JP2020190677A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サングラス輝度を高くすることが可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】偏光機能を備えた偏光板６２を含むベゼル部材６０を導光部４０とウインドシールド２の投影面３との間に装着する。これにより、ベゼル部材６０を装着していない状態であれば裸眼輝度を高めた虚像４を表示でき、ベゼル部材６０を装着した状態であればサングラス輝度を高めた虚像４を表示できる。したがって、ヘッドアップディスプレイ装置１００として、適用対象が多いと想定される虚像４を裸眼で視認する場合に合わせた設計としつつ、ユーザのニーズがあればベゼル部材６０を装着することで、サングラス輝度Ｉｐを高められる。【選択図】図１

Description

本発明は、表示画像をウインドシールドなどに備えられた投影面に投影することで、ユーザに表示画像を視認可能とするヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。

従来より、ディスプレイや凹面鏡等の導光部をウインドシールドの下に配置し、ディスプレイの表示画像を導光部で反射させてウインドシールドの投影面に映し出すことでユーザに視認させるヘッドアップディスプレイ装置がある。このヘッドアップディスプレイ装置において、特許文献１に、裸眼状態での視認性と偏光サングラスを着用した状態での視認性の両立を図る技術が提案されている。

具体的には、特許文献１のヘッドアップディスプレイ装置では、導光部とウインドシールドとの間に、対応する偏光の透過率が最大となる透過軸を有する偏光板を備え、偏光板により、投射偏光方位角と透過軸方位角とを異ならせている。このような偏光板を備えると、ウインドシールドに反射された画像の光の偏光方向が画像縦方向および画像横方向の両方に対して傾く。したがって、画像縦方向に対応する車両の上下方向の偏光成分と画像横方向に対応する車両の上下方向に対して垂直な方向の偏光成分が共に得られる。これにより、ドライバが裸眼で虚像を視認する場合の輝度（以下、裸眼輝度という）と、偏光サングラスを着用した状態で虚像を視認する場合の輝度（以下、サングラス輝度という）とで輝度のバランスを取ることが可能となる。

特開２０１７−１０２３４７号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、裸眼輝度とサングラス輝度のバランスを取ることができるものの、サングラス輝度を上げるために裸眼輝度を低下させることになる反面、サングラス輝度も十分には得られない。ヘッドアップディスプレイ装置では、一般的に裸眼輝度を優先し、サングラス輝度が低くなってしまうが、ユーザの嗜好に合わせて、サングラス輝度を向上させたいという要望もある。

本発明は上記点に鑑みて、サングラス輝度を高くすることが可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、車両（Ｖ）に搭載され、投影部材（２）における投影面（３）に表示画像を投影し、表示画像の光が投影面に投影されることで表示画像の虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、表示画像の光を投射する投射器（２０）と、投射器からの表示画像の光を投影部材へ向けて導光する導光部（４０）と、開口部（１１）が形成されており、投射器および導光部を収容すると共に開口部を通じて導光部にて導光された表示画像の光を投影部材に導くハウジング（１０）と、導光部と投影部材との間の光路上に配置された偏光機能を有するベゼル偏光板（６２）を含み、開口部からハウジング内への塵の侵入を抑制するベゼル部材（６０）と、を備え、ベゼル偏光板は、偏光により、該ベゼル偏光板を透過する前よりも透過した後の方が、表示画像の光のうちのｐ波の輝度を高くする。

このように、ベゼル偏光板に偏光機能を備えることにより、ベゼル部材を装着していないときに裸眼輝度を高めた虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置において、ベゼル部材を装着することでサングラス輝度を高めた虚像を表示できる。したがって、ヘッドアップディスプレイ装置として、適用対象が多いと想定される虚像を裸眼で視認する場合に合わせた設計としつつ、ユーザのニーズがあればベゼル部材を装着することで、サングラス輝度を高められる。よって、サングラス輝度を高くすることが可能なヘッドアップディスプレイ装置にできる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置の車両への搭載状態を示す模式図である。 第１実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置の車両への搭載状態を示す模式図であって、車両後方から車両前方に見た図である。 第１実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置の概略的構成を示す構成図である。 第１実施形態における投射器の構成を示す斜視図である。 第１実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置において、方位角等の関係を説明するための模式図である。 ベゼル部材を上方から見たときの斜視図である。 ベゼル部材を下方から見たときの斜視図である。 透過軸方向と裸眼輝度やサングラス輝度との関係を示した図である。 第２実施形態で説明するベゼル部材の分解斜視図である。 組み付け後のベゼル部材を上方から見たときの斜視図である。 組み付け後のベゼル部材を下方から見たときの斜視図である。 第３実施形態で説明するベゼル部材の分解斜視図である。 組み付け後のベゼル部材を上方から見たときの斜視図である。 第４実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置の部分拡大図である。 第５実施形態で説明する投射器による光源の発光量の制御を行う部分のブロック構成を示した図である。 切替スイッチの非操作時の制御が行われたときのベゼル部材を装着した場合と装着していない場合のサングラス輝度の変化を示した図である。 切替スイッチの操作時の制御が行われたときのベゼル部材を装着した場合と装着していない場合のサングラス輝度の変化を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
第１実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置について説明する。ヘッドアップディスプレイ装置は、車両に適用されるものであり、ドライバに対して表示画像の虚像を視認させることで、車速やナビゲーションシステムによる進行方向の表示などの情報を提供するものとして用いられる。

