JP2019133058A - ヘッドアップディスプレイ装置および表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】液晶層の温度上昇を抑制することができるヘッドアップディスプレイ装置および表示装置を提供する。【解決手段】ヘッドアップディスプレイ装置１は、光源１０と、第一偏光板２１ａ、液晶表示部２２、および第二偏光板２１ｂを含み、光源１０から照射されて第一偏光板２１ａ、液晶表示部２２、および第二偏光板２１ｂを透過した光を投射する液晶表示装置２０と、液晶表示装置２０から投射される光を、反射面１０３ｓに向けて反射する反射部材３０と、を含み、液晶表示部２２は、液晶層２３ｃと、液晶層２３ｃにおける第一偏光板２１ａ側の面に設けられた第一基板２３ａと、液晶層２３ｃにおける第二偏光板２１ｂ側の面に設けられた第二基板２３ｂと、を有し、第一偏光板２１ａおよび第二偏光板２１ｂの少なくとも一方が、空気層ＡＬによって液晶表示部２２と隔てられている。【選択図】図２

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置および表示装置に関する。
車両のウインドシールドなどの反射面を用いて虚像を表示させるヘッドアップディスプレイ装置が知られている。特許文献１には、不透過状態のセグメント形成領域と背景領域とが、表示側偏光板側から液晶パネルに外光が入射すると、外光が反射型偏光板で反射することにより反射表示される、ヘッドアップディスプレイ装置に関する技術が開示されている。特許文献１の技術によれば、消費電力を抑えつつ表示像の視認性を確保できるとされている。
特開２０１６−１０２８７１号公報
ところで、外光（例えば、太陽光）などの光がヘッドアップディスプレイ装置に入射することによって、ヘッドアップディスプレイ装置に設けられた液晶層などの温度が上昇することがあった。
本発明の目的は、液晶層の温度上昇を抑制することができるヘッドアップディスプレイ装置および表示装置を提供することである。
本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、光源と、第一偏光板、液晶表示部、および第二偏光板を含み、前記光源から照射されて前記第一偏光板、前記液晶表示部、および前記第二偏光板を透過した光を画像の表示光として投射する液晶表示装置と、前記液晶表示装置から投射される光を、車両のアイポイントと対向する位置に配置された反射面に向けて反射する反射部材と、を含み、前記液晶表示部は、液晶層と、前記液晶層における前記第一偏光板側の面に設けられ、第一透明電極を含む第一基板と、前記液晶層における前記第二偏光板側の面に設けられ、第二透明電極を含む第二基板と、を有し、前記第一偏光板および前記第二偏光板の少なくとも一方が、空気層によって前記液晶表示部と隔てられていることを特徴とする。
本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置において、第一偏光板および第二偏光板の少なくとも一方は、空気層によって液晶表示部と隔てられている。本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置によれば、第一偏光板および第二偏光板の少なくとも一方から液晶層を含む液晶表示部への伝熱を低減することができる。したがって、液晶層の温度上昇を抑制することができるという効果を奏する。
図１は、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図である。 図２は、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の模式図である。 図３は、実施形態に係る表示装置の模式図である。 図４は、実施形態の第一変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置の模式図である。 図５は、実施形態の第二変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置の模式図である。 図６は、実施形態の第三変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置の模式図である。
以下に、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置および表示装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
［実施形態］
