CN116990973A - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够单向地显示高分辨率的影像信息的搭载于车辆的显示装置，其具有显示面板，光束从所述显示面板向所述车辆的挡风玻璃的显示区域行进，来自所述显示面板的光束的行进方向在离开所述车辆的驾驶员的方向上倾斜，所述挡风玻璃的所述显示区域位于靠近所述所述挡风玻璃的下端的位置。

Description

显示装置

本申请是国际申请号为PCT/JP2020/002081、2021年6月23日进入中国国家阶段的申请号为202080007312.9的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及对机动车、电车、航空器等(以下总称为“车辆”)的前风窗玻璃或后风窗玻璃或侧窗玻璃等、或者组合器等投射影像光进行显示的搭载于车辆的显示装置。

背景技术

对机动车的前风窗玻璃或组合器投射影像光形成虚像而显示路线信息和拥堵信息等交通信息和燃料剩余量和冷却水温度等机动车信息的所谓平视显示(HUD：Head-Up-Display)装置，例如因专利文献1等已知。

这种信息显示装置中，一般而言，为了减少驾驶员的视点移动的目的而能够将影像信息作为虚像进行监视，所以大多采用将影像显示装置上显示的影像使用包括凹面反射镜(凸透镜的作用)的光学系统对驾驶员的视点投射的结构。

另外，虽然与这种信息显示装置不同，但一般而言作为具备屏幕的影像显示装置中使用的屏幕，具备包括粘结剂和微粒的光扩散层的透明屏幕或反射型屏幕，因以下专利文献2和3已知。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-194707号公报

专利文献2：日本专利第6133522号公报

专利文献3：日本专利第6199530号公报

发明内容

发明要解决的课题

上述现有技术的平视显示方式的车辆信息显示装置中，以不妨碍驾驶员对车辆外部的视野的方式，显示虚像的AR(Augmented-Reality＝增强现实)信息。但是，例如显示地图等信息的情况下，所显示的地图信息可能妨碍外部的视野。另外，该车辆信息显示装置中，要求扩大能够显示的区域，另一方面，也要求虚像分辨率高且辨认性高。因此，因为可以得到高品质的影像、且廉价，所以较多使用液晶显示元件(液晶显示面板)，但另一方面，因为为了装置的小型化而使用小型的液晶显示元件，所以得到的投射图像的分辨率不足，例如不适合显示智能手机等上显示的高分辨率的影像，这样的新课题变得明确。

另外，该平视显示方式的车辆信息显示装置，并不以对车辆外部显示影像信息为目的。因此，要对车辆外部显示影像信息的情况下，在车辆内部搭载显示器等影像显示装置等，透过车辆的玻璃显示该影像信息。但是，该情况下，这些影像显示装置会妨碍驾驶员的视野，在安全驾驶上并不优选。

另外，作为现有技术的专利文献2和3中，公开了信息显示装置中使用的具有包括粘结剂和微粒的光扩散层的反射型屏幕或透明屏幕，但对于本发明的车辆中的应用和用于它的具体方法和方式和结构并没有示出。

本发明目的在于提供一种代替现有的平视显示方式的车辆信息显示装置地，能够经由车辆的挡风玻璃即前风窗玻璃(进而也可以是后风窗玻璃或侧窗玻璃)显示高分辨率的影像信息，该情况下，显示的影像信息在车辆内部能够被包括驾驶员的搭乘(同乘)者看到，但另一方面从车辆外部不能看到，或者从车辆外部能够看到，但另一方面不能被车辆内部的搭乘(同乘)者看到的，所谓能够进行单向性的显示的车辆信息显示装置。进而，目的在于提供一种使用了该车辆信息显示装置的车辆用信息显示系统。

用于解决课题的技术方案

本发明中，为了达成上述目的，提供一种将车辆的挡风玻璃的一部分用作显示区域来对所述车辆的内部显示信息的车辆信息显示装置，其包括：设置在所述车辆的内部的、投射所述信息的影像光的影像显示装置；设置于在所述挡风玻璃的一部分中设定的所述显示区域的内侧面的透明板；和将来自所述影像显示装置的所述影像光的方向变换为朝向所述透明板的光方向变换面板，所述透明板按从所述挡风玻璃一侧去往所述影像显示装置的顺序包括相位差片、吸收特定偏振波的吸收型偏振片和具有光扩散作用的透明片材，向所述车辆的内部显示由所述光方向变换面板变换方向后的所述影像光所表达的所述信息。

另外，本发明中，为了达成上述目的，提供一种使用车辆的挡风玻璃的一部分显示信息的车辆用信息显示系统，在所述车辆内至少具有1个第1～12方面中的任一个方面所述的车辆信息显示装置，将所述车辆的挡风玻璃的一部分用作显示区域，使来自所述车辆信息显示装置的影像光向透明板投射，其中所述透明板设置于在所述车辆的所述挡风玻璃的一部分中设定的所述显示区域的内侧面。

