JPH06312630A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 虚像を結像させる車両用表示装置において、
偏光分離部材で表示器に入射される照明光が減少するこ
とにより、表示器の加熱を抑えることができ、しかも前
記表示光の偏向方向が運転者と前記反射部材との位置関
係によって定まるＳ偏光成分の振動方向と一致させるよ
うに前記照明光を設定することができるため、虚像を効
率良く得ることができる。 【構成】 運転者と反射部材との位置関係によって定ま
るＳ偏光成分の振動方向をＬＣＤ４までレイトレース
し、表示光６の偏向方向が前記Ｓ偏光成分の振動方向と
一致する特定の偏光のみ又はこの偏光を多く含むよう
に、光源５とＬＣＤ４との間に偏光分離部材１２を設け
て、照明光１０を設定してＬＣＤ４へ入射させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用表示装置に関
し、特に表示器からの表示光を運転者の前方のコンバイ
ナで反射させ、運転者の視野内遠方に虚像として結像さ
せる、いわゆるヘッドアップディスプレイと呼ばれるも
のに好適な車両用表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両の表示装置として、表示器か
らの運転情報を虚像として運転者の視野内前方に結像さ
せるヘッドアップディスプレイが各種提案され、実用化
されている。かかる装置の表示器としては、発光型のＣ
ＲＴやＦＬＴあるいはバックライトを備えた受光型の液
晶素子（ＬＣＤ）が用いられているが、後者は軽くて薄
い等スペースメリットを有し、多く利用されている（例
えば、特開平４−１１５２６号公報参照）。

【０００３】図８は、従来例を示し、１はフロントガラ
ス、２はダッシュボード３内に埋設されたプロジェクタ
で、このプロジェクタ２は、表示器であるツイストネマ
チック（ＴＮ）型の表示用のＬＣＤ４及びこのＬＣＤ４
を背後から照明する光源５を有し、ＬＣＤ４からの表示
光６はフロントガラス１の内面に設けた反射部材である
コンバイナ７で運転者８方向へ反射され、運転者８の視
野内遠方に結像された表示光６による虚像９を運転情報
として運転者８が見るものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、虚像９を昼
間等周囲が明るい場合にも良好に視認できるようにする
ため、光源５として高輝度のものを用いるとその分ＬＣ
Ｄ４が加熱され、例えば発熱の少ない冷陰極線管（ＣＣ
Ｔ）を光源５として用いたとしても、ＬＣＤ４に付設さ
れる偏光部材（図示しない）が光源５からの照明光の内
の前記偏光部材の吸収軸と平行な偏光を吸収することに
より、偏光部材の温度が上昇し、よってＬＣＤ４が加熱
され、これによりＬＣＤ４の動作温度範囲が狭くなると
いう問題を有していた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、背後から照明する光源による表示器からの
表示光を反射部材で反射させて運転者の前方に虚像とし
て結像させる車両用表示装置において、前記運転者と前
記反射部材との位置関係によって定まるＳ偏光成分の振
動方向を前記表示器までレイトレースし、前記表示光の
偏向方向が前記Ｓ偏光成分の振動方向と一致する特定の
偏光のみ又はこの偏光を多く含むように、前記光源と前
記表示器との間に偏光分離部材を設けて照明光を前記表
示器へ入射させるものである。

【０００６】

【作用】偏光分離部材で表示器に入射される光源からの
照明光が減少することにより、表示器の加熱を抑えるこ
とができ、しかも前記照明光は前記表示光の偏向方向が
運転者と前記反射部材との位置関係によって定まるＳ偏
光成分の振動方向と一致させることができるため、虚像
を効率良く得ることができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明について図１〜図７に示す実施
例を用いながら説明する。なお、前記従来例と同一もし
くは相当個所には同じ符号を付してその詳細な説明は省
き、以下の説明において示されているのに同図中に表れ
ない符号個所は、従来例で示した図９を参照するものと
する。

【０００８】図１は、第１実施例の要部の構成を示し、
表示器であるツイストネマチック（ＴＮ）型の表示用の
ＬＣＤ４は、吸収軸を交差させた一対の偏光部材４ａ，
４ｂ（何れも表示器の一部）により前後方向から挟まれ
ており、図示しない電極への電圧制御により、このＬＣ
Ｄ４へ入射する照明光１０に対して表示光６は軸方向が
９０度捩じられてコンバイナ７側へ出て行く構成となっ
ている。そして、この背後には無偏光の白色の光源光１
１を発する光源５が配置され、この光源５とＬＣＤ４と
の間には後述する偏光分離部材１２を設けている。な
お、光源５からの光源光１１がＬＣＤ４方向へ略垂直状
態で放射されるよう光源５のＬＣＤ４側には光源光１１
の進行方向を規制するルーバ１３を設けている。

