WO2019097935A1

WO2019097935A1 - 車両用インナミラー

Info

Publication number: WO2019097935A1
Application number: PCT/JP2018/038560
Authority: WO
Inventors: 智宣市川; 誠二近藤; 謙太野原
Original assignee: 株式会社東海理化電機製作所
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2019-05-23
Also published as: JP2019095477A

Abstract

車両用インナミラーは、第一の透過軸と吸収軸を有する第一偏光板と、第二の透過軸と反射軸を有し、前記第二の透過軸が前記第一の透過軸と交わるように配置された第二偏光板と、前記第一偏光板と前記第二偏光板との間に設けられた枠状の封止層と、前記封止層の枠内に設けられ、前記第一偏光板を通過した偏光を前記第二偏光板において反射させるか透過させるかを切替可能な液晶層と、前記第二偏光板に対して前記液晶層とは反対側に隣接して設けられ、かつ前記液晶層に対し同じ範囲を表示範囲とする表示装置と、を備えている。

Description

車両用インナミラー

　本開示は、車両用インナミラーに関する。

　特許第４４１８４８３号公報には、防眩・非防眩を切替えるとともに画像を表示可能な液晶防眩ミラーとしての車両用インナミラーが開示されている。この車両用インナミラーでは、透過する偏光成分を選択する偏光板と、この偏光板の背面に配置され、かつ、独立に制御可能な二つの制御領域を形成した液晶セルと、液晶セルの背面に配置され、かつ、直交する偏光成分の光のいずれか一方を透過させるとともに他方を反射する反射型偏光板と、を備えている。また、液晶セルのいずれか一方の制御領域に対応する位置の反射型偏光板の背面に配置され、かつ、反射型偏光板が透過可能な偏光成分の画像光を出射する液晶モニタを備えている。

　ところで、特許第４４１８４８３号公報の車両用インナミラーでは、画像を表示させる液晶モニタの周囲の領域を防眩に制御した場合、運転者が視認する角度によっては、反射型偏光板の背面に配置される液晶モニタの構造物が透けて見えることがある。そのため、車両用インナミラーの視認時における見た目が悪化する恐れがある。

　本開示は、上記事実を鑑みて成されたものであり、鏡面とモニタとを有する車両用インナミラーにおいて、内部機器の視認を抑制することを目的とする。

　本開示の第１の形態の車両用インナミラーは、第一の透過軸と吸収軸を有する第一偏光板と、第二の透過軸と反射軸を有し、前記第二の透過軸が前記第一の透過軸と交わるように配置された第二偏光板と、前記第一偏光板と前記第二偏光板との間に設けられた枠状の封止層と、前記封止層の枠内に設けられ、前記第一偏光板を通過した偏光を前記第二偏光板において反射させるか透過させるかを切替可能な液晶層と、前記第二偏光板に対して前記液晶層とは反対側に隣接して設けられ、かつ前記液晶層に対し同じ範囲を表示範囲とする表示装置と、を備えている。

　第１の形態の車両用インナミラーは、車両後方を写した鏡像と、カメラにより撮影された映像とを切替可能な視認装置に係る。この車両用インナミラーでは、液晶層が第一偏光板及び第二偏光板と合わさることで、いわゆる液晶シャッターとして機能しており、液晶層において第一偏光板を通過した偏光を第二偏光板にて反射させるか透過させるかを切替可能としている。ここで、映像を表示させる表示装置は、液晶シャッターを構成する第二偏光板の背面に配置されており、液晶層と同じ範囲が表示範囲とされている。つまり、第１の形態の車両用インナミラーによれば、表示範囲外において、鏡像と映像とが切替えられることがない。そのため、表示範囲外にある機器、例えば表示装置を構成する基板等の視認が抑制される。

