表示装置
【課題】コントラスト比を向上させて、視認性を大きく向上させることができる表示装置を提供する。
【解決手段】第１偏光板１の偏向軸ＡＸ１と第２偏光板２の偏向軸ＡＸ２とが平行状態の場合には、バックライト３からの出射光Ｌが透過し、第１偏光板１の偏向軸ＡＸ１と第２偏光板２の偏向軸ＡＸ２とが直交状態の場合には、バックライト３からの出射光Ｌはほぼ遮光される。但し、文字や目盛りは、１／２λ位相差板１１で構成されているので、文字や目盛りに入射したバックライト３からの出射光Ｌは、第１偏光板１とは偏向方向が逆転する。このような作用において、バックライト３からの出射光が遮光されたときには、従来の擬似的な黒とは異なり、限りなく黒色に近い色で視認される。
【解決手段】第１偏光板１の偏向軸ＡＸ１と第２偏光板２の偏向軸ＡＸ２とが平行状態の場合には、バックライト３からの出射光Ｌが透過し、第１偏光板１の偏向軸ＡＸ１と第２偏光板２の偏向軸ＡＸ２とが直交状態の場合には、バックライト３からの出射光Ｌはほぼ遮光される。但し、文字や目盛りは、１／２λ位相差板１１で構成されているので、文字や目盛りに入射したバックライト３からの出射光Ｌは、第１偏光板１とは偏向方向が逆転する。このような作用において、バックライト３からの出射光が遮光されたときには、従来の擬似的な黒とは異なり、限りなく黒色に近い色で視認される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、特に、偏光板と位相差板とを組み合わせることにより視認性を向上させた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の表示装置は、視認性を考慮して、昼間には白色文字盤に黒文字、夜間には黒色文字盤に白色文字を表示する、いわゆる白黒反転メータを実現するようにしている。図２５は、この種の従来の表示装置の昼間の表示イメージを示す正面図である。図２６は、この種の従来の表示装置の夜間の表示イメージを示す正面図である。
【０００３】
この種の表示装置は、例えば、図２５に示すように、見返し９３から露呈した白色の文字盤９１に、指針９２により指示される透過型の文字や目盛りが形成されている。
【０００４】
昼間には、図２５に示すように、文字や目盛りを黒く見せるために、文字や目盛りの外周を黒色で縁取るか、透過部にスモーク板を入れるようにしている。夜間には、周囲が暗くなるために、図２６に示すように、白色の文字盤に対して照明を行わないことで文字盤を擬似的に黒色に見せ、文字や目盛りに対しては背面からの白色の照明を透過させることで白色に見せるようにしている。
【０００５】
なお、偏光板を用いた表示装置に関する先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献１】実開平６−８８５号公報
【特許文献２】特開平１０−３０１１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、昼間には、強い外光が入射した場合、本来黒色に見せたい文字や目盛りの透過部から、背面の照明部が見えてしまう。例えば、白濁色の拡散板を使用しているときには、その色が見えてしまう。
【０００７】
また、薄暮時には、バックライトを点灯した場合、完全に周囲が暗くなっていないため、文字盤の地色である白色が見えた状態になる。また、文字や目盛りもバックライトにより、白色が透過された状態になる。この結果、薄暮時には、文字や目盛りと文字盤とのコントラストが非常に低い状態になるため、文字や目盛りの視認性が低下してしまう。
【０００８】
更に、夜間には、白色の文字盤を擬似的に黒色に見せているが、外光が入射したとき、図２６の参照番号９４で示すように、そこだけ、文字盤の地色である白色が見えた状態になる。このため、白色の文字や目盛りが見えにくくなるため、視認性が低下してしまう。
【０００９】
よって本発明は、上述した現状に鑑み、コントラスト比を向上させて、視認性を大きく向上させることができる表示装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の表示装置は、所定色で光輝する光源から構成されるバックライトと、前記バックライトの前面に配置され、文字や目盛り等を構成する１／２λ位相差板が貼り付けられた第１偏光板と、前記バックライトと前記第１偏光板との間、又は、前記第１偏光板の前面に配置された第２偏光板と、前記第１偏光板の偏向軸と前記第２偏光板の偏向軸との関係を平行状態又は直交状態に変化させる偏光板制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、第１偏光板の偏向軸と第２偏光板の偏向軸とが平行状態の場合には、バックライトからの出射光が透過し、第１偏光板の偏向軸と第２偏光板の偏向軸とが直交状態の場合には、バックライトからの出射光はほぼ遮光される。但し、文字や目盛りは、１／２λ位相差板で構成されているので、文字や目盛りに入射したバックライトからの出射光は、第１偏光板とは偏向方向が逆転する。このような作用において、バックライトからの出射光が遮光されたときには、従来の擬似的な黒とは異なり、限りなく黒色に近い色で視認される。
【００１２】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の表示装置は、請求項１記載の表示装置において、前記第１偏光板は固定され、前記第２偏光板が前記偏光板制御手段により変化される、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、文字や目盛り等を構成する１／２λ位相差板が貼り付けられた第１偏光板が固定され、第２偏光板が偏光板制御手段により変化されるので、偏光板の制御が容易になる。
【００１４】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の表示装置は、請求項２記載の表示装置において、前記バックライトは白色で光輝する、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、バックライトは白色で光輝するので、バックライトからの出射光の遮光時の限りなく黒色に近い色とのコントラスト比が最高になる。
【００１６】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載の表示装置は、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の表示装置において、前記第２偏光板を保持するリング状のホルダーと、前記ホルダーの外周に形成されたウォームホイールと、を更に備え、前記偏光板制御手段は、駆動源としてのモータからの駆動力を、前記ウォームホイールに対応するウォームギアに伝達して、前記ホルダーを回転させる、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、駆動源としてのモータからの駆動力が、ウォームホイールに対応するウォームギアに伝達されてホルダーが回転される。そして、このホルダーの回転に伴って第２偏光板が回転される。このような機構を用いると、最終段のウォームギアで減速を大きくすることができるため、他のギアによる減速を小さく、ギアの枚数を抑えることができる。
【００１８】
上記課題を解決するためになされた請求項５記載の表示装置は、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の表示装置において、前記第２偏光板を保持するリング状のホルダーと、前記ホルダーの外周に形成されたホルダーギアと、を更に備え、前記偏光板制御手段は、駆動源としてのモータからの駆動力を、前記ホルダーギアに対応する出力ギアに伝達して、前記ホルダーを回転させる、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、駆動源としてのモータからの駆動力が、ホルダーギアに対応する出力ギアに伝達されて、ホルダーが回転される。そして、このホルダーの回転に伴って第２偏光板が回転される。このような機構を用いると、構成が簡単になるうえ、汎用のギアを流用できる。
【００２０】
上記課題を解決するためになされた請求項６記載の表示装置は、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の表示装置において、前記第１偏光板より小型の第３偏光板、を更に備え、前記第３偏光板の偏向軸を前記第１偏光板の偏向軸に対して９０゜ずらした状態で設置する、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項６記載の発明によれば、第１偏光板より小型の第３偏光板、を更に備え、第３偏光板の偏向軸を第１偏光板の偏向軸に対して９０゜ずらした状態で設置するようにしているので、表示優先度及び強調等をつけることが可能になる。
【００２２】
上記課題を解決するためになされた請求項７記載の表示装置は、請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の表示装置において、多眼メータに適用され、前記第１偏光板、前記第２偏光板及び前記第３偏光板は、前記多眼メータに含まれる各メータに対応して複数組備えられている、ことを特徴とする。
【００２３】