发明效果

根据本发明，能够发挥提供一种能够单向地显示高分辨率的影像信息的车辆信息显示装置、进而提供一种使用该车辆信息显示装置的新颖的可用性优秀的车辆用的信息显示系统。

附图说明

图1是说明搭载本发明的一个实施方式的车辆用信息显示系统的机动车的顶面图和前风窗玻璃的曲率半径的差异的图。

图2是表示构成本发明的一个实施方式的车辆用信息显示系统的车辆信息显示装置的概略结构的图。

图3是说明车辆信息显示装置的更具体的结构的图。

图4是表示构成车辆信息显示装置的影像投射装置的光源装置的详细结构的图。

图5是表示构成影像投射装置的光源装置的光学系统的一例的图。

图6是用于说明构成车辆信息显示装置的光方向变换面板的原理的图。

图7是表示构成车辆信息显示装置的保护罩的概略结构的横截面图。

图8是说明构成车辆信息显示装置的单向性的透明板的结构和作用的图。

图9是表示配置了车辆信息显示装置的机动车的驾驶室内的配置的一例的图。

图10是表示配置了车辆信息显示装置的机动车的驾驶室内的配置的一例的图。

图11是表示构成本发明的一个实施方式的车辆用信息显示系统的HUD型的信息显示装置的概略结构的图。

图12是说明车辆用信息显示系统的变形例的图。

图13是表示车辆用信息显示系统的变形例中的透明板发挥的作用的图。

图14是说明车辆用信息显示系统的其他变形例的图。

图15是用于说明S偏振光和P偏振光的入射角度引起的玻璃的反射率变化的概略图。

图16是表示太阳光的分光辐射照度的图。

具体实施方式

以下，使用附图等，详细说明本发明的实施方式。另外，本发明并不限定于以下说明，能够在本说明书中公开的技术思想的范围内由本行业从业者进行各种变更和修正。另外，用于说明本发明的全部图中，对于具有同一功能的部分附加同一标记，有时省略其反复说明。

＜车辆信息显示系统＞

图1的(a)是将本发明的一个实施方式的车辆信息显示装置100搭载在机动车或电车或航空器等中的、特别是机动车中的情况下的顶面图。在机动车主体1的驾驶座前部，存在投射影像光进行显示用的作为透光性的被投射部件的前风窗玻璃6、后风窗玻璃6’、侧窗玻璃6”等(总称为“挡风玻璃”)。特别是，前风窗玻璃6中相对于车体的倾斜角度因机动车的类型而不同。发明人为了实现最优的虚像光学系统而对该曲率半径也进行了调查。结果，得知了前风窗玻璃6如图1的(b)所示，相对于机动车的接地面水平的水平方向的曲率半径Rh和相对于水平轴垂直方向的曲率半径Rv不同，Rh与Rv之间一般有以下关系成立。

Rh>Rv

另外，得知了该曲率半径的差异、即与Rv相对的Rh大多处于1.5倍至2.5倍的范围中。

本发明涉及能够经由构成车辆的一部分的作为被投射部件的前风窗玻璃6、后风窗玻璃6’、和/或侧窗玻璃6”、在驾驶员驾驶本车时使车辆内部的驾驶员和同乘者监视影像信息、另一方面也对车辆外部显示影像信息的系统。结果，驾驶员和同乘者能够在前风窗玻璃6等的显示区域中适当显示必要的信息、在车辆内进行监视，但另一方面不能从车辆外部监视该信息。或者，也能够经由后风窗玻璃6’或侧窗玻璃6”(也可以包括前风窗玻璃6)对车辆外部显示影像信息，该显示的信息能够从外部监视，但不能从车内监视，不会妨碍驾驶员和同乘者监视外部的景观，不会妨碍驾驶。

另外，太阳光等自然光中，如图16所示不仅是从紫外线到红外线的较宽波段的光，而且偏振方向也以在光的前进方向上垂直的振动方向的光与水平方向的光即2种偏振方向(以下记作S偏振和P偏振)的光混合的状态存在。特别是，对前风窗玻璃6的输入角度超过50度的区域中，如图15所示，玻璃面上的反射率因S偏振和P偏振、进而因入射角而分别不同。

于是，本实施方式中，基于上述发明人得到的见解，即考虑通过前风窗玻璃6进入的太阳光大多是P偏振成分，确认了为了抑制进入信息显示装置内的包括太阳光的外部光，特别减少P波成分是有效的，另外，使用S波成分作为从信息显示装置投射的影像光是有效的。

接着，参考图2，对于构成本发明的车辆用信息显示系统的车辆信息显示装置，在以下参考附图详细说明其具体结构。

＜车辆信息显示装置的具体结构1＞

图2示出了经由构成车辆的一部分的作为透明的被投射部件的前风窗玻璃6、在驾驶员监视的外部景观的一部分上显示影像信息的车辆信息显示装置100的整体结构。此处，将前风窗玻璃6分割为多个区域并在其一部分区域(本例中是前风窗玻璃6的下部)中用前风窗玻璃6使来自影像显示装置(影像投射装置)48的影像光扩散、反射，驾驶员和同乘者单向地监视其反射像。结果，驾驶员和同乘者能够在前风窗玻璃6的显示区域中适当显示并监视必要的信息，另一方面，从车辆的外部不能观看该信息。

