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発明の名称 表示装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−51335(P2001−51335A)
公開日 平成13年2月23日(2001.2.23)
出願番号 特願平11−225521
出願日 平成11年8月9日(1999.8.9)
代理人 【識別番号】100077919
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 義雄 (外1名)
【テーマコード(参考)】
2H018
2H088
2H102
5C022
【Fターム(参考)】
2H018 BD06 
2H088 EA25 GA10 HA21 HA28 MA04 MA06
2H102 BB09
5C022 AC03 AC69 AC77
発明者 本間 行
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 光拡散性の表示部分を有する板状で光透過型の表示素子と、前記表示素子の端面の一部から内部に光を入射させる光照射部材と、前記表示素子の端面の所定部分に設けられて光を反射させる反射部材とを備えることを特徴とする表示装置。
【請求項2】 前記表示素子は、高分子分散型液晶からなる表示層を有することを特徴とする請求項1記載の表示装置。
【請求項3】 対向して配置される一対の透明板と、当該一対の透明板の対向する表面にそれぞれ設けた透明電極と、当該一対の透明板の間に充填されて電圧印加により光拡散度が変わる表示媒体と、前記透明電極に接続されるとともに前記透明板の縁部分の一部に形成した電極端子とを有する表示素子と、表示素子の電極端子側の端面に対向して配置されるとともに、前記表示素子の内部に光を入射させる光源とを備えることを特徴とする表示装置。
【請求項4】 前記表示素子の端面の所定部分に設けられて光を反射させる反射部材をさらに備えることを特徴とする請求項3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、カメラなど光学機器のファインダや、ヘッドアップディスプレイなどのように、光学的な像の上に必要な情報を重ね合わせて表示させることのできる、透過型の液晶パネルからなる表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、光を拡散させて表示をする表示装置として、ガラスの一部を磨りガラス状にして表示するディスプレイや、電極印加により光拡散状態と透明状態に切り替えることのできる高分子分散型液晶からなる表示装置が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの表示装置において透明板の端面から光を入射させ、拡散状態の部分で光を拡散させて表示させる場合、光源に近い側の部分と遠い側の部分とでは輝度にムラが生じていた。
【0004】また、光源から離れた部分を十分に明るく光らせるためには、透明板に強い光を入射しなければならず、光源での消費電力が大きくなっていた。
【0005】そこで、本発明は、輝度にムラが少なく、光源からの光を効率的に利用できる表示装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため、本発明の表示装置は、光拡散性の表示部分を有する板状で光透過型の表示素子と、表示素子の端面の一部から内部に光を入射させる光照射部材と、表示素子の端面の所定部分に設けられて光を反射させる反射部材とを備える。
【0007】この場合、反射部材が表示素子の端面の所定部分に設けられて光を反射させるので、反射部材からの戻り光によって表示部分が再度照明されることになり、輝度ムラが生じにくく、光源からの光を効率的に利用することができる。
【0008】また、上記表示素子の好ましい態様では、表示素子が、高分子分散型液晶からなる表示層を有する。
【0009】この場合、表示素子が高分子分散型液晶からなる表示層を有するので、この高分子分散型液晶に電圧を印加すれば、電圧印加領域を光拡散性の表示部分とすることができ、表示部分の効率的でムラのない照明が可能になる。
【0010】また、本発明の表示装置は、対向して配置される一対の透明板と、これら一対の透明板の対向する表面にそれぞれ設けた透明電極と、これら一対の透明板の間に充填されて電圧印加により光拡散度が変わる表示媒体と、透明電極に接続されるとともに透明板の縁部分の一部に形成した電極端子とを有する表示素子と、表示素子の電極端子側の端面に対向して配置されるとともに、表示素子の内部に光を入射させる光源とを備える。
