WO2024034331A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2024034331A1
WO2024034331A1 PCT/JP2023/026062 JP2023026062W WO2024034331A1 WO 2024034331 A1 WO2024034331 A1 WO 2024034331A1 JP 2023026062 W JP2023026062 W JP 2023026062W WO 2024034331 A1 WO2024034331 A1 WO 2024034331A1
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WO
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liquid crystal
light
crystal display
front windshield
vehicle
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/026062
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French (fr)
Inventor
皓大 仁井
明浩 江田
美樹夫 石井
Original Assignee
マレリ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Arrangement of adaptations of instruments
    • B60K35/23—
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays

Definitions

  • the present invention relates to a display device.
  • Patent Document 1 discloses a display device including a display section that emits light constituting an image.
  • the display unit is provided inside an instrument panel of a vehicle, for example.
  • the light emitted from the display section is reflected toward the passenger's eye point by, for example, the front windshield of the vehicle. This allows the occupant to visually recognize the virtual image generated by the display unit.
  • a reflection plate that reflects light emitted from a display section may be provided separately from the front windshield.
  • the reflector is provided near the front windshield, the light emitted from the display section may be reflected not only by the reflector but also by the front windshield.
  • two virtual images, one created by the light reflected by the reflection plate and the other by the light reflected by the front windshield, may be visually recognized by the occupant.
  • the display device includes: a display unit that emits light consisting of P-polarized light; a reflector plate that is provided between the display section and a windshield of the vehicle in the longitudinal direction of the vehicle and reflects light emitted from the display section toward an eye point of the occupant;
  • the reflection plate has a reflection surface that has been subjected to a reflection enhancement treatment that reflects P-polarized light,
  • the display section is arranged in a region where an incident angle of the emitted light to the windshield is 69.7 degrees or less.
  • the present invention in a display device, it is possible to reduce reflection of light emitted from the display section by the front windshield.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing the operation of the display device. It is a graph showing the relationship between the incident angle and reflectance of S-polarized light and P-polarized light. It is a figure showing a comparative example. 3 is a diagram schematically showing the configuration of a display device according to modification example 1.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing the operation of the display device. It is a graph showing the relationship between the incident angle
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a display device 1 according to an embodiment.
  • the display device 1 and the front windshield 7 are hatched for clarity.
  • the display device 1 is installed in a cabin VR of a vehicle such as an automobile.
  • the direction is shown based on the installation state of the display device 1 in the vehicle interior VR.
  • "upper” and “lower” mean “upper” and “lower” in the vertical direction (vertical direction in FIG. 1).
  • Front and “rear” refer to the “front side of the vehicle” and the “rear side of the vehicle” in the longitudinal direction of the vehicle (the left-right direction in FIG. 1). Further, the direction perpendicular to the longitudinal direction of the vehicle and the vertical direction is referred to as the vehicle width direction.
  • an instrument panel 5 is provided in the vehicle interior VR.
  • the instrument panel 5 is a cover member that covers the front side of the vehicle compartment VR.
  • a dash panel 8 is provided on the vehicle front side of the instrument panel 5.
  • the dash panel 8 is a partition wall that separates the vehicle interior VR from an engine room (or motor room) (not shown).
  • a front windshield 7 is provided above the dash panel 8.
  • the front windshield 7 is provided so as to extend diagonally upward from the front side of the vehicle toward the rear side. That is, the front windshield 7 extends from above the dash panel 8 so as to cross over the instrument panel 5 in the longitudinal direction of the vehicle.
  • a band-shaped portion 71 is formed which is coated with black ceramic paint.
  • the strip portion 71 extends above the upper surface 51 of the instrument panel 5. Note that in the schematic diagram of FIG. 1, the band-shaped portion 91 is schematically illustrated on the surface of the front windshield 7, but the band-shaped portion 71 is not limited to a specific form.
  • the strip portion 71 may be formed as an intermediate film between the glass layers that constitute the front windshield 7, or may be formed by painting or the like on the surface of the front windshield 7 on the side of the vehicle interior VR. .
  • a meter 61 that displays vehicle travel information is attached to the instrument panel 5.
  • the meter 61 is attached to the side surface of the instrument panel 5 on the vehicle rear side, and is located near the steering wheel 62 held by the driver.
  • a large number of parts such as a steering member 63 and an air conditioning duct 64 are arranged inside the instrument panel 5.
  • the steering member 63 extends in the vehicle width direction and is connected to a side panel (not shown) of the vehicle.
  • the steering member 63 supports the steering wheel 62 via a steering column, a steering shaft, etc. (not shown).
  • the air conditioning duct 64 allows air whose temperature and humidity have been adjusted by an air conditioner (not shown) to flow into the vehicle.
  • the driver visually checks the outside of the vehicle through the front windshield 7 while driving. Therefore, the driver's line of sight LS mainly extends in the horizontal direction from the eye point EP, and is focused on the front side of the vehicle.
  • the meter 61 provided on the instrument panel 5 is provided below the solid line line of sight LS and on the vehicle rear side of the instrument panel 5. Therefore, as shown by the dashed arrow in FIG. (front side).
  • the display device 1 of the present embodiment is a so-called head-up display device, and is designed to enable the driver to visually recognize vehicle driving information without significantly moving the line of sight LS or significantly changing the focus position.
  • This is a driving support device.
  • the display device 1 can display, as driving information, images including, for example, information regarding vehicle conditions such as driving speed and remaining amount of gasoline, alarms for pedestrians running out, vehicles cutting in, lane deviations, and the like.