车辆信息显示装置100中，影像显示装置48如图2所示，例如将来自智能手机300等的高分辨率的地图信息(大型高分辨率的影像显示装置的影像)经由以下详述的光方向变换面板54和保护罩50对前风窗玻璃6的内侧表面投射，用在该前风窗玻璃6的表面上设置的透明板(薄片)51使其向监视者(驾驶员)的眼8反射，由此在前风窗玻璃6上显示影像。

另外，本例中，示出了使用搭载了提供地图信息等的导航功能的作为高性能的便携终端装置的智能手机300的情况的一例，智能手机300输出的显示画面经由有线的连接端子、或者用Bluetooth(注册商标)或Wifi(注册商标)等无线输入，能够显示其影像，由此，驾驶员能够使用车辆信息显示装置100监视高分辨率的影像信息。

另外，虽然此处没有图示，但智能手机300与影像显示装置48同样地具有由CPU(Central Processing Unit)、具有作为工作存储器和信息蓄积/存储单元的功能的RAM和ROM等各种固体存储器等构成的控制部，具备生成必要的影像并在其显示装置(液晶显示器)上显示的功能，这是理所当然的。

进而，对于车辆信息显示装置100的更具体的结构，使用图3进行说明。构成影像显示装置48的液晶显示面板(影像显示元件)52例如由画面尺寸超过6英寸的比较大型的液晶显示面板构成。一般而言，前风窗玻璃6的曲率半径部分地不同的情况较多，所以取决于使影像反射的场所而在显示影像中产生不均匀(纵方向和横方向)的变形。因此，为了从监视方向观看反射像的情况下得到准确的影像而需要变形修正。为了用该变形修正进行实用上没有问题的水平的修正，面板的分辨率需要在1280×720点以上。

另外，影像显示装置48与上述液晶显示面板52一同具备构成其光源的光源装置101，图3中，与液晶显示面板52一同在其下方用展开立体图示出了光源装置101。

该液晶显示面板(影像显示装置)52如图3所示，用作为背光源装置的光源装置101得到指向性强的照明光束，使与输入的影像信号相应地施加了调制的影像光向前风窗玻璃6上设置的透明板51出射。

另外，该图3中，车辆信息显示装置100与构成影像显示装置48的液晶显示面板52一同、进而具备控制来自光源装置101的出射光束30的指向特性的光方向变换面板54、且根据需要具备夹角扩散板地构成。即，成为在液晶显示面板52的两面设置偏振片、特定偏振波的影像光用影像信号调制光的强度地出射的结构。由此，使来自智能手机300等的高分辨率的影像(大型高分辨率的影像显示装置的影像)经由光方向变换面板54向前风窗玻璃6投射，经由在其表面上设置的透明板51，向监视者(驾驶员)的眼8反射。

另外，光源装置101如图4所示，例如由塑料等形成，由在其内部收纳了之后详述的LED元件、准直器、合成扩散模块、导光体等的光源装置101的箱体(参考图3)构成，在其顶面安装了构成影像显示装置48的液晶显示面板52。另外，在光源装置101的箱体的一个侧面上，安装安装了作为半导体光源的LED(Light Emitting Diode)元件14a、14b、及其控制电路的LED基板102，并且在该LED基板102的外侧面上，安装了作为对上述LED元件和控制电路中发生的热进行冷却用的部件的散热器103(参考图3)。

另一方面，在光源装置箱体101的顶面安装的影像显示装置48，由液晶显示面板框、在该框中安装的液晶显示面板52、以及与液晶显示面板52电连接的FPC(FlexiblePrinted Circuits：柔性配线基板)403(参考图3)等构成。即，作为液晶显示元件的液晶显示面板52与作为固体光源的LED元件14a、14b一同通过基于来自构成电子装置的控制电路(此处未图示)的控制信号对透过光的强度进行调制而生成显示影像，之后详细说明。

接着，对于光源装置101的结构、即在光源装置箱体内收纳的光学系统的一例，在以下参考图4和图5详细进行说明。

在图4和图5中，示出了构成光源的多个(本例中是2个)LED元件14a、14b，它们相对于LED准直器15安装在规定位置。另外，该LED准直器15分别例如由丙烯酸树脂等透光性的树脂形成。然后，该LED准直器15如图5的(b)所示，具有使抛物截面旋转得到的圆锥凸形状的外周面156，并且在LED准直器15的顶部，具有在其中央部形成了凸部(即凸透镜面)157的凹部153。另外，在LED准直器15的平面部的中央部，具有向外侧突出的凸透镜面(或者也可以是向内侧凹陷的凹透镜面)154。另外，形成LED准直器15的圆锥形状的外周面的抛物面156，设定在能够使从LED元件14a向周边方向出射的光在其内部全反射的角度范围内，或者形成反射面。

