JPH11249062A

JPH11249062A - 情報表示装置

Info

Publication number: JPH11249062A
Application number: JP10052431A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Korishima; 友紀郡島; Norihito Nakazawa; 伯人中沢; Masao Ozeki; 正雄尾関; Shinichi Unayama; 伸一宇南山
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1998-03-04
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 1999-09-17

Abstract

(57)【要約】【課題】透視性に優れかつ情報の表示輝度が高く、さら
に表示が２重像とならない情報表示装置を得る。【解決手段】情報表示装置の偏光性反射部材２０は、偏
光方向がほぼ直交する２つの直線偏光のうち一方の偏光
方向の直線偏光に対しては高い透過率を示し、他方の偏
光方向の直線偏光に対しては高い反射率を示し、かつ透
過型液晶表示装置２５から発生する光は高い反射率を示
す偏光方向の直線偏光とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は情報表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年自動車などの車両の運転者に情報を
表示する方法として、ヘッドアップディスプレイ（以下
ＨＵＤという）などの表示装置が用いられてきている。
これは、液晶表示装置などの情報投射手段から投射され
た光学的情報を、自動車の風防ガラスなどに組み込まれ
たコンバイナに映し、情報を前景に重畳することによ
り、運転者が運転状態からほとんど視点を動かすことな
く情報を読み取れるようにしたものである。また、情報
表示源を備えた小型の本体部である筐体にコンバイナが
軸支され、車両のダッシュボード上に載置された別置き
型のＨＵＤも用いられてきている。

【０００３】図１１は、従来のＨＵＤの一例を示す概念
図である。光源６から発し、レンズ系４および波長選択
フィルタ１１を介して透過型液晶表示素子５を通過した
表示すべき情報を含む光３は、車両の風防ガラス７に備
えられたハーフミラー型のコンバイナ２に照射され、反
射されて運転者などの観察者１に視認される。上記レン
ズ系４はコリメータとしての機能を有する。

【０００４】ここで、風防ガラス７は合わせガラスであ
り、コンバイナ２はこの合わせガラスの表面（車内側
面）に反射性コーティングを施すことにより形成されて
いる。また、カラーの情報表示源を用いることによっ
て、希望する多色の像が表示可能となる。例えば、速度
表示８を緑色、警告表示９を赤色とすることによって、
運転者に対してより的確に情報を伝達できる。

【０００５】また、情報を含む光が風防ガラスの表面
（車内側面）と裏面（車外側面）の両面によって反射す
ることにより発生する２重像を低減する方法が従来技術
としてある。ここで、２重像を低減するとは、２重像と
ならないように不要な方の反射像の輝度を低減すること
である。情報表示源からの情報を含む光を偏光制御手段
を通して特定方向の直線偏光（例えばｓ偏光）とし、ブ
ルースター角近傍で風防ガラスに照射し、風防ガラスの
表面で反射して運転者に情報を伝達する。

【０００６】ところが、風防ガラスの表面で情報を含む
光が完全に反射されずに一部が風防ガラスの内部に入り
込むので、この入り込んだ一部の光を合わせガラスの間
に挟持した偏光制御手段で偏光方向をｐ偏光の方向に回
転させて風防ガラスの裏面での反射を防ぎ、この裏面か
らの反射光が運転者へ伝達されて２重像となることを防
止する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＨＵＤは表示情報を運
転者の前景に重畳するので、視界を遮らずに明るく見や
すい像を表示することが望ましい。そのためには前景へ
の透視性を確保しつつ、高い表示輝度を得る必要があ
る。ところが、従来のハーフミラー型のコンバイナでは
透過率と反射率はトレードオフの関係にあり、一方を高
くすると他方が低下する問題があった。自動車の風防ガ
ラスにおいては可視光線透過率が７０％以上であること
が法規上義務付けられているため、高い反射率のコンバ
イナを採用できない。

【０００８】例えば、色付きの合わせガラスでは、０．
７≦透過率＝（１−表面反射率）×内部透過率×（１−
裏面反射率）であり、裏面反射率＝０．０４、内部透過
率＝０．９とすると、概算で表面反射率は垂直方向で約
１９％以下でなければならない。