図１に示すヘッドアップディスプレイ装置１００は、例えば車両Ｖのインストルメントパネル１内に収容されており、ウインドシールド２の投影面３に表示画像を投影することで、ドライバに表示画像の虚像４を視認可能とする。表示画像については、ドライバが運転席５に着座したときの眼６の位置として想定される長方形の領域をアイボックスとして、アイボックスから投影面３に投影された表示画像の虚像４が視認可能となるように表示される。

なお、以下の説明において、車両上下方向、左右方向などの方向を記載する場合、車両Ｖが水平面上にあるときにおける天地方向、車両前方に向かって左右方向のことを示していることとする。また、虚像４のうちの車両上下方向に沿う方向を画像縦方向Ｄｉｌといい、虚像４のうちの画像縦方向Ｄｉｌと垂直な方向を画像横方向Ｄｉｓという。すなわち、運転席５に着座した状態のドライバが、虚像４のうちの縦の方向と認識する方向を画像縦方向Ｄｉｌ、横の方向と認識する方向を画像横方向Ｄｉｓとしている。

ヘッドアップディスプレイ装置１００は、ハウジング１０、投射器２０、導光部４０、偏光板５０およびベゼル部材６０を備えた構成とされている。

ハウジング１０は、内部に収容スペースを構成する収容部材であり、インストルメントパネル１内に配置されており、上部に収容スペースに繋がる開口部１１が形成された構造とされている。ハウジング１０の収容スペース内には、投射器２０および導光部４０が収容され、開口部１１には、偏光板５０およびベゼル部材６０が配置されている。そして、投射器２０から投影された表示画像が導光部４０を介して開口部１１側に導かれ、偏光板５０およびベゼル部材６０を通じて投影面３に投影されるようになっている。

投射器２０は、図４に詳細を示すように、光源２２、集光レンズ２４、拡散板２６、投射レンズ２８および液晶パネル３０を有し、これらが図示しない中空状のケースに収容された構成とされている。

光源２２は、例えば複数のＬＥＤ（発光ダイオード素子）を光源用回路基板に実装したものとされる。光源２２は、ＬＥＤへの通電により電流量に応じた発光量にて光を集光レンズ２４へ向けて照射する。

集光レンズ２４は、ガラス等で構成された透光性の凸レンズであり、光源２２から照射された光を集光し、拡散板２６に出射する。

拡散板２６は、ガラス等で構成された光拡散を行う板であり、集光レンズ２４から出射された光を拡散することで表示画像の面内での輝度の均一性を調整する。

投射レンズ２８は、合成樹脂ないしはガラス等からなる透光性の凸レンズであり、拡散板２６と液晶パネル３０との間に配置されている。投射レンズ２８は、拡散板２６からの光を集光して液晶パネル３０へ向けて投射する。

液晶パネル３０は、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いたパネルとされ、図３に示すように画像縦方向Ｄｉｌおよび画像横方向Ｄｉｓの２次元方向に配列された複数の液晶画素から形成されるアクティブマトリクス型のもので構成されている。液晶パネル３０は、一対の液晶用偏光板と、この一対の液晶用偏光板に挟まれた液晶層等が積層された構成とされている。各液晶用偏光板は、電場ベクトルが所定方向の偏光を透過させ、電場ベクトルが所定方向と実質垂直な方向の偏光を遮光する性質を有している。そして、一対の液晶用偏光板は、それぞれの透過させる磁場ベクトルの方向が直行するように配置されている。また、一対の液晶偏光板に挟まれて配置された液晶層は、液晶画素毎の電圧印加に基づいて、印加電圧に応じて、液晶層に入射する光の偏光方向を回転させられるようになっている。なお、図３中などにおいは、光路に沿う方向をＤｃとして示してある。

