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公開番号2020154241
公報種別公開特許公報(A)
公開日20200924
出願番号2019055130
出願日20190322
発明の名称表示装置
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人
主分類G09F 9/305 20060101AFI20200828BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】光ファイバーを用いてより細かな複数パターンの形状の表示をより容易且つより迅速に切り替えて表示することを可能にする。
【解決手段】マルチコアファイバー30と、波長の異なる複数色の光を出射する光源10と、光源10から出射させる光の色を切り替える光源制御部20とを備え、光源10は、光源10から出射される光が複数のコア300のうちの一部のコア300に偏って入射されるように設けられており、複数のコア300は、光源10から出射する光の色の種類と同じ数の表示パターンを構成可能に、マルチコアファイバー30の断面方向にお互いが離間して配置されているとともに、コア長、コア間距離、及びコア径が、光源10から入射する光の色別に、コア300間のクロストークによって複数のコア300から出射される光の強弱のパターンが異なるように設けられており、光源制御部20は、光源10から出射させる光の色を切り替える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
複数のコア(300)を有する光ファイバーであるマルチコアファイバー(30)と、
波長の異なる複数色の光を出射する光源(10)と、
前記光源から出射させる光の色を切り替える光源制御部(20,20b)とを備え、
前記光源は、前記光源から出射される光が複数の前記コアのうちの一部のコアに偏って入射されるように設けられており、
複数の前記コアは、前記光源から出射する光の色の種類と同じ数の表示パターンを構成可能に、前記マルチコアファイバーの断面方向にお互いが離間して配置されているとともに、コア長、コア間距離、及びコア径が、前記光源から入射する光の色別に、前記コア間のクロストークによって複数の前記コアから出射される光の強弱のパターンが異なるように設けられており、
前記光源制御部は、前記光源から出射させる光の色を切り替えることで、複数の前記コアから出射される光の強弱のパターンを切り替えさせ、前記マルチコアファイバーの断面に、前記光源から出射する光の色ごとに異なる表示パターンの表示を行わせる表示装置。
続きを表示(約 460 文字)【請求項2】
前記光源は、前記光源から出射する光を集光する機構(40)によって、前記光源から出射される光が複数の前記コアのうちの一部のコアに偏って入射されるように設けられている請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
前記光源は、前記マルチコアファイバーの断面と対向する位置であって、且つ、複数の前記コアのそれぞれとの距離が均一とならない位置に設けられている請求項1に記載の表示装置。
【請求項4】
前記マルチコアファイバーとこのマルチコアファイバーに対応する前記光源との組を複数組備え、
前記光源制御部(20b)は、これらの組の前記光源から出射させる光の色を切り替える請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示装置。
【請求項5】
前記マルチコアファイバーとこのマルチコアファイバーに対応する前記光源との組ごとで前記表示パターンが均一でない請求項4に記載の表示装置。
【請求項6】
車両で用いられる請求項1〜5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】
本開示は、表示装置に関するものである。
続きを表示(約 7,500 文字)【背景技術】
【0002】
従来、光ファイバーを通信に用いることが知られている。また、光ファイバーを表示に用いることも知られている。例えば、特許文献1には、表示板上の所望の表示パターンを構成するように配置した漏洩型光ファイバーを発光させることで表示パターンを表示する技術が開示されている。特許文献1には、必要に応じて光ファイバー接続手段と漏洩型光ファイバー及び光ファイバーとを差し変えて、表示パターンを自由に変更することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開平11−72623号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に開示の技術では、漏洩型光ファイバーを表示板に二次元的に配置することで表示パターンを構成するため、細かな表示を行うことができない問題点がある。また、特許文献1に開示の技術では、表示パターンを変更するためには光ファイバー接続手段と漏洩型光ファイバー及び光ファイバーとをその都度差し変える必要がある。よって、表示パターンを切り替えるのに手間がかかるとともに、表示パターンを迅速に切り替えることができない問題点がある。
