(57)【要約】【課題】表示マークに均一な輝度分布の光を照射でき、表示マークにおける表示輝度のムラを抑制できる表示装置を提供する。【解決手段】特定方向に振動する光を選択的に透過するマーク部を有した少なくとも１つの表示部（第１表示部３０又は第２表示部４０）と、表示部へと向かう光を発する少なくとも１つの光源部（第１光源部５又は第２光源部６）とを備え、光源部は、光を発する発光素子（第１発光素子１０又は第２発光素子２０）と、発光素子から出射する光の方向を表示部のマーク部に向けて光路変更する光学素子１００と、特定方向へと振動する光を通過する偏光部（第１偏光部１５又は第２偏光部２５）と、を備えて表示装置１を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定方向に振動する光を選択的に透過するマーク部を有した少なくとも１つの表示部と、
前記表示部へと向かう光を発する少なくとも１つの光源部とを備え、
前記光源部は、前記光を発する発光素子と、前記発光素子から出射する前記光の方向を前記表示部の前記マーク部に向けて光路変更する光学素子と、前記特定方向へと振動する前記光を通過する偏光部とを備える、表示装置。
【請求項２】
前記光学素子は、前記マーク部における輝度分布が均一となるように構成されている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記光学素子は、前記発光素子と前記偏光部との間に配置されている、請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記光学素子は、レンズである、請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示部を少なくとも２つ以上備え、
前記表示部は、互いに異なる方向を前記特定方向とし、互いに異なる表示マークを形成する前記マーク部を備え、
前記光源部を前記表示部の個数分備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、光の偏光を変えるための手段と、この光の偏光を変えるための手段に隣接して配置された偏光部と、光の偏光を変えるための手段と偏光部との間に配置された光を拡散する手段とを備えた表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この表示装置において、光を拡散する手段は、光源である液晶セルと偏光部との間に配置されている。
【０００３】
この光を拡散する手段として、円筒状レンチキュラーアレイ等のレンズが望ましいとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２―１７５７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の表示装置は、レンズを配置することのみが記載されており、レンズの特性をどのような特性とするのか記載されていない。このため、仮に、偏光部に形成された表示マークに、当該偏光部と同一の偏光方向の光を透過する偏光を出射する光源とを備えた表示装置に従来技術を適用したとしても、その表示マークに光を集めることができず、表示マークにおける表示輝度にムラが生じる可能性がある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、表示マークに均一な輝度分布の光を照射でき、表示マークにおける表示輝度のムラを抑制できる表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］上記目的を達成するため、特定方向に振動する光を選択的に透過するマーク部を有した少なくとも１つの表示部と、前記表示部へと向かう光を発する少なくとも１つの光源部とを備え、前記光源部は、前記光を発する発光素子と、前記発光素子から出射する前記光の方向を前記表示部の前記マーク部に向けて光路変更する光学素子と、前記特定方向へと振動する前記光を通過する偏光部とを備える、表示装置を提供する。
【０００８】
［２］前記光学素子は、前記マーク部における輝度分布が均一となるように構成されている、上記［１］に記載の表示装置であってもよい。
【０００９】
［３］また、前記光学素子は、前記発光素子と前記偏光部との間に配置されている、上記［１］又は［２］に記載の表示装置であってもよい。