【０００９】斜め方向から光を入射すれば垂直方向の場
合より反射率は増加するが、それでも充分な表示輝度を
得るには反射率が不足する。このため、高い表示輝度を
得るためには光量の大きな光源が必要となり、光源の消
費電力、発熱やサイズなどの点で問題があった。

【００１０】図７は、ブロンズガラスとクリアガラスか
らなる合わせガラスに反射性の表面コーティングを施し
たＨＵＤコンバイナの、可視光線透過率の入射角依存性
の測定値の図である。この図で実線はｓ偏光で、点線は
ｐ偏光である。この例では、可視光線透過率は７６％で
ある。図８は、この図７のデータからのガラスの透過率
および反射率を用いて、表面コーティング反射率の入射
角依存性を計算した結果の図である。実線はｓ偏光で、
点線はｐ偏光である。

【００１１】垂直入射における反射率は約１３％であ
る。風防ガラスを用いるＨＵＤの場合、入射角は６０°
程度であるから、ｓ偏光の場合は約３５％の反射率とな
る。垂直入射時より反射率は大きくなるが、（１−０．
３５）＝０．６５、つまり、６５％の光は有効活用でき
ていない。また、ｐ偏光の場合は入射角は６０°がブル
ースター角に近いためほとんど反射がないので、表示光
としては適当でない。

【００１２】可視光線透過率の法規定がない別置き型の
ＨＵＤにおいても同様の問題がある。別置き型のＨＵＤ
は小型化が必須なため、光源の大きさや消費電力に関し
てはより一層厳しい制限がある。しかも、風防ガラスに
比べコンバイナの設置角が垂直に近いため、表示光の入
射角が２０〜３０°と小さくなる。

【００１３】入射角が小さいため使用時の角度における
反射率は垂直入射時の反射率と大差なく、表示輝度が増
加することは期待できない。そのため、より大きなコン
バイナの反射率が求められる。例えば、透明な樹脂製の
コンバイナに５０％の反射率の表面コーティングを施し
た場合、裏面反射率＝０．０４、内部透過率＝１．０と
すると、透過率は約４８％となる。

【００１４】また従来の反射型のコンバイナには、さら
に裏面反射による上述のように２重像の問題がある。図
１０はコンバイナの裏面反射による２重像発生の様子を
示す図である。１は観察者、３は情報を含む光、３１は
コンバイナの表面、３２はコンバイナの裏面、３３は表
面反射光、３４は裏面反射光、３５は正規像、３６は裏
面反射像である。

【００１５】図１０に示すように表示光源からの情報を
含む光３の一部はコンバイナの表面３１で反射され３３
のように観察者１の目に導かれ、正規像３５として観察
される。しかし表面３１で反射されずに透過した光は、
コンバイナの裏面３２で反射され３４のように観察者１
の目に到達し、裏面反射像３６として観察される。

【００１６】これらの２つの像３５、３６は位置がずれ
ているため、観察者１には２つに重なった像（２重像）
として観察され、細かな表示像の場合には、著しく視認
性が悪くなる。したがって、不要な像としての裏面反射
像３６の明るさを低減することがもう一つの課題であ
る。

【００１７】２重像が許容されるためには、裏面反射率
は表面反射率の１００分の１以下であることが望ましい
が、例えば、上記の別置き型ＨＵＤコンバイナの場合、
入射光に対して表面反射率は５０％であるのに対し、裏
面反射率は１％程度になり、１００分の１以下にはなら
ない。

【００１８】風防ガラスのコンバイナの場合はさらに問
題である。図９は表面反射率と裏面反射率の比の入射角
依存性を示す図である。実線はｓ偏光で、点線はｐ偏光
である。表面反射率／裏面反射率はｓ偏光の場合５〜１
０程度、すなわち裏面反射率は表面反射率の１０分の１
から５分の１にも及ぶ。ｐ偏光ではブルースター角近傍
で２００分の１以下に減少するが、前述のように反射が
ほとんどないので表示像として使用するには輝度が低
い。

