JP7495447B2

JP7495447B2 - 車両用表示装置

Info

Publication number: JP7495447B2
Application number: JP2022109534A
Authority: JP
Inventors: 孝文山瀬
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2022-07-07
Filing date: 2022-07-07
Publication date: 2024-06-04
Anticipated expiration: 2042-07-07
Also published as: CN117369131A; JP2024008035A; US20240012235A1; DE102023116730A1

Description

本発明は、車両用表示装置に関する。

従来、車両には、車室内の乗員に提供する情報を表示させる車両用表示装置が搭載されている。例えば、この車両用表示装置としては、表示情報に関わる出射光をウインドシールド又はコンバイナに向けて出射させ、この出射光をウインドシールド等から乗員に向けて反射させることによって、その表示情報を乗員に虚像として視認させる所謂ヘッドアップディスプレイ装置が知られている。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ウインドシールド等から乗員に向けて反射される。このため、乗員が偏光サングラスをかけているときには、その偏光サングラスでＳ偏光がカットされてしまうので、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に記載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、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。

特開２０１９－１０８０８８号公報

ところで、従来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。このため、この車両用表示装置においては、その波長板の回転位置にずれが生じていると、偏光サングラス使用時の虚像の品質が低下してしまう可能性がある。例えば、車両用表示装置においては、波長板やこの波長板を回転させる駆動装置等の各種部品の公差ばらつき、これらの公差範囲内での組付けばらつきが存在するので、偏光サングラスの使用時と不使用時で最適な主成分を透過させていない可能性がある。

そこで、本発明は、虚像品質の低下を抑え得る車両用表示装置を提供することを、その目的とする。

本発明は、車室内の乗員に虚像として視認させる表示情報を表示光として出射する表示器と、前記表示器からの出射光について、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出射させる偏光切替ユニットと、前記偏光切替ユニットからの出射光を直接的又は間接的に受け、その出射光を前記乗員の虚像の視認可能範囲であるアイボックスに向けて反射させる反射体と、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、前記表示器の出射光の偏光方向を変えて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、前記制御装置は、前記波長板を前記偏光サングラス不使用位置と前記偏光サングラス使用位置の内の何れか一方における前後の規定範囲内で回転させ、この一方の回転位置の前記波長板における透過光の主成分を前記アイボックスの位置で透過させる撮像装置の撮像情報から前記規定範囲内における前記波長板の一定回転角度毎の輝度値を検出し、それぞれの前記輝度値の中の最大輝度値となる前記波長板の回転角度を補正角度として設定することを特徴とする。

本発明に係る車両用表示装置においては、偏光サングラス不使用モードで波長板を補正前の偏光サングラス不使用位置のまま使用した場合、虚像の輝度が低下してしまうが、補正角度を加味した補正後の偏光サングラス不使用位置へと波長板の回転位置を補正することによって、高い輝度で虚像を表示させることができる。また、この車両用表示装置においては、偏光サングラス使用モードで波長板を補正前の偏光サングラス使用位置のまま使用した場合、虚像の輝度が低下してしまうが、補正角度を加味した補正後の偏光サングラス使用位置へと波長板の回転位置を補正することによって、高い輝度で虚像を表示させることができる。このように、本発明に係る車両用表示装置は、虚像品質の低下を抑えることができる。

図１は、実施形態の車両用表示装置について示す模式図である。図２は、偏光切替ユニットを示す斜視図である。図３は、偏光切替ユニットを別角度から見た斜視図である。図４は、偏光切替ユニットを示す分解斜視図である。図５は、実施形態の車両用表示装置の動作について説明するフローチャートである。図６は、測光データの一例を示す説明図である。図７は、補正前後の虚像の輝度変化について説明する説明図である。

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。

［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７に基づいて説明する。

図１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。

この車両用表示装置１は、表示情報に係る投射光を車両のウインドシールド等で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、ウインドシールドにおいては、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。

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表示光として出射する表示器１０と、この表示器１０からの出射光について、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出射させる偏光切替ユニット２０と、この偏光切替ユニット２０からの出射光を直接的又は間接的に受け、その出射光を乗員の虚像の視認可能範囲であるアイボックスＥＢに向けて反射させる反射体３０と、を備える（図１）。更に、この車両用表示装置１は、その表示器１０と偏光切替ユニット２０の動作を制御する制御装置４０を備える（図１）。