【0005】
この開示のひとつの目的は、光ファイバーを用いてより細かな複数パターンの形状の表示をより容易且つより迅速に切り替えて表示することを可能にす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】
【0006】
上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、開示の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【0007】
上記目的を達成するために、本開示の表示装置は、複数のコア(300)を有する光ファイバーであるマルチコアファイバー(30)と、波長の異なる複数色の光を出射する光源(10)と、光源から出射させる光の色を切り替える光源制御部(20,20b)とを備え、光源は、光源から出射される光が複数のコアのうちの一部のコアに偏って入射されるように設けられており、複数のコアは、光源から出射する光の色の種類と同じ数の表示パターンを構成可能に、マルチコアファイバーの断面方向にお互いが離間して配置されているとともに、コア長、コア間距離、及びコア径が、光源から入射する光の色別に、コア間のクロストークによって複数のコアから出射される光の強弱のパターンが異なるように設けられており、光源制御部は、光源から出射させる光の色を切り替えることで、複数のコアから出射される光の強弱のパターンを切り替えさせ、マルチコアファイバーの断面に、光源から出射する光の色ごとに異なる表示パターンの表示を行わせる。
【0008】
これによれば、光源からマルチコアファイバーの複数のコアに入射する光は、複数のコア間で偏ることになる。マルチコアファイバーのコアに入射した光は、複数のコア間でクロストークを生じ得る。クロストークは、入射する光の波長、コア長、コア間距離、及びコア径に依存するので、コアに入射する光の色ごとにクロストークの生じ方が異なる。よって、コアに入射する光がコア間で偏っている場合、コアに入射する光の色ごとに、クロストークによって複数のコアから出射される光の強弱のパターンが変化し得る。これに対して、本開示の表示装置では、複数のコアのコア長、コア間距離、及びコア径が、光源から入射する光の色別に、コア間のクロストークによって複数のコアから出射される光の強弱のパターンが異なるように設けられている。よって、コアに入射する光の色ごとに、複数のコアから出射される光の強弱のパターンを異ならせることができる。また、複数のコアは、光源から出射する光の色の種類と同じ数の表示パターンを構成可能に、マルチコアファイバーの断面方向にお互いが離間して配置されている。よって、コアに入射する光の色ごとに、複数のコアから出射される光の強弱のパターンによって、異なる表示パターンを表現することが可能になる。
【0009】
また、表示パターンは、マルチコアファイバーの断面方向にお互いが離間して配置されているコアによって表現するので、より細かな形状の表示を行うことが可能になる。さらに、光源制御部によって光源から出射させる光の色を切り替えることで、表示パターンを切り替えることが可能になるので、より容易且つより迅速に表示パターンを切り替えることが可能になる。その結果、光ファイバーを用いてより細かな複数パターンの形状の表示をより容易且つより迅速に切り替えて表示することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
表示装置1の概略的な構成の一例を示す図である。
赤色光を複数のコア300に入射する場合の複数のコア300から出射される光の強弱のパターンの一例を説明するための模式図である。
緑色光を複数のコア300に入射する場合の複数のコア300から出射される光の強弱のパターンの一例を説明するための模式図である。
青色光を複数のコア300に入射する場合の複数のコア300から出射される光の強弱のパターンの一例を説明するための模式図である。
マルチコアファイバー30の観測側断面に表示される表示パターンの一例を説明するための模式図である。
表示装置1aの概略的な構成の一例を示す図である。
表示装置1bの概略的な構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
図面を参照しながら、開示のための複数の実施形態を説明する。なお、説明の便宜上、複数の実施形態の間において、それまでの説明に用いた図に示した部分と同一の機能を有する部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。同一の符号を付した部分については、他の実施形態における説明を参照することができる。
【0012】
(実施形態1)
<表示装置1の概略構成>
以下、本実施形態について図面を用いて説明する。図1に示すように、表示装置1は、光源10、光源制御部20、及びマルチコアファイバー30を備える。表示装置1では、マルチコアファイバー30の断面が、観測者Obによって観測される表示面となる。表示装置1では、光源10、光源制御部20、及び観測者Ob側の断面(以下、観測側断面)を除くマルチコアファイバー30が、例えばハウジングに収納されている構成とすればよい。このハウジングとしては、例えば樹脂等を用いればよい。ハウジングとしては、光源10から出射される光を反射しにくい素材を用いることが好ましい。
