース体17にコールドミラー15の一側面である側面部15dに沿うように複数の立壁部17eを設け、第2のケース体18に複数の立壁部17eに対応する複数の鍔部18dを設け、固定部材であるネジSを立壁部17eに設けた孔部17gに貫通させるとともに鍔部18dに設けたネジ螺合部18eに螺合させた際に、立壁部17eに設けた突出部17fが、側面部15dに当接する(あるいは側面部15dを押し付ける)構成としたことにより、コールドミラー15を取付部材16にガタツキなく固定することが可能となる。
第2反射器13は、凹面鏡(第2の反射部材)19と、この凹面鏡19を保持するミラーホルダ20とを有している(図1参照)。凹面鏡19は、凹面を有するポリカーボネートからなる樹脂基板に第2の反射層19aを蒸着形成してなるものである。かかる凹面鏡19は、その第2の反射面19aがコールドミラー15並びに前記透光部に対向し、前記透光部から臨める位置に傾斜状態にて配設される。
また凹面鏡19は、コールドミラー15からの表示光Lを拡大しつつ、前記透光部(車両のフロントガラス)側へ反射(投射)させるものである。このことは、凹面鏡19が、コールドミラー15によって反射された表示光Lを拡大し、この拡大された表示光Lを前記透光部を介して前記車両のフロントガラスに投射することを意味している。なお、凹面鏡19は、ミラーホルダ20に両面粘着テープにより接着されている。ミラーホルダ20は、樹脂(例えばABS)からなるものであり、ハウジング14に固定されている。
ハウジング14は、遮光性の合成樹脂材料からなり、ともに断面略凹部形状からなる上側ケース体21と下側ケース体22とを備え、上側ケース体21と下側ケース体22とで形成される内部空間である空間部23において、表示器11や各反射器12,13を保持して収納するものである。
上側ケース体21には、凹面鏡19の配設位置の上部(前記車両のフロントガラス側)が開口する開口窓部21aが形成されており、この開口窓部21aには、開口窓部21aを塞ぐように透光部である透光性カバー24が配設されている。かかる透光性カバー24は、透光性の合成樹脂材料(例えばアクリル樹脂)からなり、凹面鏡19で反射された表示光Lが透過(通過)する光透過性部材としての機能を有している。従って、透光性カバー24を透過する表示光Lは、前記車両のフロントガラス側に投射されるようになっている。
かかる実施形態によれば、透光部である透光性カバー24を通じて空間部23に入射される前記外光の一部が、凹面鏡19を介してコールドミラー15側に反射されるとともにコールドミラー15の第1の反射層(反射面)15bにおける周縁部Gには照射されずに、周縁部Gの前方側(凹面鏡19側)を覆い隠すように構成された第1のケース体17の遮光部17bによって遮られる。従って、従来のように周縁部に前記外光の一部が照射されることにより生じていた不要な像の発生を抑制することができ、表示品質の向上した表示装置を提供できる。
また本実施形態では、コールドミラー15の周縁部Gと遮光部17bとが密着(当接)している場合について説明したが、遮光部17bは、前記外光の一部が凹面鏡を介して周縁部Gに照射されない構成であれば、あらゆる構成を採用することができ、例えば遮光部17bと周縁部Gとの間に所定の間隙を設定してもよい。
また本実施形態では、コールドミラー15を取り付けるための取付部材16の構成部品である第1のケース体17の遮光部17bを用いて、コールドミラー15の周縁部Gに前記外光の一部が照射されることを防止する例について説明したが、このように遮光部17bを取付部材16(第1のケース体17)に一体形成する構成ではなく、例えば変形例としてハウジング14に遮光部を一体形成することも可能である。さらに、他の変形例として、空間部23において、液晶表示素子11bを駆動するための前記駆動回路を有する回路基板が、図1中、液晶表示素子11bの左方に隣接するように配設されている場合においては、前記回路基板(配線パターン)に前記外光の一部が照射されることを防止すべく、前記回路基板の前方側を覆い隠す光遮蔽部材に遮光部を一体形成することも可能である。なお、かかる各変形例にあっては、前記遮光部と周縁部Gとが、所定距離を有するように隔てて配設されることは言うまでもない。
10 表示装置
11 表示器
12 第1反射器
13 第2反射器
14 ハウジング
15 コールドミラー(第1の反射部材)
15b 反射面(第1の反射層)
16 取付部材
17 第1のケース体
17b 遮光部
18 第2のケース体
19 凹面鏡(第2の反射部材)
20 ミラーホルダ
23 空間部
24 透光部(透光性カバー)
G 周縁部
L 表示光
11 表示器
12 第1反射器
13 第2反射器
14 ハウジング
15 コールドミラー(第1の反射部材)
15b 反射面(第1の反射層)
16 取付部材
17 第1のケース体
17b 遮光部
18 第2のケース体
19 凹面鏡(第2の反射部材)
20 ミラーホルダ
23 空間部
24 透光部(透光性カバー)
G 周縁部
L 表示光
Claims (2)
- 表示器が発した表示光を第1,第2の反射部材を用いて投影部材に投影し、虚像を表示する表示装置であって、
前記表示器並びに前記第1,第2の反射部材を収納する空間部と前記第2の反射部材で反射された前記表示光が通過する透光部とを有するハウジングと、
前記透光部を通じて前記空間部に入射される外部からの光が、前記第1の反射部材の反射面における周縁部に照射されることを防ぐ遮光部と、を備えてなることを特徴とする表示装置。 - 前記遮光部は、前記第1の反射部材を取り付けるための取付部材に形成されてなることを特徴とする請求項1記載の表示装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN105954873A (zh) * | 2015-03-09 | 2016-09-21 | 矽创电子股份有限公司 | 光学成像装置 |
JP2018105968A (ja) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 日本精機株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置及び同製造方法 |
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JPH02308120A (ja) * | 1989-05-23 | 1990-12-21 | Nippondenso Co Ltd | ディスプレイ装置 |
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2007
- 2007-01-30 JP JP2007018838A patent/JP2008185753A/ja active Pending
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