【００１０】
［４］また、前記光学素子は、レンズである、上記［１］から［３］のいずれか１に記載の表示装置であってもよい。
【００１１】
［５］また、前記表示部を少なくとも２つ以上備え、前記表示部は、互いに異なる方向を前記特定方向とし、互いに異なる表示マークを形成する前記マーク部を備え、前記光源部を前記表示部の個数分備える、上記［１］から［４］のいずれか１に記載の表示装置であってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の表示装置によれば、表示マークに均一な輝度分布の光を照射でき、表示マークにおける表示輝度のムラを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る表示装置の断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の拡大断面図である。
【図２】図２は、図１（ｂ）で示すＢ部の拡大図である。
【図３】図３（ａ）は、図１（ａ）のＡ方向から見た第１表示部の平面図であり、図３（ｂ）は、第２表示部の平面図である。
【図４】図４は、光学素子の使用に関する変形例を示す、図１（ａ）に相当する表示装置の断面図である。
【図５】図５（ａ）は、第１発光素子を発光させた場合に第１表示部の表示マークが表示される状態を示す上平面図であり、図５（ｂ）は、第１発光素子から照射した光の経路を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）は、第２発光素子を発光させた場合に第２表示部の表示マークが表示される状態を示す上平面図であり、図６（ｂ）は、第２発光素子から照射した光の経路を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（本発明の実施の形態）
本発明の実施の形態に係る表示装置１は、特定方向に振動する光を選択的に透過するマーク部を有した少なくとも１つの表示部（第１表示部３０又は第２表示部４０）と、表示部へと向かう光を発する少なくとも１つの光源部（第１光源部５又は第２光源部６）とを備え、光源部は、光を発する発光素子（第１発光素子１０又は第２発光素子２０）と、発光素子から出射する光の方向を表示部のマーク部に向けて光路変更する光学素子１００と、特定方向へと振動する光を通過する偏光部（第１偏光部１５又は第２偏光部２５）と、を備えて構成されている。また、表示部を少なくとも２つ以上備え、表示部は、互いに異なる方向を特定方向とするマーク部を備えて互いに異なる表示マークが形成され、光源部を表示部の個数分備える、構成であってもよい。
【００１５】
本発明の実施の形態に係る表示装置１は、表示部として、第１表示部、第２表示部を備え、この２つの表示部に対応した第１発光素子部、第２発光素子部を備えた構成として、以下説明する。
【００１６】
表示装置１は、図１（ａ）に示すように、ロアパネル５０の上側には、表示マークが形成され、光源部（第１光源部５又は第２光源部６）からの光を選択的に透過する表示部（第１表示部３０、第２表示部４０）が重ねて取り付けられている。また、ロアパネル５０の下側には、光源部（第１光源部５又は第２光源部６）からの光を互いに直交する偏光方向の光にするための第１偏光部１５、第２偏光部２５が並べて取り付けられている。
【００１７】
表示装置１は、第１発光素子１０を発光することにより、第１偏光部１５を透過した光が表示部（第１表示部３０、第２表示部４０）で選択的に透過して、第１表示マークを表示する。また、表示装置１は、第２発光素子２０を発光することにより、第２偏光部２５を透過した光が表示部（第１表示部３０、第２表示部４０）で選択的に透過して、第２表示マークを切り替え表示する。
【００１８】
（第１光源部５、第１発光素子１０）
第１発光素子１０は、例えば、ＬＥＤ等が使用できる。本実施の形態では、第１発光素子１０としてＬＥＤ素子を使用し、出射部に第１偏光部１５及び光学素子１００（凸レンズ）を配置して第１光源部５を構成する。第１発光素子１０は、基板８２に実装されて、図１（ａ）に示すように、ボデーユニット８０に組み付けられている。
【００１９】
第１発光素子１０は、ロアパネル５０に取り付けられた第１偏光部１５を通過して、図３（ａ）、（ｂ）に示す第１偏光方向１９に偏光方向を有する光を出射する。第１発光素子１０から第１偏光部１５を通過して出射される光は、第１表示部３０及び第２表示部４０のそれぞれの偏光領域又は非偏光領域を選択的に透過する。
