JP2004170737A - 車両用表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】効率の良い照明にて輝度の高い表示を行う表示装置を提供する。
【解決手段】液晶セル4dの入射光側と出射光側とにそれぞれ偏光部材4e,4fを有する液晶表示素子4bと、この液晶表示素子4bに照射する発光ダイオード4aとを備え、液晶表示素子4bを透過した透過光を運転者Dの前方視野内に設けられた凹面鏡3に照射して表示する車両用表示装置であって、液晶表示素子4bから凹面鏡3までの間における前記透過光の光路に透光性カバー1bを設けてなり、透光性カバーに入射する前記透過光がS偏光成分よりもP偏光成分の方が大きな偏光となるように液晶表示素子4bの出射光側に配される偏光部材4fを特定する。
【選択図】 図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される表示装置に関するものであり、特に透過型液晶表示素子を後方から照明する光源を有する車両用表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、図4に示すような車両用表示装置が知られており、一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セルの前後面に偏光部材を貼着した液晶表示素子10と、硬質配線板11に接続され液晶表示素子10を照明する光源12を備え、光源12にて照明された液晶表示素子10の発する表示像を反射鏡13で反射させ車両のフロントガラス,または反射板等の表示部14に投影するものがある(例えば、特許文献1参照)。このような車両用表示装置はヘッドアップディスプレイと称されている。
【0003】
このような車両用表示装置は、表示部14に投影する構造であるため、昼間においてもコントラスト良く表示像を投影する必要があることから、高輝度を有する光源12にて液晶表示素子10を照明する必要があった。
【0004】
また、この種の車両用表示装置は、硬質配線板11や光源12等に塵や埃等が入り込んだり、汚れたり傷ついたりすることを防ぐため透光性カバー(透明部材)15を有するハウジング16内に各種部品が備えられる構成であり、表示像を透光性カバー15部分から表示部14へ投影していた。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−48565号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる車両用表示装置のように高輝度を有する光源を用いることによってコントラストを高めることができるものの、透光性カバー15面において投影された光の一部が反射してしまい、結果として透光性カバー15を透過して表示部14に映し出される表示像の輝度が低下してしまうという問題があった。
【0007】
そこで本発明は、上述した問題に着目してなされたものであり、効率の良い照明にて輝度の高い表示を行う表示装置を提供することを主な目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用表示装置は、請求項1に記載したように、液晶セルの入射光側と出射光側とにそれぞれ偏光部材を有する液晶表示素子と、この液晶表示素子に照射する光源とを備え、前記液晶表示素子を透過した透過光を運転者の前方視野内に設けられた表示部材に照射して表示する車両用表示装置であって、前記液晶表示素子から前記表示部材までの間における前記透過光の光路に透明部材を設けてなり、前記透明部材に入射する前記透過光がS偏光成分よりもP偏光成分の方が大きい偏光となるように前記液晶表示素子の出射光側に配される前記偏光部材を特定されたことを特徴とするものである。
【0009】
また、請求項2に記載したように、請求項1に記載の車両用表示装置において、前記表示部材の表示面は、全反射型の鏡面にて形成されてなることを特徴とするものである。
【0010】
また、請求項3に記載したように、請求項1または請求項2に記載の車両用表示装置において、前記液晶表示素子の前記透過光が前記透明部材に入射する際、前記透明部材面に対して入射角度が30度から70度までの範囲内となるように各構成部品を配設してなることを特徴とするものである。
【0011】
また、請求項4に記載したように、請求項3に記載の車両用表示装置において、前記液晶表示素子から前記透明部材までの透過光の光路において照射方向を変える反射板が設けられてなることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、車両の速度,エンジン回転数等の車両情報や、地図,車両に搭載されたカメラ等の車両周辺情報などを表示する車両用ヘッドアップディスプレイに適用したものを例に挙げ添付図面に基づいて説明する。
