表示装置
【課題】情報を虚像として目視させ、且つ、３次元空間において浮遊した状態でこの虚像を目視させることが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置１は、所望の情報を表示像２Ａとして表示する表示手段２と、第１光源４と、第１光源４の発する光を透過像３１Ａとして透過させる透光部材３と、表示像２Ａの光を目視側へ反射して虚像２Ｂとして表示像２Ａを目視させ且つ透過像３１Ａの光を目視側へ透過させて実像として透過像３１Ａを目視させるハーフミラー５とを備え、表示像２Ａの虚像２Ｂと透過像３１Ａが同時に比較されて目視されるように、表示像２Ａの虚像２Ｂが目視される位置と透過像３１Ａとを近接させ、透過像３１Ａの明暗によって透過像３１Ａが立体的に目視されるように構成されている。
【解決手段】表示装置１は、所望の情報を表示像２Ａとして表示する表示手段２と、第１光源４と、第１光源４の発する光を透過像３１Ａとして透過させる透光部材３と、表示像２Ａの光を目視側へ反射して虚像２Ｂとして表示像２Ａを目視させ且つ透過像３１Ａの光を目視側へ透過させて実像として透過像３１Ａを目視させるハーフミラー５とを備え、表示像２Ａの虚像２Ｂと透過像３１Ａが同時に比較されて目視されるように、表示像２Ａの虚像２Ｂが目視される位置と透過像３１Ａとを近接させ、透過像３１Ａの明暗によって透過像３１Ａが立体的に目視されるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報を虚像として目視させる表示装置に関するものであり、車両用に用いて好適である。
【背景技術】
【０００２】
情報を虚像として目視させる車両用の表示装置として、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）が利用されている（特許文献１を参照）。
【０００３】
この表示装置は、所望の情報を表示像として表示する液晶表示器と、フロントガラスにおいて車室内側に形成されたハーフミラー層とを備える。ハーフミラー層は、表示像の光を目視側（運転者側）へ反射させ、これにより、フロントガラスより遠方側で表示像を虚像として目視させる。このため、運転中に遠方情景を見ている運転者にとって、この虚像に対する焦点合わせが容易になる。
【０００４】
また、実像と虚像とを重ねて表示する表示装置が開示されている（特許文献２を参照）。
【０００５】
この表示装置は、情報を表示する第１表示手段と、星空をイメージさせる背景として情報の背景を表示する第２表示手段と、第１表示手段と第２表示手段の間に配設されたハーフミラーとを備える。情報と背景の一方を虚像として目視させ、他方を実像として目視させるようにハーフミラーが構成される。例えば、指針計器を虚像として目視させ、これに重ねて星空をイメージさせる背景を実像として目視させる。このため、星空をイメージさせる背景が指針計器と重なって目視され、これにより、広がりの印象を与える斬新な表示を行うことができる。
【特許文献１】特開平１１−１５４２０号公報
【特許文献２】特開平９−２８８４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の表示装置では、表示像の虚像に対して遠く離れた遠方情景と、この虚像との両方に対して同時に焦点を合わせることが運転者にとって困難になる。このため、ぼやけた遠方情景を背景として虚像を目視させることになる。ぼやけた遠方情景は３次元空間を認識させ難いため、３次元空間において表示像の虚像を目視させることが困難になる。
【０００７】
また、虚像と遠方情景とを同時に比較して目視できないため、即ち、虚像と比較して目視する対象がないため、前後方向においてどの位置で虚像が目視されているかを認識させ難い。したがって、３次元空間において本来ならば浮遊した状態で目視されるべき虚像を、３次元空間において浮遊した状態で目視させることが困難になる。
【０００８】
一方、特許文献２の表示装置では、指針計器の虚像と星空をイメージさせる背景の実像が近接しているため、両方に対して同時に焦点を合わせることが運転者にとって容易になる。しかし、無限の遠方に星空が存在するため、星空をイメージさせる背景は、平面的な印象を与えるに止まり、３次元空間を認識させ難い。したがって、３次元空間において指針計器の虚像を目視させることが困難になる。
【０００９】
また、虚像と背景とを同時に比較して目視できるが、背景が平面的な印象を与えるに止まるため、前後方向においてどの位置で虚像が目視されているかを認識させ難い。したがって、３次元空間において本来ならば浮遊した状態で目視されるべき虚像を、３次元空間において浮遊した状態で目視させることが困難になる。
【００１０】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、情報を虚像として目視させ、且つ、３次元空間において浮遊した状態でこの虚像を目視させることが可能な表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。
【００１２】
請求項１に記載の表示装置は、所望の情報を表示像として表示する表示手段と、第１光源と、第１光源の発する光を透過像として透過させる透光部材と、表示像の光を目視側へ反射して虚像として表示像を目視させ且つ透過像の光を目視側へ透過させて実像として透過像を目視させるハーフミラーとを備え、表示像の虚像と透過像が同時に比較されて目視されるように、表示像の虚像が目視される位置と透過像とを近接させ、透過像の明暗によって透過像が立体的に目視されるように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成では、透過像の明暗によって立体的に目視される透過像によって、３次元空間を目視者に透過像が認識させることができる。また、この構成では、３次元空間を認識させることができる透過像と表示像の虚像が同時に比較されて目視されるため、透過像を基準として前後方向において表示像の虚像が目視される位置を認識させることができる。これらの結果、情報を虚像として目視させ、且つ、３次元空間において浮遊した状態でこの虚像を目視させることが可能な表示装置を提供できる。
【００１４】
請求項２に記載の表示装置は、透過像が目視される領域内で表示像の虚像が目視されるように構成されていることを特徴とする。これにより、透過像と表示像の虚像がより密接に比較されて目視されるため、透過像を基準として前後方向において表示像の虚像が目視される位置を、明確に認識させることができる。この結果、３次元空間において明確に浮遊した状態で虚像を目視させることができる。
【００１５】
請求項３に記載の表示装置は、表示像の虚像の外枠として透過像の暗部側が目視されるように構成され、外枠へ向かって透過像の明度が徐々に低く目視されるように構成されていることを特徴とする。これにより、透過像のいわゆるグラデーション効果によって、表示像の虚像の外枠として透過像の明暗が強調されるため、透過像をより立体的に目視させることができる。
【００１６】
請求項４に記載の表示装置は、第１光源の発する光を減衰させて透過させる光減衰部材を透光部材が備え、光減衰部材の厚さの薄い部分側が明暗の明部側を表現し且つ光減衰部材の厚さの厚い部分側が明暗の暗部側を表現するように構成され、光減衰部材を透過した第１光源の発する光を、透過像として目視させるように構成されていることを特徴とする。これにより、光減衰部材の厚さという簡易な構成によって透過像の明暗を表現できる。
【００１７】