【0011】この場合、光源が表示素子の電極端子側の端面に対向して配置されるので、表示素子の内部に入射した光が電極端子を形成した領域を通過して光拡散度が変化した表示部分に入射する。よって、光源と表示部分とを離すことができ、強い光線によってフレアー等が生じることを防止することができる。
【0012】また、上記表示素子の好ましい態様では、表示素子の端面の所定部分に設けられて光を反射させる反射部材をさらに備える。
【0013】この場合、表示素子の端面の所定部分に設けられて光を反射させる反射部材をさらに備えるので、反射部材からの戻り光によって表示部分が再度照明されることになり、輝度ムラが生じにくく、光源からの光を効率的に利用することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】〔第1実施形態〕図1は、第1実施形態の表示装置の構造を示す。図1(a)は平面図であり、図1(b)は断面図である。
【0015】この表示装置は、光透過型の表示素子である表示パネル10と、表示パネル10を照明するための照明光を発生する一対の光源20と、表示パネル10周囲の端面のうち所定部分に設けた反射部材30と、表示パネル10の縁部分を固定する枠状のホルダ40とを備える。ここで、光源20とホルダ40は、表示パネル10の端面の一部から内部に光を入射させる光照射部材を構成する。
【0016】表示パネル10は、樹脂等からなる矩形の透明平板であり、内部に光拡散性の表示部分10aを有する。
【0017】反射部材30は、金属箔等からなり、表示パネル10の周囲のうち光源20に対向する端面10eとは反対側の端面10fに設けちれている。この反射部材30は、表示パネル10中を伝搬して端面10fから出射した照明光を端面10fに反射して表示パネル10中に戻す。
【0018】ホルダ40は、樹脂等でできた下側フレーム41と上側フレーム42とからなる。両フレーム41、42は、これらの間に表示パネル10の周囲の縁部分を挟んだ状態で互いに固定され、表示パネル10を支持するようになっている。
【0019】なお、一対の光源20は、ともに下側フレーム41に形成した溝41aに嵌め込まれてホルダ40に固定される。
【0020】図2は、反射部材30の働きを模式的に説明する図である。光源20から表示パネル10の端面10eに入射した照明光は、表示パネル10の上下の表面10sで全反射を繰り返しながら進む。表示パネル10に入射した照明光のうちの一部は、途中の表示部分10aで拡散され、拡散されなかった残りの照明光は表示パネル10の他端まで進む。この実施形態では、表示パネル10のうち光源20に向かう側面すなわち端面10fに反射部材30を設けているので、表示パネル10の端面10fから出射した照明光がこの反射部材30で反射されて表示パネル10内部に戻される。このように戻された照明光のうちの一部は途中の表示部分10aで拡散される。つまり、本実施形態の表示装置に組み込まれた表示パネル10では、光源20からの直接の照明光と、反射部材30で反射されて戻ってくる照明光との双方で表示部分10aを照明することになる。よって、端面に反射部材を有していない従来の表示パネルの場合と比較して、光源20からの照明光を無駄なく利用することができ、表示部分10aの輝度を十分高くすることができるとともに、照明に際しての輝度ムラ、すなわち光源20に近い部分での輝度と、光源20から離れた部分での輝度との差を減少させることができる。
【0021】なお、上記実施形態では、光源20と反射部材30とが向き合って対称な位置に配置してあるが、表示パネル10を入れるスペース確保等の都合のために無理ならば、特に光源20と反射部材30とを向き合わせて対称な位置に配置する必要はない。
【0022】また、上記実施形態では、表示パネル10を透明板とし、内部に光拡散性の表示部分10aを形成してあるが、このような表示装置を電界で駆動することによって拡散度が変化する高分子分散型液晶からなるものとすることもできる。この場合、表示パネル10は、対向して配置される一対の透明板と、一対の透明板の対向する表面にそれぞれ設けた透明電極と、一対の透明板の間に充填されて電圧印加により光拡散度が変わる表示層(例えば高分子分散型液晶)とからなるものとすることができる。
【0023】〔第2実施形態〕以下、第2実施形態の表示装置について説明する。第2実施形態の表示装置は、第1実施形態の表示装置の変形例であり、同一部分には同一の符号を付して重複説明を省略する。
【0024】図3は、第2実施形態の表示装置の要部を説明する平面図である。この表示装置では、反射部材30を、表示パネル10の周囲の4辺のうち3辺に対応する端面10f、10g、10hに設けている。このように、光源20とは反対側の辺の端面10fのみならず、その両隣りの端面10g、10hにも反射部材30を配置することにより、表示パネル10の長辺側で漏れていた照明光を無駄なく利用することができる。よって、反射部材30で反射されて表示パネル10中に戻ってくる光が増大し、表示部分10aの照明光量を増加させることができ、より高輝度で、輝度ムラの少ない表示が可能となる。