【００１９】裏面反射率を低減する方法としては、例え
ば、裏面に反射防止コーティングを施す方法や、偏光し
た光をブルースター角に近い角度で入射する方法、また
それに偏光回転素子（偏光制御手段）と組み合わせる方
法などがあるが、コストアップになったり、システム構
成が制限されるなどの問題があった。本発明の目的は、
従来技術が有していた前述の課題を解決できる情報表示
装置を新規に提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、表示すべき情
報を光として発生する情報表示源と、前記光を観察者に
向けて反射し虚像として表示するコンバイナとを少なく
とも備えた情報表示装置において、前記コンバイナは偏
光方向がほぼ直交する２つの直線偏光のうち一方の直線
偏光に対しては高い透過率を示し、他方の直線偏光に対
しては高い反射率を示す偏光性反射部材を用いており、
かつ前記情報表示源から発生する光は直線偏光であって
前記光の偏光方向は前記偏光性反射部材に対して高い反
射率を示す直線偏光の方向であることを特徴とする情報
表示装置を提供する。また、前記偏光性反射部材が２種
以上の高分子材料からなる高分子多層膜であり、前記高
分子材料のうち１種以上が複屈折性を有する上記の情報
表示装置を提供する。また、前記偏光性反射部材が波長
依存性を有しており、特定の波長域にある光の一つの偏
光方向の直線偏光に対しては透過性を示し、上記波長域
にあり上記直線偏光の偏光方向にほぼ直交する偏光方向
の直線偏光に対しては反射性を示し、かつ前記特定の波
長域にない光に対しては直線偏光の偏光方向に関係せず
透過性を示す上記の情報表示装置を提供する。さらに、
前記情報表示源が筐体に納められており、かつ前記コン
バイナの下辺部が前記筐体の上部に横方向の支軸を有す
る保持部材によって回動できるように支持されている上
記の情報表示装置を提供する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明をさ
らに詳細に説明する。図１は、本発明の情報表示装置の
一例を示す概略断面図である。また図２は本発明で用い
るコンバイナの断面図である。基材４１には偏光性反射
部材４２が貼り付けられている。

【００２２】図１は本発明を別置き型ＨＵＤに応用した
例を示す。コンバイナ２０の下辺部は横方向の支軸を有
する保持部材２４を介してＨＵＤの本体部２２である筐
体の上部で観察者とは反対側に支持され、観察者から見
てコンバイナ２０の上辺部は前後に動くように支軸の回
りに回動できる。この回動によって、観察者の身長の違
い、すなわち目の高さの違いに応じて最適な光の反射位
置を選択できる。

【００２３】本体部２２の底面には本体部の傾きや向き
などが調節可能な脚部２３が必要に応じて設けられ、こ
の脚部２３がＨＵＤの設置場所（例えば車両のダッシュ
ボード上）に保持される。脚部２３は本体部２２から脱
着可能であり、必要に応じて使用される。ＨＵＤの本体
部２２が筐体となっているため、情報表示源などの構成
部品（以下に述べる）を筐体の中にコンパクトかつ機能
的に納めることができ、さらに外力による構成部品の移
動に基づく光軸のずれを防げる。また、設置場所の移動
も容易である。

【００２４】本体部２２内には、透過型液晶表示装置２
５とバックライト２６からなる情報表示源が備えられて
いる。情報表示源からの情報を含む光３は反射鏡２１お
よびコンバイナ２０で反射され、観察者（例えば運転
者）１に運転情報などの表示像１０として視認される。
なお、使用時におけるコンバイナ２０の水平方向に対す
る角度はθ_w であり、コンバイナ２０に対する情報を含
む光３の入射角および出射角はθである。