  • the display device 1 includes a liquid crystal display 2 (display section) that emits light constituting an image, a reflector 3 that reflects the emitted light OL of the liquid crystal display 2 in the direction of the eye range ER. It is equipped with Specifically, the reflector 3 reflects the emitted light OL of the liquid crystal display 2 toward the driver's eye point EP located within the range of the eye range ER. Although the position of the eye point EP may change depending on the driver's physique and posture, the eye range ER statistically represents the range in which the driver's eye point EP is distributed. Note that the range of the eye range ER (double-dashed line) shown in FIG. 1 is only schematic. Some display devices 1 reflect the emitted light OL of the liquid crystal display 2 on the surface of the front windshield 7, but in this embodiment, a reflecting plate 3 separate from the front windshield 7 is provided.
  • the liquid crystal display 2 is arranged in a housing section 52 provided inside the instrument panel 5.
  • the upper surface 51 of the instrument panel 5 is provided with an opening 53 that connects to the housing section 52 .
  • the opening 53 is formed on the optical path of the emitted light OL of the liquid crystal display 2.
  • the liquid crystal display 2 is provided on the front side of the vehicle with respect to parts such as the meter 61, the steering member 63, and the air conditioning duct 64.
  • the liquid crystal display 2 is connected to a display control device (not shown) such as an ECU (Electronic Control Unit), and displays images input from the display control device.
  • the liquid crystal display 2 includes a liquid crystal cell sandwiched between two polarizing plates and a backlight that irradiates the liquid crystal cell with light.
  • the liquid crystal display 2 can switch between passing and blocking light in the liquid crystal cell by controlling the polarization angles of the two polarizing plates.
  • the liquid crystal display 2 emits light forming an image by switching between passing and blocking light for each pixel forming the image.
  • the liquid crystal display 2 Although light containing P-polarized light and S-polarized light components is emitted from the backlight, one of the polarized light components is cut off when passing through the liquid crystal cell. That is, the liquid crystal display 2 emits light containing only either P-polarized light or S-polarized light.
  • the liquid crystal display 2 can switch the emitted light between P-polarized light and S-polarized light by controlling the polarization angles of the two polarizing plates. In this embodiment, the liquid crystal display 2 emits P-polarized light toward the reflecting plate 3.
  • the reflection plate 3 is provided near the front windshield 7.
  • the reflective plate 3 is provided between the instrument panel 5 and the front windshield 7 in the vehicle longitudinal direction.
  • the reflection plate 3 is supported by the instrument panel 5 by, for example, a support member (not shown).
  • the upper end portion 32 of the reflection plate 3 is located at the same position as the upper end of the black band-shaped portion 71 of the front windshield 7 in the vertical direction, or located slightly above it. That is, when viewed from the driver, at least a portion of the reflector 3 is arranged to overlap the black strip 71. Therefore, when the driver views the outside of the vehicle through the front windshield 7, the driver's visibility is less likely to be obstructed by the reflective plate 3.
  • the reflecting plate 3 is provided so as to be inclined obliquely upward from the front side of the vehicle toward the rear side.
  • the reflecting plate 3 projects above an opening 53 provided on the upper surface 51 of the instrument panel 5.
  • the liquid crystal display 2 accommodated in the accommodating portion 52 is located below the opening 53. That is, the reflection plate 3 is located between the front windshield 7 and the liquid crystal display 2 in the vertical direction.
  • the emitted light OL from the liquid crystal display 2 disposed in the housing section 52 inside the instrument panel 5 reaches the reflection plate 3 through the opening section 53 .
  • the position of the reflective plate 3 and the orientation of the reflective plate 3 are not limited to the example shown in FIG. 1, and can be changed as appropriate depending on the layout of the vehicle interior VR and the position of the liquid crystal display 2. For example, although FIG.
  • the reflector 3 may be disposed above the liquid crystal display 2. Furthermore, another reflective section may be provided between the liquid crystal display 2 and the reflective plate 3. Alternatively, after the emitted light OL is reflected by the reflecting plate 3, the emitted light OL may be further reflected by another reflecting section.
  • the reflecting plate 3 can be made of, for example, a non-transparent thin plate member.
  • the shape of the reflection plate 3 is not limited, and various shapes such as a rectangle, a polygon, a circle, and an ellipse can be adopted.
  • the reflective plate 3 has a reflective surface 31 as a surface located on the rear side of the vehicle.
  • FIG. 1 shows an example in which the reflecting plate 3 has a planar reflecting surface, the reflecting plate 3 may be configured to have a curved reflecting surface.
  • the liquid crystal display 2 can change the displayed image as appropriate depending on the shape of the reflective plate 3 and the shape of the reflective surface.
  • the reflective surface 31 faces the liquid crystal display 2 located below and the driver at the rear of the vehicle due to the inclination of the reflective plate 3.
  • the reflective surface 31 reflects the emitted light OL of the liquid crystal display 2, which is incident from below, toward the driver's eye point EP on the rear side of the vehicle.
  • the driver visually recognizes the virtual image Vi of the image on the liquid crystal display 2.
  • the reflector plate 3 is located on the vehicle front side and above the meter 61 provided on the instrument panel 5. Therefore, compared to when looking at the meter 61, the driver can visually recognize the virtual image Vi formed by the reflector 3 without significantly moving the line of sight LS or significantly changing the focus position. can.
  • the reflective surface 31 is subjected to a reflection enhancement treatment to increase the reflectance of the outgoing light OL consisting of P-polarized light.
  • a reflection enhancement treatment for example, a surface treatment such as depositing an oxide film on the reflective surface 31 can be performed.
  • P-polarized light tends to have a lower reflectance than S-polarized light, but since the reflective surface 31 has a higher reflectance through reflection enhancement processing, the output light OL consisting of P-polarized light is directed toward the driver's eye point. It can be reflected towards EP.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the optical path of the emitted light OL of the liquid crystal display 2.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the incident angle and the reflectance of S-polarized light and P-polarized light.
  • FIG. 4 is a diagram showing a comparative example.
