JP2000066132A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、浮上表示像の視認性の向上が図
れ、装置構成の小型化が図れる表示装置を提供する。 【解決手段】 この表示装置では、前後一対の放物面鏡
２１，２３が、互いの光軸が一致するように、かつ、前
面側の放物面鏡２１の焦点位置と背面側の放物面鏡２３
の光軸との交点とが実質的に一致するようにして配置さ
れており、放物面鏡２１の焦点位置近傍に配置された自
発光式表示器３１からの表示光３３が、両放物面鏡２
１，２３間で反射されて放物面鏡２１の光軸との交点近
傍に設けられた透光部を透過されて放物面鏡２１の前面
側の結像位置に集光することにより、表示装置３１の表
示像の像４１を、内部空間３５内から浮き上がって見え
るように浮上表示するようになっている。そして、背面
側の放物面鏡２３の焦点距離Ｆ２が、前面側の放物面鏡
２１の焦点距離Ｆ１よりも所定の突出高さＨだけ大きく
なるように設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対向配置させた一
対の放物面鏡を用いることにより、その内部空間内に設
置された対象物の像を、透光部を通じて内部空間内から
浮き上がって見えるように表示する表示装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の表示装置の構成を示す断面
図である。この表示装置は、図５に示されるように、互
いに光軸が一致するように互いの鏡面を上下に対向させ
た状態で対向配置された前後一対のお椀型の第１および
第２の放物面鏡１，３を備えて構成されている。第１お
よび第２の放物面鏡１，３には互いに焦点距離が等しい
ものが使用されており、両放物面鏡１，３は、各放物面
鏡１，３の焦点位置が対向する相手側の各放物面鏡１，
３が光軸と交わる位置と一致するようにして配置されて
いる。

【０００３】また、前面側の第１の放物面鏡１が光軸と
交わる部分には、透光部１ａが設けられるとともに、両
放物面鏡１，３によって囲まれた内部空間（内側領域）
５内における第２の放物面鏡３の鏡面上の中央部には、
所定の対象物７が配置されている。

【０００４】これによって、対象物７からの光９ａが、
両放物面鏡１，３間で反射されて透光部１ａを介して第
１の放物面鏡１の前面側近傍の結像位置に集光されるこ
とにより、対象物７の像１１が、内部空間５内から浮き
上がって見えるように結像位置に浮上表示されるように
なっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の表示装置では、以下に述べる点において浮上表示
像１１の視認性が低く、また装置構成が大型であるとい
う欠点がある。

【０００６】すなわち、従来の表示装置では、その構成
上、浮上表示される像１１を前面側の第１の放物面鏡１
の前面側近傍でしか表示することができず、それよりも
大きな突出高さで浮上表示することができないので、表
示像１１の視認性が低くなっている。

【０００７】また、従来の表示装置では、浮上表示を行
うための透光部１ａが開放されているので、像１１が表
示されている状態において、透光部１ａを介して内部空
間５内の構成が直接視認されることとなり、像１１の視
認性を低下させる要因となっている。

【０００８】さらに、従来の表示装置では、内部空間５
内における第１の放物面鏡１の焦点位置に大きなサイズ
の対象物７を配置しようとしても、図６に示すように、
対象物７が第２の放物面鏡３からはみ出してしまうた
め、表示装置の全体サイズの割には小さなサイズの対象
物７しか設置することができず、その結果、小さな像１
１しか得られず、視認性が悪いという問題がある。

【０００９】また、従来の表示装置において、大きなサ
イズの対象物７を配置しようとする場合には、図６にて
鎖線で示されるように、表示装置全体を一回り大きなサ
イズに大型化する必要があるため、従来の表示装置では
装置構成が大型となるという問題がある。

【００１０】そこで、前記問題点に鑑み、本発明の第１
の目的は、浮上表示像の視認性の向上が図れる表示装置
を提供することである。

【００１１】また、本発明の第２の目的は、装置構成の
小型化が図れる表示装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の技術的手段は、互いの鏡面を対向させた状態で配置さ
れた前後一対の放物面鏡のうちの前面側の放物面鏡の第
１の焦点位置の焦点位置近傍に配置された対象物からの
光が、前記両放物面鏡間で反射されて背面側の前記放物
面鏡の第２の焦点位置近傍の結像位置に集光することに
より、前記対象物の像を前記結像位置に表示する表示装
置であって、背面側の前記放物面鏡の焦点距離が、前面
側の前記放物面鏡の焦点距離よりも大きくなるように設
定されたことを特徴とする。