　本開示の第２の形態の車両用インナミラーでは、前記表示装置は、前記表示範囲の外縁であって前記第二偏光板側の面を光沢面としている。

　第２の形態の車両用インナミラーでは、表示装置の表示範囲の外縁を光沢面としたことを特徴としている。第２の形態によれば、車両用インナミラーを斜めから眺めた場合でも光沢面が第二偏光板と調和した反射面として機能することで、表示装置を構成する機器を目立たせなくすることができる。

　本開示によれば、鏡面とモニタとを有する車両用インナミラーにおいて、内部機器の視認を抑制することができる。

第１の実施形態に係るインナミラーの外観を示す背面図である。第１の実施形態に係るインナミラーの断面図である。第１の実施形態に係るインナミラーを鏡面として作動させた状態を示す図である。第１の実施形態に係るインナミラーをモニタとして作動させた状態を示す図である。第２の実施形態に係るインナミラーの断面図である。

　以下、図面を参照して本開示の実施形態について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
　図１～図４を用いて、第１の実施形態に係る車両用インナミラーとしてのインナミラー１０について説明する。ここで、図１において、車幅方向右側が矢印ＲＨで示され、車幅方向左側が矢印ＬＨで示され、車両上方が矢印ＵＰで示されている。また、図２～４では、装置幅方向が矢印Ｗで示され、インナミラー１０の光の入射方向が矢印Ｉで示されている。

　図１に示す如く、インナミラー１０には、固定部としての略筒状のスタンド（ステー）１２が設けられており、スタンド１２は、長手方向が略上下方向にされて、上端が車両（図示省略）の車室内において車両前方かつ車幅方向中央の天井面に固定されている。

　スタンド１２の車両下方側には、支持部及び被覆部材としての長尺箱状の筐体（ハウジング）１４が配置されている。筐体１４は、長手方向が車幅方向であって、車両前方の壁部がスタンド１２の下端部に支持されている。そして、筐体１４は、上下方向及び左右方向に傾動可能とされている。

　筐体１４の車両後方側には、逆台形状の開口部１６が貫通形成されている。また、筐体１４の内部には、開口部１６と同形状の液晶シャッター２０と、液晶シャッター２０の背面の長尺矩形状の表示装置３０とが設けられており、開口部１６は液晶シャッター２０により封止されている。本実施形態では、液晶シャッター２０の表面の表示面１８が座席に着座した乗員に視認可能にされている。ここで、表示面１８は、表示装置３０の後述する表示部３２に対応する切替部１８Ａと、切替部１８Ａの外縁部分である反射部１８Ｂとを有している。

　図２に示されるように、液晶シャッター２０は、表面側から、第一偏光板である吸収型偏光板２２と、液晶セル２４と、第二偏光板である反射型偏光板２６と、を重ねて貼合わせた構造とされている。吸収型偏光板２２は、図２の上方から入射される入射光を透過させる透過軸Ａ（第一の透過軸）と、透過軸Ａに直交し、かつ入射光を吸収する吸収軸Ｂとを有している（図３参照）。一方、反射型偏光板２６は、図２の上方から入射される入射光を透過させる透過軸Ｃ（第二の透過軸）と、透過軸Ｃに直交し、かつ入射光を反射する反射軸Ｄとを有している（図３参照）。ここで、本実施形態の反射型偏光板２６は、透過軸Ｃが吸収型偏光板２２の透過軸Ａと交わるように、換言すると、反射軸Ｄが吸収型偏光板２２の透過軸Ａに沿って配置されている。

　また、液晶セル２４は、入射方向Ｉに沿って配置される一対のガラス基材２４Ａ、２４Ｂと、一対のガラス基材２４Ａ、２４Ｂに挟持される略矩形枠状であり透過性を有する封止層である透明部材２４Ｃと、を有している。さらに、液晶セル２４は、透明部材２４Ｃの枠内であって、一対のガラス基材２４Ａ、２４Ｂの間の空間に封入された液晶層２４Ｄを、有している。ここで、本実施形態の液晶セル２４は、ＴＮ（ねじれネマティック：Twisted　Nematic）型が用いられており、液晶層２４Ｄを挟むように配置される透明電極（図示省略）に電圧が印加されることで、液晶分子の配列方向を変化させることができる。詳しくは、液晶セル２４は、電圧を印加しない非作動状態において、偏光軸が９０度ねじれており、電圧を印加した作動状態において、偏光軸のねじれが解消されるように形成されている。

