JP2024072331A - Vehicle display device - Google Patents
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Abstract
【課題】波長板の耐久性を向上させること。【解決手段】表示器10と、表示器から出射された表示光を筐体61の中で反射させて被投影部Rwfに投影させる反射部材40と、表示器から出射された表示光について、偏光サングラス不使用モードと偏光サングラス使用モードとで偏光方向を切り替えて反射部材へと出射させる偏光切替ユニット50と、その動作を制御する制御装置60と、を備え、偏光切替ユニット(50)は、光透過性を持つ板状の基材プレート51と、基材プレートにおける表示器側の壁面51aに出射面52aを重ね合わせて設け、表示器から出射された表示光の偏光方向を変えて出射させることが可能な波長板52と、波長板を回転させることが可能な駆動装置53と、を備え、基材プレートにおける反射部材側の壁面51bには、可視光を透過させる一方、赤外光を反射させる赤外光遮断層57を設けること。【選択図】図2[Problem] To improve the durability of a wave plate. [Solution] A display device includes a display device, a reflecting member that reflects the display light emitted from the display device in a housing and projects it on a projection target Rwf, a polarization switching unit that switches the polarization direction of the display light emitted from the display device between a polarized sunglasses non-use mode and a polarized sunglasses use mode and outputs the display light to the reflecting member, and a control device that controls the operation of the polarization switching unit. The polarization switching unit (50) includes a light-transmitting, plate-like base plate 51, a wave plate 52 that is provided by overlapping an output surface 52a on a wall surface 51a of the base plate on the display device side, and is capable of changing the polarization direction of the display light emitted from the display device and outputting it, and a drive device 53 that can rotate the wave plate. An infrared light blocking layer 57 that transmits visible light but reflects infrared light is provided on the wall surface 51b of the base plate on the reflecting member side. [Selected Figure] Figure 2
Description
本発明は、車両用表示装置に関する。 The present invention relates to a display device for a vehicle.
従来、車両には、車室内の乗員に提供する情報を虚像表示させる車両用表示装置が搭載されている。この車両用表示装置は、所謂ヘッドアップディスプレイ装置であり、被投影部に投影させる表示情報を表示光として出射する表示器と、この表示器から出射された表示光を反射させて、この表示光をウインドシールド等の被投影部に投影させる反射部材と、を備えている。この車両用表示装置は、その被投影部に投影されている表示光に応じた表示情報を乗員に虚像として視認させる。この種の車両用表示装置においては、S偏光を主成分とする反射光が被投影部から乗員に向けて反射される。しかしながら、一般に、そのS偏光は、偏光サングラスでカットされてしまう。このため、乗員が偏光サングラスをかけているときには、偏光サングラスをかけていないときと比較して、虚像の輝度が低下するなど、虚像の視認性が低下してしまう。例えば、下記の特許文献1には、表示器の出射光(表示光)の偏光方向を偏光サングラスの使用時と不使用時で切り替え、偏光サングラスの使用時に当該偏光サングラスの透過が可能な偏光成分の反射光を反射させる、という技術が開示されている。この特許文献1の車両用表示装置は、表示器の出射光の偏光方向を偏光サングラスの使用時と不使用時で切り替えるべく、その出射光が入射する波長板を電動モータで駆動して回転させる。 Conventionally, a vehicle is equipped with a vehicle display device that displays information to be provided to a passenger in the vehicle cabin as a virtual image. This vehicle display device is a so-called head-up display device, and includes a display device that emits display information to be projected onto a projection target as display light, and a reflecting member that reflects the display light emitted from the display device and projects the display light onto a projection target such as a windshield. This vehicle display device allows the passenger to view display information corresponding to the display light projected onto the projection target as a virtual image. In this type of vehicle display device, reflected light mainly composed of S-polarized light is reflected from the projection target toward the passenger. However, in general, the S-polarized light is cut by polarized sunglasses. For this reason, when the passenger is wearing polarized sunglasses, the brightness of the virtual image is reduced compared to when the passenger is not wearing the polarized sunglasses, and the visibility of the virtual image is reduced. For example, the following Patent Document 1 discloses a technology in which the polarization direction of the display device's emitted light (display light) is switched between when polarized sunglasses are used and when they are not used, and when polarized sunglasses are used, the reflected light of the polarized component that can pass through the polarized sunglasses is reflected. The vehicle display device in Patent Document 1 uses an electric motor to drive and rotate the wave plate onto which the emitted light is incident, in order to switch the polarization direction of the light emitted from the display depending on whether or not polarized sunglasses are being used.
ところで、従来の車両用表示装置においては、表示器と反射部材との間に波長板が配置されており、外光が反射部材で反射して波長板に向かう。このため、この車両用表示装置においては、波長板に外光が入射した際に、赤外光の影響を受けて波長板が発熱し、その耐久性を低下させてしまう虞がある。 However, in conventional vehicle display devices, a wave plate is placed between the display and the reflective member, and external light is reflected by the reflective member and directed toward the wave plate. Therefore, in this vehicle display device, when external light is incident on the wave plate, the wave plate may heat up due to the influence of infrared light, which may reduce its durability.
