WO2013035855A1 - 車両用表示装置 - Google Patents
車両用表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2013035855A1 WO2013035855A1 PCT/JP2012/072954 JP2012072954W WO2013035855A1 WO 2013035855 A1 WO2013035855 A1 WO 2013035855A1 JP 2012072954 W JP2012072954 W JP 2012072954W WO 2013035855 A1 WO2013035855 A1 WO 2013035855A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- light
- display
- polarized
- display device
- plate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
-
- 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
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
-
- 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
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0118—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
- G02B2027/012—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility comprising devices for attenuating parasitic image effects
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
Definitions
- the present invention relates to a vehicle display device used for a vehicle head-up display or the like.
- a head-up display with high visibility may be used in order to make a driver quickly recognize information with a small amount of information but high urgency.
- a vehicle head-up display is a device that guides a light image including visible information displayed on a display unit in a display device main body to the front of a vehicle windshield (front glass) and projects it onto the windshield.
- the driver looks forward in a normal driving posture, the driver visually recognizes the visible information projected by the head-up display along with the forward scenery seen through the windshield. Visible information visually recognized by the driver is formed as a virtual image ahead of the windshield surface. For this reason, the driver can simultaneously recognize the display content of the head-up display together with the scenery in front without switching the viewpoint during driving.
- Such a head-up display device generally has a display device main body disposed inside an instrument panel of a vehicle.
- the visible information light displayed on the display unit inside the display device body is projected toward a projection area such as a windshield or a combiner via an optical path including a reflecting member such as a mirror, and the driver.
- a virtual image is formed in front of the viewpoint position.
- Patent Document 1 discloses a conventional technique related to a head-up display for a vehicle.
- a light emitting diode that is a light source for illumination, a lens array, a wiring board, a trimming filter, a liquid crystal display element, a cold mirror, a concave mirror, and a diffusing member are provided in a housing of a display device body. And are provided.
- visible information is displayed on a transmissive liquid crystal display element, illuminated with white light from a light emitting diode arranged behind the transmissive liquid crystal display element, and by illumination light transmitted through the liquid crystal display element.
- the light image is guided to the windshield side of the vehicle through a cold mirror and a concave mirror.
- a transmissive liquid crystal display element that displays visible information has a configuration that transmits only light having a polarization plane in a specific direction, for example, a normally polarized component in a horizontal direction.
- horizontal polarization type LCD a transmissive liquid crystal display element that displays visible information
- the display light is reflected toward the viewer with high efficiency because of the inherent Brewster angle of the windshield of the vehicle. Can be visually recognized.
- the reflected light in the case of reflection at this Brewster angle is only the S-polarized component, that is, electromagnetically speaking, horizontal polarization. Therefore, the display image becomes invisible when viewed with a pair of polarized sunglasses configured to cut horizontally polarized light components. For this reason, the polarized sunglasses that prevent unnecessary reflection on the windshield surface cannot be used in combination with the above-described head-up display, resulting in inconvenience.
- the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and its purpose is to visually recognize a display image displayed by a transmissive display element having a polarization plane in a specific direction even when polarized sunglasses are used.
- An object of the present invention is to provide a display device for a vehicle that can be used.
- a vehicle display device is characterized by the following (1) to (3).
- a phase difference plate provided to face the display unit at a predetermined angle with respect to the polarization plane of the emitted display light emitted from the display unit, with a high-speed axis being shifted;
- the retardation plate is a ⁇ / 2 plate or a ⁇ / 4 plate.
- the display unit includes a light-transmissive liquid crystal display in which the emitted display light has only a horizontal polarization plane,
- the illumination light source is disposed on the back side of the liquid crystal display. thing.
- the polarized light including the polarization component that can be reflected even when the display light transmitted through the retardation plate is incident on the windshield at the Brewster angle. Can be generated.
- the cost and size can be reduced, and the reliability is improved.
- the linearly polarized light of the emitted display light after exiting the display unit is elliptically polarized, in particular, the display unit.
- the high-speed axis is shifted by 45 degrees with respect to the linearly polarized light of the outgoing display light after being emitted.
- a display image can be visually recognized even when using polarized sunglasses that allow display light in any polarization direction.
- the viewer can visually recognize the display image even when the head or body is tilted.
- the retardation plate is a ⁇ / 2 plate
- the direction of the high-speed axis is arranged by appropriately adjusting the shift of the rotation angle relative to the polarization plane of the display light after exiting the display unit.
- the display image can be visually recognized with polarized sunglasses with a simple configuration.
- the display unit can be applied as a general-purpose product rather than newly using a dedicated product, so that the cost can be reduced. It becomes possible.
- the vehicle display device of the present invention even if the display light that has passed through the retardation plate is incident on the windshield at a Brewster angle, it can be reflected, and the polarized sunglasses transmit the polarized light component in the reflected light.
- the reflected light can be generated so that the component in the allowable direction is included. Therefore, even when using polarized sunglasses having transmission characteristics in a specific polarization direction, it is possible to visually recognize a display image formed by display light from the display unit.
- FIG. 1 is a schematic perspective view showing a head-up display device for a vehicle that employs the vehicle display device of the present invention.
- FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a specific example of the head-up display device illustrated in FIG. 1.
- 3A is an explanatory diagram (sectional view taken along the line IIIA-IIIA in FIG. 3B) showing the arrangement of the display and retardation plate of the head-up display device shown in FIG. 1, and FIG. It is the front view.
- FIG. 4 is a reflected light characteristic diagram showing optical characteristics such as Brewster's angle in the windshield provided in the head-up display device shown in FIG.
- FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operation of the head-up display device shown in FIG. FIG. 6A and FIG.
- P wave P-polarized light
- S wave S polarized light
- FIG. 1 shows a head-up display device 100.
- the head-up display device 100 includes a head-up display device main body 50 shown in FIG. A phase difference plate 60 provided in the vicinity of the opening 10A, which is a portion, and a polarizing sunglasses 70 are provided.
- a virtual image display image 80 can be viewed with the polarized sunglasses 70 in front of the windshield W.
- the head-up display device main body 50 is usually housed inside the instrument panel of the vehicle, and projects a light beam for display onto a predetermined area on the windshield W of the vehicle from a predetermined opening.
- a light projecting unit 10 As shown in FIG. 2, a light projecting unit 10, a folding mirror 20, an aspherical mirror 30, a rotating mechanism 40, a phase difference plate 60, and the like are provided inside the housing 51 of the head-up display device main body 50. Yes.