【００１３】また、前記目的を達成するための技術的手
段は、互いの鏡面を対向させた状態で配置された前後一
対の放物面鏡のうちの前面側の放物面鏡の第１の焦点位
置近傍に対象物が配置され、その対象物からの光が前記
両放物面鏡間で反射されて所定の透光部を透過して背面
側の前記放物面鏡の第２の焦点位置近傍の結像位置に集
光することにより、前記対象物の像を前記結像位置に表
示する表示装置であって、前記透光部を介して前記結像
位置に向かう前記光を前記結像位置の背面側で遮るよう
に半透明板が設けられる一方、前記対象物を所定の表示
像を構成する表示光を自ら発光する自発光式の表示手段
とするか、あるいは、前記対象物を照明する照明手段を
前記両放物面鏡の内側に設けることを特徴とする。

【００１４】さらに、前記目的を達成するための技術的
手段は、互いの鏡面を対向させた状態で配置された前後
一対の放物面鏡のうちの前面側の放物面鏡の第１の焦点
位置近傍に配置された対象物からの光が、前記両放物面
鏡間で反射されて背面側の前記放物面鏡の第２の焦点位
置近傍の結像位置に集光することにより、前記対象物の
像を前記結像位置に表示する表示装置であって、背面側
の前記放物面鏡における前記前面側の前記放物面鏡の光
軸との交点を中心とした所定の領域を切り欠き、前記対
象物を、背面側の前記放物面鏡の鏡面を超えて背面側に
突出した状態で配置可能としたことを特徴とする。

【００１５】また、好ましくは、前記両放物面鏡は、鏡
面が略お椀型の鏡面体、あるいはその鏡面が略お椀型の
鏡面体を周方向に分割して得られるような略扇形形状を
有する鏡面体によって構成されるのがよい。

【００１６】さらに、好ましくは、前記両放物面鏡は、
円盤状のフレネル反射面鏡、あるいはその円盤状のフレ
ネル放物面鏡を周方向に分割して得られるような略扇形
形状を有するフレネル放物面鏡によって構成されるのが
よい。

【００１７】なお、本発明における放物面鏡とは、光線
を反射し焦点に集光させることが目的であり、実質的に
同様の効果をもたらす種々の曲線を含むものである。

【００１８】例えば、視野を限定し光軸の中心付近のみ
を使用した装置では、放物面の代わりに、近似的に球面
を適用することが可能であり、また収差を補正するため
放物面形状を変化させた形状でも実質的に放物面鏡と同
様な効果を得ることが可能である。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態に係る
表示装置の斜視図であり、図２はその表示装置の断面図
であり、図３はその表示装置の原理説明のための説明図
であり、図４はその表示装置が車両用表示装置として適
用された様子を示す図である。

【００２０】この表示装置は、互いの光軸が一致するよ
うに互いの鏡面を上下に（あるいは前後に）対向させた
状態で配置された前後一対の第１および第２の放物面鏡
２１，２３と、遮光性の左右両側板２５，２７と、所定
の色に着色された半透明の半透明板２９と、浮上表示の
対象物である自発光式表示器（自発光式の表示手段）３
１ａ，３１ｂ，３１ｃ（総称する場合は単に３１とす
る）とを備えて構成されている。

【００２１】両放物面鏡２１，２３は、鏡面が略お椀型
の鏡面体を周方向に分割して得られるような略扇形形状
の鏡面体のその光軸付近が切り欠かれた形状を有してお
り、互いの外周縁部が当接するように、かつ互いの光軸
が一致するようにして対向配置されている。

【００２２】このように前面側の第１の放物面鏡２１の
光軸周辺が切り欠かれることにより、表示器３１からの
表示光３３ａないし３３ｃ（総称する場合には単に３３
とする）を内部空間３５内から外部に出射させるための
図示しない透光部が形成されるようになっている。

【００２３】また、裏面側の第２の放物面鏡２３の光軸
周辺が切り欠かれることにより、表示器３１が配置され
る表示対象配置領域３７が形成されるようになってい
る。そして、第２の放物面鏡２３の光軸周辺部における
切り欠かれた部分には、表示対象配置領域３７を外囲す
るように、その放物面鏡２３の内周側端部から放物面鏡
２３の鏡面よりも背面側に膨出する遮光性のカバー部材
３９が備えられている。

