JP2019108088A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力の増大を抑制する。【解決手段】ＨＵＤ装置１では、発光素子３、表示器４、平面鏡５および凹面鏡６が、表示する画像を表す表示光を、車両のウインドシールドＷＳへ向けて照射する。また、防塵窓７、制御部９および駆動部１１が、表示光の偏光方向を変更することにより、第１偏光状態と、第１偏光状態とは異なる第２偏光状態との何れかの状態に切り替える。第１偏光状態は、表示光がウインドシールドＷＳへ入射してウインドシールドＷＳで反射したときにおいて、第２偏光状態と比較して表示光のＳ偏光の輝度が高く、且つ、第２偏光状態と比較して表示光のＰ偏光の輝度が低い状態である。第２偏光状態は、第１偏光状態と比較して表示光のＳ偏光の輝度が低く、且つ、第１偏光状態と比較して表示光のＰ偏光の輝度が高い状態である。【選択図】図１

Description

本開示は、移動体に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置に関する。

ヘッドアップディスプレイ装置から照射されて移動体のウインドシールドで反射する反射光の主成分は一般的にＳ偏光である。そして偏光サングラスは、反射光の主成分となるＳ偏光を遮断するものが主流である。すなわち、運転者が偏光サングラスを使用する場合には、Ｓ偏光は、偏光サングラスで吸収されて偏光サングラスを透過しない。このため、ウインドシールドに投影される虚像を運転者が偏光サングラスを介して視認する場合に、この虚像の輝度が、偏光サングラスを使用していない場合と比較して小さくなってしまう。これにより、偏光サングラスの使用時と不使用時とで虚像の輝度の差が生じ、運転者に違和感を生じさせてしまうおそれがあった。

特許文献１には、ヘッドアップディスプレイ装置から照射される光の偏光方向を偏光方向変更部材により調整することにより、運転者の目に到達する反射光がＳ偏光およびＰ偏光の両方を有するようにする技術が記載されている。これにより、偏光サングラスの使用時と不使用時とで虚像の輝度の差を小さくすることができる。

特開２０１５−３１９２４号公報

特許文献１に記載の技術では、偏光サングラスの使用時と不使用時との両方で虚像の輝度を確保するために、Ｓ偏光およびＰ偏光の両方の成分が含まれるように偏光方向を変更しているために、偏光サングラスの使用時および不使用時の両方で最適ではない偏光方向となっている。

このため、偏光サングラスの使用時と不使用時との両方で必要な輝度を確保するために、光源から照射される光の輝度を高くする必要があり、消費電力の増大と、これに起因した発熱量の増大とを招く恐れがあった。

本開示は、消費電力の増大を抑制することを目的とする。

本開示の一態様は、照射部（３，４，５，６）と、切替部（７，９，１１，３１，３２，３３）とを備えるヘッドアップディスプレイ装置（１）である。照射部は、表示する画像を表す表示光を、移動体のウインドシールド（ＷＳ）へ向けて照射するように構成される。切替部は、表示光の偏光方向を変更することにより、少なくとも、予め設定された第１偏光状態と、第１偏光状態とは異なるように予め設定された第２偏光状態との何れかの状態に切り替えるように構成される。第１偏光状態は、表示光がウインドシールドへ入射してウインドシールドで反射したときにおいて、第２偏光状態と比較して表示光のＳ偏光の輝度が高く、且つ、第２偏光状態と比較して表示光のＰ偏光の輝度が低い状態である。第２偏光状態は、表示光がウインドシールドへ入射してウインドシールドで反射したときにおいて、第１偏光状態と比較して表示光のＳ偏光の輝度が低く、且つ、第１偏光状態と比較して表示光のＰ偏光の輝度が高い状態である。