請求項７記載の発明によれば、第１偏光板、第２偏光板及び第３偏光板は、多眼メータに含まれる各メータに対応して複数組備えられているので、コンビネーションメータにおいて、視認性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１記載の発明によれば、第１偏光板の偏向軸と第２偏光板の偏向軸とが平行状態の場合には、バックライトからの出射光が透過し、第１偏光板の偏向軸と第２偏光板の偏向軸とが直交状態の場合には、バックライトからの出射光はほぼ遮光される。但し、文字や目盛りは、１／２λ位相差板で構成されているので、文字や目盛りに入射したバックライトからの出射光は、第１偏光板とは偏向方向が逆転する。このような作用において、バックライトからの出射光が遮光されたときには、従来の擬似的な黒とは異なり、限りなく黒色に近い色で視認される。したがって、平行状態又は直交状態のいずれにおいてもコントラスト比が向上し、視認性が大きく向上する。
【００２５】
請求項２記載の発明によれば、文字や目盛り等を構成する１／２λ位相差板が貼り付けられた第１偏光板が固定され、第２偏光板が偏光板制御手段により変化される。したがって、平行状態又は直交状態のいずれにおいてもコントラスト比が向上し、視認性が向上するという効果に加えて、偏光板の制御が容易になるという効果が付加される。
【００２６】
請求項３記載の発明によれば、バックライトは白色で光輝するので、バックライトからの出射光の遮光時の限りなく黒色に近い色とのコントラスト比が最高になる。したがって、視認性がより向上する。
【００２７】
請求項４記載の発明によれば、駆動源としてのモータからの駆動力が、ウォームホイールに対応するウォームギアに伝達されてホルダーが回転される。そして、このホルダーの回転に伴って第２偏光板が回転される。このような機構を用いると、最終段のウォームギアで減速を大きくすることができるため、他のギアによる減速を小さく、ギアの枚数を抑えることができる。したがって、構成が簡易になるという効果が付加される。
【００２８】
請求項５記載の発明によれば、駆動源としてのモータからの駆動力が、ホルダーギアに対応する出力ギアに伝達されて、ホルダーが回転される。そして、このホルダーの回転に伴って第２偏光板が回転される。このような機構を用いると、構成が簡単になるうえ、汎用のギアを流用できる。したがって、コスト面で有利になるという効果が付加される。
【００２９】
請求項６記載の発明によれば、第１偏光板より小型の第３偏光板、を更に備え、第３偏光板の偏向軸を第１偏光板の偏向軸に対して９０゜ずらした状態で設置するようにしている。したがって、クロノグラフ調のメータ装置が実現できるようになり、表示優先度及び強調等をつけることが可能になる。
【００３０】
請求項７記載の発明によれば、第１偏光板、第２偏光板及び第３偏光板は、多眼メータに含まれる各メータに対応して複数組備えられている。したがって、現在最も普及しているコンビネーションメータにおいて、視認性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の表示装置の昼間の表示イメージを示す正面図である。図２は、本発明の実施形態の夜間の表示イメージを示す正面図である。
【００３２】
本発明の表示装置も、基本的に、昼間には白色文字盤に黒文字、夜間には黒色文字盤に白色文字を表示する、いわゆる白黒反転メータを実現するようにしている。実施形態の表示装置は、例えば、図１に示すように、黒色の見返し３０から露呈した白色の文字盤１０に、指針２０により指示される透過型の文字や目盛りを形成している。なお、ここでいう文字には、数字も含まれるものとする。
【００３３】
この理由を補足すると、昼間には、周囲が明るく、ときには、強い外光が表示装置内に入射することがある。強い外光が入射したときでも、文字や目盛りの視認性を確保するために、文字や目盛りを黒色とし、外光入射時でもコントラストを大きくしている。また、昼間に常時所定のコントラストを確保するために、文字盤は白色とする。よって、昼間には、白色文字盤に黒文字が視認されるようにする。
【００３４】
夜間には、周囲が暗く、表示装置内も暗くなるため、コントラストを大きくとるためには、文字や目盛りは白色であることが好ましい。また、昼間ほどでないにしても、強い外光が入射したとき、文字盤が黒色であれば、コントラストを確保することが可能になる。よって、夜間には、黒色文字盤に白色文字が視認されるようにする。
【００３５】
更に、本発明の表示装置では、上記コントラストをより明確に視認させるために、以下のような原理を利用する。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本発明の表示装置の原理を説明するための図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、本発明の表示装置による表示イメージを示す図である。
【００３６】
図３（Ａ）に示すように、本発明の表示装置では、第１偏光板１及び第２偏光板２を含んで構成される。特に、第１偏光板１には、１／２λ位相差板１１で構成される文字や目盛りが貼り付けられて構成されている。１／２λ位相差板１１は、文字や目盛りの形状にカットされ、例えば、両面テープや粘着剤、接着剤等で第１偏光板１に貼り付けられている。第１偏光板１の偏向軸ＡＸ１は固定されており、第２偏光板２の偏向軸ＡＸ２は、図中、矢印Ｒで示すように、偏向軸ＡＸ１と平行する状態と偏向軸ＡＸ１と直交する状態の間で、回転可能である。
【００３７】
そして、偏向軸ＡＸ２が偏向軸ＡＸ１と平行の場合には、バックライト３からの出射光Ｌを透過し、偏向軸ＡＸ２が偏向軸ＡＸ１と直交する場合には、バックライト３からの出射光Ｌをほぼ遮光する。また、１／２λ位相差板は、延伸軸を偏向軸から４５゜傾けた位置に合わせることで、偏向方向を変えることができる（例えば、Ｐ偏向をＳ偏向に変えることができる）。本発明では、これらの原理を用いる。
【００３８】
なお、文字や目盛りの形状にカットして１／２λ位相差板１１を構成して第１偏光板１に貼り付ける替わりに、図３（Ｂ）に示すように、第１偏光板１と同形状の円盤シート上の１／２λ位相差板１１′を第１偏光板１に貼り付けるようにしてもよい。この１／２λ位相差板１１′では、文字や目盛りの形状がくり抜かれて構成される。なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）のいずれにおいても、要するに、文字や目盛りの偏向方向と盤面の偏向方向とが逆転すればよい。図３（Ｂ）においては図示しないが、第２偏光板２及びバックライト３は図３（Ａ）と同様である。
【００３９】
図３に図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を加えて、より具体的に説明すると、図３（Ａ）において、第１偏光板１の偏向軸ＡＸ１と、第２偏光板２の偏向軸ＡＸ２とが平行の場合、バックライト３からの出射光Ｌは透過する。偏光板の材質、種類にも依存するが、例えば、透過率は約３２％程度である。ここで、文字や目盛りは、１／２λ位相差板で構成されているので、文字や目盛りに入射したバックライト３からの出射光Ｌは、偏向方向が逆転し、この文字や目盛りだけほぼ遮光される。偏光板の材質、種類にも依存するが、例えば、透過率は０．１〜１％程度である。したがって、このときには、図４（Ａ）に示すように、バックライト３の色が透過された文字盤１０（第１偏光板１及び第２偏光板２から構成される）に黒色の文字や目盛りが表示される。なお、この黒色は、正確には、完全な黒ではないが、両偏光板を直交させたときの限りなく黒色に近い色であり、以降この色を単に黒色とよぶ。
【００４０】
これに対して、図３（Ａ）において、第１偏光板１の偏向軸ＡＸ１と、第２偏光板２の偏向軸ＡＸ２とが直交する場合、バックライト３からの出射光Ｌは文字や目盛りを透過し、文字盤１０で遮光される。したがって、このときには、図４（Ｂ）に示すように、黒色の文字盤１０にバックライト３の色が透過された文字や目盛りが表示される。
【００４１】
例えば、白色のバックライト３を使用すれば、第１偏光板１と第２偏光板２との偏向軸の関係を変化させる（平行又は直交させる）ことにより、白黒反転の文字盤を実現できる。
【００４２】
なお、図３（Ａ）の替わりに、図３（Ｂ）の構成を用いる場合には、上記図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の状態が逆転する。すなわち、第１偏光板１の偏向軸ＡＸ１と第２偏光板２の偏向軸ＡＸ２とが平行の場合、図４（Ｂ）に示すような状態になり、第１偏光板１の偏向軸ＡＸ１と、第２偏光板２の偏向軸ＡＸ２とが直交する場合、図４（Ａ）に示すような状態になる。
【００４３】
なお、本表示装置を車載する場合、偏向サングラス対策も必要となる。偏向サングラスの偏向軸と、第２偏光板２の偏向軸ＡＸ２とが直交した場合、文字盤上の表示が全く見えなくなってしまう。これを防ぐために、偏向軸ＡＸ２がいかなる状態においても、偏向サングラスの偏向軸と直交しないようにすることが必要である。通常、偏向サングラスの偏向軸は、文字盤面と垂直方向であるため、偏向軸が直交しないように、第１偏光板１の偏向軸を、４５゜又は１３５゜になるように設定することが好ましい。
【００４４】
上記原理を利用した本発明の表示装置によると、従来のような擬似的な黒色ではなく、限りなく黒に近い黒色が視認される。このため、明確なコントラストで視認されるようになる。上記構成の表示装置において、背面のバックライト３から照明を行った場合、透過部位の透過率は約３２％となり、遮光部位の透過率は約１％となるので、コントラスト比は約３２：１となる。なお、外光が入射したときの、表面反射率を５％程度に想定すると、現実的なコントラスト比は約３７：６となるので、これに備えて、表面にＡＲコート等の無反射処理を施すことが好ましい。
【００４５】
続いて、図５〜図８を用いて、本表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の実施形態を示す。図５〜図８はそれぞれ、本発明の表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の実施形態を示す図である。なお、図５〜図８は側断面図に相当する。
