２つのグラフィックを表示する表示装置
【課題】２以上のグラフィックを単一の表示領域に表示する改良された手段の提供。
【解決手段】第１基板50は後面56に第１グラフィック60に対応するエッチング領域58を含み、第２基板70は前面74に第１グラフィックのネガに対応するエッチング領域76を含み、第１基板50はエッチング領域に光を伝える光パイプとして働き、第２光源84は第２基板70の背後にある。第２光源と第１基板の後面との間に、第２グラフィック82に対応する光透過領域83を不透明領域82'で構成するマスク層80を有し、第１光源のみが点灯するとき第１グラフィックが表示され、第２光源のみが点灯するとき不透明領域が光の伝達を妨げ第２グラフィックが表示される。第２グラフィック82表示中、第１グラフィックを形成するエッチング領域58は隠される。
【解決手段】第１基板50は後面56に第１グラフィック60に対応するエッチング領域58を含み、第２基板70は前面74に第１グラフィックのネガに対応するエッチング領域76を含み、第１基板50はエッチング領域に光を伝える光パイプとして働き、第２光源84は第２基板70の背後にある。第２光源と第１基板の後面との間に、第２グラフィック82に対応する光透過領域83を不透明領域82'で構成するマスク層80を有し、第１光源のみが点灯するとき第１グラフィックが表示され、第２光源のみが点灯するとき不透明領域が光の伝達を妨げ第２グラフィックが表示される。第２グラフィック82表示中、第１グラフィックを形成するエッチング領域58は隠される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つのグラフィックを表示するための表示装置に関する。特に、本発明は、自動車両内で使用することができる、例えばボタン、スイッチ又はノブなどの可動コントロールで使用するための表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
押しボタンは、多くの異なる機能を制御するために種々のインターフェイスで使用される。一般に、各ボタンは、ボタンの特定の機能や起動状態を示すテキスト、記号、又はその他の視覚的指示などでラベルづけされている。本明細書では、このようなテキスト、記号又は視覚的指示を「グラフィック」と称する。そして、ユーザによってボタンが押されたときに、例えばバックライトが点灯又は消灯して、それぞれある機能の起動又は非起動を示すように、グラフィックを制御可能に表示することができる。
【０００３】
多数の異なるコントロールを有する必要がある、又は有することが望ましい用途においては、使い易さのためにボタンを十分に大きくしたまま、必要なボタンの数が使用できる空間を超える場合に問題が生じ得る。
【０００４】
この問題の解決方法は、各グラフィックに異なる機能を関連付けて、各ボタンに２つの異なるグラフィックを設けることである。この方法では、ボタンが第１の機能を実行するよう設定されているときは第１グラフィックが表示され、ボタンが第２の機能を実行するよう設定されているときは第２グラフィックが表示される。しかし、今度は、使用していないグラフィックを隠しながら、所定の時間に２つのグラフィックのうちの一方だけをユーザにどのようにして選択的に表示するかという別の問題が生じる。
【０００５】
この問題に対する幾つかの既知の解決方法では、２色の照明を提供する２以上の別個の光源と組み合わせて、グラフィックの各々に関連付けられたカラーフィルタを使用する。色に頼るこのような従来技術の手法の例が、下記の特許文献１及び２に記載されている。照明の色を変えることによって、ユーザに表示されるグラフィックを変えることができる。しかし、この方法では、フィルタが２つのグラフィックのうちの一方を排除する働きをするように選択可能な色の波長が十分に異ならなければならないため、選択可能な色に制限がある。
【０００６】
グラフィックの各々をより明確に区別できるようにするため、多くの従来技術の表示装置では、互いに隣接してグラフィックを設け、グラフィックの片方だけが点灯しているときでも、第１グラフィックの存在により第２グラフィックの外観が変わることがないようにしている。しかし、この配置でグラフィックを提供することは、グラフィックを重ね合わせた場合よりも広い表面積を有するボタンを不可避的に必要とする。
【０００７】
本発明の目的は、２以上のグラフィックを、固定表示領域又はボタンのような可動コントロールの一部となる単一の表示領域に表示する改良された手段を提供することにある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】フランス国特許出願公開第２９２８２２３号明細書
【特許文献２】特開平２００８−０１５１２２号公報
【発明の概要】
【０００９】
本発明によれば、２つのグラフィックを表示するための表示装置が提供され、この表示装置は、
前面と後面を有する第１光透過基板を備え、第１光透過基板は、その後面に、表示すべき第１グラフィックに対応する少なくとも１つのエッチング領域を含み、
第１光透過基板の背後に第１光透過基板から離間して配置された第２光透過基板を備え、第２光透過基板は、前面と後面を有し、第２光透過基板は、その前面に、第１グラフィックのネガに対応する少なくとも１つのエッチング領域を含み、
第１光透過基板内に光を放射するよう配置された第１光源を備え、第１光透過基板は、第１光透過基板内で放射された光を少なくとも１つのエッチング領域に伝える光パイプとして働き、
第２光透過基板の背後に配置され、光を第１及び第２光透過基板を通して、表示の見者に向けて放射するよう配置された第２光源と、
少なくとも１つの不透明領域を有し、少なくとも１つの不透明領域が、表示すべき第２グラフィックに対応する少なくとも１つの光透過可能領域を構成するマスク層を備え、マスク層は、第２光源と第１光透過基板の後面との間に設けられ、
使用中に、第１光源が点灯しかつ第２光源が点灯していないときに、第１光透過基板内を伝わる光は、第１光透過基板の後面のエッチング領域に入射し、第１光透過基板の前面から外に向けられ、それによって第１グラフィックのみを表示の見者に表示し、第２光源が点灯しかつ第１光源が点灯していないときに、第２光源によって放射された光は、マスク層の不透明領域によって遮られ、マスク層の光透過領域を通過し、第１及び第２光透過基板を通過し、それによって第２グラフィックのみを表示の見者に表示し、通過光はまた、第１光透過基板の後面のエッチング領域か、第２光透過基板の前面のエッチング領域のいずれかを通り、第２グラフィックが表示されているときに第１グラフィックが隠される。
【００１０】
本明細書では、「前」及び「前方」という言葉は、表示グラフィックを見ているユーザに相対的により近い、又はユーザの方へ向けられた構成に対して使用される。同様に、「後」又は「後方」という言葉は、表示グラフィックを見ているユーザから相対的に最も遠い、又はユーザから離れる方へ向けられた構成に対して使用される。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態では、第１光透過基板及び第２光透過基板は、それぞれの前面及び後面で、又は基板の表面間で実質的に同じ厚さを有する。
【００１２】
また好ましい実施形態では、第１光透過基板と第２光透過基板とは、空隙により離れている。
【００１３】
これは、第１光透過基板及び第２光透過基板のエッチング領域（エッチングされた領域）が波長選択性のないものである場合に特に好都合である。
【００１４】
第１光透過基板及び第２光透過基板のエッチング領域は、粗面領域であってもよい。
【００１５】
第１光透過基板は、第１光源及び第２光源の両方からの光に対して透明であることが好ましい。同様に、第２光透過基板は、第２光源からの光に対して透明であることが好ましい。ただし、光源の一方又は他方からの光が、例えば白色光などのブロードバンド（broad band）ならば、基板の一方又は他方は、表示されるグラフィックが、その一方の色付き基板の色となるように、色付き、即ち、特定の光の波長に対して透明であってもよい。
【００１６】
マスク層は第２光透過基板の前面と、第１光透過基板の後面との間に配置されることが好ましい。
【００１７】
より好ましくは、マスク層は、第２光透過基板の前面に、第２光透過基板の前面領域上の層によって設けられた、少なくとも１つの不透明領域を備えるので、個別のマスク基板は必要ない。
【００１８】
好ましい実施形態では、マスク層は、第２光透過基板の前面に不透明なプリント領域を備える。マスク層は、表示される第２グラフィックの形状の反転又はネガに相当する形状の少なくとも１つの不透明領域を有する。第２光透過基板も、第１グラフィックを形成するエッチング領域の反転又はネガに相当する形状の同じ前面のエッチング領域を有している。本発明の好ましい実施形態では、マスク層は第２光透過基板の前面のエッチング領域の一部（しかし全部ではない）に重なる。
【００１９】
この、又は各不透明領域は、第２光源によって放出された光の波長を遮るだけでなく、不透明領域が、表示装置を照らす周囲の外部光から来る入射光を吸収するように、黒色であることが好ましい。これにより、例えば太陽光などの周囲の外部光が表示装置を照らしたときに、装置のユーザから第２グラフィックの反転画像を形成する層の外観を隠す助けとなる。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態では両方の基板は平面だが、基板はある程度湾曲することができるのがよく、これは表示装置が湾曲したボタンに使用される場合や、湾曲した表示パネル又はダッシュボードの後ろに使用される場合に望ましい。第１及び第２光透過基板は平行であることが好ましい。幾つかの実施形態では、平面である第１光透過基板であって、第１光源から第１光透過基板に光を伝えるために第１光透過基板に垂直に延びる光パイプに接続された第１光透過基板が設けられることが望ましい。
