JP6041129B2

JP6041129B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP6041129B2
Application number: JP2012200651A
Authority: JP
Inventors: 和行海発; 三上　貴史; 貴史三上; 高橋　祐一; 祐一高橋; 尚山添
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2016-12-07
Anticipated expiration: 2032-09-12
Also published as: JP2014055847A

Description

本発明は、例えば自動車等の車両に搭載され、車速やエンジン回転数等の各種情報を表示する表示装置に関するものである。

従来より、この種の表示装置にあっては、例えば下記特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１に記載の表示装置は、車両のインストルメントパネルに設けられた車両用計器からなり、車速をデジタル表示する第１の表示ユニットと、この第１の表示ユニットと離間するように第１の表示ユニットの下方側に位置し、車両のエンジン回転数や燃料計、水温計等をアナログ表示する第２の表示ユニットとを備え、車両の運転席に着座する運転者は両表示ユニットに表示される車速やエンジン回転数等の車両情報を視認しながら車両を運転させることができる。

特開２００８−２９０５９０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の表示装置の場合、両表示ユニットに表示される車速やエンジン回転数等の車両情報は、ともに実像表示となっていることから、実像表示される前記車両情報の表示形態が単純なものとならざるを得なく斬新さに欠けていた。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、２つの表示ユニットを利用して新規な見栄えを実現し得る表示装置の提供を目的とするものである。

本発明は、視認者側に実像用表示部を向けて配置された実像用表示ユニットと、前記視認者側とは反対側に虚像用表示部を向けて配置された虚像用表示ユニットと、前記実像用表示ユニットから出射される第１表示光を前記視認者側に透過させるとともに前記虚像用表示ユニットから出射される第２表示光を前記視認者側に反射させる透過反射部材と、前記実像用表示ユニットと前記虚像用表示ユニットとを収容するハウジングとを備え、前記透過反射部材は、前記実像用表示ユニットと前記虚像用表示ユニットとの間に介在するように前記ハウジングに配設され、前記実像用表示ユニットから出射されて前記透過反射部材を透過する前記第１表示光による実像と、前記虚像用表示ユニットから出射されて前記透過反射部材にて反射された前記第２表示光による虚像とが並設された状態で視認され、前記透過反射部材は、前記虚像が風景と重畳されるようにその所要部が前記ハウジングの上方側に延出してい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、２つの表示ユニットを利用して新規な見栄えを実現し得る表示装置を提供できる。

本発明の実施形態による表示装置の断面図。同実施形態による視認者側から透過反射部材を見たときの実像と虚像を示す図。

以下、図１、図２に基づいて、本発明を車両のインストルメントパネルに設けられた車両用計器に適用した一実施形態を説明する。

図１において、本実施形態による表示装置としての車両用計器は、例えば自動車等の運転席に着座する運転者（視認者）Ｄの前方となる車両のインストルメントパネルに設けられ、運転者Ｄ側に後述する実像用表示部を向けて配置された実像用表示ユニット１０と、運転者Ｄ側とは反対側に後述する虚像用表示部を向けて配置された虚像用表示ユニット２０と、実像用表示ユニット１０と虚像用表示ユニット２０との間に位置（介在）するハーフミラー（透過反射部材）３０と、実像用表示ユニット１０と虚像用表示ユニット２０とを収容するハウジング４０とから主に構成されている。

実像用表示ユニット１０は、実像用表示部である第１の表示素子１１と、この第１の表示素子１１のソース線（信号線）を駆動するソース線駆動回路（図示せず）と、表示素子１１のゲート線（走査線）を駆動するゲート線駆動回路（図示せず）と、導光体１２ａや光源１２ｂ、フレキシブル配線板１２ｃ等から構成され、第１の表示素子１１に照明光を導くための照明手段１２と、第１の表示素子１１及び導光体１２ａを保持する略平板状の白色樹脂からなる樹脂ケース１３と、前面フレーム１４と背面フレーム１５とでなり、実像用表示ユニット１０の外装ケースを構成する導電性材料からなるフレーム体１６と、前記ソース線駆動回路及び前記ゲート線駆動回路のタイミングを制御する各種タイミング信号を生成するタイミングコントローラ等が搭載されたプリント基板（図示せず）とを備え、適宜固定手段を用いてハウジング４０に固定されている。