そこで、本発明は、波長板の耐久性を向上させ得る車両用表示装置を提供することを、その目的とする。 The present invention aims to provide a vehicle display device that can improve the durability of the wave plate.
本発明は、筐体と、車室内の乗員に虚像として視認させる表示情報を前記筐体の中で表示光として出射する表示器と、前記表示器から出射された前記表示光を前記筐体の中で反射させて、前記表示光を前記筐体の開口から車室内の被投影部に投影させる反射部材と、前記表示器と前記反射部材との間に配置され、かつ、前記表示器から出射された前記表示光について、前記乗員が偏光サングラスを使用していない偏光サングラス不使用モードと前記乗員が偏光サングラスを使用している偏光サングラス使用モードとで偏光方向を切り替えて前記反射部材へと出射させる偏光切替ユニットと、前記表示器と前記偏光切替ユニットの動作を制御する制御装置と、を備え、前記偏光切替ユニットは、光透過性を持つ板状の基材プレートと、前記基材プレートにおける前記表示器側の壁面に出射面を重ね合わせて設け、前記表示器から出射された前記表示光の偏光方向を変えて前記出射面から出射させることが可能な波長板と、前記制御装置に駆動制御される電動モータを駆動源とし、前記偏光サングラス不使用モードでの偏光サングラス不使用位置と前記偏光サングラス使用モードでの偏光サングラス使用位置との間で前記波長板を回転させることが可能な駆動装置と、を備え、前記偏光サングラス不使用位置の前記波長板から主成分がS偏光成分の透過光を出射させる一方、前記偏光サングラス使用位置の前記波長板から主成分がP偏光成分の透過光を出射させ、前記基材プレートにおける前記反射部材側の壁面には、可視光を透過させる一方、赤外光を反射させる赤外光遮断層を設けることを特徴とする。 The present invention comprises a housing, a display device that emits display information as a virtual image to be viewed by an occupant in the vehicle cabin as display light within the housing, a reflecting member that reflects the display light emitted from the display device within the housing and projects the display light from an opening in the housing to a projection target within the vehicle cabin, a polarization switching unit that is disposed between the display device and the reflecting member and that switches the polarization direction of the display light emitted from the display device between a polarized sunglasses non-use mode in which the occupant is not using polarized sunglasses and a polarized sunglasses use mode in which the occupant is using polarized sunglasses, and emits the display light to the reflecting member, and a control device that controls the operation of the display device and the polarization switching unit, the polarization switching unit comprising a light-transmitting, plate-shaped base plate and a polarizing element attached to the base plate. The device is equipped with a wave plate that has an exit surface superimposed on the wall surface on the display side of the display device and is capable of changing the polarization direction of the display light emitted from the display device and emitting it from the exit surface, and a drive unit that uses an electric motor controlled by the control device as a drive source and can rotate the wave plate between a polarized sunglasses not used position in the polarized sunglasses not used mode and a polarized sunglasses used position in the polarized sunglasses used mode, and emits transmitted light with a main component of S-polarized component from the wave plate in the polarized sunglasses not used position, while emitting transmitted light with a main component of P-polarized component from the wave plate in the polarized sunglasses used position, and an infrared light blocking layer that transmits visible light but reflects infrared light is provided on the wall surface of the base plate on the reflecting member side.
本発明に係る車両用表示装置においては、赤外光遮断層で可視光(つまり、基材プレート及び波長板を介した表示器の表示光)を透過させることができるので、表示器の表示光に関わる表示情報を乗員に虚像として視認させることができる。そして、この車両用表示装置においては、開口から筐体の中に入り込んだ外光が基材プレート及び波長板に向かったとしても、その外光における赤外光を赤外光遮断層で反射させて波長板に到達させない。このため、この車両用表示装置においては、赤外光に起因する波長板の発熱が抑えられるので、その波長板の耐久性を向上させることができる。 In the vehicle display device according to the present invention, the infrared light blocking layer allows visible light (i.e., the display light of the display device passing through the base plate and the wave plate) to pass through, so that the display information related to the display light of the display device can be visually recognized by the occupant as a virtual image. In addition, in this vehicle display device, even if external light that has entered the housing from the opening is directed toward the base plate and the wave plate, the infrared light in the external light is reflected by the infrared light blocking layer and does not reach the wave plate. Therefore, in this vehicle display device, heat generation of the wave plate caused by infrared light is suppressed, so the durability of the wave plate can be improved.
以下に、本発明に係る車両用表示装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、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。 Below, an embodiment of a vehicle display device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to this embodiment.