【００２０】
（第１偏光部１５）
第１偏光部１５は、偏光機能を備えて板状に形成されている。第１偏光部１５は、本実施の形態では、略矩形としている。
【００２１】
第１偏光部１５は、図３（ａ）、（ｂ）に示す第１偏光方向１９の光を通過させ、他の偏光方向の光を反射又は吸収する。したがって、第１偏光部１５を通った第１発光素子１０の光は特定方向に振動する光であって、第１偏光方向１９の偏光成分をもつ直線偏光の光となる。
【００２２】
（第２光源部６、第２発光素子２０）
第２発光素子２０は、例えば、ＬＥＤ等が使用できる。本実施の形態では、第２発光素子２０としてＬＥＤ素子を使用し、出射部に第２偏光部２５及び光学素子１００（凸レンズ）を配置して第２光源部６を構成する。第２発光素子２０は、基板８２に実装されて、図１（ａ）に示すように、ボデーユニット８０に組み付けられている。
【００２３】
第２発光素子２０は、ロアパネル５０に取り付けられた第２偏光部２５を通過して、図３（ａ）、（ｂ）に示す第２偏光方向２９に偏光方向を有する光を出射する。第２発光素子２０から第２偏光部２５を通過して出射される光は、第１表示部３０及び第２表示部４０のそれぞれの偏光領域又は非偏光領域を選択的に透過する。
【００２４】
（第２偏光部２５）
第２偏光部２５は、偏光機能を備えて板状に形成されている。第２偏光部２５は、本実施の形態では、略矩形としている。
【００２５】
第２偏光部２５は、図３（ａ）、（ｂ）に示す第２偏光方向２９の光を通過させ、他の偏光方向の光を反射又は吸収する。したがって、第２偏光部２５を通った第２発光素子２０の光は特定方向に振動する光であって、第２偏光方向２９の偏光成分をもつ直線偏光の光となる。
【００２６】
なお、図４に示すように、第１偏光部１５及び第２偏光部２５は、第１偏光方向１９と第２偏光方向２９が直交した位置関係で、ボデーユニット８０に組み付けられている。
【００２７】
（光学素子１００）
光学素子１００は、第１発光素子１０と第１偏光部１５、第２発光素子２０と第２偏光部２５との間に配置され、発光素子から出射する光の方向を表示部（第１表示部３０、第２表示部４０）のマーク部に向けて光路変更するものである。以下、第１光源部５側について光の光路変更を説明するが、第２光源部６側についても同様である。
【００２８】
図１（ｂ）に示すように、第１発光素子１０から出射する光の中心の光線Ｌ１は、光学素子１００により、表示部（第１表示部３０、第２表示部４０）のマーク部に向けて光路変更され、光線Ｌ２の光となる。なお、光線Ｌ２の方向は、光線Ｌ１の方向から表示部（第１表示部３０、第２表示部４０）のマーク部に向けた方向への光路変更の結果であれば足り、光線Ｌ２の方向が表示部のマーク部に一致する必要はない。
【００２９】
図２に示すように、光学素子１００は、例えば、凸レンズを使用することができる。凸レンズの中心ＣＬから周辺領域を使用する。第１発光素子１０から光を光学素子１００に入射させると、各光線は、光学素子１００への入射、出射により、レンズの中心ＣＬの方向に光路変更される。
【００３０】
例えば、図２に示すように、代表的に５本の光線Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃ、Ｌ１ｄ、Ｌ１ｅを示すと、それぞれ、第１発光素子１０から所定の配光方向に出射され、光学素子１００へ入射する。光学素子１００からは、それぞれ、スネルの法則に従って５本の光線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ、Ｌ２ｄ、Ｌ２ｅが所定の配光方向に光路変更されて出射する。図１（ａ）に示したように、第１発光素子１０の配光の中心光線Ｌ１がＬ２の方向に光路変更されると、第１発光素子１０の光は光線Ｌ２の方向を配光分布の略中心とすることができる。なお、図２においては、Ｌ１ｃがＬ１、Ｌ２ｃがＬ２に相当する。
【００３１】
また、光学素子１００の入射面１００ａ、出射面１００ｂの曲率等の表面形状を設計することにより、第１発光素子１０から出射する光線Ｌ２を中心とする光の配光分布（輝度分布）を略均一なものにすることもできる。これらにより、表示マークに均一な配光分布（輝度分布）の光を照射できることになる。
【００３２】
（変形例）
