JP6558395B2 - 車両用表示装置 - Google Patents

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Description

本開示は、車両に搭載される車両用表示装置に関する。
従来、車両に搭載される車両用表示装置が知られている。特許文献1に開示の装置は、光源部及び透光表示板を備えている。透光表示板は、視認側を向く表板面と、視認側とは反対側を向く裏板面とを有する透光性の板状に形成され、外縁部を介して光源部から提供された光源光を内部に導入する。
透光表示板に設けられた反射表示部は、複数の反射素子を適宜配置することにより図柄の表示を行なう。ここで、各反射素子には、裏板面から凹んで形成された素子であって、透光表示板の内部に導入された光源光を、視認側に反射する反射面が設けられている。反射面が光源光を視認側に反射することで、図柄が表示可能となるのである。
ここで、各反射素子は、反射面として、裏板面側から表板面側に向かう程、光源光が導入される外縁部に対して離間するように傾斜する1つの傾斜面を有している。
特開2016−121890号公報
このように、特許文献1の各反射素子は、反射表示部において向きが共通の1つの反射面により構成されている。しかしながら、1つの反射面の場合、視認者が視線位置を振っても、反射表示部の輝度が単純変化して視認されるだけで、キラキラ感に欠いていた。このため、見栄え向上の余地があった。
開示されるひとつの目的は、見栄えを向上させた車両用表示装置を提供することにある。
ここに開示された車両用表示装置は、車両に搭載される車両用表示装置であって、
光源光を提供する光源部(40)と、
視認側を向く表板面(31a)と、視認側とは反対側を向く裏板面(31b)とを有する透光性の板状に形成され、外縁部(32,32a)を介して光源光を内部に導入する透光表示板(30)と、を備え、
透光表示板は、裏板面から凹んで形成された素子であって、透光表示板の内部に導入された光源光を、視認側に反射する反射面(37)が設けられた複数の反射素子(35)を有し、各反射素子を適宜配置することにより面光源状に光輝する図柄(34)の表示を行なう反射表示部(33)を備え、
反射表示部は、裏板面側から表板面側に向かう程、外縁部を基準として互いに向きが相異なるように離間し光源光を反射する2つの傾斜面(37a,37b)で構成された反射面が設けられた複合反射素子(36)を、複数の反射素子に含み、
面光源状に光輝する図柄内の領域にて、視認者が視線位置を振った場合の輝度の変化の仕方が2つの傾斜面間で異なっている
このような開示によると、複合反射素子の複合反射面に設けられた2つの傾斜面は、裏板面側から表板面側に向かう程、光源光が導入される外縁部に対して離間するように傾斜するという共通点を有しつつも、互いに向きが相異なる。こうした複合反射素子による光源光の視認側への反射では、視認者が視線位置を振った場合に、輝度の変化の仕方が2つの傾斜面間で異なるので、複合反射素子を含む反射表示部の図柄がキラキラと輝いて視認される。こうしてキラキラ感が付与された図柄の表示が、反射表示部により実現されるので、見栄えを向上させた車両用表示装置を提供することができる。
なお、括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。
一実施形態の車両用表示装置を示す部分正面図である。 図1のII−II線断面図である。 図1の反射表示部の複合反射素子が配列された領域を拡大した平面図である。 図3のIV−IV線断面図である。 図4のV−V線断面図である。 一実施形態の複合反射素子を採用した反射素子部を撮影した写真を含む図であって、視認者が車両上側から少し見下ろすように図柄を視認した場合を示している。 一実施形態の複合反射素子を採用した反射素子部を撮影した写真を含む図であって、視認者が板厚方向に沿って正面から図柄を視認した場合を示している。 一実施形態の複合反射素子を採用した反射素子部を撮影した写真を含む図であって、視認者が車両下側から少し見上げるように図柄を視認した場合を示している。 図6の線画である。 図7の線画である。 図8の線画である。 変形例7における外縁部を説明するための図である。