そして、この場合、前面フレーム１４と背面フレーム１５とから構成されるフレーム体１６は、その内部に第１の表示素子１１や導光体１２ａ、光源１２ｂ、樹脂ケース１３等を収納する。なお、必要に応じて、第１の表示素子１１を略均一にバックライト照明するための光学部材（例えば拡散シートやプリズムシート）を第１の表示素子１１と導光体１２ａとの間に１つ以上配置してもよい。

第１の表示素子１１は、例えば一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セルの前後面に偏光膜を各々設けたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）型の液晶表示パネルからなり、車両に搭載された車速センサを除く各種センサからの検出信号に基づいて、燃料計、燃料消費、外気温等の車両情報（所定情報）を表示する実像用の表示部からなるものである。この実像用の表示部は、第１の表示素子１１の表示領域（図示せず）に表示される。

なお、実像用表示部である第１の表示素子１１に表示される表示情報（前記所定情報）は、前記車両情報以外に、例えばナビゲーション情報や車両の後進時に表示されるバックモニタ情報であってもよい。また、必要に応じて、前記表示領域表面での外光反射を防ぐために、前記表示領域表面に低反射処理を施すようにしてもよい。

導光体１２ａは、略平板状の透光性合成樹脂からなり、第１の表示素子１１の背面に沿うように配置される。別の言い方をすれば、導光体１２ａは、光源１２ｂから第１の表示素子１１へと至る照明光路中に配置されていることになる。

光源１２ｂは、適宜色を発するチップ型発光ダイオードからなり、導光体１２ａの上側に位置する一側面１２ｄに沿うように列状に複数個配置され、第１の表示素子１１に照明光を供給する発光体からなる。そして、光源１２ｂからの照明光が第１の表示素子１１を透過することで、第１の表示素子１１からは前記所定情報を示す表示光である第１表示光Ｌ１がハーフミラー３０に向けて出射される。

前面フレーム１４は、略枠状に成形され、その中央部には、表示素子１１に対応するように略矩形状の開口窓からなる表示窓部１４ａが形成されている。また、前面フレーム１４と対をなす背面フレーム１５は、断面略凹部形状にて形成され、樹脂ケース１３の背面側を覆うように設けられる。

そして、図１中、背面フレーム１５の上方に位置する壁部１５ａの内壁面には、フレキシブル配線板１２ｃが適宜固定手段を用いて固定され、各光源１２ｂは、導光体１２ａの一側面１２ｄと対向するようにフレキシブル配線板１２ｃに設けられる導電路（図示せず）に実装される。

虚像用表示ユニット２０は、実像用表示ユニット１０の配設位置よりも運転者Ｄ側に近い位置に配設され、回路基板２１と、回路基板２１に実装された発光体２２と、この発光体２２からの照明光を透過して第２表示光Ｌ２を形成するように発光体２２の前方側に位置する虚像用表示部である第２の表示素子２３と、回路基板２１と発光体２２と第２の表示素子２３とを収納するケース体２４とを備え、適宜固定手段を用いてハウジング４０に固定されている。

回路基板２１は、例えば所定の配線パターンが施された配線基板からなり、前記配線パターン上に発光体２２が搭載されている。

発光体２２は、適宜色を発するチップ型発光ダイオードからなり、第２の表示素子２３に照明光を供給する発光体である。

第２の表示素子２３は、実像用表示ユニット１０に備えられる第１の表示素子１１と同様にＴＦＴ型の液晶表示パネルからなるものである。この第２の表示素子２３は、車両に搭載された車速センサからの車速検出信号に基づいて車速を表示する虚像用の表示部からなるものである。この虚像用の表示部は、第２の表示素子２３の表示エリア（図示せず）に表示される。

なお、必要に応じて、前記表示エリア表面での外光反射を防ぐために、前記表示エリア表面に低反射処理を施すようにしてもよいし、発光体２２と第２の表示素子２３との間に発光体２２側が平坦面であって、第２の表示素子２３側が凸面となるレンズ部材を配置してもよい。