　そして、本実施形態では、液晶セル２４の作動状態において、液晶セル２４に対して吸収型偏光板２２の透過軸Ａと同じ方向に沿った偏光を入射させると、透過軸Ａ、換言すると反射型偏光板２６の反射軸Ｄと同じ方向に沿って出射される。また、液晶セル２４の非作動状態において、液晶セル２４に対して吸収型偏光板２２の透過軸Ａと同じ方向に沿った偏光を入射させると、透過軸Ａに対して９０度の方向、換言すると反射型偏光板２６の透過軸Ｃと同じ方向に沿って出射される。

　本実施形態の表示装置３０は、液晶パネル（液晶モジュール）及び照明部により構成された液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。この表示装置３０は、液晶シャッター２０の背面側、つまり、反射型偏光板２６に対して液晶セル２４とは反対側に隣接して設けられおり、入射方向Ｉから見ると、液晶セル２４と同じ範囲の表示範囲を有する表示部３２を備えている。すなわち、表示面１８では、切替部１８Ａの範囲が液晶セル２４及び表示部３２の範囲とそれぞれ一致しており、反射部１８Ｂの範囲が透明部材２４Ｃの範囲と一致している。本実施形態の表示装置３０には、車両後方のカメラにより撮影された画像が、左右反転された鏡像として表示される。

（作用）
　本実施形態のインナミラー１０は、表示装置３０の作動状況に合わせて液晶シャッター２０の作動状態と非作動状態とを切替可能としており、これにより、鏡像と映像との切替えが行われている。以下、各状態におけるインナミラー１０の作用につき説明する。

　まず、表示装置３０が作動しない場合のインナミラー１０の状態を図３に示す。図３に示されるように、入射方向Ｉに沿って液晶シャッター２０に入射された入射光は吸収型偏光板２２において透過軸Ａの方向と平行な偏光軸を有する直線偏光となる。ここで、表示装置３０が作動しない場合、液晶セル２４は作動状態であって、液晶分子は入射方向Ｉに沿って配列し、偏光軸はねじれていない。そのため、吸収型偏光板２２を通過し液晶層２４Ｄに到達した偏光は、偏光軸をそのままに、液晶層２４Ｄを通過し、出射する。また、吸収型偏光板２２を通過し透明部材２４Ｃに到達した偏光は、偏光軸をそのままに、透明部材２４Ｃを通過し、出射する。そして、反射型偏光板２６に到達した偏光は反射軸Ｄと平行な偏光軸を有しているため、反射型偏光板２６を通過せずに反射される（矢印Ｘ及び矢印Ｙ参照）。

　以上、表示装置３０が作動しない場合、反射型偏光板２６において、入射された光が反射される（矢印Ｘ及び矢印Ｙ参照）。つまり、座席に着座した乗員は切替部１８Ａ及び反射部１８Ｂにおいて反射された鏡像を視認することができる。つまり、インナミラー１０は鏡面として機能する。なお、透明部材２４Ｃと液晶層２４Ｄとで透明度や色調を合わせることで、切替部１８Ａと反射部１８Ｂとの境目を目立たなくすることができ、鏡像における違和感が抑制される。

　次に、表示装置３０が作動する場合のインナミラー１０の状態を図４に示す。図４に示されるように、入射方向Ｉに沿って液晶シャッター２０に入射された入射光は吸収型偏光板２２において透過軸Ａの方向と平行な偏光軸を有する直線偏光となる。ここで、吸収型偏光板２２を通過し透明部材２４Ｃに到達した偏光は、偏光軸をそのままに、透明部材２４Ｃを通過し、出射する。そして、透明部材２４Ｃを経て反射型偏光板２６に到達した偏光は反射軸Ｄと平行な偏光軸を有しているため、反射型偏光板２６を通過せずに反射される（矢印Ｙ参照）。

