JP2024061432A - 虚像表示装置および反射部材 - Google Patents

Abstract

【課題】表示の明るさの低下や視線移動時の色味の変化がなく、表示部に集光される外光を低減可能とする虚像表示装置および反射部材を提供する。【解決手段】虚像表示装置において、表示部から出射される一方の偏光、および表示部に向かう外光における一方の偏光を透過させる偏光板（１５０）と、反射型偏光板（１３１）の反射面側に設けられ、表示領域の一部の領域（１２１１）に対応する第１領域（１３２１）にて、一方の偏光と他方の偏光との間で偏光回転させると共に、全体の表示領域のうち、一部の領域以外の他の領域（１２１２）に対応する第２領域（１３２２）にて、一方の偏光を透過させる液晶層（１３２）と、液晶層の第１領域、および第２領域に対する電圧印加のオンあるいはオフを制御することで、第１領域における偏光回転、および第２領域における一方の偏光の透過を制御する液晶制御部（１６３）と、を備える。【選択図】図５

Description

本開示は、虚像表示装置および反射部材に関するものである。

虚像表示装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の虚像表示装置（ヘッドアップディスプレイ装置）は、表示器（液晶パネル）からの表示光をコールドミラー部で反射させて、車両のウインドシールド等の投影部材に投影させることで、運転者の前方（前景）に虚像を表示するようになっている。

コールドミラー部の表面には、光学多層膜が形成されており、表示光の反射率が相対的に低くなるように設定されている。よって、太陽光等の外光が虚像表示装置内に入射しても、コールドミラー部での反射が抑えられて、外光が表示器に到達することが抑制されるようになっている。つまり、外光による表示器の発熱が抑えられるようになっている。

特許第６５９３２５４号公報

しかしながら、コールドミラー部での反射率が相対的に低く設定されているため、表示にかかる明るさが低下する。明るさの低下を補うために、表示器の発光強度を高めると、消費する電力が増大してしまう。また、光学多層膜を有するコールドミラー部は、光の反射角度によって、反射率の特性が異なるため、運転者の眼の位置が移動した際に、表示の色味が変化してしまう。

本開示の目的は、上記問題に鑑み、表示の明るさの低下や視線移動時の色味の変化がなく、表示部に集光される外光を低減可能とする虚像表示装置および反射部材を提供することにある。

本開示は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

第１の開示では、画像（Ａ）の表示に伴う光を出射する表示部（１２１）と、
光を反射させて、視認者の前方に位置する投影部材（１０）に投影する反射部（１３０）と、
表示部の画像の表示状態を制御する表示制御部（１６１）と、を備え、
画像を投影部材の前方に虚像（２０）として、視認者に表示する虚像表示装置であって、
光のＳ偏光とＰ偏光のうち、一方を一方の偏光（Ｓ）、他方を他方の偏光（Ｐ）としたとき、
表示部は、全体の表示領域のうち、一部の領域（１２１１）に画像を形成すると共に、全体の表示領域にて一方の偏光を出射し、
反射部は、一方の偏光を透過させ、他方の偏光を反射させる反射型偏光板（１３１）となっており、
表示部から出射される一方の偏光、および表示部に向かう外光における一方の偏光を透過させる偏光板（１５０）と、
反射部の反射面側に設けられ、一部の領域に対応する第１領域（１３２１）にて、一方の偏光と他方の偏光との間で偏光回転させると共に、全体の表示領域のうち、一部の領域以外の他の領域（１２１２）に対応する第２領域（１３２２）にて、一方の偏光を透過させる液晶層（１３２）と、
液晶層の第１領域、および第２領域に対する電圧印加のオンあるいはオフを制御することで、第１領域における偏光回転、および第２領域における一方の偏光の透過を制御する液晶制御部（１６３）と、を備える。

第１の開示によれば、表示部における一部の領域の光（画像の光）は、対応する液晶層の第１領域にて偏光回転され、一方の偏光から他方の偏光となる。そして、他方の偏光は、反射型偏光板で反射され、再び、液晶層で他方の偏光から一方の偏光に偏光回転され、出射される。一部の領域から出射される光は、光路途中の偏光板を透過する。よって、一部の領域の光は、表示部から一方の偏光として、反射部で反射して投影部材に至り、虚像として表示される。