  • light from the liquid crystal display 2 is emitted toward a reflecting plate 3 located above the liquid crystal display 2.
  • the reflection plate 3 is provided between the liquid crystal display 2 and the front windshield 7 in the vertical direction. In other words, the front windshield 7 extends above the reflector 3.
  • the emitted light OL of the liquid crystal display 2 is illustrated in a simplified manner, but in reality, the liquid crystal display 2 emits light radially. Therefore, as shown in FIG. 2, the emitted light OL of the liquid crystal display 2 may enter not only the reflector 3 but also the front windshield 7 located above the reflector 3.
  • FIG. 4 shows the reflector 3 and the front windshield 7 as seen from the driver.
  • FIG. 4 shows a case where the outgoing light OL that has entered the front windshield 7 is reflected toward the driver's eye point EP.
  • two virtual images, the virtual image Vi formed by the reflection plate 3 and the virtual image Vib formed by the front windshield 7, are visually recognized by the driver. Since it is undesirable for the driver to see two virtual images in this way, it is required to reduce the reflectance of the emitted light OL on the front windshield 7.
  • the output light OL of the liquid crystal display 2 is P-polarized light.
  • the reflectance of P-polarized light tends to be lower than that of S-polarized light.
  • the reflection plate 3 since the reflection plate 3 has been subjected to reflection enhancement treatment, it can reflect P-polarized light.
  • the front windshield 7 is not subjected to reflection enhancement treatment, P-polarized light is hardly reflected.
  • the incident angle ⁇ (see FIG. 2) of the light OL emitted from the liquid crystal display 2, which is P-polarized light, into the front windshield 7 is set to a range based on the Brewster angle. The rate has been further reduced.
  • the incident angle ⁇ of the emitted light OL onto the front windshield 7 can be set by adjusting the area where the liquid crystal display 2 is arranged. Specifically, for example, the incident angle ⁇ can be appropriately set by adjusting the position of the liquid crystal display 2 with respect to the front windshield 7 in the vehicle longitudinal direction.
  • the liquid crystal display 2 is arranged in a region where the incident angle ⁇ of the outgoing light OL to the front windshield 7 is, for example, 69.7° or less. More preferably, the liquid crystal display 2 is arranged in a region where the incident angle ⁇ is in the range of 44° to 64° (the hatched range in FIG. 3).
  • the incident angle ⁇ is in the range of 44° to 64° (the hatched range in FIG. 3).
  • many parts such as a steering member 63 and an air conditioning duct 64 are arranged inside the instrument panel 5, and if the area where the liquid crystal display 2 is placed is moved to the rear of the vehicle, it may interfere with these parts. There is sex.
  • the area where the liquid crystal display 2 is placed can be determined by taking into consideration the layout of other components.
  • the display device 1 of this embodiment has, for example, the following configuration.
  • the display device 1 includes a liquid crystal display 2 (display section) and a reflective plate 3.
  • the liquid crystal display 2 emits light consisting of P-polarized light.
  • the reflective plate 3 is provided between the liquid crystal display 2 and a front windshield 7 (windshield) of the vehicle.
  • the reflection plate 3 reflects the emitted light OL from the liquid crystal display 2 toward the eye point EP of the driver (passenger).
  • the reflecting plate 3 has a reflecting surface 31 that has been subjected to an enhanced reflection process to reflect P-polarized light.
  • the liquid crystal display 2 is arranged in a region where the incident angle ⁇ of the emitted light OL to the front windshield 7 is 69.7° or less.
  • the reflection plate 3 is provided between the liquid crystal display 2 and the front windshield 7 in the vertical direction. Therefore, a part of the emitted light OL directed from the liquid crystal display 2 toward the reflector 3 may also be incident on the front windshield 7 located above the reflector 3.
  • the driver may see not only the virtual image Vi formed by the reflector 3 but also the virtual image Vib formed by the front windshield 7.
  • the reflector 3 is provided between the liquid crystal display 2 and the front windshield 7 of the vehicle” means that the reflector 3 is provided between the liquid crystal display 2 and the front windshield 7 in the longitudinal direction of the vehicle. Including cases where
  • the emitted light OL of the liquid crystal display 2 is made into P-polarized light, and the liquid crystal display 2 is arranged in a region where the incident angle ⁇ of the emitted light OL to the front windshield 7 is 69.7° or less.
  • the reflectance of P-polarized light tends to be lower than that of S-polarized light, and in particular, the reflectance of P-polarized light is kept low near the Brewster angle (56°). That is, the incident angle ⁇ of the emitted light OL from the liquid crystal display 2 onto the front windshield 7 is set to 69.7° or less, which is near the Brewster angle.
  • the emitted light OL of the liquid crystal display 2 consisting of P-polarized light is reflected by the front windshield 7.
  • the virtual image Vib reflected by the front windshield 7 is visually recognized by the occupant as shown in the comparative example of FIG. 4 .
  • the reflection surface 31 of the reflection plate 3 has been subjected to reflection enhancement treatment, it is possible to reflect the P-polarized outgoing light OL toward the driver's eye point EP. The driver can visually recognize the virtual image Vi reflected by the reflection plate 3.
  • drivers may wear sunglasses while driving, and sunglasses that generally block S-polarized light are common.
  • the emitted light OL of the liquid crystal display 2 is P-polarized light, even if the driver wears sunglasses while driving, the virtual image Vi reflected by the reflector 3 can be visually recognized.
  • the display section is the liquid crystal display 2, but the present invention is not limited to this aspect.
  • an organic EL (Electro Luminescence) display can be used as the display section.
  • the display section can be made thinner. If the display section is not one that outputs P-polarized light and S-polarized light while switching between them, such as the liquid crystal display 2, a polarizing filter that cuts S-polarized light from the output light OL of the display section can be separately provided.