【００２５】図２について説明する。偏光性反射部材４
２は、偏光方向がほぼ直交する２つの直線偏光のうち一
方の直線偏光に対しては高い透過率を示し、もう一方の
直線偏光に対しては高い反射率を示す。したがって、こ
のような偏光性反射部材４２においては、情報表示源か
ら直線偏光を発し、その偏光方向を偏光性反射部材の反
射率の高い方向に合わせれば、理想的には反射率は１０
０％となる。ここで、一つの直線偏光に対して高い反射
率とは、５０％以上さらに好ましくは７０％以上をい
う。また、一つの直線偏光に対して高い透過率とは、５
０％以上さらに好ましくは７０％以上をいう。このよう
な偏光性反射部材４２は、屈折率が異なる２種以上の高
分子材料からなり、図２のように４３で示す高分子層１
と４４で示す高分子層２が複数層状に積層した形態であ
り、さらに高分子層１と高分子層２のうち少なくとも一
方が複屈折性を有していることが好ましい。

【００２６】一方、外光の偏光方向はランダムであるか
ら、可視光線透過率は表面反射などがなければ５０％と
なる。すなわち、上述の従来例に比べ２倍の反射率が得
られる。また、理想的には表面反射率が１００％となる
ため、図１０における表面反射光３３の反射率が１００
％となり、したがって偏光性反射部材４２の内部に進入
する光はなくなり、裏面で反射されることもなく２重像
となる不要な像が発生せず正規像のみ視認できるという
効果を奏する。このように本発明を用いれば、高い透過
率と高い反射率の両立および２重像の低減が可能であ
り、従来技術の前述の問題点が解決できる。

【００２７】本発明における偏光性反射部材は上述のよ
うに屈折率の異なる２種以上の高分子材料からなる高分
子多層膜であることが好ましい。この構成は米国特許第
５４８６９４９号および国際特許公開パンフレットＷＯ
９６１９３４７に述べられている。以下に、偏光性反射
部材について（１）材料、（２）多層押し出し成形、
（３）延伸および（４）物性の各項目に分けて詳細に説
明を行う。

【００２８】（１）材料複屈折性を容易に発現させるためには、高分子材料を用
いることが好ましい。また、高分子材料は使用状態にお
いて透明であり、耐熱性や耐湿性に優れ、さらには押し
出し成形可能な材料を用いることが、材料の透過率や耐
久性および加工容易性の観点から好ましい。

【００２９】これらの条件を満たす高分子材料の例とし
てはメタクリル酸エステルの重合体（ポリメチルメタク
リレート、ポリエチルメタクリレートなど）、ポリカー
ボネート、スチレン重合体（ポリスチレン、ポリクロロ
スチレンなど）、ポリテレフタレート（ポリエチレンテ
レフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシク
ロヘキサンジメチレンテレフタレートなど）、ポリオレ
フィン（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペ
ンテン、ポリイソブチレンなど）、フッ素樹脂（ＰＦ
Ａ、ＦＥＰ、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−四フッ
化エチレン共重合体、三フッ化塩化エチレン重合体、ポ
リフッ化ビニルなど）、トリアセチルセルロース、ポリ
スルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアルキレンナフ
タレート（ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリ
ブチレン−２，６−ナフタレートなど）、４−ヒドロキ
シ安息香酸やテレフタル酸を出発原料とする主鎖型高分
子液晶（エコノール（住友化学（株）商品名）、ベクト
ラ（ポリプラスチック（株）商品名）、ロッドラン（ユ
ニチカ（株）商品名）など）、側鎖型高分子液晶、さら
には、ポリテレフタレートとポリアルキレンナフタレー
トの共重合体などが挙げられる。また、各層の厚みは可
視光の波長ないしそれ以下が好ましい。さらには、各層
の厚みは０．１〜０．５μｍが好ましい。

【００３０】（２）多層押し出し成形偏光性反射部材は、これらの高分子材料から選ばれた２
種以上の材料を多層に重ねて押し出す、多層押し出し成
形することによって製造できる。多層押し出し成形の技
術は米国特許第３７７３８８２号および米国特許第３８
８４６０６号に述べられている。

