JPH08106071A - 液晶表示器とそれを用いた車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的小さい光源を用いて輝度むらが発生し
ない液晶表示器及びそれを用いて車両用表示装置を提供
することを目的とするものである。 【構成】 光源１３の光をミラー１５で反射光させて透
過形液晶ディスプレイ１の背面に照射して、透過形液晶
ディスプレイ１のバックライトとするものであり、ミラ
ー１５が保持体１４に固定され、保持体１４と歯車１６
がクランク１７で係合し、モータ１９の回転によって歯
車１８に噛合する歯車１６が回転して保持体１４に固定
されたミラー１５が回動し、ミラー１５の反射光が透過
形液晶ディスプレイ１の背面に照射されることにより、
小さい光源であっても液晶表示画面の輝度むらを解消す
るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示器とそれを用い
た車両用表示装置に関し、詳しくは、液晶表示器が透過
形液晶ディスプレイであり、車両表示にこの液晶表示器
を用いたヘッドアップ型の車両用表示装置に係るもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来の車両用表示装置の一例
であり、液晶ディスプレイを利用したヘッドアップ・デ
ィスプレイ（以下、ＨＵＤ）を示している。同図に於い
て、液晶ディスプレイ１には情報発生装置２から車両情
報信号が透過形液晶ディスプレイ１に入力され、光源３
をバックライトとし透過形液晶ディスプレイ１に車両情
報１ａが表示される。車両情報１ａは凸レンズ４によっ
て拡大されて虚像７として投影され、その虚像７がハー
フミラー５に反射して虚像８が投影され、その虚像８を
運転者の視点６で車両情報として認識する。

【０００３】図１１（ａ）は液晶表示器の斜視図であ
り、図１１（ｂ）はそのＸ−Ｘ線に沿った断面図であ
る。同図（ａ）に於いて、ケース１０の前面に透過形液
晶ディスプレイ１が装着され、その背後にバックライト
としてハロゲンランプ３ａとその反射傘９による光源３
が配置されている。反射傘９はその一部９ａがケース１
０から突出している。同図（ｂ）に示すように、光源３
の前方に光を散乱する為の拡散板１２が設けられ、その
前に透過形液晶ディスプレイ１が装着されている。光源
３は拡散板１２から離れた位置に設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
液晶表示器を用いたＨＵＤでは、透過形液晶ディスプレ
イ１の背後にバックライトが設けられている。この車両
用表示装置では、液晶ディスプレイ１の輝度むらが発生
するのを防止する為に、光を散乱させる拡散板１２を設
けるとともに、ケース１０の上面と下面から反射傘９の
一部９ａを突出させて光源３の輝度が最大となるように
配置させている。輝度むらを解消する為に用いられた拡
散板１２は高価であるとともに、光源３からの輝度を低
下させる要因となる。従って、光源３は、液晶ディスプ
レイの幅ｈ_a より大きい直径（ｈ_a ＋２ｈ）を有する反
射傘９ａを設けた比較的大型のものが用いられており、
必ずしも効率の良い利用方法ではない。

【０００５】本発明は、上述のような問題点に鑑みなさ
れたものであり、比較的小さい光源を用いて輝度むらが
発生しない液晶表示器及びそれを用いた車両用表示装置
を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決する為
になされたものであり、本発明の第１の液晶表示器は、
透過形液晶ディスプレイによる液晶表示器であって、前
記液晶表示器のバックライトが前記透過形液晶ディスプ
レイの背面を所定の周期で移動する光によることを特徴
とするものである。又、本発明の第２の液晶表示器は、
透過形液晶ディスプレイと、前記透過形液晶ディスプレ
イの背後に設けられ、光源から放射される光を反射する
ミラーと、前記ミラーを回動させてその反射光を前記透
過形液晶ディスプレイの背面に所定の周期で移動させる
ミラー駆動部と、を備えることを特徴とするものであ
る。

【０００７】又、本発明の第３の液晶表示器は、透過形
液晶ディスプレイと、前記透過形液晶ディスプレイの背
後に設けられ、光源から放射される光を反射する多面体
ミラーと、前記多面体ミラーを回転させてその反射光を
前記透過形液晶ディスプレイの背面に所定の周期で移動
させるミラー駆動部と、を備えることを特徴とするもの
である。又、本発明の第４の液晶表示器は、光源からの
光をシリンダーレンズを介して透過形液晶ディスプレイ
の背面に所定の周期で移動させて照射し、前記透過形液
晶ディスプレイのバックライトとすることを特徴とする
ものである。又、本発明の第５の液晶表示器は、透過形
液晶ディスプレイのバックライトがピエゾ素子に設けた
反射光を用いることを特徴とするものである。又、前記
第１と第２の液晶表示器の光源が棒状光源から照射され
る光を樋状反射板で反射して得られる光源である前記液
晶表示器であることを特徴とするものである。