請求項５に記載の表示装置は、明暗を表現するように形成された印刷層を透光部材が備え、印刷層を透過した第１光源の発する光を、透過像として目視させるように構成されていることを特徴とする。これにより、印刷層という簡易な構成によって透過像の明暗を表現できる。
【００１８】
請求項６に記載の表示装置は、前後方向へ傾斜して透過像が目視されるように構成され、背後側で透過像の明度が低く目視されるように構成されていることを特徴とする。この構成では、透過像において明度が低く目視される部分を、即ち、透過像において目視し難い部分を、背後側に配置する。このため、透過像を傾斜して目視させることが、透過像の明暗によって透過像を立体的に目視させることを助長することとなり、透過像をより立体的に目視させることができる。
【００１９】
請求項７に記載の表示装置は、車両に搭載される表示装置であって、第１光源の発する光と異なる色調の光を発する第２光源と、自車両に備わる機器の作動状態を報知するインジケータの表示または自車両の異常を警告するウォーニングの表示に連動させて、第１光源と第２光源の点燈・消燈の切替制御をする制御手段と備え、第２光源の発する光を透過像として透光部材が透過させるように構成されていることを特徴とする。
【００２０】
この構成では、インジケータの表示またはウォーニングの表示に連動させて、第１光源と第２光源の点燈・消燈の切替制御をする、即ち、透過像の色調を切り替える。これにより、インジケータが報知されていることまたはウォーニングが警告されていることを、より確実に認識させることができる。
【００２１】
請求項８に記載の表示装置は、所望の情報を表示像として表示する表示手段と、第１光源と、第１光源の発する光を透過像として透過させる透光部材と、透過像の光を反射する反射鏡と、表示像の光を目視側へ反射して虚像として表示像を目視させ且つ反射鏡が反射した透過像の光を目視側へ透過させて虚像として透過像を目視させるハーフミラーとを備え、表示像の虚像と透過像の虚像が同時に比較されて目視されるように、表示像の虚像が目視される位置と透過像の虚像が目視される位置とを近接させ、透過像の虚像の明暗によって透過像の虚像が立体的に目視されるように構成されていることを特徴とする。
【００２２】
この構成では、請求項１の構成に反射鏡を加えて、反射鏡が反射した透過像の光を目視側へハーフミラーが透過させて虚像として透過像を目視させる。これにより、透光部材と反射鏡の配置の組み合わせによって、透過像の虚像が目視される位置、即ち、透過像の虚像が目視される位置と表示像の虚像が目視される位置との相対的な位置関係を決定できる。このため、透過像の虚像が目視される位置と表示像の虚像が目視される位置との相対的な位置関係を設定する自由度が増加し、請求項１の構成による効果をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（構成）
本発明の一実施形態による表示装置である速度計１は、運転席前方に配置され、図１に示すようにメータフード１１によって周囲が覆われ、所望の情報である自車両の車速を表示する。速度計１において、透過像３１Ａを背景として、後述する表示像２Ａの白色の虚像２Ｂとして車速を目視させる。後述する透光部材である光減衰板３が、後述する第１光源である発光ダイオード４の発する青色光を透過像３１Ａとして透過するように構成される。
【００２４】
速度計１は、図２に示すように、表示手段である液晶表示器２と、光減衰板３と、発光ダイオード４と、発光ダイオード４の発する光を光減衰板３へ導く導光体４１と、ハーフミラー５とを備える。発光ダイオード４は、プリント基板８に実装され、プリント基板８と液晶表示器２と光減衰板３と導光体４１とハーフミラー５は、ケース７に固定される。
【００２５】
液晶表示器２は、電圧無印加時には遮光性となり電圧印加時には透光性となる液晶パネルと、これを透過照明する発光ダイオードとを備え、液晶パネルにおいて表示像２Ａをセグメント表示（デジタル表示）する。例えば、図１において符号２Ｂで示す「４７ｋｍ／ｈ」を表示像２Ａとして表示する場合、液晶パネルにおいて「４７ｋｍ／ｈ」に対応するセグメントに電圧を印加してこのセグメントを透光性にする。この状態で、発光ダイオードが液晶パネルを透過照明するため、「４７ｋｍ／ｈ」に対応するセグメントが黒色を背景として白色で表示される。即ち、液晶表示器２は、黒色を背景として「４７ｋｍ／ｈ」を白色の表示像２Ａとして表示する。尚、液晶表示器２は、図示しないリードワイヤを介してプリント基板８と電気的に接続される。
【００２６】
導光体４１は、無色透明のアクリル樹脂等から形成された本体部４２と、微細な凹凸として曇りガラス調に本体部４２に形成されシボ面４３と、本体部４２に入射した発光ダイオード４の発する光を外部へ逃がさないようにしてシボ面４３へ導く白色の遮光層４４とを備える。これにより、発光ダイオード４の発する青色光は、遮光層４４によってシボ面４３へ導かれ、シボ面４３で反射して光減衰板３へ導かれる。
【００２７】
ハーフミラー５は、光を反射する反射特性と光を透過する透光性の両方を有し、この反射特性を利用して表示像２Ａの光を目視側（図２において右側）へ反射する。即ち、図２に示す光路Ｐ１に従って白色の表示像２Ａの光を目視側へ反射し、これにより、白色の虚像２Ｂとして表示像２Ａを目視させる。
【００２８】
光減衰板３は、導光体４１によって導かれた発光ダイオード４の発する青色光を、青色の透過像３１Ａとして透過するように形成される。ハーフミラー５は、ハーフミラー５の透光性を利用し、光路Ｐ２に従って透過像３１Ａの青色光を目視側へ透過させて実像として青色の透過像３１Ａを目視させる。白色の虚像２Ｂと青色の透過像３１Ａは、透明カバー１０を通して目視されるように構成され、透明カバー１０は、ケース７に固定される。
【００２９】
ここで、虚像２Ｂが目視される位置と透過像３１Ａが近接するように構成される。即ち、図１において透過像３１Ａが目視される領域内（速度計１の楕円の内側）で虚像２Ｂが目視されるように構成され、且つ、図２において虚像２Ｂが目視される位置（即ち、図２において虚像２Ｂが描かれている位置）と透過像３１Ａが近接するように構成される。図１において透過像３１Ａと虚像２Ｂが重なって目視されるため、両方を同時に目視できる。また、図２において虚像２Ｂが目視される位置と透過像３１Ａが近接するため、両方に対して同時に焦点を合わせることが目視者（運転者）にとって容易になる。これらの結果、虚像２Ｂと透過像３１Ａを同時に比較して目視できる。
【００３０】
以下、光減衰板３について詳細に説明する。
【００３１】
光減衰板３は、発光ダイオード４の発する光を減衰させて透過させる光減衰部材であり、白色のスモーク調（曇りガラス調）で透光性を有する樹脂材から形成される。図３と図４に示す凹部３１が、図１に示す速度計１の楕円より大きい形状で凹部３１の中央側がより凹んだ形状で光減衰板３に形成される。図４に示すように、凹部３１の中央側では光減衰板３の厚さである板厚Ｔ０が薄く、中央側より外側では板厚Ｔ１が厚く、凹部３１が光減衰板３に形成される。また、凹部３１の中央側の広い領域で光減衰板３の板厚が薄く、中央側より外側の領域で凹部３１の外側へ向かって光減衰板３の板厚が徐々に厚くなるように凹部３１が形成される。
【００３２】
これにより、導光体４１によって導かれた発光ダイオード４の発する光は、凹部３１の中央側では光路Ｐ２０に従って、板厚Ｔ０の光減衰板３のよって減衰する。一方、導光体４１によって導かれた発光ダイオード４の発する光は、中央側より外側では光路Ｐ２１に従って、板厚Ｔ０より厚い板厚Ｔ１の光減衰板３のよって減衰する。このため、光路Ｐ２０の光の透過強度は、光路Ｐ２１の光の透過強度より大きくなる。また、凹部３１の中央側の広い領域で透過強度が比較的大きく、これに対して、中央側より外側の領域で凹部３１の外側へ向かって透過強度が徐々に小さくなる。