【0013】
図1は、車両用ヘッドアップディスプレイが車両に搭載されたものを示し、車両AのダッシュボードB上部に埋め込まれるようにして設けられた表示装置Cが投影する表示像を運転者Dの方向に反射する構造となっている。運転者Dは前方を向きながら表示装置Cによる表示像を観察することができる。
【0014】
また、本発明の実施の形態における表示装置Cは、ハウジング1、反射板2、凹面鏡(表示部材)3、液晶表示器4、を備えるものであり、図2を用いて説明する。
【0015】
ハウジング1は、遮光性の合成樹脂材が用いられ、反射板2の配設位置の上部(フロントガラス側)を開口する開口部1aが設けられる。また、ハウジング1は、アクリル等からなる透光性の合成樹脂材にて形成される透光性カバー(透明部材)1bが設けられ、開口部1aを塞ぐようにして配設されている。
【0016】
反射板2は、ハウジング1内の透光性カバー1bから望む位置に設けられ、液晶表示器4から照射される表示像を、透光性カバー1bを透過し、凹面鏡3側に反射させるものである。また、反射板2及び透光性カバー1bは、反射板2からの反射光(液晶表示器4からの透過光)が透光性カバー1b面に入射する入射角度θを、30度から70度までの範囲内になるように配設される。なお、この入射角度θは、透光性カバー1bの材質による屈折率から求められるブリュースター角(P偏光成分の偏光の反射光量がゼロになる角度)に近い角度であることが望まれる。
【0017】
凹面鏡3は、運転者Dの前方視野内で、反射板2に対向するようにしてハウジング1外に設けられるとともに、透光性カバー1bを介して反射板2から照射される反射光を、表示像として運転者Dに向けて投影するものである。また、凹面鏡3の反射面は、液晶表示器4からの表示像を効率よく表示するために全反射する鏡面にて形成されるとともに、運転者Dが視認し易いように拡大表示するために所定の曲率を有して形成されている。また、凹面鏡3は、運転者Dが表示像を視認し易いように角度調節可能に設けられている。
【0018】
液晶表示器4は、表示像を反射板2や透光性カバー1bを介して凹面鏡3へ投影するものであり、照明光を出力するための発光ダイオード(光源)4aと、この照明光を入射して表示像を反射板2側へ出射する液晶表示素子4bとによって構成されている。また、液晶表示装置4の出射する光(透過光)は、反射板2に反射され、透光性カバー1bを通過し、凹面鏡3上に表示像として投影し、運転者Dが観察可能なように光路が設定されている。
【0019】
発光ダイオード4aは、指向性の狭いもの(本実施の形態では20度から30度)が複数個用いられて、液晶表示素子4bの光源として反射板2方向を照射するような向きで硬質配線板4c上に固定配設される。なお、発光ダイオード4aは、照明むらが発生しないように、硬質配線板4c上に密集するようにして均等間隔に配設している。
【0020】
液晶表示素子4bは、車両Aに設けられる車速センサやエンジン回転センサからの出力信号に基づいて車速,エンジン回転数を計測する演算回路、及びこの演算結果に基づいて液晶を駆動する液晶駆動回路によって、車両Aの速度,エンジン回転数の計測値を表示像として表すことができる。また、液晶表示素子4bは、車両Aに搭載された図示しないカメラの映像や周辺の地図情報なども表示像として表すことができる。
【0021】
なお、液晶表示素子4bは、一対の透光性基板間に液晶を封入した液晶セル4dの前後面に偏光膜(偏光部材)4e,4fを設けたものである。液晶セル4bは、図示しない電極を介して液晶セル4d内の液晶に電圧を印加されると、前記液晶の分子配列が変化して光の透過量を調整する。偏光膜4e,4fは、液晶セル4dの入射光側と出射光側に配されており、それぞれの光に対して特定の偏光成分のみ通過させることができる。
【0022】
また、液晶セル4bの出射光側に設けられる偏光膜4fは、透光性カバー1bに入射する光がS偏光成分(横波成分)よりもP偏光成分(縦波成分)の方が大きな偏光となるように、特定して配されている。この場合、反射板2によって偏光方向が変化するのを考慮して特定されるものである。なお、液晶表示素子4bからの透過光Y1が透光性カバー1bに入射する際に、図3において、図面の垂直方向が透過光Y1の光軸方向として、縦軸が入射面と平行な方向P、横軸が入射面と垂直な方向Sで示し、P偏光成分とは、入射面に対して垂直方向に振幅する偏光成分p1のことであり、S偏光成分とは、入射面に対して平行に振幅する偏光成分s1のことである(透過光の振幅方向を矢印で示す)。また、図3において、透過光Y2のように、P偏光成分(縦軸方向成分)のみの偏光が望まれる。