この車両用表示装置１は、表示器１０、偏光切替ユニット２０及び制御装置４０を内方に収容する筐体５１と、この筐体５１の開口を塞ぐ透明のカバー５２と、を備える（図１）。筐体５１は、カバー５２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の中に収容される（図１）。この車両用表示装置１においては、偏光切替ユニット２０からの出射光を直接的又は間接的にカバー５２を介してインスツルメントパネルＰｉの外に出射させ、その先に存在している反射体３０に投影させる。

表示器１０は、例えば、バックライトとしての光源（図示略）の出射光を裏面から入射させ、その裏面からの入射光に応じた表示光を表面から出射させるものとして構成されている。例えば、この表示器１０としては、光透過型のＴＦＴ液晶（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）等が用いられる。この表示器１０は、例えば、文字、数字、図形等の画像情報を表示情報として表示させる。制御装置４０には、この表示器１０を制御して、その表示情報の表示制御を実行させる。

反射体３０は、例えば、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）そのものである。この場合には、反射体３０としてのウインドシールド（フロントウインドシールドＷｆ）が偏光切替ユニット２０からの出射光を直接的又は間接的に受け、その出射光をウインドシールド（フロントウインドシールドＷｆ）からアイボックスＥＢに向けて反射させる。

また、この反射体３０は、ウインドシールド（フロントウインドシールドＷｆ）に対して設けられたものであってもよい。この反射体３０は、反射面で偏光切替ユニット２０からの出射光を直接的又は間接的に受けてアイボックス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ている。例えば、この反射体３０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、この反射体３０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、この反射体３０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被膜であってもよい。

また、この反射体３０は、ウインドシールド（フロントウインドシールドＷｆ）よりも乗員側に配置されたコンバイナであってもよい。

偏光切替ユニット２０は、表示器１０の出射光の偏光方向を変えて出射させることが可能な波長板２１と、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２１を回転させることが可能な駆動装置２２と、を備える（図２から図４）。この偏光切替ユニット２０は、波長板２１からの出射光を反射体３０に直接向かわせるものであってもよく、波長板２１からの出射光を拡大ミラー等の反射部材で反射させて間接的に反射体３０に向かわせるものであってもよい。

この偏光切替ユニット２０は、偏光サングラス不使用位置の波長板２１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２１から主成分がＰ偏光成分の透過光を出射させる。つまり、この偏光切替ユニット２０は、波長板２１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反射体３０に投射させる一方、波長板２１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反射体３０に投射させる。

そこで、波長板２１には、回転位置が偏光サングラス不使用位置のときに、反射体３０に投射させる投射光（偏光切替ユニット２０からの出射光）の主成分がＳ偏光成分となるように、入射してきた表示器１０の出射光を透過させる。そして、この波長板２１には、回転位置が偏光サングラス使用位置のときに、反射体３０に投射させる投射光（偏光切替ユニット２０からの出射光）の主成分がＰ偏光成分となるように、入射してきた表示器１０の出射光を透過させる。

波長板２１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。

この波長板２１は、例えば、表示器１０の出射光がＳ偏光の場合、速軸を表示器１０の出射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２１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の出射光をその偏光方向のまま透過させる。このため、反射体３０には、波長板２１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２０から出射される。

この波長板２１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の出射光の偏光方向に対して４５度ずれるので、入射してきた表示器１０の出射光をその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させる。このため、反射体３０には、波長板２１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２０から出射される。よって、この波長板２１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。

また、波長板２１は、表示器１０の出射光の主成分が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２１は、速軸を表示器１０の出射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の出射光の偏光方向を回転させてＳ偏光の透過光を出射させる回転位置を偏光サングラス不使用位置とする。このため、反射体３０には、波長板２１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２０から出射される。

この波長板２１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の出射光の偏光方向に対してθ＋４５度ずれるので、入射してきた表示器１０の出射光をその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させる。このため、反射体３０には、波長板２１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２０から出射される。よって、この波長板２１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。

つまり、この波長板２１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２０から反射体３０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２１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２０から反射体３０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。

駆動装置２２は、制御装置４０に駆動制御される電動モータ２３（図２から図４）を駆動源とするものであり、波長板２１をその平面（表示器１０の出射光が入射する平面、その入射光が透過して出射する平面）に直交する回転軸の軸周りに回転させる。この駆動装置２２は、電動モータ２３の出力トルクを波長板２１に伝達させる動力伝達機構２４（図４）と、波長板２１の周縁部を回転自在に保持する保持機構２５（図２から図４）と、を備える。