- the light projecting unit 10 includes a light shielding case 11, a transmissive liquid crystal display 12, an illumination circuit board 13, a white light emitting diode 14, a lens array 15, a light diffusion sheet 16, and a radiator (heat sink) 17.
- the above-described retardation plate 60 is provided in the present invention.
- the light shielding case 11 accommodates each component of the light projecting unit 10 so that unnecessary light does not leak from the light projecting unit 10 to the surroundings (sides, etc.).
- the transmissive liquid crystal display 12 is disposed in an opening 10 ⁇ / b> A provided on the front side of the light shielding case 11. For this reason, the visible information light displayed by the transmissive liquid crystal display 12 is transmitted in the Z direction from the opening 10 ⁇ / b> A of the light projecting unit 10 as final display light L to be described later after passing through the phase difference plate 60.
- the transmissive liquid crystal display 12 is a liquid crystal display capable of displaying text information (eg, “60 km / h”) such as an indication value of a speedometer as visible information. Since it is a transmissive type, it is easy to see visible information by irradiating illumination light from the back side. In the present embodiment, since it is necessary to reflect the displayed image of visible information on the windshield W having a low reflectance, high output illumination light is required.
- the windshield W has an optical reflection characteristic as shown in FIG. 4 and has a Brewster angle ( ⁇ B ) of around 55 degrees.
- the transmissive liquid crystal display (hereinafter referred to as “display”) 12 of this embodiment constitutes a display unit, and the display light serving as display information has a horizontal polarization plane, that is, horizontal polarization.
- Type LCD is used.
- the display device 12 has a polarizing filter (transmitting only vertically polarized light; first polarizing plate) 12A in order from the back side to the front side where the light from the light source travels.
- the polarizing filter (first polarizing plate) 12A close to the back surface (back surface) transmits light having a vertical polarization plane.
- the linearly polarized light after passing through the liquid crystal layer 12C provided earlier is a polarizing filter (second polarizing plate) 12E close to the surface side of the display device 12, and the electric field component is perpendicular to the incident surface and is horizontally polarized (in the horizontal direction). Only light which is linearly polarized light having a polarization plane, that is, S-polarized light (S wave) is transmitted. Further, after passing through the phase difference plate 60, it becomes polarized light whose phase is shifted, and is emitted to the outside from the opening 10A (see FIG. 2).
- the retardation plate 60 when the retardation plate 60 is a ⁇ / 4 plate, it becomes circularly polarized light after passing through the ⁇ / 4 plate, and when the retardation plate 60 is a ⁇ / 2 plate, it is polarized horizontally polarized after passing through the ⁇ / 2 plate.
- the linearly polarized light is rotated by a predetermined angle ⁇ with respect to the surface.
- a plurality of white light emitting diodes 14 and an electric circuit for driving them are mounted on the illumination circuit board 13.
- Each of the white light emitting diodes 14 is configured by combining, for example, a light emitting diode (LED) that emits light with a specific wavelength of blue and a phosphor. That is, the blue light obtained by the light emission of the light emitting diode is irradiated to the phosphor disposed in front thereof, the phosphor is excited by the energy of the blue light, and the phosphor emits light. Thereby, the phosphor emits light in a wavelength range close to white. In other words, wavelength conversion is performed by the phosphor to generate white light from blue light.
- a combination of the white light emitting diode 14 and the phosphor is used as the light source.
- the present invention is not limited to this.
- the lens array 15 condenses the light emitted from each white light emitting diode 14 and forms parallel light toward the transmissive liquid crystal display 12 side.
- the light diffusion sheet 16 diffuses the light emitted from the lens array 15 and suppresses unevenness in the illuminance distribution.
- the white light emitting diode 14, the lens array 15, and the light diffusion sheet 16 in the light projecting unit 10 constitute an illumination device (backlight) for illuminating the transmissive liquid crystal display 12.
- the heat radiator 17 suppresses a temperature rise due to heat generation of each white light emitting diode 14 on the lighting circuit board 13 and components driving the same.
- the radiator 17 has a shape having a large surface area.
- the folding mirror 20 is arranged.
- the folding mirror 20 of the present embodiment is configured by depositing a metal film such as aluminum, but is not particularly limited thereto.
- the folding mirror 20 is configured by a dielectric multilayer film. May be.
- the rotating mechanism 40 is connected to the aspherical mirror 30.
- the rotation mechanism 40 can rotate the aspherical mirror 30 about the shaft 30a. Thereby, the projection direction of the projection used as the display image 80 can be adjusted.
- the retardation film 60 allows the display image 80 for visible information formed on the windshield W side to be visually recognized even when the polarized sunglasses 70 is used.
- the phase difference plate 60 of the present embodiment is a ⁇ / 4 plate, and converts linearly polarized light incident thereon into circularly polarized light. Further, as shown in FIG. 3B, the phase difference plate 60 displays the high-speed axis (that is, the fast axis f) out of the phase velocities of the light in the biaxial directions traveling inside, and immediately after emitting the display 12. Is rotated by a predetermined angle ⁇ with respect to the horizontally polarized polarization plane which is the display light (referred to as “emitted display light”). In particular, in the present embodiment, the rotation is arranged so as to be shifted by 45 degrees, and the incident linearly polarized light can be made into circularly polarized light.
- the retardation plate 60 of the present embodiment rotates the fast axis f by 45 degrees with respect to the polarization plane of the output display light that is the display light after passing through the second polarizing plate 12E of the display device 12 as described above. is there. Accordingly, the polarization planes of the P and S component waves that are the wavefront components of the circularly polarized light to be converted can be rotated by a predetermined angle, for example, 45 degrees.
- the wavefront component of the circularly polarized light that is the display light (final display light) that has passed through the phase difference plate 60, that is, the polarization plane of each of the P and S component waves is set at a predetermined angle by the phase difference plate 60, for example, The light is incident on the windshield W at the Brewster angle ( ⁇ B ) while being rotated by 45 degrees.
- the P-polarized light (hereinafter referred to as “P wave”), which is a vertically polarized wave shown in FIG. 1 and FIG.
- P wave a component wave indicated by P ′
- S-polarized light S-wave
- S ′ wave a component wave indicated by S ′
- the S-polarized component (P ′S) of the P ′ wave can be reflected by the windshield W. That is, an S-polarized component, that is, a reflected wave (R P ′S ) reflected by the windshield W is also generated for the P ′ wave incident at the Brewster angle ( ⁇ B ).
- R P ′S a reflected wave
- the P ′ wave can be reflected by the windshield W. It can be done. Note that this is the same for the S ′ wave, and not all of the reflected waves are generated, but a reflected wave (R S ′S ) that causes reflection is generated only for the horizontally polarized wave component. Is done.