図１から図３を参照して、実施形態について説明する。実施形態は、ヘッドアップディスプレイ装置および表示装置に関する。図１は、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図である。図２は、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の模式図である。図３は、実施形態に係る表示装置の模式図である。なお、図２において、ヘッドアップディスプレイ装置に設けられた表示装置は、断面図として示されている。図３において、表示装置におけるホルダの図示は、省略されている。
実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、図１に示すように、自動車などの車両１００に搭載される。ヘッドアップディスプレイ装置１は、車両１００のダッシュボード１０２の内側に配置され、車両１００における表示部材１０３の反射面１０３ｓに表示光Ｌ２を投射する。実施形態において、表示部材１０３は、ウインドシールドである。表示部材１０３は、車両１００における運転者Ｄの前方に配置されている。表示部材１０３の反射面１０３ｓには、入射する光の一部を反射し、光の一部を透過させる半透過性のコーティングなどがなされていてもよい。反射面１０３ｓに投射された表示光Ｌ２は、反射面１０３ｓから車両１００のアイポイントＥＰに反射されることで、運転者Ｄに虚像Ｓとして視認される。
実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、実施形態に係る表示装置２を含んで構成されている。ヘッドアップディスプレイ装置１は、表示装置２および反射部材３０を含む。表示装置２は、光源１０および液晶表示装置２０を含んで構成されている。光源１０は、車両１００の電源から電力が供給されることで点灯する。光源１０としては、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などを用いることができる。液晶表示装置２０は、光源１０から射出された光Ｌ１の一部を透過させて、画像の表示光Ｌ２として反射部材３０に向けて投射する。反射部材３０は、液晶表示装置２０から投射される光（表示光Ｌ２）を、車両のアイポイントＥＰと対向する位置に配置された反射面１０３ｓに向けて反射する。表示光Ｌ２は、反射面１０３ｓによって反射されて、運転者Ｄに虚像Ｓとして視認される。実施形態の反射部材３０は、表示光Ｌ２を拡大させて反射する拡大ミラーである。反射部材３０としては、例えば、非球面ミラーを用いることができる。
図２に示すように、液晶表示装置２０は、第一偏光板２１ａ、第二偏光板２１ｂ、および液晶表示部２２を含む。液晶表示部２２は、第一偏光板２１ａと第二偏光板２１ｂとの間に配置されている。
図３に示すように、第一偏光板２１ａおよび第二偏光板２１ｂは、矩形板状の偏光板である。第一偏光板２１ａと第二偏光板２１ｂとは、一方の主面を互いに対向させた状態で配置されている。ここで、第一偏光板２１ａの主面とは、第一偏光板２１ａにおける周囲六面のうちの四端面を除く表側および裏側の二平面を指す。同様に、第二偏光板２１ｂの主面とは周囲六面のうちの四端面を除く表側および裏側の二平面を指す。
第一偏光板２１ａおよび第二偏光板２１ｂは、特定方向に振動している光を透過させる。第一偏光板２１ａおよび第二偏光板２１ｂにおいて、透過する光の振動方向を透過軸と呼び、透過軸に直交する方向を吸収軸と呼ぶ。第一偏光板２１ａおよび第二偏光板２１ｂは、ヨウ素などの染料を混合した透明フィルムを一方向に延伸して作製される。このときの延伸した方向が第一偏光板２１ａおよび第二偏光板２１ｂの吸収軸となる。
実施形態において、第一偏光板２１ａは、図３の矢印Ｈ１に示す水平方向に振動する光を透過させるように配置されている。つまり、第一偏光板２１ａは、水平方向を透過軸方向とし、透過軸方向に振動する光を透過させる。その一方で、第一偏光板２１ａは、透過軸方向と直交する吸収軸方向に振動する光を実質的に遮断する。
第二偏光板２１ｂは、第一偏光板２１ａに対してクロスニコルの関係になるように配置されている。第二偏光板２１ｂは、図３の矢印Ｖ１に示す垂直方向に振動する光を透過させるように配置されている。つまり、第二偏光板２１ｂは、垂直方向を透過軸方向とし、透過軸方向に振動する光を透過させる。その一方で、第二偏光板２１ｂは、透過軸方向と直交する吸収軸方向に振動する光を実質的に遮断する。なお、第一偏光板２１ａおよび第二偏光板２１ｂはフィルム状の偏光素子を透明なガラス板に貼り付けて又は挟み込み固定する構造でもよい。
液晶表示部２２は、第一透明電極を含む第一基板２３ａと、第二透明電極を含む第二基板２３ｂと、液晶層２３ｃと、を有する。第一基板２３ａは、液晶層２３ｃにおける第一偏光板２１ａ側の面に設けられている。第二基板２３ｂは、液晶層２３ｃにおける第二偏光板２１ｂ側の面に設けられている。第一透明電極および第二透明電極は、例えば、酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）を用いて形成された電極である。