【００２１】
表示装置は、第１光透過基板及び第２光透過基板の両方を支持する支持フレームを更に備えてもよい。好ましくは、支持フレームは、第２光透過基板の背後に角錐状の空間を構成し、第２光源によって第２光透過基板が均一に照明されるように、第２光源は角錐状の空間の頂点内に光を放出する。
【００２２】
好ましくは、表示装置は、第１光透過基板の前に透明な又は曇った（smoked）カバーを更に備える。
【００２３】
好ましくは、第１及び第２光源は、他の光源と比較して全体のサイズが小さく消費電力が小さいために、発光ダイオード（Light Emitting Device：ＬＥＤ）である。
【００２４】
光源の照明を制御するため、第１及び第２光源は共通の回路基板上に取り付けられていることが好ましい。より好ましくは、回路基板は第２光透過基板の背後に配置されている。
【００２５】
本発明は、本発明による表示装置を含む押しボタンを更に提供する。この実施形態では、第１及び第２グラフィックは、押しボタンの２つの異なる機能に対応するのがよい。
【００２６】
以下、添付図面を参照し、単なる例によって本発明を更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるデュアル（dual）グラフィック押しボタンを組み込んだ表示装置の断面図である。
【図２】図１の押しボタンに表示することができる第１グラフィックの例である。
【図３】図２の第１グラフィックの反転画像を示す図である。
【図４】図１のボタンに表示することができる第２グラフィックの反転画像を示す図である。
【図５】第１及び第２グラフィックを重ね合わせた図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、本発明の好ましい実施形態による表示装置１０を示す。表示装置１０は、選択された機能によって押しボタン１２の２つのグラフィックのいずれかを表示するよう配置され、次に押しボタン１２の一方又は他方のグラフィックを選択的に照明する照明状態を決定する。
【００２９】
この例では、押しボタン１２は、例えば自動車のダッシュボードの一部を形成する場合がある固定された筐体１４内に取り付けられている。押しボタン１２は、表示装置１０の構成要素をボタン１２のユーザから保護するカバー１６を備える。ユーザに押されたときのカバー１６は、矢印５が示すように、相対的に前後に動くことができる。カバー１６は一般に、矩形の前面又は側面１８と、４つの同様の側壁２０を有し、側壁２０の各々は、前面１８のそれぞれのエッジ２２から垂直に伸びている。前面１８は後述のように、透明、曇り、あるいは少なくとも一部が半透明である。
【００３０】
カバー１６の前面１８が筐体１４の前面２６に平行であるが前面２６からオフセットした平面内に位置し、かつ、カバー１６の前部２７が筐体１４から突出するように、側壁２０は筐体１４の開口部２４内に少なくとも一部分が受け入れられる。
【００３１】
押しボタン１２は、カバー１６の背後かつ内部に位置する支持フレーム２８を更に含む。この実施形態では、支持フレーム２８は実質的に矩形の断面領域を有し、一体的に形成された４つの側壁３０を備え、側壁３０の各々は同様の形状を有する。側壁３０の各々は、カバー１６のそれぞれの側壁２０に平行な平面内にある外側面３２と、それぞれの外側面３２に対して、ある角度で傾斜した内側面３４とを備える。このように、各側壁３０の各々は、ほぼ三角形の断面形状を有し、４つの内側面３４は、フレーム２８の中心を通る角錐状の空間３６を構成する。フレームの前面３８内の開口部が、フレーム２８の後面４０内の開口部のよりも広い面積を有するように、内側面３４には角度が付けられている。
【００３２】
支持フレーム２８の後面４０は、後面が内側面３４の各々と結合している場所で、１つ以上の圧力パッド４２と接触している。各圧力パッド４２は、弾力性のあるアーム４４に取り付けられ、アーム４４は、圧力パッド４２を筐体１４の背後に取り付けられた回路基板４６からある距離に保持する。
【００３３】
押しボタン１２を操作するには、ユーザは指又は親指をカバー１６の前面１８に押し付け、カバー１６を更に開口部２４内に押し込む。これにより、支持フレーム２８が各圧力パッド４２に押し付けられ、各圧縮パッド４２が回路基板４６の方へ押される。ボタンカバー１６が５の方向に押されると（５）、各圧力パッド４２上の接点４８が回路基板と接触し、押しボタン１２の選択された機能に応じて必要な回路を完成する。
【００３４】
押しボタン１２は、いつでも回路の特定の状態に応じて２つの異なる機能を有するように設計される。このように、ボタン１２は、本明細書では第１グラフィックと第２グラフィックと称する２つの異なるグラフィックの一方又は他方を選択的に表示するよう設計されており、これらのグラフィックの各々は、照明されているときに、ボタン１２のカバー１６の前側１８を通して見ることができ、ボタン１２の現在の機能を示す。
【００３５】
このようにグラフィックを表示するために、押しボタン１２は、第１光透過層又は基板５０を備え、この基板５０は、本実施形態では、支持フレーム２８の前方でカバー１６の内部に配置された平面状の光パイプ５０を備える。第１光透過基板５０は、表示領域５２全体にわたって広がり、指示フレーム２８の前面３８とカバー１６の前面１８との間に位置する。第１光透過基板５０は、光表示領域５２の一端で光パイプのステム部分５４に接続され、ステム部分５４は、表示領域５２から離れるように後方に垂直に延び、指示フレーム２８の側壁３０の１つとカバー１６の側壁２０の１つとの間に位置する。
【００３６】
第１光透過基板５０及び光パイプのステム部分５４は、クリアで透明な材料で、例えばポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）又はポリカーボネイトで成形することによって、単一部品として形成される。
【００３７】
第１の基板５０は、基板の前面と後面、即ち表面６８、５６の間の空間によって定められた厚さを有する。第１の基板５０の後面５６は、少なくとも１つのエッチング領域５８を含む。基板５０用に選択された素材に応じて、エッチング領域５８は、例えば酸又は溶液を使用することなどによる化学エッチング、例えばサンドブラストによる物理エッチング、あるいはレーザーエッチングによって形成できる。エッチングは、基板の厚みが、エッチング領域と非エッチング領域とで実質的に同じになるよう、表面を粗くする方法、即ちテクスチャリング方法とすることが好ましい。
【００３８】
エッチング領域５８は、表示すべき第１グラフィック６０に対応し、その一例を図２に示す。図２では、エッチング領域５８はプラス記号の形状である。一般に、表示領域５２の境界内にあるエッチング領域５８は、少なくとも１つの非エッチング領域５８’によって境界づけられており、図２の例における非エッチング領域５８’は、エッチング領域５８の形状の反転像又はネガ像である。
【００３９】
第１光源６２は、本実施形態においては発光ダイオード（ＬＥＤ）６２であるが、光パイプのステム（軸）部分５４の自由端６４に近接して配置される。ＬＥＤ６２は、点灯すると、滑らかで内部が反射壁を有する、光パイプのステム部分５４の端部６４内に光を放出する。放出された光は、全反射によって光パイプのステム部分５４内を第１光透過基板５０の方へ伝わり、次いで、光パイプのステム部分５４と第１光透過基板５０との間の結合部において角度をつけた表面６６からの全反射によって、第１光透過基板５０の表示領域５２内に向けられる。エッチング領域５８とは別に、第１光透過基板５０もまた滑らかで全反射する前面及び後面６８、５６を有し、そのため、全反射により、第１光透過基板５０全体に光が伝わる。
【００４０】
この（又は各）エッチング領域５８は、エッチング領域５８で第１光透過基板５０内から内部に入射した光を散乱するよう働く、粗くした（凹凸のついた）テクスチャを有する。表示領域５２では、内部に伝わった光の一部が第１光透過基板５０の後面５６にあるエッチング領域５８に内部入射する。この内部入射光は、この（又は各）エッチング領域５８の粗面により、あらゆる方向に散乱され、一部の光は、第１光透過基板の後方から外に向かって散乱するため、ユーザの視界から消える。基板が透明であるため、エッチング領域５８に内部入射した光は、エッチング領域ではほとんど吸収されない。したがって、エッチング領域に入射した光の残りは、第１光透過基板のバルク内で前方に散乱されて、第１光透過基板５０の前面６８の方に向かう。基板５０の前面６８は、表示領域５２の全範囲にわたって延びる平滑で透明な表面である。前方に散乱した光の一部は、（表面の法線に対して測定した）大きな内部入射角を有し、第１光透過基板５０により形成される光パイプ内に全反射により閉じ込められるが、前方に散乱した光の一部は、この光が第１光透過基板５０の前面６８から外に伝わるに十分小さな入射内角を有する。次いで、第１光透過基板５０から放出された光は、カバー１６の前面１８の半透明又は透明領域を通り、第１グラフィック６０が表示装置１０の見者に見えるようにする。
【００４１】
次いで、第１グラフィック６０が表示装置１０のユーザによって見られているため、非エッチング領域５８’は、実質的に暗いまま、又は光っていないままである。