【０００８】又、本発明の第１の車両用表示装置は、車
両情報を表示する液晶表示器と、前記透過形液晶表示器
の表示を拡大する凸レンズと、前記凸レンズの虚像を投
影するハーフミラーとを備えるヘッドアップ・ディスプ
レイからなる車両用表示装置であって、前記液晶表示器
が透過形液晶ディスプレイと、光源から放射される光を
前記透過形液晶ディスプレイの背面に所定の周期で移動
させる駆動手段と、からなることを特徴とするものであ
る。又、前記車両用表示装置に於いて、前記駆動手段が
光源を反射するミラーの回動又は多面体ミラーの回転に
よることを特徴とするものである。又、前記光源が棒状
光源から照射される光を樋状反射板で反射してなる前記
車両用表示装置であることを特徴とするものである。

【０００９】又、本発明の第２の車両用表示装置は、レ
ーザー光源と、前記レーザー光源からのレーザー光を放
射状に散乱さけるシリンダーレンズと、車両情報を表示
する透過形液晶ディスプレイと、前記レーザー光を上下
又は左右に移動を繰り返して前記透過形液晶ディスプレ
イの背面にレーザー光を照射する駆動手段と、からなる
ことを特徴とするものである。又、本発明の第３の車両
用表示装置は、車両情報を表示する透過形液晶ディスプ
レイと、ピエゾ素子に設けられた反射板からの反射光を
バックライトとして用いる液晶表示器と、前記液晶表示
器の表示を拡大する凸レンズと、前記凸レンズの虚像を
反射するハーフミラーと、からなることを特徴とするも
のである。

【００１０】

【作用】本発明の液晶表示器は、透過形液晶ディスプレ
イの背面に照射される光を高速に移動を繰り返して透過
形液晶ディスプレイのバックライトとし、拡散板を用い
ることなく比較的小型の光源によって輝度むらを無くす
ことができる。又、光源からの光をミラーを高速に回動
及び多面体ミラーを高速に回転させて透過形液晶ディス
プレイの背面に照射し、液晶ディスプレイのバックライ
トとし、拡散板を用いることなく比較的小型の光源であ
っても輝度むらを無くすことができるものであり、多面
体ミラーの場合はクランク機構を必要としないので、構
造の単純化ができる。又、本発明の液晶表示器は、シリ
ンダーレンズを用いることによって、光源からの入射光
を扇状に放射して透過形液晶ディスプレイの背面に照射
し、その照射面を高速で移動することによってバックラ
イトとするものであり、小型の光源を用いることが可能
である。又、レーザー光であっても扇状に放射できるの
で液晶表示装置のバックライトの発色に多様性を与える
ことができる。又、本発明の液晶表示器は、ピエゾ素子
に反射体を用いることによって、ミラー駆動機構やモー
タを用いる必要がなく、小型化ができる。又、本発明の
液晶表示器に於いて、光源として樋状反射板を設けた棒
状光源を用いることによって、光源の小型化ができる。

【００１１】又、本発明の車両用表示装置は、上記の液
晶表示装置を用いて車両情報を液晶表示器で表示するも
のであり、透過形液晶ディスプレイの背面に光を高速で
照射することによって、液晶表示の輝度むらを解消する
ものである。又、レーザー光をシリンダーレンズを用い
ることによって、入射光を扇状に放射して透過形液晶デ
ィスプレイの背面に照射して、液晶表示器のバックライ
トとして用いた車両用表示装置とするものであり、液晶
表示の輝度むらを解消できるとともに、表示色に多様性
を与えることができる。又、ピエゾ素子に反射体を設け
てその反射光を透過形液晶ディスプレイのバックライト
としたものであり、ピエゾ素子に電圧を印加するのみで
反射光を透過形液晶ディスプレイの背面に照射するもの
であり、モータを含むミラー駆動機構を必要としないの
で小型化ができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係る液晶表示装置の一実施例
について、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、
本発明の液晶表示器の一実施例を示す斜視図であり、そ
の要部を示している。同図に於いて、１は車両情報が表
示される透過型液晶ディスプレイであり、その背後に光
を反射するミラー１５が備えられている。光源１３はソ
ケットに挿入されたハロゲンランプ等のランプ１３ａと
その反射傘９とから構成されている。この反射傘９の直
径ｈ_b は、透過型液晶ディスプレイの幅ｈ_a と略同じ幅
とする。また、ミラー１５の幅ｈ_c は透過型液晶ディス
プレイ１の幅ｈ_a と略同じ幅に設定する。２０は反射板
である。