【００３３】
これにより、図１において透過像３１Ａの中央側の広い領域で透過像３１Ａの明度が高く目視され、中央側より外側の領域で透過像３１Ａの外側へ向かって透過像３１Ａの明度が徐々に低く（いわゆるグラデーション状に）目視される。即ち、光減衰板３の厚さの薄い部分側が透過像３１Ａの明暗の明部側を表現し、且つ、光減衰板３の厚さの厚い部分側が透過像３１Ａの明暗の暗部側を表現するように構成され、発光ダイオード４の発する光が光減衰板３を透過し透過光を透過像３１Ａとして目視させるように構成される。
【００３４】
これにより、透過像３１Ａの明暗によって、特に、中央側より外側の領域でのいわゆるグラデーション効果によって、透過像３１Ａが立体的に目視されるように構成される。このため、３次元空間を目視者に透過像３１Ａが認識させることができる。また、透過像３１Ａにおいて明度が高く目視される領域（中央側の広い領域）に重なって虚像２Ｂが目視され、透過像３１Ａにおいて明度が低く目視される暗部側（中央側より外側の領域）が虚像２Ｂの外枠として目視されるように構成される。
【００３５】
尚、図１において細線３１Ｂは、透過像３１Ａの中央側の広い領域で透過像３１Ａの明度が高く目視され、中央側より外側の領域で透過像３１Ａの外側へ向かって透過像３１Ａの明度が徐々に低く目視されていることを強調するための細線である。また、図３において細線３１Ｂは、凹部３１が凹んで光減衰板３に形成されていることを強調するための細線である。
【００３６】
以上説明した本実施形態による速度計１の電気回路構成について、図５に基づいて説明する。
【００３７】
マイクロコンピュータ等から構成される制御手段である制御装置９には、バッテリ１４から電力が常時供給される。制御装置９には、イグニッションスイッチ１３が、その作動状態（オンまたはオフ）を検出可能に接続され、自車両の車速を検出する速度センサ１２が検出信号を入力可能に接続される。また、制御装置９には、液晶表示器２と発光ダイオード４とが接続される。
【００３８】
（作動）
以下、上記構成において本実施形態による表示装置である速度計１の作動を説明する。
【００３９】
図５において、運転者によってイグニッションスイッチ１３がオンされると、制御装置９は、それを検出して作動を開始する。即ち、速度センサ１２からの信号に基づいて、液晶表示器２の作動を制御し、液晶表示器２に表示像２Ａを表示させ、発光ダイオード４を点燈する。点燈した発光ダイオード４の発する青色光を、光減衰板３へ導光体４１が導いて、導光体４１によって導かれた発光ダイオード４の発する青色光を光減衰板３が青色の透過像３１Ａとして透過する。
【００４０】
ハーフミラー５は、図２に示す光路Ｐ１に従って白色の表示像２Ａの光を目視側へ反射し、これにより、白色の虚像２Ｂとして表示像２Ａを目視させる。また、ハーフミラー５は、光路Ｐ２に従って透過像３１Ａの青色光を目視側へ透過させて実像として青色の透過像３１Ａを目視させる。上述したように透過像３１Ａの明暗によって３次元空間を運転者（目視者）に透過像３１Ａが認識させることができ、虚像２Ｂと透過像３１Ａが近接しているため虚像２Ｂと透過像３１Ａを同時に比較して目視できる。
【００４１】
これにより、３次元空間を認識させる透過像３１Ａと虚像２Ｂが同時に比較されて目視されるため、透過像３１Ａを基準として前後方向（図２において左右方向）において虚像２Ｂが目視される位置を認識させることができる。この結果、３次元空間において浮遊した状態で（空中に浮いた状態で）虚像２Ｂを目視させることができる。
【００４２】
また、図１において、明度が高く目視される透過像３１Ａの中央側の広い領域に重なって虚像２Ｂが目視され、明度が低く目視される中央側より外側の領域が虚像２Ｂの外枠として目視されるように構成される。これにより、透過像３１Ａと虚像２Ｂがより密接に比較されて目視されるため、透過像３１Ａを基準として前後方向において虚像２Ｂが目視される位置を、明確に認識させることができる。この結果、３次元空間においてより明確に浮遊した状態で虚像２Ｂを目視させることができる。
【００４３】
また、虚像２Ｂの外枠として目視される外側の領域が、透過像３１Ａの外側へ向かって透過像３１Ａの明度が徐々に低く（いわゆるグラデーション状に）目視される。これにより、透過像３１Ａのいわゆるグラデーション効果によって透過像３１Ａの明暗が強調されるため、透過像３１Ａをより立体的に目視させることができる。この結果、３次元空間においてより明確に浮遊した状態で虚像２Ｂを目視させることができる。
【００４４】
また、光減衰板３の厚さ（図４において板厚Ｔ０、Ｔ１）という簡易な構成によって透過像３１Ａの明暗を表現できる。この結果、簡易な構成によって、３次元空間において浮遊した状態で虚像２Ｂを目視させることができる。
【００４５】
（変形例）
また、発光ダイオード４の発する青色光と異なる色調の光である例えば橙色の光を発する第２光源である第２の発光ダイオード（図示しない）を、光減衰板３に入射させて透過像３１Ａとして透過させる発光ダイオードとして追加して設けることも可能である。本変形例では、自車両に備わる機器の作動状態を報知するインジケータ（図示しない）の表示または自車両の異常を警告するウォーニング（図示しない）の表示に連動させて、発光ダイオード４と第２の発光ダイオードの点燈・消燈の切替制御を、制御手段である制御装置９によって行うように構成する。
【００４６】
例えば、インジケータまたはウォーニングを表示する際に、発光ダイオード４を消燈して第２の発光ダイオードを点燈する。これにより、図１において、透過像３１Ａは、青色から橙色に切り替わり、インジケータまたはウォーニングが表示されたことを確実に認識させることができる。即ち、本変形例では、いわゆるアンビエント効果を発揮させることができる。
【００４７】
図６に示す変形例では、印刷層３３が形成された透光板３２を、光減衰板３の代わりに設ける。明暗を表現するように形成された黒色の印刷層３３と、アクリル樹脂等から形成された透光板３２によって透光部材が構成される。本変形例では、印刷層３３の開口３４によって、透過像３１Ａの明暗を表現する。即ち、透過像３１Ａにおいて明度が高く目視される領域（中央側の広い領域）では、開口３４の割合を大きくし、透過像３１Ａにおいて明度が低く目視される暗部側（中央側より外側の領域）では、開口３４の割合を小さくする。例えば、開口３４の割合を大小様々なスリット状の集合として形成するように、スクリーン印刷等によって印刷層３３を形成する。
【００４８】
本変形例では、印刷層３３という簡易な構成によって透過像の明暗を表現できる。これにより、印刷層３３という簡易な構成によって上述の効果を得ることができる。
【００４９】
図７に示す変形例では、前後方向（図７において左右方向）へ傾斜して透過像３４Ａが目視されるように構成され、背後側（図７において左側）で透過像３４Ａの明度が低く目視されるように構成される。具体的に、前後方向に傾斜させた導光体４１の本体部４２上に、導光板３２を前後方向に傾斜させて形成し、導光板３２上に印刷層３３を形成する。背後側で開口３４の割合を小さくするように、印刷層３３を形成する。
【００５０】
これにより、透過像３４Ａにおいて明度が低く目視される部分を、即ち、透過像３４Ａにおいて目視し難い部分を、背後側に配置する。このため、透過像３４Ａを傾斜して目視させることが、透過像３４Ａの明暗によって透過像３４Ａを立体的に目視させることを助長することとなり、透過像３４Ａをより立体的に目視させることができる。この結果、３次元空間においてより明確に浮遊した状態で虚像２Ｂを目視させることができる。