実施形態において、第一基板２３ａおよび第二基板２３ｂは、板状のガラス基板を含んで構成される。第一基板２３ａにおいて、ガラス基板の表面には、画素電極となる複数の第一透明電極を含んだ複数の薄膜トランジスタ素子（ＴＦＴ素子）が形成されている。ＴＦＴ素子は、第一透明電極ごとに対応して形成され、第一透明電極における電荷（画素信号）の充電を制御するスイッチである。
また、第二基板２３ｂにおいて、ガラス基板の表面には、共通電極としての第二透明電極が形成されている。第二透明電極は、一枚の板状の透明電極であり、複数の第一透明電極に対して対向するように配置されている。第二透明電極は、グランド電位に接続されている。電荷が充電された第一透明電極と、第二透明電極との間の電位差で液晶層２３ｃ内に電界が生じる。
第一基板２３ａおよび第二基板２３ｂは、ガラス基板の液晶層２３ｃ側の面に配向膜をそれぞれ有している。配向膜は、第一偏光板２１ａの透過軸方向から第二偏光板２１ｂの透過軸方向に液晶分子を配向させるための膜である。配向膜は、ポリイミドなどを用いて形成された高分子膜の表面にラビング処理を施すことにより作製されている。つまり、配向膜は、布で高分子膜の表面を一方向に擦る処理を施すことによって作製される。ラビング処理によって、配向膜に微細なストライプ状の溝が形成される。このとき、布で擦った方向（ラビング方向）が液晶分子の配向方向となる。
配向膜は、液晶層２３ｃを挟んで配置され、液晶層２３ｃに接している。第一基板２３ａの配向膜と第二基板２３ｂの配向膜とは、ラビング方向が互いに直交するように配置されている。実施形態では、第一基板２３ａにおけるラビング方向は、水平方向に沿う方向であり、第二基板２３ｂにおけるラビング方向は、垂直方向に沿う方向である。液晶層２３ｃ内に電界が生じていない状態において、液晶層２３ｃの液晶分子は、同じ方向に配向しようとする性質を有している。この性質によって、液晶分子の配向方向は、第一基板２３ａにおける配向膜のラビング方向から第二基板２３ｂにおける配向膜のラビング方向へと徐々に変化している。つまり、液晶層２３ｃの結晶配向は、第一基板２３ａ側から第二基板２３ｂ側にかけて、９０度ねじれた状態となる。ここで、第一透明電極に電荷が充電されることで、第二透明電極（共通電極）と第一透明電極（画素電極）との間の電位差で液晶層２３ｃ内に電界が生じた場合、液晶層２３ｃにおける液晶分子は、電界の方向（第二透明電極から第一透明電極に向かう方向）に沿って並ぶ。つまり、第二透明電極と第一透明電極との間の電位差によって、液晶層２３ｃの結晶配向が制御される。
図２に示すように、第一偏光板２１ａは、空気層ＡＬ（第一空気層ＡＬ１）によって液晶表示部２２と隔てられている。また、第二偏光板２１ｂは、空気層ＡＬ（第二空気層ＡＬ２）によって液晶表示部２２と隔てられている。つまり、第一偏光板２１ａおよび第二偏光板２１ｂは、それぞれ液晶表示部２２から離されて配置されている。空気層ＡＬは、実質的に大気中の空気からなる層である。
ここで、第一偏光板２１ａにおける一方の主面は、第一基板２３ａにおける液晶層２３ｃ側とは反対側の面と平行に配置されている。第一偏光板２１ａにおける一方の主面は、第一基板２３ａにおける液晶層２３ｃ側とは反対側の面と対向して配置されている。光源１０側から見て、第一偏光板２１ａは、第一基板２３ａの全体に対して重畳するように配置されている。液晶表示部２２から光源１０に向かう方向において、第一偏光板２１ａは、液晶表示部２２側から１つ目の偏光板である。つまり、実施形態において、液晶表示部２２と第一偏光板２１ａとの間に他の偏光板は、設けられていない。
また、第二偏光板２１ｂにおける一方の主面は、第二基板２３ｂにおける液晶層２３ｃ側とは反対側の面と平行に配置されている。第二偏光板２１ｂにおける一方の主面は、第二基板２３ｂにおける液晶層２３ｃ側とは反対側の面と対向して配置されている。反射部材３０側から見て、第二偏光板２１ｂは、第二基板２３ｂの全体に対して重畳するように配置されている。液晶表示部２２から反射部材３０に向かう方向において、第二偏光板２１ｂは、液晶表示部２２側から１つ目の偏光板である。つまり、実施形態において、液晶表示部２２と第二偏光板２１ｂとの間に他の偏光板は、設けられていない。
ここで、液晶表示装置２０において、第一偏光板２１ａ、液晶表示部２２、および第二偏光板２１ｂは、光源１０から照射された光Ｌ１から表示光Ｌ２を生成する構成の最小単位である。
第一空気層ＡＬ１の厚さ（第一偏光板２１ａと液晶表示部２２との距離）は、第一偏光板２１ａから液晶表示部２２への伝熱量や液晶表示装置２０としての表示品位への影響を考慮して設定される。同様に、第二空気層ＡＬ２の厚さ（第二偏光板２１ｂと液晶表示部２２との距離）は、第二偏光板２１ｂから液晶表示部２２への伝熱量や液晶表示装置２０としての表示品位への影響を考慮して設定される。