【００４２】
当業者は、カバー１６の前面１８は当然、完全に透明である必要がないことが認識するであろう。本発明の好ましい実施形態では、全面１８が曇っており（スモークが付けられており）、即ち、表示ユニット１０の外部周囲光の入射の多くを吸収する中性濃度の染料（neutral density dye）によって着色されており、表示ユニットの内部構造をユーザの視界から実質的に隠すようになっている。
【００４３】
本実施形態では、第１光源６２は回路基板４６上に取り付けられている。例えばボタンが押されたときのボタン１２の動きに対応するため、光源６２の周りに遮蔽部材（スクリーン部材）６９が設けられている。遮蔽部材６９は回路基板４６の表面から実質的に垂直に伸びる壁部７１を備える。壁部７１の間の間隙７３は、最も小さいときで、光パイプのステム部分５４の幅とほぼ等しく、ステム部分５４の端部６４が壁部７１の間に受け入れられる。壁部７１の高さは、ボタン１２が押されていない状態のときに、壁部７１の上端７５又はその近くで、ステム部分５４の端部６４が、間隙７３内位置するような高さである。ボタン１２が押された状態のときは、ステム部分５４の端部６４は、光源６２の方に向かって間隙７３内で下方に移動する。
【００４４】
本実施形態では、壁部７１の内側面７７は、間隙７３が上端７５の方に向かって先細になるよう角度が付けられている。このように、光源６２によって放出された光は光パイプのステム部分５４の端部６４内に向けられる。
【００４５】
押しボタン１２は、第２光透過層又は基板７０を更に備え、この第２光透過基板７０は、表示領域５２を完全に覆って延びている。第２光透過基板は、基板の前面７４と後面７９との間隔によって定められる厚さを有する。第２光透過基板７０の厚さは、第１光透過基板５０の厚さと同じである。第２光透過基板７０は、第１光透過基板５０の表示部５２の背後に位置し、本実施形態では、第２光透過基板７０は支持フレーム２８の前面３８にある窪み７２に位置する。このように、第２光透過基板７０は、支持フレーム２８の前面３８の開口部内に収まり、これを覆う。
【００４６】
第２光透過基板７０は、好ましくは、第１光透過基板５０と同じクリアで透明な素材、例えばポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）又はポリカーボネイトで成形することにより形成される。
【００４７】
第２光透過基板７０の前面７４は、図３に示すように、第１グラフィック６０の反転又はネガ７８と対応する１つ以上のエッチング領域７６を含む。第２光透過基板７０のこの又は各エッチング領域７６は、表示領域５２の境界内にあるため、第１グラフィック６０と同じ形状を有する１つ以上の非エッチング領域７６’の境界を定める。
【００４８】
基板７０用に選択された素材に応じて、例えば酸又は溶液を使用する化学エッチングによって、また例えばサンドブラストよる物理エッチングによって、あるいはレーザーエッチングによって、エッチング領域７６を形成することができる。
【００４９】
第２光透過基板７０のこの又は各エッチング領域７６は、第２の基板の前面７４に設けられ、第１光透過基板５０のこの又は各エッチング領域５８は、第１の基板の後面５６に設けられている。この配置の利点は、後により詳細に説明するように、エッチング領域５８、７６それぞれの平面を接近させ、視差効果を最小にできることである。
【００５０】
表示装置１０は、表示すべき第２グラフィック８２の反転像８２’（本例では、図４及び図５に示すように数字の「２」である）に対応する（一致する）形状のマスク層８０を更に備える。マスク層８０は、少なくとも１つの不透明領域を形成し、この不透明領域は、本実施形態では、数字の「２」の反転又はネガ画像を有する第２光透過基板７０の前面７４に設けられた連続するプリント領域８２’である。それよって、マスクは、第２光透過基板７０の前面７４に非プリント部位又は領域８３を構成する。非プリント領域は、第２グラフィック８２の形状そして透明領域８３である。そして、光は、非プリント領域８３を通って光り、第２グラフィック８２を表示することができる。
【００５１】
マスク層８０がエッチング領域７６に重なった状態で、第２光透過基板７０のマスク層８０とエッチング領域７６とは、第２光透過基板の同じ側面に設けられる。この利点は、マスク層の背後のエッチング領域７６が、表示装置１０の見者に対して視界から完全に隠れることである。同時に、マスク層が隣接したエッチング層５８、７６に接近しているため、これらのエッチング層を通る半透明状態での光の透過による散乱効果があったとしても、マスク層８０によって提供された第２グラフィック８２の提供された像は鮮明に構成される。
【００５２】
本実施形態では第２の発光ダイオード（ＬＥＤ）８４である第２光源８４が、回路基板４６に取り付けられ、支持フレーム２８の背後の中心に配置されるので、光源８４によって放出された光は、支持フレームの後面４０にある開口部を通過し、角錐状の空間３６を通って、第２光透過基板７０へ向かう。支持フレーム２８の壁３０の角度が付いた内側面３４と、その結果として形成される空間３６の形状により、第２光源８４によって放出された光は、第２光透過基板７０の領域全体に均一に伝わる。
【００５３】
第１及び第２光透過基板５０、７０のエッチング領域５８、７６は両方とも、第１及び第２の基板５０、７０それぞれの後面及び前面５６、７４を通る第２光源からの光の透過に対して半透明である。この透過光は散乱され、これによって、第２光源８４の前方に他の光散乱器が必要ないように、透過光を散乱するという利点が得られる。
【００５４】
第１光源から第１光透過基板５０に光を伝えるために光パイプ５４を使用する利点は、ボタンカバー１６の移動（５）中に光の整合を維持したまま、共通の回路基板４６上に、第１及び第２光源６２、８４を両方を取り付けることができことである。したがって、ボタン１２を押す動き５の間、第１グラフィック又は第２グラフィックの表示は影響されない。
【００５５】
第２光源８４が点灯すると、放出された光は第２光透過基板７０を透過する。第２光伝送基板７０の前面７４上の不透明領域８０は、これらの領域で透過光を遮り、放出された光は第２光透過基板７０の前面７４の非プリント領域８３だけを通過し、次いで、第１光透過基板５０を通過して、ボタン１２のユーザの方へ向かう。放出された光は、カバー１６の透明又は半透明領域を通過し、このようにして、第２グラフィック８２の照明像がユーザに表示される。
【００５６】
第１グラフィック６０に対応する、第１光透過基板５０の後面５６上のエッチング領域５８と、第１グラフィック６０の反転又はネガ７８に対応する、第２光透過基板７０の前面７４上のエッチング領域７６とは、互いに一致するように整列している。エッチング領域５８、７６の組み合わせは、マスク層８０によって遮られず、第２及び第１光透過基板７０、５０を通過し、それによって装置１０の使用者が見ることのできる、第２光源８４からのすべての光がエッチング領域５８、７６の一方又は他方を通過したことを意味する。２つのエッチング領域５８、７６のエッチングの程度又は量は、第２光源８４からの光の通過におけるこれらの領域による散乱が実質的に等しくなるように選択される。このように、第１グラフィック６０を形成するエッチング領域の形状は、第２光透過基板７０のエッチング領域７６によって実質的に隠される。
【００５７】
さらに、第１グラフィック６０及び第２グラフィック８２の両方は、両方の場合とも、グラフィックの見者に届く光は、同じようにエッチングされた領域５８、７６によって散乱されるので、同様の又は同じ視覚的外観又は「テクスチャ」で表示される。
【００５８】
本発明の特定の利点は、好ましくは同じ素材で形成され、同じ光特性を有する２つの同じような基板５０、７０の使用していることである。これによって、（同じエッチング技術を使用して形成できる）エッチング領域が同じ前方光散乱特性を有することができる。これら２つの同様な基板の各々は、十分安定的でもあるので、ポジとネガのエッチング領域５８、７６を、互いに一致させた状態に維持でき、これによって、これらのエッチング領域を接触させることなく、より用意に互いに接近させることができるので、整合されたエッチング領域５８と７６との間の認識可能な視差効果を最小にするか又は解消できる。
【００５９】
別の利点に、第１及び第２グラフィックの外観上目に見える平面が実質的に同一になることである。
【００６０】
このように、第２光源８４が点灯し、第１光源６２が消灯している場合、第１グラフィック６０のエッチング領域５８によって生じる照明にばらつきを生じることなく、第２グラフィック８２の均一な照明がユーザに提供される。このようにして第２光源８４が点灯し、第２グラフィック８２が表示されるときには、第１グラフィック６０が非表示又は隠される。
【００６１】
ネガ又は反転像のエッチング領域７６が存在しない場合、第２グラフィック８２を表示するために、第２光透過基板７０を通過する光の一部は、第１光透過基板５０のエッチング領域５８を照らし、また光の別の一部は、エッチング領域５８を照らさずに第１光透過基板５０を通過する。これにより、表示される光の強度のばらつきが、第１グラフィック６０の形状でエッチング領域５８により生じる。このようにして、第１グラフィック６０は依然として、表示１０の見者が部分的に見ることができる。
【００６２】