【００１３】ミラー１５は保持板１４に固定され、保持
板１４の中央には軸１４ａが挿通されて保持板１４が回
転自在となっている。保持板１４の上端にはクランク１
７の一端がピン１７ａによって回転自在に取り付けら
れ、クランク１７の他端が歯車１６の外周部にピン１７
ｂによって回転自在に取り付けられている。歯車１６は
モータ１９の回転軸に取り付けられた歯車１８と噛合
し、モータ１９の回転に応じて歯車１８が回転し、クラ
ンク１７に連動してミラー１５が回動する機構となって
いる。

【００１４】次に、図２及び図３を参照してミラー駆動
機構と反射光について説明する。同図に於いて、モータ
が回転すると歯車１６が回転して、二点鎖線で示すよう
に、クランク１７が保持板１４を押し、更に、歯車１６
が回転すると保持板１４を引き戻すように動作する。ミ
ラー１５は軸１４ａを支点として矢印で示すように回動
する。従って、図３に示すように、光源１３からの光
ａ，ｂは実線で示したミラー１５に向かって照射され、
その反射光ｃ，ｄが透過型液晶ディスプレイ１に照射さ
れる。ミラー１５が二点鎖線の位置となると、光源１３
からの光ｅ，ｆは実線で示したミラー１５に向かって照
射され、その反射光ｇ，ｈが透過型液晶ディスプレイ１
に照射される。このようにミラー１５が回動すると照射
領域Ａは移動する。ミラー１５は実線の位置から二点鎖
線の位置、そして実線の位置へ戻るまでを一周期とする
と、透過型液晶ディスプレイ１の表示のちらつきを防止
できる周波数は、３０Ｈｚ以上の周波数であり、最適な
値としては５０Ｈｚ程度の周波数である。

【００１５】図４は、図１の液晶表示器の外観の分解斜
視図を示すものである。図４に於いて、透過型液晶ディ
スプレイ１と、内面に反射板が設けられたケース２１
と、ミラー１５とそのミラー駆動機構が収納されたケー
ス２２とで構成されている。ケース２１には光源１３か
らの光をミラー１５に導く開口部２１ａ，２１ｂが設け
られている。光源１３の光は開口部２１ａから入射さ
れ、反射面１５で反射して透過型液晶ディスプレイ１に
照射され、その反射光が透過型液晶ディスプレイ１に照
射される。

【００１６】次に、本発明に係る液晶表示器の他の実施
例について、図５を参照して説明する。同図（ａ）はそ
の概要を示す図であり、１は透過型液晶ディスプレイで
あり、１３は光源、２３はミラー２３ａ，２３ｂ，２３
ｃ…が備えられた六面体ミラーである。透過型液晶ディ
スプレイ１や光源１３は上記の実施例と同一のものであ
る。又、六面体ミラー２３は図５（ｂ）の斜視図で示さ
れるように六角柱状であるが、それに限定するものでは
なく、反射面が五或いは七面であってもよく、多面体で
あればよい。

【００１７】六面体ミラー２３が矢印方向に回転してい
るものとする。光源１３から放射される光ａはミラー２
３ｂで反射され、その反射光ｃが透過型液晶ディスプレ
イ１の背面に照射され、光ｂはミラー２３ａに反射して
反射光ｄが液晶ディスプレイ１の背面に照射される。光
ｅはミラー２３ａ，２３ｂで反射して反射光ｆ，ｇが液
晶ディスプレイ１の背面に照射される。六面体ミラー２
３が高速で回転するにつれて透過型液晶ディスプレイ１
の照射領域Ｒ₁ ，Ｒ₂ が高速に移動する。六面体ミラー
２３の一回転を一周期とし、その回転周波数が３０Ｈｚ
以上の周波数で液晶表示画面のちらつきや表示画面の輝
度むらの発生を防止できる。

【００１８】次に、本発明に係る液晶表示器の他の実施
例について、図６を参照して説明する。図６はその概要
を示す図であり、１は透過型液晶ディスプレイであり、
２４はレーザー光源であり、２５はシリンダーレンズで
ある。レーザー光源２４から発振するレーザー光はシリ
ンダーレンズ２５によって扇状に光が放射して透過型液
晶ディスプレイ１の背面に照射される。レーザー発振器
２４が上下或いは左右に移動させることによって、扇状
に放射される光は透過型液晶ディスプレイ１の背面全面
に照射される。液晶表示画面のちらつきや輝度むらの発
生を防止する為には、レーザー光源２４のレーザー光を
上下或いは左右に、３０〜５０Ｈｚの周期で移動させる
ことにより、液晶表示画面はレーザー光の発色による良
好な品質が得られる。