【００４６】
上述したように、本発明の表示装置では、偏向軸ＡＸ２を変化させるため、第２偏光板２を回転させる必要があるが、第１偏光板１と第２偏光板２との前後関係は、上記原理からして問題とはならない。また、文字や目盛りを構成する１／２λ位相差板１１が貼り付けられていない方の偏光板である、第２偏光板２を回転させるようにする。
【００４７】
これらを前提とすると、図５及び図６に示すように、第１偏光板１と第２偏光板２との前後関係（図中、上方を前とする）は、任意である。また、図７及び図８に示すように、任意の前後関係で設置された第１偏光板１と第２偏光板２との間に、指針２０を配置するようにしてもよい。参照番号３はバックライトを示す、参照番号４０は指針を回転させるためのモータを示す。
【００４８】
図５〜図８において、バックライト３を常時白色点灯させておけば、コントラスト比の良好な、昼間には白色文字盤＋黒色文字、夜間には黒色文字盤＋白色文字の表示が実現できる。また、夜間に、白色文字がまぶし過ぎる場合に備えて、昼間のバックライト輝度よりも減光できるようにしておくことが好ましい。また、同様に、昼間に、白色文字盤がまぶし過ぎる場合に備えて、バックライト輝度を減光できるようにしておくことが好ましい。更に、バックライトが暗すぎる場合に備えて、増光もできるようにしておくと、より好ましい。なお、第２偏光板２の回転は、ランプ類の点灯／消灯操作に同期させて行うようにするとよい。以降の実施形態においても同様である。
【００４９】
続いて、図９〜図１５を用いて、本表示装置を、車載メータに組み込んだ場合のより詳細な実施形態を示す。図９は、本発明の実施形態の表示装置に係る第１偏光板の構成を示す正面図である。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施形態の表示装置に係る第２偏光板の構成を示す正面図及び斜視図である。図１１は、本発明の実施形態の表示装置に係る偏光板駆動機構を示す斜視図である。図１２は、本発明の実施形態の表示装置に係る他の偏光板駆動機構を示す斜視図である。図１３は、図１２に示した実施形態を拡張した実施形態を示す正面図である。図１４は、図１１に示したタイプの偏光板駆動機構を車載メータ内に組み込んだ場合の構成を示す分解斜視図である。図１５は、図１４の車載メータの側断面図である。
【００５０】
図９に示すように、第１偏光板１は、１／２λ位相差板１１で構成される文字や目盛りが貼り付けられて構成されている。１／２λ位相差板１１は、図３（Ａ）で説明したように、文字（数字も含む）や目盛りの形状にカットされ、例えば、両面テープや粘着剤、接着剤等で貼り付けられている。勿論、図３（Ｂ）で説明したように、文字や目盛りの形状をくり抜いて構成してもよい。
【００５１】
また、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、第２偏光板２は、リング状のホルダー２１で保持するようにする。これは、第２偏光板２は回転させる必要があるが、第２偏光板２自体にギアやストッパ等を形成するのが難しいためのである。そこで、リング状のホルダー２１にギアやストッパ等を形成して、ホルダー２１ごと第２偏光板２を回転させるようにする。
【００５２】
このように構成された第１偏光板１及び第２偏光板２は、図１１に示すような、ウォームギア５１を利用した偏光板駆動機構として具現化される。ここでは、図１１に示すように、例えば、速度計及び回転計に対応する２眼メータを想定している。図９及び図１０を用いて説明したような構成の第１偏光板１及び第２偏光板２が組み合わされ、図１１に示すように、指針２０が取り付けられている。
【００５３】
図１１において、モータ５３による動力は、かさ歯車を持つ連結シャフト５２を介して、メインシャフト５１に伝達される。このとき、必要であれば減速される。メインシャフト５１上にはウォームギア５１ｇを設置し、ホルダー２１をウォームホイールとなるようにギアを形成する。このような構成により、モータ５３による動力で、第２偏光板２を回転させることが可能になる。この機構を用いると、最終段のウォームギアで減速を大きくすることができるため、他のギアによる減速を小さく、ギアの枚数を抑えることができる。
【００５４】
２眼メータであるので、メインシャフト５１上には、ウォームギアが２箇所配置されており、２眼メータに対応する同等構成の２つの第２偏光板２が同期して回転されるようになっている。回転速度を同期させるために、ウォームホイールを構成する２つのホルダー２１や関連モジュールは共通化されている。１つのモータで同じメインシャフトにより、ウォームギアを動かすようにしているので、同期に関して問題が発生することはない。なお、２眼メータのみならず、これより多い多眼メータも同様の機構が適用可能である。
【００５５】
また、第１偏光板１及び第２偏光板２は、図１２に示すような、平歯車を利用した偏光板駆動機構として具現化してもよい。図１１において、モータ５６による動力は、ギア５４ａ、連結シャフト５５、ギア５４ｂを介して、ホルダー２１に伝達される。モータ５６による動力は、ギア５４ａ等により減速し、適切な回転数及びトルクが得られるようにする。ホルダー２１の外周には、ギア５４ｂ（請求項の出力ギアに対応）に対応するギア（請求項のホルダーギアに対応）が形成されている。この構成を用いると、構成が簡単になるうえ、汎用のギアを流用できるので、コスト面で有利になる。
【００５６】
２眼メータに対応させる場合には、図１３に示すように、図１２で示した連結シャフト５５からの動力を、ギア５４ｂ及び５４ｂ′によって分配することで、２眼メータに対応する同等構成の２つの第２偏光板２を同期して回転させることが可能になる。図１３では、センターでモータ動力を分配しているが、ギアの場合には配置の自由度が比較的高いため、各ギアの位置は変更可能である。なお、２眼メータのみならず、これより多い多眼メータも同様の機構が適用可能である。また、ウォームホイールや平歯車を利用したタイプの駆動機構以外の駆動機構であってもよい。
【００５７】
上記図１１に示したウォームギアタイプの偏光板駆動機構は、図１４及び図１５に示すように、車載メータ内に組み込むことができる。図１４及び図１５において、基板４１には、第２偏光板２を回転させるためのモータ５９（図１４では不図示）等が搭載されている。また、基板４２には、指針２０を回転させるためのモータ４０（図１４では不図示）、バックライトとなる光源３２（例えば、ＬＥＤ）及びこの光源３２からの出射光を導光する導光板３１等が搭載されている。
【００５８】
モータ５９による動力は、連結シャフト５８、メインシャフト５７を介して、ホルダー２１に伝達される。ホルダー２１は第２偏光板２を保持し、その上には第１偏光板１が重積されている。更にこの上には、見返し３０が取り付けられ、モータ４０の回転軸には指針２０の軸が挿通されている。いうまでもなく、第２偏光板２はホルダー２１と共に回転するが、第１偏光板１は回転しないように固定されている。なお、図示しないが、他眼に対応する構成も同等となる。また、歯車駆動タイプも、駆動系の構成が図１４及び図１５と替わるだけで、基本構成はここで示した構成と同等になる。
【００５９】
更に続いて、図１６〜図２３を用いて、本表示装置を、車載メータに組み込んだ場合のより他の実施形態を示す。図１６は、本発明の表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の他の実施形態を示す正面図である。図１７は、本発明の表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の更に他の実施形態を示す正面図である。図１８は、図１７の実施形態の表示装置の側断面図である。図１９は、図１７の実施形態の作用を説明するための図である。図２０は、本発明の表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の更に他の実施形態を示す側断面図である。図２１は、図２０の実施形態の作用を説明するための図である。図２２は、本発明の表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の更に他の実施形態を示す側断面図である。図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）及び図２３（Ｃ）は、図２２の実施形態の作用を説明するための図である。図２４は、本発明の表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の更に他の実施形態を示す側断面図である。
【００６０】
図１６に示すように、本発明の表示装置は、車載メータ（コンビネーションメータ）の速度計や回転計に適用可能である。また、上述したように、駆動機構が省スペース化されて、車載メータのセンター付近にはシャフト以外の部品がないため、このセンター付近にＬＣＤ等のディスプレイ７０を配置することが可能となる。更に、本発明の表示装置は、図１６に示すように、指針２０が指示する文字盤１０の他にゲージ１０ｇにも適用可能である。このため、本発明の表示装置は、クロノグラフ調の車載メータにも適用可能となる。勿論、図１６に示すように、ゲージ１０ｇとディスプレイ７０とを組み合わせてもよい。
【００６１】
