(57)【要約】【課題】虚像を所望の色度で表示できる表示装置を提供する。【解決手段】表示器１１は可視光線からなる表示光を発する。反射部材１２は、可視光線の一部である第一の波長範囲で反射率が高く、可視光線の他の一部である第二の波長範囲で反射率が低い特性を有する。また、反射部材１２は、赤外線の波長範囲で反射率が低い特性を有する。表示器１１は、液晶表示素子１６と、液晶表示素子１６を照明する発光素子１８と、を有する。表示器１１は、白色の前記表示光を発する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光線からなる表示光を発する表示器と、前記可視光線の一部である第一の波長範囲で反射率が高く、前記可視光線の他の一部である第二の波長範囲で反射率が低い特性を有する反射部材とを有し、前記反射部材で反射された前記可視光線により虚像を表示することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記反射部材は、赤外線の波長範囲で反射率が低い特性を有す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】
前記表示器は、液晶表示素子と、前記液晶表示素子を照明する発光素子と、を有する液晶表示器であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記発光素子は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示器が発した表示光を反射部材で反射させ、虚像を表示する表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ヘッドアップディスプレイが種々提案されており、例えば特許文献１に開示されている。ヘッドアップディスプレイは、車両のダッシュボード１に配設された表示装置２が投射する表示光をフロントガラス３で運転者４の方向に反射させ、虚像Ｖを表示するものである（図６参照）。表示装置２は、表示器５と、反射鏡６と、凹面鏡７とを有しており、これらの表示器５，反射鏡６及び凹面鏡７はハウジング８に収容されている（図７参照）。
【０００３】
【特許文献１】
実開平４−１０１５８１号公報
【０００４】
上記のようなヘッドアップディスプレイでは、太陽光が凹面鏡７及び反射鏡６で反射され、表示器５に入射することがあり、その太陽光の熱線により表示器５が損傷を受ける虞があった。このため、反射鏡６として、赤外線を透過させるコールドミラーを用いている。コールドミラーは、ガラス基板等の透光性基板に誘電体膜からなる反射層を蒸着等の方法により形成したものであり、図８に示すように、可視光線を反射させ、熱線（赤外線）を透過させる反射特性を有しているため、赤外線は表示器５に向かって反射されることがなく、表示器５が太陽光の熱線で損傷を受けることがない。なお、室内で使用される表示装置では、太陽光の入射を考慮する必要がないため、コールドミラーではない一般的な反射鏡が用いられる。
【０００５】
表示器５としては、例えば、蛍光表示管５ａを備えたものや、液晶表示素子及びこの液晶表示素子を照明する発光素子（例えば発光ダイオード）を備えたものがある。表示器５が発した表示光は、反射鏡６で反射され、更に凹面鏡７で反射されて、フロントガラス３に投射される。運転者４は、虚像Ｖを風景に重畳させて視認できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、虚像Ｖの色度は表示器５が発する表示光の色度と同じであるため、虚像Ｖを所望の色度で表示することは困難であった。なお、「色度」とは、一般に「色」と称されているものであり、色度座標におけるｘとｙの２つの値で色度を表すことができることが知られている（例えば特開平１１−３２３４７号公報参照）。
【０００７】
例えば、背景とのコントラストを考慮して青色の虚像Ｖを表示させたい場合は、青色光を発する蛍光表示管５ａを用いるが、市販されている蛍光表示管５ａが発する光の色度と、所望の虚像Ｖの色度は微妙に異なることが多いという問題があった。更に具体的に説明すると、市販の蛍光表示管では、青色（ｘ＝０．１５，ｙ＝０．１６）、または青色（ｘ＝０．２４，ｙ＝０．４１）等しかなく、やや緑色っぽい青色（ｘ＝０．１，ｙ＝０．３）で虚像Ｖを表示させることは困難であった。