[実施形態]
本発明に係る車両用表示装置の実施形態の1つを図1から図5に基づいて説明する。
[Embodiment]
An embodiment of a display device for a vehicle according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1及び図2の符号1は、実施形態の車両用表示装置を示す。この車両用表示装置1は、車両(自動車等)の車室内の乗員に提供する情報を虚像表示させる所謂ヘッドアップディスプレイ装置である。 The reference numeral 1 in Fig. 1 and Fig. 2 indicates a vehicle display device according to an embodiment. This vehicle display device 1 is a so-called head-up display device that displays information to passengers in the vehicle (such as an automobile) as a virtual image.
この車両用表示装置1は、表示情報に係る表示光を車室内のウインドシールド等の被投影部に投影し、この被投影部で表示光を乗員に向けて反射させることによって、その表示情報の虚像を乗員に視認させる。ここで、被投影部においては、P偏光成分がS偏光成分に比べて反射され難いので、乗員に向かう反射光の主成分がS偏光になる。一方、乗員が使う可能性のある偏光サングラスは、そのS偏光のカットを主目的とする。このため、偏光サングラスの使用時には、偏光サングラスの不使用時よりも虚像の輝度が低下してしまう。そこで、この車両用表示装置1は、次のように構成し、乗員が偏光サングラスを使用していないときと乗員が偏光サングラスを使用しているときとで虚像の輝度の差を小さくすることによって、偏光サングラス使用時の虚像の視認性を向上させる。 This vehicle display device 1 projects display light related to display information onto a projection target such as a windshield in the vehicle cabin, and reflects the display light toward the occupant from the projection target, thereby allowing the occupant to view a virtual image of the display information. Here, since the P-polarized component is less likely to be reflected from the projection target than the S-polarized component, the main component of the reflected light toward the occupant is S-polarized light. On the other hand, polarized sunglasses that the occupant may use are primarily intended to cut S-polarized light. For this reason, when polarized sunglasses are used, the brightness of the virtual image is lower than when the polarized sunglasses are not used. Therefore, this vehicle display device 1 is configured as follows, and by reducing the difference in brightness of the virtual image between when the occupant is not using polarized sunglasses and when the occupant is using polarized sunglasses, the visibility of the virtual image when polarized sunglasses are used is improved.
車両用表示装置1は、車室内の乗員に虚像として視認させる表示情報を下記の筐体71の中で表示光として出射する表示器10を備える(図1及び図2)。この表示器10は、バックライトユニット20と光透過型の板状の表示ユニット30とを備えるものであり、バックライトユニット20から表示ユニット30に照射させた照射光を透過させ、表示情報の表示光として表示ユニット30から出射させる(図1及び図2)。
The vehicle display device 1 includes a
更に、この車両用表示装置1は、その表示器10から出射された表示光を筐体71の中で反射させて、その表示光を筐体71の開口71aから車室内の被投影部Rwfに投影させる反射部材40を備える(図1及び図2)。この反射部材40は、例えば、表示器10から出射された表示光を拡大させて反射させる拡大ミラーである。この反射部材40としては、例えば、非球面(自由曲面)ミラーが用いられる。被投影部Rwfに投影された表示光は、この被投影部RwfからアイポイントEP又はアイボックスEBに反射されることによって、乗員に虚像として視認される(図1)。アイポイントEPとは、車室内の乗員の目の位置を示すものである。アイボックスEBとは、虚像の視認が可能なアイポイントEPの範囲を示すものである。
Furthermore, the vehicle display device 1 includes a reflecting
更に、この車両用表示装置1は、表示器10と反射部材40との間に配置され、かつ、表示器10から出射された表示光について、乗員が偏光サングラスを使用していない偏光サングラス不使用モードと乗員が偏光サングラスを使用している偏光サングラス使用モードとで偏光方向を切り替えて反射部材40へと出射させる偏光切替ユニット50を備える(図1から図5)。反射部材40は、偏光切替ユニット50からの出射光を受け、その出射光を被投影部Rwfに向けて反射させる。