このように構成された本開示のヘッドアップディスプレイ装置は、ウインドシールドで反射した反射光においてＳ偏光の輝度が高い第１偏光状態と、反射光においてＰ偏光の輝度が高い第２偏光状態との何れかの状態に切り替える。このため、本開示のヘッドアップディスプレイ装置は、偏光サングラスの不使用時に第１偏光状態に切り替え、偏光サングラスの使用時に第２偏光状態に切り替えることが可能となる。これにより、本開示のヘッドアップディスプレイ装置は、偏光サングラスの不使用時において、Ｐ偏光の輝度が低くてもＳ偏光の輝度が高い状態にすることができ、照射部から照射される光の輝度を高くしなければならない事態の発生を抑制し、消費電力の増大を抑制することができる。同様に、本開示のヘッドアップディスプレイ装置は、偏光サングラスの使用時において、Ｓ偏光の輝度が低くてもＰ偏光の輝度が高い状態にすることができ、照射部から照射される光の輝度を高くしなければならない事態の発生を抑制し、消費電力の増大を抑制することができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一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。

第１実施形態のＨＵＤ装置の構成を示す図である。 第１実施形態の駆動部の構成を示す平面図である。 第１実施形態における裸眼モードおよびサングラスモードの偏光特性を示す図である。 輝度と防塵窓の角度との関係を示すグラフである。 第１実施形態のモード変更処理を示すフローチャートである。 第２実施形態のＨＵＤ装置の構成を示す図である。 第２実施形態の駆動部の構成を示す平面図である。 第２実施形態における裸眼モードおよびサングラスモードの偏光特性を示す図である。 第２実施形態のモード変更処理を示すフローチャートである。

（第１実施形態）
以下に本開示の第１実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態のヘッドアップディスプレイ装置１（以下、ＨＵＤ装置１）は、車両に搭載されており、図１に示すように、ウインドシールドＷＳの下方に設置される。ＨＵＤは、Head-Up Displayの略である。

ＨＵＤ装置１は、ウインドシールドＷＳの下方からウインドシールドＷＳに向けて、画像を表示するための表示光を照射する。これにより、ウインドシールドＷＳに虚像Ｉｖが投影され、車室内の運転席に着座する運転者は、その投影された虚像を車両前方の実際の風景に重ねて視認することができる。なお、ウインドシールドＷＳでは、Ｓ偏光の反射率がＰ偏光の反射率と比較して非常に高く、Ｓ偏光の反射が主となる。Ｓ偏光は、光の入射面に対して垂直に電界が振動する偏光である。Ｐ偏光は、光の入射面内で電界が振動する偏光である。入射面は、ウインドシールドＷＳに対して垂直であり、且つ、入射光と反射光とを含む面である。

ＨＵＤ装置１は、筐体２、発光素子３、表示器４、平面鏡５、凹面鏡６、防塵窓７、選択スイッチ８、制御部９、照度センサ１０および駆動部１１を備える。
筐体２は、発光素子３、表示器４、平面鏡５および凹面鏡６を収容する。筐体２は、車
両のダッシュボード内に配置される。

発光素子３は、表示器４へ向けて光を照射する。本実施形態では、発光素子３は、発光ダイオードである。
表示器４は、発光素子３からの光を、液晶パネル、カラーフィルタおよび偏光フィルタを通過させることで、偏光方向が予め設定された方位角θ_ＬＣＤとなる直線偏光の表示光を照射する周知の液晶ディスプレイである。

表示器４の表示画面４ａは、長方形状に形成されている。表示画面４ａの長手方向をｘ軸とし、表示画面４ａの短手方向をｙ軸として、方位角θ_ＬＣＤは、表示光の進行方向に垂直な表示画面４ａのｘ軸と、直線偏光の表示光の電場が振動する振動方向との成す角度である。

また虚像Ｉｖは、表示画面４ａの形状に対応して、長方形状に形成されている。そして、虚像Ｉｖの長手方向をｘ軸とし、虚像Ｉｖの短手方向をｙ軸として、虚像Ｉｖのｘ軸が車両の幅方向と平行となるように、表示器４の表示画面４ａが配置されている。

平面鏡５は、表示器４から照射された表示光を凹面鏡６へ向けて反射する。
凹面鏡６は、平面鏡５で反射された表示光によって形成される表示像を拡大するための鏡である。凹面鏡６は、平面鏡５で反射された表示光を、筐体２の開口部２ａに向けて反射する。筐体２の開口部２ａは、ウインドシールドＷＳと凹面鏡６との間に配置されるようにして円形状に形成されている。このため、凹面鏡６で反射された光は、ウインドシールドＷＳに照射される。