【００５１】
図８に示す変形例では、透過像３４Ａの光を反射する反射鏡６を備える。反射鏡６が反射した透過像３４Ａの光を、光路Ｐ３に従って目視側（図８において右側）へハーフミラー５が透過させ、これにより、虚像３４Ｂとして透過像３４Ａを目視させる。これにより、反射鏡６と透光部材である印刷層３３との配置の組み合わせによって、透過像３４Ａの虚像３４Ｂが目視される位置、即ち、虚像３４Ｂが目視される位置と虚像２Ｂが目視される位置との相対的な位置関係を決定できる。このため、虚像３４Ｂが目視される位置と虚像２Ｂが目視される位置との相対的な位置関係を設定する自由度が増加し、上述した効果をより高めることができる。
【００５２】
また、上述の例では、虚像２Ｂの外枠として透過像３１Ａの暗部側を目視させ、且つ、透過像３１Ａの外側へ向かって外枠の明度が徐々に低く（いわゆるグラデーション状に）目視させているが、これに限らない。透過像３１Ａ（またはその虚像）の明暗によって透過像３１Ａを立体的に目視させるように構成すれば足りる。これは、立体的に目視される透過像３１Ａによって、３次元空間を目視者に透過像３１Ａが認識させることができるため、上述の効果を得ることができるからである。
【００５３】
例えば、図９に示すように、明暗によって立体的に目視させる透過像３５Ａを、虚像２Ｂの上下の両方に目視させる構成とすることも可能である。これによっても上述の効果を得ることができる。尚、図９において細線３５Ｂは、透過像３５Ａの中央側の広い領域で透過像３５Ａの明度が高く目視され、中央側より外側の領域で透過像３５Ａの外側へ向かって透過像３５Ａの明度が徐々に低く目視されていることを強調するための細線である。また、透過像３５Ａを立体的に目視させる明暗は、これに限らない。
【００５４】
また、表示像２Ａ（虚像２Ｂ）をデジタル表示としないで、インジケータやウォーニングを表すマークやその他の表示像とすることも可能である。
【００５５】
以上、本発明による表示装置である速度計１は、所望の情報を表示像２Ａとして表示する表示手段である液晶表示器２と、第１光源である発光ダイオード４と、発光ダイオード４の発する光を透過像３１Ａとして透過させる透光部材である光減衰板３と、表示像２Ａの光を目視側へ反射して虚像２Ｂとして表示像２Ａを目視させ且つ透過像３１Ａの光を目視側へ透過させて実像として透過像３１Ａを目視させるハーフミラー５とを備え、表示像２Ａの虚像２Ｂと透過像３１Ａが同時に比較されて目視されるように、表示像２Ａの虚像２Ｂが目視される位置と透過像３１Ａとを近接させ、透過像３１Ａの明暗によって透過像３１Ａが立体的に目視されるように構成されている。
【００５６】
これにより、情報を虚像として目視させ、且つ、３次元空間において浮遊した状態でこの虚像を目視させることが可能な表示装置を提供できる。
【００５７】
尚、上述した例に限らないで、これらの組み合わせや、他の種々の変形例が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による表示装置である速度計１の正面図である。
【図２】図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図３は、図２中の透光部材である光減衰板３の正面図である。
【図４】図４は、図３中のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図５は、図１に示す速度計１の電気回路構成を説明する回路構成図である。
【図６】図６は、図４の変形例を示す断面図である。
【図７】図７は、図２の変形例を示す断面図である。
【図８】図８は、図２の他の変形例を示す正面図である。
【図９】図９は、図１の変形例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 速度計（表示装置）、２ 液晶表示器（表示手段）、２Ａ 表示像、２Ｂ 虚像
３ 光減衰板（透光部材、光減衰部材）、３１ 凹部、３２ 透光板（透光部材）
３３ 印刷層（透光部材）、３４ 開口、３１Ａ、３４Ａ、３５Ａ 透過像（実像）
３１Ｂ、３５Ｂ 細線、３４Ｂ 虚像、４１ 導光体、４２ 本体部、４３ シボ面
４４ 遮光層、４ 発光ダイオード（第１光源）、５ ハーフミラー、６ 反射鏡
７ ケース、８ プリント基板、９ 制御装置（制御手段）、１０ 透明カバー
１１ メータフード、１２ 速度センサ、１３ イグニッションスイッチ
１４ バッテリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報を虚像として目視させる表示装置に関するものであり、車両用に用いて好適である。
【背景技術】
【０００２】
情報を虚像として目視させる車両用の表示装置として、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）が利用されている（特許文献１を参照）。
【０００３】
この表示装置は、所望の情報を表示像として表示する液晶表示器と、フロントガラスにおいて車室内側に形成されたハーフミラー層とを備える。ハーフミラー層は、表示像の光を目視側（運転者側）へ反射させ、これにより、フロントガラスより遠方側で表示像を虚像として目視させる。このため、運転中に遠方情景を見ている運転者にとって、この虚像に対する焦点合わせが容易になる。
【０００４】
また、実像と虚像とを重ねて表示する表示装置が開示されている（特許文献２を参照）。
【０００５】
この表示装置は、情報を表示する第１表示手段と、星空をイメージさせる背景として情報の背景を表示する第２表示手段と、第１表示手段と第２表示手段の間に配設されたハーフミラーとを備える。情報と背景の一方を虚像として目視させ、他方を実像として目視させるようにハーフミラーが構成される。例えば、指針計器を虚像として目視させ、これに重ねて星空をイメージさせる背景を実像として目視させる。このため、星空をイメージさせる背景が指針計器と重なって目視され、これにより、広がりの印象を与える斬新な表示を行うことができる。
【特許文献１】特開平１１−１５４２０号公報
【特許文献２】特開平９−２８８４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の表示装置では、表示像の虚像に対して遠く離れた遠方情景と、この虚像との両方に対して同時に焦点を合わせることが運転者にとって困難になる。このため、ぼやけた遠方情景を背景として虚像を目視させることになる。ぼやけた遠方情景は３次元空間を認識させ難いため、３次元空間において表示像の虚像を目視させることが困難になる。
【０００７】
また、虚像と遠方情景とを同時に比較して目視できないため、即ち、虚像と比較して目視する対象がないため、前後方向においてどの位置で虚像が目視されているかを認識させ難い。したがって、３次元空間において本来ならば浮遊した状態で目視されるべき虚像を、３次元空間において浮遊した状態で目視させることが困難になる。
【０００８】
一方、特許文献２の表示装置では、指針計器の虚像と星空をイメージさせる背景の実像が近接しているため、両方に対して同時に焦点を合わせることが運転者にとって容易になる。しかし、無限の遠方に星空が存在するため、星空をイメージさせる背景は、平面的な印象を与えるに止まり、３次元空間を認識させ難い。したがって、３次元空間において指針計器の虚像を目視させることが困難になる。
【０００９】
また、虚像と背景とを同時に比較して目視できるが、背景が平面的な印象を与えるに止まるため、前後方向においてどの位置で虚像が目視されているかを認識させ難い。したがって、３次元空間において本来ならば浮遊した状態で目視されるべき虚像を、３次元空間において浮遊した状態で目視させることが困難になる。