【００３１】（３）延伸使用する高分子材料によっては多層押し出し成形時に２
種以上の高分子材料のうち少なくとも一方は複屈折性を
示すが、場合によってはさらに複屈折性を強めるために
少なくとも一軸方向に延伸することが好ましい。

【００３２】（４）物性２種以上の高分子材料のうち少なくとも一方は延伸また
は押し出し成形により、複屈折性を示すようになる。ま
た、用いる２種以上の材料は好ましくは多層押し出しま
たは延伸による複屈折性の付与の程度に差があることが
反射率を高めるうえで好ましい。

【００３３】多層押し出しまたは延伸によって複屈折性
を付与しやすい材料は結晶性や液晶性が大きい材料であ
り、複屈折性を付与しにくい材料はアモルファス材料で
ある。一般に押し出し方向または一軸延伸方向の屈折率
がこれらの方向と直交する方向の屈折率よりも大きい。
このようにして得られた偏光性反射部材は屈折率差のよ
り大きい方向の偏光は反射し、この方向に直交する方向
の偏光に対しては透過する性質がある。

【００３４】また、本発明における偏光性反射部材は波
長依存性を有するものも好ましく使用できる。すなわ
ち、特定の波長域にある光の一つの偏光方向の直線偏光
に対しては透過性を示し、上記の波長域にあり上記直線
偏光の偏光方向にほぼ直交する偏光方向の直線偏光に対
しては反射性を示し、かつ前記特定の波長域にない光に
対しては直線偏光の偏光方向に関係せず透過性を示す。
ここで特定の波長域とは、可視光線領域４００〜７００
ｎｍ中、赤、緑、青などの波長域である。このような偏
光性反射部材は、例えば特表平９−５０６８３７号公報
に述べられている。表示に用いる波長域の光のみを反射
しそれ以外の光を透過するため、高い反射率とより一層
高い透視性を確保できる。

【００３５】また、本発明における偏光性反射部材とし
てコレステリック液晶層と１／４波長板とからなるもの
も使用できる。この場合、コレステリック液晶層と１／
４波長板を重ね合わせたものを、偏光性反射部材とす
る。コレステリック液晶層は例えば右円偏光成分は透過
し左円偏光は反射する性質がある。したがって、１／４
波長板と組み合わせた偏光性反射部材を用いれば、入射
した直線偏光は１／４波長板により左円偏光に変換され
１００％反射させうる。

【００３６】一方前景からのランダム偏光については５
０％にあたる左円偏光成分は反射されるが、右円偏光成
分は透過する。前述の高分子多層膜と同様に、理想的に
は１００％の反射率と５０％の透過率が得られる。この
ようなコレステリック液晶層と１／４波長板の組み合わ
せたものとしては、メルク社のトランスマックス（Ｔ
Ｍ）などを例示できる。

【００３７】また、本発明における偏光性反射部材とし
て反射型ホログラムも使用できる。ホログラムは材料特
性や入出射角によって偏光方向による反射の回折効率が
異なる。特に入射光方向と出射光方向とのなす角度が大
きい場合にはこの偏光方向の違いによる回折効率の差が
大きくなる。

【００３８】例えば、一つのホログラム中で回折格子を
形成している大きい屈折率と小さい屈折率との差である
屈折率変調値が０．０３で、膜厚が１５μｍのホログラ
ム材料を用いて波長が５４０ｎｍ近傍の光を回折するホ
ログラムを作製する場合の違いを説明する。入射角＝出
射角＝０°（垂直入射）のホログラムでは、ｓ偏光およ
びｐ偏光ともに約９８％の回折効率で約１４ｎｍの波長
半値幅となり偏光方向の違いによる差はない。

【００３９】これに対し、入射角＝出射角＝６０°の場
合はｓ偏光では約９３％の回折効率で約２０ｎｍの波長
半値幅となり、ｐ偏光では約６２％の回折効率で約１０
ｎｍの波長半値幅となる。反射の効率は回折効率と半値
幅との積にほぼ比例するので、ｓ偏光の反射の効率はｐ
偏光のそれの約３倍である。このように反射型ホログラ
ムも偏光性反射部材として使用できる。