【０００８】
また、前述ような問題は、表示器５として液晶表示素子及びこの液晶表示素子を照明する発光素子からなる液晶表示器を用いた場合も同様である。つまり、虚像Ｖの色度は発光ダイオード等の発光素子が発する光の色度と同じであるが、市販されている発光ダイオードが発する光の色度と、所望の虚像Ｖの色度は異なることが多い。この問題を解決するには、所望の色度で発光する発光ダイオードを専用に製作して利用すれば良いが、このような専用に製作された発光ダイオードは高価であるため、コストアップの要因になってしまう。
【０００９】
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、比較的安価で、且つ、所望の色度で虚像を表示することができる表示装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、請求項１に記載したように、可視光線からなる表示光を発する表示器１１、前記可視光線の一部である第一の波長範囲で反射率が高く、前記可視光線の他の一部である第二の波長範囲で反射率が低い特性を有する反射部材１２とを有し、前記反射部材１２で反射された前記可視光線により虚像を表示するものである。
【００１１】
また、本発明は、請求項２に記載したように、前記反射部材１２は、赤外線の波長範囲で反射率が低い特性を有するものである。
【００１２】
また、本発明は、請求項３に記載したように、前記表示器１１は、液晶表示素子１６と、前記液晶表示素子１６を照明する発光素子１８と、を有する液晶表示器であるものである。
【００１３】
また、本発明は、請求項４に記載したように、前記発光素子１８は、発光ダイオードであるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両用ヘッドアップディスプレイに応用した一実施形態を説明する。
表示装置１０は、液晶表示器１１（表示器）と、ブルーコールドミラー１２（反射部材）と、反射器１３とを有している。液晶表示器１１，ブルーコールドミラー１２及び反射器１３は、ハウジング１４に収容されている。
【００１５】
液晶表示器１１は、車両の速度，エンジンの回転数等を表示するものであり、ＴＦＴ型の液晶表示素子１６，リフレクタ１７，発光ダイオード１８，硬質配線板１９を有している（図２参照）。液晶表示素子１６は、車両の速度をデジタルあるいはバーグラフで表示する。複数の発光ダイオード１８は、互いに近接して配置され硬質配線板１９に接続されており、白色で発光する。リフレクタ１７は、白色の樹脂からなるものであり、角筒状となっている。反射部材１７は、内周の反射面１７ａで発光ダイオード１８が発した光を液晶表示素子１６に反射させる。
【００１６】
ブルーコールドミラー１２は、ガラス基板１２ａと、このガラス基板１２ａの前面に形成された反射層１２ｂとからなるものである（図３参照）。反射層１２ｂは、屈折率が異なる多層の誘電体膜（例えば酸化シリコンや酸化チタン）からなるものであり、蒸着等の方法で形成されている。ブルーコールドミラー１２は、液晶表示器１１の光軸に対して、略４５°になるように傾斜配置されている。
【００１７】
反射器１３は、凹面鏡２１，ミラーホルダー２２，歯車２３及びステッピングモータ２４からなるものである。凹面鏡２１は、表示光を反射させ、車両のフロントガラスに投射する。凹面鏡２１はミラーホルダー２２に両面粘着テープにより接着されている。凹面鏡２１は、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂にアルミニウム（Ａｌ）を蒸着させ反射層を形成したものである。ミラーホルダー２２はＰＢＴ等の樹脂からなるものであり、歯車部２２ａ及び軸部２２ｂが一体に形成されている。軸部２２ｂはハウジング１４に設けられた軸受部（図示しない）に軸支されている。
【００１８】
ステッピングモータ２４は、凹面鏡２１を回動させ、表示光の投射方向を調整する。歯車２３はステッピングモータ２４の回動軸に取付けられており、歯車部２２ａと噛み合わされている。運転者は、後述する押ボタンスイッチを操作し表示光が目の位置に反射されるように、凹面鏡２１の角度を調整する。
【００１９】