另一方面，LED元件14a、14b分别配置在作为其电路板的、所谓LED基板102的表面上的规定位置。该LED基板102以其表面上的LED元件14a或LED元件14b相对于LED准直器15分别位于其凹部153的中央部的方式配置且固定。

根据该结构，用上述LED准直器15，使从LED元件14a或LED元件14b辐射的光中、特别是从其中央部分向上方(图中右方向)辐射的光，被形成LED准直器15的外形的2个凸透镜面157、154聚光而成为平行光。另外，从其他部分向周边方向出射的光被形成LED准直器15的圆锥形状的外周面的抛物面反射，同样地被聚光而成为平行光。换言之，使用在其中央部构成凸透镜、并且在其周边部形成了抛物面的LED准直器15，能够使由LED元件14a或LED元件14b发生的光中的几乎全部成为平行光而导出，能够提高发生的光的利用效率。

另外，在LED准直器15的光的出射侧，设置了以下详述的偏振变换元件21。该偏振变换元件21由图5的(a)可知，是将截面是平行四边形的柱状(以下称为平行四边形柱)的透光性部件、与截面是三角形的柱状(以下称为三角形柱)的透光性部件组合，与相对于来自LED准直器15的平行光的光轴正交的面平行地阵列状地多个排列而构成的。进而，在这些阵列状地排列的邻接的透光性部件之间的界面上，交替地设置了偏振分束器(以下简称为“PBS”)膜211和反射膜212，并且在对偏振变换元件21入射且透过PBS膜211的光出射的出射面上，具备1/2λ相位板213。

该偏振变换元件21的出射面上，进而设置了图5的(a)中也示出的矩形状的合成扩散模块16。即，从LED元件14a或LED元件14b出射的光，因LED准直器15的作用而成为平行光对合成扩散模块16入射，被出射侧的纹理161扩散之后，到达以下所述的导光体17。

导光体17例如是用丙烯酸树脂等透光性的树脂形成为截面是大致三角形(参考图5的(b))的棒状的部件，而且由图4和图5可知，具备与上述合成扩散模块16的出射面隔着第一扩散板18a相对的导光体光入射部(导光体光入射面)171、形成斜面的导光体光反射部(导光体光反射面)172、和隔着第二扩散板18b与液晶显示元件的液晶显示面板52相对的导光体光出射部(导光体光出射面)173。

在该导光体17的导光体光反射部172，如图4所示，交替地锯齿状地形成了多个反射面172a和连接面172b。然后，反射面172a(图中右上方向的线段)相对于图中用点划线表示的水平面形成αn(n：自然数，本例中例如是1～130)。作为其一例，此处例如将αn设定为43度以下(0度以上)。

导光体光入射部171形成为向光源侧倾斜的弯曲的凸形状。由此，来自合成扩散模块16的出射面的平行光经由第一扩散板18a扩散地对导光体17入射，由图4可知，因导光体光入射部171而向上方略微弯折(偏转)地到达导光体光反射部172，在此处反射而到达在图中上方的出射面上设置的液晶显示面板52。

如以上详述，根据上述车辆信息显示装置100的影像显示装置48，能够进一步提高光利用效率及其均匀的照明特性，同时包括模块化的S偏振波的光源装置地，小型且低成本地制造。另外，上述说明中，按将偏振变换元件21安装在LED准直器15后进行了说明，但本实施方式并不限定于此，通过在到达液晶显示面板的光路中设置可以得到同样的作用、效果，这一点对于本行业从业者是已知的。

另外，在导光体光反射部172，交替地锯齿状地形成了多个反射面172a和连接面172b，照明光束在各反射面172a上全反射而射向上方，进而在导光体光出射部173设置夹角扩散板而成为大致平行的扩散光束对控制指向特性的光方向变换面板54入射并从斜方向对液晶显示面板52入射。本实施方式中将光方向变换面板54设置在导光体光出射面173与液晶显示面板52之间，但即使设置在液晶显示面板52的出射面上也可以得到同样的效果。

＜光方向变换面板＞

图6是用于说明构成本发明的一个实施方式的车辆信息显示装置100的一部分、在上述影像显示装置48的顶面上设置的光方向变换面板54的原理的概略说明图。来自上述光源装置101的导光体17的光束从光方向变换面板54的入射面(图中底面)入射，用在出射面(图中顶面)设置的直线菲涅尔透镜的透镜作用使光束向要求的方向θ3折射。此时，要求的方向θ3是用光束对菲涅尔透镜的入射角θ2和菲涅尔透镜的菲涅尔角θ0和基材的折射率n根据斯涅尔定律唯一地导出的。

结果，能够对来自导光体的大致平行光束在要求的方向上赋予指向性。即，来自构成信息显示装置48的液晶显示面板52的光即影像光不会被车辆内部的驾驶员和同乘者看到地，射向以下所述的前风窗玻璃6上设置的透明板51。之后，影像光被透明板51单向地反射、扩散，其反射像被驾驶员看到。

