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JP2009014400A - 表示装置 - Google Patents

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Junichi Ogiwara
純一 荻原
Hirobumi Imaizumi
博文 今泉
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Abstract

【課題】情報を実像として立体的に目視させる表示装置において、小型化が可能な表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置1は、情報を表す情報像2Aを表示する情報表示手段2と、情報像2Aの背景を表す背景像3Aを表示する背景表示手段3と、情報表示手段2と背景表示手段3との間に配置され、光を透過する機能と光を反射する機能とを有する半透光性部材4とを備え、情報表示手段2と背景表示手段3のうちで情報表示手段2を、半透光性部材4に近接させて配置し、半透光性部材4が、情報像2Aの光を目視側に透過させて情報像2Aを目視させ、且つ、背景像3Aの光を目視側に反射して虚像3Bとして背景像3Aを目視させる。これにより、情報を実像として立体的に目視させる表示装置において、小型化が可能な表示装置を提供できる。
【選択図】図2

Description

本発明は、情報を実像として立体的に目視させる表示装置に関するものであり、車両用に用いて好適である。
実像と虚像とを重ねて表示することによって、情報を実像として立体的に目視させる表示装置が開示されている(特許文献1を参照)。
この表示装置は、情報を表す指針計器と、指針計器の背景として星空をイメージさせる背景像を表示する背景表示手段と、指針計器と背景表示手段の間に配置されたハーフミラーとを備える。指針計器を実像として目視させ、これに重ねて星空をイメージさせる背景像を虚像として目視させる。実像と虚像の位置を目視側から見て前後方向にずらすことによって、背景像の虚像を基準として指針計器を実像として立体的に目視させることができる。
特開平9−288457号公報
しかし、特許文献1の表示装置では、指針計器と背景表示手段をハーフミラーの両側に分けて配置しているため、表示装置が大型化するという問題が生じている。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、情報を実像として立体的に目視させる表示装置において、小型化が可能な表示装置を提供することを目的とする。
本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。
請求項1に記載の表示装置は、情報を表す情報像を表示する情報表示手段と、情報像の背景を表す背景像を表示する背景表示手段と、情報表示手段と背景表示手段との間に配置され、光を透過する機能と光を反射する機能とを有する半透光性部材とを備え、情報表示手段と背景表示手段のうちで情報表示手段を、半透光性部材に近接させて配置し、半透光性部材が、情報像の光を目視側に透過させて情報像を目視させ、且つ、背景像の光を目視側に反射して虚像として背景像を目視させることを特徴とする。
この構成では、半透光性部材を情報表示手段と背景表示手段との間に配置し、情報表示手段と背景表示手段のうちで情報表示手段を、半透光性部材に近接させて配置している。このため、情報表示手段を半透光性部材に近接させて配置していることにより生じているスペース分で、表示装置を小型化できる。
また、この構成では、半透光性部材は、情報像の光を目視側に透過させて情報像を目視させ、且つ、背景像の光を目視側に反射して虚像として背景像を目視させる。また、情報表示手段と背景表示手段のうちで情報表示手段を、半透光性部材に近接させて配置しているため、目視側から見て背景像の虚像より前方側で情報像が目視される。したがって、背景像の虚像を基準として情報像を立体的に目視させることができる。
これらの結果、情報を実像として立体的に目視させる表示装置において、小型化が可能な表示装置を提供できる。