防塵窓７は、円形状の２分の１波長板で形成されており、筐体２の開口部２ａを塞ぐように設置される。２分の１波長板は、その速軸に対して平行な偏光成分と垂直な偏光成分との間で１８０度の位相差を生じさせる部材である。

選択スイッチ８は、車両の運転席に座っている運転者ＤＲが操作可能な位置に設置されている。選択スイッチ８は、裸眼モードおよびサングラスモードの何れか一方を選択するために運転者ＤＲに操作される。選択スイッチ８は、運転者ＤＲの操作に応じて、裸眼モードを示す裸眼モード指示信号、または、サングラスモードを示すサングラスモード指示信号を制御部９へ出力する。

制御部９は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備えた周知のマイクロコンピュータを中心に構成された電子制御装置である。マイクロコンピュータの各種機能は、ＣＰＵが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ＲＯＭが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、ＣＰＵが実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。また、制御部９を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。

照度センサ１０は、車両の周囲の明るさを検出し、検出結果を示す照度検出信号を制御部９へ出力する。
駆動部１１は、図２に示すように、モータ２１と、傘歯車２２，２３とを備える。モータ２１は、制御部９から出力される駆動信号に従って、出力軸２１ａを回転させる。傘歯車２２は、その中心軸がモータ２１の出力軸２１ａと一致するようにして、モータ２１の出力軸２１ａの先端に取り付けられている。傘歯車２３は、その中心軸が防塵窓７に対して垂直になるようにして、防塵窓７上に取り付けられる。

そして傘歯車２２，２３は、中心軸が互いに直交するようにして、互いに噛み合っている。このため、モータ２１の出力軸２１ａを回転させることにより、この回転力が傘歯車２２を介して傘歯車２３に伝達され、矢印Ｄｃで示すように、防塵窓７を回転させることができる。

図３の偏光特性ＰＰ１は、光が発光素子３から照射されてから表示器４に到達するまでにおける偏光方向を示す。図３の偏光特性ＰＰ２は、表示光が表示器４から照射されてから防塵窓７に到達するまでにおける偏光方向を示す。図３の偏光特性ＰＰ３は、裸眼モードで、表示光が防塵窓７を通過してからウインドシールドＷＳに到達するまでにおける偏光方向を示す。図３の偏光特性ＰＰ４は、裸眼モードで、表示光がウインドシールドＷＳで反射してから運転者ＤＲに到達するまでにおける偏光方向を示す。図３の偏光特性ＰＰ５は、サングラスモードで、表示光が防塵窓７を通過してからウインドシールドＷＳに到達するまでにおける偏光方向を示す。図３の偏光特性ＰＰ６は、サングラスモードで、表示光がウインドシールドＷＳで反射してから運転者ＤＲに到達するまでにおける偏光方向を示す。

図３の偏光特性ＰＰ１に示すように、発光素子３から照射される光は、偏光方向が一様に分布している。
図３の偏光特性ＰＰ２に示すように、表示器４から照射され照射される表示光は、方位角θ_ＬＣＤを有する直線偏光である。

図３の偏光特性ＰＰ３に示すように、２分の１波長板で形成されている防塵窓７の速軸ＦＡが、方位角θ_ＬＣＤを有する直線偏光に対して角度α_Ｎ傾くように配置される。これにより、防塵窓７から照射される表示光の直線偏光の方位角が、（θ_ＬＣＤ−２α_Ｎ）となる。このときの直線偏光の方位角は、０度付近である。

図３の偏光特性ＰＰ４に示すように、防塵窓７を通過した表示光がウインドシールドＷＳで反射することにより、偏光方向が角度Δθだけプラス方向へ変化する。これにより、表示光が運転者ＤＲに到達するときの直線偏光の方位角が０度となる。角度Δθは、上記の入射面と、表示光がウインドシールドＷＳに入射するときにおける上記のｙ軸との成す角度である。角度Δθは、ウインドシールドＷＳが車両の幅方向に沿って湾曲していることに起因して生じる。