一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、本開示の一実施形態による車両用表示装置100は、車両に搭載され、当該装置100を視認する乗員が着座する座席と対向するインストルメントパネルに設置されている。車両用表示装置100は、乗員が位置することとなる視認側へ向けて車両の情報を表示可能となっている。
なお、本実施形態において車両下側とは、水平面上の車両において重力が生ずる側を示す。車両上側とは、車両下側の反対側を示す。車両左側又は車両右側は、座席に着座した乗員を基準とした左側又は右側を示す。
このような車両用表示装置100は、図2にも示すように、ケース部10、本体表示部20、透光表示板30、及び光源部40等により構成されている。
ケース部10は、背面側ケース11、視認側ケース12、プレートウインド部材13、及びスモーク板14を有している。背面側ケース11は、例えば合成樹脂により遮光性に形成されており、本体表示部20を視認側とは反対側の背面側から覆っている。
背面側ケース11よりも視認側に配置された視認側ケース12は、例えば合成樹脂により遮光性に形成されており、本体表示部20を外周側から囲む外枠ケース状に形成されている。また、視認側ケースは、透光表示板30及び光源部40を保持している。
プレートウインド部材13は、例えば合成樹脂により遮光性に形成されており、本体表示部20よりも視認側に配置されている。プレートウインド部材13は、装置100の外周輪郭に沿って視認側及び背面側に開口部を有する筒状に形成されている。
スモーク板14は、例えば着色されたアクリル樹脂又はポリカーボネイト樹脂等の半透光性樹脂により、プレートウインド部材13の視認側開口部の全面を塞ぐ曲面板状に形成されている。これにより、本体表示部20及び透光表示板30は、スモーク板14を通して乗員に視認されることとなる。本実施形態のスモーク板14は、スモーク調の着色により、透過率が30%程度に設定されているが、30%以上の任意の値に設定されていてもよい。
本体表示部20は、背面側表示板21、複数の指針表示部22、及び画像表示部25を有している。背面側表示板21は、一般的に文字板とも呼ばれており、背面側ケース11と透光表示板30との間に配置されている。背面側表示板21は、例えばアクリル樹脂又はポリカーボネイト樹脂等の透光性を有する基材の表面に、半透光性又は遮光性の印刷が部分的に施されて、平板状に形成されている。なお、印刷に代えて、塗装が施されていてもよい。
複数の指針表示部22は、本実施形態では2つ設けられており、背面側表示板21の車両左側の領域及び車両右側の領域に、それぞれ配置されている。ここで、2つの指針表示部22は互いに同様の構成となっているため、車両左側の指針表示部22について代表して説明する。
指針表示部22は、ステッピングモータ23及び指針24を有している。ステッピングモータ23は、背面側ケース11と背面側表示板21との間に、すなわち背面側表示板21よりもさらに背面側に、配置されたメイン回路基板26に保持されている。
指針24は、連結部24a及び指示部24bを一体的に有している。連結部24aは、背面側表示板21に空けられた貫通穴を通して配置されており、ステッピングモータ23の回転軸と連結されている。指示部24bは、背面側表示板21よりも視認側かつ透光表示板30よりも背面側に配置されており、針状を呈している。指針24は、ステッピングモータ23の出力に応じて回動するようになっており、指標21aを指示することにより、指示位置に応じた車両の情報が表示されるようになっている。
指標21aは、背面側表示板21上にて印刷によって、目盛及び当該目盛に対応する文字を部分円環状に配列して形成されている。なお、本実施形態では、左側の指針表示部における指標21aは、車両の速度を表示するための指標となっている。一方、左側の指針表示部における指標21aは、車両のエンジン回転数を表示するための指標となっている。
画像表示部25は、背面側表示板21の中央の領域に配置されている。画像表示部25は、背面側表示板21とメイン回路基板26との間に、背面側表示板21と近接して配置された液晶表示器25aを有している。本実施形態の液晶表示器25aは、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、TFT)を用いた透過型TFT液晶パネルであって、2次元方向に配列された複数の液晶画素から形成されるアクティブマトリクス型の液晶パネルが採用されている。液晶表示器25aは、視認側に画像を表示する矩形状の表示面25bを有している。