このような構成とされているため、投射器２０は、液晶パネル３０にて液晶画素毎の透過率を制御することで、所望の画像の光を投射することが可能となる。そして、投射器２０から投射される画像の光は、射出側の液晶用偏光板の配置に応じて偏光したものとなっており、本実施形態では、投射器２０から投射される画像の光の偏光方向Ｄｐｐが画像横方向Ｄｉｓに沿う方向とされている。

導光部４０は、投射器２０からの画像の光を、ウインドシールド２へ向けて導光する光学系であり、本実施形態の場合は、平面鏡４２および凹面鏡４４を有した構成とされている。

平面鏡４２は、液晶パネル３０から出射された表示画像の光を凹面鏡４４に向けて反射する。 凹面鏡４４は、平面鏡４２から伝えられた表示画像の光をウインドシールド２と向けて反射するものであり、凹面鏡４４の中心が凹む曲面状の反射鏡とされている。

このような構成とされているため、投射器２０から出射された表示画像の光が図１、図３中に示した光路のように、導光部４０で反射されてウインドシールド２の投影面３に導かれるようになっている。

偏光板５０は、車体側偏光板に相当するもので、導光部４０とウインドシールド２との間の光路上に配置されており、ハウジング１０の開口部１１を塞ぐように配置されることでハウジング１０内への塵の侵入を抑制する。偏光板５０は、偏光素子層５２を有している。

偏光素子層５２は、例えばポリビニルアルコールにヨウ素を添加して形成され、ヨウ素分子の配向方向によって透過軸５２ａと遮光軸５２ｂとが互いに直交した状態となっている。透過軸５２ａは、対応する偏光の透過率が最大となる軸である。

なお、透過軸５２ａに対応する偏光とは、電場ベクトルが透過軸５２ａに沿った偏光のことである。遮光軸５２ｂは、対応する偏光の透過率が最小となる軸である。なお、遮光軸５２ｂに対応する偏光とは、電場ベクトルが当該遮光軸５２ｂに沿った偏光のことである。このような構成の偏光素子層５２の遮光軸５２ｂは、光を吸収する吸収軸となっている。すなわち、吸収軸としての遮光軸５２ｂに対応する偏光が偏光素子層５２に入射した場合、吸収率が最大となる。

ベゼル部材６０は、太陽光の反射光を遮断し、眼６に不要な光を入射させないようにするためのものであるが、本実施形態では、偏光板５０を透過してきた表示画像の光の偏光方向を変えて、ウインドシールド２側に導く偏光機能も有している。具体的には、ベゼル部材６０は、図１、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、偏光板６２とベゼル６４とを有した構成とされ、図１に示すように、ハウジング１０の開口部１１の入口の位置においてインストルメントパネル１に着脱可能とされている。

偏光板６２は、ベゼル偏光板に相当するもので、図１に示すように、偏光板５０に沿って、所定距離離れた位置もしくは偏光板５０に接して配置されている。本実施形態では、偏光板５０を曲面とし、かつ、偏光板５０のうちの車両Ｖの前端側の方が後端側よりも下方に位置するように傾けて配置してあるが、偏光板６２も同様の配置とされている。

偏光板６２は、上記した偏光素子層５２と同様のもので構成されることで２つ目の偏光板を構成しており、図２に示すように、透過軸６２ａと遮光軸６２ｂとが互いに直交した状態となっている。ただし、偏光板６２の透過軸６２ａと遮光軸６２ｂは、それぞれ、偏光素子層５２の透過軸５２ａと遮光軸５２ｂに対して方位角がずらしてある。

ベゼル６４は、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、ハウジング１０の開口部１１の入口の位置においてインストルメントパネル１の開口部に嵌め込まれる枠体形状で構成されており、本実施形態では四角形枠体形状とされている。このベゼル６４の底部、つまり開口部１１への挿入方向先端に偏光板６２が固定されており、ベゼル６４を開口部１１に嵌め込むことにより、偏光板６２が開口部１１を塞ぐように設置されるようになっている。本実施形態では、ベゼル６４の底部、つまりベゼル６４のうち表示画像の光の光路の上流側となる導光部４０側の端部に対して、偏光板６２が溶着などによって接合されている。そして、偏光板６２により、ベゼル６４の開口部が全域覆われている
このように構成された偏光板５０および偏光板６２を通じて表示画像の光がウインドシールド２の投影面３に導かれ、投影面３にて表示画像が投影されることにより、ドライバに表示画像の虚像４が視認可能となる。