請求項2に記載の表示装置は、情報を表す情報像を表示する情報表示手段と、情報像の背景を表す背景像を表示する背景表示手段と、情報表示手段と背景表示手段との間に配置され、光を透過する機能と光を反射する機能とを有する半透光性部材とを備え、情報表示手段と背景表示手段のうちで背景表示手段を、半透光性部材に近接させて配置し、半透光性部材が、情報像の光を目視側に透過させて情報像を目視させ、且つ、背景像の光を目視側に反射して虚像として背景像を目視させることを特徴とする。
この構成では、透光性部材を情報表示手段と背景表示手段との間に配置し、情報表示手段と背景表示手段のうちで背景表示手段を、半透光性部材に近接させて配置している。このため、背景表示手段を半透光性部材に近接させて配置していることにより生じているスペース分で、表示装置を小型化できる。
また、この構成では、半透光性部材は、情報像の光を目視側に透過させて情報像を目視させ、且つ、背景像の光を目視側に反射して虚像として背景像を目視させる。また、情報表示手段と背景表示手段のうちで背景表示手段を、半透光性部材に近接させて配置しているため、目視側から見て背景像の虚像より後方側で情報像の実像が目視される。したがって、背景像の虚像を基準として情報像の実像を立体的に目視させることができる。
これらの結果、情報を実像として立体的に目視させる表示装置において、小型化が可能な表示装置を提供できる。
請求項3に記載の表示装置は、光源を備え、背景表示手段が、光源の発する光を背景像として背景表示手段を透過させるように構成されていることを特徴とする。これにより、背景表示手段を簡易に構成できる。
請求項4に記載の表示装置は、光を透過する機能を有する板状部材を備え、背景像の形状を有する開口部が形成された遮光性の遮光層を板状部材上に形成し、開口部を背景表示手段として構成していることを特徴とする。これにより、背景表示手段を簡易に構成できる。
請求項5に記載の表示装置は、光源を備え、背景表示手段が、光源の発する光を背景像として反射するように構成されていることを特徴とする。これにより、背景表示手段を簡易に構成できる。
請求項6に記載の表示装置は、背景像の色調を切り替える制御手段を備えることを特徴とする。背景像の色調(明度、色相、彩度の少なくともいずれか)を切り替えることにより、表示装置の意匠性を高めることができる。
請求項7に記載の表示装置は、制御手段が、情報像の内容に連動させて色調を切り替えることを特徴とする。これにより、情報像の内容を強調して表示できるため、情報像の内容をより認識し易くできる。
以下、本発明による表示装置を、自動車に搭載される速度計に適用した場合を例に図面に基づいて説明する。
(構成)
本発明の一実施形態による表示装置である速度計1は、運転席前方に配置され、図1に示すようにメータフード11によって周囲が覆われ、情報である自車両の車速を表示する。速度計1は、後述する青色の背景像3Aの虚像3Bを背景として、後述する車速を表す白色の情報像2Aを目視させる。虚像3Bは、地平線側が遠方側で目視される車道をイメージさせるものであり、情報像2Aへ向かって青色の明度が徐々に低く(いわゆるグラデーション状に)目視される。尚、虚像3Bにおいては、青色の明度が低い状態を狭い線間隔で表現し、青色の明度が高い状態を広い線間隔で表現している。また、速度計1は、情報像2Aの一部が虚像3Bと重なって目視されるように構成される。
速度計1は、図2に示すように、情報表示手段である液晶パネル2と、背景表示手段として構成されている開口部3と、半透光性部材であるポリカシート4とを備える。
液晶パネル2は、電圧無印加時には遮光性となり電圧印加時には透光性となり、情報像2Aをセグメント表示(デジタル表示)する。例えば、図1において符号2Aで示す「47km/h」を情報像2Aとして表示する場合、液晶パネル2において「47km/h」に対応するセグメントに電圧を印加してこのセグメントを透光性にする。この状態で、発光ダイオード21の発する白色光が、透明なアクリル樹脂等から形成された導光体22に導かれて、液晶パネル2を透過照明する。これにより、液晶パネル2は、黒色を背景として「47km/h」を表す白色の情報像2Aを表示する。
尚、液晶パネル2は、図示しないリードワイヤを介してプリント基板6と電気的に接続され、発光ダイオード21は、プリント基板6に実装される。また、ポリカシート4は、液晶パネル2と開口部3との間に配置され、液晶パネル2と開口部3のうちで液晶パネル2を、ポリカシート4に近接させて配置する。