図３の偏光特性ＰＰ５に示すように、２分の１波長板で形成されている防塵窓７の速軸ＦＡが、方位角θ_ＬＣＤを有する直線偏光に対して角度α_Ｓ傾くように配置される。これにより、防塵窓７から照射される表示光の直線偏光の方位角が、（θ_ＬＣＤ−２α_Ｓ）となる。このときの直線偏光の方位角は、９０度付近である。

図３の偏光特性ＰＰ６に示すように、防塵窓７を通過した表示光がウインドシールドＷＳで反射することにより、偏光方向が角度Δθだけプラス方向へ変化する。これにより、表示光が運転者ＤＲに到達するときの直線偏光の方位角が９０度となる。

図４は、表示光が運転者ＤＲに到達するときにおける輝度と、防塵窓７の速軸ＦＡと上記のｘ軸との成す角度θｗとの関係を示すグラフである。図４の曲線Ｌ１は、Ｓ偏光の輝度とＰ偏光の輝度との加算値である。図４の曲線Ｌ２は、Ｐ偏光の輝度である。

図４に示すように、Ｓ偏光の輝度とＰ偏光の輝度との加算値は、角度θｗがθ１［°］であるときに最大値となる。このため、本実施形態では、Ｓ偏光の輝度とＰ偏光の輝度との加算値が、この最大値の９０％以上となる角度範囲Ｒ１内に、裸眼モードにおける角度θｗが設定される。以下、裸眼モードにおける角度θｗを角度θｗｎという。

また、Ｐ偏光の輝度は、角度θｗがθ２［°］であるときに最大値となる。このため、本実施形態では、Ｐ偏光の輝度が、この最大値の９０％以上となる角度範囲Ｒ２内に、サングラスモードにおける角度θｗが設定される。以下、サングラスモードにおける角度θｗを角度θｗｓという。

次に、制御部９が実行するモード変更処理の手順を説明する。モード変更処理は、制御部９の動作中において繰り返し実行される処理である。
このモード変更処理が実行されると、制御部９は、図５に示すように、まずＳ１０にて、入力された照度検出信号が示す照度が、予め設定された切替判定値より大きいか否かを判断する。ここで、照度が切替判定値より大きい場合には、Ｓ２０にて、発光素子３の輝度を予め設定された高輝度設定値に設定して、Ｓ４０に移行する。これにより、発光素子３は、輝度が高輝度設定値となるように発光する。

一方、照度が切替判定値以下である場合には、Ｓ３０にて、発光素子３の輝度を、高輝度設定値より小さくなるように設定された低輝度設定値に設定して、Ｓ４０に移行する。これにより、発光素子３は、輝度が低輝度設定値となるように発光する。

そしてＳ４０に移行すると、選択スイッチ８からの出力信号（すなわち、裸眼モード指示信号およびサングラスモード指示信号）に基づいて、サングラスモードから裸眼モードに切り替えられたか否かを判断する。ここで、サングラスモードから裸眼モードに切り替えられていない場合には、Ｓ６０に移行する。

一方、サングラスモードから裸眼モードに切り替えられた場合には、Ｓ５０にて、駆動信号を駆動部１１へ出力することによりモータ２１を駆動させて防塵窓７を回転させることにより、防塵窓７の角度θｗを角度θｗｎに変更し、モード変更処理を一旦終了する。

またＳ６０に移行すると、選択スイッチ８からの出力信号に基づいて、裸眼モードからサングラスモードに切り替えられたか否かを判断する。ここで、裸眼モードからサングラスモードに切り替えられていない場合には、モード変更処理を一旦終了する。

一方、裸眼モードからサングラスモードに切り替えられた場合には、Ｓ７０にて、駆動信号を駆動部１１へ出力することによりモータ２１を駆動させて防塵窓７を回転させることにより、防塵窓７の角度θｗを角度θｗｓに変更し、モード変更処理を一旦終了する。