【００４０】本発明における偏光性反射部材用の基材
は、用途や使用状況に応じて適宜選択される。偏光性反
射部材に対して、光の入射側や反射光の出射側が透明な
基材であることはいうまでもないが、これは光を部分的
に透過するものであってもよい。例えば、透明ガラス板
のほかにブロンズやグリーンなど色付けされたガラス板
も基材として使用できる。また、入射光や反射光が通過
しない部分は不透明であってもよい。

【００４１】基材の材質としては、ガラスのほか、アク
リル樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリオ
レフィンなどの樹脂基板でもよく、透明な結晶体などで
あってもよい。また、基材の厚さについても厚さ数ｍｍ
の板のほか、厚さ１ｍｍ以下のフィルムでもよく、厚さ
数ｃｍのブロック体であってもよい。これらの基材の表
面には必要に応じて、反射防止コーティングやハードコ
ーティングが施されていてもよい。

【００４２】基材と偏光性反射部材を固定する接着剤と
しては必要な強度で接着し、長期の信頼性を確保できる
ものが好ましい。材質としてはアクリル系、エポキシ
系、ウレタン系、酢酸ビニル系、ゴム系などが広く使用
できる。また、粘着剤なども利用できる。それらの形態
としては光硬化型、熱硬化型、硬化剤混合型、ホットメ
ルト型、感圧型などが例示できる。光の損失を少なくす
る観点から透明性が高く散乱性の少ないものが特に好ま
しい。

【００４３】本発明におけるコンバイナの一形態とし
て、図２のように透明な基材４１の表面に偏光性反射部
材４２を貼り付けた形態を示したが、２枚の透明な基材
で挟んだ形態でもよい。その場合には、必要に応じて光
の入射側に反射防止コーティングやハードコーティング
などを施すことが好ましい。

【００４４】本発明における情報表示源は偏光した光を
発して表示する機能を有し、液晶表示素子などのいわゆ
る受光型表示素子からなる表示体に熱陰極管、冷陰極
管、蛍光表示管、ハロゲンランプ、発光ダイオード、半
導体レーザなどからなる光源から発した光を照射するも
のも例示できる。

【００４５】また、これらの組み合わせとは別に、受光
型表示素子を用いず、上記の光源自体をパターン化して
配列し特定の情報を発光する自発光型表示素子と偏光子
とを組み合わせたものであってもよい。蛍光表示管、フ
ィールドエミッションディスプレイ、プラズマディスプ
レイ、有機ＥＬ素子や、発光ダイオードや半導体レーザ
を配列したものなどが例示できる。

【００４６】さらに、本発明の情報表示装置をカラー表
示とする場合、液晶表示素子としては、カラーフィルタ
と透過型液晶表示素子などからなるカラー液晶表示素子
などが好ましい。また、蛍光材料、発光材料、半導体材
料をカラー化した自発光型表示素子であってもよい。

【００４７】受光型表示素子と光源を併用したものの場
合は、この受光型表示素子と光源との間にレンズ系や曲
面反射鏡などの適当な光線平行化手段、導光板などの適
当な導光手段、偏光制御手段などを配置してもよい。情
報表示源からコンバイナに光が投射されるまでの光径路
内に、反射、屈折、回折光学素子などを適宜配置しても
よい。また、必要に応じて、偏光制御手段、非線形光学
素子などを配置してもよい。

【００４８】本発明の情報表示装置は、従来例のような
自動車用ＨＵＤにおいて適切に用いられる。その場合は
可視光線透過率が７０％以上となるように偏光性反射部
材の反射率を調整することが望ましい。また、上述のよ
うに情報表示源を備えた本体部にコンバイナが支持さ
れ、車両のダッシュボード上に載置され、運転者などに
運転情報を視認させる、いわゆる別置き型ＨＵＤとして
好ましく使用できる。