続いて、このように構成されたヘッドアップディスプレイ装置１００において、偏光板５０や偏光板６２での偏光による輝度調整について説明する。

本実施形態では、偏光板５０における偏光素子層５２の透過軸５２ａと遮光軸５２ｂを調整することで、ドライバが裸眼である場合に虚像４を視認し易くする裸眼輝度を高めるようにしている。逆に、偏光板６２の透過軸６２ａと遮光軸６２ｂを調整することで、ドライバが偏光サングラス７を着用している場合に虚像４を視認し易くするサングラス輝度を高めるようにしている。

ドライバが偏光サングラス７を着用した状態で虚像４を視認する場合、ウインドシールド２に反射された後の表示画像の光の偏光方向の影響を受けて、虚像４の輝度が変化する。具体的に、一般的な偏光サングラス７は、透過軸Ｄｓｔ（以下、サングラス透過軸）が鉛直方向に設定され、吸収軸Ｄｓａ（以下、サングラス吸収軸）が水平方向に設定されている。このため、ドライバが偏光サングラス７を着用した状態で車両Ｖの運転席５に着座すると、当該偏光サングラス７は、車両Ｖの上下方向に偏光する光に対して最大透過率となり、車両Ｖの偏光方向とは垂直な方向に偏光する光に対して最小透過率となる。このような偏光サングラス７の透過特性に起因して、偏光サングラス７の着用時に視認される虚像４の輝度であるサングラス輝度Ｉｐは、透過軸５２ａおよび遮光軸５２ｂの方向の設定に応じて変化する。なお、サングラス輝度Ｉｐは、表示画像の光のうちのｐ（Parallel）波の輝度を意味している。

他方、ドライバが裸眼の状態で虚像４を視認する場合、ウインドシールド２に反射された後の表示画像の光は偏光方向の影響を受けないが、ウインドシールド２での表示画像の光の反射率は、ウインドシールド２に入射する表示画像の光の偏光方向に依存する。これは、フレネルの式にて示されている。このため、裸眼で視認される虚像４の輝度である裸眼輝度Ｉは、透過軸５２ａおよび遮光軸５２ｂの方向の設定に応じて変化する。なお、裸眼輝度Ｉは、表示画像の光のうちのｓ（senkrecht）波の輝度を意味している。

ここでまず、比較例として、偏光板５０を設けなかった場合を考える。この場合に、裸眼輝度Ｉは数１で表され、サングラス輝度Ｉｐは数２で表される。

なお、数１、２において、Ｉ_０はウインドシールド２への入射時の表示画像の光の輝度である。αは、サングラス吸収軸Ｄｓａと、ウインドシールド２に反射された後の表示画像の光の偏光方向とがなす角である。また、図５に示すように、θは、サングラス透過軸Ｄｓｔと、ウインドシールド２に反射される表示画像の光の反射断面の接線方向Ｄｒｔとがなす角である。ここで反射断面とは、ウインドシールド２に入射し、反射される光線と、当該入射および反射位置におけるウインドシールド２の法線とを含む平面であり、一般的に入射面とも呼ばれている。Ｒｓは、ウインドシールド２のｓ偏光反射率である。Ｒｐは、ウインドシールド２のｐ偏光反射率である。Ｔは、偏光サングラス７のサングラス透過軸Ｄｓｔに沿った偏光に対する透過率である。

このような比較例において、裸眼輝度Ｉやサングラス輝度Ｉｐは、αおよびθによって変化する。しかしながら、αおよびθを変更するには、ハウジング１０の収容スペース、ウインドシールド２、および運転席５の位置関係を変更しなければならず、車両Ｖの機能性やデザイン、車両Ｖにおける他の機器の配置を考慮すると、当該位置関係の変更は極めて困難である。

一方、上述の数１、２を、偏光板５０が設けられた本実施形態に応用すると、裸眼輝度Ｉは数３で表され、サングラス輝度Ｉｐは数４で表される。

なお、α_０は、サングラス吸収軸Ｄｓａと、偏光板５０に入射する表示画像の光の偏光方向とがなす角である。βは、サングラス吸収軸Ｄｓａと、偏光板５０の透過軸５２ａとのなす角である。

数３、４によれば、βが変われば、裸眼輝度Ｉやサングラス輝度Ｉｐが変化することが判る。なお、数１〜４において、サングラス透過軸Ｄｓｔは画像縦方向Ｄｉｌと一致し、サングラス吸収軸Ｄｓａは画像横方向Ｄｉｓと一致することとなるので、これらの読替が可能である。また本実施形態においてｓ偏光反射率Ｒｓは、ｐ偏光反射率Ｒｐよりも大きくなっている。