図２に示すように、液晶表示装置２０には、ホルダ４０が設けられている。ホルダ４０は、第一偏光板２１ａ、第二偏光板２１ｂ、および液晶表示部２２を側面から囲んで固定している。実施形態のホルダ４０は、樹脂材料によって形成されている。
液晶表示装置２０には、ファン５０が設けられている。ファン５０は、図２の矢印Ｙ１で示すように、空気層ＡＬの空気を外気と入れ替える。ファン５０は、車両１００（図１参照）の電源から電力が供給されることで作動する。ファン５０は、液晶表示装置２０の外から空気を送り込みつつ、空気層ＡＬの空気を液晶表示装置２０の外に排出する。実施形態の液晶表示装置２０には、２つのファン５０（第一ファン５０ａおよび第二ファン５０ｂ）が設けられている。第一ファン５０ａは、第一空気層ＡＬ１の空気を外気と入れ替える。第二ファン５０ｂは、第二空気層ＡＬ２の空気を外気と入れ替える。第一ファン５０ａおよび第二ファン５０ｂは、ホルダ４０に取り付けられている。
図２に示すように、実施形態のヘッドアップディスプレイ装置１には、制御部６０が設けられている。制御部６０は、光源１０、および第一透明電極と電気的に接続されている。制御部６０は、光源１０のオン／オフを制御する。また、制御部６０は、第一透明電極を制御することで、液晶層２３ｃの結晶配向を制御する。また、実施形態において、制御部６０は、ファン５０（第一ファン５０ａおよび第二ファン５０ｂ）と電気的に接続されている。制御部６０は、ファン５０（第一ファン５０ａおよび第二ファン５０ｂ）のオン／オフを制御する。
次に、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１の駆動方法について説明する。実施形態に係る表示装置２は、アクティブマトリクス駆動方式の表示装置である。以下、デジタル方式での駆動方法について説明する。
液晶表示部２２の第一基板２３ａにおいて、電圧が印加された状態でＴＦＴ素子がオン状態のときに第一透明電極に電流が流れることで、第一透明電極に電荷が充電される。第一透明電極に電荷が充電されることで、液晶層２３ｃ内に電界が生じる。ここで、第一透明電極は、いわゆる画素電極として機能する。ＴＦＴ素子がオフ状態になると、第一透明電極に充電された電荷は外部へ流れないため、第一透明電極に充電された電荷は保持され、液晶層２３ｃにおける電界が保持される。その後、電圧が印加されない状態でＴＦＴ素子がオン状態になると、第一透明電極から電流が流れ、第一透明電極に充電された電荷は放電され、液晶層２３ｃの電界が解除される。第一透明電極は、第一基板２３ａのガラス基板上に縦横にマトリクス状に配置される。第一透明電極に充電される電荷の有無は、ＴＦＴ素子のオン／オフ状態により、第一透明電極ごとに制御される。
液晶層２３ｃは、第一透明電極と第二透明電極との間の電位差に応じて、液晶分子の配向方向を変化させる。第一透明電極と第二透明電極との間に電位差が生じていない状態では、液晶表示装置２０は、光源１０から照射された光Ｌ１を透過させる透過状態（表示状態）となる。一方で、第一透明電極と第二透明電極との間に電位差が生じた状態では、液晶表示装置２０は、光源１０から照射された光Ｌ１を実質的に透過させない非透過状態（非表示状態）となる。
実施形態では、１つの第一透明電極に対応する液晶層２３ｃにおける領域（アクティブ領域）ごとに液晶層２３ｃの結晶配向が制御される。つまり、アクティブ領域ごとに液晶表示装置２０における透過状態と非透過状態とが制御される。この制御によって、画像パターンが形成される。
図３に示すように、液晶表示装置２０は、光源１０から照射されて第一偏光板２１ａ、液晶表示部２２、および第二偏光板２１ｂを透過した光を表示光Ｌ２として投射する構成となっている。まず、光源１０から第一偏光板２１ａに向かって照射された光Ｌ１は、第一偏光板２１ａによって偏光される。第一偏光板２１ａは、第一偏光板２１ａの透過軸方向に振動する光を第一偏光光Ｌ１ａとして液晶表示部２２に向けて透過させ、第一偏光板２１ａの吸収軸方向に振動する光を実質的に遮断する。
その後、第一偏光光Ｌ１ａは、液晶表示部２２に入射する。液晶表示部２２において、透過状態のアクティブ領域に入射した第一偏光光Ｌ１ａは、液晶層２３ｃ内で光軸方向に９０度旋光される。液晶層２３ｃ内で旋光された光は、第一液晶透過光Ｌ１ｂとして、第二偏光板２１ｂに向けて液晶表示部２２から出射される。一方で、液晶表示部２２における、非透過状態のアクティブ領域に入射した第一偏光光Ｌ１ａは、液晶層２３ｃ内で光の振動方向が変えられることなく、第二液晶透過光Ｌ１ｃとして液晶表示部２２から出射される。
