WO2024106112A1 - 車両用表示装置 - Google Patents

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WO2024106112A1
WO2024106112A1 PCT/JP2023/037623 JP2023037623W WO2024106112A1 WO 2024106112 A1 WO2024106112 A1 WO 2024106112A1 JP 2023037623 W JP2023037623 W JP 2023037623W WO 2024106112 A1 WO2024106112 A1 WO 2024106112A1
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WO
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display
light
polarized sunglasses
display device
base plate
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/037623
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
伸幸 高橋
Original Assignee
矢崎総業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 矢崎総業株式会社 filed Critical 矢崎総業株式会社
Publication of WO2024106112A1 publication Critical patent/WO2024106112A1/ja

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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—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/23—Head-up displays [HUD]
    • 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 for a vehicle.
  • vehicles are equipped with a vehicle display device that displays information to be provided to passengers in the vehicle cabin as a virtual image.
  • This vehicle display device is a so-called head-up display device, and includes a display device that emits display information to be projected onto a projection target as display light, and a reflecting member that reflects the display light emitted from the display device and projects the display light onto a projection target such as a windshield.
  • This vehicle display device allows passengers to view display information corresponding to the display light projected onto the projection target as a virtual image.
  • reflected light that is mainly composed of S-polarized light is reflected from the projection target toward the passenger.
  • the S-polarized light is cut off by polarized sunglasses.
  • Patent Document 1 discloses a technology in which the polarization direction of the display device's emitted light (display light) is switched between when polarized sunglasses are used and when they are not used, and when polarized sunglasses are used, the reflected light of the polarized component that can pass through the polarized sunglasses is reflected.
  • the vehicle display device in Patent Document 1 uses an electric motor to drive and rotate the wave plate onto which the emitted light is incident, in order to switch the polarization direction of the light emitted from the display depending on whether or not polarized sunglasses are being used.
  • a wave plate is placed between the display and the reflective member, and external light is reflected by the reflective member and directed toward the wave plate. For this reason, in this vehicle display device, when external light is incident on the wave plate, the wave plate may heat up due to the influence of infrared light, which may reduce its durability.
  • the present invention aims to provide a vehicle display device that can improve the durability of the wave plate.
  • the present invention comprises a housing, a display device which emits display information as display light within the housing to be viewed as a virtual image by a passenger in the vehicle cabin, a reflecting member which reflects the display light emitted from the display device within the housing and projects the display light from an opening in the housing onto a projection surface within the vehicle cabin, a polarization switching unit which is disposed between the display device and the reflecting member and which switches the polarization direction of the display light emitted from the display device between a polarized sunglasses non-use mode in which the passenger is not using polarized sunglasses and a polarized sunglasses use mode in which the passenger is using polarized sunglasses, and outputs the display light to the reflecting member, and a control device which controls the operation of the display device and the polarization switching unit, the polarization switching unit comprising a light-transmitting, plate-shaped base plate, and a polarizing switch unit which switches the polarization direction of the display light emitted from the display device between a polarized sunglasses non-use mode in
  • the infrared light blocking layer allows visible light (i.e., the display light of the display device passing through the base plate and wave plate) to pass through, so that the display information related to the display light of the display device can be visually recognized by the occupants as a virtual image. Furthermore, in this vehicle display device, even if external light that has entered the housing through the opening is directed toward the base plate and wave plate, the infrared light in that external light is reflected by the infrared light blocking layer and does not reach the wave plate. As a result, in this vehicle display device, heat generation in the wave plate caused by infrared light is suppressed, and the durability of the wave plate can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a vehicle display device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an optical path of the vehicle display device according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a polarization switching unit.
  • FIG. 4 is a perspective view of the polarization switching unit as seen from a different angle.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing the polarization switching unit.
  • Reference numeral 1 in Fig. 1 and Fig. 2 indicates a vehicle display device according to an embodiment.
  • This vehicle display device 1 is a so-called head-up display device that displays information to passengers in the vehicle (such as an automobile) as a virtual image.
  • This vehicle display device 1 projects display light related to display information onto a projection target such as a windshield inside the vehicle cabin, and reflects the display light from the projection target toward the occupant, thereby allowing the occupant to view a virtual image of the display information.
  • a projection target such as a windshield inside the vehicle cabin
  • the main component of the reflected light toward the occupant is S-polarized light.
  • polarized sunglasses that may be used by occupants are primarily intended to cut S-polarized light. For this reason, when polarized sunglasses are used, the brightness of the virtual image is lower than when polarized sunglasses are not used.
  • this vehicle display device 1 is configured as follows, and by reducing the difference in brightness of the virtual image between when the occupant is not using polarized sunglasses and when the occupant is using polarized sunglasses, the visibility of the virtual image when polarized sunglasses are used is improved.
  • the vehicle display device 1 includes a display device 10 that emits display information as display light within a housing 71 described below, which is to be viewed as a virtual image by occupants in the vehicle cabin (Figs. 1 and 2).
  • the display device 10 includes a backlight unit 20 and a light-transmitting, plate-like display unit 30, and transmits light irradiated from the backlight unit 20 to the display unit 30, causing it to be emitted from the display unit 30 as display light for the display information (Figs. 1 and 2).
  • the vehicle display device 1 includes a reflecting member 40 that reflects the display light emitted from the display 10 inside the housing 71 and projects the display light from the opening 71a of the housing 71 onto the projection area Rwf inside the vehicle cabin (Figs. 1 and 2).
  • the reflecting member 40 is, for example, a magnifying mirror that magnifies and reflects the display light emitted from the display 10.
  • an aspheric (free-form surface) mirror is used as the reflecting member 40.
  • the display light projected onto the projection area Rwf is reflected from the projection area Rwf to the eye point EP or eye box EB, and is visually recognized as a virtual image by the occupant (Fig. 1).
  • the eye point EP indicates the position of the eyes of the occupant inside the vehicle cabin.
  • the eye box EB indicates the range of the eye point EP at which the virtual image can be visually recognized.
  • the vehicle display device 1 includes a polarization switching unit 50 that is disposed between the display device 10 and the reflecting member 40, and switches the polarization direction of the display light emitted from the display device 10 between a polarized sunglasses non-use mode in which the occupant is not using polarized sunglasses and a polarized sunglasses use mode in which the occupant is using polarized sunglasses, and emits the display light to the reflecting member 40 (Figs. 1 to 5).