第１及び第２光源６２、８４は、例えば両方が同じタイプの白色又は色付きＬＥＤであるなど、同じスペクトル特性を有していても良い。２つの光源からの光量はもちろん、異なる光経路における異なる光損失、特に光経路における相対的な散乱及び伝透過の相対効率の違いを考慮して、異なっていても良い。また、第１及び第２光源６２、８４を、第１及び第２グラフィックが一方又は他方の色で表示されるように、異なる色にすることもできる。必要なことは、第１及び第２光透過基板５０、７０のエッチング領域５８、７６からの散乱が、第２光源８４の光に対してマッチングし、よって、第２グラフィック８２が表示されているときに、第１グラフィック６０が隠されることである。
【００６３】
本実施形態では、マスク層８０は第２光透過層７０の前面７４にあるプリント領域８０によって形成されるが、別の実施形態では、マスク層８０は別個の層でも良い。マスク層８０は、第２光源８４と第１光透過基板５０の後面５６との間の任意の適切な位置に設けることができる。
【００６４】
本実施形態では、第１光透過基板５０の後面５６と第２光透過基板７０の前面７４との間に最小ギャップ８６が存在するように、第２光透過基板７０は第１光透過基板５０の表示領域５２と平行であり、かつ離間している。好ましい実施形態では、このギャップ８６は空隙８６であるが、第２光透過基板７０のエッチング領域７６が、第１光透過基板５０の表示領域５２内の光の透過に影響しないようにするために必要である。空隙８６が存在せず、第２光透過基板の前面７４が表示領域５２の後面５６と接触している場合、エッチング領域７６もまた、第１光透過基板５０内を透過する光を第１の基板５０の前面６８の外へ向け、第１グラフィック６０は見えなくなる。
【００６５】
表示装置１０のこの設計により２つのグラフィックが、前記ボタンなどの可動コントロール（可動制御部）の一部でも良く、自動車のダッシュボードなどの固定された表示パネルの一部でも良い、同じ表示領域５２内に選択的に表示される。図５は、前述の実施形態におけるボタン１２の前面１８にある第１及び第２グラフィック６０、８２の相対的な位置を示す。この例では、第１及び第２グラフィック６０、８２は完全に重ね合わせて示されているが、本発明の別の実施形態では、両方のグラフィックが同時に表示される場合を可能にするよう、第１及び第２グラフィックの一部が重複していても、あるいは全く重複していなくても良いことは理解されよう。このような実施形態はすべて、２つのグラフィックが一度に１つのみ表示され、第１及び第２光透過基板の表面のエッチングが、第２グラフィックが表示されているときに隠れる限り、本発明の範囲内である。
【００６６】
装置１０の作動中、第１グラフィック６０を表示したいときは、第１光源６２を点灯し、第２光源８４を消灯する。第２グラフィック８２を表示する必要がある場合は、ボタン１２の機能の変更に従って、第１光源６２を消灯し、第２光源８４を点灯する。このように、２つのグラフィック６０、８２のいずれかが、ボタン１２の現在の機能に応じて点灯する。
【００６７】
本発明の表示装置がボタン１２のグラフィック又は記号６０、８２の表示に関して説明してきたが、表示装置１０はその他の表示で使用しても良く、特に使用できる表示領域に制限がある場合に使用しても良いことは理解されよう。表示装置１０は、警告ライトを表示するために、例えば、電話のハンドセット、家電の表示、又は車両内のダッシュボードにおいて使用することもできる。
【００６８】
したがって、上述した本発明は、例えばボタンなどの単一の表示領域において２つ以上のグラフィックを表示する改良された手段を提供する。光学システムは、２つの異なる色の異なる画像の表示をカラーフィルタに依存せず、色を選択していないエッチング領域に依存しているため、本発明は色を２つの光源のスペクトル出力により決定されるような所望する任意の色で異なる像を表示できる。そして、グラフィックの色を、表示装置のユーザに役立つ情報を知らせるために変更できるように、色をコントロール可能に変更できる光源を使用できる。発光色を変更できる光源の例として、赤、緑、青のＬＥＤが単一のユニットにパッケージされているＬＥＤユニットが挙げられる。本発明はまた、ドライバーや乗車している人に情報を表示するために使用できるスペースが限られている、自動車環境で特に有用なコンパクトな表示装置を提供する。
【００６９】
特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく、上記部品の構造及び配置に対して、種々の変更、修正及び／又は追加を行うことができることは認識されるべきである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つのグラフィックを表示するための表示装置に関する。特に、本発明は、自動車両内で使用することができる、例えばボタン、スイッチ又はノブなどの可動コントロールで使用するための表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
押しボタンは、多くの異なる機能を制御するために種々のインターフェイスで使用される。一般に、各ボタンは、ボタンの特定の機能や起動状態を示すテキスト、記号、又はその他の視覚的指示などでラベルづけされている。本明細書では、このようなテキスト、記号又は視覚的指示を「グラフィック」と称する。そして、ユーザによってボタンが押されたときに、例えばバックライトが点灯又は消灯して、それぞれある機能の起動又は非起動を示すように、グラフィックを制御可能に表示することができる。
【０００３】
多数の異なるコントロールを有する必要がある、又は有することが望ましい用途においては、使い易さのためにボタンを十分に大きくしたまま、必要なボタンの数が使用できる空間を超える場合に問題が生じ得る。
【０００４】
この問題の解決方法は、各グラフィックに異なる機能を関連付けて、各ボタンに２つの異なるグラフィックを設けることである。この方法では、ボタンが第１の機能を実行するよう設定されているときは第１グラフィックが表示され、ボタンが第２の機能を実行するよう設定されているときは第２グラフィックが表示される。しかし、今度は、使用していないグラフィックを隠しながら、所定の時間に２つのグラフィックのうちの一方だけをユーザにどのようにして選択的に表示するかという別の問題が生じる。
【０００５】
この問題に対する幾つかの既知の解決方法では、２色の照明を提供する２以上の別個の光源と組み合わせて、グラフィックの各々に関連付けられたカラーフィルタを使用する。色に頼るこのような従来技術の手法の例が、下記の特許文献１及び２に記載されている。照明の色を変えることによって、ユーザに表示されるグラフィックを変えることができる。しかし、この方法では、フィルタが２つのグラフィックのうちの一方を排除する働きをするように選択可能な色の波長が十分に異ならなければならないため、選択可能な色に制限がある。
【０００６】
グラフィックの各々をより明確に区別できるようにするため、多くの従来技術の表示装置では、互いに隣接してグラフィックを設け、グラフィックの片方だけが点灯しているときでも、第１グラフィックの存在により第２グラフィックの外観が変わることがないようにしている。しかし、この配置でグラフィックを提供することは、グラフィックを重ね合わせた場合よりも広い表面積を有するボタンを不可避的に必要とする。
【０００７】
本発明の目的は、２以上のグラフィックを、固定表示領域又はボタンのような可動コントロールの一部となる単一の表示領域に表示する改良された手段を提供することにある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】フランス国特許出願公開第２９２８２２３号明細書
【特許文献２】特開平２００８−０１５１２２号公報
【発明の概要】
【０００９】
本発明によれば、２つのグラフィックを表示するための表示装置が提供され、この表示装置は、
前面と後面を有する第１光透過基板を備え、第１光透過基板は、その後面に、表示すべき第１グラフィックに対応する少なくとも１つのエッチング領域を含み、
第１光透過基板の背後に第１光透過基板から離間して配置された第２光透過基板を備え、第２光透過基板は、前面と後面を有し、第２光透過基板は、その前面に、第１グラフィックのネガに対応する少なくとも１つのエッチング領域を含み、
第１光透過基板内に光を放射するよう配置された第１光源を備え、第１光透過基板は、第１光透過基板内で放射された光を少なくとも１つのエッチング領域に伝える光パイプとして働き、
第２光透過基板の背後に配置され、光を第１及び第２光透過基板を通して、表示の見者に向けて放射するよう配置された第２光源と、
少なくとも１つの不透明領域を有し、少なくとも１つの不透明領域が、表示すべき第２グラフィックに対応する少なくとも１つの光透過可能領域を構成するマスク層を備え、マスク層は、第２光源と第１光透過基板の後面との間に設けられ、
使用中に、第１光源が点灯しかつ第２光源が点灯していないときに、第１光透過基板内を伝わる光は、第１光透過基板の後面のエッチング領域に入射し、第１光透過基板の前面から外に向けられ、それによって第１グラフィックのみを表示の見者に表示し、第２光源が点灯しかつ第１光源が点灯していないときに、第２光源によって放射された光は、マスク層の不透明領域によって遮られ、マスク層の光透過領域を通過し、第１及び第２光透過基板を通過し、それによって第２グラフィックのみを表示の見者に表示し、通過光はまた、第１光透過基板の後面のエッチング領域か、第２光透過基板の前面のエッチング領域のいずれかを通り、第２グラフィックが表示されているときに第１グラフィックが隠される。
【００１０】