  • the polarizing filter can be placed, for example, on the optical path of the emitted light OL in the housing section 52.
  • the liquid crystal display 2 is arranged in a region where the incident angle ⁇ of the outgoing light OL to the front windshield 7 is greater than or equal to 44° and less than or equal to 64°.
  • the incident angle ⁇ is 44° or more and 64° or less
  • the reflectance at the front windshield 7 is suppressed to 1.0% or less. Thereby, the reflectance of the emitted light OL from the liquid crystal display 2 on the front windshield 7 can be further reduced.
  • the display device 1 is placed in front of the vehicle rather than the meter 61 that displays vehicle travel information.
  • the reflector 3 that constitutes the display device 1 is placed closer to the front of the vehicle than the meter 61. Further, the reflector 3 is arranged above the meter 61. As a result, the driver, who mainly directs his line of sight LS in the horizontal direction in front of the vehicle while driving, can visually see the virtual image Vi formed by the reflector 3 without significantly moving his line of sight LS or changing the focus position significantly. can do.
  • the liquid crystal display 2 constituting the display device 1 is arranged inside the instrument panel 5 on the vehicle front side relative to the meter 61. Although many parts such as the steering member 63 and the air conditioning duct 64 are arranged inside the instrument panel 5, the liquid crystal display 2 can be arranged while reducing interference with these parts.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing the configuration of a display device 1A according to modification 1.
  • an eaves portion 33 (light shielding portion) is provided at the upper end portion 32 of the reflecting plate 3.
  • the eaves portion 33 is connected to the upper end portion 32 of the reflecting plate 3, and projects obliquely upward from the upper end portion 32 toward the rear side of the vehicle.
  • the eaves portion 33 extends along the slope of the front windshield 7. That is, the eaves portion 33 is located between the liquid crystal display 2 and the front windshield 7 in the vertical direction.
  • the eaves portion 33 is made of a non-light-transmitting member like the reflecting plate 3, but unlike the reflecting surface 31, it is not subjected to reflection enhancement treatment.
  • By providing such an eaves section 33 at least a portion of the light emitted from the liquid crystal display 2 and directed toward the front windshield 7 is blocked by the eaves section 33. This reduces the incidence of the emitted light OL from the liquid crystal display 2 entering the front windshield 7, so that reflection of the emitted light OL on the front windshield 7 can be further reduced.
  • the eaves section 33 along the slope of the front windshield 7, the eaves section 33 can prevent the optical path of the outgoing light OL reflected by the reflector plate 3 toward the driver's eye point EP. can be reduced.
  • the display device 1A according to Modification 1 has the following configuration.