The vehicle display device 1 further includes a
この車両用表示装置1は、表示器10と偏光切替ユニット50の動作を制御する制御装置60を備える(図1)。
This vehicle display device 1 includes a control device 60 that controls the operation of the
この車両用表示装置1は、更に、少なくとも表示器10と反射部材40と偏光切替ユニット50とを内方に収容させる筐体71と、この筐体71の開口71aを塞ぐ透明のカバー72と、を備える(図1及び図2)。この車両用表示装置1においては、反射部材40で反射させた表示光をカバー72から筐体71の外に出射させ、その先に存在している被投影部Rwfに投影させる。ここで示す車両用表示装置1は、カバー72を露出させた状態で車室内のインスツルメントパネルPiの中に収容され、被投影部Rwfに反射部材40で反射させた表示光を投影させる(図1)。そして、この車両用表示装置1は、その被投影部Rwfで表示光をアイポイントEP又はアイボックスEBに向けて反射させる。
The vehicle display device 1 further includes a
ここで、被投影部Rwfとは、ウインドシールド(ここでは、フロントウインドシールドWf)そのもの又はその一部分のことである。また、被投影部Rwfは、反射面で反射部材40からの表示光を受けてアイポイントEP又はアイボックスEBへと反射させ、かつ、車外からの光を乗員側に出射させるハーフミラーとして形成されたものであってもよい。例えば、このハーフミラーとしての被投影部Rwfは、ウインドシールド(フロントウインドシールドWf)の曲面形状に沿わせた半透過性のフィルム状に形成され、このウインドシールドの車室内側の壁面に接着剤で貼り付けられる。また、このハーフミラーとしての被投影部Rwfは、ウインドシールド(フロントウインドシールドWf)の曲面形状に沿わせた半透過性のフィルム状に形成され、合せガラスのウインドシールドの中に中間膜と共に封止されたものであってもよい。また、このハーフミラーとしての被投影部Rwfは、ウインドシールド(フロントウインドシールドWf)の車室内側の壁面に塗布等でコーティングされた半透過性の被膜であってもよい。尚、被投影部Rwfは、フロントウインドシールドWfを車室内側から覆うコンバイナであってもよい。
Here, the projection portion Rwf refers to the windshield (here, the front windshield Wf) itself or a part thereof. The projection portion Rwf may be formed as a half mirror that receives the display light from the reflecting
バックライトユニット20は、光源21と、この光源21の制御基板22と、光源21で発生した熱を放熱させるヒートシンク23と、を備える(図2)。光源21は、発光素子である。ここでは、その発光素子として発光ダイオード素子を用いている。バックライトユニット20は、鉛直方向に複数配列された光源21を備えている。制御基板22は、配線パターンを介して光源21と電源を電気的に接続させる。ここで示す制御基板22の基板面22aには、鉛直方向と鉛直方向に直交する方向とに各々等間隔で複数並べた光源21が配置されている(図2)。
The
更に、バックライトユニット20は、制御基板22の基板面22aに対して対向配置され、その基板面22aとの間に介在する光源21からの光(以下、「光源光」という。)を集光させる集光レンズ24と、この集光レンズ24で集光させた光源光を拡散配光させるフィールドレンズ25と、を備える(図2)。
The
集光レンズ24は、光源21からの光源光を集光させるガラス又は透明樹脂から成るレンズ部材である。ここで示す集光レンズ24には、例えば、光源21毎のレンズ素子24aが光源21と向かい合わせに配列されたコンデンサレンズを用いる。そのレンズ素子24aは、光源21からの光源光を入射させる入射面と、この入射面から入射してきた光源光を出射させる出射面と、を有しており、その入射面が平坦面で且つ出射面が凸状の湾曲面の平凸レンズとして形成されている。
The
フィールドレンズ25は、集光レンズ24から出射された光源光の進行方向を揃えるガラス又は透明樹脂から成るレンズ部材であり、集光レンズ24と表示ユニット30との間に介在させる。このフィールドレンズ25は、集光レンズ24を介したそれぞれの光源21の光源光を入射させる入射面と、この入射面から入射してきた光源光を出射させる出射面と、を有する。ここで示すフィールドレンズ25には、例えば、フレネルレンズを用いる。
The
バックライトユニット20においては、そのフィールドレンズ25の出射面が照射面20aとなり(図2)、集光レンズ24を介したそれぞれの光源21の光源光の進行方向をフィールドレンズ25で揃えて、その照射面20aから光源光を拡散配光させる。このバックライトユニット20は、照射面20aから出射させた光源光を照射光として表示ユニット30に照射させる。
In the
表示ユニット30は、バックライトユニット20の照射面20aからの照射光を裏面の被照射面30aに入射させ、表示情報の表示光を表面の出射面30bから偏光切替ユニット50に向けて出射させる(図2)。この表示ユニット30は、被照射面30aに入射した照射面20aからの照射光を透過させ、表示光として出射面30bから出射させる。ここで示す表示ユニット30は、光透過型のTFT液晶(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)を用いる。この表示ユニット30は、制御装置60によって制御され、表示情報を表示させる。例えば、その表示情報としては、文字、数字、図形等の画像情報が表示される。
The