ここで示す駆動装置２２においては、電動モータ２３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２４としての歯車群を介して波長板２１に伝達させる。その動力伝達機構２４は、電動モータ２３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２４Ａと、波長板２１の周縁部に配置され、ピニオンギヤ２４Ａに噛み合わされたラック２４Ｂと、を備える（図４）。

保持機構２５は、波長板２１の周縁部を周方向に亘って囲う環状の第１ガイド部材２５Ａ及び環状の第２ガイド部材２５Ｂと、この第１ガイド部材２５Ａ及び第２ガイド部材２５Ｂを介して波長板２１を回転自在に保持する第１保持部材２５Ｃ及び第２保持部材２５Ｄと、を備える（図２から図４）。

第１ガイド部材２５Ａと第２ガイド部材２５Ｂは、互いに組み付けた状態で波長板２１の周縁部を挟み込んで保持する環状部材であり、波長板２１の双方の平面を露出させる。この第１ガイド部材２５Ａと第２ガイド部材２５Ｂは、その内の少なくとも一方に、波長板２１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２５ａを有する（図２から図４）。保持機構２５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２５ａを波長板２１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２５ａは、第１ガイド部材２５Ａと第２ガイド部材２５Ｂ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２５ａは、第１ガイド部材２５Ａ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２５Ｂ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２５Ａに全てのガイド突起２５ａを設けている。

ここで、ラック２４Ｂは、この第１ガイド部材２５Ａと第２ガイド部材２５Ｂの内の何れか一方の周縁部に設ける。このラック２４Ｂは、第１ガイド部材２５Ａと第２ガイド部材２５Ｂ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２５Ａの一部分として、この第１ガイド部材２５Ａの環状の主体の周縁部に対してラック２４Ｂが一体になって形成されている（図４）。

第１保持部材２５Ｃと第２保持部材２５Ｄは、互いに組み付けた状態で第１ガイド部材２５Ａ及び第２ガイド部材２５Ｂを介して波長板２１を回転自在に保持する。また、この第１保持部材２５Ｃと第２保持部材２５Ｄは、波長板２１の双方の平面を露出させたまま、第１ガイド部材２５Ａ及び第２ガイド部材２５Ｂを回転自在に保持する。

第１保持部材２５Ｃは、波長板２１と第１ガイド部材２５Ａと第２ガイド部材２５Ｂ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２５Ｃには、動力伝達機構２４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２５Ｄは、波長板２１を露出させたまま第１保持部材２５Ｃの開口を覆うカバー部材の如きものであり、波長板２１と第１ガイド部材２５Ａと第２ガイド部材２５Ｂを回転自在に保持する。電動モータ２３は、この第２保持部材２５Ｄに固定されている。

第１保持部材２５Ｃは、一対のガイド突起２５ａ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２５ｂを一対のガイド突起２５ａ毎に有する（図２及び図４）。これと同じように、第２保持部材２５Ｄは、一対のガイド突起２５ａ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２５ｂを一対のガイド突起２５ａ毎に有する（図３及び図４）。ここで示すガイドレール２５ｂは、貫通孔状に形成されている。波長板２１の回転軸の軸方向で向かい合う一対のガイドレール２５ｂは、波長板２１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２５ａを案内する。

ここで示す一対のガイド突起２５ａと一対のガイドレール２５ｂは、その組み合わせ毎に、ガイドレール２５ｂの一端から他端まで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の回転角度以上（つまり、少なくとも４５度以上）の角度で回転させ得るものとして形成されている。

この偏光切替ユニット２０においては、偏光サングラス不使用位置を波長板２１の回転位置の原点とする。例えば、ここでは、ガイド突起２５ａがガイドレール２５ｂの一端側に配置されているときの波長板２１の回転位置を原点とする。

制御装置４０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２２の電動モータ２３を駆動制御し、波長板２１の回転位置制御を行う。例えば、制御装置４０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。

この制御装置４０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２３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波長板２１を回転させる。この制御装置４０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２２の電動モータ２３を駆動制御して、波長板２１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４０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２２の電動モータ２３を駆動制御して、波長板２１を偏光サングラス使用位置に回転させる。