図４に示すように、光学素子１００は、第１光源部５と第２光源部６において、別々のものを配置してもよい。すなわち、上記示した凸レンズの一部を光学素子１０１、１０２として、それぞれ第１発光素子１０、第２発光素子２０の出射部に配置してもよい。また、光学素子１００は、凸レンズには限られず、光路の変更が可能であれば他の光路変更手段でもよく、例えば、プリズム等であってもよい。
【００３３】
（第１表示部３０）
第１表示部３０は、特定方向に振動する光を選択的に透過するマーク部を有して表示マークが形成されている。マーク部は、以下に示す偏光領域３１であり、この偏光領域３１と偏光領域以外の非偏光領域３２とで表示マークを形成する。
【００３４】
第１表示部３０は、偏光機能を備えて板状に形成された偏光板であり、提示フィルタとして機能する。第１表示部３０は、本実施の形態では、矩形としている。この第１表示部３０は、例えば、偏光機能を有する偏光層の上下をそれぞれ保護する保護フイルムで挟んだ偏光板である。
【００３５】
第１表示部３０は、図３（ａ）に示すように、第１偏光方向１９に偏光された直線偏光の光を透過させず第２偏光方向２９に偏光された直線偏光の光を透過させる偏光領域３１と、偏光状態によらずに光を透過させる非偏光領域３２の領域を有して構成されている。したがって、第１表示部３０は、光源部５，６からの光を選択的に透過して提示フィルタとして機能する。この偏光領域３１と非偏光領域３２の形状は、例えば、図３（ａ）に示すように、非偏光領域３２が丸形状に形成された表示マークとして形成され、種々のマーク、文字、図形等とすることができる。なお、後述する第２表示部４０に形成された表示マークとは少なくとも一部が重複するように配置される。
【００３６】
（第２表示部４０）
第２表示部４０は、特定方向に振動する光を選択的に透過するマーク部を有して表示マークが形成されている。マーク部は、以下に示す偏光領域４１であり、この偏光領域４１と偏光領域以外の非偏光領域４２とで表示マークを形成する。
【００３７】
第２表示部４０は、偏光機能を備えて板状に形成された偏光板であり、提示フィルタとして機能する。第２表示部４０は、本実施の形態では、矩形としている。この第２表示部４０は、例えば、偏光機能を有する偏光層の上下をそれぞれ保護する保護フイルムで挟んだ偏光板である。
【００３８】
第２表示部４０は、図３（ｂ）に示すように、第１偏光方向１９に偏光された直線偏光の光を透過させ第２偏光方向２９に偏光された直線偏光の光を透過させない偏光領域４１と、偏光状態によらずに光を透過させる非偏光領域４２の領域を有して構成されている。したがって、第２表示部４０は、光源部５，６からの光を選択的に透過して提示フィルタとして機能する。この偏光領域４１と非偏光領域４２の形状は、例えば、図３（ｂ）に示すように、非偏光領域４２が×形状に形成された表示マークとして形成され、種々のマーク、文字、図形等とすることができる。なお、前述した第１表示部３０に形成された表示マークとは少なくとも一部が重複するように配置される。
【００３９】
第１表示部３０及び第２表示部４０が組み付けられた状態では、図３（ａ）、（ｂ）で示した第１表示部３０の非偏光領域３２（○形状）と第２表示部４０の非偏光領域４２（×形状）は、少なくとも一部が重複するように配置されている。また、第１表示部３０と第２表示部４０は、互いに異なる方向を特定方向（偏光方向）とするように、第１偏光方向１９と第２偏光方向２９が直交した位置関係で、組み付けられている。
【００４０】
なお、第１表示部３０及び第２表示部４０が組み付けられた状態において、表示部（第１表示部３０、第２表示部４０）の中心をＣとして、図１（ｂ）、図５（ａ）、図６（ａ）に図示する。
【００４１】
（第１表示部３０に形成された表示マークの表示動作）
第１発光素子１０を発光させると、図５（ｂ）に示すように、第１発光素子１０から第１偏光部１５を通して第１偏光方向１９に偏光方向を有する光Ｌ１（光線Ｌ１を配光分布の中心とする光）が出射する。この光Ｌ１は、光学素子１００により光路変更されて、図５（ｂ）に示すように、表示部（第１表示部３０、第２表示部４０）の中心Ｃの方向に向かう光Ｌ２（光線Ｌ２を配光分布の中心とする光）となる。
【００４２】
この光Ｌ２は、第１表示部３０及び第２表示部４０に照射される。この光Ｌ２は、第１偏光方向１９に偏光方向を有するので、第１表示部３０の非偏光領域３２及び第２表示部４０の全領域を透過する。したがって、図５（ａ）で示す非偏光領域３２の表示マーク（○形状）が表示される。非偏光領域３２以外の領域は光Ｌ２が透過せず、したがって表示されない。
