JP3313182B2 - 車両用表示装置 - Google Patents

車両用表示装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表示デバイスの表示像
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。
【0002】
【従来の技術】従来から、表示像を車両前方に虚像とし
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。
【0003】ところが、この種の装置では、表示デバイ
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。
【0004】このため、本出願人は、図2に示すよう
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。
【0005】この場合に、外光がウインドシールド4か
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。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、本出願人が
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。
【0007】本発明は、表示デバイスの表面に配置され
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。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
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
配置したことを特徴としている。
【0009】
【作用】上述のように構成されているので、外光による
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。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
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。
【0011】図1には、本発明に係る車両用表示装置の
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。
【0012】また、第1のプリズム11の表面に対向し
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。
【0013】このように構成されているので、第1,2
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、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。
【0014】次に、プリズム11,12を透過した表示
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。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車両用表示装置の実施例の側面図
である。
【図2】外光の影響を軽減するためにプリズムを配置し
た従来の車両用表示装置の側面図である。
【図3】反射部材であるウインドシールドの反射率を高
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。
【図4】空気からガラスへ光が入射する場合の、S偏光
とP偏光との反射率の相違を表したグラフである。
【図5】ガラスから空気へ光が入射する場合の、S偏光
とP偏光との反射率の相違を表したグラフである。
【符号の説明】
1 表示デバイス 1a 液晶表示素子 1b バックライト 4 ウインドシールド 5 偏光方向回転手段(液晶パネル等) 11 第1のプリズム 12 第2のプリズム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−197239(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60K 35/00 G02B 27/02 G09F 9/00 359

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  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
JP09420493A 1993-04-21 1993-04-21 車両用表示装置 Expired - Lifetime JP3313182B2 (ja)

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