  • An eaves portion 33 (light shielding portion) is provided that blocks at least a portion of the light directed from the liquid crystal display 2 toward the windshield. This reduces the incidence of the emitted light OL from the liquid crystal display 2 entering the front windshield 7, so that reflection of the emitted light OL on the front windshield 7 can be further reduced.
  • the eaves portion 33 is provided at the upper end portion 32 of the reflecting plate 3. Since the front windshield 7 extends above the upper end 32 of the reflector 3, by providing the eaves section 33 on the upper end 32 of the reflector 3, light directed from the liquid crystal display 2 toward the front windshield 7 can be prevented. can be effectively blocked.
  • the eaves part attached to the reflection plate 3 was demonstrated as a light shielding part in the modification 1, it is not limited to this aspect.
  • the eaves portion may be provided on the upper surface 51 of the instrument panel 5.
  • the eaves portion may be provided by, for example, raising a portion of the upper surface 51 of the instrument panel 5, or a member separate from the instrument panel 5 may be attached to the upper surface 51.
  • Display device 2 Liquid crystal display 3 Reflector 31 Reflective surface 32 Upper end 33 Eaves 5 Instrument panel 51 Upper surface 52 Housing section 53 Opening 61 Meter 62 Steering wheel 63 Steering member 64 Air conditioning duct 7 Front windshield 71 Band-shaped section 8 Dash Panel VR Vehicle interior EP Eye point OL Outgoing light OP Optical path Vi Virtual image LS Line of sight

Abstract

表示装置１は、液晶ディスプレイ２と、反射板３と、を備える。液晶ディスプレイ２は、Ｐ偏光からなる光を出射する。反射板３は、液晶ディスプレイ２と車両のフロントウインドシールド７との間に設けられる。反射板３は、液晶ディスプレイ２からの出射光ＯＬを運転者のアイポイントＥＰに向かって反射させる。反射板３は、Ｐ偏光を反射する増反射処理がなされた反射面３１を有する。液晶ディスプレイ２は、出射光ＯＬのフロントウインドシールド７への入射角αが６９．７°以下となる領域に配置される。

Description

表示装置
　本発明は、表示装置に関する。
　特許文献１は、画像を構成する光を出射する表示部を備えた、表示装置を開示している。表示部は、例えば、車両のインストルメントパネルの内部に設けられている。表示部から出射された光は、例えば、車両のフロントウインドシールドによって、乗員のアイポイントに向かって反射される。これによって、乗員は表示部が生成した画像の虚像を視認することができる。
国際公開第２０２０／１１０５８０号
　表示装置において、フロントウインドシールドとは別体に、表示部の出射光を反射する反射板を設けることがある。反射板はフロントウインドシールドの近傍に設けられるが、表示部の出射光が、反射板だけでなくフロントウインドシールドでも反射されることがある。この場合、反射板に反射された光と、フロントウインドシールドに反射された光による２つの虚像が乗員に視認されてしまうことがある。
　表示装置において、表示部の出射光がフロントウインドシールドで反射されることを低減することが求められている。
　本発明に係る表示装置は、
　Ｐ偏光からなる光を出射する表示部と、
　車両前後方向において、前記表示部と車両のウインドシールドとの間に設けられ、前記表示部からの出射光を乗員のアイポイントに向かって反射させる反射板と、を備え、
　前記反射板は、Ｐ偏光を反射する増反射処理がなされた反射面を有し、
　前記表示部は、前記出射光の前記ウインドシールドへの入射角が６９．７°以下となる領域に配置される。
　本発明によれば、表示装置において、表示部の出射光がフロントウインドシールドで反射されることを低減することができる。
実施形態に係る表示装置の構成を模式的に示す図である。 表示装置の作用を示す図である。 Ｓ偏光およびＰ偏光の入射角と反射率の関係を示すグラフである。 比較例を示す図である。 変形例１に係る表示装置の構成を模式的に示す図である。
　以下、本発明の実施形態に係る表示装置を、図面を参照して説明する。
　図１は、実施形態に係る表示装置１の構成を模式的に示す図である。図１では、わかりやすくするために、表示装置１およびフロントウインドシールド７にハッチングを付している。
　図１に示すように、表示装置１は、自動車等の車両の車室ＶＲ内に設置される。
　図面では、表示装置１の車室ＶＲへの設置状態を基準とした方向を示している。以降の説明において、「上」および「下」とは、鉛直線方向（図１の上下方向）における「上」および「下」を意味する。「前」および「後」とは、車両前後方向（図１の左右方向）における「車両前方側」と「車両後方側」を意味する。また、車両前後方向および鉛直線方向に直交する方向を、車幅方向という。
　図１に示すように、車室ＶＲにはインストルメントパネル５が設けられている。インストルメントパネル５は、車室ＶＲの前方側を覆うカバー部材である。インストルメントパネル５の車両前方側には、ダッシュパネル８が設けられている。ダッシュパネル８は、車室ＶＲと不図示のエンジンルーム（またはモータルーム）とを隔てる隔壁である。
　ダッシュパネル８の上側には、フロントウインドシールド７が設けられている。フロントウインドシールド７は、車両前方側から後方側に向かって斜め上方に張り出すように傾斜して設けられる。すなわち、フロントウインドシールド７は、ダッシュパネル８の上側から、インストルメントパネル５の上側を、車両前後方向に横断するように張り出している。フロントウインドシールド７の下端部には、黒色のセラミック塗料が帯状に塗布された帯状部７１が形成されている。帯状部７１は、インストルメントパネル５の上面５１よりも上側まで延在している。