【０００９】偏光分離部材１２は、透光性が大きく誘電
率が大きい材料により複数の山形で各尾根が平行な形状
に形成してあり、光源５からの光源光１１の入射角θを
所定角度と設定することにより、光源光１１の内の特定
の偏光のみ又はこの偏光を多くＬＣＤ４へ照明光１０と
して利用することができる。

【００１０】かかる構成により、偏光分離部材１２でＬ
ＣＤ４に入射される照明光１０が減少することにより、
ＬＣＤ４の加熱を抑えることができる。

【００１１】ところで、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分との入
射角と反射率とは、Ｓ偏光成分及びＰ偏光成分別に示し
た屈折率＝1.52のガラス（反射部材）表面の外部反射を
示す図２で示すような関係にあり、Ｓ偏光成分とＰ偏光
成分との反射率は反射部材によって変化するものの相対
的な関係は維持される。従って、光源５からの光源光１
１の偏光分離部材１２に対する入射角θを設定すること
により、偏光分離部材１２を透過した照明光１０は特定
の偏光のみ又はこの偏光を多く有するものとすることが
できる。具体的には、運転者８とコンバイナ７との位置
関係によって定まるＳ偏光成分の振動方向をＬＣＤ４ま
でレイトレース（ray-trace ）し、表示光６の偏向方向
がＳ偏光成分の振動方向と一致する特定の偏光のみ又は
この偏光を多く含むように、光源５とＬＣＤ４との間に
偏光分離部材１２を設けて照明光１０をＬＣＤ４へ入射
させるように設定する。

【００１２】本実施例では、偏光分離部材１２に対する
光源光１１の入射角θを、Ｐ偏光成分は殆ど透過してＳ
偏光成分は反射する角度いわゆるブリュースター角θｂ
（図２参照）に設定し、偏光分離部材１２を透過した照
明光１０はＰ偏光成分を多く有している。従って、表示
光６は照明光１０が９０度捩じられてＳ偏光成分を多く
有する。

【００１３】ところで、本実施例のヘッドアップディス
プレイのように虚像９を表示するものにおいては、コン
バイナ７で反射されて運転者８へ向かう表示光６の内、
Ｐ偏光成分よりもＳ偏光成分が見え方に大きく影響を与
え、これが多い程見えやすくなるが、本実施例では、偏
光分離部材１２の形状を所望する入射角θに応じて設定
することにより、Ｐ偏光成分の多い照明光１０すなわち
Ｓ偏光成分の多い表示光６となり、見やすい虚像９を得
ることができる。

【００１４】なお、偏光分離部材１２を出た照明光１０
の偏向方向が尾根方向と直交するため、本実施例のよう
に照明光１０がＬＣＤ４により９０度捩じられて表示光
６となる場合には、尾根方向を表示光６の偏向方向と平
行に設定することが望ましく、図３で示すように、表示
光６を表している矢印の幅方向が表示光６の偏向方向を
表し、これに対して偏光分離部材１２の尾根方向は平行
になっている。なお、ＬＣＤ４と偏光分離部材１２との
位置関係は、ＬＣＤ４の種類に応じて設定すれば良い。

【００１５】図４は、第１実施例の応用例を示し、偏光
分離部材１４は、前記実施例（図１参照）の偏光分離部
材１２を二層にした形状となっており、かつ、側面個所
には偏光分離部材１４で分離された表示光６としては使
用されない偏光１５を吸収するための黒色吸収部材１６
が配置してある。更に、偏光分離部材１２（図１参照）
を三層以上の多層構造とすることも可能である。このよ
うな多層構造とすることにより、光源光１１の内照明光
１０（すなわち表示光６）としては使用されない偏光１
５が複数回偏光分離部材１４により分離されるため、高
い割合で分離することができる。

【００１６】図５は、第２実施例の要部の構成を示し、
偏光分離部材１７は、プリズムを用いており、かつ、側
面個所には偏光分離部材１７で分離された照明光１０
（すなわち表示光６）としては使用されない偏光１５を
吸収するための黒色吸収部材１６が配置してある。