さらに背面側表示板21において表示面25bと対向する領域には、印刷が施されないことで透光性を有する透光領域21bが、印刷により遮光性を有する遮光領域21cに囲まれることで、矩形状に形成されている。透光領域21bは、表示面25bよりも僅かに小さなサイズで形成されている。こうして表示面25bに表示された画像の光は、背面側表示板21の透光領域21bを視認側に透過し、さらに透光表示板30を透過する。
透光表示板30は、例えばアクリル樹脂又はポリカーボネイト樹脂等の合成樹脂により透光性に形成され、表板面31a及び裏板面31bを有する平板状を呈している。透光表示板30は、背面側表示板21とは実質平行に設けられている。表板面31aは、視認側を向いて形成されており、裏板面31bは、背面側を向いて形成されている。本実施形態の透光表示板30は、背面側表示板21の全面を視認側から覆っており、本体表示部20の指針表示部22及び画像表示部25による表示を、光の透過により視認側に透過表示可能となっている。
光源部40は、光源用回路基板42上に複数の発光素子41を互いに一直線上に配列ピッチPT0で配列して形成されている。各発光素子41には、点光源状の光源である発光ダイオードが採用されており、各発光素子41は電源と接続されることで発光する。特に本実施形態では、各発光素子41がマルチカラーの発光ダイオードとなっているが、単色の発光ダイオードであってもよい。いずれにしろ、点灯状態の各発光素子41は、互いに実質同一の色及び実質同じ輝度で発光するように制御されることが好ましい。
こうした光源部40は、透光表示板30の外縁部32のうち、特に車両上側の外縁部32aと対向して配置されている。外縁部32aは、光源部40の発光素子41と対向する平面状の対向面30aを形成している。各発光素子41から発せられた光源光が当該外縁部32aにて対向面30aを介して透光表示板30の内部に入射する。こうして光源部40は光源光を提供可能となっている。
透光表示板30の内部に導入された光源光は、車両上側から車両下側へ向かう方向を主の進行方向として、当該内部を進むようになっている。
透光表示板30は、反射表示部33を有している。反射表示部33は、図3〜5に示すように、裏板面31bから凹んで形成された素子であって、凹み深さ5〜20μm程度の微細なサイズの複数の反射素子35を有している。反射表示部33は、複数の反射素子35を適宜配置することにより、巨視的に視認可能な図柄34を形成している。特に本実施形態では、複数の反射素子35を裏板面31bに沿って2次元に配列することにより、図柄34が形成されている。各反射素子35が透光表示板30の内部に導入された光源光を視認側に反射する反射面を有することにより、図柄34が光輝して、表示されるようになっている。
具体的に本実施形態では、図柄34として、指針表示部22の周囲を全周に亘って縁取るように円環枠状に形成された枠図柄34aと、画像表示部25の表示面25bの周囲を全周に亘って縁取るように、矩形環状に形成された枠図柄34bとが設けられている。
複数の反射素子35には、複合反射素子36が含まれている。特に本実施形態では、反射表示部33を構成する全ての反射素子35が、複合反射素子36となっている。
各複合反射素子36は、裏板面31bから表板面31a側へ三角錐状に凹んで形成されている。特に図3に示すように、各複合反射素子36は、裏板面31bに垂直な板厚方向TDに沿った平面図上では、二等辺三角形状をなしている。各複合反射素子36は、2つの傾斜面37a,37bで構成された複合反射面37、及び素子裏面38を有している。
2つの傾斜面37a,37bは、平面図上の二等辺三角形状において等辺に対応する位置にそれぞれ配置されている。2つの傾斜面37a,37bは、三角錐状の複合反射素子36による各面のうち、光源光が導入される車両上側の外縁部32a側を向く2面として、外輪郭が三角形の平面状にそれぞれ形成されている。