偏光切替ユニット50は、光透過性を持つ板状の基材プレート51と、この基材プレート51における表示器10側の壁面51aに出射面52aを重ね合わせて設け、表示器10から出射された表示光の偏光方向を変えて出射面52aから出射させることが可能な波長板52と、を備える(図2)。更に、この偏光切替ユニット50は、偏光サングラス不使用モードでの偏光サングラス不使用位置と偏光サングラス使用モードでの偏光サングラス使用位置との間で波長板52を回転させることが可能な駆動装置53を備える(図3)。この偏光切替ユニット50においては、基材プレート51と波長板52を相対的な変位無きよう一体化させており、その基材プレート51と一緒に駆動装置53で波長板52を回転させる。例えば、基材プレート51と波長板52は、光透過性の接着剤で壁面51aと出射面52aを貼り合わせて一体化させたものであってもよい。また、基材プレート51と波長板52は、ガラス製の基材プレート51における表示器10側の壁面51aにインプリント技術を用いて波長板52を形成し、これにより互いを一体化させたものであってもよい。
The
この偏光切替ユニット50は、偏光サングラス不使用位置の波長板52から主成分がS偏光成分の透過光を出射させる一方、偏光サングラス使用位置の波長板52から主成分がP偏光成分の透過光を出射させる。基材プレート51は、その波長板52の出射面52aから出射させた投射光を反射部材40に到達させるため、光透過性を持つ透明な平板状の板部材として成形されている。よって、この偏光切替ユニット50においては、その波長板52の出射面52aから出射させた透過光が表示器10側の壁面51aから基材プレート51に入射し、この基材プレート51を透過して当該基材プレート51における反射部材40側の壁面51bから反射部材40に向けて出射する(図2)。つまり、この偏光切替ユニット50は、波長板52の回転位置が偏光サングラス不使用位置のときに、主成分がS偏光成分の投射光を波長板52の出射面52aから基材プレート51を介して反射部材40に投射させる一方、波長板52の回転位置が偏光サングラス使用位置のときに、主成分がP偏光成分の投射光を波長板52の出射面52aから基材プレート51を介して反射部材40に投射させる。
This
そこで、波長板52には、回転位置が偏光サングラス不使用位置のときに、反射部材40に投射させる投射光(偏光切替ユニット50からの出射光)の主成分がS偏光成分となるように、入射面52bに入射してきた表示器10からの表示光を透過させる(図2)。そして、この波長板52には、回転位置が偏光サングラス使用位置のときに、反射部材40に投射させる投射光(偏光切替ユニット50からの出射光)の主成分がP偏光成分となるように、入射面52bに入射してきた表示器10からの表示光を透過させる。
The
波長板52は、この種の技術分野で周知のものであり、ここでは1/2波長板を用いる。
The
この波長板52は、例えば、表示器10からの表示光がS偏光の場合、速軸を表示器10からの表示光の偏光方向に一致させた回転位置を偏光サングラス不使用位置とする。この波長板52においては、回転位置が偏光サングラス不使用位置のときに、表示器10からの表示光をその偏光方向のまま透過させる。このため、反射部材40には、波長板52の回転位置が偏光サングラス不使用位置のときに、S偏光成分を主成分とする投射光が偏光切替ユニット50から出射される。
For example, when the display light from the
この波長板52は、その偏光サングラス不使用位置から45度回転させることによって、速軸が表示器10からの表示光の偏光方向に対して45度ずれるので、入射面52bに入射してきた表示器10からの表示光をその2倍の角度(90度)分だけ回転させてP偏光の透過光として出射面52aから出射させる。このため、反射部材40には、波長板52を偏光サングラス不使用位置から45度回転させたときに、P偏光成分を主成分とする投射光が偏光切替ユニット50から出射される。よって、この波長板52は、偏光サングラス不使用位置から45度回転させた回転位置を偏光サングラス使用位置とする。
By rotating this
また、波長板52は、表示器10からの表示光の主成分がS偏光成分ではない場合、偏光サングラス不使用位置での配置を次のものに替えてもよい。この波長板52は、速軸を表示器10からの表示光の偏光方向に対して所定角度θずらし、その2倍の角度(2θ)分だけ表示器10からの表示光の偏光方向を回転させてS偏光の透過光を出射面52aから出射させる。波長板52は、その回転位置を偏光サングラス不使用位置とする。このため、反射部材40には、波長板52の回転位置が偏光サングラス不使用位置のときに、S偏光成分を主成分とする投射光が偏光切替ユニット50から出射される。
In addition, when the main component of the display light from the
この波長板52は、その偏光サングラス不使用位置から45度回転させることによって、速軸が表示器10からの表示光の偏光方向に対してθ+45度ずれるので、入射面52bに入射してきた表示器10からの表示光をその2倍の角度(2θ+90度)分だけ回転させてP偏光の透過光として出射面52aから出射させる。このため、反射部材40には、波長板52を偏光サングラス不使用位置から45度回転させたときに、P偏光成分を主成分とする投射光が偏光切替ユニット50から出射される。よって、この波長板52は、偏光サングラス不使用位置から45度回転させた回転位置を偏光サングラス使用位置とする。
By rotating this
つまり、この波長板52は、そのどちらに偏光サングラス不使用位置が設定されたとしても、偏光サングラス不使用位置で主成分がS偏光成分の投射光を偏光切替ユニット50から反射部材40に向けて出射させる。このため、この車両用表示装置1は、偏光サングラスをかけていない乗員に虚像を視認させることができる。そして、この波長板52は、その偏光サングラス不使用位置から偏光サングラス使用位置へと45度回転させることによって、主成分がP偏光成分の投射光を偏光切替ユニット50から反射部材40に向けて出射させる。このため、この車両用表示装置1は、偏光サングラスをかけている乗員に虚像を視認させることができる。
In other words, regardless of which side of the
駆動装置53は、制御装置60に駆動制御される電動モータ54(図3から図5)を駆動源とするものであり、基材プレート51と一体になった波長板52をその平面(表示器10から出射された表示光が入射する入射面52b、その入射光が透過して出射する出射面52a)に直交する回転軸の軸周りに回転させる。この駆動装置53は、電動モータ54の出力トルクを基材プレート51及び波長板52に伝達させる動力伝達機構55(図5)と、基材プレート51及び波長板52の周縁部を回転自在に保持する保持機構56(図3から図5)と、を備える。