【0023】
かかる車両用ヘッドアップディスプレイは、液晶セル4dの入射光側と出射光側とにそれぞれ偏光部材4e,4fを有する液晶表示素子4bと、この液晶表示素子4bに照射する発光ダイオード4aとを備え、液晶表示素子4bを透過した透過光を運転者Dの前方視野内に設けられた凹面鏡3に照射して表示する車両用表示装置であって、液晶表示素子4bから凹面鏡3までの間における前記透過光の光路に透光性カバー1bを設けてなり、透光性カバーに入射する前記透過光がS偏光成分よりもP偏光成分の方が大きな偏光となるように液晶表示素子4bの出射光側に配される偏光部材4fを特定されたことによって、透光性カバー1b面における反射光量が小さくすることができる。したがって、光量の損失を抑えて透過光量を高めることができるため、輝度の高い表示を効率の良い照明にて行うこととなり、コントラストの良好な見栄えの良い表示像を運転者Dに提供することができる。また、透光性カバー1b面で反射された光が装置内を照らし、写り込みを生じさせるなどして表示像に悪影響を与えることを防止した表示装置を提供することができる。また、凹面鏡3にて著しく偏光方向が変わらない限り、運転者Dが偏光眼鏡を装着していても凹面鏡3なる表示部材に投影された表示像を的確に視認できる構造となる。
【0024】
また、液晶表示素子4bの前記透過光が透光性カバー1bに入射する際、透光性カバー1b面に対して入射角度θが30度から70度までの範囲内となるように発光ダイオード4a,反射板2,透光性カバー1bなどの各構成部品を配設してなることによって、P偏光成分の反射光量の小さくなる角度にて入射するため、光量の損失を抑えて透過光量を高めることができるため、効率の良い照明にて輝度の高い表示を行う表示装置を提供することができる。
【0025】
また、液晶表示素子4bから透光性カバー1bまでの透過光の光路において照射方向を変える反射板2が設けられてなることによって、透光性カバー1bにおける前記入射角度θを簡単に設定することができる構造となる。
【0026】
なお、本発明の実施の形態では、上述した表示装置Cを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その構成は同様の効果が得られるものであればよく、例えば、光源として発光ダイオードではなく、バルブ等の点状光源でもよいし、冷陰極管等の線状光源でもよいが、指向性が高いものであれば効果が大きい。また、本発明の実施の形態では、表示部材として凹面鏡3を用いて説明したが、平面の反射部材であってもよい。
【0027】
【発明の効果】
本発明は、透過型液晶表示素子を後方から照明する光源を有する車両用表示装置に関して、効率の良い照明にて輝度の高い表示を行う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】本発明の実施の形態を示す車両の側面図。
【図2】同上実施の形態を示す車両用ヘッドアップディスプレイの一部断面図。
【図3】同上実施の形態において透過光の振幅方向を示す図。
【図4】従来例を示す車両用表示装置の側面図。
【符号の説明】
A 車両
C 表示装置
D 運転者
1 ハウジング
1b 透光性カバー(透明部材)
2 反射板
3 凹面鏡(表示部材)
4 液晶表示器
4a 発光ダイオード(光源)
4b 液晶表示素子
4d 液晶セル
4e,4f 偏光膜(偏光部材)

Claims (4)

  1. 液晶セルの入射光側と出射光側とにそれぞれ偏光部材を有する液晶表示素子と、この液晶表示素子に照射する光源とを備え、前記液晶表示素子を透過した透過光を運転者の前方視野内に設けられた表示部材に照射して表示する車両用表示装置であって、
    前記液晶表示素子から前記表示部材までの間における前記透過光の光路に透明部材を設けてなり、前記透明部材に入射する前記透過光がS偏光成分よりもP偏光成分の方が大きい偏光となるように前記液晶表示素子の出射光側に配される前記偏光部材を特定されたことを特徴とする車両用表示装置。
  2. 前記表示部材の表示面は、全反射型の鏡面にて形成されてなることを特徴とする請求項1に記載の車両用表示装置。
  3. 前記液晶表示素子の前記透過光が前記透明部材に入射する際、前記透明部材面に対して入射角度が30度から70度までの範囲内となるように各構成部品を配設してなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用表示装置。
  4. 前記液晶表示素子から前記透明部材までの透過光の光路において照射方向を変える反射板が設けられてなることを特徴とする請求項3に記載の車両用表示装置。
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