【0025】〔第3実施形態〕以下、第3実施形態の表示装置について説明する。第3実施形態の表示装置も、第1実施形態の表示装置の変形例である。
【0026】図4は、第3実施形態の表示装置の要部を説明する平面図である。この表示装置では、反射部材30を、表示パネル10の周囲の4辺すべてに対応する端面10e、10f、10g、10hに設けている。このように、光源20からの照明光が入射する部分を除いたほとんど全周囲に反射部材30を設けて表示パネル10の周囲を覆うことにより、表示パネル10に入射した照明光のほとんど全てが拡散に寄与することになる。つまり、照明光の損失を極限まで抑えることができると同時に、表示パネル10の表示領域内での輝度ムラがほとんどなくなる。
【0027】〔第4実施形態〕以下、第4実施形態の表示装置について説明する。第3実施形態の表示装置も、第1実施形態の表示装置の変形例である。
【0028】図5は、第4実施形態の表示装置の要部を説明するもので、図5(a)は平面図であり、図5(b)は断面図である。この表示装置では、表示パネル110を電界で駆動することによって拡散度が変化する高分子分散型液晶からなるものとする。
【0029】図6は、表示パネル110の断面構造を説明する図である。この表示パネル110は、ガラス製若しくは透明樹脂製の透明板である一対のガラス板111、112の隙間に表示媒体である高分子分散型液晶113を挟んだ構造となっており、高分子分散型液晶113は、表示パネル110の周囲に設けたシール材(図示省略)によってガラス板111、112間に封入されている。高分子分散型液晶113と上側のガラス板112との間、及び高分子分散型液晶113と下側のガラス板111との間には、ITO(インジウム・スズ・酸化物)からなる非常に薄い透明電極層115、116がそれぞれ形成されている。下側の透明電極層115を一様に形成し、透明電極層116を表示パネル110の必要な領域に適宜形成することで、高分子分散型液晶113の所望の領域(例えば図5のセグメント113a)を表示状態としたり非表示状態とすることができる。
【0030】ここで、セグメント113aの表示原理について簡単に説明する。高分子分散型液晶113は、ネマチック液晶を高分子中に分散させた高分子・液晶複合材料からなり、電界効果によって液晶の屈折率を変化させて散乱度を変化させるものである。高分子分散型液晶113を挟む一対の透明電極層115、116にほぼゼロの電圧を印加する場合、高分子分散型液晶113は、電界が加えられない状態となって入射光を散乱し、周囲と区別される(表示状態)。一方、上記一対の透明電極層115、116に所定以上の電圧を印加する場合、高分子分散型液晶113は、電界が加えられた状態となって高い光透過性を示し、周囲と見分けがつかなくなる(非表示状態)。
【0031】図5に戻って、表示パネル110のうち、光源20に対向する辺には、下側のガラス板111をはみ出させることによって段差が形成されている。この段差におけるガラス板111側の上面には、端子引出部118が形成されている。端子引出部118には、一定ピッチで電極端子Tが形成されている。各電極端子Tは、透明電極層115、116等に接続されている。この端子引出部118には、ゼブラと称される、絶縁層と導電層とを薄く多層に積層したゴム状体や、フレキシブルケーブルを圧着する。これにより、外部に設けた駆動回路(後述)からの給電が可能になる。
【0032】一対の光源20は、下側のガラス板111のうち端子引出部118を形成した端面110kに対向して配置される。
【0033】図7は、図6に示す表示装置を組み込んだ一眼レフレックスカメラの構造を概念的に説明する図である。
【0034】このカメラは、被写体の像をフィルム上に結像させるための撮影レンズ2と、撮影レンズ2からの光の光路を切り換えるための跳ね上げ式の反射ミラー3と、フィルムと共役な面に配置されるスクリーン4と、このスクリーン4に近接して配置される表示パネル110と、スクリーン4及び表示パネル110を透過した光を観察のために折り曲げるペンタプリズム5と、スクリーン4上に投影された像を観察するためのレンズ6とを備える。さらに、このカメラは、表示装置として、表示パネル110のほか、光源20と、表示パネル10の透明電極や光源20に適当な電圧を印加する駆動回路7とを備える。
【0035】なお、駆動回路7は、カメラの動作を統括的に制御するCPU8からの指示に基づいて動作する。CPU8は、図示を省略するAE装置やAF装置等からの信号に基づきつつ、駆動回路7を介して表示パネル110の表示状態を制御する。