ところで、この車両用表示装置１において、偏光切替ユニット２０は、複数の部品が組み付けられたものであり、それぞれの部品の公差ばらつきやそれぞれの部品の公差範囲内での組付けばらつきが存在する。また、この車両用表示装置１においては、表示器１０と偏光切替ユニット２０との間にも公差範囲内での組付けばらつきが存在する。このため、この車両用表示装置１においては、公差ばらつきの範囲内ではあるが、波長板２１の回転位置が設計値に対してずれていると、偏光サングラス不使用位置で最大輝度のＳ偏光が偏光切替ユニット２０から出射されておらず、かつ、偏光サングラス使用位置で最大輝度のＰ偏光が偏光切替ユニット２０から出射されていない可能性もある。

そこで、この車両用表示装置１は、波長板２１の回転位置の位置ずれの補正を行えるよう構成する。この車両用表示装置１は、車両の製造時又はメンテナンス時等に波長板２１の回転位置の補正角度を求めておき、波長板２１を偏光サングラス不使用位置又は偏光サングラス使用位置へと実際に回転させる際に、その補正角度を反映させる。

具体的に、制御装置４０には、補正角度を求める際に、波長板２１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の内の何れか一方における前後の規定範囲内で回転させる。例えば、制御装置４０は、偏光サングラス不使用位置と偏光サングラス使用位置の内の何れか一方を中心とする前後の規定範囲内であり、その中心から規定範囲の半分の角度で波長板２１を一方に向けて回転させたり、その中心から規定範囲の半分の角度で波長板２１を他方に向けて回転させたりする。ここで例示する制御装置４０は、その規定範囲の一方から他方に向けて一方向に波長板２１を回転させる。

ここで、この補正角度算出時に云う偏光サングラス不使用位置（原点）と偏光サングラス使用位置は、車両が組み上がった際の回転位置のことであり、設計値通りの位置出しができている場合もあれば、その設計値からの位置ずれが生じている場合もある。このため、一対のガイド突起２５ａと一対のガイドレール２５ｂは、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の回転角度（ここでは、４５度）、補正角度算出時の規定範囲の回転角度及び公差積み上げの最大値分の回転角度の合算値以上の角度で波長板２１を回転させ得るものとして形成しておく。例えば、ここでは、補正角度算出時の規定範囲の回転角度を３０度（つまり、偏光サングラス不使用位置と偏光サングラス使用位置の内の何れか一方から片側１５度）とし、公差積み上げの最大値分の回転角度を２度とする。この場合、一対のガイド突起２５ａと一対のガイドレール２５ｂは、ガイドレール２５ｂの一端から他端まで波長板２１を７７度（４５度＋３０度＋２度）以上回転させ得るものとして形成しておく。

制御装置４０は、次のような撮像装置（カメラ等）７０の撮像情報に基づいて補正角度を求める。この撮像装置７０とは、偏光サングラス不使用位置と偏光サングラス使用位置の内の何れか一方の回転位置の波長板２１における透過光の主成分をアイボックスＥＢの位置で透過させる設定が為されたものである。つまり、この撮像装置７０は、アイボックスＥＢの位置に配置される。そして、この撮像装置７０は、例えば、偏光サングラス不使用位置と偏光サングラス使用位置の内の一方の回転位置の波長板２１における透過光の主成分を透過させる一方、その内の他方の回転位置の波長板２１における透過光の主成分を透過させない設定が為されている。例えば、この撮像装置７０としては、波長板２１を偏光サングラス不使用位置の前後の規定範囲内で回転させる場合、Ｓ偏光を透過させるＳ偏光透過設定のフィルタ等が搭載されたものを用いる。また、例えば、この撮像装置７０としては、波長板２１を偏光サングラス使用位置の前後の規定範囲内で回転させる場合、Ｐ偏光を透過させるＰ偏光透過設定のフィルタ等が搭載されたものを用いる。

制御装置４０は、この撮像装置７０の撮像情報から規定範囲内における波長板２１の一定回転角度毎の輝度値を検出し、それぞれの輝度値の中の最大輝度値となる波長板２１の回転角度を補正角度として設定する。

ここで、この制御装置４０は、波長板２１の一定回転角度毎の撮像情報における共通の定点画素の輝度値を検出し、それぞれの輝度値の中の最大輝度値となる波長板２１の回転角度を補正角度として設定することが望ましい。その位置ずれ判定用の定点画素については、撮像情報にて少なくとも１つ設定しておく。例えば、この場合、表示器１０には、単色ベタ画像等の静止画像を表示光として出射させる。