背景像3Aの形状を有する開口部3は、遮光性で例えば黒色の遮光層31の開口部である。光を透過する機能を有する板状部材である透明でアクリル樹脂から形成されたアクリルシート30上に、開口部3を有する遮光層31を印刷等で形成し、開口部3を背景表示手段として構成する。
尚、速度計1は、光源である発光ダイオード32,33と、発光ダイオード32の発する青色光または発光ダイオード33の発する赤色光を開口部3に導く導光体34とを備える。また、図2は、発光ダイオード32が点燈し、発光ダイオード33が消燈している状態を示し、以下、この状態において速度計1の構成を説明する。
導光体34は、透明なアクリル樹脂等から形成され、導光体34によって導かれた発光ダイオード32の発する青色光が、青色の背景像3Aとして開口部3を透過する。即ち、開口部3は、発光ダイオード32の発する青色光が背景像3Aの形状で開口部3を透過するように形成される。具体的に、図1において虚像3Bが実像2Aへ向かって青色の明度が徐々に低く(いわゆるグラデーション状に)目視されるように、図2において開口部3の透過率が左側から右側へ向かって徐々に低くなるように、開口部3を遮光層31に形成する。
つまり、透明なアクリルシート30上に開口部3を有する遮光層31を形成し、発光ダイオード32、33の発する光を導光体34によって開口部3に導く構成によって、背景表示手段を簡易な開口部3として構成できる。
透明でポリカーボネート樹脂から形成されたポリカシート4は、透光性を有する板厚1mmの透光性シートであるが、表面で光を反射する表面反射機能、即ち、光を反射する機能を有するため、光を透過する機能と光を反射する機能とを有する。ポリカシート4は、矢印P1の光路に従って、情報像2Aの光を目視側に透過させて情報像2Aを目視させ、且つ、矢印P2の光路に従って、背景像3Aの光を目視側に反射して虚像3Bとして背景像3Aを目視させるように配置される。
尚、ハーフミラーの反射率と比較してポリカシート4の反射率が小さいため、虚像3Bの明度が情報像2Aの明度と比較して低下する場合がある。この場合は、発光ダイオード32,33の発光輝度を高めに設定することによって、虚像3Bの明度の低下を補うことができる。
以上のように、ポリカシート4を液晶パネル2と開口部3との間に配置し、液晶パネル2と開口部3のうちで液晶パネル2を、ポリカシート4に近接させて配置している。液晶パネル2をポリカシート4に近接させたことにより生じているスペースは、虚像3Bが目視されるスペースとなり、速度計1に不要なスペースとなる。換言すると、このスペースが、虚像3Bが目視されるスペースとなるため、このスペースに、虚像3Bと重ねて他の製品を配置することができる。このように、液晶パネル2をポリカシート4に近接させたことにより生じているスペース分で速度計1を小型化できる。
ポリカシート4は、情報像2Aの光を目視側に透過させて情報像2Aを目視させ、且つ、背景像3Aの光を目視側に反射して虚像3Bとして背景像3Aを目視させる。また、液晶パネル2と開口部3のうちで液晶パネル2を、ポリカシート4に近接させて配置している。これらのため、目視側から見て背景像3Aの虚像3Bより前方側で情報像2Aが目視される。さらに、液晶パネル2をポリカシート4に近接させたことにより、虚像3Bと情報像2Aの距離を増加できるため、背景像3Aの虚像3Bを基準として情報像2Aをより立体的に浮遊的に目視させることができる。
これらの結果、車速を実像2Aとして立体的に目視させる速度計1を、小型化できる。尚、白色の情報像2Aと青色の虚像3Bは、透明カバー10を通して目視されるように構成される。液晶パネル2と、アクリルシート30と、導光体22、34と、ポリカシート4と、透明カバー10は、ケース5に固定される。
以上説明した本実施形態による速度計1の電気回路構成について、図3に基づいて説明する。
速度計1は、マイクロコンピュータ等から構成される制御手段である制御装置7を備え、制御装置7には、自車両の車速を検出する速度センサ12が検出信号を入力可能に接続され、液晶パネル2と発光ダイオード21,32、33とが接続される。制御装置7は、発光ダイオード21を点燈し、速度センサ12からの出力信号に基づいて液晶パネル2に情報像2Aを表示させるように構成される。具体的に、制御装置7は、速度センサ12からの出力信号に基づいて、自車両の車速を算出し、液晶表示パネル2の作動を制御する。これにより、この車速を表す情報像2Aを液晶表示パネル2に表示させる。