各複合反射素子36は、平面図上の二等辺三角形状の頂角(又は底辺)を二等分する断面に沿って、2つの傾斜面37a,37b同士を接続する直線状の接続辺36bを有している。接続辺36bは、裏板面31b側から表板面31a側へ向かう程、光源光が導入される車両上側の外縁部32aに対してより離間するように傾斜しており、特に図4に示すように板厚方向TDに対して例えば45度の傾斜角をなしている。各傾斜面37a,37bも、接続辺36bと同様に、裏板面31b側から表板面31a側へ向かう程、光源光が導入される車両上側の外縁部32aに対してより離間するように傾斜している。各傾斜面37a,37bも、上述の頂角を二等分する断面に平行な断面上では、板厚方向TDに対して例えば45度の傾斜角をなしている。
さらに、2つの傾斜面37a,37b同士は、外縁部を基準として、互いに向きが相異なるように設定されている。具体的に、2つの傾斜面37a,37bは、平面図上の二等辺三角形状の等辺の傾斜に沿うかたちで、互いに斜め側方を向いている。車両左側の傾斜面37aは、僅かに車両左側を向き、車両右側の傾斜面37bは、僅かに車両右側を向いている。具体的に本実施形態では、三角錐状の複合反射素子36において、最も凹み深さが深い凹底部36aを含み、上述の頂角を二等分する断面に垂直な垂直断面上では、特に図5に示すように、2つの傾斜面37a,37bは、裏板面31bに対して互いに例えば10度の傾斜角をなして、互いに反対向きに傾いている。
素子裏面38は、平面図上の二等辺三角形状において底辺に対応する位置に配置され、光源光が導入される車両上側の外縁部32aとは反対側を向いて形成されている。素子裏面38は、外輪郭が三角形の平面状に形成されている。素子裏面38は、裏板面31b側から表板面31a側へ向かう程、光源光が導入される車両上側の外縁部32aに近づくように傾斜しており、板厚方向TDに対して例えば5度の傾斜角をなしている。
図3に示すように、こうした各複合反射素子36に光源光が車両上側から車両下側に向かって方向から入射すると、上述の傾斜をなす2つの傾斜面37a,37bから構成される複合反射面37によって、当該光源光が視認側に反射される。こうして、各反射素子35が視認側に位置する乗員により光輝して視認される。
本実施形態では、各複合反射素子36は、裏板面31bにおいて平坦に形成された平坦部39を介することで、配列方向D1,D2にそれぞれ設定された配列ピッチPT1,PT2だけ互いに離間し、1つずつ孤立して配置されている。なお、配列方向D1は、光源光の主な進行方向である車両上側から車両下側の方向に沿っており、配列方向D2は配列方向D1に実質的に垂直な方向となっている。
そして、複数の複合反射素子36は、その凹底部36aの位置を、1列毎に配列ピッチPT1,PT2の半値分ずらした、所謂千鳥状に配列されている。ここで、複合反射素子36の配列ピッチPT1,PT2は、光源部40の発光素子41の配列ピッチPT0に対して、極めて小さい値に設定されている。
こうした複数の複合反射素子36が配列された反射表示部33は、上述のように各複合反射面37が光源光を反射することで、図柄34内の複合反射素子36が配置された領域を面光源状に光輝させて表示することができる。
特に本実施形態では、点光源状の発光素子41が配列されることにより、敢えて光源部40に照明むらを生じさせている。外縁部32aにて平面状の対向面30aが光源光の照明むらの状態を極力変化させずに、当該光源光を透光表示板30の内部に導入する。こうした光源部40からの光源光を各複合反射素子36が反射することにより、反射表示部33は、点光源状の複数の発光素子41による光源像を、図柄34内の複合反射素子36が配列された領域に写し込んで表示するようになっている。
このような光源像の写し込みについて、図6〜12より詳細に説明する。本実施形態において、複合反射素子36は、2つの傾斜面37a,37bにより構成された複合反射面37によって光源光を反射しているため、視認者が反射表示部33の図柄34を視認する角度によって、光源像の見え方が変化する。
具体的に、図6又は9に示すように、視認者が車両上側から少し見下ろすように図柄34を視認すると、直線状に延びた複数の光源像が、発光素子41の配列ピッチPT0に応じた間隔で映り込み、反射表示部33の図柄34に縞状の輝度むらを生じさせる。
図7又は10に示すように、視認者が板厚方向PTに沿って正面から図柄34を視認すると、直線状に延びた光源像が、上述の場合に比べて2倍映り込み、反射表示部33の図柄34に複雑な縞状の輝度むらを生じさせる。