【0036】図示のように、表示パネル110をスクリーン4に近接して配置すると、撮影レンズ2によってスクリーン4に結像した像光は、この表示パネル110のバックグランド(背景領域)をそのまま通過する。また、表示パネル110のバックグランド以外の部分(つまりセグメント113aの部分)が拡散状態となったときは、この部分に入射する光は拡散され、すべての方向に散乱されることから目の方向に進む光はごく一部分だけとなる。必然的に、この部分の光量は下がり、表示される部分がバックグランドに比べて暗くなる。つまり、この表示パネル110によって光学的に背景と表示パターンとがスーパーインポーズされることになる。
【0037】なお、スクリーン4に十分な光が到達しない場合、光源20を点灯して表示パネル110の端面110kから適当な光量の照明光を入射させることにより、暗い背景中に明るい表示パターンをスーパーインポーズして表示させることができる。この際、表示パネル110に入射した照明光のうち多くの部分がガラス板111、112の表面で全反射を繰り返してパネル全体に拡がっていく。セグメント113aの部分では、光が拡散されるので、照明光の一部が観測者の目の方向にも拡散されることになり、セグメント113aが明るく見える。
【0038】以上説明した表示装置では、表示パネル110の周囲の4辺のうち3辺の端面に反射部材30を設けている。これにより、表示パネル110に入射した照明光を無駄なく利用して、セグメント113aの照明光量を増加させることができ、より高輝度で、輝度ムラの少ない表示が可能となる。さらに、この表示装置では、光源20を端子引出部118側に配置することにより、光源20と表示パネル110中の視野領域との距離を端子引出部118の幅だけ離すことができる。つまり、フレアーの出やすい端子引出部118等を視野領域外に追い出すことができるので、全体としてのスペースを増加させることなく強い光線によってフレアー等が生じることを防止できる。
【0039】なお、図5には示していないが、下側のガラス板111のみに光が入射するように光源20の前にスリット状のマスク等を配置することで迷光が抑えられ、表示の見えをさらに良くすることができる。
【0040】以上、実施形態に即してこの発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、光源20からの照明光を表示パネル10、110に直接入射させることとしたが、光ファイバ等の光ガイドを用いて間接的に表示パネル10、110に入射させることもできる。
【0041】また、上記実施形態では、光源20と反射部材30とが向き合って対称な位置に配置してあるが、表示パネル10を入れるスペース等の都合のために無理ならば、特に光源20と反射部材30とを向き合わせて対称な位置に配置する必要はない。
【0042】また、上記実施形態では、反射部材30がつながって描かれているが、反射部材30は、一続きのものである必要はなく、複数部分に分割することもできる。
【0043】また、上記実施形態では、表示パネル10、110と反射部材30との間に特に何も介在させていないが、透明な接着剤等を利用して表示パネル10、110に反射部材30を密着させた方が、表示パネル10、110と反射部材30との隙間での光の損失を少なくすることができる。
【0044】また、上記実施形態では、反射部材30として箔状にした金属を用いているが、反射率の高い紙、ホログラフィック光学素子等、照明光を反射させることができる任意の材料を使用することができる。
【0045】また、上記実施形態では、反射部材30を表示パネル10、110の周囲に挿入したが、ホルダ40自体を反射部材30として利用することができる。すなわち、反射部材30を使用せず、表示パネル10、110を支持するホルダ40の内周面、すなわち表示パネル10の外周の端面に対向する下側フレーム41の内側面の反射率を高くすることによっても輝度を高くし輝度ムラを減少させることができる。
【0046】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明の表示装置によれば、反射部材が表示素子の端面の所定部分に設けられて光を反射させるので、反射部材からの戻り光によって表示部分が再度照明されることになり、輝度ムラが生じにくく、光源からの光を効率的に利用することができる。
【0047】また、本発明の別の表示装置によれば、光源が表示素子の電極端子側の端面に対向して配置されるので、表示素子の内部に入射した光が電極端子を形成した領域を通過して光拡散度が変化した表示部分に入射する。よって、光源と表示部分とを離すことができ、強い光線によってフレアー等が生じることを防止することができる。




 

 


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