表示部における一部の領域の光に対して、外光が逆方向に進入すると、外光の一方の偏光は、液晶層の第１領域にて偏光回転され、一方の偏光から他方の偏光となる。そして、他方の偏光は、反射型偏光板で反射され、再び、液晶層で他方の偏光から一方の偏光に偏光回転され、出射される。外光の一方の偏光は、光路途中の偏光板を透過する。よって、一部の領域に対応する外光の一方の偏光は、反射部（液晶層および反射型偏光板）で反射して一部の領域に至る。

一方、表示部における他の領域の光（画像なし）は、一方の偏光として、対応する液晶層の第２領域を透過し、更に反射型偏光板を透過する。

液晶層の第２領域から表示部の他の領域に向かう外光の一方の偏光は、液晶層を透過し、更に、反射型偏光板を透過する。外光の一方の偏光は、光路途中の偏光板を透過する。よって、第２領域（他の領域）に対応する外光の一方の偏光は、反射部（液晶層および反射型偏光板）で透過して、他の領域には至らない。

このように、表示部の一部の領域から出射される一方の偏光（画像の光）は、反射部で反射され投影部材に至り、逆方向の外光の一方の偏光は、一部の領域に至る。しかしながら、表示部の他の領域から出射される一方の偏光は、反射部（液晶層の第２領域および反射型偏光板）で透過される。更に、第２領域に向かう外光の一方の偏光も、反射部で透過され、表示部には至らないようにすることができる。よって、画像に対する表示の明るさの低下や視線移動時の色味の変化がなく、表示部に集光される外光を低減することができる。

第２の開示では、Ｓ偏光とＰ偏光のうち、一方の偏光を透過させる偏光板（１５０）が設けられた光路において、表示部（１２１）から出射される画像の表示に伴う光を反射させる反射部材であって、
一方の偏光を透過させ、Ｓ偏光とＰ偏光のうち他方の偏光を反射させる反射型偏光板（１３１）と、
反射型偏光板の反射面側に設けられ、電圧印加のオンあるいはオフの設定に応じて、表示部にて画像の形成される一部の領域（１２１１）に対応する第１領域（１３２１）にて、一方の偏光を他方の偏光に偏光回転させると共に、一部の領域以外の他の領域（１２１２）に対応する第２領域（１３２２）にて、一方の偏光を透過させる液晶層（１３２）と、を備える。

第２の開示における反射部材は、上記第１の開示の反射部に対応するものであって、上記第１の開示と同様の効果を奏することができる。

第１実施形態の虚像表示装置の全体構成を示す説明図である。 液晶ディスプレイにおける画像の例を示す説明図である。 液晶ディスプレイにおける一部の領域と他の領域を示す説明図である。 液晶層における第１領域と第２領域を示す説明図である。 第１実施形態の光の反射、透過を示す説明図である。 第２実施形態の光の反射、透過を示す説明図である。 第３実施形態の光の反射、透過を示す説明図である。 第４実施形態の光の反射、透過を示す説明図である。 第５実施形態の光の反射、透過を示す説明図である。 第６実施形態の光の反射、透過を示す説明図である。

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態の虚像表示装置を、図１～図５に基づいて説明する。図１に示すように、虚像表示装置は、車両１の運転者前方の投影部材としてのウインドシールド１０に、表示装置１２０（液晶ディスプレイ１２１）の画像Ａを投影する装置である。

つまり、虚像表示装置は、表示装置１２０から出射される画像Ａの表示に伴う光（図１、図５中の実線矢印）を、車両１のウインドシールド１０の投射位置１０ａに投影させる。そして、虚像表示装置は、運転者（視認者）と投射位置１０ａとを結ぶ線の車両１の前方延長線上（ウインドシールド１０の前方＝前景）に、虚像２０として重畳表示して、運転者に視認させるものとなっている。このような虚像表示装置を、ヘッドアップディスプレイ（Ｈｅａｄ‐Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ）装置と呼び、以下、「ＨＵＤ装置１００Ａ」と表記する。