即，因为该光方向变换面板54，来自影像显示装置48(参考图2或图3)的影像光自身不会直接从车内被看到，因此不会妨碍驾驶，仅有其反射光形成的反射像能够被驾驶员和同乘者监视。另外，通过在菲涅尔透镜的连接面88上设置吸光性的涂料或颜料而抑制向要求的方向前进的光束以外的光的产生。结果，在挡风玻璃上反射的影像光中不会混入不需要的光，所以不会损害成像性能。

＜保护罩＞

图7是表示与仪表盘47相接、在光方向变换面板54的顶面上设置的保护罩50的概略结构的横截面图。在大致透明的基材56的光出射侧的一部分中设置黑色条纹59，为了减少包括太阳光的外部光的表面反射，黑色条纹59使用含有碳黑的涂料作为黑色涂料即可。另外，在不设置黑色条纹的部分中，为了抑制表面反射而设置防反射膜，由此大幅减少保护罩50的表面上的外部光反射，减少驾驶员驾驶本车时外部光反射引起的妨碍。另一方面，为了强化对太阳光的遮光性能而使防反射膜具有反射近红外光和红外光的特性即可。

另一方面，在大致透明的基材56的光入射侧，使吸收或反射太阳光束中的P波成分的膜或薄片50a成膜或粘合。结果，太阳光的P波成分不会对影像显示装置48入射，所以与耐光性和耐热性相关的可靠性大幅提高。另一方面，因为也兼具使从影像显示装置48输出的S偏振波的影像光选择性地透过的滤镜的特性，所以得到的影像的对比度性能大幅提高。

另外，构成上述影像显示装置48的影像源是液晶显示面板52，所以在驾驶员佩戴偏振太阳镜的情况下，会发生特定偏振波被遮蔽而看不到影像的问题。为了防止该问题，而在影像显示装置48的光出射侧设置的保护罩50中，在膜或薄片50a与基材56之间，配置了λ/4板或λ/8板或λ/16板等波片50b。通过设置波片50b，而使光束的偏振方向对齐为特定方向，使影像光成为最优的偏振角，使偏振轴与偏振太阳镜的偏振方向相比偏离规定量即可。

另一方面，即使是同一偏振，也能够通过使吸收轴旋转、例如相对于偏振太阳镜的吸收轴使液晶面板出射侧偏振片的吸收轴偏离30度以上而使吸收成为50％程度，因此解决看不到影像的问题。

另外，使偏振轴旋转接近圆偏振时，来自信息显示装置48的影像光中偏振轴从S偏振旋转。因此，前风窗玻璃6的反射率降低，影像的亮度降低，所以保持两者的平衡进行选择即可。

＜单向性的透明板＞

接着，用图8说明透明板51的结构和作用。对前风窗玻璃6(为了便于说明而设为水平配置)从斜方向入射的太阳光中，其S偏振波反射，P偏振波透射而射向透明板51。透明板51由使S波透射的偏振片57和透明扩散板材55和相位差片58构成。该透明板51通过使用分散了折射率大的纳米氧化锆微粒或纳米金刚石微粒的热可塑性高分子熔解并延展而成的薄片、例如JXTG能源制造的“KALEIDO SCREEN”(参考上述专利文献3)，而在不显示影像的情况下是透明的，不会妨碍驾驶员监视外界(车外)的风景，另一方面，在显示影像时，使影像光扩散、反射，由此能够实现使驾驶员和同乘者看到影像信息的单向性的显示。此时，只要透明板51的由扩散透射率与平行光线透射率的比率定义的雾度(HAZE)在10％以下就在实用上没有问题，但优选在4％以下即可。另一方面，机动车用的挡风玻璃的HAZU在2％以下。

来自影像显示装置48的影像光是S偏振，所以在倾斜入射的情况下反射率较高的状态下，在上述透明扩散板材55的内部散射并向监视者出射。另一方面，影像光的一部分因散射而偏振方向紊乱地在透明扩散板55中扩散透射并向前风窗玻璃6出射。前风窗玻璃6的入射面上折射率差较小，所以因反射光而产生的双重像的水平较低。与此相对，前风窗玻璃6的出射面(与外界相接的面)上产生的反射光的强度中，S偏振成分是大部分，所以反射率较大。在该面上反射的影像光在反射后再次通过偏振片57而被吸收，所以不会返回监视者一侧。因此，因前风窗玻璃6的反射影像而产生的双重像不易产生，所以画质大幅提高。另外，同样地，作为影像的反射面，代替前风窗玻璃6地对组合器贴合上述透明板51，也可以得到同样的效果。

根据以上所述的透明板51，如图8所示，对于在日间的规定条件下通过前风窗玻璃的P偏振的太阳光成分(组合器方式中之后也通过组合器)，在车辆信息显示装置100及其顶面上设置的光方向变换面板54和保护罩50之前将其吸收，由此能够使其不返回液晶显示面板和偏振片。