【0013】
光源10は、波長の異なる複数色の光を出射する。光源10は、それぞれ波長が異なる色の光を発光する発光体を複数有する構成とすればよい。発光体は、電源から供給される電力を用いて発光する。発光体としては、半導体レーザ,発光ダイオード(以下、LED)等の発光素子を用いればよい。以下では、発光体としてLEDを用いる場合を例に挙げて説明を行う。
【0014】
一例として、本実施形態では、光源10は、赤色LED100R、緑色LED100G、及び青色LED100Bを有している。赤色LED100Rは、赤色の光を発光する。赤色の光としては、例えば620〜750nmの範囲内の波長の光を用いればよい。緑色LED100Gは、緑色の光を発光する。緑色の光としては、例えば495〜570nmの範囲内の波長の光を用いればよい。青色LED100Bは、青色の光を発光する。青色の光としては、例えば450〜495nmの範囲内の波長の光を用いればよい。赤色LED100R、緑色LED100G、及び青色LED100Bは、パッケージ化されたLEDチップであってもよい。
【0015】
光源10は、マルチコアファイバー30の観測側断面とは反対側の断面(以下、光源側断面)と対向する位置に設けられる。これにより、光源10から出射される光が、マルチコアファイバー30の光源側断面から入射し、観測側断面から出射する。
【0016】
光源制御部20は、光源10から出射させる光の色を切り替える制御回路である。光源制御部20は、例えばプロセッサを備えるマイクロコンピュータであってもよいし、ICチップであってもよいし、他の制御回路であってもよい。一例として、光源制御部20は、電源から赤色LED100R、緑色LED100G、及び青色LED100Bに流れる電流を制御することで、光源10から出射させる光の色を切り替える。
【0017】
例えば、光源制御部20は、赤色LED100Rに電流を流させる一方、緑色LED100G及び青色LED100Bに電流を流させないことで、赤色光を出射させればよい。光源制御部20は、緑色LED100Gに電流を流させる一方、赤色LED100R及び青色LED100Bに電流を流させないことで、緑色光を出射させればよい。光源制御部20は、青色LED100Bに電流を流させる一方、赤色LED100R及び緑色LED100Gに電流を流させないことで、青色光を出射させればよい。
【0018】
マルチコアファイバー30は、コア300及びクラッド310を有する。マルチコアファイバー30は、1つのクラッド310の中に複数のコア300を配置した光ファイバーである。複数のコア300は、マルチコアファイバー30の伸長方向に、お互いが略平行に配置される。コア300及びクラッド310は、透過性の高い石英ガラス,樹脂等でできている。コア300は、クラッド310と比較して屈折率が高くなっている。これにより、マルチコアファイバー30は、全反射の現象を利用して、コア300で光を伝搬する構造となっている。本実施形態では、コア300から出射される光を利用することで、マルチコアファイバー30の観測側断面を表示面として用いる。
【0019】
マルチコアファイバー30の材質は、通信用途で用いられる光ファイバーと共通の材質を用いればよい。これにより、通信用途で用いられる光ファイバーを転用することが可能になり、表示装置1の製造の手間を減らすことができる。一方、マルチコアファイバー30は、通信用途で用いられるよりも長さが大幅に短くなっている。これは、表示装置1の配置の自由度を増すために、表示装置1を薄型にすることが好ましいためである。一例としては、マルチコアファイバー30の伸長方向の長さは数cm以下とすればよい。
【0020】
複数のコア300は、光源10から出射する光の色の種類と同じ数の表示パターンを構成可能に、マルチコアファイバー30の断面方向にお互いが離間して配置されている。本実施形態の例では、光源10から出射する光の色の種類は赤,緑,青の3種類であるので、3つの表示パターンを構成可能に配置されている。
【0021】
ここで、マルチコアファイバー30の断面方向におけるコア300の配置の一例について、図1を用いて説明する。図1の例では、複数のコア300として、5つのコア300A,コア300B,コア300C,コア300D,コア300Eを用いる場合を例に挙げて説明を行う。コア300Aは、マルチコアファイバー30の断面の中央に配置される。コア300B,コア300C,コア300D,コア300Eは、マルチコアファイバー30の断面視でコア300Aを中心にして正方形状に囲むように配置される。図1の例に示す配置によって表現可能な3種類の表示パターンについては後述する。
【0022】
光源10とマルチコアファイバー30との、マルチコアファイバー30の断面方向の位置関係については、以下の通りである。光源10は、複数のコア300のそれぞれとの距離が均一とならない位置に設けられている。これは、光源10から出射される光が複数のコア300のうちの一部のコアに偏って入射されるようにするためである。図1の例では、光源10は、コア300A〜コア300Eのうちのコア300Aに最も近く、コア300B〜コア300Eについては等距離となる位置関係となっている。図1の例では、光源10から出射される光が、コア300B〜コア300Eよりもコア300Aに多く入射し、コア300B〜コア300Eには均等に入射するものとする。