ＨＵＤ装置１００Ａは、本実施形態では、例えば、図２に示すように、液晶ディスプレイ１２１の表示面１２１ａに、画像Ａを表示して、その虚像２０を運転者に視認させるようになっている。

尚、ウインドシールド１０は、車両１のフロント側のシールドであり、例えば２枚のガラスと、その中間に設けられる中間膜とから形成された合わせガラスが使用されている。ウインドシールド１０は、車両１の上方から見た場合、および車両１の側方から見た場合に、車両１の室内側が凹面となる曲率を有しており、凹面鏡と同一の効果により、表示像を拡大して、より遠方に表示できるようになっている。

ＨＵＤ装置１００Ａは、筐体１１０、表示装置１２０、反射部１３０、凹面鏡１４０、偏光板１５０、および制御部１６０等を備えている。

筐体１１０は、表示装置１２０、反射部１３０、凹面鏡１４０、偏光板１５０、および制御部１６０等を内部に収容するケース部材であり、例えば、直方体を成している。制御部１６０は、筐体１１０の外部に設けられてもよい。筐体１１０の上側（ウインドシールド１０側）には、表示装置１２０からの表示に伴う光が出射（通過）できるように、開口部１１１が形成されている。開口部１１１には、筐体１１０内への塵、埃等の侵入を防止する透光性の防塵シートが設けられている。筐体１１０は、車両１のインストルメントパネル内に配置されている。尚、インストルメントパネルの上面にも表示光が通過するためのインパネ開口部が形成されている。

表示装置１２０は、液晶ディスプレイ１２１、およびバックライト１２２等を有している。

液晶ディスプレイ１２１は、正面形状（表示面１２１ａ）が横長の長方形を成しており、バックライト１２２からの光によって透過照明されて、表示面１２１ａの一部の領域１２１１に画像Ａを表示するものであり、制御部１６０の表示制御部１６１によって駆動制御（画像処理）されるようになっている。液晶ディスプレイ１２１は、例えば、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ＝ＴＦＴ）が用いられたＴＦＴ液晶ディスプレイが使用されている。液晶ディスプレイ１２１は、本開示の表示部に対応する。

液晶ディスプレイ１２１は、図２、図３に示すように、表示面１２１ａ（全体の表示領域）に対して、一部の領域１２１１（ここでは、左下側領域）に、ＡＲ（Augmented Reality）表示を伴わない定形表示（非ＡＲ表示）の画像Ａを表示するようになっている。画像Ａは、例えば、車速値、シフトレバー位置、あるいは前方車両との車間距離等とすることができる。表示面１２１ａの一部の領域１２１１の全体の表示領域に対する割合は、３０％以下となっている。表示面１２１ａの一部の領域１２１１以外の領域は、他の領域１２１２となっている。他の領域１２１２には、画像Ａは表示されない。

尚、一部の領域１２１１の設定位置は、表示面１２１ａの左下側領域に限定されない。また、一部の領域１２１１は、複数の位置に分割されていてもよい。

液晶ディスプレイ１２１の表示面１２１ａには、偏光部が設けられている。偏光部は、バックライト１２２からの光のうち、例えば、表示面１２１ａの長辺方向に振動する光を透過させて、反射部１３０側へ出射するようになっている。ここでは、長辺方向に振動する光を便宜上、Ｓ偏光（一方の偏光）と定義する。尚、表示面１２１ａの短辺方向に振動する光は、Ｓ偏光に対して、振動方向が直交するＰ偏光（他方の偏光）と定義される。Ｐ偏光は、偏光部を透過しない。

バックライト１２２は、液晶ディスプレイ１２１の背面側（表示面１２１ａの反対側）に配置されて、通電（電力供給）されることで発光して、液晶ディスプレイ１２１に対して画像表示のための光を照射する光源部となっている。バックライト１２２は、例えば、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ＝ＬＥＤ）が使用されている。発光ダイオードは、複数設けられて、格子状に配置されている。バックライト１２２は、表示制御部１６１によって、発光状態が制御されて、液晶ディスプレイ１２１に対する光軸に沿うように、光を照射する。