また、この制御装置４０は、それぞれの輝度値の中に複数の最大輝度値が存在する場合、最大輝度値を示すそれぞれの回転角度の平均値を補正角度として設定する。

以下に、この制御について図５のフローチャートを用いて説明する。

制御装置４０は、波長板２１の回転位置制御指令を電動モータ２３に対して行う（ステップＳＴ１）。

この例示では、波長板２１を原点（偏光サングラス不使用位置）から測光開始位置まで回転させ、かつ、この測光開始位置から波長板２１を偏光サングラス使用位置側の他端の測光完了位置に向けて回転させるための回転位置制御指令を行う。ここでは、原点（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とは逆側に１５度回転させた波長板２１の位置を測光開始位置とする（図６）。そして、ここでは、偏光サングラス使用位置から偏光サングラス不使用位置とは逆側に１５度回転させた波長板２１の位置を測光完了位置とする（図６）。

また、この例示では、波長板２１を測光開始位置から測光完了位置に向けて一定回転角度（ここでは、１度）毎に回転させるための回転位置制御指令を行う。この回転位置制御指令は、波長板２１を測光開始位置から測光完了位置に向けて一定回転角度毎に回転させ続けるものであってもよく、波長板２１を一定回転角度毎に停止させるものであってもよい。ここでは、波長板２１を一定回転角度回転させてから停止させ、回転再開指令を電動モータ２３に送ってから波長板２１を再び一定回転角度回転させ始める。

続いて、この制御装置４０は、撮像装置７０の撮像情報を受信し（ステップＳＴ２）、この撮像情報における定点画素の輝度値を検出する（ステップＳＴ３）。例えば、制御装置４０は、波長板２１が測光開始位置に到達した時点から撮像装置７０の撮像情報を受信し始める。制御装置４０は、例えば、波長板２１の回転位置が一定回転角度毎に変わる度に撮像装置７０の撮像情報を受信する。

この制御装置４０は、波長板２１の原点に対する相対的な回転角度（以下、「相対回転角度」という。）の情報と、この相対回転角度での撮像情報における定点画素の輝度値の情報と、を例えばＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）に保存する（ステップＳＴ４）。例えば、制御装置４０は、その輝度値を指数化してＲＡＭに保存する（図６）。ここでは、波長板２１が測光開始位置のときの輝度値を１００とし、これに対する相対的な値を一定回転角度毎に保存する。

この制御装置４０は、波長板２１が測光完了位置に到達したのか否かを判定し（ステップＳＴ５）、波長板２１が測光完了位置に到達していなければ、ステップＳＴ２に戻る。ここでは、波長板２１が測光完了位置に到達していなければ、波長板２１の回転再開指令を電動モータ２３に対して行い（ステップＳＴ６）、ステップＳＴ２に戻る。

制御装置４０は、波長板２１が測光完了位置まで到達した場合、ステップＳＴ４でＲＡＭに保存した情報から最大輝度値の相対回転角度を読み込む（ステップＳＴ７）。そして、この制御装置４０は、その最大輝度値の相対回転角度が複数存在しているのか否かの判定を行う（ステップＳＴ８）。

制御装置４０は、最大輝度値の相対回転角度が１つしか無ければ、ステップＳＴ１０に進み、この相対回転角度を補正角度としてＲＡＭに保存する。一方、この制御装置４０は、最大輝度値の相対回転角度が複数存在している場合、最大輝度値を示すそれぞれの相対回転角度の平均値を算出し（ステップＳＴ９）、ステップＳＴ１０に進んで、この平均値を補正角度としてＲＡＭに保存する。この例示では、最大輝度値の相対回転角度が複数存在しているので（＋９度～＋１２度）、その平均値（＋１０．５度）を補正角度に設定している（図６）。

制御装置４０は、このようにして設定された補正角度の情報を用いて、要求視認モードに応じた波長板２１の回転位置制御を行う。

この車両用表示装置１においては、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、実際の取付位置の偏光切替ユニット２０で波長板２１を補正前の偏光サングラス不使用位置へと回転させた場合、設計値通りに取り付けられていると推定した偏光切替ユニット２０で波長板２１を補正前の偏光サングラス不使用位置へと回転させた場合と比較して、虚像の輝度が低下する（図７）。しかしながら、この制御装置４０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、波長板２１を偏光サングラス不使用位置に対して補正角度を加算した回転位置へと回転させる。つまり、この制御装置４０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、補正前の偏光サングラス不使用位置に対して補正角度を加算した補正後の偏光サングラス不使用位置へと波長板２１を回転させる。よって、この車両用表示装置１においては、偏光サングラス不使用モードのときの虚像の輝度を高めることができる（図７）。