　なお、図１の模式図では、帯状部９１を、模式的にフロントウインドシールド７の表面上に図示しているが、帯状部７１は特定の態様に限定されない。帯状部７１は、例えば、フロントウインドシールド７を構成するガラス層の間に中間膜として形成されしても良く、フロントウインドシールド７の車室ＶＲ側の表面上に塗装等により形成しても良い。
　インストルメントパネル５には、車両の走行情報を表示するメータ６１が取り付けられている。メータ６１は、インストルメントパネル５の車両後方側の側面に取り付けられており、運転者が把持するステアリングホイール６２の近傍に位置する。また、インストルメントパネル５の内部には、ステアリングメンバ６３、空調ダクト６４等の多数の部品が配置されている。
　ステアリングメンバ６３は、車幅方向に延び、車両のサイドパネル（不図示）に連結されている。ステアリングメンバ６３は、不図示のステアリングコラムおよびステアリングシャフト等を介して、ステアリングホイール６２を支持している。
　空調ダクト６４は、不図示の空調装置によって温度及び湿度が調整された空気を車両内に流通させるものである。
　図１において実線の矢印で示すように、運転者は、運転中はフロントウインドシールド７越しに、車両の外部を視認する。そのため、運転者の視線ＬＳは、主に、アイポイントＥＰから水平方向に延び、フォーカスが車両前方側に合わせられた状態となる。
　一方、インストルメントパネル５に設けられたメータ６１は、実線の視線ＬＳより下側で、かつインストルメントパネル５の車両後方側に設けられている。
　そのため、図１において破線の矢印で示すように、運転者がメータ６１に表示される情報を確認するためには、視線ＬＳを下側に大きく移動させ、かつフォーカスを車両後方側（運転者の手前側）に合わせる必要がある。
　本実施形態の表示装置１は、いわゆるヘッドアップディスプレイ装置であり、運転者が視線ＬＳを大きく移動させたり、フォーカスの位置を大きく変更したりすることなく車両の走行情報を視認できるようにするための運転支援装置である。
　表示装置１は、走行情報として、例えば、走行速度、ガソリン残量等の車両の状態に関する情報や、歩行者飛出し、車両割込み、車線逸脱等に対するアラーム等を含む画像を表示することができる。
　図１に示すように、表示装置１は、画像を構成する光を出射する液晶ディスプレイ２（表示部）と、液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬをアイレンジＥＲの方向に反射させる反射板３と、を備えている。
　反射板３は、具体的には、液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬを、アイレンジＥＲの範囲内に位置する運転者のアイポイントＥＰに向けて反射させる。運転者の体格や姿勢によってアイポイントＥＰの位置は変化することがあるが、アイレンジＥＲは、運転者のアイポイントＥＰが分布する範囲を統計的に表すものである。なお、図１で示すアイレンジＥＲの範囲（二点鎖線）は、あくまで模式的なものである。
　表示装置１として、フロントウインドシールド７の表面に液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬを反射させるものもあるが、本実施形態では、フロントウインドシールド７とは別体の反射板３を設けている。
　液晶ディスプレイ２は、インストルメントパネル５の内部に設けられた収容部５２に配置されている。インストルメントパネル５の上面５１には、収容部５２に接続する開口部５３が設けられている。開口部５３は、液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬの光路上に形成される。
　液晶ディスプレイ２は、メータ６１、ステアリングメンバ６３、空調ダクト６４等の部品に対して、車両前方側に設けられている。液晶ディスプレイ２はＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の表示制御装置（不図示）に接続され、表示制御装置から入力される画像を表示する。
　図示は省略するが、液晶ディスプレイ２は、２枚の偏光板に挟み込まれた液晶セルと、液晶セルに光を照射するバックライトと、を備える。液晶ディスプレイ２は、２枚の偏光板の偏光角を制御することで、液晶セルにおける光の通過および遮断を切り替えることができる。液晶ディスプレイ２は、画像を構成する画素ごとに光の通過および遮断を切り替えることで、画像を構成する光を出射する。
　バックライトからはＰ偏光とＳ偏光の成分を含む光が出射されるが、液晶セルを通過する際に、いずれか一方の偏光成分がカットされる。すなわち、液晶ディスプレイ２は、Ｐ偏光とＳ偏光のいずれか一方のみを含む光を出射する。液晶ディスプレイ２は、２枚の偏光板の偏光角を制御することで、出射する光をＰ偏光とＳ偏光の間で切り替えることができる。本実施形態では、液晶ディスプレイ２は、Ｐ偏光からなる光を、反射板３に向かって出射する。
　図１に示すように、反射板３は、フロントウインドシールド７の近傍に設けられている。反射板３は、車両前後方向において、インストルメントパネル５とフロントウインドシールド７の間に設けられている。反射板３は、例えば、不図示の支持部材によって、インストルメントパネル５に支持されている。
　反射板３の上端部３２は、鉛直線方向において、フロントウインドシールド７の黒色の帯状部７１の上端と同じ位置、または若干上側に位置している。すなわち、運転者から見た場合、反射板３の少なくとも一部が、黒色の帯状部７１にオーバーラップするように配置されている。そのため、運転者がフロントウインドシールド７を介して車両の外部を視認する際に、反射板３によって視界が阻害されにくい。
　反射板３は、車両前方側から後方側に向かって斜め上方に傾斜して設けられる。反射板３は、インストルメントパネル５の上面５１に設けられた開口部５３の上側に張り出している。開口部５３の下側には、収容部５２に収容された液晶ディスプレイ２が位置する。すなわち、反射板３は、鉛直線方向において、フロントウインドシールド７と液晶ディスプレイ２との間に位置している。インストルメントパネル５の内部の収容部５２に配置された液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬは、開口部５３を介して反射板３まで到達する。
　なお、反射板３の配置する位置や反射板３の向きについては、図１の例に限定されず、車室ＶＲのレイアウトや、液晶ディスプレイ２の位置に応じて適宜変更可能である。例えば、図１では、反射板３を、液晶ディスプレイ２の斜め上方に配置させる例を図示しているが、反射板３を液晶ディスプレイ２の上方に配置しても良い。さらに、液晶ディスプレイ２と反射板３との間に、別の反射部を設けても良い。あるいは、反射板３で出射光ＯＬを反射させた後に、さらに別の反射部に出射光ＯＬを反射させても良い。
　反射板３は、例えば、不透光性の薄板部材から構成することができる。反射板３の形状は限定されず、矩形、多角形、円形、楕円形等の様々な形状を採用可能である。
　反射板３は、車両後方側に位置する面として、反射面３１を有する。図１では、反射板３が平面状の反射面を有する例を示しているが、反射板３は、湾曲した反射面を有するように構成しても良い。液晶ディスプレイ２は、反射板３の形状や、反射面の形状に応じて、表示する画像を適宜変形することができる。
　反射面３１は、反射板３の傾斜によって、下側に位置する液晶ディスプレイ２と、車両後方側の運転者に面している。反射面３１は、下側から入射する液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬを、車両後方側の運転者のアイポイントＥＰに向かって反射させる。出射光ＯＬが運転者のアイポイントＥＰに到達することで、運転者が、液晶ディスプレイ２の画像の虚像Ｖｉを視認する。