ケース体２４は、合成樹脂からなり、略箱形状にて形成され、第２の表示素子２３の表示エリア（図示せず）を臨ませるための開口部２４ａを備えている。そして、第２の表示素子２３から発せられる車速表示光である第２表示光Ｌ２は、開口部２４ａを通過してハーフミラー３０側に導かれる構成となっている。

ハーフミラー３０は、例えば暗色系の着色されたガラスまたは合成樹脂材からなり、その運転者Ｄ側を向く面は所定の曲率を有する凹面となっている。なお、場合によっては、ハーフミラー３０の表面（運転者Ｄ側を向く面）に光干渉膜からなる反射膜を被着してもよい。

このハーフミラー３０は、実像用表示ユニット１０と虚像用表示ユニット２０との間に位置（介在）するようにハウジング４０に適宜固定手段を用いて固定（配設）され、実像用表示ユニット１０から出射される第１表示光Ｌ１を運転者Ｄ側に透過させるとともに虚像用表示ユニット２０から出射される第２表示光Ｌ２を運転者Ｄ側に反射させるものである。

また、この場合、ハーフミラー３０は、略直立状態となるようにハウジング４０に固定され、実像Ｐ１と虚像Ｐ２とのうち、虚像Ｐ２のみが風景と重畳されるようにその所要部がハウジング４０の上方側に延出している（飛び出している）。なお、ここでの所要部とは、図２に示すようにハーフミラー３０を上下に２等分したときの上半分の領域（以下、上側領域Ｒ１と言う）を指す。

図２は、運転者Ｄがハーフミラー３０を正視したときに、運転者Ｄが視認する実像Ｐ１と虚像Ｐ２とを示している。

具体的には、ハーフミラー３０における上側領域Ｒ１には、虚像用表示ユニット２０から発せられる第２表示光Ｌ２によって、車速表示像を示す虚像Ｐ２が風景と重畳されるように表示される。一方、上側領域Ｒ１以外の領域となるハーフミラー３０の下半分の領域（以下、下側領域Ｒ２と言う）には、実像用表示ユニット１０から発せられる第１表示光Ｌ１によって、虚像Ｐ２とは異種の表示像（例えば走行距離表示像）を示す実像Ｐ１が表示される。なお、実像Ｐ１は虚像Ｐ２よりも近い位置に視認される。

つまり、本例の場合、運転者Ｄ側からハーフミラー３０を見ると、運転者Ｄは、実像用表示ユニット１０から出射されてハーフミラー３０を透過する第１表示光Ｌ１による実像Ｐ１と、虚像用表示ユニット２０から出射されてハーフミラー３０にて反射された第２表示光Ｌ２による虚像Ｐ２とが上下に並設された状態で視認され、しかも虚像Ｐ２は実像Ｐ１の表示位置よりも遠方に位置しているかのごとく視認される構成となっている。

従って、従来の場合は、両表示ユニットに表示される車両情報がともに実像表示されていたのに対し、本実施形態では運転者Ｄがハーフミラー３０越しに視認する実像Ｐ１と虚像Ｐ２のうち、前記異種の表示像である実像Ｐ１は風景と重畳されない状態で実像表示されるとともに、実像Ｐ１と隣接している虚像Ｐ２（車速表示像）は風景と重畳され、且つ、実像Ｐ１の表示位置よりも遠方に位置しているかのごとく虚像表示されることから、ハーフミラー３０越しに視認される車両情報が一風変わった斬新さのある（面白みのある）ものとなり、新規な見栄えを実現することができる。

ハウジング４０は、例えば黒色の合成樹脂材料もしくはアルミダイキャストにて形成されてなり、上側ケース４１と下側ケース４２とを備え、上側ケース４１と下側ケース４２とで形成される内部空間である空間部４３において、実像用表示ユニット１０と虚像用表示ユニット２０とを収容している。

上側ケース４１には、虚像用表示ユニット２０から出射される第２表示光Ｌ２を通過させるための開口窓部４４が形成されている。なお、図１中、４５は上側ケース４１の開口窓部４４を塞ぐように配設される透光性合成樹脂材料からなる透光性カバーであり、虚像用表示ユニット２０から出射される第２表示光Ｌ２は、透光性カバー４５を透過してハーフミラー３０（上側領域Ｒ１）へと導かれる。

