JP3313182B2 - 車両用表示装置 - Google Patents
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Description
を反射部材で反射させ運転者視点に導き表示器の表示像
を反射部材の後方に虚像として視認させるタイプの車両
用表示装置に関する。
て遠方表示させるため、例えばダッシュボード内に蛍光
表示管や液晶表示素子等からなる情報表示用の表示デバ
イスをその表示面を上に向けて配置し、該表示デバイス
の表示像から発する光をダッシュボードに設けた開口部
を通してウインドシールド等の反射部材で反射させて運
転者視点に導き、これにより表示像の虚像を反射部材の
後方すなわち車両前方に視認できるようにした車両用表
示装置がある。
スを出射した表示光がウインドシールドで反射される
際、ウインドシールドの内面と外面の2か所で反射がお
こなわれるため、二重像(ゴースト)が生じるという問
題がある。このため、特開平2−294615号及び特
開平2−141720号では、表示デバイスの表示光を
S偏光となるように構成するとともに、合わせガラスと
なっているウインドシールドの間に、入射したS偏光の
光をP偏光にする偏光方向調整手段を配置して、ウイン
ドシールドの外面で余分な反射がおこらないようにする
ことにより、二重像が生じにくいようにしたものが提案
されている。ところが、この種の装置は表示デバイスの
表示面が上方に向けられているために、太陽光等の外光
がダッシュボードの開口部を通して表示デバイスの表示
面に入射することがあり、このとき所謂ウォッシュアウ
ト現象をおこして表示が非常に見えにくくなる。
に、表示器(表示デバイス)1の表示面のすぐ上に、同
一プリズム頂角θを有する第1のプリズム11と第2の
プリズム12とを、互いにプリズム頂角θの開角が逆に
なるように重ね合わせて配置しておくことを提案してい
る。
ら入射してダッシュボード2の開口部2aを通り表示器
1へ射し込もうとすると、外光は第1のプリズム11と
第2のプリズム12との重ね合わせ面11aで反射して
矢印Fのように進み、表示器1の表示面に入射しないた
め、表示器1の表示像が外光によりウォッシュアウト現
象をおこす虞はない。なお、同一形状のプリズム11,
12を逆向きに重ね合わせて用いているので、表示器1
から出射した光はプリズム11,12を透過する時に殆
ど影響を受けず、このため視点6から見る表示像が歪ん
だりすることはなしに、反射部材3の後方(車両前方)
に虚像として視認することができる。
提案した構造のものでは問題は生じないのであるが、前
述したようなウインドシールドを反射部材として使用す
る特開平2−294615号及び特開平2−14172
0号の装置に前述のプリズムを適用して外光による影響
を防止しようとすると、図3に示すように、バックライ
ト1b付の液晶表示素子1aで構成される表示デバイス
1から出射したS偏光は第2のプリズム12と空気との
界面A,B及び第1のプリズム11と空気との界面C,
Dにおいて、通常の光よりも反射率が高く、ウインドシ
ールド4に入射する光の強度が低下してしまう。この結
果、表示像の輝度が低下することとなる。このことは、
図4及び図5に示すグラフから容易に理解することがで
きる。すなわち、屈折率1の空気から屈折率1.5のプリ
ズムへ入射する光は、図4に示すように、入射角約30
°まではS偏光とP偏光の反射率は同じであるが、それ
以上の角度になると、S偏光はP偏光より反射率が高い
ことに起因している。また、図5に示すように、屈折率
1.5のプリズムから屈折率1の空気へ入射すう場合も、
入射角約15°まではS偏光とP偏光の反射率は同じと
見られるが、それ以上の全反射角約42°までは、S偏
光はP偏光より反射率が高いことに起因している。これ
により、図3に示すようなプリズム配置とすると、S偏
光でプリズムに入射した光の透過率の低下は30〜40
%になる。ちなみに、P偏光の場合は10%程度であ
る。なお、図4,5中において、φb (=56.3°、
33.7°)はブリュスター角であり、P偏光の光の反
射がなくなる入射角である。また、φc (=41.8
°)は全反射角である。
た外光防止用のプリズムによる界面反射を軽減させ、輝
度の高い表示像を得られる車両用表示装置の提供を目的
としている。
め、本発明に係る車両用表示装置は、表示デバイスと、
該表示デバイスの表示面に対し近接配置され、互いにプ
リズム頂角を反対方向に向けて密接された第1及び第2
のプリズムと、これらプリズムを透過した前記表示デバ
イスの表示光を反射して運転者視点に導く反射部材とを
備えた車両用表示装置において、前記表示光を反射部材
の反射面に対してP偏光で出射するように前記表示デバ
イスを構成し、前記プリズムを透過した表示光を90°
回転させる偏向方向回転手段を、前記プリズムと前記反
射部材との間の位置であり、かつ、前記反射部材を反射
して運転者視点に導かれる前記表示光が入射しない位置
に配置したことを特徴としている。
影響がないばかりではなく、表示デバイスからの出射表
示光がP偏光となっているので、プリズムと空気との境
界面での反射が少なくプリズムを透過する割合が大き
い。また、プリズムを透過した表示光は、偏光方向回転
手段によって90°回転されるので、反射部材に入射す
る場合にはS偏光となる。反射部材をウインドシールド