＜车辆用信息显示系统＞

根据具有以上详细叙述的车辆信息显示装置100的车辆用信息显示系统，如图3中箭头所示，在与作为挡风玻璃的前风窗玻璃6的下端区域的影像显示区域对应的仪表盘47的位置(参考图2)设置大型高分辨率的影像显示装置48，使其显示影像在前风窗玻璃上反射，由此能够使驾驶员和同乘者直接监视其反射像。

在图9中示出配置了包括上述影像显示装置48和透明板51的本实施方式的车辆信息显示装置100的机动车的驾驶室内的配置的一例。图9的(a)表示与在左侧配置了方向盘的机动车对应的系统，图9的(b)表示与在右侧配置了方向盘的机动车的系统。在图中的图像显示区域(对应于贴合透明板51的区域)中，使用车辆信息显示装置100使影像信息在前风窗玻璃6上反射，使驾驶员监视其反射像。此时，图像显示区域例如优选设定为图中虚线所示的监视本车的发动机盖的范围等、对于驾驶员而言不会妨碍监视车外的景观的范围和区域。

上述车辆信息显示装置100如图所示，在前风窗玻璃6与方向盘43之间的仪表盘47的内部，按从前风窗玻璃6到影像显示装置48的顺序，向方向盘43配置。结果，能够提供一种在驾驶员驾驶本车时经由前风窗玻璃6监视的外部的景观、即前风窗玻璃6的一部分区域中，用车辆信息显示装置100使大型高分辨率的影像显示装置的影像在前风窗玻璃6上反射，由此驾驶员和同乘者能够监视该反射像的车辆用信息显示系统。

另外，也能够在图9的车内后视镜71上设置监视驾驶员的状态和监视机动车内状况的摄像机72，例如与驾驶员的眼的高度相应地控制来自上述信息显示装置的影像光的出射方向。

图10是表示在上述车辆信息显示装置100之外、也搭载了对副驾驶座的同乘者提供影像信息的系统、进而搭载了平视显示(HUD)装置的系统(图10的(b))的例子的概略图。图10的(a)与图9同样地，表示与在左侧配置了方向盘43的机动车对应的系统，图10的(b)表示与在右侧配置了方向盘43的机动车对应的系统。

图10的(a)中，示出了在上述驾驶座一侧的车辆信息显示装置100之外，进而在副驾驶座一侧也搭载第二车辆信息显示装置100’，与驾驶员能够监视的图像显示区域(1)一同地，在前风窗玻璃6的一部分区域(图中右侧)中，设定了同乘者能够监视的图像显示区域(2)的例子。另外，图10的(b)中，示出了进而搭载平视显示(HUD)型的信息显示装置(平视显示装置，以下称为“HUD装置”)700，对于同乘者设定图像显示区域(2)，并且对于驾驶员，在信息显示装置48的图像显示区域(1)之外，也设定了HUD装置700的HUD显示区域的例子。

另外，作为HUD装置700，能够采用已知的一般的装置，此处作为其一例，在以下说明其概要。

图11是包括其周边机器结构地表示HUD装置700的概略结构图，此处，在驾驶员8的视线(眼点)上在本车的前方形成虚像V1，所以将在被投射部件6(前风窗玻璃的内面)上反射的各种信息显示为虚像VI(Virtual Image)。

HUD装置700中，具有投射显示信息的影像光的影像显示装置704、和对于影像显示装置704中显示的影像修正用凹面(自由曲面)反射镜701形成虚像时产生的变形和像差用的修正用的透镜元件702。来自该信息显示装置700的影像光束从开口部(未图示)向前风窗玻璃6出射。

另外，HUD装置700还具有控制影像显示装置704及其背光源的控制装置740。另外，包括影像显示装置704和背光源等的光学部件是虚像光学系统，包括使光反射的凹面反射镜701。另外，在该光学部件上反射的光，被作为被投射部件的前风窗玻璃6反射而射向驾驶员的视线8。另外，作为影像显示装置704，例如在具有背光源的LCD(Liquid CrystalDisplay)之外也有自发光的VFD(Vacuum Flourescent Display)等。

另外，构成该HUD装置700的图示的控制装置740，从导航系统761取得与本车所行驶的当前位置对应的道路的限速和车道数、导航系统761中设定的本车的移动预定路径等各种信息作为前景信息(即用虚像在本车的前方显示的信息)。另外，驾驶辅助ECU762是通过根据作为周边监视装置763中的监视的结果检测出的障碍物对驱动系统和控制系统进行控制而实现驾驶辅助控制用的控制装置。作为该驾驶辅助控制，例如包括巡航控制、自适应巡航控制、预防碰撞安全、车道保持辅助等周知技术。图11所示的周边监视装置763是监视本车的周边的状况的装置，作为一例，有基于拍摄本车的周边得到的图像检测本车的周边存在的物体的摄像机、以及基于发送接收探测波的结果检测本车的周边存在的物体的探测装置等。