図４は、ヘッドアップディスプレイ装置の電気的構成を示すブロック図である。２６は速度センサであり、この速度センサ２６は車両の速度を検出し、速度信号をマイコン２７に出力する。２８，２９は押ボタンスイッチである。押ボタンスイッチ２８，２９がオンされると、マイコン２７にスイッチ操作信号が出力され、マイコン２７は、図示しないドライバ回路を介して、ステッピングモータ２４に駆動信号を出力し、ステッピングモータ２４の回動軸を回動させる。押ボタンスイッチ２８がオンされると、凹面鏡２１は下側に角度移動し、押ボタンスイッチ２９がオンされると、凹面鏡２１は上側に角度移動する。
【００２０】
マイコン２７は、ＣＰＵ３１，ＲＯＭ３２及びＲＡＭ３３を有しており、速度信号に基づいて所定の演算処理を行い、液晶表示素子１６に速度を表示したり、ステッピングモータ２４を駆動させ、凹面鏡２１の角度調整を行う。
【００２１】
次に、図５に基づいて、ブルーコールドミラー１２の反射率特性について詳述する。ブルーコールドミラー１２は、青色光を含む波長範囲４００ｎｍ〜５５０ｎｍで反射率が高く、他の波長範囲では反射率が低くなっている。つまり、可視光線の波長範囲４００ｎｍ〜７５０ｎｍにおいては、赤色光及び緑色光を含む波長範囲５５０ｎｍ〜７５０ｎｍで反射率が低く、青色光を含む波長範囲４００ｎｍ〜５５０ｎｍで反射率が高く、また、赤外線の波長範囲７５０ｎｍ以上では、反射率が低い。従って、青色光は反射されるが、青色光以外の光は反射されないため、虚像が青色となる。また、太陽光の熱線（赤外線）が液晶表示器１１に入射することがなく、太陽光の熱線で液晶表示器１１が損傷を受ける虞がない。
【００２２】
以上説明した表示装置１０は、ブルーコールドミラー１２の反射特性を適宜設定することにより、虚像を所望の色度で表示することができる。例えば、ブルーコールドミラー１２を波長範囲４００ｎｍ〜５８０ｎｍで反射率が高い反射特性にすれば、やや緑色っぽい青色の虚像を表示できる。また、波長範囲４００ｎｍ〜６５０ｎｍで反射率を高くした反射部材を用いれば、青緑色の虚像を表示できる。
【００２３】
なお、本実施形態の発光素子は発光ダイオード１８であったが、例えば冷陰極管（ＣＣＴ）またはバルブであっても良い。また、表示器は、有機電界発光表示素子（有機ＥＬ）、または蛍光表示管（ＶＦＤ）等であっても良いが、青色光，緑色光，赤色光を含む白色光を発する表示器が望ましい。また、本実施形態は表示光をフロントガラスで反射させて視認するヘッドアップディスプレイであったが、本発明は、虚像表示型のコンビネーションメータにも応用できることは言うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、可視光線からなる表示光を発する表示器、前記可視光線の一部である第一の波長範囲で反射率が高く、前記可視光線の他の一部である第二の波長範囲で反射率が低い特性を有する反射部材とを有し、前記反射部材で反射された前記可視光線により虚像を表示するものであり、虚像を所望の色度で表示することができる。
【００２５】
また、本発明は、前記反射部材は、赤外線の波長範囲で反射率が低い特性を有するものであり、赤外線により表示器が損傷を受ける虞がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す概略構成図。
【図２】同上実施形態を示す液晶表示器の断面図。
【図３】同上実施形態を示すブルーコールドミラーの断面図。
【図４】同上実施形態を示すブロック図。
【図５】同上実施形態を示すブルーコールドミラーの反射率特性図。
【図６】従来例を示すヘッドアップディスプレイの説明図。
【図７】同上従来例を示す概略構成図。
【図８】同上従来例を示すコールドミラーの反射率特性図。
【符号の説明】
１１　　液晶表示器（表示器）
１２　　ブルーコールドミラー（反射部材）
１６　　液晶表示素子
１８　　発光ダイオード（発光素子）
【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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【図７】
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【図８】
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