また、制御装置7は、情報像2Aの内容に連動させて背景像3Aの色調(明度、色相、彩度の少なくともいずれか)を切り替えるように構成される。具体的に、制御装置7は、車速が例えば80km/h未満で青色光を発する発光ダイオード32を点燈し、車速が80km/h以上で発光ダイオード32を消燈して赤色光を発する発光ダイオード33を点燈する。
(作動)
以下、上記構成において本実施形態による表示装置である速度計1の作動を説明する。
図3において、運転者によって図示しないイグニッションスイッチがオンされると、制御装置7は、それを検出して作動を開始する。即ち、速度センサ12からの信号に基づいて、自車両の車速を算出し、この車速を表す情報像2Aを液晶パネル2に表示させ、白色光を発する発光ダイオード21を点燈する。図2において、情報像2Aの白色光は、矢印P1の光路に従って、ポリカシート4を透過して情報像2Aとして目視される。
車速が80km/h未満の場合、即ち、情報像2Aが80km/h未満の場合、赤色光を発する発光ダイオード33を点燈しないで、青色光を発する発光ダイオード32を点燈する。発光ダイオード32の発する青色光は、矢印P2の光路に従って、導光体34によって開口部3へ導かれ、青色光の背景像3Aとして透過する。背景像3Aの青色光は、ポリカシート4によって目視側に反射して青色の虚像3Bとして目視される。
以上により、目視側から見て青色の虚像3Bより前方側で白色の情報像2Aが目視される。さらに、液晶パネル2をポリカシート4に近接させていることにより、虚像3Bと情報像2Aの距離を増加できるため、背景像3Aの虚像3Bを基準として情報像2Aをより立体的に浮遊的に目視させることができる。
一方、高速道路などで車速が80km/h以上になった場合、即ち、情報像2Aが80km/h以上になった場合、青色光を発する発光ダイオード32を消燈して、赤色光を発する発光ダイオード33を点燈する。発光ダイオード33の発する赤色光も、矢印P2の光路に従って、導光体34によって開口部3へ導かれ、赤色光の背景像3Aとして透過する。背景像3Aの赤色光は、ポリカシート4によって目視側に反射して赤色の虚像3Bとして目視される。
この結果、目視側から見て青色から赤色に切り替わった虚像3Bより前方側で白色の情報像2Aが目視される。したがって、青色から赤色に切り替わった虚像3Bを基準として白色の情報像2Aを立体的に目視させることができる。
さらに、虚像3Bを青色から赤色に切り替えることにより、情報像2Aの内容を強調して表示できるため、即ち、車速が80km/h未満から80km/h以上になったことを、つまり、情報像2Aが80km/h未満から80km/h以上になったことを強調して表示できるため、この内容をより認識し易くできる。
また、虚像3Bを青色から赤色に切り替えることにより、速度計1の意匠性を高めることもできる。
これらの効果を、上述したように、ポリカシート4を液晶パネル2と開口部3との間に配置し、液晶パネル2と開口部3のうちで液晶パネル2を、ポリカシート4に近接させて配置する構成によって得ている。このため、液晶パネル2をポリカシート4に近接させたことにより生じているスペース分で速度計1を小型化でき、したがって、これらの効果を得ることができる速度計1を、小型化できる。
また、発光ダイオード32,33の発光輝度を高めに設定することによって、ハーフミラーと比較して安価なポリカシート4を用いることを可能としている。
また、透明なアクリルシート30上に開口部3を有する遮光層31を形成し、発光ダイオード32、33の発する光を導光体34によって開口部3に導く構成によって、上述の効果を、簡易な構成で得ることができる。
以上、本実施形態による表示装置である速度計1は、情報を表す情報像2Aを表示する情報表示手段である液晶パネル2と、情報像2Aの背景を表す背景像3Aを表示する背景表示手段である開口部3と、液晶パネル2と開口部3との間に配置され、光を透過する機能と光を反射する機能とを有する半透光性部材であるポリカシート4とを備え、液晶パネル2と開口部3のうちで液晶パネル2を、ポリカシート4に近接させて配置し、ポリカシート4が、情報像2Aの光を目視側に透過させて情報像2Aを目視させ、且つ、背景像3Aの光を目視側に反射して虚像3Bとして背景像3Aを目視させる。