また、図１６の実施形態を拡張して、図１７及び図１８に示すように、クロノグラフ調で、ゲージ１０ａの第１偏光板１ａ（文字や目盛りが形成されている、回転しない方の偏光板）の偏向軸を、文字盤１０を構成する第１偏光板１の偏向軸ＡＸ１と９０゜ずらした状態で設置する。第１偏光板１ａは、請求項の第３偏光板に対応する。ゲージ１０ａは、図１８に示すように、指針２０、第１偏光板１及びバックライト３より小型の指針２０ａ、第１偏光板１ａ及びバックライト３ａ、モータ４０ａを含んで構成されている。第１偏光板１ａにもまた、文字や目盛りを構成する１／２λ位相差板１１ａが貼り付けられている。但し、第２偏光板２は、第１偏光板１及び第１偏光板１ａに共用される。
【００６２】
このような構成において、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）に示すように、ゲージ１０ａと文字盤１０とが白黒反転されたままで、昼間及び夜間の白黒反転が行われる。これは、第１偏光板１及び第１偏光板１ａのそれぞれの偏向軸の状態が反転するためである。このようにすることにより、表示優先度及び強調等をつけることが可能になる。なお、ゲージ１０ａを文字盤１０の外に配置してもよいし、２眼を超える多眼メータにも適用可能である。
【００６３】
また、図１６の実施形態を拡張して、図２０、図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）に示すように、クロノグラフ調で、ゲージ１０ｂを、第１偏光板１及び第２偏光板２の偏向軸が平行状態のときのみ、すなわち、文字盤面が透過状態のときのみ、見せるようにしてもよい。このために、ゲージ１０ｂは、通常メータと同等で小型の指針２０ｂ、ゲージ盤１ｂ及びバックライト３ｂ、モータ４０ｂを含んで構成されている。通常メータと同等であるので、ゲージ盤１ｂの色は自由である。このようにすることにより、ゲージ１０ｂの表示／非表示を、文字盤１０の白黒反転と合わせて行うことができる。なお、図２０の実施形態も２眼を超える多眼メータに適用可能である。
【００６４】
また、図２２に示すように、文字や目盛りを構成する１／２λ位相差板１１が貼り付けられた第１偏光板１と第２偏光板２との間に指針２０を配置するようにしてもよい。このような構成にすることにより、図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）及び図２３（Ｃ）に示すように、第２偏光板２の状態に左右されずに、文字や目盛りは、常に、第１偏光板１を通した状態で見えるようになる。特に、指針２０で指示されている部位は、指針２０の色が透過して見え、その部位だけ文字や目盛りも色が変化して見える。文字や目盛りと指針２０とが離れているため、立体感を演出することが可能となる。また、今までとは、一風変わった表現も可能となる。
【００６５】
更に、本発明の表示装置は、図２４に示すような車載メータ（ブラックフェースメータ）にも適用可能である。すなわち、ブラックフェースメータでは、表示のコントラストを上げるため、また、メータの指針や文字盤上の文字や目盛りを見せないようにするため、表ガラスにスモーク板を使用している。しかしながら、メータ照明の高輝度化が難しいため、透過率を下げるのには限界がある。そのため、外光が入射すると、指針及び文字や目盛り等が見えてしまう。特に、停車時に表示照明がオフされた場合に、指針及び文字や目盛り等が見えてしまうと、非常に見栄えが悪い。
【００６６】
これを解決するために、図２４に示すように、指針２０ｎ、文字や目盛りが形成された文字盤３０ｎ、モータ４０ｎを含んで構成される通常のメータｎの前面に、第１偏光板１及び第２偏光板２を取り付ける。そして、第１偏光板１及び第２偏光板２の偏向軸を直交させることで、指針及び文字や目盛り等をほぼ完全に見えなくすることができる。また、走行中には、第１偏光板１又は第２偏光板２のどちらかを回転させることで、第１偏光板１及び第２偏光板２の偏向軸を平行状態にする。偏光板は、スモーク板と同様に、透過率を下げる働きがあるため、見え方はブラックフェースメータと同様になる。
【００６７】
以上説明したように、本発明によれば、コントラスト比を向上させて、視認性を大きく向上させることができる表示装置を提供することができる。
【００６８】
なお、本発明の表示装置は、車載メータのみならず、他のメータにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の表示装置の昼間の表示イメージを示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態の夜間の表示イメージを示す正面図である。
【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本発明の表示装置の原理を説明するための図である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、本発明の表示装置による表示イメージを示す図である。
【図５】本発明の表示装置を車載メータに組み込んだ場合の実施形態を示す図である。
【図６】本発明の表示装置を車載メータに組み込んだ場合の実施形態を示す図である。
【図７】本発明の表示装置を車載メータに組み込んだ場合の実施形態を示す図である。
【図８】本発明の表示装置を車載メータに組み込んだ場合の実施形態を示す図である。
【図９】本発明の実施形態の表示装置に係る第１偏光板の構成を示す正面図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施形態の表示装置に係る第２偏光板の構成を示す正面図及び斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態の表示装置に係る偏光板駆動機構を示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施形態の表示装置に係る他の偏光板駆動機構を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示した実施形態を拡張した実施形態を示す正面図である。
【図１４】図１１に示したタイプの偏光板駆動機構を車載メータ内に組み込んだ場合の構成を示す分解斜視図である。
【図１５】図１４の車載メータの側断面図である。
【図１６】本発明の表示装置を車載メータに組み込んだ場合の他の実施形態を示す正面図である。
【図１７】本発明の表示装置を車載メータに組み込んだ場合の更に他の実施形態を示す正面図である。
【図１８】図１７の実施形態の表示装置の側断面図である。
【図１９】図１７の実施形態の作用を説明するための図である。
【図２０】本発明の表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の更に他の実施形態を示す側断面図である。
【図２１】図２０の実施形態の作用を説明するための図である。
【図２２】本発明の表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の更に他の実施形態を示す側断面図である。
【図２３】図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）及び図２３（Ｃ）は、図２２の実施形態の作用を説明するための図である。
【図２４】本発明の表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の更に他の実施形態を示す側断面図である。
【図２５】この種の従来の表示装置の昼間の表示イメージを示す正面図である。
【図２６】この種の従来の表示装置の夜間の表示イメージを示す正面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ 第１偏光板
２ 第２偏光板
３ バックライト
１０ 文字盤
１１ １／２λ位相差板
２０ 指針
３０ 見返し
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、特に、偏光板と位相差板とを組み合わせることにより視認性を向上させた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の表示装置は、視認性を考慮して、昼間には白色文字盤に黒文字、夜間には黒色文字盤に白色文字を表示する、いわゆる白黒反転メータを実現するようにしている。図２５は、この種の従来の表示装置の昼間の表示イメージを示す正面図である。図２６は、この種の従来の表示装置の夜間の表示イメージを示す正面図である。
【０００３】
この種の表示装置は、例えば、図２５に示すように、見返し９３から露呈した白色の文字盤９１に、指針９２により指示される透過型の文字や目盛りが形成されている。
【０００４】
昼間には、図２５に示すように、文字や目盛りを黒く見せるために、文字や目盛りの外周を黒色で縁取るか、透過部にスモーク板を入れるようにしている。夜間には、周囲が暗くなるために、図２６に示すように、白色の文字盤に対して照明を行わないことで文字盤を擬似的に黒色に見せ、文字や目盛りに対しては背面からの白色の照明を透過させることで白色に見せるようにしている。
【０００５】
なお、偏光板を用いた表示装置に関する先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献１】実開平６−８８５号公報
【特許文献２】特開平１０−３０１１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、昼間には、強い外光が入射した場合、本来黒色に見せたい文字や目盛りの透過部から、背面の照明部が見えてしまう。例えば、白濁色の拡散板を使用しているときには、その色が見えてしまう。
【０００７】
また、薄暮時には、バックライトを点灯した場合、完全に周囲が暗くなっていないため、文字盤の地色である白色が見えた状態になる。また、文字や目盛りもバックライトにより、白色が透過された状態になる。この結果、薄暮時には、文字や目盛りと文字盤とのコントラストが非常に低い状態になるため、文字や目盛りの視認性が低下してしまう。