【００１０】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、情報を虚像として目視させ、且つ、３次元空間において浮遊した状態でこの虚像を目視させることが可能な表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。
【００１２】
請求項１に記載の表示装置は、所望の情報を表示像として表示する表示手段と、第１光源と、第１光源の発する光を透過像として透過させる透光部材と、表示像の光を目視側へ反射して虚像として表示像を目視させ且つ透過像の光を目視側へ透過させて実像として透過像を目視させるハーフミラーとを備え、表示像の虚像と透過像が同時に比較されて目視されるように、表示像の虚像が目視される位置と透過像とを近接させ、透過像の明暗によって透過像が立体的に目視されるように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成では、透過像の明暗によって立体的に目視される透過像によって、３次元空間を目視者に透過像が認識させることができる。また、この構成では、３次元空間を認識させることができる透過像と表示像の虚像が同時に比較されて目視されるため、透過像を基準として前後方向において表示像の虚像が目視される位置を認識させることができる。これらの結果、情報を虚像として目視させ、且つ、３次元空間において浮遊した状態でこの虚像を目視させることが可能な表示装置を提供できる。
【００１４】
請求項２に記載の表示装置は、透過像が目視される領域内で表示像の虚像が目視されるように構成されていることを特徴とする。これにより、透過像と表示像の虚像がより密接に比較されて目視されるため、透過像を基準として前後方向において表示像の虚像が目視される位置を、明確に認識させることができる。この結果、３次元空間において明確に浮遊した状態で虚像を目視させることができる。
【００１５】
請求項３に記載の表示装置は、表示像の虚像の外枠として透過像の暗部側が目視されるように構成され、外枠へ向かって透過像の明度が徐々に低く目視されるように構成されていることを特徴とする。これにより、透過像のいわゆるグラデーション効果によって、表示像の虚像の外枠として透過像の明暗が強調されるため、透過像をより立体的に目視させることができる。
【００１６】
請求項４に記載の表示装置は、第１光源の発する光を減衰させて透過させる光減衰部材を透光部材が備え、光減衰部材の厚さの薄い部分側が明暗の明部側を表現し且つ光減衰部材の厚さの厚い部分側が明暗の暗部側を表現するように構成され、光減衰部材を透過した第１光源の発する光を、透過像として目視させるように構成されていることを特徴とする。これにより、光減衰部材の厚さという簡易な構成によって透過像の明暗を表現できる。
【００１７】
請求項５に記載の表示装置は、明暗を表現するように形成された印刷層を透光部材が備え、印刷層を透過した第１光源の発する光を、透過像として目視させるように構成されていることを特徴とする。これにより、印刷層という簡易な構成によって透過像の明暗を表現できる。
【００１８】
請求項６に記載の表示装置は、前後方向へ傾斜して透過像が目視されるように構成され、背後側で透過像の明度が低く目視されるように構成されていることを特徴とする。この構成では、透過像において明度が低く目視される部分を、即ち、透過像において目視し難い部分を、背後側に配置する。このため、透過像を傾斜して目視させることが、透過像の明暗によって透過像を立体的に目視させることを助長することとなり、透過像をより立体的に目視させることができる。
【００１９】
請求項７に記載の表示装置は、車両に搭載される表示装置であって、第１光源の発する光と異なる色調の光を発する第２光源と、自車両に備わる機器の作動状態を報知するインジケータの表示または自車両の異常を警告するウォーニングの表示に連動させて、第１光源と第２光源の点燈・消燈の切替制御をする制御手段と備え、第２光源の発する光を透過像として透光部材が透過させるように構成されていることを特徴とする。
【００２０】
この構成では、インジケータの表示またはウォーニングの表示に連動させて、第１光源と第２光源の点燈・消燈の切替制御をする、即ち、透過像の色調を切り替える。これにより、インジケータが報知されていることまたはウォーニングが警告されていることを、より確実に認識させることができる。
【００２１】
請求項８に記載の表示装置は、所望の情報を表示像として表示する表示手段と、第１光源と、第１光源の発する光を透過像として透過させる透光部材と、透過像の光を反射する反射鏡と、表示像の光を目視側へ反射して虚像として表示像を目視させ且つ反射鏡が反射した透過像の光を目視側へ透過させて虚像として透過像を目視させるハーフミラーとを備え、表示像の虚像と透過像の虚像が同時に比較されて目視されるように、表示像の虚像が目視される位置と透過像の虚像が目視される位置とを近接させ、透過像の虚像の明暗によって透過像の虚像が立体的に目視されるように構成されていることを特徴とする。
【００２２】
この構成では、請求項１の構成に反射鏡を加えて、反射鏡が反射した透過像の光を目視側へハーフミラーが透過させて虚像として透過像を目視させる。これにより、透光部材と反射鏡の配置の組み合わせによって、透過像の虚像が目視される位置、即ち、透過像の虚像が目視される位置と表示像の虚像が目視される位置との相対的な位置関係を決定できる。このため、透過像の虚像が目視される位置と表示像の虚像が目視される位置との相対的な位置関係を設定する自由度が増加し、請求項１の構成による効果をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（構成）
本発明の一実施形態による表示装置である速度計１は、運転席前方に配置され、図１に示すようにメータフード１１によって周囲が覆われ、所望の情報である自車両の車速を表示する。速度計１において、透過像３１Ａを背景として、後述する表示像２Ａの白色の虚像２Ｂとして車速を目視させる。後述する透光部材である光減衰板３が、後述する第１光源である発光ダイオード４の発する青色光を透過像３１Ａとして透過するように構成される。
【００２４】
速度計１は、図２に示すように、表示手段である液晶表示器２と、光減衰板３と、発光ダイオード４と、発光ダイオード４の発する光を光減衰板３へ導く導光体４１と、ハーフミラー５とを備える。発光ダイオード４は、プリント基板８に実装され、プリント基板８と液晶表示器２と光減衰板３と導光体４１とハーフミラー５は、ケース７に固定される。
【００２５】
液晶表示器２は、電圧無印加時には遮光性となり電圧印加時には透光性となる液晶パネルと、これを透過照明する発光ダイオードとを備え、液晶パネルにおいて表示像２Ａをセグメント表示（デジタル表示）する。例えば、図１において符号２Ｂで示す「４７ｋｍ／ｈ」を表示像２Ａとして表示する場合、液晶パネルにおいて「４７ｋｍ／ｈ」に対応するセグメントに電圧を印加してこのセグメントを透光性にする。この状態で、発光ダイオードが液晶パネルを透過照明するため、「４７ｋｍ／ｈ」に対応するセグメントが黒色を背景として白色で表示される。即ち、液晶表示器２は、黒色を背景として「４７ｋｍ／ｈ」を白色の表示像２Ａとして表示する。尚、液晶表示器２は、図示しないリードワイヤを介してプリント基板８と電気的に接続される。
【００２６】