このように、角度βを適宜設定することにより、裸眼輝度Ｉやサングラス輝度Ｉｐを調整できる。そして、特許文献１では、裸眼輝度Ｉとサングラス輝度Ｉｐとをバランスさせることで、ドライバが裸眼の状態で虚像４を視認する場合と偏光サングラス７を着用して虚像４を視認した場合とで、輝度をバランスさせるようにしている。

しかしながら、裸眼輝度Ｉとサングラス輝度Ｉｐを共に高い値に設定することは困難であり、サングラス輝度Ｉｐを高い値にしようとすると、裸眼輝度Ｉを低くせざるを得ないという関係がある。具体的には、透過軸方位角に対する裸眼輝度Ｉとサングラス輝度Ｉｐとの関係は、図７で示され、裸眼輝度Ｉとサングラス輝度Ｉｐが高くなる透過軸方位角は一致しない。

このため、本実施形態では、偏光板５０の透過軸５２ａについては、偏光サングラス７を着用して虚像４を視認する場合よりも裸眼で虚像４を視認する場合の方が多いと想定し、裸眼輝度Ｉを優先した設定としてある。これにより、サングラス輝度Ｉｐについては高い値が得られないものの、裸眼輝度Ｉについては高い値が得られるようにしている。

ただし、裸眼輝度Ｉよりもサングラス輝度Ｉｐを優先したいというニーズもあり、その場合には、上記のような設定行うと、サングラス輝度Ｉｐが低くなってしまい、そのようなニーズに応えることができなくなる。

このため、本実施形態では、ベゼル部材６０に備えた偏光板６２で２つ目の偏光板を構成し、表示画像の光が偏光板６２を透過することで、サングラス輝度Ｉｐが高くなるようにしている。図７の例で言えば、表示画像の光の偏光方向は、偏光板６２を透過する前の状態では透過軸方位角が６０°となるように偏光板５０の透過軸５２ａおよび遮光軸５２ｂが設定される。そして、表示画像の光の偏光方向は、偏光板６２を透過した後の状態では透過軸方位角が９０°となるように偏光板６２の透過軸６２ａおよび遮光軸６２ｂが設定される。

このように、偏光板６２に偏光機能を備えることにより、ベゼル部材６０を装着していない状態であれば裸眼輝度Ｉを高めた虚像４を表示でき、ベゼル部材６０を装着した状態であればサングラス輝度Ｉｐを高めた虚像４を表示できる。したがって、ヘッドアップディスプレイ装置１００として、適用対象が多いと想定される虚像４を裸眼で視認する場合に合わせた設計としつつ、ユーザのニーズがあればベゼル部材６０を装着することで、サングラス輝度Ｉｐを高められる。よって、サングラス輝度Ｉｐを高くすることが可能なヘッドアップディスプレイ装置１００にできる。

また、本実施形態においては、ベゼル部材６０を着脱可能な構成としている。このため、ドライバの嗜好に合わせて、必要時にのみベゼル部材６０を取り付けることでサングラス輝度Ｉｐを高められ、不要なときにはベゼル部材６０を取り外して裸眼輝度Ｉが高められるようにすることもできる。

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してベゼル部材６０の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図８に示すように、本実施形態では、四角形枠体形状のベゼル６４の四つの壁それぞれの壁面に穴部６４ａを設けると共に、四角形状の偏光板６２にも四辺それぞれから張り出したタブ６２ｃを設けている。タブ６２ｃには、ベゼル６４の穴部６４ａと対応する位置に穴部６２ｄが形成してある。そして、４つの固定ピン６６が用いられ、偏光板６２の各穴部６２ｄとベゼル６４の各穴部６２ｄおよび各穴部６４ａ内に固定ピン６６が嵌め込まれるようにしている。このように、固定ピン６６を用いて偏光板６２がベゼル６４に固定されることでこれらが図９Ａおよび図９Ｂに示すように一体となっている。

このように、偏光板６２とベゼル６４とを固定ピン６６を用いて固定する構造としても良い。このような構造のベゼル部材６０を用いても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対してベゼル部材６０の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１０に示すように、本実施形態では、四角形枠体形状のベゼル６４の四つの壁のうち対向する２つの壁の内壁面に爪部６４ｂを設けている。また、四角形状の偏光板６２を四角形枠体形状のアタッチメントで構成された枠体部６２ｅに溶着などによって接合して一体化している。枠体部６２ｅの外壁とベゼル６４の内壁とが対応する形状となっており、枠体部６２ｅの四つの壁のうち対向する２つの壁の内壁面には爪部６４ｂと対応する形状の爪受け部６２ｆが設けられている。