このように構成されたＨＵＤ装置１では、発光素子３、表示器４、平面鏡５および凹面鏡６が、表示する画像を表す表示光を、車両のウインドシールドＷＳへ向けて照射する。また、防塵窓７、制御部９および駆動部１１が、表示光の偏光方向を変更することにより、予め設定された第１偏光状態と、第１偏光状態とは異なるように予め設定された第２偏光状態との何れかの状態に切り替える。第１偏光状態は、表示光がウインドシールドＷＳへ入射してウインドシールドＷＳで反射したときにおいて、第２偏光状態と比較して表示光のＳ偏光の輝度が高く、且つ、第２偏光状態と比較して表示光のＰ偏光の輝度が低い状態である。第２偏光状態は、表示光がウインドシールドＷＳへ入射してウインドシールドＷＳで反射したときにおいて、第１偏光状態と比較して表示光のＳ偏光の輝度が低く、且つ、第１偏光状態と比較して表示光のＰ偏光の輝度が高い状態である。

このようにＨＵＤ装置１は、ウインドシールドＷＳで反射した反射光においてＳ偏光の輝度が高い第１偏光状態と、反射光においてＰ偏光の輝度が高い第２偏光状態との何れかの状態に切り替える。このため、ＨＵＤ装置１は、偏光サングラスの不使用時に第１偏光状態に切り替え、偏光サングラスの使用時に第２偏光状態に切り替えることが可能となる
。これにより、ＨＵＤ装置１は、偏光サングラスの不使用時において、Ｐ偏光の輝度が低くてもＳ偏光の輝度が高い状態にすることができ、発光素子３から照射される光の輝度を高くしなければならない事態の発生を抑制し、消費電力の増大を抑制することができる。同様にＨＵＤ装置１は、偏光サングラスの使用時において、Ｓ偏光の輝度が低くてもＰ偏光の輝度が高い状態にすることができ、発光素子３から照射される光の輝度を高くしなければならない事態の発生を抑制し、消費電力の増大を抑制することができる。

また表示器４は、直線偏光の表示光を照射する。そして防塵窓７は、表示光がウインドシールドＷＳに至るまでに通過する経路上に配置され、内部を通過する表示光における直線偏光の偏光方向を変更する機能を有する。また、駆動部１１のモータ２１および傘歯車２２，２３は、第１偏光状態となるように予め設定された角度θｗｎと、第２偏光状態となるように予め設定された角度θｗｓとの何れかの角度となるように防塵窓７を回転させる。

ＨＵＤ装置１は、更に、発光素子３、表示器４、平面鏡５および凹面鏡６を収容する筐体２を備える。筐体２には、表示光をウインドシールドＷＳへ向けて筐体２の内部から外部へ通過させるための開口部２ａが形成される。防塵窓７は、開口部２ａを塞ぐように配置される。これにより、ＨＵＤ装置１は、防塵窓７により、筐体２内に塵が入ってしまうのを防止するとともに表示光の偏光方向を変更することができ、ＨＵＤ装置１の部品数の増大を抑制することができる。

またＨＵＤ装置１は、車両の周囲の明るさとの間で正の相関を有するように、表示器４から照射される表示光の明るさを設定する。これにより、ＨＵＤ装置１は、車両の周囲が暗い場合に虚像Ｉｖの輝度を低くすることができ、車両の周囲が暗い場合に、運転者にとって虚像Ｉｖが見え難くなってしまう事態の発生を抑制することができる。

以上説明した実施形態において、発光素子３、表示器４、平面鏡５および凹面鏡６は照射部に相当し、防塵窓７、制御部９および駆動部１１は切替部に相当する。
また、防塵窓７は偏光方向変更部材に相当し、モータ２１および傘歯車２２，２３は回転部に相当し、角度θｗｎは第１偏光角度に相当し、θｗｓは第２偏光角度に相当し、Ｓ４０〜Ｓ７０は表示光設定部としての処理に相当する。

（第２実施形態）
以下に本開示の第２実施形態を図面とともに説明する。なお第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。