図8又は11に示すように、視認者が車両下側から少し見上げるように図柄34を視認すると、直線状に延びた光源像の数が最初の場合に戻り、発光素子41の配列ピッチPT0に応じた間隔で映り込み、反射表示部33に縞状の輝度むらを生じさせる。
視認者が例えば運転者であれば、車両の運転動作に伴う眼の位置の移動に伴って、図柄34がキラキラと輝くように視認される。
キラキラと光輝する反射表示部33の図柄34は、透光表示板30の裏板面31bと対向して配置された本体表示部20による表示と共に表示される。したがって、本体表示部20は、当該図柄34の表示と重畳する重畳表示を視認側に向けて行なう重畳表示部としても機能している。
一方、光源部40が消灯され、光源光を透光表示板30の内部に導入されないときには、各複合反射素子36が微細なサイズかつ平坦部39を介して形成されていることによって、殆ど視認されないようになっている。
(作用効果)
以上説明した本実施形態の作用効果を以下に改めて説明する。
本実施形態によると、複合反射素子36の複合反射面37に設けられた2つの傾斜面37a,37bは、裏板面31b側から表板面31a側に向かう程、光源光が導入される外縁部32aに対して離間するように傾斜するという共通点を有しつつも、互いに向きが相異なる。こうした複合反射素子36による光源光の視認側への反射では、視認者が視線位置を振った場合に、輝度の変化の仕方が2つの傾斜面37a,37b間で異なるので、複合反射素子36を含む反射表示部33の図柄34がキラキラと輝いて視認される。こうしてキラキラ感が付与された図柄34の表示が、反射表示部33により実現されるので、見栄えを向上させた車両用表示装置100を提供することができる。
また、本実施形態によると、2つの傾斜面37a,37bは、三角錐状の複合反射素子36による面のうち、光源光が入射する外縁部32a側を向く2面である。このようにすると、互いに向きが相異なる2つの傾斜面37a,37bが、光源光を視認側に反射する構成を、容易に実現可能となり、見栄えが向上する。
また、本実施形態によると、点光源状の複数の光源としての発光素子41による像は、図柄34内の複合反射素子36が配置された領域に写し込んで表示されている。すなわち、発光素子41による像が2つの傾斜面37a,37bにより反射されて視認される。ここで、視認者が視線位置を振った場合に、当該光源による像の輝度の変化の仕方が2つの傾斜面37a,37b間で異なるので、図柄34のキラキラ感は、際立って強調され得る。したがって、従来では存在し得なかった極めて斬新な表示が実現され、見栄えは一層向上する。
また、本実施形態によると、複数の複合反射素子36は、平坦部39を介して離間して配置されているので、複合反射素子36と平坦部39と位置関係及び面積の割合を適宜設定することで、図柄34の輝度や見え方を調整可能となり、図柄34の表現の幅を広げることができる。また、複合反射素子36のサイズを微細にしつつ、平坦部39の面積を一定割合以上とすることにより、光源部40を消灯した場合に、複合反射素子36を視認者から殆ど視認不可能とすることができる。以上により、見栄えが向上する。
また、本実施形態によると、各複合反射素子36は、その位置を1列毎に配列ピッチの半値分ずらした千鳥状に配列されている。このようにすると、図柄34に比較的穏やかな印象を付与することができるので、見栄えが向上する。
また、本実施形態によると、裏板面31bと対向して配置され、反射表示部33と重畳する重畳表示を視認側に向けて行なう重畳表示部として機能する本体表示部20を、さらに備える。本体表示部20と、キラキラ感が演出された反射表示部33とが重畳して、一体感及び立体感を兼ね備えた表示が実現される。故に、見栄えを一層向上させた車両用表示装置100を提供することができる。
(他の実施形態)
以上、一実施形態について説明したが、発明は、当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
具体的に変形例1としては、反射表示部33の複数の反射素子35のうち一部のみが、複合反射面37が設けられた複合反射素子36となっていてもよい。