そして、枠体部６２ｅをベゼル６４内に嵌め込むと共に、爪部６４ｂと爪受け部６２ｆとが係合されることで、図１１に示すように、偏光板６２がベゼル６４に密着させられて一体となっている。

このように、枠体部６２ｅを用いて偏光板６２とベゼル６４とを固定ピン６６を固定する構造としても良い。このような構造のベゼル部材６０を用いても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

なお、ここでは、爪部６４ｂを円柱形状の凸部とし、爪受け部６２ｆを円形穴としているが、形状は問わない。また、ここではベゼル６４に爪部６４ｂを設け、枠体部６２ｅに爪受け部６２ｆを備えるようにしたが、ベゼル６４に爪受け部を備え、枠体部６２ｅに爪部を備えても良い。

また、ここでは、枠体部６２ｅを偏光板６２と別部材のアタッチメントで構成したが、枠体部６２ｅと偏光板６２とが一体で成形されている一体成形品であっても良い。

（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１〜第３実施形態に対して偏光板６２と偏光板５０との間の多重反射を抑制するようにしたものであり、その他については第１〜第３実施形態と同様であるため、第１〜第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１２に示すように、本実施形態では、偏光板６２のうちの偏光板５０側の一面に反射防止膜６８を備えると共に、偏光板５０のうちの偏光板６２側の一面に反射防止膜５６を備えてある。反射防止膜５６としては、表示画像の光を透過しつつ、反射することを抑制できるものであれば良く、例えば、ＡＲ（Anti Reflection）コーティングと呼ばれる屈折率が小さい誘電体をコーティングしたり、モスアイシートを貼り付けたりすることで反射防止膜６８や反射防止膜５６を構成できる。

偏光板６２を偏光板５０に沿うように配置した場合、図１２中に破線で示したように、これらの間において多重反射が発生し、虚像４が２重３重になってドライバに視認されることがある。これに対して、本実施形態のように、偏光板６２に反射防止膜６８を備えたり、偏光板５０に反射防止膜５６を備えることで、これらの間における多重反射を抑制できる。これにより、虚像４が２重３重になってドライバに視認されることを抑制できる。

なお、ここでは、偏光板６２に反射防止膜６８を備えると共に偏光板５０に反射防止膜５６を備えるようにしたが、少なくとも一方に備えられていれば良い。

（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１〜第４実施形態に対して投射器２０での輝度調整を行うようにしたものである。なお、ヘッドアップディスプレイ装置１００の構成については第１〜第４実施形態とほぼ同様であるため、第１〜第４実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

投射器２０における光源２２の発光量は、光源２２への通電の電流量に応じた大きさになる。この光源２２での発光量の制御は、図１３に示すブロック構成により行われる。

図１３に示すように、輝度制御用の電子制御装置（以下、輝度制御ＥＣＵという）７０と、照度センサ７２および切替スイッチ７４が備えられている。そして、輝度制御ＥＣＵ７０が照度センサ７２の検出信号および切替スイッチ７４の操作状態に基づいて光源２２での発光量の制御を行うことで虚像４の輝度が制御されるようになっている。

照度センサ７２は、例えば車両Ｖにおけるインストルメントパネル１の上面に設置されており、車両Ｖの周辺照度に応じた検出信号を出力する。切替スイッチ７４は、サングラス輝度Ｉｐの調整用のスイッチであり、例えばインストルメントパネル１内に配置されたプッシュスイッチで構成され、切替スイッチ７４が押下されたか否かという操作状態に応じた切替信号を出力する。換言すれば、切替スイッチ７４は、ベゼル部材６０が取り付けられていることを示す信号を出力する。

輝度制御ＥＣＵ７０は、制御部に相当するものであり、照度センサ７２の検出信号に基づいて、光源２２を周辺照度に応じた発光量で発光させることで虚像４の輝度を制御する。また、輝度制御ＥＣＵ７０は、切替スイッチ７４の操作状態に応じた切替信号に基づいて、光源２２での発光量の制御形態の切替えを行う。

具体的には、切替スイッチ７４が操作されていない場合には、輝度制御ＥＣＵ７０は、ベゼル部材６０が装着されていない場合に想定される制御を行う。すなわち、ドライバが裸眼で虚像４を視認する場合を想定し、周辺照度が低くて暗いような状況下では照度の高さに応じて徐々に光源２２の発光量を大きくし、虚像４の輝度も徐々に大きくなるようにする。そして、周辺照度が所定照度以上になって明るいような状況下では光源２２の発光量を一定値に設定する。