本明細書では、「前」及び「前方」という言葉は、表示グラフィックを見ているユーザに相対的により近い、又はユーザの方へ向けられた構成に対して使用される。同様に、「後」又は「後方」という言葉は、表示グラフィックを見ているユーザから相対的に最も遠い、又はユーザから離れる方へ向けられた構成に対して使用される。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態では、第１光透過基板及び第２光透過基板は、それぞれの前面及び後面で、又は基板の表面間で実質的に同じ厚さを有する。
【００１２】
また好ましい実施形態では、第１光透過基板と第２光透過基板とは、空隙により離れている。
【００１３】
これは、第１光透過基板及び第２光透過基板のエッチング領域（エッチングされた領域）が波長選択性のないものである場合に特に好都合である。
【００１４】
第１光透過基板及び第２光透過基板のエッチング領域は、粗面領域であってもよい。
【００１５】
第１光透過基板は、第１光源及び第２光源の両方からの光に対して透明であることが好ましい。同様に、第２光透過基板は、第２光源からの光に対して透明であることが好ましい。ただし、光源の一方又は他方からの光が、例えば白色光などのブロードバンド（broad band）ならば、基板の一方又は他方は、表示されるグラフィックが、その一方の色付き基板の色となるように、色付き、即ち、特定の光の波長に対して透明であってもよい。
【００１６】
マスク層は第２光透過基板の前面と、第１光透過基板の後面との間に配置されることが好ましい。
【００１７】
より好ましくは、マスク層は、第２光透過基板の前面に、第２光透過基板の前面領域上の層によって設けられた、少なくとも１つの不透明領域を備えるので、個別のマスク基板は必要ない。
【００１８】
好ましい実施形態では、マスク層は、第２光透過基板の前面に不透明なプリント領域を備える。マスク層は、表示される第２グラフィックの形状の反転又はネガに相当する形状の少なくとも１つの不透明領域を有する。第２光透過基板も、第１グラフィックを形成するエッチング領域の反転又はネガに相当する形状の同じ前面のエッチング領域を有している。本発明の好ましい実施形態では、マスク層は第２光透過基板の前面のエッチング領域の一部（しかし全部ではない）に重なる。
【００１９】
この、又は各不透明領域は、第２光源によって放出された光の波長を遮るだけでなく、不透明領域が、表示装置を照らす周囲の外部光から来る入射光を吸収するように、黒色であることが好ましい。これにより、例えば太陽光などの周囲の外部光が表示装置を照らしたときに、装置のユーザから第２グラフィックの反転画像を形成する層の外観を隠す助けとなる。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態では両方の基板は平面だが、基板はある程度湾曲することができるのがよく、これは表示装置が湾曲したボタンに使用される場合や、湾曲した表示パネル又はダッシュボードの後ろに使用される場合に望ましい。第１及び第２光透過基板は平行であることが好ましい。幾つかの実施形態では、平面である第１光透過基板であって、第１光源から第１光透過基板に光を伝えるために第１光透過基板に垂直に延びる光パイプに接続された第１光透過基板が設けられることが望ましい。
【００２１】
表示装置は、第１光透過基板及び第２光透過基板の両方を支持する支持フレームを更に備えてもよい。好ましくは、支持フレームは、第２光透過基板の背後に角錐状の空間を構成し、第２光源によって第２光透過基板が均一に照明されるように、第２光源は角錐状の空間の頂点内に光を放出する。
【００２２】
好ましくは、表示装置は、第１光透過基板の前に透明な又は曇った（smoked）カバーを更に備える。
【００２３】
好ましくは、第１及び第２光源は、他の光源と比較して全体のサイズが小さく消費電力が小さいために、発光ダイオード（Light Emitting Device：ＬＥＤ）である。
【００２４】
光源の照明を制御するため、第１及び第２光源は共通の回路基板上に取り付けられていることが好ましい。より好ましくは、回路基板は第２光透過基板の背後に配置されている。
【００２５】
本発明は、本発明による表示装置を含む押しボタンを更に提供する。この実施形態では、第１及び第２グラフィックは、押しボタンの２つの異なる機能に対応するのがよい。
【００２６】
以下、添付図面を参照し、単なる例によって本発明を更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるデュアル（dual）グラフィック押しボタンを組み込んだ表示装置の断面図である。
【図２】図１の押しボタンに表示することができる第１グラフィックの例である。
【図３】図２の第１グラフィックの反転画像を示す図である。
【図４】図１のボタンに表示することができる第２グラフィックの反転画像を示す図である。
【図５】第１及び第２グラフィックを重ね合わせた図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、本発明の好ましい実施形態による表示装置１０を示す。表示装置１０は、選択された機能によって押しボタン１２の２つのグラフィックのいずれかを表示するよう配置され、次に押しボタン１２の一方又は他方のグラフィックを選択的に照明する照明状態を決定する。
【００２９】
この例では、押しボタン１２は、例えば自動車のダッシュボードの一部を形成する場合がある固定された筐体１４内に取り付けられている。押しボタン１２は、表示装置１０の構成要素をボタン１２のユーザから保護するカバー１６を備える。ユーザに押されたときのカバー１６は、矢印５が示すように、相対的に前後に動くことができる。カバー１６は一般に、矩形の前面又は側面１８と、４つの同様の側壁２０を有し、側壁２０の各々は、前面１８のそれぞれのエッジ２２から垂直に伸びている。前面１８は後述のように、透明、曇り、あるいは少なくとも一部が半透明である。
【００３０】
カバー１６の前面１８が筐体１４の前面２６に平行であるが前面２６からオフセットした平面内に位置し、かつ、カバー１６の前部２７が筐体１４から突出するように、側壁２０は筐体１４の開口部２４内に少なくとも一部分が受け入れられる。
【００３１】
押しボタン１２は、カバー１６の背後かつ内部に位置する支持フレーム２８を更に含む。この実施形態では、支持フレーム２８は実質的に矩形の断面領域を有し、一体的に形成された４つの側壁３０を備え、側壁３０の各々は同様の形状を有する。側壁３０の各々は、カバー１６のそれぞれの側壁２０に平行な平面内にある外側面３２と、それぞれの外側面３２に対して、ある角度で傾斜した内側面３４とを備える。このように、各側壁３０の各々は、ほぼ三角形の断面形状を有し、４つの内側面３４は、フレーム２８の中心を通る角錐状の空間３６を構成する。フレームの前面３８内の開口部が、フレーム２８の後面４０内の開口部のよりも広い面積を有するように、内側面３４には角度が付けられている。
【００３２】
支持フレーム２８の後面４０は、後面が内側面３４の各々と結合している場所で、１つ以上の圧力パッド４２と接触している。各圧力パッド４２は、弾力性のあるアーム４４に取り付けられ、アーム４４は、圧力パッド４２を筐体１４の背後に取り付けられた回路基板４６からある距離に保持する。
【００３３】
押しボタン１２を操作するには、ユーザは指又は親指をカバー１６の前面１８に押し付け、カバー１６を更に開口部２４内に押し込む。これにより、支持フレーム２８が各圧力パッド４２に押し付けられ、各圧縮パッド４２が回路基板４６の方へ押される。ボタンカバー１６が５の方向に押されると（５）、各圧力パッド４２上の接点４８が回路基板と接触し、押しボタン１２の選択された機能に応じて必要な回路を完成する。
【００３４】
押しボタン１２は、いつでも回路の特定の状態に応じて２つの異なる機能を有するように設計される。このように、ボタン１２は、本明細書では第１グラフィックと第２グラフィックと称する２つの異なるグラフィックの一方又は他方を選択的に表示するよう設計されており、これらのグラフィックの各々は、照明されているときに、ボタン１２のカバー１６の前側１８を通して見ることができ、ボタン１２の現在の機能を示す。
【００３５】
このようにグラフィックを表示するために、押しボタン１２は、第１光透過層又は基板５０を備え、この基板５０は、本実施形態では、支持フレーム２８の前方でカバー１６の内部に配置された平面状の光パイプ５０を備える。第１光透過基板５０は、表示領域５２全体にわたって広がり、指示フレーム２８の前面３８とカバー１６の前面１８との間に位置する。第１光透過基板５０は、光表示領域５２の一端で光パイプのステム部分５４に接続され、ステム部分５４は、表示領域５２から離れるように後方に垂直に延び、指示フレーム２８の側壁３０の１つとカバー１６の側壁２０の１つとの間に位置する。
【００３６】
第１光透過基板５０及び光パイプのステム部分５４は、クリアで透明な材料で、例えばポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）又はポリカーボネイトで成形することによって、単一部品として形成される。
【００３７】
第１の基板５０は、基板の前面と後面、即ち表面６８、５６の間の空間によって定められた厚さを有する。第１の基板５０の後面５６は、少なくとも１つのエッチング領域５８を含む。基板５０用に選択された素材に応じて、エッチング領域５８は、例えば酸又は溶液を使用することなどによる化学エッチング、例えばサンドブラストによる物理エッチング、あるいはレーザーエッチングによって形成できる。エッチングは、基板の厚みが、エッチング領域と非エッチング領域とで実質的に同じになるよう、表面を粗くする方法、即ちテクスチャリング方法とすることが好ましい。