　一方、表示装置３０が作動する場合、液晶セル２４は非作動状態であって、液晶分子は吸収型偏光板２２側では透過軸Ａの方向と平行に配列され、反射型偏光板２６側では透過軸Ｃの方向と平行に配列されている。すなわち、液晶層２４Ｄでは、入射方向Ｉに沿って表面から裏面に向かうにつれて、偏光軸が９０度ねじれている。そのため、吸収型偏光板２２を通過し液晶層２４Ｄに到達した偏光は、液晶層２４Ｄを通過する際に偏光軸が９０度ねじられて透過軸Ｃと平行となって、出射する。

　そして、液晶層２４Ｄを出射した偏光は、偏光軸が透過軸Ｃと平行であるため反射型偏光板２６を透過して表示装置３０に到達する。ここで、表示装置３０では表示部３２から透過軸Ｃと平行な偏光軸を有する画像光が出射されている。表示装置３０が作動する場合、液晶シャッター２０を通過した入射光と同様に、表示部３２から出射された画像光は液晶シャッター２０を通過する（矢印Ｚ参照）。

　以上、表示装置３０が作動する場合、座席に着座した乗員は切替部１８Ａにおいて、表示装置３０の表示部３２に映し出された車両後部の映像を視認することができる。つまり、インナミラー１０はモニタとして機能する。このとき、反射部１８Ｂは、鏡面となる。

　本実施形態では、２枚の偏光板（吸収型偏光板２２及び反射型偏光板２６）と液晶セル２４とにより液晶シャッター２０を形成するとともに、液晶セル２４と同じ範囲の表示部３２を有する表示装置３０を配置した。これにより、液晶シャッター２０にて、透過と反射とを切替えることで、インナミラー１０では、鏡面とモニタとの切替えを可能とした。本実施形態によれば、表示部３２の外縁である外縁部３４は、液晶シャッター２０により透過されず、常に鏡面状態とすることができる。これにより、表示装置３０を構成する基板等の機器の視認が抑制される。また、表示装置３０が作動する場合、液晶シャッター２０においては表示部３２に対応する範囲のみ透過状態とすることができる。これにより、鏡面とモニタが重なることによる視認性の悪化や、表示装置３０の輝度への影響を軽減させることができる。

　さらに、本実施形態では、吸収型偏光板２２、液晶セル２４及び反射型偏光板２６の相対的な向きを調整することで、防眩効果を得ることができる。例えば、インナミラー１０を鏡面に切替えた場合、液晶シャッター２０において入射光を５０％透過させ５０％反射させるように設定することで防眩効果を得ることができる。また例えば、インナミラー１０をモニタに切替えた場合、液晶シャッター２０において入射光を９０％透過させ１０％反射させるように設定することで写り込みを抑制することができる。

（第２の実施形態）
　第２の実施形態のインナミラー１０は、表示装置３０の表面の一部に光沢面となる光沢層３６を設けた点で第１の実施形態と相違する。詳しくは、図５に示されるように、第２の実施形態のインナミラー１０では、表示装置３０の外縁部３４の表面が金属膜等の光沢層３６で覆われている。以下、第１の実施形態との相違点について説明する。

　ここで、乗員がインナミラー１０を入射方向Ｉに沿って真っ直ぐ眺めると外縁部３４は反射型偏光板２６により隠れているが、斜めに眺めると（矢印Ｓ参照）液晶セル２４を通して外縁部３４の一部が見える場合がある。これに対し、本実施形態によれば、外縁部３４の表面が光沢層３６で覆われており、この光沢層３６が反射型偏光板２６と調和した反射面として機能することで、表示装置３０を構成する基板等の機器を目立たせなくすることができる。