このような制御を行う場合において、ベゼル部材６０を装着した場合と装着していない場合のサングラス輝度Ｉｐの変化を示すと、図１４Ａのように表される。この図に示されるように、ベゼル部材６０を装着した場合、偏光板６２によってサングラス輝度Ｉｐを優先する偏光が行われる。このため、ベゼル部材６０を装着していない場合と比較して、周辺照度が所定照度より低い場合も高くなった場合も、共に、サングラス輝度Ｉｐが高くなる。

ここで、周辺照度が所定照度より高い場合には、周りが明るい状況であることから、虚像４についても高い輝度でないとドライバが視認しにくい。したがって、サングラス輝度Ｉｐが高くなっていたとしても、ドライバに明る過ぎると感じさせることはない。しかしながら、周りが暗い状況では、虚像４の輝度が高くなるとドライバに明る過ぎると感じさせ得る。このため、ベゼル部材６０を装着した場合には、虚像４の輝度がベゼル部材６０を装着していない場合に想定される狙いの値から乖離して明るくなり過ぎる可能性がある。

したがって、ベゼル部材６０を装着した場合には切替スイッチ７４を操作して、その切替信号が輝度制御ＥＣＵ７０に入力されるようにし、輝度制御ＥＣＵ７０にてベゼル部材６０を装着したとき用の制御が行われるようにしている。

具体的には、図１４Ｂに示すように、周辺照度が所定照度よりも低い場合には、サングラス輝度Ｉｐがベゼル部材６０を装着していない場合と同様に狙いの値となるようにする。すなわち、周辺照度が所定照度よりも低い場合には、ベゼル部材６０が装着されていない場合と比較して、周辺照度に対応した光源２２の発光量が小さくなるようにする。そして、周辺照度が所定照度より高い場合には、サングラス輝度Ｉｐがベゼル部材６０を装着していない場合と比較して高くなるようにする。

このようにすることで、ベゼル部材６０を装着した場合に、虚像４の輝度が狙いの値から乖離して明るくなり過ぎることを抑制できる。

（他の実施形態）
本開示は、上記した実施形態に準拠して記述されたが、当該実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

例えば、ベゼル部材６０における偏光板６２は、全域において偏光機能を有している必要はなく、少なくとも表示画像の光が透過する光路において偏光機能を有していれば良い。また、偏光板６２を四角形、ベゼル６４を四角形枠体形状としたがこれらの形状については任意であり、偏光板６２を円形や楕円形等の他の形状、ベゼル６４を円形枠体形状や楕円形枠体形状などの他の枠体形状としても良い。

また、ベゼル部材６０を着脱可能としているが、ユーザの要望に応じて取り付けが可能となっていれば良く、取り外しについては可能でなくても良い。

また、上記実施形態では、ベゼル部材６０の装着していない状態では、偏光板５０を用いて裸眼輝度Ｉが高くなるようにしたが、偏光板５０を備えていなくても、ベゼル部材６０を備えることで、上記実施形態と同様の効果が得られる。さらに、偏光板５０を備える場合についても、偏光板５０によって裸眼輝度Ｉが最も高くなるようにする必要はなく、偏光板５０を透過する前よりも透過した後の方が裸眼輝度Ｉが高くなるような偏光が行われていれば良い。

また、偏光板６２にて、サングラス輝度が最も高くなるように偏光する例を説明したが、少なくとも偏光板６２を通過する前に比べて通過した後の方がサングラス輝度Ｉｐが高くなるように偏光が行われれば良い。より好ましくは、裸眼輝度Ｉよりもサングラス輝度Ｉｐが高くなるような偏光が行われると良い。

また、投射器２０として、液晶パネル３０を用いて表示画像の光を出射するものを例に挙げて説明したが、偏光した表示画像の光を投射するものであれば、液晶パネル３０を用いた方式以外でも良い。例えば、直線偏光のレーザーにより画像の光を投射する方式が採用されてもよい。

また、導光部４０を平面鏡４２と凹面鏡４４によって構成したが、いずれか一方でも良く、また、他の光学素子が追加された構成としてもよい。

また、表示画像が投射される投影面３を構成する投影部材としてウインドシールド２を例に挙げたが、他のもの、例えば車室内の壁面などであっても良い。

また、上記第５実施形態では、輝度制御ＥＣＵ７０により、周辺照度が所定照度よりも低い場合には周辺照度が高くなるほど光源２２の発光量を高くし、周辺照度が所定照度よりも高い場合には光源２２の発光量を一定値にした。しかしながら、これは一例を示したに過ぎず、少なくとも周辺照度が所定照度よりも低い場合には周辺照度が高くなるほど光源２２の発光量を高くするという制御が行われれば良い。