【０００８】
更に、夜間には、白色の文字盤を擬似的に黒色に見せているが、外光が入射したとき、図２６の参照番号９４で示すように、そこだけ、文字盤の地色である白色が見えた状態になる。このため、白色の文字や目盛りが見えにくくなるため、視認性が低下してしまう。
【０００９】
よって本発明は、上述した現状に鑑み、コントラスト比を向上させて、視認性を大きく向上させることができる表示装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の表示装置は、所定色で光輝する光源から構成されるバックライトと、前記バックライトの前面に配置され、文字や目盛り等を構成する１／２λ位相差板が貼り付けられた第１偏光板と、前記バックライトと前記第１偏光板との間、又は、前記第１偏光板の前面に配置された第２偏光板と、前記第１偏光板の偏向軸と前記第２偏光板の偏向軸との関係を平行状態又は直交状態に変化させる偏光板制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、第１偏光板の偏向軸と第２偏光板の偏向軸とが平行状態の場合には、バックライトからの出射光が透過し、第１偏光板の偏向軸と第２偏光板の偏向軸とが直交状態の場合には、バックライトからの出射光はほぼ遮光される。但し、文字や目盛りは、１／２λ位相差板で構成されているので、文字や目盛りに入射したバックライトからの出射光は、第１偏光板とは偏向方向が逆転する。このような作用において、バックライトからの出射光が遮光されたときには、従来の擬似的な黒とは異なり、限りなく黒色に近い色で視認される。
【００１２】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の表示装置は、請求項１記載の表示装置において、前記第１偏光板は固定され、前記第２偏光板が前記偏光板制御手段により変化される、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、文字や目盛り等を構成する１／２λ位相差板が貼り付けられた第１偏光板が固定され、第２偏光板が偏光板制御手段により変化されるので、偏光板の制御が容易になる。
【００１４】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の表示装置は、請求項２記載の表示装置において、前記バックライトは白色で光輝する、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、バックライトは白色で光輝するので、バックライトからの出射光の遮光時の限りなく黒色に近い色とのコントラスト比が最高になる。
【００１６】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載の表示装置は、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の表示装置において、前記第２偏光板を保持するリング状のホルダーと、前記ホルダーの外周に形成されたウォームホイールと、を更に備え、前記偏光板制御手段は、駆動源としてのモータからの駆動力を、前記ウォームホイールに対応するウォームギアに伝達して、前記ホルダーを回転させる、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、駆動源としてのモータからの駆動力が、ウォームホイールに対応するウォームギアに伝達されてホルダーが回転される。そして、このホルダーの回転に伴って第２偏光板が回転される。このような機構を用いると、最終段のウォームギアで減速を大きくすることができるため、他のギアによる減速を小さく、ギアの枚数を抑えることができる。
【００１８】
上記課題を解決するためになされた請求項５記載の表示装置は、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の表示装置において、前記第２偏光板を保持するリング状のホルダーと、前記ホルダーの外周に形成されたホルダーギアと、を更に備え、前記偏光板制御手段は、駆動源としてのモータからの駆動力を、前記ホルダーギアに対応する出力ギアに伝達して、前記ホルダーを回転させる、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、駆動源としてのモータからの駆動力が、ホルダーギアに対応する出力ギアに伝達されて、ホルダーが回転される。そして、このホルダーの回転に伴って第２偏光板が回転される。このような機構を用いると、構成が簡単になるうえ、汎用のギアを流用できる。
【００２０】
上記課題を解決するためになされた請求項６記載の表示装置は、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の表示装置において、前記第１偏光板より小型の第３偏光板、を更に備え、前記第３偏光板の偏向軸を前記第１偏光板の偏向軸に対して９０゜ずらした状態で設置する、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項６記載の発明によれば、第１偏光板より小型の第３偏光板、を更に備え、第３偏光板の偏向軸を第１偏光板の偏向軸に対して９０゜ずらした状態で設置するようにしているので、表示優先度及び強調等をつけることが可能になる。
【００２２】
上記課題を解決するためになされた請求項７記載の表示装置は、請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の表示装置において、多眼メータに適用され、前記第１偏光板、前記第２偏光板及び前記第３偏光板は、前記多眼メータに含まれる各メータに対応して複数組備えられている、ことを特徴とする。
【００２３】
請求項７記載の発明によれば、第１偏光板、第２偏光板及び第３偏光板は、多眼メータに含まれる各メータに対応して複数組備えられているので、コンビネーションメータにおいて、視認性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１記載の発明によれば、第１偏光板の偏向軸と第２偏光板の偏向軸とが平行状態の場合には、バックライトからの出射光が透過し、第１偏光板の偏向軸と第２偏光板の偏向軸とが直交状態の場合には、バックライトからの出射光はほぼ遮光される。但し、文字や目盛りは、１／２λ位相差板で構成されているので、文字や目盛りに入射したバックライトからの出射光は、第１偏光板とは偏向方向が逆転する。このような作用において、バックライトからの出射光が遮光されたときには、従来の擬似的な黒とは異なり、限りなく黒色に近い色で視認される。したがって、平行状態又は直交状態のいずれにおいてもコントラスト比が向上し、視認性が大きく向上する。
【００２５】
請求項２記載の発明によれば、文字や目盛り等を構成する１／２λ位相差板が貼り付けられた第１偏光板が固定され、第２偏光板が偏光板制御手段により変化される。したがって、平行状態又は直交状態のいずれにおいてもコントラスト比が向上し、視認性が向上するという効果に加えて、偏光板の制御が容易になるという効果が付加される。
【００２６】
請求項３記載の発明によれば、バックライトは白色で光輝するので、バックライトからの出射光の遮光時の限りなく黒色に近い色とのコントラスト比が最高になる。したがって、視認性がより向上する。
【００２７】
請求項４記載の発明によれば、駆動源としてのモータからの駆動力が、ウォームホイールに対応するウォームギアに伝達されてホルダーが回転される。そして、このホルダーの回転に伴って第２偏光板が回転される。このような機構を用いると、最終段のウォームギアで減速を大きくすることができるため、他のギアによる減速を小さく、ギアの枚数を抑えることができる。したがって、構成が簡易になるという効果が付加される。
【００２８】
請求項５記載の発明によれば、駆動源としてのモータからの駆動力が、ホルダーギアに対応する出力ギアに伝達されて、ホルダーが回転される。そして、このホルダーの回転に伴って第２偏光板が回転される。このような機構を用いると、構成が簡単になるうえ、汎用のギアを流用できる。したがって、コスト面で有利になるという効果が付加される。
【００２９】
請求項６記載の発明によれば、第１偏光板より小型の第３偏光板、を更に備え、第３偏光板の偏向軸を第１偏光板の偏向軸に対して９０゜ずらした状態で設置するようにしている。したがって、クロノグラフ調のメータ装置が実現できるようになり、表示優先度及び強調等をつけることが可能になる。
【００３０】
請求項７記載の発明によれば、第１偏光板、第２偏光板及び第３偏光板は、多眼メータに含まれる各メータに対応して複数組備えられている。したがって、現在最も普及しているコンビネーションメータにおいて、視認性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の表示装置の昼間の表示イメージを示す正面図である。図２は、本発明の実施形態の夜間の表示イメージを示す正面図である。
【００３２】
本発明の表示装置も、基本的に、昼間には白色文字盤に黒文字、夜間には黒色文字盤に白色文字を表示する、いわゆる白黒反転メータを実現するようにしている。実施形態の表示装置は、例えば、図１に示すように、黒色の見返し３０から露呈した白色の文字盤１０に、指針２０により指示される透過型の文字や目盛りを形成している。なお、ここでいう文字には、数字も含まれるものとする。
【００３３】