変形例2としては、各反射素子35は、適宜配置されていればよく、表示する図柄34として、例えば指針が指示する指標等、任意の様々な図柄を採用することができる。
変形例3としては、複合反射素子36は、2つの傾斜面37a,37bで構成された複合反射面37が設けられていればよく、三角錐状よりも複雑な形状に凹んで形成されていてもよい。そして、複合反射素子36は、複合反射面37に加えて、追加の反射面を有していてもよい。
変形例4としては、2つの傾斜面37a,37bの傾斜角は、光源光を視認側に反射する機能が維持される範囲で、適宜設定することができる。また、各傾斜面37a,37bは、完全に平面状でなくてもよく、多少湾曲した曲面状に形成されていてもよい。
変形例5としては、複合反射素子36は、千鳥状に配列されていなくてもよい。例えば、複合反射素子35は、矩形格子状、三角格子状、又は六角格子状に配列されていてもよい。
変形例6としては、光源部40は、点光源状の光源でなく、面光源状の光源を有するものであってもよい。
変形例7としては、図12に示すように、透光表示板30は、外縁部32,32aにおいて、外側へ向かう程背面側に傾斜して設けられる平面状の外縁反射面32bと、外縁反射面32bから背面側に延びる外縁導光部32cを有していてもよい。図12の例では、外縁導光部32cの背面側の対向面30aと向き合うように、光源部40の複数の発光素子41が配列されている。複数の発光素子41が互いに異なる位置から発した光源光は、外縁導光部32cにより外縁反射面32bへ導光され、さらに外縁反射面32bにより透光表示板30の内側へと反射される。このようにして、光源光が透光表示板30の内部に導入される。
100 車両用表示装置、20 本体表示部(重畳表示部)、30 透光表示板、31a 表板面、31b 裏板面、32,32a 外縁部、33 反射表示部、34 図柄、35 反射素子、36 複合反射素子、37 複合反射面(反射面)、37a,37b 傾斜面、40 光源部、41 発光素子(光源)

Claims (6)

  1. 車両に搭載される車両用表示装置であって、
    光源光を提供する光源部(40)と、
    視認側を向く表板面(31a)と、視認側とは反対側を向く裏板面(31b)とを有する透光性の板状に形成され、外縁部(32,32a)を介して前記光源光を内部に導入する透光表示板(30)と、を備え、
    前記透光表示板は、前記裏板面から凹んで形成された素子であって、前記透光表示板の内部に導入された前記光源光を、視認側に反射する反射面(37)が設けられた複数の反射素子(35)を有し、各前記反射素子を適宜配置することにより面光源状に光輝する図柄(34)の表示を行なう反射表示部(33)を備え、
    前記反射表示部は、前記裏板面側から前記表板面側に向かう程、前記外縁部を基準として互いに向きが相異なるように離間し前記光源光を反射する2つの傾斜面(37a,37b)で構成された前記反射面が設けられた複合反射素子(36)を、前記複数の反射素子に含み、
    面光源状に光輝する前記図柄内の領域にて、視認者が視線位置を振った場合の輝度の変化の仕方が前記2つの傾斜面間で異なっている車両用表示装置。
  2. 前記複合反射素子は、前記裏板面から三角錐状に凹んで形成され、
    前記2つの傾斜面は、三角錐状の前記複合反射素子による面のうち、前記光源光が入射する前記外縁部側を向く2面である請求項1に記載の車両用表示装置。
  3. 前記光源部は、互いに配列された点光源状の複数の光源(41)を有し、
    前記反射表示部は、前記点光源状の複数の光源による像を、前記図柄内の前記複合反射素子が配置された領域に写し込んで表示する請求項1又は2に記載の車両用表示装置。
  4. 各前記複合反射素子は、互いに平坦部を介することで、互いに1つずつ離間して配置されている請求項1から3のいずれか1項に記載の車両用表示装置。
  5. 各前記複合反射素子は、その位置を1列毎に配列ピッチの半値分ずらした千鳥状に配列されている請求項4に記載の車両用表示装置。
  6. 前記裏板面と対向して配置され、前記反射表示部と重畳する重畳表示を視認側に向けて行なう重畳表示部(20)を、さらに備える請求項1から5のいずれか1項に記載の車両用表示装置。
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