  • the reflecting member 40 receives the light emitted from the polarization switching unit 50 and reflects the emitted light toward the projection target Rwf.
  • This vehicle display device 1 includes a control device 60 that controls the operation of the display device 10 and the polarization switching unit 50 ( Figure 1).
  • This vehicle display device 1 further includes a housing 71 that houses at least the display 10, the reflecting member 40, and the polarization switching unit 50, and a transparent cover 72 that covers the opening 71a of this housing 71 (FIGS. 1 and 2).
  • the display light reflected by the reflecting member 40 is emitted from the cover 72 to the outside of the housing 71, and projected onto the projection target Rwf that exists beyond.
  • the vehicle display device 1 shown here is housed in the instrument panel Pi inside the vehicle cabin with the cover 72 exposed, and projects the display light reflected by the reflecting member 40 onto the projection target Rwf (FIG. 1). Then, this vehicle display device 1 reflects the display light from the projection target Rwf toward the eye point EP or eye box EB.
  • the projection portion Rwf refers to the windshield (here, the front windshield Wf) itself or a part thereof.
  • the projection portion Rwf may also be formed as a half mirror that receives display light from the reflecting member 40 on a reflective surface, reflects it to the eye point EP or eye box EB, and emits light from outside the vehicle toward the occupant.
  • the projection portion Rwf as a half mirror is formed as a semi-transparent film that conforms to the curved shape of the windshield (front windshield Wf) and is attached to the wall surface of the windshield on the inside of the vehicle compartment with an adhesive.
  • the projection portion Rwf as a half mirror may also be formed as a semi-transparent film that conforms to the curved shape of the windshield (front windshield Wf) and is sealed together with an intermediate film in the windshield of laminated glass.
  • the projection portion Rwf as a half mirror may also be a semi-transparent coating that is coated, for example, on the wall surface of the windshield (front windshield Wf) on the inside of the vehicle compartment.
  • the projected portion Rwf may be a combiner that covers the front windshield Wf from the inside of the vehicle compartment.
  • the backlight unit 20 comprises a light source 21, a control board 22 for the light source 21, and a heat sink 23 for dissipating heat generated by the light source 21 (Fig. 2).
  • the light source 21 is a light-emitting element. In this example, a light-emitting diode element is used as the light-emitting element.
  • the backlight unit 20 comprises a plurality of light sources 21 arranged in the vertical direction.
  • the control board 22 electrically connects the light source 21 to a power source via a wiring pattern. On the board surface 22a of the control board 22 shown here, a plurality of light sources 21 are arranged at equal intervals in both the vertical direction and the direction perpendicular to the vertical direction (Fig. 2).
  • the backlight unit 20 further includes a focusing lens 24 that is disposed opposite the board surface 22a of the control board 22 and focuses light from the light source 21 (hereinafter referred to as "light source light") that is interposed between the control board 22 and the board surface 22a, and a field lens 25 that diffuses and distributes the light source light focused by the focusing lens 24 ( Figure 2).
  • a focusing lens 24 that is disposed opposite the board surface 22a of the control board 22 and focuses light from the light source 21 (hereinafter referred to as "light source light”) that is interposed between the control board 22 and the board surface 22a
  • a field lens 25 that diffuses and distributes the light source light focused by the focusing lens 24
  • the condenser lens 24 is a lens member made of glass or transparent resin that condenses the light source light from the light source 21.
  • the condenser lens 24 shown here is, for example, a condenser lens in which lens elements 24a for each light source 21 are arranged facing the light source 21.
  • the lens element 24a has an entrance surface through which the light source light from the light source 21 is incident, and an exit surface through which the light source light incident from the entrance surface is emitted, and is formed as a plano-convex lens with the entrance surface being a flat surface and the exit surface being a convex curved surface.
  • the field lens 25 is a lens member made of glass or transparent resin that aligns the direction of travel of the light source light emitted from the condenser lens 24, and is interposed between the condenser lens 24 and the display unit 30.
  • This field lens 25 has an entrance surface onto which the light source light of each light source 21 is incident via the condenser lens 24, and an exit surface from which the light source light incident from this entrance surface is emitted.
  • the field lens 25 shown here is, for example, a Fresnel lens.
  • the emission surface of the field lens 25 becomes the irradiation surface 20a ( Figure 2), and the traveling direction of the light source light from each light source 21 via the condenser lens 24 is aligned by the field lens 25, and the light source light is diffused and distributed from the irradiation surface 20a.
  • This backlight unit 20 irradiates the light source light emitted from the irradiation surface 20a as irradiation light to the display unit 30.
  • the display unit 30 allows the light irradiated from the irradiated surface 20a of the backlight unit 20 to enter the irradiated surface 30a on the back side, and emits the display light of the display information from the emission surface 30b on the front side toward the polarization switching unit 50 ( Figure 2).
  • This display unit 30 transmits the light irradiated from the irradiated surface 20a that has entered the irradiated surface 30a, and emits it from the emission surface 30b as display light.
  • the display unit 30 shown here uses a light-transmitting TFT liquid crystal (Thin Film Transistor Liquid Crystal Display).
  • This display unit 30 is controlled by the control device 60 to display the display information.
  • the display information may be image information such as letters, numbers, and figures.
  • the polarization switching unit 50 includes a light-transmitting, plate-like base plate 51 and a wave plate 52 that is arranged by overlapping an exit surface 52a on a wall surface 51a on the display device 10 side of the base plate 51, and that can change the polarization direction of the display light emitted from the display device 10 and emit it from the exit surface 52a (FIG. 2). Furthermore, the polarization switching unit 50 includes a drive device 53 that can rotate the wave plate 52 between a polarized sunglasses non-use position in a polarized sunglasses non-use mode and a polarized sunglasses use position in a polarized sunglasses use mode (FIG. 3).
  • the base plate 51 and the wave plate 52 are integrated so that there is no relative displacement, and the wave plate 52 is rotated together with the base plate 51 by the drive device 53.
  • the base plate 51 and the wave plate 52 may be integrated by bonding the wall surface 51a and the exit surface 52a with a light-transmitting adhesive.
  • the base plate 51 and the wave plate 52 may be integrated with each other by forming the wave plate 52 using imprint technology on the wall surface 51a of the glass base plate 51 facing the display 10.
  • This polarization switching unit 50 emits transmitted light with a main component of S-polarized components from the wavelength plate 52 in the position where the polarized sunglasses are not used, and emits transmitted light with a main component of P-polarized components from the wavelength plate 52 in the position where the polarized sunglasses are used.