導光体４１は、無色透明のアクリル樹脂等から形成された本体部４２と、微細な凹凸として曇りガラス調に本体部４２に形成されシボ面４３と、本体部４２に入射した発光ダイオード４の発する光を外部へ逃がさないようにしてシボ面４３へ導く白色の遮光層４４とを備える。これにより、発光ダイオード４の発する青色光は、遮光層４４によってシボ面４３へ導かれ、シボ面４３で反射して光減衰板３へ導かれる。
【００２７】
ハーフミラー５は、光を反射する反射特性と光を透過する透光性の両方を有し、この反射特性を利用して表示像２Ａの光を目視側（図２において右側）へ反射する。即ち、図２に示す光路Ｐ１に従って白色の表示像２Ａの光を目視側へ反射し、これにより、白色の虚像２Ｂとして表示像２Ａを目視させる。
【００２８】
光減衰板３は、導光体４１によって導かれた発光ダイオード４の発する青色光を、青色の透過像３１Ａとして透過するように形成される。ハーフミラー５は、ハーフミラー５の透光性を利用し、光路Ｐ２に従って透過像３１Ａの青色光を目視側へ透過させて実像として青色の透過像３１Ａを目視させる。白色の虚像２Ｂと青色の透過像３１Ａは、透明カバー１０を通して目視されるように構成され、透明カバー１０は、ケース７に固定される。
【００２９】
ここで、虚像２Ｂが目視される位置と透過像３１Ａが近接するように構成される。即ち、図１において透過像３１Ａが目視される領域内（速度計１の楕円の内側）で虚像２Ｂが目視されるように構成され、且つ、図２において虚像２Ｂが目視される位置（即ち、図２において虚像２Ｂが描かれている位置）と透過像３１Ａが近接するように構成される。図１において透過像３１Ａと虚像２Ｂが重なって目視されるため、両方を同時に目視できる。また、図２において虚像２Ｂが目視される位置と透過像３１Ａが近接するため、両方に対して同時に焦点を合わせることが目視者（運転者）にとって容易になる。これらの結果、虚像２Ｂと透過像３１Ａを同時に比較して目視できる。
【００３０】
以下、光減衰板３について詳細に説明する。
【００３１】
光減衰板３は、発光ダイオード４の発する光を減衰させて透過させる光減衰部材であり、白色のスモーク調（曇りガラス調）で透光性を有する樹脂材から形成される。図３と図４に示す凹部３１が、図１に示す速度計１の楕円より大きい形状で凹部３１の中央側がより凹んだ形状で光減衰板３に形成される。図４に示すように、凹部３１の中央側では光減衰板３の厚さである板厚Ｔ０が薄く、中央側より外側では板厚Ｔ１が厚く、凹部３１が光減衰板３に形成される。また、凹部３１の中央側の広い領域で光減衰板３の板厚が薄く、中央側より外側の領域で凹部３１の外側へ向かって光減衰板３の板厚が徐々に厚くなるように凹部３１が形成される。
【００３２】
これにより、導光体４１によって導かれた発光ダイオード４の発する光は、凹部３１の中央側では光路Ｐ２０に従って、板厚Ｔ０の光減衰板３のよって減衰する。一方、導光体４１によって導かれた発光ダイオード４の発する光は、中央側より外側では光路Ｐ２１に従って、板厚Ｔ０より厚い板厚Ｔ１の光減衰板３のよって減衰する。このため、光路Ｐ２０の光の透過強度は、光路Ｐ２１の光の透過強度より大きくなる。また、凹部３１の中央側の広い領域で透過強度が比較的大きく、これに対して、中央側より外側の領域で凹部３１の外側へ向かって透過強度が徐々に小さくなる。
【００３３】
これにより、図１において透過像３１Ａの中央側の広い領域で透過像３１Ａの明度が高く目視され、中央側より外側の領域で透過像３１Ａの外側へ向かって透過像３１Ａの明度が徐々に低く（いわゆるグラデーション状に）目視される。即ち、光減衰板３の厚さの薄い部分側が透過像３１Ａの明暗の明部側を表現し、且つ、光減衰板３の厚さの厚い部分側が透過像３１Ａの明暗の暗部側を表現するように構成され、発光ダイオード４の発する光が光減衰板３を透過し透過光を透過像３１Ａとして目視させるように構成される。
【００３４】
これにより、透過像３１Ａの明暗によって、特に、中央側より外側の領域でのいわゆるグラデーション効果によって、透過像３１Ａが立体的に目視されるように構成される。このため、３次元空間を目視者に透過像３１Ａが認識させることができる。また、透過像３１Ａにおいて明度が高く目視される領域（中央側の広い領域）に重なって虚像２Ｂが目視され、透過像３１Ａにおいて明度が低く目視される暗部側（中央側より外側の領域）が虚像２Ｂの外枠として目視されるように構成される。
【００３５】
尚、図１において細線３１Ｂは、透過像３１Ａの中央側の広い領域で透過像３１Ａの明度が高く目視され、中央側より外側の領域で透過像３１Ａの外側へ向かって透過像３１Ａの明度が徐々に低く目視されていることを強調するための細線である。また、図３において細線３１Ｂは、凹部３１が凹んで光減衰板３に形成されていることを強調するための細線である。
【００３６】
以上説明した本実施形態による速度計１の電気回路構成について、図５に基づいて説明する。
【００３７】
マイクロコンピュータ等から構成される制御手段である制御装置９には、バッテリ１４から電力が常時供給される。制御装置９には、イグニッションスイッチ１３が、その作動状態（オンまたはオフ）を検出可能に接続され、自車両の車速を検出する速度センサ１２が検出信号を入力可能に接続される。また、制御装置９には、液晶表示器２と発光ダイオード４とが接続される。
【００３８】
（作動）
以下、上記構成において本実施形態による表示装置である速度計１の作動を説明する。
【００３９】
図５において、運転者によってイグニッションスイッチ１３がオンされると、制御装置９は、それを検出して作動を開始する。即ち、速度センサ１２からの信号に基づいて、液晶表示器２の作動を制御し、液晶表示器２に表示像２Ａを表示させ、発光ダイオード４を点燈する。点燈した発光ダイオード４の発する青色光を、光減衰板３へ導光体４１が導いて、導光体４１によって導かれた発光ダイオード４の発する青色光を光減衰板３が青色の透過像３１Ａとして透過する。
【００４０】
ハーフミラー５は、図２に示す光路Ｐ１に従って白色の表示像２Ａの光を目視側へ反射し、これにより、白色の虚像２Ｂとして表示像２Ａを目視させる。また、ハーフミラー５は、光路Ｐ２に従って透過像３１Ａの青色光を目視側へ透過させて実像として青色の透過像３１Ａを目視させる。上述したように透過像３１Ａの明暗によって３次元空間を運転者（目視者）に透過像３１Ａが認識させることができ、虚像２Ｂと透過像３１Ａが近接しているため虚像２Ｂと透過像３１Ａを同時に比較して目視できる。
【００４１】
これにより、３次元空間を認識させる透過像３１Ａと虚像２Ｂが同時に比較されて目視されるため、透過像３１Ａを基準として前後方向（図２において左右方向）において虚像２Ｂが目視される位置を認識させることができる。この結果、３次元空間において浮遊した状態で（空中に浮いた状態で）虚像２Ｂを目視させることができる。
【００４２】
また、図１において、明度が高く目視される透過像３１Ａの中央側の広い領域に重なって虚像２Ｂが目視され、明度が低く目視される中央側より外側の領域が虚像２Ｂの外枠として目視されるように構成される。これにより、透過像３１Ａと虚像２Ｂがより密接に比較されて目視されるため、透過像３１Ａを基準として前後方向において虚像２Ｂが目視される位置を、明確に認識させることができる。この結果、３次元空間においてより明確に浮遊した状態で虚像２Ｂを目視させることができる。
【００４３】
また、虚像２Ｂの外枠として目視される外側の領域が、透過像３１Ａの外側へ向かって透過像３１Ａの明度が徐々に低く（いわゆるグラデーション状に）目視される。これにより、透過像３１Ａのいわゆるグラデーション効果によって透過像３１Ａの明暗が強調されるため、透過像３１Ａをより立体的に目視させることができる。この結果、３次元空間においてより明確に浮遊した状態で虚像２Ｂを目視させることができる。