【0023】
また、複数のコア300は、コア長、コア間距離、及びコア径が、光源10から入射する光の色別に、コア300間のクロストークによって複数のコア300から出射される光の強弱のパターンが異なるように設けられている。コア300間のクロストークとは、主に隣接するコア300間のクロストークである。ここで言うところの隣接とは、クラッド310を介して隣り合っていることを意味する。複数のコア300へ入射する光の色別に複数のコア300から出射される光の強弱のパターン(つまり、表示パターン)を異ならせる原理について、以下で説明を行う。
【0024】
<表示パターンを異ならせる原理について>
マルチコアファイバー30では、隣接するコア300間で光が漏れ出して伝わるクロストークが生じる。クロストークは、入射する光の波長、コア長、コア間距離、及びコア径に依存する。よって、同一のコア300に入射する光であっても、光の色ごとにクロストークの生じ方が異なる。このことから、複数のコア300に入射する光がコア300間で偏っている場合、コア300に入射する光の色ごとに、クロストークによって複数のコア300から出射される光の強弱のパターンが変化し得る。これを利用して、コア長、コア間距離、及びコア径を調整して設計することで、複数のコア300に入射する光の色ごとに、複数のコア300から出射される光の強弱のパターンを、観測者Obから認識可能な程度に異ならせることができる。
【0025】
ここで、図2〜図4を用いて、3色の光の色ごとに複数のコア300から出射される光の強弱のパターンを異ならせる例について説明を行う。図2〜図4では、便宜上、図1の複数のコア300のうちの、コア300Aとコア300Bとの関係に絞った模式図を用いて説明を行う。図2が赤色光をコア300に入射する場合の複数のコア300から出射される光の強弱のパターンの一例を説明するための模式図である。図3が緑色光をコア300に入射する場合の複数のコア300から出射される光の強弱のパターンの一例を説明するための模式図である。図4が青色光をコア300に入射する場合の複数のコア300から出射される光の強弱のパターンの一例を説明するための模式図である。図2〜図4では、コア300A及びコア300Bのコア長、コア間距離、及びコア径は同じであって、入射する光の波長のみが異なる。
【0026】
図2に示すように、赤色LED100Rから出射される赤色光は、コア300A及びコア300Bに入射する。コア300A及びコア300Bに入射する赤色光は、コア300Bよりもコア300Aに多く入射する偏りがあるものとする。コア300A及びコア300Bに入射する赤色光は、コア300Aとコア300Bとの間での赤色光の波長に応じたクロストークにより、コア300Aとコア300Bとを行き来し、コア300A及びコア300Bから出射する。
【0027】
図2の例では、クロストークの結果、コア300Aに入射した赤色光の大半がコア300Aから出射し、コア300Bに入射した赤色光の大半がコア300Bから出射するようになっているものとする。この場合、マルチコアファイバー30から出射される赤色光は、コア300Aで強く、コア300Bで弱くなる。その結果、マルチコアファイバー30の観測側断面では、コア300A及びコア300Bのうちのコア300Aのみが赤色に光る表示パターンが見られるようになる。
【0028】
図3に示すように、緑色LED100Gから出射される緑色光も、コア300A及びコア300Bに入射する。コア300A及びコア300Bに入射する緑色光も、コア300Bよりもコア300Aに多く入射する偏りがあるものとする。コア300A及びコア300Bに入射する緑色光は、コア300Aとコア300Bとの間での緑色光の波長に応じたクロストークにより、コア300Aとコア300Bとを行き来し、コア300A及びコア300Bから出射する。
【0029】
図3の例では、クロストークの結果、コア300Aに入射した緑色光の大半がコア300Bから出射し、コア300Bに入射した緑色光の大半がコア300Aから出射するようになっているものとする。この場合、マルチコアファイバー30から出射される緑色光は、コア300Bで強く、コア300Aで弱くなる。その結果、マルチコアファイバー30の観測側断面では、コア300A及びコア300Bのうちのコア300Bのみが緑色に光る表示パターンが見られるようになる。
【0030】
図4に示すように、青色LED100Bから出射される青色光も、コア300A及びコア300Bに入射する。コア300A及びコア300Bに入射する青色光も、コア300Bよりもコア300Aに多く入射する偏りがあるものとする。コア300A及びコア300Bに入射する青色光は、コア300Aとコア300Bとの間での青色光の波長に応じたクロストークにより、コア300Aとコア300Bとを行き来し、コア300A及びコア300Bから出射する。
(【0031】以降は省略されています)

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