第２実施形態のＨＵＤ装置１は、図６に示すように、開口部２ａの代わりに開口部２ｂが形成された点と、防塵窓７の代わりに防塵窓３１を備える点と、偏光部材３２が追加された点と、駆動部１１の代わりに駆動部３３を備える点とが第１実施形態と異なる。また、第２実施形態のＨＵＤ装置１は、モード変更処理が変更された点が第１実施形態と異なる。

筐体２の開口部２ｂは、ウインドシールドＷＳと凹面鏡６との間に配置されるようにして矩形状に形成されている。
防塵窓３１は、矩形状の２分の１波長板で形成されており、筐体２の開口部２ｂを塞ぐように設置される。偏光部材３２は、矩形状の２分の１波長板で形成されている。

駆動部３３は、図７に示すように、モータ４１と、ピニオンギア４２，４３と、ラックギア４４，４５とを備える。
モータ４１は、制御部９から出力される駆動信号に従って、出力軸４１ａを回転させる
。

ピニオンギア４２，４３は、その中心軸がモータ４１の出力軸４１ａと一致するように、且つ、防塵窓３１の短手方向の長さよりも互いに離れた状態で、出力軸４１ａに取り付けられている。

ラックギア４４は、ピニオンギア４２と噛み合った状態で、防塵窓３１の長手方向に沿って延びるように設置される。ラックギア４５は、ピニオンギア４３と噛み合った状態で、防塵窓３１の長手方向に沿って延びるように設置される。そしてラックギア４４，４５は、ラックギア４４とラックギア４５との間から防塵窓３１を視認可能な状態で設置される。またラックギア４４，４５は、筐体２とウインドシールドＷＳとの間で防塵窓３１の長手方向に沿って移動可能となるように、図示しない支持部材により支持される。

そして偏光部材３２は、ラックギア４４，４５においてピニオンギア４２，４３が噛み合っているのとは反対側でラックギア４４，４５に固定される。また偏光部材３２は、ラックギア４４とラックギア４５との間で掛け渡すように配置される。

このため、モータ４１の出力軸４１ａを回転させることにより、この回転力がピニオンギア４２，４３を介してラックギア４４，４５に伝達され、矢印Ｄｌで示すように、偏光部材３２を防塵窓３１の長手方向に沿って移動させることができる。これにより、ＨＵＤ装置１は、偏光部材３２が防塵窓３１を覆っている状態と、偏光部材３２が防塵窓３１を覆っていない状態との何れかに切り替えることができる。

ＨＵＤ装置１は、裸眼モードで、偏光部材３２が防塵窓３１を覆っていない状態にし、サングラスモードで、偏光部材３２が防塵窓３１を覆っている状態にする。
図８の偏光特性ＰＰ２は、表示光が表示器４から照射されてから防塵窓７に到達するまでにおける偏光方向を示す。図８の偏光特性ＰＰ１１は、裸眼モードで、表示光が防塵窓３１を通過してからウインドシールドＷＳに到達するまでにおける偏光方向を示す。図８の偏光特性ＰＰ１２は、裸眼モードで、表示光がウインドシールドＷＳで反射してから運転者ＤＲに到達するまでにおける偏光方向を示す。

図８の偏光特性ＰＰ１３は、サングラスモードで、表示光が防塵窓３１を通過してから偏光部材３２に到達するまでにおける偏光方向を示す。図８の偏光特性ＰＰ１４は、サングラスモードで、表示光が偏光部材３２を通過してからウインドシールドＷＳに到達するまでにおける偏光方向を示す。図８の偏光特性ＰＰ１５は、サングラスモードで、表示光がウインドシールドＷＳで反射してから運転者ＤＲに到達するまでにおける偏光方向を示す。

図８の偏光特性ＰＰ２に示すように、表示器４から照射され照射される表示光は、方位角θ_ＬＣＤを有する直線偏光である。図８の偏光特性ＰＰ２は、図３の偏光特性ＰＰ２と同一である。

図８の偏光特性ＰＰ１１に示すように、２分の１波長板で形成されている防塵窓３１の速軸ＦＡ１が、方位角θ_ＬＣＤを有する直線偏光に対して角度α１傾くように配置される。これにより、防塵窓３１から照射される表示光の直線偏光の方位角が、（θ_ＬＣＤ−２α１）となる。このときの直線偏光の方位角は、０度付近である。