【００２４】両側板２５，２７は、上記のように配置さ
れた両放物面鏡２１，２３の左右両側方の開口部を閉鎖
するように設置される。半透明板２９は、第１の放物面
鏡２１と、第２の放物面鏡２３の内周側に連なるカバー
部材３９との内周側の開口部を閉鎖するようにして（す
なわち、第１の放物面鏡２１の光軸周辺を切り欠いて形
成される透光部を介して内部空間３５内から出射する光
を遮るようにして）設置される。このとき、半透明板２
９は、表示器３１の表示像４１ａないし４１ｃ（総称す
る場合には単に４１とする）の結像位置よりも表示器３
１側に位置するようになっている。

【００２５】また、表示器３１が配置される内部空間３
５は、両放物面鏡２１，２３、両側板２５，２７、半透
明板２９およびカバー部材３９によって完全に閉鎖され
ており、半透明板２９を介してのみ外部からの光が内部
空間内３９内に入射するようになっている。

【００２６】ここで、各放物面鏡２１，２３の焦点距離
Ｆ１，Ｆ２は、以下のように設定されている（図３参
照）。すなわち、第１の放物面鏡２１の焦点距離Ｆ１
は、その放物面鏡２１の焦点位置が、第２の放物面鏡２
３の鏡面（実際には鏡面の延長面）と光軸との交点近傍
に位置するよに設定されている。また、第２の放物面鏡
２３の焦点距離Ｆ２は、第１の放物面鏡２１の焦点距離
Ｆ１よりも突出高さＨ分だけ大きな値となるように設定
されている。

【００２７】各表示器３１には、所定の表示像を構成す
る表示光３３を自ら発光する自発光式表示器であればよ
く、液晶表示器、ＥＬ表示器および蛍光表示管によって
構成される表示器や、あるいは、電球等の光源の前面側
に、光を部分的に透過させることにより所定の表示パタ
ーンを形成する透過フィルタを配設することによって構
成される簡易な表示器などが使用可能である。

【００２８】このような表示器３１は、第１の放物面鏡
２１の焦点位置近傍に位置する表示対象配置領域３７に
配設される。

【００２９】これによって、各表示器３１による表示が
行われると、第１の放物面鏡２１の焦点位置近傍に配置
された各表示器３１の表示面からの表示光３３は、図２
および図３に示すように、まず第１の放物面鏡２１によ
って反射され、続いて第２の放物面鏡２３によって反射
されて、半透明板２９を介して第２の放物面鏡２３の焦
点位置である結像位置に集光することにより、各表示器
３１の表示面に表示された表示像の像４１が、内部空間
５内から浮き上がるようにしてその結像位置に浮上表示
されるようになっている。

【００３０】このとき、第２の放物面鏡２３の焦点距離
Ｆ２が、第１の放物面鏡２１の焦点距離Ｆ１よりも突出
高さＨ分だけ大きな値となるように設定されているの
で、図３に示すように、表示器３１の表示像の像４１
が、第１の凹面鏡２１の頂点部から前面側に突出高さＨ
だけ突出した位置に浮上表示されるようになっている。

【００３１】そして、その浮上表示されている像４１
は、半透明板２９により内部空間３５内に入射する外来
光の光量が適度に抑制されているので、各表示器３１が
オフされるのに伴って消失するようになっている。

【００３２】このように構成される表示装置は、図４に
示すように、車両のインストゥルメントパネル部５１の
所定位置に設置され、運転者等への各種の視認情報の表
示に用いられ、例えば、運転者への車間距離等に関する
警告表示５３、時計表示５５、および助手席搭乗者への
シートベルトインジケータ表示等の警告表示５７等に用
いられる。

【００３３】以上のように、本実施形態によれば、上述
のように、表示器３１の表示像の像４１が、第１の凹面
鏡２１の頂点部から前面側に突出高さＨだけ突出した位
置に浮上表示されるようになっているので、浮上表示さ
れる像４１の視認性を向上させることができる。

【００３４】また、第２の放物面鏡２３に焦点距離Ｆ２
が大きなものを使用する分、放物面鏡２３の曲率が小さ
くなり、背面側の放物面鏡２３の光軸方向の厚みを小さ
くでき、その分装置構成の小型化が図れる。