【００４４】
また、光減衰板３の厚さ（図４において板厚Ｔ０、Ｔ１）という簡易な構成によって透過像３１Ａの明暗を表現できる。この結果、簡易な構成によって、３次元空間において浮遊した状態で虚像２Ｂを目視させることができる。
【００４５】
（変形例）
また、発光ダイオード４の発する青色光と異なる色調の光である例えば橙色の光を発する第２光源である第２の発光ダイオード（図示しない）を、光減衰板３に入射させて透過像３１Ａとして透過させる発光ダイオードとして追加して設けることも可能である。本変形例では、自車両に備わる機器の作動状態を報知するインジケータ（図示しない）の表示または自車両の異常を警告するウォーニング（図示しない）の表示に連動させて、発光ダイオード４と第２の発光ダイオードの点燈・消燈の切替制御を、制御手段である制御装置９によって行うように構成する。
【００４６】
例えば、インジケータまたはウォーニングを表示する際に、発光ダイオード４を消燈して第２の発光ダイオードを点燈する。これにより、図１において、透過像３１Ａは、青色から橙色に切り替わり、インジケータまたはウォーニングが表示されたことを確実に認識させることができる。即ち、本変形例では、いわゆるアンビエント効果を発揮させることができる。
【００４７】
図６に示す変形例では、印刷層３３が形成された透光板３２を、光減衰板３の代わりに設ける。明暗を表現するように形成された黒色の印刷層３３と、アクリル樹脂等から形成された透光板３２によって透光部材が構成される。本変形例では、印刷層３３の開口３４によって、透過像３１Ａの明暗を表現する。即ち、透過像３１Ａにおいて明度が高く目視される領域（中央側の広い領域）では、開口３４の割合を大きくし、透過像３１Ａにおいて明度が低く目視される暗部側（中央側より外側の領域）では、開口３４の割合を小さくする。例えば、開口３４の割合を大小様々なスリット状の集合として形成するように、スクリーン印刷等によって印刷層３３を形成する。
【００４８】
本変形例では、印刷層３３という簡易な構成によって透過像の明暗を表現できる。これにより、印刷層３３という簡易な構成によって上述の効果を得ることができる。
【００４９】
図７に示す変形例では、前後方向（図７において左右方向）へ傾斜して透過像３４Ａが目視されるように構成され、背後側（図７において左側）で透過像３４Ａの明度が低く目視されるように構成される。具体的に、前後方向に傾斜させた導光体４１の本体部４２上に、導光板３２を前後方向に傾斜させて形成し、導光板３２上に印刷層３３を形成する。背後側で開口３４の割合を小さくするように、印刷層３３を形成する。
【００５０】
これにより、透過像３４Ａにおいて明度が低く目視される部分を、即ち、透過像３４Ａにおいて目視し難い部分を、背後側に配置する。このため、透過像３４Ａを傾斜して目視させることが、透過像３４Ａの明暗によって透過像３４Ａを立体的に目視させることを助長することとなり、透過像３４Ａをより立体的に目視させることができる。この結果、３次元空間においてより明確に浮遊した状態で虚像２Ｂを目視させることができる。
【００５１】
図８に示す変形例では、透過像３４Ａの光を反射する反射鏡６を備える。反射鏡６が反射した透過像３４Ａの光を、光路Ｐ３に従って目視側（図８において右側）へハーフミラー５が透過させ、これにより、虚像３４Ｂとして透過像３４Ａを目視させる。これにより、反射鏡６と透光部材である印刷層３３との配置の組み合わせによって、透過像３４Ａの虚像３４Ｂが目視される位置、即ち、虚像３４Ｂが目視される位置と虚像２Ｂが目視される位置との相対的な位置関係を決定できる。このため、虚像３４Ｂが目視される位置と虚像２Ｂが目視される位置との相対的な位置関係を設定する自由度が増加し、上述した効果をより高めることができる。
【００５２】
また、上述の例では、虚像２Ｂの外枠として透過像３１Ａの暗部側を目視させ、且つ、透過像３１Ａの外側へ向かって外枠の明度が徐々に低く（いわゆるグラデーション状に）目視させているが、これに限らない。透過像３１Ａ（またはその虚像）の明暗によって透過像３１Ａを立体的に目視させるように構成すれば足りる。これは、立体的に目視される透過像３１Ａによって、３次元空間を目視者に透過像３１Ａが認識させることができるため、上述の効果を得ることができるからである。
【００５３】
例えば、図９に示すように、明暗によって立体的に目視させる透過像３５Ａを、虚像２Ｂの上下の両方に目視させる構成とすることも可能である。これによっても上述の効果を得ることができる。尚、図９において細線３５Ｂは、透過像３５Ａの中央側の広い領域で透過像３５Ａの明度が高く目視され、中央側より外側の領域で透過像３５Ａの外側へ向かって透過像３５Ａの明度が徐々に低く目視されていることを強調するための細線である。また、透過像３５Ａを立体的に目視させる明暗は、これに限らない。
【００５４】
また、表示像２Ａ（虚像２Ｂ）をデジタル表示としないで、インジケータやウォーニングを表すマークやその他の表示像とすることも可能である。
【００５５】
以上、本発明による表示装置である速度計１は、所望の情報を表示像２Ａとして表示する表示手段である液晶表示器２と、第１光源である発光ダイオード４と、発光ダイオード４の発する光を透過像３１Ａとして透過させる透光部材である光減衰板３と、表示像２Ａの光を目視側へ反射して虚像２Ｂとして表示像２Ａを目視させ且つ透過像３１Ａの光を目視側へ透過させて実像として透過像３１Ａを目視させるハーフミラー５とを備え、表示像２Ａの虚像２Ｂと透過像３１Ａが同時に比較されて目視されるように、表示像２Ａの虚像２Ｂが目視される位置と透過像３１Ａとを近接させ、透過像３１Ａの明暗によって透過像３１Ａが立体的に目視されるように構成されている。
【００５６】
これにより、情報を虚像として目視させ、且つ、３次元空間において浮遊した状態でこの虚像を目視させることが可能な表示装置を提供できる。
【００５７】
尚、上述した例に限らないで、これらの組み合わせや、他の種々の変形例が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による表示装置である速度計１の正面図である。
【図２】図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図３は、図２中の透光部材である光減衰板３の正面図である。
【図４】図４は、図３中のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図５は、図１に示す速度計１の電気回路構成を説明する回路構成図である。
【図６】図６は、図４の変形例を示す断面図である。
【図７】図７は、図２の変形例を示す断面図である。
【図８】図８は、図２の他の変形例を示す正面図である。
【図９】図９は、図１の変形例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 速度計（表示装置）、２ 液晶表示器（表示手段）、２Ａ 表示像、２Ｂ 虚像
３ 光減衰板（透光部材、光減衰部材）、３１ 凹部、３２ 透光板（透光部材）
３３ 印刷層（透光部材）、３４ 開口、３１Ａ、３４Ａ、３５Ａ 透過像（実像）
３１Ｂ、３５Ｂ 細線、３４Ｂ 虚像、４１ 導光体、４２ 本体部、４３ シボ面
４４ 遮光層、４ 発光ダイオード（第１光源）、５ ハーフミラー、６ 反射鏡
７ ケース、８ プリント基板、９ 制御装置（制御手段）、１０ 透明カバー
１１ メータフード、１２ 速度センサ、１３ イグニッションスイッチ