図８の偏光特性ＰＰ１２に示すように、防塵窓３１を通過した表示光がウインドシールドＷＳで反射することにより、偏光方向が角度Δθだけプラス方向へ変化する。これにより、表示光が運転者ＤＲに到達するときの直線偏光の方位角が０度となる。

図８の偏光特性ＰＰ１３に示すように、２分の１波長板で形成されている防塵窓３１の速軸ＦＡ１が、方位角θ_ＬＣＤを有する直線偏光に対して角度α１傾くように配置される。これにより、防塵窓３１から照射される表示光の直線偏光の方位角が、（θ_ＬＣＤ−２α１）となる。このときの直線偏光の方位角は、０度付近である。なお、偏光特性ＰＰ１３は、偏光特性ＰＰ１１と同一である。

図８の偏光特性ＰＰ１４に示すように、２分の１波長板で形成されている偏光部材３２の速軸ＦＡ２が、方位角が０度付近である直線偏光に対して角度α２傾くように配置される。これにより、偏光部材３２から照射される表示光の直線偏光の偏光方向が、２×α２度だけプラス方向へ変化する。このときの直線偏光の方位角は、９０度付近である。

図８の偏光特性ＰＰ１５に示すように、偏光部材３２を通過した表示光がウインドシールドＷＳで反射することにより、偏光方向が角度Δθだけプラス方向へ変化する。これにより、表示光が運転者ＤＲに到達するときの直線偏光の方位角が９０度となる。

第２実施形態のモード変更処理は、Ｓ５０，Ｓ７０の代わりにＳ５２，Ｓ７２の処理を実行する点が第１実施形態と異なる。
すなわち、図９に示すように、Ｓ４０にて、サングラスモードから裸眼モードに切り替えられた場合には、Ｓ５２にて、駆動信号を駆動部３３へ出力することによりモータ４１を駆動させて偏光部材３２を裸眼モード位置へ移動させ、モード変更処理を一旦終了する。裸眼モード位置は、偏光部材３２が防塵窓３１を覆っていない位置である。

また、Ｓ６０にて、裸眼モードからサングラスモードに切り替えられた場合には、Ｓ７２にて、駆動信号を駆動部３３へ出力することによりモータ４１を駆動させて偏光部材３２をサングラスモード位置へ移動させ、モード変更処理を一旦終了する。サングラスモード位置は、偏光部材３２が防塵窓３１を覆っている位置である。

このように構成されたＨＵＤ装置１では、発光素子３、表示器４、平面鏡５および凹面鏡６が、表示する画像を表す表示光を、車両のウインドシールドＷＳへ向けて照射する。また、制御部９、防塵窓３１、偏光部材３２および駆動部３３が、表示光の偏光方向を変更することにより、第１偏光状態と、第２偏光状態との何れかの状態に切り替える。

このようにＨＵＤ装置１は、ウインドシールドＷＳで反射した反射光においてＳ偏光の輝度が高い第１偏光状態と、反射光においてＰ偏光の輝度が高い第２偏光状態との何れかの状態に切り替える。このため、ＨＵＤ装置１は、偏光サングラスの不使用時に第１偏光状態に切り替え、偏光サングラスの使用時に第２偏光状態に切り替えることが可能となる。これにより、第２実施形態のＨＵＤ装置１は、第１実施形態のＨＵＤ装置１と同様の効果を奏する。

また表示器４は、直線偏光の表示光を照射する。偏光部材３２は、内部を通過する表示光における直線偏光の偏光方向を変更する機能を有する。駆動部３３は、表示光がウインドシールドＷＳに至るまでに通過する経路上に偏光部材３２が配置されるサングラスモード位置と、上記経路上に偏光部材３２が配置されていない裸眼モード位置との何れかの位置となるように偏光部材３２を移動させる。

以上説明した実施形態において、制御部９、防塵窓３１、偏光部材３２および駆動部３３は切替部に相当し、偏光部材３２は偏光方向変更部材に相当し、駆動部３３は移動部に相当し、サングラスモード位置は第１偏光位置に相当し、裸眼モード位置は第２偏光位置に相当する。