液晶表示部２２から出射された第一液晶透過光Ｌ１ｂは、第二偏光板２１ｂの透過軸方向に振動する光となっている。一方で、第二液晶透過光Ｌ１ｃは、第二偏光板２１ｂの吸収軸方向に振動する光のままである。したがって、第一液晶透過光Ｌ１ｂは、第二偏光板２１ｂを透過し、第二液晶透過光Ｌ２ｂは、第二偏光板２１ｂによって実質的に遮断される。
第二偏光板２１ｂを透過した光は、表示光Ｌ２として、図１に示すように、反射部材３０に向けて投射される。反射部材３０は、表示光Ｌ２を表示部材１０３の反射面１０３ｓに向けて反射する。反射面１０３ｓに向けて反射された光は、反射面１０３ｓによって、車両１００のアイポイントＥＰに向けて反射される。車両１００に運転者Ｄが搭乗している場合、反射面１０３ｓによって反射された表示光Ｌ２は、運転者Ｄに虚像Ｓとして視認される。以上のようにして、ヘッドアップディスプレイ装置１によって、虚像Ｓが投影される。
なお、ヘッドアップディスプレイ装置１におけるデジタル方式での駆動では、液晶表示装置２０における光の透過面積や透過時間を制御することによって、画像パターンにおける輝度表現が可能となる。
なお、実施形態のヘッドアップディスプレイ装置１は、アナログ方式で駆動されてもよい。表示装置２において、第一透明電極と第二透明電極との間の電位差を透過状態における電位差と非透過状態における電位差との間の値で制御することにより、液晶表示装置２０を半透過状態とすることができる。ここで、半透過状態とは、１つのアクティブ領域において、光源１０から照射された光Ｌ１のうちの一部を透過させる状態を指す。アナログ方式では、アクティブ領域は、透過状態、半透過状態、および非透過状態の何れかに制御される。アクティブ領域ごとに、透過状態、半透過状態、および非透過状態を制御することにより、画像パターンにおける輝度表現が可能となる。
図２に示すように、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１において、外光Ｌ３が反射部材３０を介して液晶表示装置２０に入射する場合がある。外光Ｌ３は、例えば太陽光である。反射部材３０が、例えば、拡大ミラーである場合、外光Ｌ３は、反射部材３０によって液晶表示装置２０に向けて集光される。実施形態においては、反射部材３０は、液晶表示装置２０における反射部材３０側とは反対側に焦点ＦＣを有している。外光Ｌ３は、反射部材３０によって、焦点ＦＣに向けて集光される。実施形態の第二偏光板２１ｂは、第二空気層ＡＬ２によって液晶表示部２２と隔てられている。この構成において、第二偏光板２１ｂは、第二偏光板２１ｂが液晶表示部２２（第二基板２３ｂ）と接している構成よりも、焦点ＦＣから遠い位置に配置されている。第二偏光板２１ｂが焦点ＦＣから遠い位置に配置されていることにより、外光Ｌ３による第二偏光板２１ｂにおける面積当たりの影響が低減される。また、この構成によって、外光Ｌ３により熱せられた第二偏光板２１ｂから液晶表示部２２への伝熱が低減される。特に、第二偏光板２１ｂから液晶表示部２２への直接的な熱伝導が、第二空気層ＡＬ２を介した間接的な熱伝導となるため、第二偏光板２１ｂから液晶表示部２２への熱伝導が低減される。また、第二偏光板２１ｂと液晶表示部２２とが第二空気層ＡＬ２によって隔てられるため、第二偏光板２１ｂの輻射熱による液晶表示部２２への熱的影響も低減される。
また、光源１０から照射される光の強度によっては、光源１０の光によって液晶表示装置２０の温度が上昇する場合がある。実施形態では、第一偏光板２１ａは、第一空気層ＡＬ１によって液晶表示部２２と隔てられている。この構成によって、光源１０から照射された光によって熱せられた第一偏光板２１ａから液晶表示部２２への伝熱が低減される。特に、第一偏光板２１ａから液晶表示部２２への直接的な熱伝導が、第一空気層ＡＬ１を介した間接的な熱伝導となるため、第一偏光板２１ａから液晶表示部２２への熱伝導が低減される。また、第一偏光板２１ａと液晶表示部２２とは、第一空気層ＡＬ１によって一定の間隔をあけて隔てられている。したがって、第一偏光板２１ａの輻射熱による液晶表示部２２への熱的影響も低減される。
また、外光Ｌ３の液晶表示部への熱的影響を低減させるため、反射部材と反射面との間にコールドミラーを設ける構成も考えられる。コールドミラーは、赤外線を透過させ、可視光を反射する光学処理がなされたミラーである。反射部材が反射した表示光は、コールドミラーを介して反射面に反射される。一方で、熱源となる赤外線は、コールドミラーを透過するため、反射部材を介して液晶表示部には届かない。この構成によって、外光Ｌ３の液晶表示部への熱的影響を低減させることができる。しかし、コールドミラーを設けることにより、コストが高くなる場合がある。実施形態の構成では、コールドミラーを設けなくとも外光Ｌ３の液晶表示部２２への熱的影響を低減できるため、コストを削減することができる。