【００４３】
上記説明した表示マーク（○形状）の表示動作において、第１表示部３０及び第２表示部４０に照射される光Ｌ２は、第１発光素子１０の出射光Ｌ１が光路変更されたものであり、光Ｌ２の中心が配光分布の略中心である。また、光学素子１００の表面形状により均一な配光分布（輝度分布）の光とされているので、表示マークに均一な輝度分布の光を照射できる。これにより、表示輝度のムラを抑制して表示マーク（○形状）を表示できる。
【００４４】
（第２表示部４０に形成された表示マークの表示動作）
第２発光素子２０を発光させると、図６（ｂ）に示すように、第２発光素子２０から第２偏光部２５を通して第２偏光方向２９に偏光方向を有する光Ｌ３（光線Ｌ３を配光分布の中心とする光）が出射する。この光Ｌ３は、光学素子１００により光路変更されて、図６（ｂ）に示すように、表示部（第１表示部３０、第２表示部４０）の中心Ｃの方向に向かう光Ｌ４（光線Ｌ４を配光分布の中心とする光）となる。
【００４５】
この光Ｌ４は、第１表示部３０及び第２表示部４０に照射される。この光Ｌ４は、第２偏光方向２９に偏光方向を有するので、第２表示部４０の非偏光領域４２及び第１表示部３０の全領域を透過する。したがって、図６（ａ）で示す非偏光領域４２の表示マーク（×形状）が表示される。非偏光領域４２以外の領域は光Ｌ４が透過せず、したがって表示されない。
【００４６】
上記説明した表示マーク（×形状）の表示動作において、第１表示部３０及び第２表示部４０に照射される光Ｌ４は、第２発光素子２０の出射光Ｌ３が光路変更されたものであり、光Ｌ４の中心が配光分布の略中心である。また、光学素子１００の表面形状により均一な配光分布（輝度分布）の光とされているので、表示マークに均一な輝度分布の光を照射できる。これにより、表示輝度のムラを抑制して表示マーク（×形状）を表示できる。
【００４７】
（実施の形態の効果）
本発明の実施の形態によれば、以下のような効果を有する。
（１）本実施の形態に係る表示装置１は、特定方向に振動する光を選択的に透過するマーク部を有して表示マークが形成された少なくとも１つの表示部（第１表示部３０又は第２表示部４０）と、表示部へと向かう光を発する少なくとも１つの光源部（第１光源部５又は第２光源部６）とを備え、光源部は、光を発する発光素子（第１発光素子１０又は第２発光素子２０）と、発光素子から出射する光の方向を表示部のマーク部に向けて光路変更する光学素子１００と、特定方向へと振動する光を通過する偏光部（第１偏光部１５又は第２偏光部２５）と、を備えて構成されている。これにより、発光素子から出射される光の配光分布の中心を表示部の中心にすることができる。また、光学素子１００により、表示マークに均一な輝度分布の光を照射でき、表示マークにおける表示輝度のムラを抑制できる。
（２）上記示した表示輝度のムラの抑制は、表示部が１つの場合でも効果を有するが、表示部を２つ以上備える構成においても効果を有する。これにより、本実施の形態に係る表示装置１を切替表示器に適用した場合の輝度ムラ低減に効果を有する。
（３）光学素子１００は、第１発光素子１０と第１偏光部１５、第２発光素子２０と第２偏光部２５との間に配置するように構成している。これにより、レンズの複屈折効果により偏光軸が回転してしまうことで表示切替えの機能が消失する問題を回避でき、表示切替えによる表示マークの表示品質を高く維持することができる。
【００４８】
以上、本発明の実施の形態、変形例を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４９】
１…表示装置、５…第１光源部、６…第２光源部、１０…第１発光素子、１５…第１偏光部、１９…第１偏光方向、２０…第２発光素子、２５…第２偏光部、２９…第２偏光方向、３０…第１表示部、３１…偏光領域、３２…非偏光領域、４０…第２表示部、４１…偏光領域、４２…非偏光領域、５０…ロアパネル、８０…ボデーユニット、１００…光学素子、１００ａ…入射面、１００ｂ…出射面、Ｃ…中心、ＣＬ…レンズの中心 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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