- a reflected wave is generated for each of the P ′ and S ′ waves incident on the windshield W at the Brewster angle ( ⁇ B ).
- the P ′ wave after reflection that is, (R P ′S )
- the component, that is, the component (R P′Y ) in the reflected wave (R P ′ S ) can pass through the polarized sunglasses 70.
- the vertical polarization S'Y portion of S'-wave, i.e. components in the reflected wave (R S'S) (R S'Y) can pass the polarized sunglasses 70.
- the reflected wave (R P ′ S ) reflected by the windshield W in the polarized sunglasses 70 that selectively transmits only the vertically polarized component for visual recognition, the reflected wave ( RP ′) of the P ′ wave
- the vertically polarized component (R P′Y ) in S 2 ) can be transmitted.
- the display image 80 which is a virtual image can be visually recognized.
- the S ′ wave after reflection that is, (R S ′S).
- the phase difference plate 60 made of the ⁇ / 4 plate of the present embodiment is rotated as a rotation means for appropriately rotating the phase difference plate 60 at an arbitrary angle.
- the moving mechanism 61 is also provided, but the rotating mechanism 61 is not particularly essential. According to the rotating mechanism 61, when the polarization plane of the outgoing display light emitted as the linearly polarized light from the display device 12 is rotated by the phase difference plate 60 and shifted by 45 degrees, the phase difference plate 60 itself is further appropriately changed. Can be rotated. For this reason, the rotation angle of the high-speed axis of the retardation plate 60 after being installed in the light shielding case 11 of the light projecting unit 10 can be appropriately adjusted thereafter.
- the component ratio of the P and S waves of the reflected light (R) from the windshield W can be adjusted, and the display image can be displayed at any time including when the viewer wears the polarized sunglasses 70. 80 brightness adjustments are possible. Further, by providing the rotation mechanism 61 in this way, the phase difference plate 60 can be arranged according to the physique of the viewer and the desired posture, or according to the state of the inclination angle of the windshield W installed in the vehicle. The angle can be finely adjusted.
- the light emitted from the white light emitting diode 14 serving as the light source of the light projecting unit 10 shown in FIG. 2 passes through the lens array 15 and the light diffusion sheet 16 and enters the display 12.
- the display device 12 shown in FIG. 3 only light having a vertical polarization plane (vertical polarized light) is transmitted through the first polarizing plate 12A.
- the emitted display light enters the phase difference plate 60, and linearly polarized light having a horizontal polarization plane is converted into circularly polarized light.
- the polarization planes of the P and S component waves are rotated by a predetermined angle 45 degrees by the phase difference plate 60.
- the display light returned by the return mirror 20 is directed to the aspherical mirror 30.
- the display light reflected by the aspherical mirror 30 travels to the windshield W that is the projection target area.
- the windshield W is incident as circularly polarized light with the polarization planes of the P and S component waves of the display light (emitted display light) immediately after exiting the display 12 rotated by 45 degrees by the phase difference plate 60. To do.
- the display light at this time can adjust the projection direction of the projection that becomes the display image 80 by rotating the aspherical mirror 30 by the rotation mechanism 40. Therefore, the display light after passing through the aspherical mirror 30 is incident on the windshield W at an incident angle of Brewster angle ( ⁇ B ).
- the linearly polarized light that is the display light (emitted display light) immediately after exiting the display device 12 is converted into circularly polarized light by the phase difference plate 60.
- S-polarized light S-wave
- S-wave which is a horizontally polarized component
- the surface is rotated 45 degrees to form an S 'wave, which is incident on the windshield W in this polarization state, and a part of it is reflected.
- the P-polarized component of the circularly polarized light generated by the phase difference plate 60 also becomes a P ′ wave whose polarization plane has been rotated by 45 degrees.
- This also has a reflected wave component (R P ′S ) reflected by the windshield W.
- R P ′S reflected wave
- this has a vertical polarization component (P′Y) as shown in FIG.
- the polarized sunglasses 70 that selectively allows only the vertically polarized component to be transmitted and visually recognizes the vertically polarized component (P′Y) of the reflected wave (R P ′ S ) of the P ′ wave.
- the reflected wave component of the S ′ wave Due to the presence of these components, as shown in FIG. 5, the virtual display image 80 formed by the display 12 can be viewed even through the polarized sunglasses 70.
- the phase difference plate 60 is composed of a ⁇ / 4 plate, and linearly polarized light incident thereon is converted into circularly polarized light. That is, it has vertical polarization and horizontal polarization.
- the display image 80 can be visually recognized. That is, when the final display light is incident on the windshield W at the Brewster angle, the reflected wave (R P ′S ) of the horizontal polarization component of the polarization components of P ′ and S ′ is a certain ratio. Can be reflected. Accordingly, even in such a case, the display image 80 can be visually recognized.
- a ⁇ / 4 plate is used as the retardation plate 60, but instead, a ⁇ / 2 plate may be used as the retardation plate.
- the high-speed axis fast axis f
- the ⁇ / 4 plate may be provided with a rotating means for appropriately rotating the relative arrangement with respect to the display device 12.
- the polarization plane is rotated by an angle of 2 ⁇ degrees (for example, 45 degrees) with respect to the display light emitted from the display unit 12 whose polarization direction has a polarization plane in the horizontal direction. be able to.
- the indicator of the vehicle display device is applied to a speedometer or the like, but is not particularly limited thereto, that is, various instruments such as a fuel meter unit, a tachometer unit, and a water temperature meter. It is applicable to the kind.
- the vehicle display device of the present invention can be used for a head-up display including a display unit that displays visible information and an illumination light source that illuminates the display unit.
- a transmissive liquid crystal display (12) that emits outgoing display light having a polarization plane in a specific direction
- a vehicle display device comprising: [Ii] The vehicle display device according to [i], wherein the retardation plate (60) is a ⁇ / 2 plate or a ⁇ / 4 plate.
- the transmissive liquid crystal display (12) includes a light transmissive liquid crystal display in which the emitted display light has only a horizontal polarization plane, The white light emitting diode (14) is disposed on the back side of the liquid crystal display.
- the vehicle display device of the present invention is useful as a vehicle head-up display.