【００１９】又、上記実施例の光源１３は、バルブ状の
ランプ１３ａに限定することなく、図７に示す樋状反射
板２６を用いた棒状光源２７でもよいことは明らかであ
る。その場合、透過型液晶ディスプレイの幅に合わせた
光源にできる為に、小型化に寄与する。

【００２０】次に、本発明に係る液晶表示器の他の実施
例について、図８を参照して説明する。図８（ａ）は反
射体２９の一端が支持体３０で固定され、反射体２９の
片面にピエゾ素子２８が取り付けられている。また、同
図（ｂ）は反射体２９の両端が支持体３０で固定され、
反射体２９の片面にピエゾ素子２８が取り付けられてい
る。同図（ａ），（ｂ）では、ピエゾ素子２８の電極に
電圧を印加することにより、ピエゾ素子２８が振動す
る。反射体２９の支持体３０の位置によって、同図
（ａ），（ｂ）に点線で示したような振動モードとな
る。この振動面に光が入射すると、その反射光は所定の
範囲に照射されることになる。このピエゾ素子が接着さ
れた反射体に光が入射され、その反射光を透過形液晶デ
ィスプレイの背面に照射して、液晶表示器のバックライ
トとして用いることができる。

【００２１】次に、本発明の車両用表示装置の一実施例
について、図９を参照して説明する。同図はＨＵＤ形の
車両用表示装置であり、その車両情報の表示に上記実施
例の液晶表示器が用いられる。この液晶表示器は、透過
形液晶ディスプレイ１が用いられており、そのバックラ
イトとして光源１３とミラー１５とそのミラー駆動機構
３１から構成されている。ミラー１５はミラー駆動機構
３１によって回動する。このミラー駆動機構３１は上記
実施例と同じ機構でなされる。光源１３からの光はミラ
ー１５を介して透過形液晶ディスプレイ１の背面に照射
される。液晶ディスプレイ１に車両情報が表示され、レ
ンズ４で拡大され、虚像７として投影される。更に、そ
の虚像７はハーフミラー５に投影される。視点６ではハ
ーフミラー５の虚像８を車両情報として認知する。

【００２２】無論、図９の実施例では、光源１３及びミ
ラー１５及びミラー駆動機構３１が上記実施例に示した
全ての実施例が適用できる。例えば、光源１３は図７の
棒状光源を用いてもよい。又、ミラー１５は図９に示し
た多面体ミラーに置き換えてもよい。又、図６に示すよ
うにシリンダーレンズを用いて光源を扇状に放射して液
晶表示装置のバックライトとしてもよい。更に、図８に
示した反射体にピエゾ素子を設けたものをバックライト
として用いてもよい。このようなバックライトを用いて
液晶ディスプレイ１の背面に照射することにより、光源
１３を小型にできるとともに、狭い領域に種々の計器が
収納される車両用の表示装置として好適である。

【００２３】

【発明の効果】上述のように、本発明の液晶表示器によ
れば、透過化形液晶ディスプレイの背面に反射光を高速
に移動するようにして、透過形液晶ディスプレイのバッ
クライトとして用いるものであり、比較的小さい光源で
あっても輝度むらを無くすことが可能であり、表示品質
の向上が図られる利点がある。又、透過化形液晶ディス
プレイの背面に照射される反射光が高速に回動するミラ
ーや多面体ミラーの回転によってなされ、比較的小さい
光源であっても輝度むらを無くすことが可能であり、小
型化が達成され、且つ、表示品質の向上が図られる利点
がある。更に、液晶表示器のバックライトからの光を散
乱させる拡散板を用いる必要がない利点がある。

【００２４】本発明の車両用表示装置は、光源を小型化
することができるので、車両用表示装置を小型にできる
利点があるとともに、輝度むらを解消できるので表示品
質の向上が図られる。又、透過形液晶ディスプレイのバ
ックライトとして光源からの光を多面体ミラーを高速に
回転させて透過形液晶ディスプレイの背面に反射させる
ことにより、液晶ディスプレイの輝度むらの無い車両用
表示装置を提供できる。又、レーザー光線をシリンダー
レンズに入射させて、その透過光を扇状に放射して透過
形液晶ディスプレイの背面に照射し、その透過光を上下
或いは左右に高速に移動させることによってバックライ
トとするものであり、車両表示色の優れたものとするこ
とができる。又、点状光源やレーザー光線をシリンダー
レンズを用いて扇状放射光として透過形液晶ディスプレ
イの背面に照射して、液晶表示器のバックライトとして
用いたもので、表示品質の優れた車両用表示装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示器の一実施例を示す分解
斜視図である。