  • the base plate 51 is formed as a transparent flat plate member with optical transparency so that the projected light emitted from the exit surface 52a of the wavelength plate 52 reaches the reflecting member 40.
  • the transmitted light emitted from the exit surface 52a of the wavelength plate 52 enters the base plate 51 from the wall surface 51a on the display 10 side, passes through this base plate 51, and is emitted toward the reflecting member 40 from the wall surface 51b on the reflecting member 40 side of the base plate 51 ( Figure 2).
  • the polarization switching unit 50 projects the projection light whose main component is the S-polarized component from the exit surface 52a of the wavelength plate 52 via the base plate 51 onto the reflecting member 40, while when the rotational position of the wavelength plate 52 is the position where polarized sunglasses are used, the polarization switching unit 50 projects the projection light whose main component is the P-polarized component from the exit surface 52a of the wavelength plate 52 via the base plate 51 onto the reflecting member 40.
  • the wavelength plate 52 transmits the display light from the display device 10 that is incident on the incident surface 52b so that the main component of the projection light (light emitted from the polarization switching unit 50) to be projected onto the reflecting member 40 is an S-polarized component when the rotation position is the position where polarized sunglasses are not used ( Figure 2). And, this wavelength plate 52 transmits the display light from the display device 10 that is incident on the incident surface 52b so that the main component of the projection light (light emitted from the polarization switching unit 50) to be projected onto the reflecting member 40 is a P-polarized component when the rotation position is the position where polarized sunglasses are used.
  • the wave plate 52 is well known in this technical field, and a 1/2 wave plate is used here.
  • the rotational position of this wave plate 52 where the fast axis coincides with the polarization direction of the display light from the display device 10 is the polarized sunglasses non-use position.
  • the rotational position of this wave plate 52 is the polarized sunglasses non-use position
  • the display light from the display device 10 is transmitted in its polarization direction. Therefore, when the rotational position of the wave plate 52 is the polarized sunglasses non-use position, projection light mainly composed of S-polarized components is emitted from the polarization switching unit 50 to the reflective member 40.
  • this wave plate 52 By rotating this wave plate 52 45 degrees from the position where polarized sunglasses are not used, the fast axis is shifted by 45 degrees relative to the polarization direction of the display light from the display unit 10, so that the display light from the display unit 10 that is incident on the entrance surface 52b is rotated by twice that angle (90 degrees) and emitted from the exit surface 52a as P-polarized transmitted light. Therefore, when the wave plate 52 is rotated 45 degrees from the position where polarized sunglasses are not used, projection light mainly composed of P-polarized components is emitted from the polarization switching unit 50 to the reflecting member 40. Therefore, the rotation position of this wave plate 52 rotated 45 degrees from the position where polarized sunglasses are not used is the position where polarized sunglasses are used.
  • the arrangement of the wave plate 52 in the polarized sunglasses not used position may be changed to the following.
  • This wave plate 52 shifts the fast axis by a predetermined angle ⁇ with respect to the polarization direction of the display light from the display device 10, rotates the polarization direction of the display light from the display device 10 by twice that angle (2 ⁇ ), and emits S-polarized transmitted light from the emission surface 52a.
  • the rotation position of the wave plate 52 is the polarized sunglasses not used position. Therefore, when the rotation position of the wave plate 52 is the polarized sunglasses not used position, projection light mainly composed of S-polarized components is emitted from the polarization switching unit 50 to the reflective member 40.
  • this wave plate 52 By rotating this wave plate 52 45 degrees from the position where polarized sunglasses are not used, the fast axis is shifted by ⁇ +45 degrees relative to the polarization direction of the display light from the display unit 10, so that the display light from the display unit 10 that is incident on the entrance surface 52b is rotated by twice the angle (2 ⁇ +90 degrees) and output from the exit surface 52a as P-polarized transmitted light. Therefore, when the wave plate 52 is rotated 45 degrees from the position where polarized sunglasses are not used, projection light mainly composed of P-polarized components is output from the polarization switching unit 50 to the reflecting member 40. Therefore, the rotation position of this wave plate 52 rotated 45 degrees from the position where polarized sunglasses are not used is the position where polarized sunglasses are used.
  • the wavelength plate 52 emits projection light whose main component is S-polarized component from the polarization switching unit 50 toward the reflecting member 40 in the polarized sunglasses not-used position. This allows the vehicle display device 1 to allow occupants who are not wearing polarized sunglasses to see a virtual image. Then, by rotating the wavelength plate 52 45 degrees from the polarized sunglasses not-used position to the polarized sunglasses used position, the wavelength plate 52 emits projection light whose main component is P-polarized component from the polarization switching unit 50 toward the reflecting member 40. This allows the vehicle display device 1 to allow occupants who are wearing polarized sunglasses to see a virtual image.
  • the driving device 53 has an electric motor 54 (Figs. 3 to 5) driven and controlled by the control device 60 as its driving source, and rotates the wave plate 52 integrated with the base plate 51 around a rotation axis perpendicular to its plane (the incident surface 52b on which the display light emitted from the display 10 is incident, and the exit surface 52a through which the incident light is transmitted and exits).
  • the driving device 53 includes a power transmission mechanism 55 (Fig. 5) that transmits the output torque of the electric motor 54 to the base plate 51 and the wave plate 52, and a holding mechanism 56 (Figs. 3 to 5) that holds the peripheral portions of the base plate 51 and the wave plate 52 so that they can rotate freely.
  • a stepping motor is used as the electric motor 54, and its output torque is transmitted to the base plate 51 and the wave plate 52 via a group of gears serving as a power transmission mechanism 55.
  • the power transmission mechanism 55 includes a spur gear-shaped pinion gear 55A arranged concentrically on the output shaft of the electric motor 54, and a rack 55B arranged on the periphery of the base plate 51 and the wave plate 52 and meshed with the pinion gear 55A ( Figure 5).
  • the holding mechanism 56 includes a first annular guide member 56A and a second annular guide member 56B that surround the peripheral portions of the base plate 51 and the wave plate 52 in the circumferential direction, and a first holding member 56C and a second holding member 56D that rotatably hold the base plate 51 and the wave plate 52 via the first guide member 56A and the second guide member 56B ( Figure 5).