上述HUD装置700的控制装置740取得来自这样的驾驶辅助ECU762的信息(例如到前方车辆的距离和前方车辆的方位、存在障碍物和标志的位置等)作为前景信息。进而，对该控制装置740输入点火(IG)信号和本车状态信息。这些信息中，本车状态信息是作为车辆信息取得的信息，包括并不需要分辨率高的显示的、例如内燃机的燃料的剩余量和冷却水的温度等、表示成为预先规定的异常状态的警告信息。另外，也包括方向指示灯的操作结果、本车的行驶速度以及档位信息等。以上叙述的控制装置740在输入点火信号时起动。另外，作为被投射部件，只要是被投射信息的部件即可，不仅是前风窗玻璃6，除此以外也可以是组合器，只要在驾驶员的视线8上在本车的前方形成虚像使驾驶员看到即可。

＜车辆用信息显示系统的变形例：对外部显示＞

根据以上详述的实施方式，在驾驶员驾驶本车时，能够经由构成车辆的挡风玻璃即作为被投射部件的前风窗玻璃6、对车辆内部的驾驶员和同乘者单向地以高分辨率显示必要的影像信息而使人监视。另外，此时，从车辆的外部不能监视该信息。但是，本发明的一个实施方式的车辆用信息显示系统并不限定于上述实施方式，除此以外，也能够对车辆的外部显示影像信息。即，不仅经由上述前风窗玻璃6，进而也能够经由作为挡风玻璃的后风窗玻璃6’和侧窗玻璃6”，同样地对车辆内部或外部显示影像信息。

例如，本实施方式的车辆用信息显示系统中，能够将“空车”等表示车辆的状态的信息显示在出租车的前风窗玻璃6的一部分上，进而也显示在后风窗玻璃6’和侧窗玻璃6”上，或者除此以外也能够对车辆的外部显示信息宣传、广告等信息。另外，在公交车和电车等的车辆中，也能够将其路线和目的地等信息单向地对车外显示在前风窗玻璃和后风窗玻璃和侧窗玻璃等上。以下，对于对外部显示信息的情况下的车辆信息显示装置100”的结构进行叙述。

在图12中，示出经由作为被投射部件的前风窗玻璃6、对车辆的外部单向地以高分辨率显示必要的影像信息而使人监视的系统，更具体而言，此处示出在出租车的前风窗玻璃上显示出租车的状态(“空车”等)的例子。另外，该变形例中，在图2所示的结构中，在前风窗玻璃6的表面上设置的透明板51’，使来自影像显示装置48的影像光在前风窗玻璃6上扩散、透射，使其影像如图中箭头所示地对车辆的外部透射显示，例如行人等能够监视。结果，驾驶员和同乘者能够在前风窗玻璃6上对车外显示必要的信息，但其显示不会妨碍从车内监视的车外的景观的监视，不会妨碍驾驶员的驾驶。

另外，透明板51’与透明板51同样地由使S波透射的偏振片57和透明扩散板材55构成，另外，此处，通过使用分散了折射率较大的纳米氧化锆微粒或纳米金刚石微粒的热可塑性高分子熔解并延展而成的薄片、例如JXTG能源制造的“KALEIDO SCREEN”(参考上述专利文献2)，而在不显示影像的情况下是透明的，另一方面，在显示影像时，使影像光扩散、透射。由此，不会使驾驶员和同乘者看到影像信息而不妨碍监视车外的风景地，能够实现能够仅对外部显示信息的单向性的显示。

图13示出了该情况下的透明板51’发挥的作用。由该图可知，透明板51’由偏振片57和透明扩散板材55和相位差片58构成，与透明板51同样地，对于从斜方向入射的太阳光，通过使其S偏振波反射、另一方面使P偏振波透过而减小太阳光的照度。此时，通过用相位差片58使P偏振的偏振轴旋转而用偏振片57吸收一部分太阳光。结果，能够使影像显示装置48因太阳光而受到的损伤分散。

另一方面，因透明扩散板材55的作用而向车外扩散的影像光在后风窗玻璃6’上反射而返回车内。该光会遮挡驾驶员的视野，所以在驾驶上成为障碍。于是，本实施方式中，在后风窗玻璃6’与偏振片57之间配置相位差片58而用偏振片吸收反射光，由此影像光形成的信息不会被车内的驾驶员和同乘者看到，而是单向地向车辆的外部显示。此时，影像光形成的信息也不会妨碍车内的驾驶员和同乘者监视车外的景观，不会妨碍驾驶。以上所述的透明板51’的由扩散透射率与平行光线透射率的比率定义的雾度(HAZE)只要在10％以下就在实用上没有问题，但优选在4％以下即可。另一方面，机动车用的窗玻璃的HAZU在2％以下。