この理由を補足すると、昼間には、周囲が明るく、ときには、強い外光が表示装置内に入射することがある。強い外光が入射したときでも、文字や目盛りの視認性を確保するために、文字や目盛りを黒色とし、外光入射時でもコントラストを大きくしている。また、昼間に常時所定のコントラストを確保するために、文字盤は白色とする。よって、昼間には、白色文字盤に黒文字が視認されるようにする。
【００３４】
夜間には、周囲が暗く、表示装置内も暗くなるため、コントラストを大きくとるためには、文字や目盛りは白色であることが好ましい。また、昼間ほどでないにしても、強い外光が入射したとき、文字盤が黒色であれば、コントラストを確保することが可能になる。よって、夜間には、黒色文字盤に白色文字が視認されるようにする。
【００３５】
更に、本発明の表示装置では、上記コントラストをより明確に視認させるために、以下のような原理を利用する。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本発明の表示装置の原理を説明するための図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、本発明の表示装置による表示イメージを示す図である。
【００３６】
図３（Ａ）に示すように、本発明の表示装置では、第１偏光板１及び第２偏光板２を含んで構成される。特に、第１偏光板１には、１／２λ位相差板１１で構成される文字や目盛りが貼り付けられて構成されている。１／２λ位相差板１１は、文字や目盛りの形状にカットされ、例えば、両面テープや粘着剤、接着剤等で第１偏光板１に貼り付けられている。第１偏光板１の偏向軸ＡＸ１は固定されており、第２偏光板２の偏向軸ＡＸ２は、図中、矢印Ｒで示すように、偏向軸ＡＸ１と平行する状態と偏向軸ＡＸ１と直交する状態の間で、回転可能である。
【００３７】
そして、偏向軸ＡＸ２が偏向軸ＡＸ１と平行の場合には、バックライト３からの出射光Ｌを透過し、偏向軸ＡＸ２が偏向軸ＡＸ１と直交する場合には、バックライト３からの出射光Ｌをほぼ遮光する。また、１／２λ位相差板は、延伸軸を偏向軸から４５゜傾けた位置に合わせることで、偏向方向を変えることができる（例えば、Ｐ偏向をＳ偏向に変えることができる）。本発明では、これらの原理を用いる。
【００３８】
なお、文字や目盛りの形状にカットして１／２λ位相差板１１を構成して第１偏光板１に貼り付ける替わりに、図３（Ｂ）に示すように、第１偏光板１と同形状の円盤シート上の１／２λ位相差板１１′を第１偏光板１に貼り付けるようにしてもよい。この１／２λ位相差板１１′では、文字や目盛りの形状がくり抜かれて構成される。なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）のいずれにおいても、要するに、文字や目盛りの偏向方向と盤面の偏向方向とが逆転すればよい。図３（Ｂ）においては図示しないが、第２偏光板２及びバックライト３は図３（Ａ）と同様である。
【００３９】
図３に図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を加えて、より具体的に説明すると、図３（Ａ）において、第１偏光板１の偏向軸ＡＸ１と、第２偏光板２の偏向軸ＡＸ２とが平行の場合、バックライト３からの出射光Ｌは透過する。偏光板の材質、種類にも依存するが、例えば、透過率は約３２％程度である。ここで、文字や目盛りは、１／２λ位相差板で構成されているので、文字や目盛りに入射したバックライト３からの出射光Ｌは、偏向方向が逆転し、この文字や目盛りだけほぼ遮光される。偏光板の材質、種類にも依存するが、例えば、透過率は０．１〜１％程度である。したがって、このときには、図４（Ａ）に示すように、バックライト３の色が透過された文字盤１０（第１偏光板１及び第２偏光板２から構成される）に黒色の文字や目盛りが表示される。なお、この黒色は、正確には、完全な黒ではないが、両偏光板を直交させたときの限りなく黒色に近い色であり、以降この色を単に黒色とよぶ。
【００４０】
これに対して、図３（Ａ）において、第１偏光板１の偏向軸ＡＸ１と、第２偏光板２の偏向軸ＡＸ２とが直交する場合、バックライト３からの出射光Ｌは文字や目盛りを透過し、文字盤１０で遮光される。したがって、このときには、図４（Ｂ）に示すように、黒色の文字盤１０にバックライト３の色が透過された文字や目盛りが表示される。
【００４１】
例えば、白色のバックライト３を使用すれば、第１偏光板１と第２偏光板２との偏向軸の関係を変化させる（平行又は直交させる）ことにより、白黒反転の文字盤を実現できる。
【００４２】
なお、図３（Ａ）の替わりに、図３（Ｂ）の構成を用いる場合には、上記図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の状態が逆転する。すなわち、第１偏光板１の偏向軸ＡＸ１と第２偏光板２の偏向軸ＡＸ２とが平行の場合、図４（Ｂ）に示すような状態になり、第１偏光板１の偏向軸ＡＸ１と、第２偏光板２の偏向軸ＡＸ２とが直交する場合、図４（Ａ）に示すような状態になる。
【００４３】
なお、本表示装置を車載する場合、偏向サングラス対策も必要となる。偏向サングラスの偏向軸と、第２偏光板２の偏向軸ＡＸ２とが直交した場合、文字盤上の表示が全く見えなくなってしまう。これを防ぐために、偏向軸ＡＸ２がいかなる状態においても、偏向サングラスの偏向軸と直交しないようにすることが必要である。通常、偏向サングラスの偏向軸は、文字盤面と垂直方向であるため、偏向軸が直交しないように、第１偏光板１の偏向軸を、４５゜又は１３５゜になるように設定することが好ましい。
【００４４】
上記原理を利用した本発明の表示装置によると、従来のような擬似的な黒色ではなく、限りなく黒に近い黒色が視認される。このため、明確なコントラストで視認されるようになる。上記構成の表示装置において、背面のバックライト３から照明を行った場合、透過部位の透過率は約３２％となり、遮光部位の透過率は約１％となるので、コントラスト比は約３２：１となる。なお、外光が入射したときの、表面反射率を５％程度に想定すると、現実的なコントラスト比は約３７：６となるので、これに備えて、表面にＡＲコート等の無反射処理を施すことが好ましい。
【００４５】
続いて、図５〜図８を用いて、本表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の実施形態を示す。図５〜図８はそれぞれ、本発明の表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の実施形態を示す図である。なお、図５〜図８は側断面図に相当する。
【００４６】
上述したように、本発明の表示装置では、偏向軸ＡＸ２を変化させるため、第２偏光板２を回転させる必要があるが、第１偏光板１と第２偏光板２との前後関係は、上記原理からして問題とはならない。また、文字や目盛りを構成する１／２λ位相差板１１が貼り付けられていない方の偏光板である、第２偏光板２を回転させるようにする。
【００４７】
これらを前提とすると、図５及び図６に示すように、第１偏光板１と第２偏光板２との前後関係（図中、上方を前とする）は、任意である。また、図７及び図８に示すように、任意の前後関係で設置された第１偏光板１と第２偏光板２との間に、指針２０を配置するようにしてもよい。参照番号３はバックライトを示す、参照番号４０は指針を回転させるためのモータを示す。
【００４８】
図５〜図８において、バックライト３を常時白色点灯させておけば、コントラスト比の良好な、昼間には白色文字盤＋黒色文字、夜間には黒色文字盤＋白色文字の表示が実現できる。また、夜間に、白色文字がまぶし過ぎる場合に備えて、昼間のバックライト輝度よりも減光できるようにしておくことが好ましい。また、同様に、昼間に、白色文字盤がまぶし過ぎる場合に備えて、バックライト輝度を減光できるようにしておくことが好ましい。更に、バックライトが暗すぎる場合に備えて、増光もできるようにしておくと、より好ましい。なお、第２偏光板２の回転は、ランプ類の点灯／消灯操作に同期させて行うようにするとよい。以降の実施形態においても同様である。
【００４９】
続いて、図９〜図１５を用いて、本表示装置を、車載メータに組み込んだ場合のより詳細な実施形態を示す。図９は、本発明の実施形態の表示装置に係る第１偏光板の構成を示す正面図である。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施形態の表示装置に係る第２偏光板の構成を示す正面図及び斜視図である。図１１は、本発明の実施形態の表示装置に係る偏光板駆動機構を示す斜視図である。図１２は、本発明の実施形態の表示装置に係る他の偏光板駆動機構を示す斜視図である。図１３は、図１２に示した実施形態を拡張した実施形態を示す正面図である。図１４は、図１１に示したタイプの偏光板駆動機構を車載メータ内に組み込んだ場合の構成を示す分解斜視図である。図１５は、図１４の車載メータの側断面図である。
【００５０】
図９に示すように、第１偏光板１は、１／２λ位相差板１１で構成される文字や目盛りが貼り付けられて構成されている。１／２λ位相差板１１は、図３（Ａ）で説明したように、文字（数字も含む）や目盛りの形状にカットされ、例えば、両面テープや粘着剤、接着剤等で貼り付けられている。勿論、図３（Ｂ）で説明したように、文字や目盛りの形状をくり抜いて構成してもよい。
【００５１】
また、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、第２偏光板２は、リング状のホルダー２１で保持するようにする。これは、第２偏光板２は回転させる必要があるが、第２偏光板２自体にギアやストッパ等を形成するのが難しいためのである。そこで、リング状のホルダー２１にギアやストッパ等を形成して、ホルダー２１ごと第２偏光板２を回転させるようにする。
【００５２】