- SYMBOLS 10 Light projection part 10A Opening part 11 Light shielding case 12 Transmission type liquid crystal display (display part) 13 Illumination circuit board 14 White light emitting diode 15 Lens array 16 Light diffusion sheet 17 Radiator (heat sink) DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Folding mirror 30 Aspherical mirror 40 Rotating mechanism 50 Head-up display apparatus main body 51 Apparatus housing 60 Phase difference plate ((lambda) / 2 board; (lambda) / 4 board) 61 (Rotating means) Rotating mechanism 70 Polarized sunglasses 80 Display image L Final display light P ′ Polarized component after rotation of P-polarized light by a phase difference plate P ′S P ′ component of P ′S P ′ wave Reflected wave at shield S 'Polarized component after rotation of polarization plane of S component wave by phase difference plate S'P P-polarized component of S' T Transmitted wave at windshield W Windshield X Horizontal direction Y Vertical direction f Phase advance axi
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Instrument Panels (AREA)
Abstract
本発明の車両用表示装置は、特定の方向の偏光面を有する出射表示光を出射する表示器(12)と、前記表示器(12)を照明する照明光源(14)と、前記表示器(12)が出射した前記出射表示光の前記偏光面に対して所定角度、高速軸がずれた状態で、前記表示部に臨むようにして設けられたλ/4板またはλ/2板(60)と、備える。
Description
本発明は、車両のヘッドアップディスプレイなどに利用される車両用表示装置に関する。
車両用の表示装置に関しては、例えば情報量は少ないが緊急度の高い情報をすばやく運転者に認識させるために、視認性の良いヘッドアップディスプレイ(HUD:Head Up Display)装置が用いられる場合がある。
車両用のヘッドアップディスプレイは、表示装置本体内の表示部上に表示される可視情報を含む光像を車両のウインドシールド(フロントガラス)の前方に導いてウインドシールドに投影するものである。運転者は、通常の運転姿勢で前方を見る時に、ウインドシールドを透かして見える前方の風景と共に、ヘッドアップディスプレイによって投影された可視情報を視認する。運転者が視認する可視情報は、ウインドシールドの面よりも前方に虚像として結像される。このため、運転者は運転中に視点を切り替えることなく前方の風景と共にヘッドアップディスプレイの表示内容を同時に認識できる。
このようなヘッドアップディスプレイ装置は、一般的に車両のインストルメントパネル内部に表示装置本体が配置される。そして、この表示装置本体内部の表示部上に表示される可視情報の光を、ミラー等の反射部材を含む光路を経由して、ウインドシールド、コンバイナ等の投射エリアに向けて投射し、運転者の視点位置から見て前方に虚像を結像させている。
車両用のヘッドアップディスプレイに関する従来技術が、特許文献1に開示されている。特許文献1においては、表示装置本体のハウジング内に、照明用の光源である発光ダイオードと、レンズアレイと、配線基板と、トリミングフィルタと、液晶表示素子と、コールドミラーと、凹面鏡と、拡散部材とを設けている。
この特許文献1に開示されている表示装置では、透過型の液晶表示素子に可視情報を表示し、これの後方に配置した発光ダイオードの白色光で照明し、液晶表示素子を透過した照明光による光の像をコールドミラーと凹面鏡を介して車両のウインドシールド側に導く。
ところで、車両用のヘッドアップディスプレイにおいては、可視情報を表示する透過型の液晶表示素子として、特定の方向の偏光面を有する光のみを透過する構成のもの、例えば、通常、水平方向の偏光成分を出射するように構成したもの(以下、これを「水平偏光型LCD」とよぶ。)が知られている。このような水平偏光型LCDのタイプのものでは、車両のウインドシールドの有する固有のブリュースター角の関係から、高い効率で表示光が視認者へ向けて反射されるので、高輝度での表示像の視認が可能となる。
ところが、このブリュースター角で反射する場合の反射光は、S偏光成分、つまり電磁気学的に言うと水平偏波のみである。従って、通常、水平方向の偏光成分をカットするように構成されている偏光サングラスをかけた状態で視認すると、上記表示像が見えなくなる。このため、ウインドシールド面への不要な写り込みを防止する偏光サングラスと上述のヘッドアップディスプレイを併用できず、不都合を生じている。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、偏光サングラスを使用しても、特定の方向の偏光面を有するタイプの透過型の表示素子が表示する表示像を視認することができる車両用表示装置を提供することにある。
前述した目的を達成するために、本発明に係る車両用表示装置は、下記(1)~(3)を特徴としている。
(1) 特定の方向の偏光面を有する出射表示光を出射する表示部と、
前記表示部を照明する照明光源と、
前記表示部が出射した前記出射表示光の前記偏光面に対して所定角度、高速軸がずれた状態で、前記表示部に臨むようにして設けられた位相差板と、
備えること。
(2) 上記(1)の構成の車両用表示装置であって、
前記位相差板は、λ/2板またはλ/4板である
こと。
(3) 上記(1)または(2)の構成の車両用表示装置であって、
前記表示部は、前記出射表示光が水平方向の偏光面のみを有する、光透過型の液晶表示器を含んで構成され、
前記照明光源は、前記液晶表示器の背面側に配置される、
こと。
(1) 特定の方向の偏光面を有する出射表示光を出射する表示部と、
前記表示部を照明する照明光源と、
前記表示部が出射した前記出射表示光の前記偏光面に対して所定角度、高速軸がずれた状態で、前記表示部に臨むようにして設けられた位相差板と、
備えること。
(2) 上記(1)の構成の車両用表示装置であって、
前記位相差板は、λ/2板またはλ/4板である
こと。
(3) 上記(1)または(2)の構成の車両用表示装置であって、
前記表示部は、前記出射表示光が水平方向の偏光面のみを有する、光透過型の液晶表示器を含んで構成され、
前記照明光源は、前記液晶表示器の背面側に配置される、
こと。