另外，如上所述，使用前风窗玻璃6、以及后风窗玻璃6’和侧窗玻璃6”等挡风玻璃的一部分对车辆外部显示信息，例如适合对路上的行人等显示上述表示出租车的空车状态的“空车”等信息。另外，本发明的一个实施方式的车辆用信息显示装置如上所述，不仅单向地在前风窗玻璃6上显示影像信息，进而例如在公交车和电车等大型的车辆中，也能够使用作为构成该车辆的挡风玻璃的后风窗玻璃6’和侧窗玻璃6”(参考图1)等被投射部件，显示包括宣传、广告和通知等的各种信息。以下，对于对车辆的外部显示信息的情况下的车辆用信息显示系统的结构及其作用进行叙述。

图14作为其他变形例，经由作为构成车辆的一部分的被投射部件的、构成车辆1的后风窗玻璃6’，例如对位于车辆的外部的行人等显示信息。结果，驾驶员和同乘者能够在上述前风窗玻璃6上监视必要的信息(参考图9)，同时也能够用后风窗玻璃6’对车外显示信息。另外，驾驶员和同乘者不能监视对外部显示的信息，因此不会妨碍驾驶员的视野。即，不会因对车外显示信息而妨碍车内的驾驶员和同乘者监视外部的景观。

本例中，如图14的(a)、图14的(b)所示，在作为构成车辆的一部分的被投射部件的后风窗玻璃6’的下方配置影像显示装置48，使其影像光向在后风窗玻璃6’的整面或一部分中设定的图像显示区域投射，由此进行影像信息的显示。

另外，本例中，也在后风窗玻璃6’的图像显示区域中设置如上述图13所示的透明板51’。另外，作为向车外单向地显示影像信息的被投射部件，不限定于上述前风窗玻璃6和后风窗玻璃6’，除此以外例如也能够使用构成车辆的侧面的侧窗玻璃6”(参考图1)，该情况下，虽然此处并未图示，但在侧窗玻璃6”附近的部件(例如邻接的顶面或窗的框架的一部分等)上配置影像显示装置48，并且在侧窗玻璃6”的图像显示区域中设置图13所示的透明板51’。对该侧窗玻璃6”显示信息，例如适于在出租车中对路上的乘客等显示“让您久等了”或“请乘车”等消息。

另外，以上所述的例子中，叙述了使显示的影像信息经由作为构成车辆的被投射部件的前风窗玻璃6或后风窗玻璃6’或侧窗玻璃6”单向地对车辆的外部或内部显示的车辆信息显示装置100、100’、100”。但是，本发明不限定于此，例如也能够将对车辆的内部显示信息的车辆信息显示装置100、与对车辆的外部显示信息的车辆信息显示装置100’适当组合。由此，例如通过应用于公共交通的公交车和电车等，能够经由其后风窗玻璃6’和侧窗玻璃6”对车外的公众显示包括宣传、广告和通知等的各种信息(但是不能从车内看到)，能够对公众显示有效的信息。

以上详细叙述了各种实施例，但是本发明不仅限定于上述实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例为了易于理解地说明本发明而详细说明了系统整体，并不限定于必须具备说明的全部结构。另外，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，也能够在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。

附图标记说明

1……机动车(车辆)主体，6……前风窗玻璃，6’……后风窗玻璃，6”……侧窗玻璃，100……车辆信息显示装置，101……光源装置，48……影像显示装置(影像投射装置)，50……保护罩，50a……膜或薄片，50b……波片，51……透明板(薄片)，52……液晶显示面板(影像显示元件)，54……光方向变换面板，55……透明扩散板材，56……基材，57……偏振片，58……相位差片，59……黑色条纹，300……智能手机。

Claims (11)

1.一种搭载于车辆的显示装置，其特征在于：

具有显示面板，

光束从所述显示面板向所述车辆的挡风玻璃的显示区域行进，

来自所述显示面板的光束的行进方向在离开所述车辆的驾驶员的方向上倾斜，

所述挡风玻璃的所述显示区域位于靠近所述所述挡风玻璃的下端的位置。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：

在所述显示面板设置有保护罩。

3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于：

所述保护罩具有吸收或反射来自所述车辆的外部的偏振波成分的膜或薄片。

4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：

在所述显示面板的出射侧设置有相位差片。

5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：

在所述显示面板与所述挡风玻璃之间配置有直线菲涅尔片。

6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于：

在直线菲涅尔片上周期性地配置有光吸收面。

7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：

来自所述显示面板的影像光不能被所述车辆的驾驶员直接看到。

8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：

所述显示面板的分辨率在1280×720以上。

9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：

具有平视显示器，

作为从所述车辆的驾驶员看到的显示区域的平视显示器显示区域，位于与所述显示区域不同的位置。

10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：

具有不同于所述显示面板的第二显示面板，

光束从所述第二显示面板向挡风玻璃的第二显示区域行进，

所述挡风玻璃的所述第二显示区域位于靠近所述挡风玻璃的下端的位置、且位于从所述车辆的驾驶员看时与所述显示区域在左右方向上不同的位置。

11.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于：

具有平视显示器，

作为从所述车辆的驾驶员看到的显示区域的平视显示器显示区域，位于与所述显示区域和所述第二显示区域均不同的位置。