【００３５】さらに、第１の放物面鏡２１と、第２の放
物面鏡２３の内周側に連なるカバー部材３９との内周側
の開口部を閉鎖するようにして半透明板２９が設置され
ているので、表示器３１によって表示が行われている際
には、表示器３１の表示像が半透明板２９を介してその
半透明板２９の前面側に浮上表示されることとなる。そ
の結果、表示が行われた状態において、浮上表示される
像４１の奥に内部空間３５内の構成が直接見えるのを防
止することができるので、浮上表示される像４１の視認
性を向上させることができる。

【００３６】また、半透明板２９により内部空間３５の
内外が適度に遮光されるので、表示器３１によって表示
が行われないときには、浮上表示像４１は消えており、
表示が行われているときだけ浮上表示像４１を出現させ
ることができ、簡単な構成により表示像４１のオンオフ
切替えを行うことができる。

【００３７】また、裏面側の第２の放物面鏡２３の光軸
周辺が切り欠かれることにより、表示器３１が配置され
る表示対象配置領域３７が形成されており、図２に示す
ように、第２の放物面鏡２３の鏡面を超えて背面側に突
出した位置に表示器３１ｂ，３１ｃを配置し、その表示
器３１ｂ，３１ｃの表示像４１ｂ，４１ｃを浮上表示す
ることができるので、第２の放物面鏡２３の鏡面を超え
て背面側に突出するような大きなサイズの表示器３１を
配置することができる。その結果、装置構成の全体サイ
ズの割には大きなサイズの表示器３１を配置して大きな
サイズの表示像４１を表示することができ、表示像４１
の視認性の向上が図れるという効果と、同様なサイズの
表示像４１を表示可能な従来の表示装置に比べて、装置
構成を小型化することができるという効果が得られる。

【００３８】なお、本実施形態では、略扇形形状の放物
面鏡２１，２３を用いて表示装置を構成したが、光軸を
中心に全周に連なる鏡面を有する２つの略お椀型の放物
面鏡を用いて表示装置を構成してもよい。この場合、背
面側の放物面鏡２３の光軸周辺に位置する中央部には、
本実施形態の切り欠きに対応する孔部が形成されて表示
対象物配置領域３７が形成され、その孔部はカバー部材
３９によって閉鎖される。

【００３９】また、本実施形態では、回転放物面に沿っ
て連続した鏡面を有する放物面鏡２１，２３を用いて表
示装置を構成したが、同様な光学機能を有する円盤状の
フレネル反射面鏡、あるいはその円盤状のフレネル放物
面鏡を周方向に分割して得られるような略扇形形状を有
するフレネル放物面鏡を用いて表示装置を構成してもよ
い。

【００４０】さらに、本実施形態では、自発光式表示器
３１を用いたが、自発光式表示器３１の代わりに、自ら
は発光しない非自発光式表示器を設け、内部空間３５内
に設けられた所定の照明手段の照明光によってその非自
発光式表示器の表示内容を照らし出すことによって表示
を行うようにしてもよく、あるいはその照明手段の照明
光により所定の表示対象物を照らし、その表示対象物の
像を表示するようにしてもよい。

【００４１】また、本実施形態では、両放物面鏡２１，
２３を互いの光軸が一致するように配置したが、必ずし
も光軸を一致させる必要はない。

【００４２】

【発明の効果】請求項１、４および５に記載の発明によ
れば、背面側の放物面鏡の焦点距離が、前面側の放物面
鏡の焦点距離よりも大きくなるように設定されているの
で、結像位置となる背面側の放物面鏡の第２の焦点位置
が前面側の放物面鏡よりも所定の突出高さ分だけ前面側
に突出した位置に位置させることができ、これによっ
て、対象物の像を前面側の放物面鏡よりも前面側に突出
した位置に浮上表示することができ、表示像の視認性を
向上させることができる。

【００４３】また、両放物面鏡に鏡面が略お椀型の鏡面
体が使用される場合、背面側の放物面鏡に焦点距離が大
きなものを使用する分、放物面鏡の曲率が小さくなり、
背面側の放物面鏡の光軸方向の厚みを小さくでき、その
分装置構成の小型化が図れる。

【００４４】請求項２、４および５に記載の発明によれ
ば、透光部を介して結像位置に向かう対象物からの光を
結像位置の背面側で遮るように半透明板が設けられるの
で、対象物である自発光式の表示手段によって表示が行
われている際、あるいは所定の照明手段によって対象物
が照明された際には、所定の表示像が半透明板を介して
その半透明板の前面側に表示されることとなる。その結
果、表示が行われた状態において、表示像の奥に両放物
面鏡の内側領域内の構成が直接見えるのを防止すること
ができるので、表示像の視認性を向上させることができ
る。