The driving
ここで示す駆動装置53においては、電動モータ54にステッピングモータを用い、その出力トルクを動力伝達機構55としての歯車群を介して基材プレート51及び波長板52に伝達させる。その動力伝達機構55は、電動モータ54の出力軸に同心上に配置された平歯車状のピニオンギヤ55Aと、基材プレート51及び波長板52の周縁部に配置され、ピニオンギヤ55Aに噛み合わされたラック55Bと、を備える(図5)。
In the driving
保持機構56は、基材プレート51及び波長板52の周縁部を周方向に亘って囲う環状の第1ガイド部材56A及び環状の第2ガイド部材56Bと、この第1ガイド部材56A及び第2ガイド部材56Bを介して基材プレート51及び波長板52を回転自在に保持する第1保持部材56C及び第2保持部材56Dと、を備える(図5)。
The holding
第1ガイド部材56Aと第2ガイド部材56Bは、互いに組み付けた状態で基材プレート51及び波長板52の周縁部を挟み込んで保持する環状部材であり、基材プレート51における反射部材40側の壁面51bと波長板52の入射面52bの双方の平面を露出させる。この第1ガイド部材56Aと第2ガイド部材56Bは、その内の少なくとも一方に、基材プレート51及び波長板52の回転軸に対する平行軸上に配置された円柱状のガイド突起56aを有する(図3から図5)。保持機構56においては、その平行軸上で互いに逆向きに突出させた一対のガイド突起56aを基材プレート51及び波長板52の回転方向に間隔を空けて複数組(ここでは、4組)設ける。例えば、その一対のガイド突起56aは、第1ガイド部材56Aと第2ガイド部材56Bの内の何れか一方の環状の主体から互いに逆向きに突出させた円柱状の突起であり、それぞれの環状の主体に対して周方向に間隔を空けて複数組設ける。また、例えば、その一対のガイド突起56aは、第1ガイド部材56Aの環状の主体から突出させた円柱状の突起とこれとは逆向きに第2ガイド部材56Bの環状の主体から突出させた円柱状の突起であり、それぞれの環状の主体に対して周方向に間隔を空けて複数組設ける。ここでは、第1ガイド部材56Aに全てのガイド突起56aを設けている。
The
ここで、ラック55Bは、この第1ガイド部材56Aと第2ガイド部材56Bの内の何れか一方の周縁部に設ける。このラック55Bは、第1ガイド部材56Aと第2ガイド部材56Bの内の何れか一方の主体の周縁部に対して一体になって形成されたものであってもよく、別部品として成形されたものをその周縁部に固定してもよい。ここでは、第1ガイド部材56Aの一部分として、この第1ガイド部材56Aの環状の主体の周縁部に対してラック55Bが一体になって形成されている(図5)。
Here, the
第1保持部材56Cと第2保持部材56Dは、互いに組み付けた状態で第1ガイド部材56A及び第2ガイド部材56Bを介して基材プレート51及び波長板52を回転自在に保持する。また、この第1保持部材56Cと第2保持部材56Dは、基材プレート51における反射部材40側の壁面51bと波長板52の入射面52bの双方の平面を露出させたまま、第1ガイド部材56A及び第2ガイド部材56Bを回転自在に保持する。
The
第1保持部材56Cは、基材プレート51と波長板52と第1ガイド部材56Aと第2ガイド部材56Bを収容し且つ回転自在に保持する収容部材として成形される。ここで示す第1保持部材56Cには、動力伝達機構55についても収容させ且つ作動自在に保持させる。第2保持部材56Dは、波長板52の入射面52bを露出させたまま第1保持部材56Cの開口を覆うカバー部材の如きものであり、基材プレート51と波長板52と第1ガイド部材56Aと第2ガイド部材56Bを回転自在に保持する。電動モータ54は、この第2保持部材56Dに固定されている。
The
第1保持部材56Cは、一対のガイド突起56aの内の一方を収容し且つ案内する貫通孔状又は溝状のガイドレール56bを一対のガイド突起56a毎に有する(図4及び図5)。これと同じように、第2保持部材56Dは、一対のガイド突起56aの内の他方を収容し且つ案内する貫通孔状又は溝状のガイドレール56bを一対のガイド突起56a毎に有する(図3及び図5)。ここで示すガイドレール56bは、貫通孔状に形成されている。基材プレート51及び波長板52の回転軸の軸方向で向かい合う一対のガイドレール56bは、基材プレート51及び波長板52を偏光サングラス不使用位置と偏光サングラス使用位置との間で回転させる際に、その回転軌跡に沿って一対のガイド突起56aを案内する。
The
ここで示す一対のガイド突起56aと一対のガイドレール56bは、その組み合わせ毎に、ガイドレール56bの一端から他端まで基材プレート51及び波長板52を少なくとも偏光サングラス不使用位置と偏光サングラス使用位置との間で(つまり、少なくとも45度)回転させ得るものとして形成されている。
The pair of
この偏光切替ユニット50においては、偏光サングラス不使用位置を基材プレート51及び波長板52の回転位置の原点とする。例えば、ここでは、ガイド突起56aがガイドレール56bの一端に配置されているときの基材プレート51及び波長板52の回転位置を原点とする。
In this
制御装置60は、要求視認モードが偏光サングラス不使用モードであるのか偏光サングラス使用モードであるのかに応じて、駆動装置53の電動モータ54を駆動制御し、基材プレート51及び波長板52の回転位置制御を行う。例えば、制御装置60は、乗員による要求視認モード切替スイッチの切替操作、要求視認モード設定釦の押下操作又はタッチ操作等に伴う要求視認モードの切替指令信号に基づいて、偏光サングラス不使用モード又は偏光サングラス使用モードへの要求視認モードの切替指令があったと判断し、要求視認モードが偏光サングラス不使用モードであるのか偏光サングラス使用モードであるのかの判定を行う。
The control device 60 drives and controls the