以上説明したように、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１の構成は、外光Ｌ３および光源１０から照射された光による液晶表示部２２への熱的影響を低減できる構成となっている。
なお、上述の実施形態においては、液晶表示装置２０をアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置として説明した。しかし、液晶表示装置２０は、他の駆動方式の液晶表示装置であってもよい。例えば、液晶表示装置２０は、単純マトリクス駆動方式の液晶表示装置でもよい。
なお、上述の実施形態では、ホルダ４０を樹脂製の部材として説明した。しかし、ホルダ４０は、金属材料によって形成されてもよい。例えば、アルミニウムなどの金属製のホルダ４０を用いることで、液晶表示装置２０の放熱性を向上させることができる。
なお、上述の実施形態では、２つのファン５０（第一ファン５０ａおよび第二ファン５０ｂ）を用いて、第一空気層ＡＬ１および第二空気層ＡＬ２の空気を外気と入れ替える構成を説明した。しかし、この構成に限られるものではない。例えば、ファン５０を設ける替わりに、ホルダ４０に送風孔を形成し、この送風孔を介して空気層ＡＬの空気と外気との入れ替えが行われてもよい。また、ホルダ４０に送風孔を形成し、ホルダ４０の外側に配置した１つのファン５０によって、第一空気層ＡＬ１および第二空気層ＡＬ２の空気を外気と入れ替えてもよい。
［実施形態の第一変形例］
実施形態の第一変形例について説明する。本変形例は、ヘッドアップディスプレイ装置および表示装置に関する。図４は、実施形態の第一変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置の模式図である。図４は、上述の実施形態の図２に対応する。
図４に示すように、本変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置１において、上述の実施形態のヘッドアップディスプレイ装置１と異なる点は、例えば、液晶表示装置２０において、第一偏光板２１ａと第一基板２３ａとが接している点である。つまり、第一偏光板２１ａと第一基板２３ａとの間に第一空気層ＡＬ１がない構成である。また、第一ファン５０ａが設けられていない点も上述の実施形態と異なる点である。また、本変形例に係る表示装置２において、上述の実施形態と異なる点は、例えば、上述の実施形態の液晶表示装置２０の代わりに、本変形例の液晶表示装置２０を含んでいる点である。
本変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置１および本変形例に係る表示装置２の構成は、例えば、外光Ｌ３による液晶表示部２２への熱的影響を低減することを目的として用いることができる。
［実施形態の第二変形例］
実施形態の第二変形例について説明する。本変形例は、ヘッドアップディスプレイ装置および表示装置に関する。図５は、実施形態の第二変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置の模式図である。図５は、上述の実施形態の図２に対応する。
図５に示すように、本変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置１において、上述の実施形態のヘッドアップディスプレイ装置１と異なる点は、例えば、液晶表示装置２０において、第二偏光板２１ｂと第二基板２３ｂとが接している点である。つまり、第二偏光板２１ｂと第二基板２３ｂとの間に第二空気層ＡＬ２がない構成である。また、第二ファン５０ｂが設けられていない点も上述の実施形態と異なる点である。また、本変形例に係る表示装置２において、上述の実施形態と異なる点は、例えば、上述の実施形態の液晶表示装置２０の代わりに、本変形例の液晶表示装置２０を含んでいる点である。
本変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置１および本変形例に係る表示装置２の構成は、例えば、光源１０から照射される光による液晶表示部２２への熱的影響を低減することを目的として用いることができる。
［実施形態の第三変形例］
実施形態の第三変形例について説明する。本変形例は、ヘッドアップディスプレイ装置および表示装置に関する。図６は、実施形態の第三変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置の模式図である。図６は、上述の実施形態の図２に対応する。
図６に示すように、本変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置１において、上述の実施形態のヘッドアップディスプレイ装置１と異なる点は、例えば、液晶表示装置２０が第二偏光板２１ｂと第二基板２３ｂとの間に反射防止層２３ｄを含む点である。また、本変形例に係る表示装置２において、上述の実施形態と異なる点は、例えば、上述の実施形態の液晶表示装置２０の代わりに、本変形例の液晶表示装置２０を含んでいる点である。