【００３８】
エッチング領域５８は、表示すべき第１グラフィック６０に対応し、その一例を図２に示す。図２では、エッチング領域５８はプラス記号の形状である。一般に、表示領域５２の境界内にあるエッチング領域５８は、少なくとも１つの非エッチング領域５８’によって境界づけられており、図２の例における非エッチング領域５８’は、エッチング領域５８の形状の反転像又はネガ像である。
【００３９】
第１光源６２は、本実施形態においては発光ダイオード（ＬＥＤ）６２であるが、光パイプのステム（軸）部分５４の自由端６４に近接して配置される。ＬＥＤ６２は、点灯すると、滑らかで内部が反射壁を有する、光パイプのステム部分５４の端部６４内に光を放出する。放出された光は、全反射によって光パイプのステム部分５４内を第１光透過基板５０の方へ伝わり、次いで、光パイプのステム部分５４と第１光透過基板５０との間の結合部において角度をつけた表面６６からの全反射によって、第１光透過基板５０の表示領域５２内に向けられる。エッチング領域５８とは別に、第１光透過基板５０もまた滑らかで全反射する前面及び後面６８、５６を有し、そのため、全反射により、第１光透過基板５０全体に光が伝わる。
【００４０】
この（又は各）エッチング領域５８は、エッチング領域５８で第１光透過基板５０内から内部に入射した光を散乱するよう働く、粗くした（凹凸のついた）テクスチャを有する。表示領域５２では、内部に伝わった光の一部が第１光透過基板５０の後面５６にあるエッチング領域５８に内部入射する。この内部入射光は、この（又は各）エッチング領域５８の粗面により、あらゆる方向に散乱され、一部の光は、第１光透過基板の後方から外に向かって散乱するため、ユーザの視界から消える。基板が透明であるため、エッチング領域５８に内部入射した光は、エッチング領域ではほとんど吸収されない。したがって、エッチング領域に入射した光の残りは、第１光透過基板のバルク内で前方に散乱されて、第１光透過基板５０の前面６８の方に向かう。基板５０の前面６８は、表示領域５２の全範囲にわたって延びる平滑で透明な表面である。前方に散乱した光の一部は、（表面の法線に対して測定した）大きな内部入射角を有し、第１光透過基板５０により形成される光パイプ内に全反射により閉じ込められるが、前方に散乱した光の一部は、この光が第１光透過基板５０の前面６８から外に伝わるに十分小さな入射内角を有する。次いで、第１光透過基板５０から放出された光は、カバー１６の前面１８の半透明又は透明領域を通り、第１グラフィック６０が表示装置１０の見者に見えるようにする。
【００４１】
次いで、第１グラフィック６０が表示装置１０のユーザによって見られているため、非エッチング領域５８’は、実質的に暗いまま、又は光っていないままである。
【００４２】
当業者は、カバー１６の前面１８は当然、完全に透明である必要がないことが認識するであろう。本発明の好ましい実施形態では、全面１８が曇っており（スモークが付けられており）、即ち、表示ユニット１０の外部周囲光の入射の多くを吸収する中性濃度の染料（neutral density dye）によって着色されており、表示ユニットの内部構造をユーザの視界から実質的に隠すようになっている。
【００４３】
本実施形態では、第１光源６２は回路基板４６上に取り付けられている。例えばボタンが押されたときのボタン１２の動きに対応するため、光源６２の周りに遮蔽部材（スクリーン部材）６９が設けられている。遮蔽部材６９は回路基板４６の表面から実質的に垂直に伸びる壁部７１を備える。壁部７１の間の間隙７３は、最も小さいときで、光パイプのステム部分５４の幅とほぼ等しく、ステム部分５４の端部６４が壁部７１の間に受け入れられる。壁部７１の高さは、ボタン１２が押されていない状態のときに、壁部７１の上端７５又はその近くで、ステム部分５４の端部６４が、間隙７３内位置するような高さである。ボタン１２が押された状態のときは、ステム部分５４の端部６４は、光源６２の方に向かって間隙７３内で下方に移動する。
【００４４】
本実施形態では、壁部７１の内側面７７は、間隙７３が上端７５の方に向かって先細になるよう角度が付けられている。このように、光源６２によって放出された光は光パイプのステム部分５４の端部６４内に向けられる。
【００４５】
押しボタン１２は、第２光透過層又は基板７０を更に備え、この第２光透過基板７０は、表示領域５２を完全に覆って延びている。第２光透過基板は、基板の前面７４と後面７９との間隔によって定められる厚さを有する。第２光透過基板７０の厚さは、第１光透過基板５０の厚さと同じである。第２光透過基板７０は、第１光透過基板５０の表示部５２の背後に位置し、本実施形態では、第２光透過基板７０は支持フレーム２８の前面３８にある窪み７２に位置する。このように、第２光透過基板７０は、支持フレーム２８の前面３８の開口部内に収まり、これを覆う。
【００４６】
第２光透過基板７０は、好ましくは、第１光透過基板５０と同じクリアで透明な素材、例えばポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）又はポリカーボネイトで成形することにより形成される。
【００４７】
第２光透過基板７０の前面７４は、図３に示すように、第１グラフィック６０の反転又はネガ７８と対応する１つ以上のエッチング領域７６を含む。第２光透過基板７０のこの又は各エッチング領域７６は、表示領域５２の境界内にあるため、第１グラフィック６０と同じ形状を有する１つ以上の非エッチング領域７６’の境界を定める。
【００４８】
基板７０用に選択された素材に応じて、例えば酸又は溶液を使用する化学エッチングによって、また例えばサンドブラストよる物理エッチングによって、あるいはレーザーエッチングによって、エッチング領域７６を形成することができる。
【００４９】
第２光透過基板７０のこの又は各エッチング領域７６は、第２の基板の前面７４に設けられ、第１光透過基板５０のこの又は各エッチング領域５８は、第１の基板の後面５６に設けられている。この配置の利点は、後により詳細に説明するように、エッチング領域５８、７６それぞれの平面を接近させ、視差効果を最小にできることである。
【００５０】
表示装置１０は、表示すべき第２グラフィック８２の反転像８２’（本例では、図４及び図５に示すように数字の「２」である）に対応する（一致する）形状のマスク層８０を更に備える。マスク層８０は、少なくとも１つの不透明領域を形成し、この不透明領域は、本実施形態では、数字の「２」の反転又はネガ画像を有する第２光透過基板７０の前面７４に設けられた連続するプリント領域８２’である。それよって、マスクは、第２光透過基板７０の前面７４に非プリント部位又は領域８３を構成する。非プリント領域は、第２グラフィック８２の形状そして透明領域８３である。そして、光は、非プリント領域８３を通って光り、第２グラフィック８２を表示することができる。
【００５１】
マスク層８０がエッチング領域７６に重なった状態で、第２光透過基板７０のマスク層８０とエッチング領域７６とは、第２光透過基板の同じ側面に設けられる。この利点は、マスク層の背後のエッチング領域７６が、表示装置１０の見者に対して視界から完全に隠れることである。同時に、マスク層が隣接したエッチング層５８、７６に接近しているため、これらのエッチング層を通る半透明状態での光の透過による散乱効果があったとしても、マスク層８０によって提供された第２グラフィック８２の提供された像は鮮明に構成される。
【００５２】
本実施形態では第２の発光ダイオード（ＬＥＤ）８４である第２光源８４が、回路基板４６に取り付けられ、支持フレーム２８の背後の中心に配置されるので、光源８４によって放出された光は、支持フレームの後面４０にある開口部を通過し、角錐状の空間３６を通って、第２光透過基板７０へ向かう。支持フレーム２８の壁３０の角度が付いた内側面３４と、その結果として形成される空間３６の形状により、第２光源８４によって放出された光は、第２光透過基板７０の領域全体に均一に伝わる。
【００５３】
第１及び第２光透過基板５０、７０のエッチング領域５８、７６は両方とも、第１及び第２の基板５０、７０それぞれの後面及び前面５６、７４を通る第２光源からの光の透過に対して半透明である。この透過光は散乱され、これによって、第２光源８４の前方に他の光散乱器が必要ないように、透過光を散乱するという利点が得られる。
【００５４】
第１光源から第１光透過基板５０に光を伝えるために光パイプ５４を使用する利点は、ボタンカバー１６の移動（５）中に光の整合を維持したまま、共通の回路基板４６上に、第１及び第２光源６２、８４を両方を取り付けることができことである。したがって、ボタン１２を押す動き５の間、第１グラフィック又は第２グラフィックの表示は影響されない。
【００５５】
第２光源８４が点灯すると、放出された光は第２光透過基板７０を透過する。第２光伝送基板７０の前面７４上の不透明領域８０は、これらの領域で透過光を遮り、放出された光は第２光透過基板７０の前面７４の非プリント領域８３だけを通過し、次いで、第１光透過基板５０を通過して、ボタン１２のユーザの方へ向かう。放出された光は、カバー１６の透明又は半透明領域を通過し、このようにして、第２グラフィック８２の照明像がユーザに表示される。
【００５６】