  • the first guide member 56A and the second guide member 56B are annular members that sandwich and hold the peripheral portions of the base plate 51 and the wave plate 52 when assembled together, exposing the flat surfaces of both the wall surface 51b on the reflecting member 40 side of the base plate 51 and the incident surface 52b of the wave plate 52.
  • At least one of the first guide member 56A and the second guide member 56B has a cylindrical guide protrusion 56a arranged on an axis parallel to the rotation axis of the base plate 51 and the wave plate 52 ( Figures 3 to 5).
  • a pair of guide protrusions 56a protruding in opposite directions from each other on the parallel axis are provided in multiple sets (here, four sets) spaced apart in the rotation direction of the base plate 51 and the wave plate 52.
  • the pair of guide protrusions 56a are cylindrical protrusions that protrude in opposite directions from the annular main body of either the first guide member 56A or the second guide member 56B, and multiple sets are provided with a gap in the circumferential direction on each annular main body.
  • the pair of guide protrusions 56a are a cylindrical protrusion that protrudes from the annular main body of the first guide member 56A and a cylindrical protrusion that protrudes in the opposite direction from the annular main body of the second guide member 56B, and multiple sets are provided with a gap in the circumferential direction on each annular main body.
  • all of the guide protrusions 56a are provided on the first guide member 56A.
  • the rack 55B is provided on the peripheral portion of either the first guide member 56A or the second guide member 56B.
  • the rack 55B may be formed integrally with the peripheral portion of the main body of either the first guide member 56A or the second guide member 56B, or may be molded as a separate part and fixed to the peripheral portion.
  • the rack 55B is formed integrally with the peripheral portion of the annular main body of the first guide member 56A as part of the first guide member 56A ( Figure 5).
  • the first holding member 56C and the second holding member 56D when assembled together, rotatably hold the base plate 51 and the wave plate 52 via the first guide member 56A and the second guide member 56B.
  • the first holding member 56C and the second holding member 56D also rotatably hold the first guide member 56A and the second guide member 56B while leaving both the flat surfaces of the wall surface 51b on the reflecting member 40 side of the base plate 51 and the incident surface 52b of the wave plate 52 exposed.
  • the first holding member 56C is molded as a housing member that houses and rotatably holds the base plate 51, the wave plate 52, the first guide member 56A, and the second guide member 56B.
  • the first holding member 56C shown here also houses and operably holds the power transmission mechanism 55.
  • the second holding member 56D is like a cover member that covers the opening of the first holding member 56C while leaving the incident surface 52b of the wave plate 52 exposed, and rotatably holds the base plate 51, the wave plate 52, the first guide member 56A, and the second guide member 56B.
  • the electric motor 54 is fixed to this second holding member 56D.
  • the first holding member 56C has a through-hole or groove-shaped guide rail 56b for each pair of guide protrusions 56a that accommodates and guides one of the pair of guide protrusions 56a ( Figures 4 and 5).
  • the second holding member 56D has a through-hole or groove-shaped guide rail 56b for each pair of guide protrusions 56a that accommodates and guides the other of the pair of guide protrusions 56a ( Figures 3 and 5).
  • the guide rail 56b shown here is formed in a through-hole shape.
  • the pair of guide rails 56b facing each other in the axial direction of the rotation axis of the base plate 51 and the wave plate 52 guide the pair of guide protrusions 56a along the rotation trajectory when the base plate 51 and the wave plate 52 are rotated between the polarized sunglasses non-use position and the polarized sunglasses use position.
  • the pair of guide protrusions 56a and the pair of guide rails 56b shown here are formed so that, for each combination, the base plate 51 and the wave plate 52 can be rotated at least between a position where polarized sunglasses are not used and a position where polarized sunglasses are used (i.e., at least 45 degrees) from one end of the guide rails 56b to the other end.
  • the position where the polarized sunglasses are not used is set as the origin of the rotational positions of the base plate 51 and the wave plate 52.
  • the origin is the rotational position of the base plate 51 and the wave plate 52 when the guide protrusion 56a is positioned at one end of the guide rail 56b.
  • the control device 60 drives and controls the electric motor 54 of the drive device 53 and controls the rotational positions of the base plate 51 and the wavelength plate 52 depending on whether the requested viewing mode is a mode without polarized sunglasses or a mode with polarized sunglasses. For example, the control device 60 determines that there has been a command to switch the requested viewing mode to a mode without polarized sunglasses or a mode with polarized sunglasses based on a requested viewing mode switching command signal accompanying a switching operation of a requested viewing mode switching switch by the occupant, a pressing operation or a touch operation of a requested viewing mode setting button, etc., and determines whether the requested viewing mode is a mode without polarized sunglasses or a mode with polarized sunglasses.
  • the control device 60 supplies an excitation current to the electric motor 54 to rotate the base plate 51 and the wave plate 52 to the rotation position of the requested viewing mode.
  • the control device 60 drives and controls the electric motor 54 of the drive device 53 to rotate the base plate 51 and the wave plate 52 to the position in which polarized sunglasses are not used.
  • the control device 60 drives and controls the electric motor 54 of the drive device 53 to rotate the base plate 51 and the wave plate 52 to the position in which polarized sunglasses are used.
  • the display light of the display 10 is projected onto the reflecting member 40 via the base plate 51 and the wave plate 52 in a rotational position corresponding to the requested viewing mode, and the display light reflected by the reflecting member 40 is projected onto the projection area Rwf, allowing the occupant to view it as a virtual image.
  • the display light reflected by the reflecting member 40 exits the housing 71 from the opening 71a and is projected onto the projection area Rwf in the vehicle cabin.
  • the vehicle display device depending on the shape of the opening 71a and the arrangement of the base plate 51 and the wave plate 52, there is a possibility that the external light that enters the housing 71 from the opening 71a may directly head toward the base plate 51 and the wave plate 52.
  • the external light includes visible light, infrared light, etc. Therefore, in this vehicle display device 1, when the external light that has entered the housing 71 is directed toward the base plate 51, the wavelength plate 52 may generate heat due to the influence of the infrared light, which may reduce its durability.
  • an infrared light blocking layer 57 that transmits visible light while reflecting infrared light is provided on the wall surface 51b of the base plate 51 facing the reflective member 40 ( Figures 2, 4, and 5).
  • This infrared light blocking layer 57 is, for example, a hot mirror provided on the wall surface 51b of the base plate 51 facing the reflective member 40. Therefore, a glass base plate 51 is used here, and the wall surface 51b of the base plate 51 facing the reflective member 40 is subjected to hot mirror processing to form a hot mirror as the infrared light blocking layer 57 on the wall surface 51b.