上記(1)の構成の車両用表示装置によれば、位相差板透過後の表示光をウインドシールドにブリュースター角で入射させても、反射可能となるような偏光成分を含むような偏光を生成することが可能となる。また、その反射光の偏光成分中に偏光サングラスの透過許容方向の偏光面と同一のものを含むように反射光となる偏光を生成することが可能となる。これにより偏光サングラスを使用しても、表示像を視認することが可能となる。さらに、位相差板を追加して設けるだけでよいので、低コスト化及び小型化が図れるとともに、信頼度が向上する。
また、上記(2)の構成の車両用表示装置によれば、位相差板がλ/4板の場合には、表示部を出射後の出射表示光の直線偏光を楕円偏光、特に、表示部を出射後の出射表示光の直線偏光に対して高速軸を45度ずらして配置させる。これにより、円偏光を形成できるので、ウインドシールドでの反射光はブルースター角での入反射であっても、楕円偏光(45度の場合には円偏光)の反射光を生成できる。この結果、いずれの偏光方向の表示光を許容する偏光サングラスを使用しても、表示像を視認できる。特に、視認者は頭や体を傾けても、表示像が視認できる。同様に、位相差板がλ/2板であれば、この高速軸の方向を、表示部を出射後の表示光の偏光面に対して相対的な回転角度のずれを適宜に調整して配置させるだけの簡単な構成で、偏光サングラスによる表示像の視認が可能となる。
また、上記(3)の構成の車両用表示装置によれば、表示部には、新規に専用品を用いるのではなく、汎用品での適用が可能であるので、コストの削減を図ることが可能となる。
また、上記(2)の構成の車両用表示装置によれば、位相差板がλ/4板の場合には、表示部を出射後の出射表示光の直線偏光を楕円偏光、特に、表示部を出射後の出射表示光の直線偏光に対して高速軸を45度ずらして配置させる。これにより、円偏光を形成できるので、ウインドシールドでの反射光はブルースター角での入反射であっても、楕円偏光(45度の場合には円偏光)の反射光を生成できる。この結果、いずれの偏光方向の表示光を許容する偏光サングラスを使用しても、表示像を視認できる。特に、視認者は頭や体を傾けても、表示像が視認できる。同様に、位相差板がλ/2板であれば、この高速軸の方向を、表示部を出射後の表示光の偏光面に対して相対的な回転角度のずれを適宜に調整して配置させるだけの簡単な構成で、偏光サングラスによる表示像の視認が可能となる。
また、上記(3)の構成の車両用表示装置によれば、表示部には、新規に専用品を用いるのではなく、汎用品での適用が可能であるので、コストの削減を図ることが可能となる。
本発明の車両用表示装置によれば、位相差板透過後の表示光をウインドシールドにブリュースター角で入射させても、反射可能となり、且つ、反射光の偏光成分中に偏光サングラスが透過を許容する方向の成分が含まれるようにその反射光を生成することが可能となる。従って、特定の偏光方向の透過特性を有する偏光サングラスを使用しても、表示部からの表示光により形成される表示像を視認することが可能になる。
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
本発明の車両用表示装置に関する具体的な実施の形態について添付図面を参照しながら以下に説明する。
本実施形態では、本発明の車両用表示装置を採用した車両用のヘッドアップディスプレイ装置100について説明する。
図1は、ヘッドアップディスプレイ装置100を示すものであり、このヘッドアップディスプレイ装置100は、図2に示すヘッドアップディスプレイ装置本体50と、このヘッドアップディスプレイ装置本体50の後述する表示器12の出射部分である開口部10Aに臨んでその近傍に設けた位相差板60と、偏光サングラス70と、を備えている。ヘッドアップディスプレイ装置100によれば、ウインドシールドWの前方に、虚像の表示像80を偏光サングラス70で視認することができる。
図1は、ヘッドアップディスプレイ装置100を示すものであり、このヘッドアップディスプレイ装置100は、図2に示すヘッドアップディスプレイ装置本体50と、このヘッドアップディスプレイ装置本体50の後述する表示器12の出射部分である開口部10Aに臨んでその近傍に設けた位相差板60と、偏光サングラス70と、を備えている。ヘッドアップディスプレイ装置100によれば、ウインドシールドWの前方に、虚像の表示像80を偏光サングラス70で視認することができる。
ヘッドアップディスプレイ装置本体50は、通常は、車両のインストルメントパネルの内側に収納され、所定の開口部から、表示用の光線を車両のウインドシールドW上の所定領域に投射する。
ヘッドアップディスプレイ装置本体50の筐体51の内部には、図2に示すように、投光部10、折り返しミラー20、非球面ミラー30、回動機構40、及び位相差板60などが備わっている。
投光部10は、図2に示すように遮光ケース11、透過型液晶表示器12、照明回路基板13、白色発光ダイオード14、レンズアレイ15、光拡散シート16、及び放熱器(ヒートシンク)17、のほかに、本発明では上述の位相差板60を備えている。
遮光ケース11は、不要な光が投光部10から周囲(側方等)に漏れないように投光部10の各構成要素を収容している。透過型液晶表示器12は遮光ケース11の前面側に設けた開口部10Aに配置されている。このため、透過型液晶表示器12が表示する可視情報の光は、位相差板60を透過後に、後述の最終表示光Lとして投光部10の開口部10AからZ方向に出射される。
透過型液晶表示器12は、スピードメータの指示値などの文字情報(例えば「60km/h」)を可視情報として表示可能な液晶表示器である。透過型なので、その背面側から照明光を照射して可視情報を見やすくする。本実施形態では、表示された可視情報の像を反射率の低いウインドシールドWに反射させる必要があるので、高出力の照明光が必要になる。
なお、このウインドシールドWは、図4に示すような光学反射特性を有するものであり、ブリュースター角(θB)が55度前後のものである。
本実施形態の透過型液晶表示器(以下、「表示器」とよぶ)12は、表示部を構成するものであり、表示情報となる表示光が水平方向の偏光面を有するタイプ、つまり水平偏光型LCDが使用されている。この表示器12は、基本的構成として、例えば図3に示すように、光源からの光が進行する裏面側から表面側に向けて順に、偏光フィルタ(垂直偏光のみ透過;第1偏光板)12A、ガラス基板(個別電極)12B、液晶層12C、ガラス基板(共通電極)12D、偏光フィルタ(水平偏光のみ透過;第2偏光板)12Eなどを備える。
このように、表示器12は、裏面(背面)に近い偏光フィルタ(第1偏光板)12Aが垂直方向の偏光面を有する光を透過させる。その先に設けた液晶層12Cを透過後の直線偏光は、表示器12の表面側に近い偏光フィルタ(第2偏光板)12Eで、電界成分が入射面に垂直で水平偏波(水平方向の偏光面を有する直線偏光)である光、つまりS偏光(S波)だけが透過される。さらに位相差板60を透過後に位相のずれた偏光になり、開口部10A(図2参照)から外部へ出射する。例えば、位相差板60がλ/4板の場合、λ/4板を透過後に円偏光になり、位相差板60がλ/2板の場合、λ/2板を透過後に水平偏波の偏光面に対して所定角度θだけ回転した直線偏光になる。
照明回路基板13上には、複数の白色発光ダイオード14とそれを駆動するための電気回路が搭載されている。各々の白色発光ダイオード14については、例えば青色の特定波長で発光する発光ダイオード(LED)と蛍光体とを組み合わせて構成してある。すなわち、発光ダイオードの発光により得られる青色光をその前面に配置した蛍光体に照射し、青色光のエネルギーによって蛍光体を励起し、蛍光体を発光させる。これにより、蛍光体は白色に近い波長域で発光する。つまり、蛍光体で波長の変換を行って、青色光から白色光を生成する。なお、本実施形態では、光源に白色発光ダイオード14と蛍光体を組み合わせたものを使用しているが、本発明では勿論これに限定されるものではない。