【００４５】また、半透明板により内部領域の内外が適
度に遮光されるので、自発光式表示手段によって表示が
行われないとき、あるいは照明手段が消灯されていると
きには、表示像は消えており、表示が行われているとき
だけ表示像を出現させることができ、簡単な構成により
表示像のオンオフ切替えを行うことができる。

【００４６】請求項３、４および５に記載の発明によれ
ば、背面側の放物面鏡における前面側の光軸との交点を
中心とした所定の領域が切り欠かれているので、背面側
の前記放物面鏡の鏡面を超えて背面側に突出するような
大きなサイズの対象物を配置し、その対象物の像を表示
することができるので、装置構成の全体サイズの割には
大きな表示像を表示することができ、表示像の視認性の
向上が図れるという効果と、同様なサイズの表示像を表
示可能な従来の表示装置に比べて、装置構成を小型化す
ることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る表示装置の斜視図で
ある。

【図２】図１の表示装置の断面図である。

【図３】図１の表示装置の原理説明のための説明図であ
る。

【図４】図１の表示装置が車両用表示装置として適用さ
れた様子を示す図である。

【図５】従来の表示装置の断面図である。

【図６】従来の表示装置に大型の表示対象物を配置しよ
うした際の様子を示す図である。

【符号の説明】

２１ 第１（前面側）の放物面鏡 ２３ 第２（背面側）の放物面鏡 ２９ 半透明板 ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ 自発光式表示器 ３５ 内部空間 ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ 像 Ｆ１ 第１の放物面鏡の焦点距離 Ｆ２ 第２の放物面鏡の焦点距離

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いの鏡面を対向させた状態で配置され
   た前後一対の放物面鏡のうちの前面側の放物面鏡の第１
   の焦点位置の焦点位置近傍に配置された対象物からの光
   が、前記両放物面鏡間で反射されて背面側の前記放物面
   鏡の第２の焦点位置近傍の結像位置に集光することによ
   り、前記対象物の像を前記結像位置に表示する表示装置
   であって、 背面側の前記放物面鏡の焦点距離が、前面側の前記放物
   面鏡の焦点距離よりも大きくなるように設定されたこと
   を特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】 互いの鏡面を対向させた状態で配置され
   た前後一対の放物面鏡のうちの前面側の放物面鏡の第１
   の焦点位置近傍に対象物が配置され、その対象物からの
   光が前記両放物面鏡間で反射されて所定の透光部を透過
   して背面側の前記放物面鏡の第２の焦点位置近傍の結像
   位置に集光することにより、前記対象物の像を前記結像
   位置に表示する表示装置であって、 前記透光部を介して前記結像位置に向かう前記光を前記
   結像位置の背面側で遮るように半透明板が設けられる一
   方、 前記対象物を所定の表示像を構成する表示光を自ら発光
   する自発光式の表示手段とするか、あるいは、前記対象
   物を照明する照明手段を前記両放物面鏡の内側に設ける
   ことを特徴とする表示装置。
3. 【請求項３】 互いの鏡面を対向させた状態で配置され
   た前後一対の放物面鏡のうちの前面側の放物面鏡の第１
   の焦点位置近傍に配置された対象物からの光が、前記両
   放物面鏡間で反射されて背面側の前記放物面鏡の第２の
   焦点位置近傍の結像位置に集光することにより、前記対
   象物の像を前記結像位置に表示する表示装置であって、 背面側の前記放物面鏡における前記前面側の前記放物面
   鏡の光軸との交点を中心とした所定の領域を切り欠き、
   前記対象物を、背面側の前記放物面鏡の鏡面を超えて背
   面側に突出した状態で配置可能としたことを特徴とする
   表示装置。
4. 【請求項４】 前記両放物面鏡は、鏡面が略お椀型の鏡
   面体、あるいはその鏡面が略お椀型の鏡面体を周方向に
   分割して得られるような略扇形形状を有する鏡面体によ
   って構成されることを特徴とする請求項１ないし３のい
   ずれかに記載の表示装置。
5. 【請求項５】 前記両放物面鏡は、円盤状のフレネル反
   射面鏡、あるいはその円盤状のフレネル放物面鏡を周方
   向に分割して得られるような略扇形形状を有するフレネ
   ル放物面鏡によって構成されることを特徴とする請求項
   １ないし３のいずれかに記載の表示装置。