　反射板３は、インストルメントパネル５に設けられたメータ６１よりも、車両前方側、かつ上側に位置している。そのため、運転者は、メータ６１を見る場合と比較して、大きく視線ＬＳを移動させることなく、またフォーカスの位置を大きく変更することなく、反射板３によって形成される虚像Ｖｉを視認することができる。
　反射面３１には、Ｐ偏光からなる出射光ＯＬの反射率を高める増反射処理が成されている。増反射処理として、例えば、反射面３１に対して酸化膜を蒸着する等の表面処理を行うことができる。Ｐ偏光はＳ偏光と比較して反射率が小さい傾向があるが、反射面３１は、増反射処理によって反射率が高められているため、Ｐ偏光からなる出射光ＯＬを、運転者のアイポイントＥＰに向かって反射させることができる。
　図２は、液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬの光路を模式的に示す図である。
　図３は、Ｓ偏光およびＰ偏光の、入射角と反射率の関係を示すグラフである。図３では、フロントウインドシールド７を構成するガラス（屈折率ｎ＝１．５）の反射率を示している。
　図４は、比較例を示す図である。
　図２に示すように、液晶ディスプレイ２の光は、液晶ディスプレイ２の上側に位置する反射板３に向かって出射される。前記したように、反射板３は、鉛直線方向において、液晶ディスプレイ２とフロントウインドシールド７の間に設けられている。言い換えると、反射板３の上側には、フロントウインドシールド７が延在している。
　図１では、液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬを単純化して図示しているが、実際には、液晶ディスプレイ２は、放射状に光を出射する。そのため、図２に示すように、液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬは、反射板３だけでなく、反射板３の上側に位置するフロントウインドシールド７にも入射することがある。
　図４は、運転者から見た反射板３およびフロントウインドシールド７を示している。図４では、比較例として、フロントウインドシールド７に入射した出射光ＯＬが、運転者のアイポイントＥＰに向かって反射された場合を示している。この場合、反射板３によって形成される虚像Ｖｉと、フロントウインドシールド７によって形成される虚像Ｖｉｂの２つの虚像が運転者に視認されることになる。このように２つの虚像が運転者に視認されることは望ましくないため、フロントウインドシールド７における出射光ＯＬの反射率を低減することが求められる。
　本実施形態では、まず、液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬをＰ偏光としている。
　図３に示すように、Ｐ偏光はＳ偏光と比較して、反射率が低くなる傾向がある。前記したように、反射板３は増反射処理されているため、Ｐ偏光を反射することができる。一方、フロントウインドシールド７は増反射処理されていないため、Ｐ偏光は反射されにくい。
　さらに、本実施形態では、Ｐ偏光である液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬの、フロントウインドシールド７への入射角α（図２参照）を、ブリュースター角に基づいた範囲に設定することで、反射率をさらに低減している。
　出射光ＯＬのフロントウインドシールド７への入射角αは、液晶ディスプレイ２を配置する領域を調整することで設定することができる。具体的には、例えば、液晶ディスプレイ２のフロントウインドシールド７に対する車両前後方向の位置を調整することで、入射角αを適宜設定することができる。
　ブリュースター角は、屈折率の異なる物質の界面において、Ｐ偏光の反射率が０となる入射角である。
　図３に示すように、フロントウインドシールド７を構成するガラス（屈折率ｎ＝１．５）において、ブリュースター角は５６°である。ブリュースター角の近辺においても、Ｐ偏光の反射率は低く抑えられている。特に、入射角が４４°～６４°の範囲では、反射率は１．０％以下に抑えられている。入射角が６９．７°において反射率は４％であり、６９．７°を超えると、Ｐ偏光の反射率が急激に上昇する。
　そこで、本実施形態では、液晶ディスプレイ２を、フロントウインドシールド７への出射光ＯＬの入射角αが、例えば、６９．７°以下となる領域に配置する。より好ましくは、液晶ディスプレイ２を、入射角αが４４°～６４°の範囲（図３のハッチングを付した範囲）となる領域に配置する。これによって、図２に示すように、液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬがフロントウインドシールド７に入射しても、出射光ＯＬはフロントウインドシールド７で透過されやすくなる。これによって、フロントウインドシールド７の反射による虚像Ｖｉｂ（図４参照）が、運転者から視認されることを低減することができる。
　なお、液晶ディスプレイ２を配置する領域を車両後方側にずらすほど、フロントウインドシールド７への入射角αが小さくなる。しかしながら、インストルメントパネル５の内部にはステアリングメンバ６３や空調ダクト６４等の多くの部品が配置されており、液晶ディスプレイ２を配置する領域を車両後方側にずらすと、これらの部品に干渉する可能性がある。液晶ディスプレイ２を配置する領域は、このような他の部品のレイアウトも考慮して決定することができる。
　以上の通り、本実施形態の表示装置１は、例えば、以下の構成を有する。
（１）表示装置１は、液晶ディスプレイ２（表示部）と、反射板３と、を備える。
　液晶ディスプレイ２は、Ｐ偏光からなる光を出射する。
　反射板３は、液晶ディスプレイ２と車両のフロントウインドシールド７（ウインドシールド）との間に設けられる。反射板３は、液晶ディスプレイ２からの出射光ＯＬを運転者（乗員）のアイポイントＥＰに向かって反射させる。
　反射板３は、Ｐ偏光を反射する増反射処理がなされた反射面３１を有する。
　液晶ディスプレイ２は、出射光ＯＬのフロントウインドシールド７への入射角αが６９．７°以下となる領域に配置される。
　このように構成することで、表示装置１において、液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬがフロントウインドシールド７で反射されることを低減することができる。
　具体的には、本実施形態では、反射板３は、鉛直線方向において、液晶ディスプレイ２とフロントウインドシールド７の間に設けられている。そのため、液晶ディスプレイ２から反射板３に向かう出射光ＯＬの一部は、反射板３の上側に位置するフロントウインドシールド７にも入射する可能性がある。フロントウインドシールド７に入射した出射光ＯＬが運転者に向かって反射されると、運転者には、反射板３による虚像Ｖｉだけでなく、フロントウインドシールド７による虚像Ｖｉｂも視認されてしまう可能性がある。
　なお、「反射板３は、液晶ディスプレイ２と車両のフロントウインドシールド７との間に設けられる」とは、反射板３が、車両前後方向において液晶ディスプレイ２とフロントウインドシールド７の間に設けられている場合も含む。
　本実施形態では、液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬをＰ偏光とした上で、液晶ディスプレイ２を、出射光ＯＬのフロントウインドシールド７への入射角αが６９．７°以下となる領域に配置する。