このように構成された第１偏光板１及び第２偏光板２は、図１１に示すような、ウォームギア５１を利用した偏光板駆動機構として具現化される。ここでは、図１１に示すように、例えば、速度計及び回転計に対応する２眼メータを想定している。図９及び図１０を用いて説明したような構成の第１偏光板１及び第２偏光板２が組み合わされ、図１１に示すように、指針２０が取り付けられている。
【００５３】
図１１において、モータ５３による動力は、かさ歯車を持つ連結シャフト５２を介して、メインシャフト５１に伝達される。このとき、必要であれば減速される。メインシャフト５１上にはウォームギア５１ｇを設置し、ホルダー２１をウォームホイールとなるようにギアを形成する。このような構成により、モータ５３による動力で、第２偏光板２を回転させることが可能になる。この機構を用いると、最終段のウォームギアで減速を大きくすることができるため、他のギアによる減速を小さく、ギアの枚数を抑えることができる。
【００５４】
２眼メータであるので、メインシャフト５１上には、ウォームギアが２箇所配置されており、２眼メータに対応する同等構成の２つの第２偏光板２が同期して回転されるようになっている。回転速度を同期させるために、ウォームホイールを構成する２つのホルダー２１や関連モジュールは共通化されている。１つのモータで同じメインシャフトにより、ウォームギアを動かすようにしているので、同期に関して問題が発生することはない。なお、２眼メータのみならず、これより多い多眼メータも同様の機構が適用可能である。
【００５５】
また、第１偏光板１及び第２偏光板２は、図１２に示すような、平歯車を利用した偏光板駆動機構として具現化してもよい。図１１において、モータ５６による動力は、ギア５４ａ、連結シャフト５５、ギア５４ｂを介して、ホルダー２１に伝達される。モータ５６による動力は、ギア５４ａ等により減速し、適切な回転数及びトルクが得られるようにする。ホルダー２１の外周には、ギア５４ｂ（請求項の出力ギアに対応）に対応するギア（請求項のホルダーギアに対応）が形成されている。この構成を用いると、構成が簡単になるうえ、汎用のギアを流用できるので、コスト面で有利になる。
【００５６】
２眼メータに対応させる場合には、図１３に示すように、図１２で示した連結シャフト５５からの動力を、ギア５４ｂ及び５４ｂ′によって分配することで、２眼メータに対応する同等構成の２つの第２偏光板２を同期して回転させることが可能になる。図１３では、センターでモータ動力を分配しているが、ギアの場合には配置の自由度が比較的高いため、各ギアの位置は変更可能である。なお、２眼メータのみならず、これより多い多眼メータも同様の機構が適用可能である。また、ウォームホイールや平歯車を利用したタイプの駆動機構以外の駆動機構であってもよい。
【００５７】
上記図１１に示したウォームギアタイプの偏光板駆動機構は、図１４及び図１５に示すように、車載メータ内に組み込むことができる。図１４及び図１５において、基板４１には、第２偏光板２を回転させるためのモータ５９（図１４では不図示）等が搭載されている。また、基板４２には、指針２０を回転させるためのモータ４０（図１４では不図示）、バックライトとなる光源３２（例えば、ＬＥＤ）及びこの光源３２からの出射光を導光する導光板３１等が搭載されている。
【００５８】
モータ５９による動力は、連結シャフト５８、メインシャフト５７を介して、ホルダー２１に伝達される。ホルダー２１は第２偏光板２を保持し、その上には第１偏光板１が重積されている。更にこの上には、見返し３０が取り付けられ、モータ４０の回転軸には指針２０の軸が挿通されている。いうまでもなく、第２偏光板２はホルダー２１と共に回転するが、第１偏光板１は回転しないように固定されている。なお、図示しないが、他眼に対応する構成も同等となる。また、歯車駆動タイプも、駆動系の構成が図１４及び図１５と替わるだけで、基本構成はここで示した構成と同等になる。
【００５９】
更に続いて、図１６〜図２３を用いて、本表示装置を、車載メータに組み込んだ場合のより他の実施形態を示す。図１６は、本発明の表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の他の実施形態を示す正面図である。図１７は、本発明の表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の更に他の実施形態を示す正面図である。図１８は、図１７の実施形態の表示装置の側断面図である。図１９は、図１７の実施形態の作用を説明するための図である。図２０は、本発明の表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の更に他の実施形態を示す側断面図である。図２１は、図２０の実施形態の作用を説明するための図である。図２２は、本発明の表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の更に他の実施形態を示す側断面図である。図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）及び図２３（Ｃ）は、図２２の実施形態の作用を説明するための図である。図２４は、本発明の表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の更に他の実施形態を示す側断面図である。
【００６０】
図１６に示すように、本発明の表示装置は、車載メータ（コンビネーションメータ）の速度計や回転計に適用可能である。また、上述したように、駆動機構が省スペース化されて、車載メータのセンター付近にはシャフト以外の部品がないため、このセンター付近にＬＣＤ等のディスプレイ７０を配置することが可能となる。更に、本発明の表示装置は、図１６に示すように、指針２０が指示する文字盤１０の他にゲージ１０ｇにも適用可能である。このため、本発明の表示装置は、クロノグラフ調の車載メータにも適用可能となる。勿論、図１６に示すように、ゲージ１０ｇとディスプレイ７０とを組み合わせてもよい。
【００６１】
また、図１６の実施形態を拡張して、図１７及び図１８に示すように、クロノグラフ調で、ゲージ１０ａの第１偏光板１ａ（文字や目盛りが形成されている、回転しない方の偏光板）の偏向軸を、文字盤１０を構成する第１偏光板１の偏向軸ＡＸ１と９０゜ずらした状態で設置する。第１偏光板１ａは、請求項の第３偏光板に対応する。ゲージ１０ａは、図１８に示すように、指針２０、第１偏光板１及びバックライト３より小型の指針２０ａ、第１偏光板１ａ及びバックライト３ａ、モータ４０ａを含んで構成されている。第１偏光板１ａにもまた、文字や目盛りを構成する１／２λ位相差板１１ａが貼り付けられている。但し、第２偏光板２は、第１偏光板１及び第１偏光板１ａに共用される。
【００６２】
このような構成において、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）に示すように、ゲージ１０ａと文字盤１０とが白黒反転されたままで、昼間及び夜間の白黒反転が行われる。これは、第１偏光板１及び第１偏光板１ａのそれぞれの偏向軸の状態が反転するためである。このようにすることにより、表示優先度及び強調等をつけることが可能になる。なお、ゲージ１０ａを文字盤１０の外に配置してもよいし、２眼を超える多眼メータにも適用可能である。
【００６３】
また、図１６の実施形態を拡張して、図２０、図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）に示すように、クロノグラフ調で、ゲージ１０ｂを、第１偏光板１及び第２偏光板２の偏向軸が平行状態のときのみ、すなわち、文字盤面が透過状態のときのみ、見せるようにしてもよい。このために、ゲージ１０ｂは、通常メータと同等で小型の指針２０ｂ、ゲージ盤１ｂ及びバックライト３ｂ、モータ４０ｂを含んで構成されている。通常メータと同等であるので、ゲージ盤１ｂの色は自由である。このようにすることにより、ゲージ１０ｂの表示／非表示を、文字盤１０の白黒反転と合わせて行うことができる。なお、図２０の実施形態も２眼を超える多眼メータに適用可能である。
【００６４】
また、図２２に示すように、文字や目盛りを構成する１／２λ位相差板１１が貼り付けられた第１偏光板１と第２偏光板２との間に指針２０を配置するようにしてもよい。このような構成にすることにより、図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）及び図２３（Ｃ）に示すように、第２偏光板２の状態に左右されずに、文字や目盛りは、常に、第１偏光板１を通した状態で見えるようになる。特に、指針２０で指示されている部位は、指針２０の色が透過して見え、その部位だけ文字や目盛りも色が変化して見える。文字や目盛りと指針２０とが離れているため、立体感を演出することが可能となる。また、今までとは、一風変わった表現も可能となる。
【００６５】
更に、本発明の表示装置は、図２４に示すような車載メータ（ブラックフェースメータ）にも適用可能である。すなわち、ブラックフェースメータでは、表示のコントラストを上げるため、また、メータの指針や文字盤上の文字や目盛りを見せないようにするため、表ガラスにスモーク板を使用している。しかしながら、メータ照明の高輝度化が難しいため、透過率を下げるのには限界がある。そのため、外光が入射すると、指針及び文字や目盛り等が見えてしまう。特に、停車時に表示照明がオフされた場合に、指針及び文字や目盛り等が見えてしまうと、非常に見栄えが悪い。
【００６６】