【００４９】本発明の情報表示装置を乗り物用に用いる
場合、表示すべき情報として、その表示用途により適宜
選択でき、乗り物のスピード計、タコメータ、シフトレ
バー設定位置などの情報さらには種々の警告ランプ情報
や、ナビゲーション情報、エアコン、オーディオ機器な
ど付属機器の情報などが例示できる。また、道路情報、
駐車場空き情報などの車両外からの情報も表示できる。

【００５０】航空機や船舶などでは緯度、経度、高度、
進行方向などの位置・方位情報や、気象情報、レーダの
障害物情報、魚群探知機の情報など、乗り物の運行や業
務に関わる様々な情報が考えられる。また、観察者とは
主には車両などの乗り物の運転者であるが、助手席その
他の同乗者や、これらすべての者を含めうる。

【００５１】上記ＨＵＤ以外にも本発明の情報表示装置
は種々の用途に適用できる。例えば、自動車の風防ガラ
ス周辺の暗色セラミック塗装部にホログラムを配置した
情報表示装置にも利用できる。また、車両のコーナを指
示する虚像コーナマーカなども例示できる。

【００５２】自動車用途以外でも様々な表示装置に応用
できる。例えば、店舗のショーウィンドの窓材に偏光性
反射部材を配し、反射率が高くなるように出射光の偏光
方向を合わせた情報表示源を組み合わせた情報表示装置
が例示できる。また、美術館、水族館などにおける展示
品の説明表示においても、展示品の視認性と説明情報の
視認性が両立できるため本発明の情報表示装置を好まし
く使用できる。さらには、銀行、公共機関などの相談窓
口、カウンターなどに設置される透明仕切り窓に設置
し、業務に必要な情報を提供する情報表示装置としても
有用である。同種の応用として、プロンプタも例示でき
る。

【００５３】

【実施例】図１は本実施例の別置き型ＨＵＤである。コ
ンバイナ２０はアクリル樹脂基材に偏光性反射部材を透
明粘着剤で貼り付けたものである。偏光性反射部材とし
ては３Ｍ社のＤ−ＢＥＦ板を使用した。本実施例の情報
表示源はバックライト２６としての冷陰極管および透過
型液晶表示装置２５としての透過型液晶表示素子よりな
る。

【００５４】情報表示源から発せられた光の偏光方向
は、偏光性反射部材の反射率が最大となるようにその方
向が調整された。コンバイナの水平方向に対する角度は
７５゜であり、光のコンバイナへの入出射角は法線方向
（点線）から測って２０゜である。

【００５５】出射角２０゜におけるコンバイナの透過率
の偏光方向依存性を図３に示す。実線は偏光性反射部材
の反射率が最大の偏光方向で測定した透過率であり、可
視光線透過率は５．０％であった。すなわち、吸収によ
る光損失を無視すれば９５％の反射率が得られている。
一方、点線は偏光性反射部材の透過率が最大の偏光方向
で測定した透過率であり可視光線透過率は８７．９％で
あった。

【００５６】ランダム偏光に対してはこの透過率は、
（５．０＋８７．９）／２＝４６．５％である。このよ
うに、前述の反射用の表面コーティングを用いる従来例
に比べ、同じ可視光線透過率であるが、約２倍の反射率
が得られた。

【００５７】また、２重像に関しては、表面の反射率９
５％に対し、裏面の反射率は、（１−０．９５）×０．
０４×（１−０．９５）×１００＝０．０１％となり、
裏面反射像は表面反射像の９５００分の１の輝度とな
り、実質的に感知できないレベルとなった。

【００５８】なお、透過型液晶表示装置２５からコンバ
イナ２０までの合計の距離（光路長）ｒ_i は１２０ｍｍ
であり、コンバイナの基板としては曲率半径が３５０ｍ
ｍの透明な円筒型凹面基板を用いた。このときコンバイ
ナ２０から表示像１０までの距離ｒ_d は約３８０ｍｍと
なった。すなわち、３８０／１２０＝３．２倍の拡大率
が得られた。