第１グラフィック６０に対応する、第１光透過基板５０の後面５６上のエッチング領域５８と、第１グラフィック６０の反転又はネガ７８に対応する、第２光透過基板７０の前面７４上のエッチング領域７６とは、互いに一致するように整列している。エッチング領域５８、７６の組み合わせは、マスク層８０によって遮られず、第２及び第１光透過基板７０、５０を通過し、それによって装置１０の使用者が見ることのできる、第２光源８４からのすべての光がエッチング領域５８、７６の一方又は他方を通過したことを意味する。２つのエッチング領域５８、７６のエッチングの程度又は量は、第２光源８４からの光の通過におけるこれらの領域による散乱が実質的に等しくなるように選択される。このように、第１グラフィック６０を形成するエッチング領域の形状は、第２光透過基板７０のエッチング領域７６によって実質的に隠される。
【００５７】
さらに、第１グラフィック６０及び第２グラフィック８２の両方は、両方の場合とも、グラフィックの見者に届く光は、同じようにエッチングされた領域５８、７６によって散乱されるので、同様の又は同じ視覚的外観又は「テクスチャ」で表示される。
【００５８】
本発明の特定の利点は、好ましくは同じ素材で形成され、同じ光特性を有する２つの同じような基板５０、７０の使用していることである。これによって、（同じエッチング技術を使用して形成できる）エッチング領域が同じ前方光散乱特性を有することができる。これら２つの同様な基板の各々は、十分安定的でもあるので、ポジとネガのエッチング領域５８、７６を、互いに一致させた状態に維持でき、これによって、これらのエッチング領域を接触させることなく、より用意に互いに接近させることができるので、整合されたエッチング領域５８と７６との間の認識可能な視差効果を最小にするか又は解消できる。
【００５９】
別の利点に、第１及び第２グラフィックの外観上目に見える平面が実質的に同一になることである。
【００６０】
このように、第２光源８４が点灯し、第１光源６２が消灯している場合、第１グラフィック６０のエッチング領域５８によって生じる照明にばらつきを生じることなく、第２グラフィック８２の均一な照明がユーザに提供される。このようにして第２光源８４が点灯し、第２グラフィック８２が表示されるときには、第１グラフィック６０が非表示又は隠される。
【００６１】
ネガ又は反転像のエッチング領域７６が存在しない場合、第２グラフィック８２を表示するために、第２光透過基板７０を通過する光の一部は、第１光透過基板５０のエッチング領域５８を照らし、また光の別の一部は、エッチング領域５８を照らさずに第１光透過基板５０を通過する。これにより、表示される光の強度のばらつきが、第１グラフィック６０の形状でエッチング領域５８により生じる。このようにして、第１グラフィック６０は依然として、表示１０の見者が部分的に見ることができる。
【００６２】
第１及び第２光源６２、８４は、例えば両方が同じタイプの白色又は色付きＬＥＤであるなど、同じスペクトル特性を有していても良い。２つの光源からの光量はもちろん、異なる光経路における異なる光損失、特に光経路における相対的な散乱及び伝透過の相対効率の違いを考慮して、異なっていても良い。また、第１及び第２光源６２、８４を、第１及び第２グラフィックが一方又は他方の色で表示されるように、異なる色にすることもできる。必要なことは、第１及び第２光透過基板５０、７０のエッチング領域５８、７６からの散乱が、第２光源８４の光に対してマッチングし、よって、第２グラフィック８２が表示されているときに、第１グラフィック６０が隠されることである。
【００６３】
本実施形態では、マスク層８０は第２光透過層７０の前面７４にあるプリント領域８０によって形成されるが、別の実施形態では、マスク層８０は別個の層でも良い。マスク層８０は、第２光源８４と第１光透過基板５０の後面５６との間の任意の適切な位置に設けることができる。
【００６４】
本実施形態では、第１光透過基板５０の後面５６と第２光透過基板７０の前面７４との間に最小ギャップ８６が存在するように、第２光透過基板７０は第１光透過基板５０の表示領域５２と平行であり、かつ離間している。好ましい実施形態では、このギャップ８６は空隙８６であるが、第２光透過基板７０のエッチング領域７６が、第１光透過基板５０の表示領域５２内の光の透過に影響しないようにするために必要である。空隙８６が存在せず、第２光透過基板の前面７４が表示領域５２の後面５６と接触している場合、エッチング領域７６もまた、第１光透過基板５０内を透過する光を第１の基板５０の前面６８の外へ向け、第１グラフィック６０は見えなくなる。
【００６５】
表示装置１０のこの設計により２つのグラフィックが、前記ボタンなどの可動コントロール（可動制御部）の一部でも良く、自動車のダッシュボードなどの固定された表示パネルの一部でも良い、同じ表示領域５２内に選択的に表示される。図５は、前述の実施形態におけるボタン１２の前面１８にある第１及び第２グラフィック６０、８２の相対的な位置を示す。この例では、第１及び第２グラフィック６０、８２は完全に重ね合わせて示されているが、本発明の別の実施形態では、両方のグラフィックが同時に表示される場合を可能にするよう、第１及び第２グラフィックの一部が重複していても、あるいは全く重複していなくても良いことは理解されよう。このような実施形態はすべて、２つのグラフィックが一度に１つのみ表示され、第１及び第２光透過基板の表面のエッチングが、第２グラフィックが表示されているときに隠れる限り、本発明の範囲内である。
【００６６】
装置１０の作動中、第１グラフィック６０を表示したいときは、第１光源６２を点灯し、第２光源８４を消灯する。第２グラフィック８２を表示する必要がある場合は、ボタン１２の機能の変更に従って、第１光源６２を消灯し、第２光源８４を点灯する。このように、２つのグラフィック６０、８２のいずれかが、ボタン１２の現在の機能に応じて点灯する。
【００６７】
本発明の表示装置がボタン１２のグラフィック又は記号６０、８２の表示に関して説明してきたが、表示装置１０はその他の表示で使用しても良く、特に使用できる表示領域に制限がある場合に使用しても良いことは理解されよう。表示装置１０は、警告ライトを表示するために、例えば、電話のハンドセット、家電の表示、又は車両内のダッシュボードにおいて使用することもできる。
【００６８】
したがって、上述した本発明は、例えばボタンなどの単一の表示領域において２つ以上のグラフィックを表示する改良された手段を提供する。光学システムは、２つの異なる色の異なる画像の表示をカラーフィルタに依存せず、色を選択していないエッチング領域に依存しているため、本発明は色を２つの光源のスペクトル出力により決定されるような所望する任意の色で異なる像を表示できる。そして、グラフィックの色を、表示装置のユーザに役立つ情報を知らせるために変更できるように、色をコントロール可能に変更できる光源を使用できる。発光色を変更できる光源の例として、赤、緑、青のＬＥＤが単一のユニットにパッケージされているＬＥＤユニットが挙げられる。本発明はまた、ドライバーや乗車している人に情報を表示するために使用できるスペースが限られている、自動車環境で特に有用なコンパクトな表示装置を提供する。
【００６９】
特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく、上記部品の構造及び配置に対して、種々の変更、修正及び／又は追加を行うことができることは認識されるべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのグラフィックを表示するための表示装置であって、
前面と後面とを有する第１光透過基板を備え、前記第１光透過基板は、その後面に、表示すべき第１グラフィックに対応する少なくとも１つのエッチング領域を含み、
前記第１光透過基板の背後に前記第１光透過基板から離間して配置された第２光透過基板を備え、前記第２光透過基板は、前面と後面を有し、前記第２光透過基板は、その前面に、前記第１グラフィックのネガに対応する少なくとも１つのエッチング領域を含み、
前記第１光透過基板内に光を放射するよう配置された第１光源を備え、前記第１光透過基板は、前記第１光透過基板内で前記放射された光を前記少なくとも１つのエッチング領域に伝える光パイプとして働き、
前記第２光透過基板の背後に配置され、光を前記第１及び第２光透過基板を通して、表示の見者に向けて放射するよう配置された第２光源と、
少なくとも１つの不透明領域を有し、前記少なくとも１つの不透明領域が、表示すべき第２グラフィックに対応する少なくとも１つの光透過可能領域を構成するマスク層を備え、前記マスク層は、前記第２光源と前記第１光透過基板の前記後面との間に設けられ、
使用中に、第１光源が点灯しかつ第２光源が点灯していないときに、前記第１光透過基板内を伝わる光は、前記第１光透過基板の前記後面の前記エッチング領域に入射し、前記第１光透過基板の前記前面から外に向けられ、それによって前記第１グラフィックのみを表示の見者に表示し、前記第２光源が点灯しかつ前記第１光源が点灯していないときに、前記第２光源によって放射された光は、前記マスク層の不透明領域によって遮られ、前記マスク層の前記光透過領域を通過し、前記第１及び第２光透過基板を通過し、それによって前記第２グラフィックのみを表示の見者に表示し、前記通過光はまた、前記第１光透過基板の前記後面の前記エッチング領域か、前記第２光透過基板の前記前面の前記エッチング領域のいずれかを通り、前記第２グラフィックが表示されているときに第１グラフィックが隠される