レンズアレイ15は、各白色発光ダイオード14から出射される光を集光し、透過型液晶表示器12側に向かう平行光を形成する。光拡散シート16は、レンズアレイ15から出射される光を拡散し、照度分布のむらを抑制する。
すなわち、投光部10内の白色発光ダイオード14、レンズアレイ15、および光拡散シート16によって、透過型液晶表示器12を照明するための照明装置(バックライト)が構成されている。
放熱器17は、照明回路基板13上の各白色発光ダイオード14やそれを駆動する部品の発熱による温度上昇を抑制する。放熱効果を高めるために、放熱器17は大きな表面積を有する形状になっている。
表示器12から出射され、位相差板60透過後の光(以下、「最終表示光」Lとよぶ)の進行する光路上に、この最終表示光Lの進行方向に対して45度傾けた状態で、折り返しミラー20が配置されている。本実施形態の折り返しミラー20は、アルミニウムなどの金属膜を蒸着したもので構成してあるが、特にこれに限定されるものではなく、例えば単色光を取り扱う場合には誘電体多層膜などで構成してもよい。
非球面ミラー30は、回動機構40が連結されている。回動機構40は、軸30aを中心として非球面ミラー30を回動させることができる。これにより、表示像80となる投影の投射方向を調整できる。
位相差板60は、偏光サングラス70を使用しても、ウインドシールドW側に形成される可視情報についての表示像80を視認できるようにするものである。本実施形態の位相差板60は、λ/4板で構成されており、ここに入射する直線偏光の光を円偏光に変換させる。また、位相差板60は、図3(B)に示すように、内部を進行する2軸方向の光の位相速度のうち高速軸(即ち、進相軸f)を、表示器12を出射直後の表示光(これを、「出射表示光」とよぶ)である水平偏波の偏光面に対して所定角度θだけ回転させて配置してある。特に、本実施形態では、45度ずれるように回転配置させてあり、入射する直線偏光の光を円偏光にさせることができる。
本実施形態の位相差板60は、このように、表示器12の第2偏光板12Eを透過後の表示光である出射表示光の偏光面に対して進相軸fを45度回転させてある。従って、変換される円偏光の波面成分であるP、S各成分波の偏光面を所定の角度、例えば45度、回転させることができる。その結果、位相差板60を透過後の表示光(最終表示光)である円偏光の波面成分、つまりP、S各成分波の偏光面は、それぞれ、位相差板60で所定の角度、例えば45度、だけ回転された状態のまま、ウインドシールドWにブリュースター角(θB)へ入射する。
ところで、円偏光の波面成分のうち、電界成分が入射面に平行な、図1及び図6(A)に示す垂直偏波であるP偏光(以下、P波)については、位相差板60で45度だけ偏光面が回転されることでP´で示す成分波(以下、P´波)を生成する。一方、電界成分が入射面に垂直で、水平偏波(水平方向の偏光面を有する直線偏光)である光、つまりS偏光(S波)についても、図1及び図6(B)に示すように、S´で示す成分波(以下、S´波)を生成する。そして、このS´波のうちS偏光成分は、ウインドシールドWに対してブリュースター角(θB)で入射しても、そこで反射することができる。これがS´波でのS偏光成分、つまり反射波(RS´S)である。同様に、P´波のうちのS偏光成分は、ウインドシールドWに対してブリュースター角(θB)で入射しても、そこで反射することができる。これがP´波でのS偏光成分、つまり反射波(RP´S)である。
即ち、図6(A)に示すP´波については、ウインドシールドWに対してブリュースター角(θB)で入射しても、従来のものとは異なり全て透過されてしまうわけではない。このP´波のうちのS偏光成分(P´S)は、ウインドシールドWで反射させることができる。つまり、ブリュースター角(θB)で入射するP´波についてもS偏光成分、つまり、ウインドシールドWで反射する反射波(RP´S)が生成される。こうして、表示器12の位相差板60を透過後の表示光(最終表示光)の円偏光の波面成分P´、S´各波のうち、P´波でも、ウインドシールドWで反射させることができるわけである。なお、これについては、S´波についても同様であり、全てが反射波を生成されるわけではなく、この中の水平偏波成分のみについて、反射を起こす反射波(RS´S)が生成される。
このように、ブリュースター角(θB)でウインドシールドWに入射するP´、S´各波は、ともに反射波が生成される。このうち、例えば反射後のP´波、つまり(RP´S)については、図6(A)に示すように、垂直偏波P´Yを成分として有するので、この垂直偏波P´Y部分、つまり反射波(RP´S)の中の成分(RP´Y)が偏光サングラス70を透過できる。同様に、S´波の垂直偏波S´Y部分、つまり反射波(RS´S)の中の成分(RS´Y)が偏光サングラス70を透過できる。
換言すれば、ウインドシールドWで反射する反射波(RP´S)のうち、垂直偏光成分のみを選択的に透過させて視認させる偏光サングラス70では、P´波での反射波(RP´S)の中の垂直偏光成分(RP´Y)を透過させることができる。このため、虚像である表示像80が視認が可能となるわけである。これについては、反射後のS´波、つまり(RS´S)についても同様である。
また、本実施形態のλ/4板からなる位相差板60には、図3(A)に示すように、この位相差板60を任意の角度で適宜に回動させる回動手段として、回動機構61も付設されているが、特にこの回動機構61は必須とするものではない。なお、この回動機構61によれば、表示器12から直線偏光として出射する出射表示光の偏光面を位相差板60で回転させて45度だけずらす際に、さらに位相差板60自体を適宜に回動させることができる。このため、投光部10の遮光ケース11に設置後の位相差板60について、その高速軸の回転角度をその後に適宜に回動調整させることもできる。
このように構成することで、ウインドシールドWからの反射光(R)のP,S各波の成分比率が調整可能となり、視認者が偏光サングラス70を装着したときを含めて、随時、表示像80の輝度調整が可能となる。また、このように回動機構61を付設することで、視認者の体格や好みの姿勢に合わせて、あるいは車両に設置するウインドシールドWの傾斜角度の状態に合わせて、位相差板60の配置角度を微調整することもできる。
次に、本実施形態の作用について説明する。
図2に示す投光部10の光源となる白色発光ダイオード14から出射された光が、レンズアレイ15、光拡散シート16を透過して、表示器12に入射する。図3に示す表示器12では、第1偏光板12Aで垂直方向の偏光面を有する光(垂直偏光)だけを透過させる。
図2に示す投光部10の光源となる白色発光ダイオード14から出射された光が、レンズアレイ15、光拡散シート16を透過して、表示器12に入射する。図3に示す表示器12では、第1偏光板12Aで垂直方向の偏光面を有する光(垂直偏光)だけを透過させる。
この第1偏光板12Aを通過した光は、所定方向の直線偏光だけが液晶層12Cに入射される。直線偏光の入射光は、液晶層12Cをその厚さ方向に伝播しながら、液晶のもつ屈折率異方性(複屈折)に応じて偏光状態を変化させて行く。液晶層12Cを通過した出射光の内の、第2偏光板12Eが制限する水平方向の偏光面(水平偏光)だけが出射表示光として表示器12から出射される。
その後、その出射表示光が位相差板60に入射し、水平偏光面を有する直線偏光は、円偏光に変換される。また、この円偏光の各偏光成分については、即ち、P、S各成分波の偏光面は位相差板60により所定の角度45度だけ回転される。その後、折り返しミラー20により折り返されてきた表示光は、非球面ミラー30に向かう。この非球面ミラー30で反射された表示光は、投射対象領域であるウインドシールドWに向かう。