　Ｐ偏光はＳ偏光と比較して反射率が小さくなる傾向があり、特に、ブリュースター角（５６°）の近辺において、Ｐ偏光の反射率は低く抑えられている。
　すなわち、液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬのフロントウインドシールド７への入射角αを、ブリュースター角の近辺である６９．７°以下とする。これによって、Ｐ偏光からなる液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬが、フロントウインドシールド７で反射されることを低減することができる。結果として、図４の比較例に示すような、フロントウインドシールド７の反射による虚像Ｖｉｂが乗員に視認されてしまうことを低減することができる。
　一方、反射板３の反射面３１は増反射処理がなされているため、Ｐ偏光の出射光ＯＬを運転者のアイポイントＥＰに向かって反射させることができる。運転者は反射板３の反射による虚像Ｖｉを視認することができる。
　なお、運転者は運転中にサングラスを着用することがあるが、サングラスはＳ偏光をカットするものが一般的である。液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬをＰ偏光とすることで、運転者が運転中にサングラスを着用していても、反射板３の反射による虚像Ｖｉを視認することができる。
　前記した実施形態では、表示部を液晶ディスプレイ２としたが、この態様に限定されない。例えば、表示部として有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイを用いることができる。有機ＥＬディスプレイの場合、バックライトや偏光板を省くことができるため、表示部を薄型化することができる。
　表示部として、液晶ディスプレイ２のようにＰ偏光およびＳ偏光を切り替えて出射するものを用いない場合は、表示部の出射光ＯＬからＳ偏光をカットする偏光フィルタを別途設けることができる。偏光フィルタは、例えば、収容部５２の、出射光ＯＬの光路上に配置することができる。
（２）液晶ディスプレイ２は、フロントウインドシールド７への出射光ＯＬの入射角αが４４°以上６４°以下となる領域に配置される。
　入射角αが４４°以上６４°以下の場合、フロントウインドシールド７での反射率が１．０％以下に抑えられる。これによって、液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬの、フロントウインドシールド７での反射率を、さらに低減することができる。
（３）表示装置１は、車両の走行情報を表示するメータ６１よりも車両の前方に配置される。
　具体的には、表示装置１を構成する反射板３が、メータ６１よりも車両前方側に配置される。また、反射板３は、メータ６１よりも上側に配置される。これによって、運転中は主に車両前方側の水平方向に視線ＬＳを向けている運転者が、視線ＬＳを大きく動かしたり、フォーカスの位置を大きく変更することなく、反射板３による虚像Ｖｉを視認することができる。
　また、表示装置１を構成する液晶ディスプレイ２は、インストルメントパネル５の内部において、メータ６１よりも車両前方側に配置される。インストルメントパネル５の内部にはステアリングメンバ６３や空調ダクト６４等の多数の部品が配置されているが、これらの部品への干渉を低減しつつ、液晶ディスプレイ２を配置することができる。
［変形例１］
　図５は、変形例１に係る表示装置１Ａの構成を模式的に示す図である。
　図５に示すように、変形例１では、反射板３の上端部３２に、庇部３３（遮光部）を設けている。庇部３３は、反射板３の上端部３２に接続し、上端部３２から車両後方側に向かって斜め上方に張り出す。庇部３３は、フロントウインドシールド７の傾斜に沿って延びる。すなわち、庇部３３は、鉛直線方向において、液晶ディスプレイ２とフロントウインドシールド７の間に位置している。
　庇部３３は反射板３と同様に不透光性の部材で構成されるが、反射面３１のように増反射処理は行われていない。
　このような庇部３３を設けることで、液晶ディスプレイ２から出射されフロントウインドシールド７に向かう光の少なくとも一部が、庇部３３によって遮られる。これによって、液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬがフロントウインドシールド７に入射することが低減されるため、フロントウインドシールド７における出射光ＯＬの反射をさらに低減することができる。
　また、庇部３３をフロントウインドシールド７の傾斜に沿って設けることで、庇部３３が、反射板３で反射された出射光ＯＬの、運転者のアイポイントＥＰに向かう光路を阻害することを低減することができる。
　以上の通り、変形例１に係る表示装置１Ａは以下の構成を備える。
（４）液晶ディスプレイ２からウインドシールドへ向かう光の少なくとも一部を遮る庇部３３（遮光部）を備える。
　これによって、液晶ディスプレイ２の出射光ＯＬがフロントウインドシールド７の入射することが低減されるため、フロントウインドシールド７における出射光ＯＬの反射をさらに低減することができる。
（５）庇部３３は、反射板３の上端部３２に設けられる。
　フロントウインドシールド７は、反射板３の上端部３２の上側に延在しているため、庇部３３を反射板３の上端部３２に設けることで、液晶ディスプレイ２からフロントウインドシールド７に向かう光を効果的に遮ることができる。
　なお、変形例１では、遮光部として、反射板３に取り付けた庇部を説明したが、この態様に限定されない。例えば、庇部は、インストルメントパネル５の上面５１に設けても良い。庇部は、例えば、インストルメントパネル５の上面５１の一部を隆起させて設けても良く、あるいはインストルメントパネル５とは別体の部材を上面５１に取り付けても良い。
１　　表示装置
２　　液晶ディスプレイ
３　　反射板
３１　反射面
３２　上端部
３３　庇部
５　　インストルメントパネル
５１　上面
５２　収容部
５３　開口部
６１　メータ
６２　ステアリングホイール
６３　ステアリングメンバ
６４　空調ダクト
７　　フロントウインドシールド
７１　帯状部
８　　ダッシュパネル
ＶＲ　車室
ＥＰ　アイポイント
ＯＬ　出射光
ＯＰ　光路
Ｖｉ　虚像
ＬＳ　視線

Claims (5)

  1. 　Ｐ偏光からなる光を出射する表示部と、
    　車両前後方向において、前記表示部と車両のウインドシールドとの間に設けられ、前記表示部からの出射光を乗員のアイポイントに向かって反射させる反射板と、を備え、
    　前記反射板は、Ｐ偏光を反射する増反射処理がなされた反射面を有し、
    　前記表示部は、前記出射光の前記ウインドシールドへの入射角が６９．７°以下となる領域に配置される、表示装置。
  2. 　前記表示部は、前記ウインドシールドへの前記出射光の入射角が４４°以上６４°以下となる領域に配置される、請求項１記載の表示装置。
  3. 　前記表示部から前記ウインドシールドへ向かう光の少なくとも一部を遮る遮光部を備える、請求項１記載の表示装置。
  4. 　前記遮光部は、前記反射板の上端部に設けられる、請求項３記載の表示装置。
  5. 　前記車両の走行情報を表示するメータよりも車両の前方に配置される、請求項１～３のいずれか一項に記載の表示装置。
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