これを解決するために、図２４に示すように、指針２０ｎ、文字や目盛りが形成された文字盤３０ｎ、モータ４０ｎを含んで構成される通常のメータｎの前面に、第１偏光板１及び第２偏光板２を取り付ける。そして、第１偏光板１及び第２偏光板２の偏向軸を直交させることで、指針及び文字や目盛り等をほぼ完全に見えなくすることができる。また、走行中には、第１偏光板１又は第２偏光板２のどちらかを回転させることで、第１偏光板１及び第２偏光板２の偏向軸を平行状態にする。偏光板は、スモーク板と同様に、透過率を下げる働きがあるため、見え方はブラックフェースメータと同様になる。
【００６７】
以上説明したように、本発明によれば、コントラスト比を向上させて、視認性を大きく向上させることができる表示装置を提供することができる。
【００６８】
なお、本発明の表示装置は、車載メータのみならず、他のメータにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の表示装置の昼間の表示イメージを示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態の夜間の表示イメージを示す正面図である。
【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本発明の表示装置の原理を説明するための図である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、本発明の表示装置による表示イメージを示す図である。
【図５】本発明の表示装置を車載メータに組み込んだ場合の実施形態を示す図である。
【図６】本発明の表示装置を車載メータに組み込んだ場合の実施形態を示す図である。
【図７】本発明の表示装置を車載メータに組み込んだ場合の実施形態を示す図である。
【図８】本発明の表示装置を車載メータに組み込んだ場合の実施形態を示す図である。
【図９】本発明の実施形態の表示装置に係る第１偏光板の構成を示す正面図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施形態の表示装置に係る第２偏光板の構成を示す正面図及び斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態の表示装置に係る偏光板駆動機構を示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施形態の表示装置に係る他の偏光板駆動機構を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示した実施形態を拡張した実施形態を示す正面図である。
【図１４】図１１に示したタイプの偏光板駆動機構を車載メータ内に組み込んだ場合の構成を示す分解斜視図である。
【図１５】図１４の車載メータの側断面図である。
【図１６】本発明の表示装置を車載メータに組み込んだ場合の他の実施形態を示す正面図である。
【図１７】本発明の表示装置を車載メータに組み込んだ場合の更に他の実施形態を示す正面図である。
【図１８】図１７の実施形態の表示装置の側断面図である。
【図１９】図１７の実施形態の作用を説明するための図である。
【図２０】本発明の表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の更に他の実施形態を示す側断面図である。
【図２１】図２０の実施形態の作用を説明するための図である。
【図２２】本発明の表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の更に他の実施形態を示す側断面図である。
【図２３】図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）及び図２３（Ｃ）は、図２２の実施形態の作用を説明するための図である。
【図２４】本発明の表示装置を、車載メータに組み込んだ場合の更に他の実施形態を示す側断面図である。
【図２５】この種の従来の表示装置の昼間の表示イメージを示す正面図である。
【図２６】この種の従来の表示装置の夜間の表示イメージを示す正面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ 第１偏光板
２ 第２偏光板
３ バックライト
１０ 文字盤
１１ １／２λ位相差板
２０ 指針
３０ 見返し
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定色で光輝する光源から構成されるバックライトと、
前記バックライトの前面に配置され、文字や目盛り等を構成する１／２λ位相差板が貼り付けられた第１偏光板と、
前記バックライトと前記第１偏光板との間、又は、前記第１偏光板の前面に配置された第２偏光板と、
前記第１偏光板の偏向軸と前記第２偏光板の偏向軸との関係を平行状態又は直交状態に変化させる偏光板制御手段と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の表示装置において、
前記第１偏光板は固定され、
前記第２偏光板が前記偏光板制御手段により変化される、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項２記載の表示装置において、
前記バックライトは白色で光輝する、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の表示装置において、
前記第２偏光板を保持するリング状のホルダーと、
前記ホルダーの外周に形成されたウォームホイールと、を更に備え、
前記偏光板制御手段は、
駆動源としてのモータからの駆動力を、前記ウォームホイールに対応するウォームギアに伝達して、前記ホルダーを回転させる、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の表示装置において、
前記第２偏光板を保持するリング状のホルダーと、
前記ホルダーの外周に形成されたホルダーギアと、を更に備え、
前記偏光板制御手段は、
駆動源としてのモータからの駆動力を、前記ホルダーギアに対応する出力ギアに伝達して、前記ホルダーを回転させる、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の表示装置において、
前記第１偏光板より小型の第３偏光板、を更に備え、
前記第３偏光板の偏向軸を前記第１偏光板の偏向軸に対して９０゜ずらした状態で設置する、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の表示装置において、
多眼メータに適用され、
前記第１偏光板、前記第２偏光板及び前記第３偏光板は、前記多眼メータに含まれる各メータに対応して複数組備えられている、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１】
所定色で光輝する光源から構成されるバックライトと、
前記バックライトの前面に配置され、文字や目盛り等を構成する１／２λ位相差板が貼り付けられた第１偏光板と、
前記バックライトと前記第１偏光板との間、又は、前記第１偏光板の前面に配置された第２偏光板と、
前記第１偏光板の偏向軸と前記第２偏光板の偏向軸との関係を平行状態又は直交状態に変化させる偏光板制御手段と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の表示装置において、
前記第１偏光板は固定され、
前記第２偏光板が前記偏光板制御手段により変化される、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項２記載の表示装置において、
前記バックライトは白色で光輝する、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の表示装置において、
前記第２偏光板を保持するリング状のホルダーと、
前記ホルダーの外周に形成されたウォームホイールと、を更に備え、
前記偏光板制御手段は、
駆動源としてのモータからの駆動力を、前記ウォームホイールに対応するウォームギアに伝達して、前記ホルダーを回転させる、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の表示装置において、
前記第２偏光板を保持するリング状のホルダーと、
前記ホルダーの外周に形成されたホルダーギアと、を更に備え、
前記偏光板制御手段は、
駆動源としてのモータからの駆動力を、前記ホルダーギアに対応する出力ギアに伝達して、前記ホルダーを回転させる、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の表示装置において、
前記第１偏光板より小型の第３偏光板、を更に備え、
前記第３偏光板の偏向軸を前記第１偏光板の偏向軸に対して９０゜ずらした状態で設置する、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の表示装置において、
多眼メータに適用され、
前記第１偏光板、前記第２偏光板及び前記第３偏光板は、前記多眼メータに含まれる各メータに対応して複数組備えられている、
ことを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２００６−１０５６８１（Ｐ２００６−１０５６８１Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９０３０８（Ｐ２００４−２９０３０８）
【出願日】平成１６年１０月１日（２００４．１０．１）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１日（２００４．１０．１）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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