この制御装置60は、偏光サングラス不使用モード又は偏光サングラス使用モードへの要求視認モードの切替指令があったときに、電動モータ54に励磁電流を供給して、その要求視認モードの回転位置に基材プレート51及び波長板52を回転させる。この制御装置60は、要求視認モードが偏光サングラス不使用モードのときに、駆動装置53の電動モータ54を駆動制御して、基材プレート51及び波長板52を偏光サングラス不使用位置に回転させる。また、この制御装置60は、要求視認モードが偏光サングラス使用モードのときに、駆動装置53の電動モータ54を駆動制御して、基材プレート51及び波長板52を偏光サングラス使用位置に回転させる。
When there is a command to switch the requested viewing mode to a mode in which polarized sunglasses are not used or a mode in which polarized sunglasses are used, the control device 60 supplies an excitation current to the
このように、この車両用表示装置1においては、要求視認モードに応じた回転位置の基材プレート51及び波長板52を介して表示器10の表示光を反射部材40に投射させ、この反射部材40で反射させた表示光を被投影部Rwfに投影して、乗員に虚像として視認させる。その際、反射部材40で反射した表示光は、開口71aから筐体71の外に出て、車室内の被投影部Rwfに投影される。このため、この車両用表示装置1においては、その開口71aから筐体71の中に外光が入り込み、反射部材40で反射した外光が基材プレート51を介して波長板52に入射してしまう可能性がある。また、この車両用表示装置1においては、その開口71aの形状や基材プレート51及び波長板52の配置如何で、開口71aから筐体71の中に入り込んだ外光が基材プレート51及び波長板52に直接向かう可能性もあり得る。
In this manner, in the vehicle display device 1, the display light of the
ここで、その外光には、可視光や赤外光等が含まれている。よって、この車両用表示装置1においては、筐体71の中に入り込んだ外光が基材プレート51に向かうと、その赤外光の影響を受けて波長板52が発熱し、その耐久性を低下させてしまう虞がある。
Here, the external light includes visible light, infrared light, and the like. Therefore, in this vehicle display device 1, when the external light that has entered the
そこで、この車両用表示装置1においては、基材プレート51における反射部材40側の壁面51bに、可視光を透過させる一方、赤外光を反射させる赤外光遮断層57を設けている(図2、図4及び図5)。この赤外光遮断層57は、例えば、基材プレート51における反射部材40側の壁面51bに設けたホットミラーである。よって、ここでは、ガラス製の基材プレート51を用い、この基材プレート51における反射部材40側の壁面51bにホットミラー処理を施して、その壁面51bに赤外光遮断層57としてのホットミラーを形成する。
Therefore, in this vehicle display device 1, an infrared
本実施形態の車両用表示装置1においては、赤外光遮断層57で可視光(つまり、基材プレート51及び波長板52を介した表示器10の表示光)を透過させることができるので、先に示したように、表示器10の表示光に関わる表示情報を乗員に虚像として視認させることができる。そして、この車両用表示装置1においては、開口71aから筐体71の中に入り込んだ外光が基材プレート51及び波長板52に向かったとしても、その外光における赤外光を赤外光遮断層57で反射させて波長板52に到達させない。このため、この車両用表示装置1においては、赤外光に起因する波長板52の発熱が抑えられるので、その波長板52の耐久性を向上させることができる。更に、この車両用表示装置1においては、その赤外光が表示ユニット30に届くこともなく、赤外光に起因する表示ユニット30の発熱が抑えられるので、その表示ユニット30の耐久性についても向上させることができる。
In the vehicle display device 1 of this embodiment, the infrared
ところで、この車両用表示装置1においては、赤外光遮断層57によるものと同様の効果を得るべく、反射部材40の反射面に、可視光を反射させる一方、赤外光を透過させる可視光遮断層としてのコールドミラーをコールドミラー処理で設けることも考えられる。しかしながら、樹脂材にコールドミラー処理を施すことは難しいので、この車両用表示装置1においては、樹脂製の反射部材40を採用できず、例えば、ガラス製の反射部材40を採用しなければならないので、重量の増加を招く虞がある。また、この車両用表示装置1においては、虚像の拡大率を上げるため、基材プレート51における反射部材40側の壁面51bの面積よりも反射部材40の反射面の面積を大きくしているので、例えば、ガラス製の反射部材40にコールドミラー処理を施した場合、基材プレート51にホットミラー処理を施すよりもその処理に要する面積が大きくなり、原価の高騰を招く虞がある。従って、本実施形態の車両用表示装置1は、基材プレート51に赤外光遮断層57としてのホットミラーを設けることによって、樹脂製の反射部材40による軽量化が可能になり、かつ、原価の高騰を抑えることができる。
In this vehicle display device 1, in order to obtain the same effect as that of the infrared
1 車両用表示装置
10 表示器
40 反射部材
50 偏光切替ユニット
51 基材プレート
51a 壁面
51b 壁面
52 波長板
52a 出射面
52b 入射面
53 駆動装置
54 電動モータ
57 赤外光遮断層
60 制御装置
71 筐体
71a 開口
EB アイボックス
EP アイポイント
Rwf 被投影部
REFERENCE SIGNS LIST 1
Claims (2)
車室内の乗員に虚像として視認させる表示情報を前記筐体の中で表示光として出射する表示器と、
前記表示器から出射された前記表示光を前記筐体の中で反射させて、前記表示光を前記筐体の開口から車室内の被投影部に投影させる反射部材と、