  • the infrared light blocking layer 57 can transmit visible light (i.e., the display light of the display device 10 via the base plate 51 and the wave plate 52), so that, as described above, the display information related to the display light of the display device 10 can be visually recognized by the occupant as a virtual image.
  • visible light i.e., the display light of the display device 10 via the base plate 51 and the wave plate 52
  • the infrared light in the external light is reflected by the infrared light blocking layer 57 and does not reach the wave plate 52.
  • this vehicle display device 1 in order to obtain the same effect as that of the infrared light blocking layer 57, it is also possible to provide a cold mirror as a visible light blocking layer that reflects visible light while transmitting infrared light on the reflective surface of the reflective member 40 by cold mirror treatment.
  • the reflective member 40 made of resin cannot be used in this vehicle display device 1, and a reflective member 40 made of glass, for example, must be used, which may result in an increase in weight.
  • the area of the reflective surface of the reflective member 40 is made larger than the area of the wall surface 51b on the reflective member 40 side of the base plate 51.
  • the area required for the treatment will be larger than that required for the hot mirror treatment of the base plate 51, which may result in an increase in cost. Therefore, in this embodiment of the vehicle display device 1, by providing a hot mirror as an infrared light blocking layer 57 on the base plate 51, it is possible to reduce the weight by using a resin reflective member 40, and it is also possible to prevent the cost from rising.

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Abstract

本発明の車両用表示装置（１）は、表示器（１０）と、表示器（１０）から出射された表示光を筐体（７１）の中で反射させて被投影部に投影させる反射部材（４０）と、表示器（１０）から出射された表示光について、偏光サングラス不使用モードと偏光サングラス使用モードとで偏光方向を切り替えて反射部材（４０）へと出射させる偏光切替ユニット（５０）と、その動作を制御する制御装置と、を備え、偏光切替ユニット（５０）は、光透過性を持つ板状の基材プレート（５１）と、基材プレート（５１）における表示器（１０）側の壁面（５１ａ）に出射面（５２ａ）を重ね合わせて設け、表示器（１０）から出射された表示光の偏光方向を変えて出射させる波長板（５２）と、波長板（５２）を回転させる駆動装置と、を備え、基材プレート（５１）における反射部材（４０）側の壁面（５１ｂ）には、可視光を透過させる一方、赤外光を反射させる赤外光遮断層（５７）が設けられている。

Description

車両用表示装置
　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虚像表示させる車両用表示装置が搭載されている。この車両用表示装置は、所謂ヘッドアップディスプレイ装置であり、被投影部に投影させる表示情報を表示光として出射する表示器と、この表示器から出射された表示光を反射させて、この表示光をウインドシールド等の被投影部に投影させる反射部材と、を備えている。この車両用表示装置は、その被投影部に投影されている表示光に応じた表示情報を乗員に虚像として視認させる。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被投影部から乗員に向けて反射される。しかしながら、一般に、そのＳ偏光は、偏光サングラスでカットされてしまう。このため、乗員が偏光サングラスをかけているときには、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には、表示器の出射光（表示光）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。この特許文献１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。
特開２０１３－５７８９７号公報
　ところで、従来の車両用表示装置においては、表示器と反射部材との間に波長板が配置されており、外光が反射部材で反射して波長板に向かう。このため、この車両用表示装置においては、波長板に外光が入射した際に、赤外光の影響を受けて波長板が発熱し、その耐久性を低下させてしまう虞がある。
　そこで、本発明は、波長板の耐久性を向上させ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、筐体と、車室内の乗員に虚像として視認させる表示情報を前記筐体の中で表示光として出射する表示器と、前記表示器から出射された前記表示光を前記筐体の中で反射させて、前記表示光を前記筐体の開口から車室内の被投影部に投影させる反射部材と、前記表示器と前記反射部材との間に配置され、かつ、前記表示器から出射された前記表示光について、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前記反射部材へと出射させる偏光切替ユニットと、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、光透過性を持つ板状の基材プレートと、前記基材プレートにおける前記表示器側の壁面に出射面を重ね合わせて設け、前記表示器から出射された前記表示光の偏光方向を変えて前記出射面から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、前記基材プレートにおける前記反射部材側の壁面には、可視光を透過させる一方、赤外光を反射させる赤外光遮断層を設け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、赤外光遮断層で可視光（つまり、基材プレート及び波長板を介した表示器の表示光）を透過させることができるので、表示器の表示光に関わる表示情報を乗員に虚像として視認させることができる。そして、この車両用表示装置においては、開口から筐体の中に入り込んだ外光が基材プレート及び波長板に向かったとしても、その外光における赤外光を赤外光遮断層で反射させて波長板に到達させない。このため、この車両用表示装置においては、赤外光に起因する波長板の発熱が抑えられるので、その波長板の耐久性を向上させることができる。
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、実施形態の車両用表示装置の光路について説明する模式図である。 図３は、偏光切替ユニットを示す斜視図である。 図４は、偏光切替ユニットを別角度から見た斜視図である。 図５は、偏光切替ユニットを示す分解斜視図である。