そして、液晶ディスプレイ１２１は、バックライト１２２から照射される光によって、一部の領域１２１１を通過して画像Ａを表わす表示光、および他の領域１２１２を通過した光を、バックライト１２２とは反対側となる反射部１３０に向けて出射するようになっている。本実施形態では、液晶ディスプレイ１２１の表示面１２１ａは、例えば、水平方向を向いており、また表示面１２１ａの光軸が車両１の上下方向を向く（出射方向が車両１の上方側を向く）ように配置されている。

液晶ディスプレイ１２１は、上記のような複数種類の表示情報（車速値、シフトレバー位置、前方車両との車間距離等）を、１つずつ、あるいは、複数組み合わせて、表示面１２１ａに形成できるようになっている。運転者は表示切替えスイッチにより、表示情報をいずれにするか、選択できるようになっている。

反射部１３０は、反射面が平面を成しており、反射面は、液晶ディスプレイ１２１および凹面鏡１４０に向き合うように配置されている。反射部１３０は、反射型偏光板１３１と、液晶層１３２とを有している。反射部１３０は、本開示の反射部材にも対応する。

反射型偏光板１３１は、液晶ディスプレイ１２１から出射されるＳ偏光（一方の偏光）を透過させると共に、Ｐ偏光（他方の偏光）を反射させるようになっている。

液晶層１３２は、内部に液晶が封入された板状部材であり、反射型偏光板１３１（反射部１３０）の反射面側に設けられている。液晶層１３２は、図４、図５に示すように、液晶ディスプレイ１２１の一部の領域１２１１に対応する第１領域１３２１と、他の領域１２１２に対応する第２領域１３２２とを有している。

第１領域１３２１、および第２領域１３２２は、内部の液晶に対する電圧印加のオン、あるいはオフに応じて液晶の姿勢が変更されて、回転偏光、あるいはＳ偏光（一方の偏光）の透過を行うようになっている。

ここでは、図５に示すように、第１領域１３２１が電圧印加オフのとき、第１領域１３２１は、Ｓ偏光とＰ偏光との間で偏光回転するようになっている。偏光回転は、Ｓ偏光をＰ偏光にする、あるいはＰ偏光をＳ偏光にする。また、第２領域１３２２が電圧印加オンのとき、第２領域１３２２は、Ｓ偏光を透過させるようになっている。

凹面鏡１４０は、反射部１３０（第１領域１３２１）からの反射像（画像Ａ）を拡大する鏡であり、凹面鏡１４０の反射面は、反射部１３０およびウインドシールド１０の投射位置１０ａに向き合うように配置されている。凹面鏡１４０は、液晶ディスプレイ１２１（一部の領域１２１１）から出射されて、反射部１３０で反射された画像Ａの表示光を、筐体１１０の開口部１１１を通して、ウインドシールド１０の投射位置１０ａに反射させるようになっている。

尚、凹面鏡１４０は、軸部によって支持されて回動可能となっており、図１に示す凹面鏡１４０の傾斜角度が運転者、あるいは表示制御部１６１によって調整されるようになっている。凹面鏡１４０の傾斜角度が調整されることで、体格の異なる運転者に対して、個々に、投射位置１０ａをずらして、好適な位置で表示像が視認できるようになっている。

偏光板１５０は、液晶ディスプレイ１２１から出射されるＳ偏光（一方の偏光）、および外部から液晶ディスプレイ１２１に向かう太陽光等の外光（無偏光）におけるＳ偏光（一方の偏光）を透過させる部材となっている。ここでは、偏光板１５０は、反射部１３０と、凹面鏡１４０との間に配置されている。偏光板１５０は、反射部１３０（液晶層１３２）から離れて配置されている。

制御部１６０は、表示制御部１６１、表示エリア判定部１６２、および液晶制御部１６３等を有している。表示制御部１６１は、液晶ディスプレイ１２１の画像処理にかかる制御（表示状態の制御）、表示情報の選択、および凹面鏡１４０の角度制御等を行う。加えて、本実施形態では、液晶制御部１６３は、表示エリア判定部１６２による表示領域（一部の領域１２１１）の位置判定に応じて、液晶層１３２における電圧印加のオンオフを制御する（詳細後述）。