１４ バッテリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の情報を表示像として表示する表示手段と、
第１光源と、
前記第１光源の発する光を透過像として透過させる透光部材と、
前記表示像の光を目視側へ反射して虚像として該表示像を目視させ、且つ、前記透過像の光を該目視側へ透過させて実像として該透過像を目視させるハーフミラーとを備え、
前記表示像の前記虚像と前記透過像が同時に比較されて目視されるように、該表示像の該虚像が目視される位置と該透過像とを近接させ、
前記透過像の明暗によって該透過像が立体的に目視されるように構成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記透過像が目視される領域内で前記表示像の前記虚像が目視されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記表示像の前記虚像の外枠として前記透過像の暗部側が目視されるように構成され、
前記外枠へ向かって前記透過像の明度が徐々に低く目視されるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１光源の発する光を減衰させて透過させる光減衰部材を前記透光部材が備え、
前記光減衰部材の厚さの薄い部分側が前記明暗の明部側を表現し、且つ、該光減衰部材の厚さの厚い部分側が該明暗の暗部側を表現するように構成され、
前記光減衰部材を透過した前記第１光源の発する光を、前記透過像として目視させるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記明暗を表現するように形成された印刷層を前記透光部材が備え、
前記印刷層を透過した前記第１光源の発する光を、、前記透過像として目視させるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前後方向へ傾斜して前記透過像が目視されるように構成され、
背後側で前記透過像の明度が低く目視されるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
車両に搭載される表示装置であって、
前記第１光源の発する光と異なる色調の光を発する第２光源と、
自車両に備わる機器の作動状態を報知するインジケータの表示または該自車両の異常を警告するウォーニングの表示に連動させて、前記第１光源と前記第２光源の点燈・消燈の切替制御をする制御手段と備え、
前記第２光源の発する光を透過像として前記透光部材が透過させるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項８】
所望の情報を表示像として表示する表示手段と、
第１光源と、
前記第１光源の発する光を透過像として透過させる透光部材と、
前記透過像の光を反射する反射鏡と、
前記表示像の光を目視側へ反射して虚像として該表示像を目視させ、且つ、前記反射鏡が反射した前記透過像の光を該目視側へ透過させて虚像として該透過像を目視させるハーフミラーとを備え、
前記表示像の前記虚像と前記透過像の前記虚像が同時に比較されて目視されるように、該表示像の該虚像が目視される位置と該透過像の該虚像が目視される位置とを近接させ、
前記透過像の前記虚像の明暗によって該透過像の該虚像が立体的に目視されるように構成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１】
所望の情報を表示像として表示する表示手段と、
第１光源と、
前記第１光源の発する光を透過像として透過させる透光部材と、
前記表示像の光を目視側へ反射して虚像として該表示像を目視させ、且つ、前記透過像の光を該目視側へ透過させて実像として該透過像を目視させるハーフミラーとを備え、
前記表示像の前記虚像と前記透過像が同時に比較されて目視されるように、該表示像の該虚像が目視される位置と該透過像とを近接させ、
前記透過像の明暗によって該透過像が立体的に目視されるように構成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記透過像が目視される領域内で前記表示像の前記虚像が目視されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記表示像の前記虚像の外枠として前記透過像の暗部側が目視されるように構成され、
前記外枠へ向かって前記透過像の明度が徐々に低く目視されるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１光源の発する光を減衰させて透過させる光減衰部材を前記透光部材が備え、
前記光減衰部材の厚さの薄い部分側が前記明暗の明部側を表現し、且つ、該光減衰部材の厚さの厚い部分側が該明暗の暗部側を表現するように構成され、
前記光減衰部材を透過した前記第１光源の発する光を、前記透過像として目視させるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記明暗を表現するように形成された印刷層を前記透光部材が備え、
前記印刷層を透過した前記第１光源の発する光を、、前記透過像として目視させるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前後方向へ傾斜して前記透過像が目視されるように構成され、
背後側で前記透過像の明度が低く目視されるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
車両に搭載される表示装置であって、
前記第１光源の発する光と異なる色調の光を発する第２光源と、
自車両に備わる機器の作動状態を報知するインジケータの表示または該自車両の異常を警告するウォーニングの表示に連動させて、前記第１光源と前記第２光源の点燈・消燈の切替制御をする制御手段と備え、
前記第２光源の発する光を透過像として前記透光部材が透過させるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項８】
所望の情報を表示像として表示する表示手段と、
第１光源と、
前記第１光源の発する光を透過像として透過させる透光部材と、
前記透過像の光を反射する反射鏡と、
前記表示像の光を目視側へ反射して虚像として該表示像を目視させ、且つ、前記反射鏡が反射した前記透過像の光を該目視側へ透過させて虚像として該透過像を目視させるハーフミラーとを備え、
前記表示像の前記虚像と前記透過像の前記虚像が同時に比較されて目視されるように、該表示像の該虚像が目視される位置と該透過像の該虚像が目視される位置とを近接させ、
前記透過像の前記虚像の明暗によって該透過像の該虚像が立体的に目視されるように構成さ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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１１６５６６（Ｐ２００８−１１６５６６Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９８０４８（Ｐ２００６−２９８０４８）
【出願日】平成１８年１１月１日（２００６．１１．１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１日（２００６．１１．１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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