前記表示器と前記反射部材との間に配置され、かつ、前記表示器から出射された前記表示光について、前記乗員が偏光サングラスを使用していない偏光サングラス不使用モードと前記乗員が偏光サングラスを使用している偏光サングラス使用モードとで偏光方向を切り替えて前記反射部材へと出射させる偏光切替ユニットと、
前記表示器と前記偏光切替ユニットの動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記偏光切替ユニットは、光透過性を持つ板状の基材プレートと、前記基材プレートにおける前記表示器側の壁面に出射面を重ね合わせて設け、前記表示器から出射された前記表示光の偏光方向を変えて前記出射面から出射させることが可能な波長板と、前記制御装置に駆動制御される電動モータを駆動源とし、前記偏光サングラス不使用モードでの偏光サングラス不使用位置と前記偏光サングラス使用モードでの偏光サングラス使用位置との間で前記波長板を回転させることが可能な駆動装置と、を備え、前記偏光サングラス不使用位置の前記波長板から主成分がS偏光成分の透過光を出射させる一方、前記偏光サングラス使用位置の前記波長板から主成分がP偏光成分の透過光を出射させ、
前記基材プレートにおける前記反射部材側の壁面には、可視光を透過させる一方、赤外光を反射させる赤外光遮断層を設けることを特徴とした車両用表示装置。 A housing and
a display unit that emits display information as display light within the housing so that the display information is visually recognized as a virtual image by an occupant in the vehicle cabin;
a reflecting member that reflects the display light emitted from the display unit inside the housing and projects the display light from an opening in the housing onto a projection target portion in a vehicle interior;
a polarization switching unit that is disposed between the display and the reflecting member, and switches the polarization direction of the display light emitted from the display between a polarized sunglasses non-use mode in which the occupant is not using polarized sunglasses and a polarized sunglasses use mode in which the occupant is using polarized sunglasses, and emits the display light to the reflecting member;
A control device for controlling the operation of the display device and the polarization switching unit;
Equipped with
The polarization switching unit includes a light-transmitting, plate-shaped base plate, an emission surface of which is superimposed on the wall surface of the base plate facing the display device, a wave plate capable of changing the polarization direction of the display light emitted from the display device and emitting the light from the emission surface, and a drive device having an electric motor controlled by the control device as a drive source, capable of rotating the wave plate between a polarized sunglasses not being used position in the polarized sunglasses not being used mode and a polarized sunglasses used position in the polarized sunglasses used mode, and emits transmitted light whose main component is an S-polarized component from the wave plate in the polarized sunglasses not being used position, and emits transmitted light whose main component is a P-polarized component from the wave plate in the polarized sunglasses used position,
The vehicle display device according to claim 1, wherein an infrared light blocking layer that transmits visible light and reflects infrared light is provided on a wall surface of the base plate facing the reflective member.
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