ＨＵＤ装置１００Ａは、上記のように構成されている。以下、主に図５を用いて、ＨＵＤ装置１００Ａの作動、および作用効果について説明する。

ＨＵＤ装置１００Ａがオンされると、表示制御部１６１は、運転者の操作する表示切替スイッチの入力信号に応じて、表示すべき画像Ａ（表示情報）を決定して、駆動回路を介して液晶ディスプレイ１２１に画像Ａを形成させる（画像処理する）。ここでは、液晶ディスプレイ１２１の表示面１２１ａの左下側領域（一部の領域１２１１）に、速度値を示す画像Ａ（図２）が形成される。

また、表示エリア判定部１６２は、表示制御部１６１によって形成された画像Ａの領域（一部の領域１２１１）が、全体の表示領域の中のどこなのかという情報を、液晶制御部１６３に出力する。

液晶制御部１６３は、一部の領域１２１１の情報を基に、反射部１３０の液晶層１３２において、一部の領域１２１１に対応する第１領域１３２１について、電圧印加オフとし、他の領域１２１２に対応する第２領域１３２２について、電圧印加オンとする。第１領域１３２１では、表示光の偏光回転が可能となり、第２領域１３２２では、Ｓ偏光の透過が可能となる。

液晶ディスプレイ１２１の一部の領域１２１１から出射される画像Ａの表示光、および他の領域１２１２から出射される光は、表示面１２１ａの偏光部にてＳ偏光とされ、反射部１３０の液晶層１３２へ向かう。

一部の領域１２１１から出射された画像Ａの表示光は、液晶層１３２の第１領域１３２１で、Ｓ偏光からＰ偏光に偏光回転されて、偏光回転されたＰ偏光は反射型偏光板１３１で反射して、再び、液晶層１３２の第１領域１３２１に向かう。そして、Ｐ偏光は、液晶層１３２で、Ｐ偏光からＳ偏光に偏光回転される。よって、第１領域１３２１では、電圧印加オフの条件で、画像Ａの表示光が反射されて、偏光板１５０側に出射される。このとき、出射される画像Ａの表示光はＳ偏光であり、偏光板１５０を透過して、凹面鏡１４０に至る。

更に、凹面鏡１４０は、画像Ａの表示光を、開口部１１１を通して、ウインドシールド１０の投射位置１０ａに反射させる。投射位置１０ａに反射された表示光（画像Ａ）は、運転者と投射位置１０ａとを結ぶ線の車両１の前方延長線上（運転者の視野前方）に虚像２０として表示（結像）されて、運転者に視認されることになる。

また、他の領域１２１２から出射される光は、液晶層１３２の第２領域１３２２に至る。第２領域１３２２は、電圧印加オンによって、Ｓ偏光を透過させるようになっており、また、反射型偏光板１３１もＳ偏光を透過させるようになっているので、他の領域１２１２から出射される光は、反射部１３０を透過する。よって、他の領域１２１２から出射される光は、凹面鏡１４０側には出射されない。

一方、ＨＵＤ装置１００Ａの外部から、画像Ａの表示光とは逆方向に進入する太陽光等の外光（図１、図５中の破線矢印）があると、凹面鏡１４０で反射し、外光（無偏光）のＳ偏光が偏光板１５０を透過する。

偏光板１５０を透過したＳ偏光のうち、液晶層１３２の第１領域１３２１に至る外光は、Ｓ偏光からＰ偏光に偏光回転されて、偏光回転されたＰ偏光は反射型偏光板１３１で反射して、再び、液晶層１３２の第１領域１３２１に向かう。そして、Ｐ偏光は、液晶層１３２で、Ｐ偏光からＳ偏光に偏光回転される。そして、このＳ偏光が液晶ディスプレイ１２１の一部の領域１２１１に至ることになる。

しかしながら、偏光板１５０を透過したＳ偏光のうち、液晶層１３２の第２領域１３２２に至る外光は、第２領域１３２２、更に反射型偏光板１３１を透過する。よって、外光は、液晶ディスプレイ１２１の他の領域１２１２には、至らない。