【図２】ミラー駆動機構を説明する為の図である。

【図３】ミラーによる光の反射光を説明する為の図であ
る。

【図４】図１の外観図を示す分解斜視図である。

【図５】（ａ）は本発明に係る液晶表示器の他の実施例
を示す概略図、（ｂ）は六面体ミラーの斜視図である。

【図６】本発明に係る液晶表示器の他の実施例を示す概
略図である。

【図７】光源の他の実施例を示す斜視図である。

【図８】（ａ），（ｂ）は、本発明に係る液晶表示器に
用いられる反射板の他の実施例である。

【図９】本発明に係る車両用表示装置の一実施例を示す
図である。

【図１０】従来の車両用表示装置の一例を示す図であ
る。

【図１１】（ａ）は液晶表示器の分解斜視図、（ｂ）は
そのＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１ 透過形液晶ディスプレイ ９ 反射傘 １３ 光源 １３ａ ランプ １４ 保持体 １５ ミラー １６，１８ 歯車 １７ クランク １９ モータ ２０ 反射板 ２１，２２ ケース ２３ 六角体ミラー ２４ レーザー光源 ２５ シリンダーレンズ ２６ 樋状反射板 ２７ 棒状光源 ２８ ピエゾ素子 ２９ 反射板 ３０ 支持体 ３１ ミラー駆動機構

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透過形液晶ディスプレイによる液晶表示
   器に於いて、 前記液晶表示器のバックライトが前記透過形液晶ディス
   プレイの背面を所定の周期で移動する光によることを特
   徴とする液晶表示器。
2. 【請求項２】 透過形液晶ディスプレイと、 前記透過形液晶ディスプレイの背後に設けられ、光源か
   ら放射される光を反射するミラーと、 前記ミラーを回動させてその反射光を前記透過形液晶デ
   ィスプレイの背面に所定の周期で移動させるミラー駆動
   部と、 を備えることを特徴とする液晶表示器。
3. 【請求項３】 透過形液晶ディスプレイと、 前記透過形液晶ディスプレイの背後に設けられ、光源か
   ら放射される光を反射する多面体ミラーと、 前記多面体ミラーを回転させてその反射光を前記透過形
   液晶ディスプレイの背面に所定の周期で移動させるミラ
   ー駆動部と、 を備えることを特徴とする液晶表示器。
4. 【請求項４】 光源からの光をシリンダーレンズを介し
   て透過形液晶ディスプレイの背面に所定の周期で移動さ
   せて照射し、前記透過形液晶ディスプレイのバックライ
   トとすることを特徴とする液晶表示器。
5. 【請求項５】 透過形液晶ディスプレイのバックライト
   がピエゾ素子に設けられた反射板からの反射光を用いる
   ことを特徴とする液晶表示器。
6. 【請求項６】 車両情報を表示する液晶表示器と、前記
   液晶表示器の表示を拡大する凸レンズと、前記凸レンズ
   の虚像を投影するハーフミラーとを備えるヘッドアップ
   ・ディスプレイからなる車両用表示装置に於いて、 前記液晶表示器が透過形液晶ディスプレイと、 光源から放射される光を前記透過形液晶ディスプレイの
   背面に所定の周期で移動させてバックライトとする駆動
   手段と、 からなることを特徴とする液晶表示器を用いた車両用表
   示装置。
7. 【請求項７】 レーザー光源と、 前記レーザー光源からのレーザー光を放射状に散乱させ
   るシリンダーレンズと、 車両情報を表示する透過形液晶ディスプレイと、 前記レーザー光を上下又は左右に移動を繰り返して前記
   透過形液晶ディスプレイの背面にレーザー光を照射する
   駆動手段と、 からなることを特徴とする車両用表示装置。
8. 【請求項８】 車両情報を表示する透過形液晶ディスプ
   レイと、 ピエゾ素子に設けられた反射板からの反射光をバックラ
   イトとして用いる液晶表示器と、 前記液晶表示器の表示を拡大する凸レンズと、 前記凸レンズの虚像を反射するハーフミラーと、 からなることを特徴とする車両用表示装置。