これにより、情報を実像として立体的に目視させる表示装置において、小型化が可能な表示装置を提供できる。
(変形例)
上述の例では、半透光性部材としてポリカシート4を用いたが、アクリル樹脂で形成されたアクリルシートやハーフミラーをポリカシート4の代わりに用いることができる。
上述の例では、背景表示手段として遮光層31に形成された開口部3を用い、遮光層31をアクリルシート30に形成したが、アクリルシート30の代わりに透明なポリカーボネート樹脂から形成されたポリカシート等の透光性シートとすることも可能である。
また、背景表示手段として液晶パネルを用いることも可能である。
上述の例では、発光ダイオード32,33の発する光を背景像3Aとして開口部3を透過させるように構成したが、図4に示すように、発光ダイオード32,33の発する光を背景像31Aとして反射するように構成することも可能である。具体的に、開口部3の代わりに、太線で示すシボ面35を、アクリルシート30上に、微細な凹凸として形成する。また、導光体34の代わりに、透明なアクリル樹脂等から形成された導光体36を設け、導光体36によって導かれた発光ダイオード32、33の発する光をシボ面35に導くようにする。
これにより、導光体36によって導かれた発光ダイオード32または発光ダイオード33の発した光は、矢印P3の光路に従って、シボ面35が背景像31Aとして反射する。背景像31Aの光は、ポリカシート4によって目視側に反射し、虚像31Bとして目視される。また、情報像2Aの光は、ポリカシート4を透過して、情報像2Aとして目視され、目視側から見て虚像31Bより前方側で情報像2Aが目視される。
これにより、背景表示手段をシボ面35として簡易に構成でき、上述の例と同様な効果を得ることができる。
尚、アクリルシート30の代わりに、黒色等の不透光性シートにシボ面35を形成することも可能である。
また、シボ面35の代わりに、発光ダイオード32、33の発する光を背景像31Aとして反射する反射層をアクリルシート30に形成することも可能である。
上述の例では、液晶パネル2と開口部3のうちで液晶パネル2を、ポリカシート4に近接させたが、図5に示すように、液晶パネル2と開口部3のうちで開口部3をポリカシート4に近接させて配置するように構成することも可能である。これにより、開口部3をポリカシート4に近接させたことにより生じているスペース分で速度計1を小型化できる。
また、情報像2Aの光は、矢印P4の光路に従って、ポリカシート4を透過して情報像2Aとして目視される。また、発光ダイオード32または発光ダイオード33の発した光は、矢印P5の光路に従って、導光体37によって開口部3へ導かれ、背景像3Aとして透過する。背景像3Aの光は、ポリカシート4によって目視側に反射して虚像3Bとして目視される。
以上により、目視側から見て虚像3Bより後方側で情報像2Aが目視される。さらに、開口部3をポリカシート4に近接させたことにより、虚像3Bと情報像2Aの距離を増加できるため、背景像3Aの虚像3Bを基準として情報像2Aをより立体的に目視させることができる。これらの結果、情報像2Aとして立体的に目視させる速度計1を、小型化できる。
図1に示した虚像3Bの変形例を、虚像32Bとして図6に示す。虚像32Bは、情報像2Aの全周を覆うように楕円で帯状の形状を有し、中央側から外側へ向かって青色の明度が徐々に低く(いわゆるグラデーション状に)目視される。尚、虚像3Bにおいては、青色の明度が低い状態を狭い線間隔で表現し、青色の明度が高い状態を広い線間隔で表現している。
また、上述の例と同様に、虚像2Bが80km/h未満から80km/h以上になった際に、虚像31Bを青色から赤色に切り替える構成にすることが可能である。これにより上述の例と同様な効果を得ることができる。
また、上述の例では、虚像3B、31B、32Bを、青色と赤色の間で切り替える構成としたが、例えば、青色と赤色と緑色の三色間で切り替える構成とすることも可能であり、色相を切り替えないで、例えば、青色一色とすることも可能である。
また、上述の例では、虚像3B、31B、32Bを、色相を切り替える構成としたが、例えば、同じ青色で明度を切り替える構成とすることも可能である。