また、この車両用表示装置１においては、要求視認モードが偏光サングラス使用モードのときに、実際の取付位置の偏光切替ユニット２０で波長板２１を補正前の偏光サングラス使用位置へと回転させた場合、設計値通りに取り付けられていると推定した偏光切替ユニット２０で波長板２１を補正前の偏光サングラス使用位置へと回転させた場合と比較して、虚像の輝度が低下する（図７）。しかしながら、この制御装置４０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、波長板２１を偏光サングラス使用位置に対して補正角度を加算した回転位置へと回転させる。つまり、この制御装置４０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、補正前の偏光サングラス使用位置に対して補正角度を加算した補正後の偏光サングラス使用位置へと波長板２１を回転させる。よって、この車両用表示装置１においては、偏光サングラス使用モードのときの虚像の輝度を高めることができる（図７）。

この例示では、補正前の原点（偏光サングラス不使用位置）が０度であり、補正角度（＋１０．５度）を加味して、＋１０．５度が補正後の原点（偏光サングラス不使用位置）として設定される。また、この例示では、補正前の偏光サングラス使用位置が４５度であり、補正角度（＋１０．５度）を加味して、＋５５．５度が補正後の偏光サングラス使用位置として設定される。

以上示したように、この車両用表示装置１においては、偏光サングラス不使用モードで波長板２１を補正前の偏光サングラス不使用位置のまま使用した場合、虚像の輝度が低下してしまうが、補正後の偏光サングラス不使用位置へと波長板２１の回転位置を補正することによって、高い輝度で虚像を表示させることができる。また、この車両用表示装置１においては、偏光サングラス使用モードで波長板２１を補正前の偏光サングラス使用位置のまま使用した場合、虚像の輝度が低下してしまうが、補正後の偏光サングラス使用位置へと波長板２１の回転位置を補正することによって、高い輝度で虚像を表示させることができる。このように、本実施形態の車両用表示装置１は、虚像品質の低下を抑えることができる。

１車両用表示装置
１０表示器
２０偏光切替ユニット
２１波長板
２２駆動装置
２３電動モータ
３０反射体
４０制御装置
７０撮像装置

Claims

車室内の乗員に虚像として視認させる表示情報を表示光として出射する表示器と、
前記表示器からの出射光について、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出射させる偏光切替ユニットと、
前記偏光切替ユニットからの出射光を直接的又は間接的に受け、その出射光を前記乗員の虚像の視認可能範囲であるアイボックスに向けて反射させる反射体と、
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、前記表示器の出射光の偏光方向を変えて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、
前記制御装置は、前記波長板を前記偏光サングラス不使用位置と前記偏光サングラス使用位置の内の何れか一方における前後の規定範囲内で回転させ、この一方の回転位置の前記波長板における透過光の主成分を前記アイボックスの位置で透過させる撮像装置の撮像情報から前記規定範囲内における前記波長板の一定回転角度毎の輝度値を検出し、それぞれの前記輝度値の中の最大輝度値となる前記波長板の回転角度を補正角度として設定することを特徴とした車両用表示装置。
前記制御装置は、それぞれの前記輝度値の中に複数の最大輝度値が存在する場合、最大輝度値を示すそれぞれの回転角度の平均値を前記補正角度として設定することを特徴とした請求項１に記載の車両用表示装置。
前記制御装置は、前記波長板の一定回転角度毎の前記撮像情報における共通の定点画素の輝度値を検出することを特徴とした請求項１又は２に記載の車両用表示装置。
前記表示器には、静止画像を表示光として出射させることを特徴とした請求項３に記載の車両用表示装置。
前記制御装置は、要求視認モードが前記偏光サングラス不使用モードのときに、前記波長板を前記偏光サングラス不使用位置に対して前記補正角度を加算した回転位置へと回転させ、要求視認モードが前記偏光サングラス使用モードのときに、前記波長板を前記偏光サングラス使用位置に対して前記補正角度を加算した回転位置へと回転させることを特徴とした請求項１又は２に記載の車両用表示装置。