以上のように、本実施形態では、液晶ディスプレイ１２１の一部の領域１２１１から出射される表示光のＳ偏光（一方の偏光）は、反射部１３０で反射されウインドシールド１０に至り、逆方向の外光のＳ偏光（一方の偏光）は、一部の領域１２１１に至る。しかしながら、液晶ディスプレイ１２１の他の領域１２１２から出射される光のＳ偏光（一方の偏光）は、反射部１３０（液晶層１３２の第２領域１３２２および反射型偏光板１３１）で透過される。更に、第２領域１３２２に向かう外光のＳ偏光（一方の偏光）も、反射部１３０で透過され、液晶ディスプレイ１２１には至らないようにすることができる。よって、画像Ａに対する表示の明るさの低下や視線移動時の色味の変化がなく、液晶ディスプレイ１２１に集光される外光を低減することができる。

また、Ｓ偏光（一方の偏光）の振動方向を横長の長方形の液晶ディスプレイ１２１の長辺方向とすることで、表示光を効率よく使用して、虚像２０として表示することができる。

また、液晶ディスプレイ１２１の全体の表示領域に対する一部の領域１２１１の割合を、３０％以下に設定することで、液晶ディスプレイ１２１に対する外光の影響を確実に抑えることができる。

昨今の虚像表示装置は、拡大率が大きくなっているので、吸収型の偏光板１５０を反射部１３０に配置、もしくは貼合すると、光の吸収発熱によって液晶層１３２が駆動しなくなるおそれがある。しかしながら、本実施形態のように、偏光板１５０を反射部１３０（液晶層１３２）から離して配置することで、光の吸収発熱により液晶層１３２が駆動しなくなることを抑制することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態のＨＵＤ装置１００Ｂを図６に示す。第２実施形態のＨＵＤ装置１００Ｂは、上記第１実施形態のＨＵＤ装置１００Ａに対して、偏光板１５０の設定位置を変更したものである。偏光板１５０は、液晶ディスプレイ１２１と、反射部１３０との間で、液晶ディスプレイ１２１と並行となるように配置されている。偏光板１５０は、反射部１３０（液晶層１３２）から離れて配置されている。

液晶ディスプレイ１２１から出射される表示光、および光の挙動は、第１実施形態のＨＵＤ装置１００Ａと同じである。

一方、液晶層１３２の第１領域１３２１に至る外光（無偏光）のＰ偏光は、電圧印加オフによって、液晶層１３２で偏光回転（Ｐ→Ｓ）され、Ｓ偏光として反射型偏光板１３１透過する。また、液晶層１３２の第１領域１３２１に至る外光のＳ偏光は、電圧印加オフによって、液晶層１３２で偏光回転（Ｓ→Ｐ）され、Ｐ偏光として反射型偏光板１３１で反射して、再び、液晶層１３２で偏光回転（Ｐ→Ｓ）され、Ｓ偏光として偏光板１５０を透過して液晶ディスプレイ１２１に至る。

また、液晶層１３２の第２領域１３２２に至る外光のＳ偏光は、電圧印加オンによって、液晶層１３２、および反射型偏光板１３１を透過する。また、液晶層１３２の第２領域１３２２に至る外光のＰ偏光は、電圧印加オンによって、液晶層１３２を透過し、反射型偏光板１３１で反射し、再び、液晶層１３２を透過し、Ｐ偏光として偏光板１５０に至る。偏光板１５０では、Ｐ偏光は透過されず、外光のＰ偏光は、液晶ディスプレイ１２１には至らない。

これにより、液晶ディスプレイ１２１からの光、および外光の挙動は、上記第１実施形態と同じようになり、外光の影響を抑制することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態のＨＵＤ装置１００Ｃを図７に示す。第３実施形態のＨＵＤ装置１００Ｃは、上記第１実施形態のＨＵＤ装置１００Ａに対して、偏光板１５０の設定位置を変更したものである。偏光板１５０は、反射部１３０（液晶層１３２）の表面に配置されている。

本実施形態は、光路において、液晶ディスプレイ１２１、反射部１３０、および偏光板１５０の並び順は同じであり、上記第１実施形態と同様の作用、および効果を得ることができる。