　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５に基づいて説明する。
　図１及び図２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、表示情報に係る表示光を車室内のウインドシールド等の被投影部に投影し、この被投影部で表示光を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、被投影部においては、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下記の筐体７１の中で表示光として出射する表示器１０を備える（図１及び図２）。この表示器１０は、バックライトユニット２０と光透過型の板状の表示ユニット３０とを備えるものであり、バックライトユニット２０から表示ユニット３０に照射させた照射光を透過させ、表示情報の表示光として表示ユニット３０から出射させる（図１及び図２）。
　更に、この車両用表示装置１は、その表示器１０から出射された表示光を筐体７１の中で反射させて、その表示光を筐体７１の開口７１ａから車室内の被投影部Ｒｗｆに投影させる反射部材４０を備える（図１及び図２）。この反射部材４０は、例えば、表示器１０から出射された表示光を拡大させて反射させる拡大ミラーである。この反射部材４０としては、例えば、非球面（自由曲面）ミラーが用いられる。被投影部Ｒｗｆに投影された表示光は、この被投影部ＲｗｆからアイポイントＥＰ又はアイボックスＥＢに反射されることによって、乗員に虚像として視認される（図１）。アイポイントＥＰとは、車室内の乗員の目の位置を示すものである。アイボックスＥＢとは、虚像の視認が可能なアイポイントＥＰの範囲を示すものである。
　更に、この車両用表示装置１は、表示器１０と反射部材４０との間に配置され、かつ、表示器１０から出射された表示光について、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反射部材４０へと出射させる偏光切替ユニット５０を備える（図１から図５）。反射部材４０は、偏光切替ユニット５０からの出射光を受け、その出射光を被投影部Ｒｗｆに向けて反射させる。
　この車両用表示装置１は、表示器１０と偏光切替ユニット５０の動作を制御する制御装置６０を備える（図１）。
　この車両用表示装置１は、更に、少なくとも表示器１０と反射部材４０と偏光切替ユニット５０とを内方に収容させる筐体７１と、この筐体７１の開口７１ａを塞ぐ透明のカバー７２と、を備える（図１及び図２）。この車両用表示装置１においては、反射部材４０で反射させた表示光をカバー７２から筐体７１の外に出射させ、その先に存在している被投影部Ｒｗｆに投影させる。ここで示す車両用表示装置１は、カバー７２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、被投影部Ｒｗｆに反射部材４０で反射させた表示光を投影させる（図１）。そして、この車両用表示装置１は、その被投影部Ｒｗｆで表示光をアイポイントＥＰ又はアイボックスＥＢに向けて反射させる。
　ここで、被投影部Ｒｗｆとは、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）そのもの又はその一部分のことである。また、被投影部Ｒｗｆは、反射面で反射部材４０からの表示光を受けてアイポイントＥＰ又はアイボックス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たものであってもよい。例えば、このハーフミラーとしての被投影部Ｒｗｆ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半透過性の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、このハーフミラーとしての被投影部Ｒｗｆ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半透過性の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、このハーフミラーとしての被投影部Ｒｗｆ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半透過性の被膜であってもよい。尚、被投影部Ｒｗｆは、フロントウインドシールドＷｆを車室内側から覆うコンバイナであってもよい。
　バックライトユニット２０は、光源２１と、この光源２１の制御基板２２と、光源２１で発生した熱を放熱させるヒートシンク２３と、を備える（図２）。光源２１は、発光素子である。ここでは、その発光素子として発光ダイオード素子を用いている。バックライトユニット２０は、鉛直方向に複数配列された光源２１を備えている。制御基板２２は、配線パターンを介して光源２１と電源を電気的に接続させる。ここで示す制御基板２２の基板面２２ａには、鉛直方向と鉛直方向に直交する方向とに各々等間隔で複数並べた光源２１が配置されている（図２）。
　更に、バックライトユニット２０は、制御基板２２の基板面２２ａに対して対向配置され、その基板面２２ａとの間に介在する光源２１からの光（以下、「光源光」という。）を集光させる集光レンズ２４と、この集光レンズ２４で集光させた光源光を拡散配光させるフィールドレンズ２５と、を備える（図２）。
　集光レンズ２４は、光源２１からの光源光を集光させるガラス又は透明樹脂から成るレンズ部材である。ここで示す集光レンズ２４には、例えば、光源２１毎のレンズ素子２４ａが光源２１と向かい合わせに配列されたコンデンサレンズを用いる。そのレンズ素子２４ａは、光源２１からの光源光を入射させる入射面と、この入射面から入射してきた光源光を出射させる出射面と、を有しており、その入射面が平坦面で且つ出射面が凸状の湾曲面の平凸レンズとして形成されている。
　フィールドレンズ２５は、集光レンズ２４から出射された光源光の進行方向を揃えるガラス又は透明樹脂から成るレンズ部材であり、集光レンズ２４と表示ユニット３０との間に介在させる。このフィールドレンズ２５は、集光レンズ２４を介したそれぞれの光源２１の光源光を入射させる入射面と、この入射面から入射してきた光源光を出射させる出射面と、を有する。ここで示すフィールドレンズ２５には、例えば、フレネルレンズを用いる。
　バックライトユニット２０においては、そのフィールドレンズ２５の出射面が照射面２０ａとなり（図２）、集光レンズ２４を介したそれぞれの光源２１の光源光の進行方向をフィールドレンズ２５で揃えて、その照射面２０ａから光源光を拡散配光させる。このバックライトユニット２０は、照射面２０ａから出射させた光源光を照射光として表示ユニット３０に照射させる。
　表示ユニット３０は、バックライトユニット２０の照射面２０ａからの照射光を裏面の被照射面３０ａに入射させ、表示情報の表示光を表面の出射面３０ｂから偏光切替ユニット５０に向けて出射させる（図２）。この表示ユニット３０は、被照射面３０ａに入射した照射面２０ａからの照射光を透過させ、表示光として出射面３０ｂから出射させる。ここで示す表示ユニット３０は、光透過型のＴＦＴ液晶（Thin　Film　Transistor　Liquid　Crystal　Display）を用いる。この表示ユニット３０は、制御装置６０によって制御され、表示情報を表示させる。例えば、その表示情報としては、文字、数字、図形等の画像情報が表示される。
　偏光切替ユニット５０は、光透過性を持つ板状の基材プレート５１と、この基材プレート５１における表示器１０側の壁面５１ａに出射面５２ａを重ね合わせて設け、表示器１０から出射された表示光の偏光方向を変えて出射面５２ａから出射させることが可能な波長板５２と、を備える（図２）。更に、この偏光切替ユニット５０は、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５２を回転させることが可能な駆動装置５３を備える（図３）。この偏光切替ユニット５０においては、基材プレート５１と波長板５２を相対的な変位無きよう一体化させており、その基材プレート５１と一緒に駆動装置５３で波長板５２を回転させる。例えば、基材プレート５１と波長板５２は、光透過性の接着剤で壁面５１ａと出射面５２ａを貼り合わせて一体化させたものであってもよい。また、基材プレート５１と波長板５２は、ガラス製の基材プレート５１における表示器１０側の壁面５１ａにインプリント技術を用いて波長板５２を形成し、これにより互いを一体化させたものであってもよい。