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第１光透過基板内を伝わる光は、前記第１光透過基板の前記後面の前記エッチング領域に入射し、前記第１光透過基板の前記前面の前記エッチング領域によって散乱され、それによって前記第１グラフィックのみを表示の見者に表示する
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１光透過基板及び前記第２光透過基板は、前記第１及び第２光透過基板それぞれの前記前面と前記後面との間に実質的に同じ厚さを有する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１光透過基板と前記第２光透過基板との間は、空隙で間隔を隔てられている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１光透過基板及び前記第２光透過基板のエッチング領域は、波長選択的ではない
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記マスク層は、前記第２光透過基板の前記前面と前記第１光透過基板の前記後面との間に位置する
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの不透明領域は、前記第２光透過基板の前記前面のある領域上の層によって与えられる
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記マスク層は、不透明なプリント領域を有する
ことを特徴とする請求項７記載の表示装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの不透明領域は、黒色である
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記マスク層は、前記第２光透過基板の前記前面の前記少なくとも１つのエッチング領域の、全部ではないが、一部分に重なっている
ことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第１光透過基板の前記エッチング領域及び前記第２光透過基板の前記エッチング領域は、粗面領域である
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記第１光透過基板と前記第２光透過基板とは、平行である
ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記第１光透過基板は平面であり、前記第１光源から前記第１光透過基板に光を伝えるために前記第１光透過基板に垂直に延びる光パイプに接続されている
ことを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記表示装置は、前記第１光透過基板の前に、透明又は半透明のカバーを更に備える
ことを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１５】
表示装置を含む押しボタンであって、前記表示装置は請求項１〜１４の何れか一項に記載の表示装置であり、前記第１及び第２グラフィックは、前記押しボタンの２つの異なる機能に対応する
ことを特徴とする押しボタン。
【請求項１】
２つのグラフィックを表示するための表示装置であって、
前面と後面とを有する第１光透過基板を備え、前記第１光透過基板は、その後面に、表示すべき第１グラフィックに対応する少なくとも１つのエッチング領域を含み、
前記第１光透過基板の背後に前記第１光透過基板から離間して配置された第２光透過基板を備え、前記第２光透過基板は、前面と後面を有し、前記第２光透過基板は、その前面に、前記第１グラフィックのネガに対応する少なくとも１つのエッチング領域を含み、
前記第１光透過基板内に光を放射するよう配置された第１光源を備え、前記第１光透過基板は、前記第１光透過基板内で前記放射された光を前記少なくとも１つのエッチング領域に伝える光パイプとして働き、
前記第２光透過基板の背後に配置され、光を前記第１及び第２光透過基板を通して、表示の見者に向けて放射するよう配置された第２光源と、
少なくとも１つの不透明領域を有し、前記少なくとも１つの不透明領域が、表示すべき第２グラフィックに対応する少なくとも１つの光透過可能領域を構成するマスク層を備え、前記マスク層は、前記第２光源と前記第１光透過基板の前記後面との間に設けられ、
使用中に、第１光源が点灯しかつ第２光源が点灯していないときに、前記第１光透過基板内を伝わる光は、前記第１光透過基板の前記後面の前記エッチング領域に入射し、前記第１光透過基板の前記前面から外に向けられ、それによって前記第１グラフィックのみを表示の見者に表示し、前記第２光源が点灯しかつ前記第１光源が点灯していないときに、前記第２光源によって放射された光は、前記マスク層の不透明領域によって遮られ、前記マスク層の前記光透過領域を通過し、前記第１及び第２光透過基板を通過し、それによって前記第２グラフィックのみを表示の見者に表示し、前記通過光はまた、前記第１光透過基板の前記後面の前記エッチング領域か、前記第２光透過基板の前記前面の前記エッチング領域のいずれかを通り、前記第２グラフィックが表示されているときに第１グラフィックが隠される
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第１光透過基板内を伝わる光は、前記第１光透過基板の前記後面の前記エッチング領域に入射し、前記第１光透過基板の前記前面の前記エッチング領域によって散乱され、それによって前記第１グラフィックのみを表示の見者に表示する
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１光透過基板及び前記第２光透過基板は、前記第１及び第２光透過基板それぞれの前記前面と前記後面との間に実質的に同じ厚さを有する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１光透過基板と前記第２光透過基板との間は、空隙で間隔を隔てられている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１光透過基板及び前記第２光透過基板のエッチング領域は、波長選択的ではない
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記マスク層は、前記第２光透過基板の前記前面と前記第１光透過基板の前記後面との間に位置する
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの不透明領域は、前記第２光透過基板の前記前面のある領域上の層によって与えられる
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記マスク層は、不透明なプリント領域を有する
ことを特徴とする請求項７記載の表示装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの不透明領域は、黒色である
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記マスク層は、前記第２光透過基板の前記前面の前記少なくとも１つのエッチング領域の、全部ではないが、一部分に重なっている
ことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第１光透過基板の前記エッチング領域及び前記第２光透過基板の前記エッチング領域は、粗面領域である
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記第１光透過基板と前記第２光透過基板とは、平行である
ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記第１光透過基板は平面であり、前記第１光源から前記第１光透過基板に光を伝えるために前記第１光透過基板に垂直に延びる光パイプに接続されている
ことを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記表示装置は、前記第１光透過基板の前に、透明又は半透明のカバーを更に備える
ことを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１５】
表示装置を含む押しボタンであって、前記表示装置は請求項１〜１４の何れか一項に記載の表示装置であり、前記第１及び第２グラフィックは、前記押しボタンの２つの異なる機能に対応する
ことを特徴とする押しボタン。
【図１】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１６３９６１（Ｐ２０１２−１６３９６１Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２５３４２（Ｐ２０１２−２５３４２）
【出願日】平成２４年２月８日（２０１２．２．８）
【出願人】（５０５４５０７５５）ビステオン グローバル テクノロジーズ インコーポレイテッド (140)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月８日（２０１２．２．８）
【出願人】（５０５４５０７５５）ビステオン グローバル テクノロジーズ インコーポレイテッド (140)
【Ｆターム（参考）】
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