また、偏光板１５０が反射部１３０（液晶層１３２）の表面に設けられるので、省スペースで偏光板１５０を設けることができる。

（第４実施形態）
第４実施形態のＨＵＤ装置１００Ｄを図８に示す。第４実施形態のＨＵＤ装置１００Ｄは、上記第１実施形態のＨＵＤ装置１００Ａに対して、液晶層１３２において、第１領域１３２１にて、電圧印加オンすることで、回転偏光を可能とし、第２領域１３２２にて、電圧印加オフすることで、Ｓ偏光の透過を行うようにしたものである。

本実施形態では、電圧印加オンとする領域が上記第１実施形態と異なるが、光路における表示光、外光の挙動は同じであり、上記第１実施形態と同様の作用、および効果を得ることができる。

また、電圧印加オンとする領域を、他の領域１２１２よりも小さい一部の領域１２１１に対応する第１領域１３２１として、偏光回転するようにしており、上記第１実施形態に対して、電圧印加オンとする領域を小さくすることができるので、消費電力を低減することができる。

（第５実施形態）
第５実施形態のＨＵＤ装置１００Ｅを図９に示す。第５実施形態のＨＵＤ装置１００Ｅは、上記第４実施形態のＨＵＤ装置１００Ｄに対して、偏光板１５０の設定位置を変更したものである。偏光板１５０は、液晶ディスプレイ１２１と、反射部１３０との間で、液晶ディスプレイ１２１と並行となるように配置されている。偏光板１５０は、反射部１３０（液晶層１３２）から離れて配置されている。

液晶ディスプレイ１２１から出射される表示光、および光の挙動は、第４実施形態のＨＵＤ装置１００Ｄと同じである。

一方、液晶層１３２の第１領域１３２１に至る外光（無偏光）のＰ偏光は、電圧印加オンによって、液晶層１３２で偏光回転（Ｐ→Ｓ）され、Ｓ偏光として反射型偏光板１３１透過する。また、液晶層１３２の第１領域１３２１に至る外光のＳ偏光は、電圧印加オンによって、液晶層１３２で偏光回転（Ｓ→Ｐ）され、Ｐ偏光として反射型偏光板１３１で反射して、再び、液晶層１３２で偏光回転（Ｐ→Ｓ）され、Ｓ偏光として偏光板１５０を透過して液晶ディスプレイ１２１に至る。

また、液晶層１３２の第２領域１３２２に至る外光のＳ偏光は、電圧印加オフによって、液晶層１３２、および反射型偏光板１３１を透過する。また、液晶層１３２の第２領域１３２２に至る外光のＰ偏光は、電圧印加オフによって、液晶層１３２を透過し、反射型偏光板１３１で反射し、再び、液晶層１３２を透過し、Ｐ偏光として偏光板１５０に至る。偏光板１５０では、Ｐ偏光は透過されず、外光のＰ偏光は、液晶ディスプレイ１２１には至らない。

これにより、液晶ディスプレイ１２１からの光、および外光の挙動は、上記第４実施形態と同じようになり、外光の影響を抑制することができる。

（第６実施形態）
第６実施形態のＨＵＤ装置１００Ｆを図１０に示す。第６実施形態のＨＵＤ装置１００Ｆは、上記第４実施形態のＨＵＤ装置１００Ｄに対して、偏光板１５０の設定位置を変更したものである。偏光板１５０は、反射部１３０（液晶層１３２）の表面に配置されている。

本実施形態は、光路において、液晶ディスプレイ１２１、反射部１３０、および偏光板１５０の並び順は同じであり、上記第４実施形態と同様の作用、および効果を得ることができる。

また、偏光板１５０が反射部１３０（液晶層１３２）の表面に設けられるので、省スペースで偏光板１５０を設けることができる。

（その他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、１つの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、更に請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

また、上記各実施形態では、一方の偏光をＳ偏光、他方の偏光をＰ偏光として説明したが、Ｓ偏光とＰ偏光との設定を逆にしてもよい。

また、上記各実施形態では、液晶ディスプレイ１２１（表示装置１２０）から出射される表示光の投影部材として、車両１のウインドシールド１０としたが、これに限らず、ＨＵＤ装置１００Ａ～１００Ｆに専用に設けられるコンバイナ等としてもよい。