【００５９】本実施例のコンバイナ２０の可視光線透過
率の入射角依存性を図４に、また図４に基づいて算出し
た反射率の入射角依存性を図５に示す。点線はｐ偏光で
あり、かつ偏光性反射部材の透過率が最大の偏光方向で
ある。また実線はｓ偏光であり、かつ偏光性反射部材の
反射率が最大の偏光方向である。さらに、一点鎖線はラ
ンダム偏光である。これらｐ偏光とｓ偏光との偏光方向
は互いに９０゜の角をなしている。

【００６０】ｓ偏光に対しては広い角度範囲で９０％以
上の高い反射率が得られる一方、前景からの光に相当す
るランダム偏光に対しては広い入射角範囲にわたって５
０％程度の透過率が得られている。また、図６はｓ偏光
に対する、表面反射率と裏面反射率との比の入射角依存
性を示す図である。７０°の入射角においても裏面反射
率は表面反射率の３００分の１以下であり、２重像は低
減され不要な像は全く無視できるレベルとなった。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば透視性に
優れかつ情報の表示輝度が高く、さらに表示の２重像を
低減した情報表示装置が得られる。また、本発明では偏
光性反射部材に対して、広い範囲の光の入射角が採れ設
計の自由度が増すとともに、高価な光学部品を必要とし
ないため情報表示装置のコストダウンが図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の情報表示装置の一例を示す概略断面
図。

【図２】本発明におけるコンバイナの断面図。

【図３】本発明におけるコンバイナの透過率の波長依存
性の一例を示す図。

【図４】本発明におけるコンバイナの可視光線透過率の
入射角依存性の一例を示す図。

【図５】本発明におけるコンバイナの反射率の入射角依
存性の一例を示す図。

【図６】本発明におけるコンバイナの表面反射率と裏面
反射率の比の、入射角依存性の一例を示す図。

【図７】従来例におけるコンバイナの可視光線透過率の
入射角依存性の一例を示す図。

【図８】従来例におけるコンバイナの表面コーティング
反射率の入射角依存性の一例を示す図。

【図９】従来例におけるコンバイナの表面反射率と裏面
反射率の比の、入射角依存性の一例を示す図。

【図１０】従来例におけるコンバイナの２重像の発生の
原理図。

【図１１】従来のＨＵＤの一例を示す概念図。

【符号の説明】

１：観察者３：情報を含む光１０：表示像２０：コンバイナ２１：反射鏡２２：本体部２５：透過型液晶表示装置２６：バックライト３３：表面反射光３４：裏面反射光３５：正規像３６：裏面反射像４１：基材４２：偏光性反射部材４３：高分子層１４４：高分子層２

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宇南山伸一神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地旭硝子株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示すべき情報を光として発生する情報表
示源と、前記光を観察者に向けて反射し虚像として表示
するコンバイナとを少なくとも備えた情報表示装置にお
いて、前記コンバイナは偏光方向がほぼ直交する２つの
直線偏光のうち一方の直線偏光に対しては高い透過率を
示し、他方の直線偏光に対しては高い反射率を示す偏光
性反射部材を用いており、かつ前記情報表示源から発生
する光は直線偏光であって前記光の偏光方向は前記偏光
性反射部材に対して高い反射率を示す直線偏光の方向で
あることを特徴とする情報表示装置。
【請求項２】前記偏光性反射部材が２種以上の高分子材
料からなる高分子多層膜であり、前記高分子材料のうち
１種以上が複屈折性を有する請求項１記載の情報表示装
置。
【請求項３】前記偏光性反射部材が波長依存性を有して
おり、特定の波長域にある光の一つの偏光方向の直線偏
光に対しては透過性を示し、上記波長域にあり上記直線
偏光の偏光方向にほぼ直交する偏光方向の直線偏光に対
しては反射性を示し、かつ前記特定の波長域にない光に
対しては直線偏光の偏光方向に関係せず透過性を示す請
求項１または２記載の情報表示装置。
【請求項４】前記情報表示源が筐体に納められており、
かつ前記コンバイナの下辺部が前記筐体の上部に横方向
の支軸を有する保持部材によって回動できるように支持
されている請求項１、２または３記載の情報表示装置。