　この偏光切替ユニット５０は、偏光サングラス不使用位置の波長板５２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５２から主成分がＰ偏光成分の透過光を出射させる。基材プレート５１は、その波長板５２の出射面５２ａから出射させた投射光を反射部材４０に到達させるため、光透過性を持つ透明な平板状の板部材として成形されている。よって、この偏光切替ユニット５０においては、その波長板５２の出射面５２ａから出射させた透過光が表示器１０側の壁面５１ａから基材プレート５１に入射し、この基材プレート５１を透過して当該基材プレート５１における反射部材４０側の壁面５１ｂから反射部材４０に向けて出射する（図２）。つまり、この偏光切替ユニット５０は、波長板５２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波長板５２の出射面５２ａから基材プレート５１を介して反射部材４０に投射させる一方、波長板５２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波長板５２の出射面５２ａから基材プレート５１を介して反射部材４０に投射させる。
　そこで、波長板５２には、回転位置が偏光サングラス不使用位置のときに、反射部材４０に投射させる投射光（偏光切替ユニット５０からの出射光）の主成分がＳ偏光成分となるように、入射面５２ｂに入射してきた表示器１０からの表示光を透過させる（図２）。そして、この波長板５２には、回転位置が偏光サングラス使用位置のときに、反射部材４０に投射させる投射光（偏光切替ユニット５０からの出射光）の主成分がＰ偏光成分となるように、入射面５２ｂに入射してきた表示器１０からの表示光を透過させる。
　波長板５２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５２は、例えば、表示器１０からの表示光がＳ偏光の場合、速軸を表示器１０からの表示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５２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からの表示光をその偏光方向のまま透過させる。このため、反射部材４０には、波長板５２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５０から出射される。
　この波長板５２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からの表示光の偏光方向に対して４５度ずれるので、入射面５２ｂに入射してきた表示器１０からの表示光をその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面５２ａから出射させる。このため、反射部材４０には、波長板５２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５０から出射される。よって、この波長板５２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５２は、表示器１０からの表示光の主成分が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５２は、速軸を表示器１０からの表示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からの表示光の偏光方向を回転させてＳ偏光の透過光を出射面５２ａから出射させる。波長板５２は、その回転位置を偏光サングラス不使用位置とする。このため、反射部材４０には、波長板５２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５０から出射される。
　この波長板５２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からの表示光の偏光方向に対してθ＋４５度ずれるので、入射面５２ｂに入射してきた表示器１０からの表示光をその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面５２ａから出射させる。このため、反射部材４０には、波長板５２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５０から出射される。よって、この波長板５２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５２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５０から反射部材４０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５２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５０から反射部材４０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５３は、制御装置６０に駆動制御される電動モータ５４（図３から図５）を駆動源とするものであり、基材プレート５１と一体になった波長板５２をその平面（表示器１０から出射された表示光が入射する入射面５２ｂ、その入射光が透過して出射する出射面５２ａ）に直交する回転軸の軸周りに回転させる。この駆動装置５３は、電動モータ５４の出力トルクを基材プレート５１及び波長板５２に伝達させる動力伝達機構５５（図５）と、基材プレート５１及び波長板５２の周縁部を回転自在に保持する保持機構５６（図３から図５）と、を備える。
　ここで示す駆動装置５３においては、電動モータ５４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５５としての歯車群を介して基材プレート５１及び波長板５２に伝達させる。その動力伝達機構５５は、電動モータ５４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５５Ａと、基材プレート５１及び波長板５２の周縁部に配置され、ピニオンギヤ５５Ａに噛み合わされたラック５５Ｂと、を備える（図５）。
　保持機構５６は、基材プレート５１及び波長板５２の周縁部を周方向に亘って囲う環状の第１ガイド部材５６Ａ及び環状の第２ガイド部材５６Ｂと、この第１ガイド部材５６Ａ及び第２ガイド部材５６Ｂを介して基材プレート５１及び波長板５２を回転自在に保持する第１保持部材５６Ｃ及び第２保持部材５６Ｄと、を備える（図５）。
　第１ガイド部材５６Ａと第２ガイド部材５６Ｂは、互いに組み付けた状態で基材プレート５１及び波長板５２の周縁部を挟み込んで保持する環状部材であり、基材プレート５１における反射部材４０側の壁面５１ｂと波長板５２の入射面５２ｂの双方の平面を露出させる。この第１ガイド部材５６Ａと第２ガイド部材５６Ｂは、その内の少なくとも一方に、基材プレート５１及び波長板５２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５６ａを有する（図３から図５）。保持機構５６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５６ａを基材プレート５１及び波長板５２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５６ａは、第１ガイド部材５６Ａと第２ガイド部材５６Ｂ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５６ａは、第１ガイド部材５６Ａ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５６Ｂ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５６Ａに全てのガイド突起５６ａを設けている。
　ここで、ラック５５Ｂは、この第１ガイド部材５６Ａと第２ガイド部材５６Ｂの内の何れか一方の周縁部に設ける。このラック５５Ｂは、第１ガイド部材５６Ａと第２ガイド部材５６Ｂ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５６Ａの一部分として、この第１ガイド部材５６Ａの環状の主体の周縁部に対してラック５５Ｂが一体になって形成されている（図５）。
　第１保持部材５６Ｃと第２保持部材５６Ｄは、互いに組み付けた状態で第１ガイド部材５６Ａ及び第２ガイド部材５６Ｂを介して基材プレート５１及び波長板５２を回転自在に保持する。また、この第１保持部材５６Ｃと第２保持部材５６Ｄは、基材プレート５１における反射部材４０側の壁面５１ｂと波長板５２の入射面５２ｂの双方の平面を露出させたまま、第１ガイド部材５６Ａ及び第２ガイド部材５６Ｂを回転自在に保持する。