また、上記各実施形態では、表示装置１２０として、液晶ディスプレイ１２１（ＴＦＴ液晶ディスプレイ）を用いるものとして説明したが、これに代えて、有機ＥＬディスプレイ等の他の型式のディスプレイを用いたものとしてもよい。

また、上記各実施形態では、反射部１３０と凹面鏡１４０とを有するものとしたが、例えば、凹面鏡１４０を廃止して、反射部１３０から光がウインドシールド１０の投射位置１０ａに至るようにしてもよい。

１０ ウインドシールド（投影部材）
２０ 虚像
１００Ａ～１００Ｆ ヘッドアップディスプレイ装置（虚像表示装置）
１２１ 液晶ディスプレイ（表示部）
１２１１ 一部の領域
１２１２ 他の領域
１３１ 反射型偏光板
１３２ 液晶層
１３２１ 第１領域
１３２２ 第２領域
１５０ 偏光板
１６１ 表示制御部
１６３ 液晶制御部

Claims (6)

1. 画像（Ａ）の表示に伴う光を出射する表示部（１２１）と、
   前記光を反射させて、視認者の前方に位置する投影部材（１０）に投影する反射部（１３０）と、
   前記表示部の前記画像の表示状態を制御する表示制御部（１６１）と、を備え、
   前記画像を前記投影部材の前方に虚像（２０）として、前記視認者に表示する虚像表示装置であって、
   前記光のＳ偏光とＰ偏光のうち、一方を一方の偏光（Ｓ）、他方を他方の偏光（Ｐ）としたとき、
   前記表示部は、全体の表示領域のうち、一部の領域（１２１１）に前記画像を形成すると共に、全体の前記表示領域にて前記一方の偏光を出射し、
   前記反射部は、前記一方の偏光を透過させ、前記他方の偏光を反射させる反射型偏光板（１３１）となっており、
   前記表示部から出射される前記一方の偏光、および前記表示部に向かう外光における前記一方の偏光を透過させる偏光板（１５０）と、
   前記反射部の反射面側に設けられ、前記一部の領域に対応する第１領域（１３２１）にて、前記一方の偏光と前記他方の偏光との間で偏光回転させると共に、全体の前記表示領域のうち、前記一部の領域以外の他の領域（１２１２）に対応する第２領域（１３２２）にて、前記一方の偏光を透過させる液晶層（１３２）と、
   前記液晶層の前記第１領域、および前記第２領域に対する電圧印加のオンあるいはオフを制御することで、前記第１領域における前記偏光回転、および前記第２領域における前記一方の偏光の透過を制御する液晶制御部（１６３）と、を備える虚像表示装置。
2. 前記表示部の正面形状は、横長の長方形となっており、
   前記一方の偏光の振動方向は、前記長方形の長辺方向に設定された請求項１に記載の虚像表示装置。
3. 前記表示部の全体の前記表示領域に対する前記一部の領域の割合は、３０％以下に設定された請求項１に記載の虚像表示装置。
4. 前記液晶制御部は、前記第１領域に対して電圧印加オンにして、前記第１領域において前記偏光回転させる請求項３に記載の虚像表示装置。
5. 前記偏光板は、前記液晶層の表面に設けられた請求項１に記載の虚像表示装置。
6. Ｓ偏光とＰ偏光のうち、一方の偏光を透過させる偏光板（１５０）が設けられた光路において、表示部（１２１）から出射される画像の表示に伴う光を反射させる反射部材であって、
   前記一方の偏光を透過させ、前記Ｓ偏光と前記Ｐ偏光のうち他方の偏光を反射させる反射型偏光板（１３１）と、
   前記反射型偏光板の反射面側に設けられ、電圧印加のオンあるいはオフの設定に応じて、前記表示部にて前記画像の形成される一部の領域（１２１１）に対応する第１領域（１３２１）にて、前記一方の偏光を前記他方の偏光に偏光回転させると共に、前記一部の領域以外の他の領域（１２１２）に対応する第２領域（１３２２）にて、前記一方の偏光を透過させる液晶層（１３２）と、を備える反射部材。

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