以上のように本実施形態では、運転者Ｄ側に第１の表示素子（実像用表示部）１１を向けて配置された実像用表示ユニット１０と、運転者Ｄ側とは反対側に第２の表示素子（虚像用表示部）２３を向けて配置された虚像用表示ユニット２０と、実像用表示ユニット１０から出射される第１表示光Ｌ１を運転者Ｄ側に透過させるとともに虚像用表示ユニット２０から出射される第２表示光Ｌ２を運転者Ｄ側に反射させるハーフミラー３０と、実像用表示ユニット１０と虚像用表示ユニット２０とを収容するハウジング４０とを備え、ハーフミラー３０は、実像用表示ユニット１０と虚像用表示ユニット２０との間に介在するようにハウジング４０に配設され、実像用表示ユニット１０から出射されてハーフミラー３０を透過する第１表示光Ｌ１による実像Ｐ１と、虚像用表示ユニット２０から出射されてハーフミラー３０にて反射された第２表示光Ｌ２による虚像Ｐ２とが並設された状態で視認されるものである。また、ハーフミラー３０は、虚像Ｐ２が風景と重畳されるようにその前記所要部がハウジング４０の上方側に延出しているものである。

従って、運転者Ｄがハーフミラー３０越しに視認する実像Ｐ１と虚像Ｐ２のうち、前記異種の表示像である実像Ｐ１は風景と重畳されない状態で実像表示されるとともに、実像Ｐ１と隣接している虚像Ｐ２（車速表示像）は風景と重畳され、且つ、実像Ｐ１の表示位置よりも遠方に位置しているかのごとく虚像表示されることから、ハーフミラー３０越しに視認される車両情報が一風変わった斬新さのある（面白みのある）ものとなり、新規な見栄えを実現することができる。

また本実施形態では、実像用表示ユニット１０としてＴＦＴ型の液晶表示パネル（つまり第１の表示素子１１）が用いられている例について説明したが、例えば実像用表示ユニット１０として、アナログ式（指針式）のエンジン回転計、燃料計、水温計等を含む実像用表示ユニットを採用してもよい。

なお、本実施形態では、虚像用表示ユニット２０から出射される第２表示光Ｌ２により車速表示像である虚像Ｐ２が表示され、実像用表示ユニット１０から出射される第１表示光Ｌ１により虚像Ｐ２とは種類の異なる前記異種の表示像である実像Ｐ１が表示される例について説明したが、実像Ｐ１と虚像Ｐ２にて表示される表示像は、種類の異なる表示像であればあらゆる表示像を採用することができることは言うまでもない。

１０実像用表示ユニット
１１第１の表示素子
１２照明手段
１３樹脂フレーム
１６フレーム体
２０虚像用表示ユニット
２１回路基板
２２発光体
２３第２の表示素子
３０ハーフミラー（透過反射部材）
４０ハウジング
４５透光性カバー
Ｄ運転者（視認者）
Ｌ１第１表示光
Ｌ２第２表示光
Ｐ１実像
Ｐ２虚像

Claims

視認者側に実像用表示部を向けて配置された実像用表示ユニットと、
前記視認者側とは反対側に虚像用表示部を向けて配置された虚像用表示ユニットと、
前記実像用表示ユニットから出射される第１表示光を前記視認者側に透過させるとともに前記虚像用表示ユニットから出射される第２表示光を前記視認者側に反射させる透過反射部材と、
前記実像用表示ユニットと前記虚像用表示ユニットとを収容するハウジングとを備え、
前記透過反射部材は、前記実像用表示ユニットと前記虚像用表示ユニットとの間に介在するように前記ハウジングに配設され、
前記実像用表示ユニットから出射されて前記透過反射部材を透過する前記第１表示光による実像と、前記虚像用表示ユニットから出射されて前記透過反射部材にて反射された前記第２表示光による虚像とが並設された状態で視認され、
前記透過反射部材は、前記虚像が風景と重畳されるようにその所要部が前記ハウジングの上方側に延出していることを特徴とする表示装置。