　第１保持部材５６Ｃは、基材プレート５１と波長板５２と第１ガイド部材５６Ａと第２ガイド部材５６Ｂ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５６Ｃには、動力伝達機構５５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５６Ｄは、波長板５２の入射面５２ｂを露出させたまま第１保持部材５６Ｃの開口を覆うカバー部材の如きものであり、基材プレート５１と波長板５２と第１ガイド部材５６Ａと第２ガイド部材５６Ｂを回転自在に保持する。電動モータ５４は、この第２保持部材５６Ｄに固定されている。
　第１保持部材５６Ｃは、一対のガイド突起５６ａ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５６ｂを一対のガイド突起５６ａ毎に有する（図４及び図５）。これと同じように、第２保持部材５６Ｄは、一対のガイド突起５６ａ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５６ｂを一対のガイド突起５６ａ毎に有する（図３及び図５）。ここで示すガイドレール５６ｂは、貫通孔状に形成されている。基材プレート５１及び波長板５２の回転軸の軸方向で向かい合う一対のガイドレール５６ｂは、基材プレート５１及び波長板５２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５６ａを案内する。
　ここで示す一対のガイド突起５６ａと一対のガイドレール５６ｂは、その組み合わせ毎に、ガイドレール５６ｂの一端から他端まで基材プレート５１及び波長板５２を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で（つまり、少なくとも４５度）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５０においては、偏光サングラス不使用位置を基材プレート５１及び波長板５２の回転位置の原点とする。例えば、ここでは、ガイド突起５６ａがガイドレール５６ｂの一端に配置されているときの基材プレート５１及び波長板５２の回転位置を原点とする。
　制御装置６０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５３の電動モータ５４を駆動制御し、基材プレート５１及び波長板５２の回転位置制御を行う。例えば、制御装置６０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６０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５４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基材プレート５１及び波長板５２を回転させる。この制御装置６０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５３の電動モータ５４を駆動制御して、基材プレート５１及び波長板５２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６０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５３の電動モータ５４を駆動制御して、基材プレート５１及び波長板５２を偏光サングラス使用位置に回転させる。
　このように、この車両用表示装置１においては、要求視認モードに応じた回転位置の基材プレート５１及び波長板５２を介して表示器１０の表示光を反射部材４０に投射させ、この反射部材４０で反射させた表示光を被投影部Ｒｗｆに投影して、乗員に虚像として視認させる。その際、反射部材４０で反射した表示光は、開口７１ａから筐体７１の外に出て、車室内の被投影部Ｒｗｆに投影される。このため、この車両用表示装置１においては、その開口７１ａから筐体７１の中に外光が入り込み、反射部材４０で反射した外光が基材プレート５１を介して波長板５２に入射してしまう可能性がある。また、この車両用表示装置１においては、その開口７１ａの形状や基材プレート５１及び波長板５２の配置如何で、開口７１ａから筐体７１の中に入り込んだ外光が基材プレート５１及び波長板５２に直接向かう可能性もあり得る。
　ここで、その外光には、可視光や赤外光等が含まれている。よって、この車両用表示装置１においては、筐体７１の中に入り込んだ外光が基材プレート５１に向かうと、その赤外光の影響を受けて波長板５２が発熱し、その耐久性を低下させてしまう虞がある。
　そこで、この車両用表示装置１においては、基材プレート５１における反射部材４０側の壁面５１ｂに、可視光を透過させる一方、赤外光を反射させる赤外光遮断層５７を設けている（図２、図４及び図５）。この赤外光遮断層５７は、例えば、基材プレート５１における反射部材４０側の壁面５１ｂに設けたホットミラーである。よって、ここでは、ガラス製の基材プレート５１を用い、この基材プレート５１における反射部材４０側の壁面５１ｂにホットミラー処理を施して、その壁面５１ｂに赤外光遮断層５７としてのホットミラーを形成する。
　本実施形態の車両用表示装置１においては、赤外光遮断層５７で可視光（つまり、基材プレート５１及び波長板５２を介した表示器１０の表示光）を透過させることができるので、先に示したように、表示器１０の表示光に関わる表示情報を乗員に虚像として視認させることができる。そして、この車両用表示装置１においては、開口７１ａから筐体７１の中に入り込んだ外光が基材プレート５１及び波長板５２に向かったとしても、その外光における赤外光を赤外光遮断層５７で反射させて波長板５２に到達させない。このため、この車両用表示装置１においては、赤外光に起因する波長板５２の発熱が抑えられるので、その波長板５２の耐久性を向上させることができる。更に、この車両用表示装置１においては、その赤外光が表示ユニット３０に届くこともなく、赤外光に起因する表示ユニット３０の発熱が抑えられるので、その表示ユニット３０の耐久性についても向上させることができる。
　ところで、この車両用表示装置１においては、赤外光遮断層５７によるものと同様の効果を得るべく、反射部材４０の反射面に、可視光を反射させる一方、赤外光を透過させる可視光遮断層としてのコールドミラーをコールドミラー処理で設けることも考えられる。しかしながら、樹脂材にコールドミラー処理を施すことは難しいので、この車両用表示装置１においては、樹脂製の反射部材４０を採用できず、例えば、ガラス製の反射部材４０を採用しなければならないので、重量の増加を招く虞がある。また、この車両用表示装置１においては、虚像の拡大率を上げるため、基材プレート５１における反射部材４０側の壁面５１ｂの面積よりも反射部材４０の反射面の面積を大きくしているので、例えば、ガラス製の反射部材４０にコールドミラー処理を施した場合、基材プレート５１にホットミラー処理を施すよりもその処理に要する面積が大きくなり、原価の高騰を招く虞がある。従って、本実施形態の車両用表示装置１は、基材プレート５１に赤外光遮断層５７としてのホットミラーを設けることによって、樹脂製の反射部材４０による軽量化が可能になり、かつ、原価の高騰を抑えることができる。
　１　車両用表示装置
　１０　表示器
　４０　反射部材
　５０　偏光切替ユニット
　５１　基材プレート
　５１ａ　壁面
　５１ｂ　壁面
　５２　波長板
　５２ａ　出射面
　５２ｂ　入射面
　５３　駆動装置
　５４　電動モータ
　５７　赤外光遮断層
　６０　制御装置
　７１　筐体
　７１ａ　開口
　ＥＢ　アイボックス
　ＥＰ　アイポイント
　Ｒｗｆ　被投影部

Claims (2)

  1. 　筐体と、
    　車室内の乗員に虚像として視認させる表示情報を前記筐体の中で表示光として出射する表示器と、
    　前記表示器から出射された前記表示光を前記筐体の中で反射させて、前記表示光を前記筐体の開口から車室内の被投影部に投影させる反射部材と、
    　前記表示器と前記反射部材との間に配置され、かつ、前記表示器から出射された前記表示光について、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前記反射部材へと出射させる偏光切替ユニットと、
    　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、光透過性を持つ板状の基材プレートと、前記基材プレートにおける前記表示器側の壁面に出射面を重ね合わせて設け、前記表示器から出射された前記表示光の偏光方向を変えて前記出射面から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、
    　前記基材プレートにおける前記反射部材側の壁面には、可視光を透過させる一方、赤外光を反射させる赤外光遮断層を設ける車両用表示装置。
  2. 　前記赤外光遮断層は、前記基材プレートにおける前記反射部材側の前記壁面に設けたホットミラーである請求項１に記載の車両用表示装置。
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