　また、防眩のために吸収型偏光板２２が、透過軸Ａを反射型偏光板２６の透過軸Ｃ及び反射軸Ｄそれぞれに交差するように角度を付けて配置した場合、反射型偏光板２６は一部の入射光を透過する。しかし、この場合においても、光沢層３６は、外縁部３４を覆うため、表示装置３０を構成する基板等の機器を目立たせなくすることができる。

　なお、本実施形態では、光沢層３６を表示装置３０の外縁部３４に対して設けたが、これに限らず、光沢層３６は、反射型偏光板２６の表示装置３０側の面であって、外縁部３４と対向する位置に設けてもよい。

（その他の実施形態）
　第１及び第２の実施形態のインナミラー１０では、表示面１８全体を逆台形状とし、表示部３２に対応する切替部１８Ａを長尺矩形状としたが、この限りではない。すなわち、液晶シャッター２０の液晶層２４Ｄと表示装置３０の表示部３２の範囲が一致していれば、表示面１８や切替部１８Ａは異形であってもよい。

　また、表示装置３０の表示部３２の範囲が、液晶シャッター２０の液晶層２４Ｄより小さい場合、外縁部３４の表面に別途反射面を形成することで、各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

　なお、本実施形態ではＴＮ型の液晶セル２４を採用したが、これに限らず、ＶＡ（Vertical Alignment）型、ＩＰＳ（In-Plane-Switching）型などの液晶セルを採用することができる。ＶＡ型やＩＰＳ型の場合は電圧を印加することで、偏光軸のねじれを発生させることができ、表示装置３０の作動と共に液晶セルを作動状態とすることができる。つまり、ＶＡ型やＩＰＳ型の液晶セルを採用した場合、液晶セルに電圧を印加しないと吸収型偏光板２２を通過した偏光は反射型偏光板２６で反射され、液晶セルに電圧を印加すると吸収型偏光板２２を通過した偏光は反射型偏光板２６を透過する。そのため、ＶＡ型やＩＰＳ型の液晶セルを採用した場合は、ＴＮ型とは反対に、液晶セルに電圧を印加していない場合にインナミラー１０は鏡面として機能し、液晶セルに電圧を印加した場合にインナミラー１０はモニタとして機能する。

　２０１７年１１月１７日に出願された日本国特許出願２０１７－２２１９２３号の開示は、その全体が参照により本明細書に取込まれる。

　１０　　インナミラー（車両用インナミラー）
　２２　　吸収型偏光板（第一偏光板）
　２６　　反射型偏光板（第二偏光板）
　２４Ｃ　透明部材（封止層）
　２４Ｄ　液晶層
　３０　　表示装置
　３２　　表示部（表示範囲）
　３６　　光沢層（光沢面）
　Ａ　　　透過軸（第一の透過軸）
　Ｂ　　　吸収軸
　Ｃ　　　透過軸（第二の透過軸）
　Ｄ　　　反射軸

Claims

　第一の透過軸と吸収軸を有する第一偏光板と、
　第二の透過軸と反射軸を有し、前記第二の透過軸が前記第一の透過軸と交わるように配置された第二偏光板と、
　前記第一偏光板と前記第二偏光板との間に設けられた枠状の封止層と、
　前記封止層の枠内に設けられ、前記第一偏光板を通過した偏光を前記第二偏光板において反射させるか透過させるかを切替可能な液晶層と、
　前記第二偏光板に対して前記液晶層とは反対側に隣接して設けられ、かつ前記液晶層に対し同じ範囲を表示範囲とする表示装置と、
　を備えた車両用インナミラー。
　前記表示装置は、前記表示範囲の外縁であって前記第二偏光板側の面を光沢面とした請求項１に記載の車両用インナミラー。
　前記表示装置は、左右反転された車両後方の映像を表示する請求項１又は２に記載の車両用インナミラー。
　前記液晶層は、
　電圧を印加しない場合に、前記第一偏光板を通過した偏光を前記第二偏光板において反射させ、
　電圧を印加した場合に、前記第一偏光板を通過した偏光を前記第二偏光板において透過させる請求項１～３の何れか１項に記載の車両用インナミラー。