反射防止層２３ｄは、第二偏光板２１ｂと第二基板２３ｂとの間における光反射を低減する。本変形例において、反射防止層２３ｄは、第二偏光板２１ｂにおける第二基板２３ｂ側の面に張り付けられた反射防止フィルムである。なお、反射防止層２３ｄとしては、第二偏光板２１ｂにおける第二基板２３ｂ側の面に施された反射防止コーティングによって形成された層であってもよい。また、反射防止層２３ｄは、第二基板２３ｂにおける第二偏光板２１ｂ側の面に設けられていてもよい。また、反射防止層２３ｄは、独立した部材として第二偏光板２１ｂと第二基板２３ｂとの間に設けられ、ホルダ４０によって支持されていてもよい。
［実施形態および各変形例の効果］
以上説明したように、実施形態および各変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、光源１０と、第一偏光板２１ａ、液晶表示部２２、および第二偏光板２１ｂを含み、光源１０から照射されて第一偏光板２１ａ、液晶表示部２２、および第二偏光板２１ｂを透過した光を画像の表示光Ｌ２として投射する液晶表示装置２０と、液晶表示装置２０から投射される光を、車両１００のアイポイントＥＰと対向する位置に配置された反射面１０３ｓに向けて反射する反射部材３０と、を含み、液晶表示部２２は、液晶層２３ｃと、液晶層２３ｃにおける第一偏光板２１ａ側の面に設けられ、第一透明電極を含む第一基板２３ａと、液晶層２３ｃにおける第二偏光板２１ｂ側の面に設けられ、第二透明電極を含む第二基板２３ｂと、を有し、第一偏光板２１ａおよび第二偏光板２１ｂの少なくとも一方が、空気層ＡＬによって液晶表示部２２と隔てられている。
実施形態および各変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置１において、第一偏光板２１ａおよび第二偏光板２１ｂの少なくとも一方は、空気層ＡＬによって液晶表示部２２と隔てられている。第一偏光板２１ａおよび第二偏光板２１ｂの少なくとも一方から液晶層２３ｃを含む液晶表示部２２への伝熱を低減することができる。したがって、液晶層２３ｃにおける温度上昇を抑制することができる。
実施形態、第一変形例、および第三変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置１においては、第二偏光板２１ｂと液晶表示部２２とが空気層ＡＬ（第二空気層ＡＬ２）によって隔てられている。この構成によって、太陽などの外光Ｌ３による液晶表示部２２への熱的な影響を低減することができる。
実施形態および第二変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置１においては、第一偏光板２１ａと液晶表示部２２とが空気層ＡＬ（第一空気層ＡＬ１）によって隔てられている。この構成によって、光源１０から照射される光Ｌ１による液晶表示部２２への熱的な影響を低減することができる。
また、実施形態および各変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置１において、液晶表示装置２０は、空気層ＡＬの空気を外気と入れ替えるファン５０を含む。
ファン５０によって、空気層ＡＬの空気が外気と入れ替えられることで、偏光板（例えば、実施形態における第一偏光板２１ａ）から液晶表示部２２への熱伝導を低減させることができる。また、偏光板（例えば、実施形態における第一偏光板２１ａ）からの熱伝導によって、暖められた空気層ＡＬの空気が外気と入れ替えられるため、液晶表示装置２０を冷却することができる。
また、第三変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置１において、液晶表示装置２０は、第二偏光板２１ｂと第二基板２３ｂとの間に反射防止層２３ｄを含み、反射防止層２３ｄは、第二偏光板２１ｂと第二基板２３ｂとの間における光反射を低減する。
反射防止層２３ｄによって、第二偏光板２１ｂと第二基板２３ｂとの間における光反射を低減させることで、液晶表示装置２０の表示品位を向上させることができる。
また、上述の実施形態や各変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置１において、反射部材３０は、表示光Ｌ２を拡大させて反射する拡大ミラーである。
反射部材３０として拡大ミラーを用いることで、液晶表示装置２０が投射した表示光Ｌ２を拡大して反射面１０３ｓに向けて反射することができる。したがって、アイポイントＥＰから見て、より広い領域に虚像Ｓを投影することができる。