で構成している場合には、反射率が高く、輝度の高い表
示像を得ることができる。また、ウインドシールドの合
わせ部分に前述した特開平2−294615号等に示さ
れたような部材を配置すれば、二重像の発生する虞も減
少させることができる。しかも、偏光方向回転手段は、
前記プリズムと前記反射部材との間の位置であり、か
つ、前記反射部材を反射して運転者視点に導かれる前記
表示光が入射しない位置に配置されているので、反射部
材を反射した光が、再び偏光方向回転手段を通過するこ
とがない。
る。なお、従来の技術の項で説明したものと同一または
相当する部分には同一符号を付す。
一実施例が示されている。図に示すように、この車両用
表示装置の表示デバイス1はバックライト1b付の透過
型液晶表示素子1aで構成されており、両面に配置され
ている偏光板の配置方向は、出射する表示光のウインド
シールド4の反射面に対する偏光方向がP偏光となるよ
うになっている。
て、偏光方向回転手段5が配置されている。該偏光方向
回転手段5はTN型の液晶パネル又は1/2 波長板で構成
されており、第2及び第1のプリズム12,11を透過
した表示光の偏光方向を90°回転させる働きをする。
すなわち、該偏光方向回転手段5を透過した表示光はウ
インドシールド4の入射面に対して垂直に振動するS偏
光の光となる。
のプリズム11,12の頂角θを外光防止を考慮しつつ
所望の角度に形成すれば、図1に示すように、表示デバ
イス1から出射したP偏光の表示光は、第1,2のプリ
ズム11,12の界面A,B,C,Dでの反射、特に界
面B,Cでの反射がS偏光に比べて著しく減少するた
め、プリズム11,12の透過率が上がることになる。
なお、図4,5中でA,B,C,Dと記した点は、表示
光がプリズム12の界面A,B及びプリズム11の界面
C,Dに入射する角であり、Eは表示光がウインドシー
ルド4に入射する角であって、S偏光とP偏光の反射率
の比較を示すためのものである。
光は偏光方向回転手段5によって偏光方向が90°回転
されるので、表示光はウインドシールド4面に対してS
偏光となって入射する。このため、ウインドシールド4
の反射率はP偏光のときより高くなり、運転者視点への
表示光の到達量が増えて、明るい表示像として視認する
ことができる。なお、プリズム11,12による透過率
の減少は、表示光をS偏光で入射させた場合には約30
〜40%あるが、P偏光で入射させた場合には約10%
となるので、P偏光で入射させた場合の透過率のアップ
は20〜30%となる。ただし、液晶パネル又は1/2波
長板の透過率を95%とみると、最終的には15〜25
%の透過率のアップが図れる。しかも、図1に示すよう
に、偏光方向回転手段5は、ウインドシールド4と第1
のプリズム11との間の位置であり、かつ、ウインドシ
ールド4を反射して運転者視点に導かれる表示光が入射
しない位置に配置されている。従って、ウインドシール
ド4で反射した表示デバイス1からの光が、再び偏光方
向回転手段5を通過することがなく、より一層、運転者
視点への表示光の到達量が増えて、明るい表示像として
視認することができる。
外光による影響を防止するプリズムを配置した車両用表
示装置において、表示デバイスからの出射表示光をP偏
光としているので、プリズムと空気との界面での反射が
少なくプリズムの透過率を高くすることができる。ま
た、プリズムを透過した表示光は、偏光方向回転手段に
よって90°回転されるので、反射部材に入射する場合
にはS偏光となり、反射部材をウインドシールドで構成
している場合には、反射率が高く、上記プリズムの透過
率アップと重畳して輝度の高い表示像を得ることができ
る。しかも、前記プリズムと前記反射部材との間の位置
であり、かつ、前記反射部材を反射して運転者視点に導
かれる前記表示光が入射しない位置に配置されているの
で、反射部材を反射した光が、再び偏光方向回転手段を
通過することがないので、再び偏光方向回転手段を通過
することによって、運転者視点への表示光の到達量が減
るということがなく、明るい表示像として視認すること
ができる。
である。
た従来の車両用表示装置の側面図である。
めるため、表示デバイスの表示光をウインドシールドに
対してS偏光とした場合の問題点を説明するための車両
用表示装置の側面図である。
とP偏光との反射率の相違を表したグラフである。
とP偏光との反射率の相違を表したグラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 表示デバイスと、該表示デバイスの表示
面に対し近接配置され、互いにプリズム頂角を反対方向
に向けて密接された第1及び第2のプリズムと、これら
プリズムを透過した前記表示デバイスの表示光を反射し
て運転者視点に導く反射部材とを備えた車両用表示装置
において、前記表示光を反射部材の反射面に対してP偏光で出射す
るように前記表示デバイスを構成し、 前記プリズムを透過した表示光を90°回転させる偏向
方向回転手段を、前記プリズムと前記反射部材との間の
位置であり、かつ、前記反射部材を反射して運転者視点
に導かれる前記表示光が入射しない位置に配置したこと
を特徴とする車両用表示装置 。
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1995
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