本開示に記載の制御部およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部およびその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部およびその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

３ ：投影面
４ ：虚像
１０ ：ハウジング
１１ ：開口部
２０ ：投射器
４０ ：導光部
５０ ：偏光板
６０ ：ベゼル部材
６２ ：偏光板
６４ ：ベゼル

Claims (9)

1. 車両（Ｖ）に搭載され、投影部材（２）における投影面（３）に表示画像を投影し、前記表示画像の光が前記投影面に投影されることで前記表示画像の虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記表示画像の光を投射する投射器（２０）と、
   前記投射器からの前記表示画像の光を前記投影部材に導く導光部（４０）と、
   開口部（１１）が形成されており、前記投射器および前記導光部を収容すると共に前記開口部を通じて前記導光部にて導光された前記表示画像の光が前記投影部材にするハウジング（１０）と、
   前記導光部と前記投影部材との間の光路上に配置された偏光機能を有するベゼル偏光板（６２）を含み、前記開口部から前記ハウジング内への塵の侵入を抑制するベゼル部材（６０）と、を備え、
   前記ベゼル偏光板は、偏光により、該ベゼル偏光板を透過する前よりも透過した後の方が、前記表示画像の光のうちのｐ波の輝度を高くする、ヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記導光部と前記ベゼル部材との間には、車体側偏光板（５０）が備えられ、
   前記車体側偏光板は、偏光により、該車体側偏光板を透過する前よりも透過した後の方が、前記表示画像の光のうちのｓ波の輝度を高くする、請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記ベゼル偏光板は前記車体側偏光板に沿って配置されており、
   前記車体側偏光板のうちの前記ベゼル偏光板側の面と前記ベゼル偏光板ののうちの前記車体側偏光板側の面との少なくとも一方には、反射防止膜（５６、６８）が備えられている、請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
4. 前記ベゼル部材は、枠体形状のベゼル（６４）に対して前記ベゼル偏光板が一体化されたものである、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のヘッドアップディスプレイ装置。
5. 前記ベゼル偏光板は、枠体形状とされた前記ベゼルのうちの前記導光部側の端部に接合され、該ベゼル偏光板により前記ベゼルの開口部が塞がれている、請求項４に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
6. 前記ベゼルと前記ベゼル偏光板のいずれか一方に備えられた爪部（６４ａ）といずれか他方に備えられた爪受け部（６２ｆ）とが係合されることで前記ベゼルに前記ベゼル偏光板が固定されている、請求項４または５に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
7. 前記ベゼル偏光板は、前記ベゼル内に嵌め込まれる枠体部（６２ｅ）と一体とされ、
   前記爪部と前記爪受け部のいずれか一方が前記枠体部に備えられており、該枠体部が前記ベゼル内に嵌め込まれることで、前記爪部と前記爪受け部とが係合されている、請求項６に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
8. 前記投射器の光源（２２）の発光量を制御する制御部（７０）と、
   前記ベゼル部材が装着されていることを示す信号を出力する切替スイッチ（７４）と、を有し、
   前記制御部は、前記車両の周辺照度に基づいて、前記周辺照度が所定照度より低い場合には前記周辺照度が高くなるほど前記発光量も高くする制御を行いつつ、前記切替スイッチより前記ベゼル偏光板が装着されていることを示す信号が入力されると、前記ベゼル部材が取り付けられていない場合と比較して、前記周辺照度に対応する前記発光量を小さくする、請求項１ないし７のいずれか１つに記載のヘッドアップディスプレイ装置。
9. 車両（１）に搭載され、投影部材（２）における投影面（３）に表示画像を投影し、前記表示画像の光が前記投影面に投影されることで前記表示画像の虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置に用いられるベゼル部材であって、
   偏光した前記表示画像の光を投射する投射器（２０）と、
   前記投射器からの前記表示画像の光を前記投影部材へ向けて導光する導光部（４０）と、
   開口部（１１）が形成されており、前記投射器および前記導光部を収容すると共に前記開口部を通じて前記導光部にて導光された前記表示画像の光が前記投影部材にするハウジング（１０）と、を有するヘッドアップディスプレイ装置に適用され、
   前記導光部と前記投影部材との間の光路上に配置された偏光機能を有するベゼル偏光板（６２）を含み、前記開口部から前記ハウジング内への塵の侵入を抑制するベゼル部材。

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