実施形態や各変形例に係る表示装置２は、光源１０と、第一偏光板２１ａ、液晶表示部２２、および第二偏光板２１ｂを含み、光源１０から照射されて第一偏光板２１ａ、液晶表示部２２、および第二偏光板２１ｂを透過した光を画像の表示光Ｌ２として投射する液晶表示装置２０と、を含み、液晶表示部２２は、液晶層２３ｃと、液晶層２３ｃにおける第一偏光板２１ａ側の面に設けられ、第一透明電極を含む第一基板２３ａと、液晶層２３ｃにおける第二偏光板２１ｂ側の面に設けられ、第二透明電極を含む第二基板２３ｂと、を有し、第一偏光板２１ａおよび第二偏光板２１ｂの少なくとも一方が、空気層ＡＬによって液晶表示部２２と隔てられている。
実施形態および各変形例に係る表示装置２において、第一偏光板２１ａおよび第二偏光板２１ｂの少なくとも一方は、空気層ＡＬによって液晶表示部２２と隔てられている。第一偏光板２１ａおよび第二偏光板２１ｂの少なくとも一方から液晶層２３ｃを含む液晶表示部２２への伝熱を低減することができる。したがって、液晶層２３ｃにおける温度上昇を抑制することができる。
実施形態、第一変形例、および第三変形例に係る表示装置２においては、第二偏光板２１ｂと液晶表示部２２とが空気層ＡＬ（第二空気層ＡＬ２）によって隔てられている。この構成によって、太陽などの外光Ｌ３による液晶表示部２２への熱的な影響を低減することができる。
実施形態および第二変形例に係る表示装置２においては、第一偏光板２１ａと液晶表示部２２とが空気層ＡＬ（第一空気層ＡＬ１）によって隔てられている。この構成によって、光源１０から照射される光Ｌ１による液晶表示部２２への熱的な影響を低減することができる。
上記の実施形態および各変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。
１ ヘッドアップディスプレイ装置
２ 表示装置
１０ 光源
２０ 液晶表示装置
２１ａ 第一偏光板
２１ｂ 第二偏光板
２２ 液晶表示部
２３ａ 第一基板
２３ｂ 第二基板
２３ｃ 液晶層
２３ｄ 反射防止層
３０ 反射部材
４０ ホルダ
５０ ファン
５０ａ 第一ファン
５０ｂ 第二ファン
６０ 制御部
１００ 車両
１０２ ダッシュボード
１０３ 表示部材
１０３ｓ 反射面
ＡＬ 空気層
ＡＬ１ 第一空気層
ＡＬ２ 第二空気層
Ｄ 運転者
ＥＰ アイポイント
ＦＣ 焦点
Ｌ１ 光
Ｌ２ 表示光
Ｓ 虚像

Claims (5)

  1. 光源と、
    第一偏光板、液晶表示部、および第二偏光板を含み、前記光源から照射されて前記第一偏光板、前記液晶表示部、および前記第二偏光板を透過した光を画像の表示光として投射する液晶表示装置と、
    前記液晶表示装置から投射される光を、車両のアイポイントと対向する位置に配置された反射面に向けて反射する反射部材と、
    を備え、
    前記液晶表示部は、液晶層と、前記液晶層における前記第一偏光板側の面に設けられ、第一透明電極を含む第一基板と、前記液晶層における前記第二偏光板側の面に設けられ、第二透明電極を含む第二基板と、を有し、
    前記第一偏光板および前記第二偏光板の少なくとも一方が、空気層によって前記液晶表示部と隔てられている
    ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  2. 前記液晶表示装置は、前記空気層の空気を外気と入れ替えるファンを含む
    請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  3. 前記液晶表示装置は、前記第二偏光板と前記第二基板との間に反射防止層を含み、
    前記反射防止層は、前記第二偏光板と前記第二基板との間における光反射を低減する
    請求項１または２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  4. 前記反射部材は、前記表示光を拡大させて反射する拡大ミラーである
    請求項１から３の何れか１つに記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  5. 光源と、
    第一偏光板、液晶表示部、および第二偏光板を含み、前記光源から照射されて前記第一偏光板、前記液晶表示部、および前記第二偏光板を透過した光を画像の表示光として投射する液晶表示装置と、
    を備え、
    前記液晶表示部は、液晶層と、前記液晶層における前記第一偏光板側の面に設けられ、第一透明電極を含む第一基板と、前記液晶層における前記第二偏光板側の面に設けられ、第二透明電極を含む第二基板と、を有し、
    前記第一偏光板および前記第二偏光板の少なくとも一方が、空気層によって前記液晶表示部と隔てられている
    ことを特徴とする表示装置。
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