以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
［変形例１］
例えば上記実施形態では、車両の周囲の明るさに基づいて発光素子３の輝度を２段階で設定する形態を示したが、例えば、車両の周囲の明るさの増大に伴い連続的に発光素子３の輝度を大きくするようにしてもよい。

［変形例２］
上記実施形態では、ＨＵＤ装置が自動車に搭載される形態を示したが、自動車に限定されるものではなく、例えば二輪車に搭載されるようにしてもよい。

また、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

上述したＨＵＤ装置１の他、当該ＨＵＤ装置１を構成要素とするシステム、当該ＨＵＤ装置１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、表示方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

１…ＨＵＤ装置、３…発光素子、４…表示器、５…平面鏡、６…凹面鏡、７…防塵窓、９…制御部、１１…駆動部、３１…防塵窓、３２…偏光部材、３３…駆動部、ＷＳ…ウインドシールド

Claims (5)

1. 表示する画像を表す表示光を、移動体のウインドシールド（ＷＳ）へ向けて照射するように構成された照射部（３，４，５，６）と、
   前記表示光の偏光方向を変更することにより、少なくとも、予め設定された第１偏光状態と、前記第１偏光状態とは異なるように予め設定された第２偏光状態との何れかの状態に切り替えるように構成された切替部（７，９，１１，３１，３２，３３）とを備え、
   前記第１偏光状態は、前記表示光が前記ウインドシールドへ入射して前記ウインドシールドで反射したときにおいて、前記第２偏光状態と比較して前記表示光のＳ偏光の輝度が高く、且つ、前記第２偏光状態と比較して前記表示光のＰ偏光の輝度が低い状態であり、
   前記第２偏光状態は、前記表示光が前記ウインドシールドへ入射して前記ウインドシールドで反射したときにおいて、前記第１偏光状態と比較して前記表示光のＳ偏光の輝度が低く、且つ、前記第１偏光状態と比較して前記表示光のＰ偏光の輝度が高い状態であるヘッドアップディスプレイ装置（１）。
2. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイであって、
   前記照射部は、直線偏光の前記表示光を照射し、
   前記切替部（７，９，１１）は、
   内部を通過する前記表示光における直線偏光の偏光方向を変更する機能を有する偏光方向変更部材（７）と、
   少なくとも、前記第１偏光状態となるように予め設定された第１偏光角度と、前記第２偏光状態となるように予め設定された第２偏光角度との何れかの角度となるように前記偏光方向変更部材を回転させるように構成された回転部（２１，２２，２３）とを備え、
   前記偏光方向変更部材は、前記表示光が前記ウインドシールドに至るまでに通過する経路上に配置されるヘッドアップディスプレイ装置。
3. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイであって、
   前記照射部は、直線偏光の前記表示光を照射し、
   前記切替部（３１，３２，３３）は、
   内部を通過する前記表示光における直線偏光の偏光方向を変更する機能を有する偏光方向変更部材（３２）と、
   少なくとも、前記表示光が前記ウインドシールドに至るまでに通過する経路上に前記偏光方向変更部材が配置される第１偏光位置と、前記経路上に前記偏光方向変更部材が配置されていない第２偏光位置との何れかの位置となるように前記偏光方向変更部材を移動させるように構成された移動部（３３）と
   を備えるヘッドアップディスプレイ装置。
4. 請求項２に記載のヘッドアップディスプレイであって、
   前記ヘッドアップディスプレイ装置は、更に、前記照射部を収容する筐体（２）を備え、
   前記筐体には、前記表示光を前記ウインドシールドへ向けて前記筐体の内部から外部へ通過させるための開口部（２ａ）が形成され、
   前記偏光方向変更部材は、前記開口部を塞ぐように配置されるヘッドアップディスプレイ装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のヘッドアップディスプレイであって、
   前記移動体の周囲の明るさとの間で正の相関を有するように、前記照射部から照射される前記表示光の明るさを設定するように構成された表示光設定部（Ｓ４０〜Ｓ７０）を備えるヘッドアップディスプレイ装置。

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