【００１７】図６は、第２実施例の応用例を示し、偏光
分離部材１７の側面個所には偏光分離部材１７で分離さ
れた照明光１０（すなわち表示光６）としては使用され
ない偏光１５を他の表示器１８の照明光として利用でき
るようにする反射部材１９が設けてある。

【００１８】図７は、第３実施例の要部の構成を示し、
偏光分離部材２０は、複数のガラス板を積層配置してな
るもので、側面個所には偏光分離部材２０で分離された
照明光１０（すなわち表示光６）としては使用されない
偏光１５を吸収するための黒色吸収部材１６が配置して
あり、あるいは、図６のように偏光１５を反射させて利
用することもできる。なお、偏光分離部材２０を構成す
るガラス板は１枚でも良いが、多層構造とすることによ
り、図４で示した実施例と同様に光源光１１の内表示光
６としては使用されない偏光１５が複数回偏光分離部材
１４により分離されるため、高い割合で分離することが
できる。

【００１９】これら他の実施例においても、第１実施例
と同様に、ＬＣＤ４に入射される光源５からの照明光１
０が減少することにより、ＬＣＤ４の加熱を抑えること
ができる。しかも、光源５からの光源光１１の入射角θ
を設定することにより、ＬＣＤ４に入射される照明光１
０は特定の偏光のみ又はこの偏光を多く有するものとな
って、表示光６の偏向方向が運転者８とコンバイナ７と
の位置関係によって定まるＳ偏光成分の振動方向と一致
する特定の偏光のみ又はこの偏光を多く含むようにする
ことができるため、見やすい虚像９を得ることができ
る。

【００２０】なお、本発明は、前記各実施例に限定され
るものではなく、例えば、入射角θは、ブリュースター
角θｂに限られるものではなく、所望する表示光６に合
わせて任意に設定可能である。すなわち、図２で示した
ように、入射角θに応じて照明光１０（すなわち表示光
６）のＳ偏光成分とＰ偏光成分との割合が変わる。ま
た、ＬＣＤ４は、ＴＮ型の他にもＤＳＴＮ型等を使用す
ることができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、背後から照明する光源による
表示器からの表示光を反射部材で反射させて運転者の前
方に虚像として結像させる車両用表示装置において、前
記運転者と前記反射部材との位置関係によって定まるＳ
偏光成分の振動方向を前記表示器までレイトレースし、
前記表示光の偏向方向が前記Ｓ偏光成分の振動方向と一
致する特定の偏光のみ又はこの偏光を多く含むように、
前記光源と前記表示器との間に偏光分離部材を設けて照
明光を前記表示器へ入射させることにより、偏光分離部
材で表示器に入射される光源からの照明光が減少して、
表示器の加熱を抑えることができ、しかも前記照明光は
前記表示光の偏向方向が運転者と前記反射部材との位置
関係によって定まるＳ偏光成分の振動方向と一致させる
ことができるため、虚像を効率良く得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の要部の概略図。

【図２】Ｓ偏光成分とＰ偏光成分との入射角と反射率と
の関係を示す特性図。

【図３】同上第１実施例の要部の配置状態を示す分解斜
視図。

【図４】同上第１実施例の応用例の要部の概略図。

【図５】本発明の第２実施例の要部の概略図。

【図６】同上第２実施例の応用例の要部の概略図。

【図７】本発明の第３実施例の要部の概略図。

【図８】従来例の構成を示す要部の概略図。

【符号の説明】

５ 光源 ４ ＬＣＤ（表示器） ６ 表示光 ７ コンバイナ（反射部材） ８ 運転者 ９ 虚像 １０ 照明光 １１ 光源光 １２，１４，１７，２０ 偏光分離部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 背後から照明する光源による表示器から
   の表示光を反射部材で反射させて運転者の前方に虚像と
   して結像させる車両用表示装置において、前記運転者と
   前記反射部材との位置関係によって定まるＳ偏光成分の
   振動方向を前記表示器までレイトレースし、前記表示光
   の偏向方向が前記Ｓ偏光成分の振動方向と一致する特定
   の偏光のみ又はこの偏光を多く含むように、前記光源と
   前記表示器との間に偏光分離部材を設けて照明光を前記
   表示器へ入射させることを特徴とする車両用表示装置。