ウインドシールドWには、表示器12を出射直後の表示光(出射表示光)のP、S各成分波の偏光面が位相差板60で45度だけ回転された状態の円偏光のまま、入射する。このときの表示光は、回動機構40によって非球面ミラー30を回動させることで表示像80となる投影の投射方向を調整できる。従って、非球面ミラー30透過後の表示光は、ウインドシールドWに対してブリュースター角(θB)の入射角度で入射する。
このように、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置本体50によれば、表示器12を出射直後の表示光(出射表示光)である直線偏光は、位相差板60で円偏光に変換される。このうちの、例えば水平偏波成分であるS偏光(S波)は、位相差板60の高速軸が表示器12での出射偏光面に対して45度回転しているので、この分だけ偏光面が45度回転されてS´波となり、この偏光状態でウインドシールドWに入射し、その一部が反射される。
また、このS´波だけでなく、位相差板60で生成された円偏光のうちのP偏光成分も、45度だけ偏光面が回転されたP´波となる。これについても、ウインドシールドWで反射する反射波成分(RP´S)を有する。ここで、例えば、P´波での反射波(RP´S)について考えると、これには図6(A)に示すような垂直偏光成分(P´Y)を有している。従って、垂直偏光成分のみを選択的に透過させて視認させる偏光サングラス70は、P´波での反射波(RP´S)のうちの垂直偏光成分(P´Y)を透過する。S´波の反射波成分についても、同様である。これらの成分の存在により、図5に示すように、偏光サングラス70を介しても表示器12が形成する虚像の表示像80の視認が可能となるわけである。
因みに、従来の位相差板を持たないヘッドアップディスプレイ装置であれば、ウインドシールドWに入射する表示光のうち、水平偏波成分であるS偏光のみがここで反射されて偏光サングラス70に向かう。ところが、通常、偏光サングラス70では水平偏光成分が遮断されるので、表示光が遮断され表示像80が視認できない。せっかくの偏光サングラスを使用できないわけである。
ところで、偏光サングラス70は水平姿勢の状態で使用するものであるので、偏光サングラス70を装着した視認者は、本来、顔を水平に常に保持することが必要である。しかしながら、本実施形態によれば、位相差板60がλ/4板で構成されており、ここに入射する直線偏光の光を円偏光に変換させてあるので、P,S各成分の偏波、つまり垂直偏波及び水平偏波を有している。
このため、本実施形態によれば、車両の運行中に、何らかの原因で、顔や姿勢が傾いたり、ウインドシールドWの水平方向面に対して顔を平行状態に保持できないような場合であっても、表示像80が視認できる。つまり、最終表示光がブリュースター角でウインドシールドWに入射する際に、P´,S´各偏光成分の偏波のうちの水平偏光成分の反射波(RP´S)をある程度の割合で反射させることができる。従って、このような場合でも、表示像80の視認が可能となる。また、本実施形態によれば、従来のヘッドアップディスプレイ装置に対して、さらに位相差板を追加して設けるだけでよいので、低コスト化及び小型化が図れるとともに、信頼度が向上する。
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。
例えば、上記実施形態では、位相差板60にλ/4板を用いているが、この代わりに、位相差板にλ/2板を用いるようにしてもよい。このλ/2板を用いる場合には、例えば高速軸(進相軸f)を、表示器12を出射直後の表示光(出射表示光)の水平方向の偏光面に対して所定角度θ、例えば22.5度ずれるように配置させるのが好ましい。また、このλ/4板でも、表示器12に対する相対的な配置を適宜に回動させる回動手段を付設してもよい。
λ/2板をこのように配置することで、偏光方向が水平方向に偏光面を有する表示器12からの出射表示光に対して、2θ度の角度(例えば45度)だけ偏光面を回転させることができる。このように構成することで、ウインドシールドWに対してブリュースター角(θB)の入射角度で入射する表示光に対して、ここでの反射光(R)にS波だけでなくP波も含ませることができるようになる。その結果、視認者は偏光サングラス70を介して表示像80が視認可能になる。
また、本実施形態では車両用表示装置の指示器をスピードメータなどに適用しているいが、特にこれに限定されるものではなく、即ち、燃料計部、タコメータ部、及び水温計等の各種計器類に適用可能である。
以上のように、本発明の車両用表示装置は、可視情報を表示する表示部と、前記表示部を照明する照明光源と、を備えるヘッドアップディスプレイなどに利用できる。
ここで、上述した本発明に係る車両用表示装置の実施形態の特徴をそれぞれ以下i項~v項に簡潔に纏めて列記する。
[i] 特定の方向の偏光面を有する出射表示光を出射する透過型液晶表示器(12)と、
前記透過型液晶表示器(12)を照明する白色発光ダイオード(14)と、
前記透過型液晶表示器(12)が出射した前記出射表示光の前記偏光面に対して所定角度、高速軸がずれた状態で、前記透過型液晶表示器(12)に臨むようにして設けられた位相差板(60)と、
備える車両用表示装置。
[ii] 前記位相差板(60)は、λ/2板またはλ/4板である
上記[i]に記載の車両用表示装置。
[iii] 前記透過型液晶表示器(12)は、前記出射表示光が水平方向の偏光面のみを有する、光透過型の液晶表示器を含んで構成され、
前記白色発光ダイオード(14)は、前記液晶表示器の背面側に配置される、
上記[i]または[ii]に記載の車両用表示装置。
[i] 特定の方向の偏光面を有する出射表示光を出射する透過型液晶表示器(12)と、
前記透過型液晶表示器(12)を照明する白色発光ダイオード(14)と、
前記透過型液晶表示器(12)が出射した前記出射表示光の前記偏光面に対して所定角度、高速軸がずれた状態で、前記透過型液晶表示器(12)に臨むようにして設けられた位相差板(60)と、
備える車両用表示装置。
[ii] 前記位相差板(60)は、λ/2板またはλ/4板である
上記[i]に記載の車両用表示装置。
[iii] 前記透過型液晶表示器(12)は、前記出射表示光が水平方向の偏光面のみを有する、光透過型の液晶表示器を含んで構成され、
前記白色発光ダイオード(14)は、前記液晶表示器の背面側に配置される、
上記[i]または[ii]に記載の車両用表示装置。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2011年9月9日出願の日本特許出願(特願2011-197426)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明の車両用表示装置は、車両のヘッドアップディスプレイなどに利用され有用である。
10 投光部
10A 開口部
11 遮光ケース
12 透過型液晶表示器(表示部)
13 照明回路基板
14 白色発光ダイオード
15 レンズアレイ
16 光拡散シート
17 放熱器(ヒートシンク)
20 折り返しミラー
30 非球面ミラー
40 回動機構
50 ヘッドアップディスプレイ装置本体
51 装置筐体
60 位相差板(λ/2板;λ/4板)
61 (回動手段)回動機構
70 偏光サングラス
80 表示像
L 最終表示光
P´ P偏光の偏光面が位相差板で回転後の偏光成分
P´S P´波のうちのS偏光成分
R ウインドシールドでの反射波
S´ S成分波の偏光面が位相差板で回転後の偏光成分
S´P S´のうちのP偏光成分
T ウインドシールドでの透過波
W ウインドシールド
X 水平方向
Y 垂直方向
f 進相軸