また、上述の例では、情報像2Aの内容に連動させて、背景像3A、31A(虚像3B,31B、32B)の色調(色相、明度、彩度の少なくともいずれか)を切り替える構成としたが、これに限らない。自車両に備わる機器の作動状態を報知するインジケータ(図示しない)の表示または自車両の異常を警告するウォーニング(図示しない)の表示に連動させて、背景像3A、31A(虚像3B,31B、32B)の色調を切り替える構成とすることも可能である。これにより、インジケータまたはウォーニングの表示を確実に認識させることができるため、いわゆるアンビエント効果を発揮させることができる。
また、情報像2Aを車速等のデジタル表示としないで、インジケータやウォーニングを表すマークやその他の情報像とすることも可能である。
尚、上述した例に限らないで、これらの組み合わせや、他の種々の変形例が考えられる。
図1は、本発明の一実施形態による表示装置である速度計1の正面図である。 図2は、図1中のII−II線断面図である。 図3は、図1に示す速度計1の回路構成図である。 図4は、図2の第1変形例を示す断面図である。 図5は、図2の第2変形例を示す断面図である。 図6は、図1の変形例を示す正面図である。
符号の説明
1 速度計(表示装置)、2 液晶パネル(情報表示手段)、21 発光ダイオード
22 導光体、2A 情報像、3 開口部(背景表示手段)
30 アクリルシート(板状部材)、31 遮光層、32、33 発光ダイオード(光源)
34、36、37 導光体、35 シボ面(背景表示手段)、3A、31A 背景像
3B、31B、32B 虚像、4 ポリカシート(半透光性部材)、5 ケース
6 プリント基板、7 制御装置(制御手段)、10 透明カバー、11 メータフード
12 速度センサ

Claims (7)

  1. 情報を表す情報像を表示する情報表示手段と、
    前記情報像の背景を表す背景像を表示する背景表示手段と、
    前記情報表示手段と前記背景表示手段との間に配置され、光を透過する機能と光を反射する機能とを有する半透光性部材とを備え、
    前記情報表示手段と前記背景表示手段のうちで該情報表示手段を、前記半透光性部材に近接させて配置し、
    前記半透光性部材は、前記情報像の光を目視側に透過させて該情報像を目視させ、且つ、前記背景像の光を該目視側に反射して虚像として該背景像を目視させることを特徴とする表示装置。
  2. 情報を表す情報像を表示する情報表示手段と、
    前記情報像の背景を表す背景像を表示する背景表示手段と、
    前記情報表示手段と前記背景表示手段との間に配置され、光を透過する機能と光を反射する機能とを有する半透光性部材とを備え、
    前記情報表示手段と前記背景表示手段のうちで該背景表示手段を、前記半透光性部材に近接させて配置し、
    前記半透光性部材は、前記情報像の光を目視側に透過させて該情報像を目視させ、且つ、前記背景像の光を該目視側に反射して虚像として該背景像を目視させることを特徴とする表示装置。
  3. 光源を備え、
    前記背景表示手段は、前記光源の発する光を前記背景像として該背景表示手段を透過させるように構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置。
  4. 光を透過する機能を有する板状部材を備え、
    前記背景像の形状を有する開口部が形成された遮光性の遮光層を前記板状部材上に形成し、該開口部を前記背景表示手段として構成していることを特徴とする請求項3に記載の表示装置。
  5. 光源を備え、
    前記背景表示手段は、前記光源の発する光を前記背景像として反射するように構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置。
  6. 前記背景像の色調を切り替える制御手段を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の表示装置。
  7. 前記制御手段は、前記情報像の内容に連動させて前記色調を切り替えることを特徴とする請求項6に記載の表示装置。
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