θ 位相差板の高速軸(進相軸f)の回転のずれ
θB ブリュースター角
10A 開口部
11 遮光ケース
12 透過型液晶表示器(表示部)
13 照明回路基板
14 白色発光ダイオード
15 レンズアレイ
16 光拡散シート
17 放熱器(ヒートシンク)
20 折り返しミラー
30 非球面ミラー
40 回動機構
50 ヘッドアップディスプレイ装置本体
51 装置筐体
60 位相差板(λ/2板;λ/4板)
61 (回動手段)回動機構
70 偏光サングラス
80 表示像
L 最終表示光
P´ P偏光の偏光面が位相差板で回転後の偏光成分
P´S P´波のうちのS偏光成分
R ウインドシールドでの反射波
S´ S成分波の偏光面が位相差板で回転後の偏光成分
S´P S´のうちのP偏光成分
T ウインドシールドでの透過波
W ウインドシールド
X 水平方向
Y 垂直方向
f 進相軸
θ 位相差板の高速軸(進相軸f)の回転のずれ
θB ブリュースター角
Claims (3)
- 特定の方向の偏光面を有する出射表示光を出射する表示部と、
前記表示部を照明する照明光源と、
前記表示部が出射した前記出射表示光の前記偏光面に対して所定角度、高速軸がずれた状態で、前記表示部に臨むようにして設けられた位相差板と、
備える車両用表示装置。 - 前記位相差板は、λ/2板またはλ/4板である
請求項1に記載の車両用表示装置。 - 前記表示部は、前記出射表示光が水平方向の偏光面のみを有する、光透過型の液晶表示器を含んで構成され、
前記照明光源は、前記液晶表示器の背面側に配置される、
請求項1または2に記載の車両用表示装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP12830239.5A EP2755074B1 (en) | 2011-09-09 | 2012-09-07 | Display device for vehicle |
US14/199,109 US9454039B2 (en) | 2011-09-09 | 2014-03-06 | Display device for vehicle |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011197426A JP6027727B2 (ja) | 2011-09-09 | 2011-09-09 | 車両用表示装置 |
JP2011-197426 | 2011-09-09 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
US14/199,109 Continuation US9454039B2 (en) | 2011-09-09 | 2014-03-06 | Display device for vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2013035855A1 true WO2013035855A1 (ja) | 2013-03-14 |
Family
ID=47832294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2012/072954 WO2013035855A1 (ja) | 2011-09-09 | 2012-09-07 | 車両用表示装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9454039B2 (ja) |
EP (1) | EP2755074B1 (ja) |
JP (1) | JP6027727B2 (ja) |
WO (1) | WO2013035855A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014209824A1 (de) * | 2014-05-23 | 2015-11-26 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Projektionsvorrichtung für ein Head-up-Display, Head-up-Display sowie Fahrzeug mit einer Projektionsvorrichtung |
US20160299342A1 (en) * | 2014-12-26 | 2016-10-13 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Head-up display and mobile body equipped with head-up display |
US20160327788A1 (en) * | 2014-05-26 | 2016-11-10 | Denso Corporation | Head-up display device |
CN108594433A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-09-28 | 东莞广辰光电科技有限公司 | 一种使用偏极光转换器的高效率抬头显示器照明*** |
Families Citing this family (43)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015007763A (ja) * | 2013-05-27 | 2015-01-15 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | 映像表示システム及び映像表示装置の設定方法 |
JP6277698B2 (ja) * | 2013-12-10 | 2018-02-14 | 株式会社デンソー | 車両用投影装置 |
EP2957947A1 (en) * | 2014-06-16 | 2015-12-23 | Johnson Controls GmbH | Image generating unit for a Head-up display and Head-up display |
EP3200005A4 (en) * | 2014-09-26 | 2017-11-01 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Head-up display and moving body |
US9606355B2 (en) * | 2014-09-29 | 2017-03-28 | Honeywell International Inc. | Apparatus and method for suppressing double images on a combiner head-up display |
JP2016130066A (ja) * | 2015-01-13 | 2016-07-21 | パイオニア株式会社 | ヘッドアップディスプレイ、制御方法、プログラム、及び記憶媒体 |
DE102015205243A1 (de) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Projektionsfläche, Windschutzscheibe mit einer Projektionsfläche sowie Blickfeldanzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug |
JP6308162B2 (ja) * | 2015-04-03 | 2018-04-11 | 株式会社デンソー | ヘッドアップディスプレイ装置 |
WO2016162922A1 (ja) * | 2015-04-06 | 2016-10-13 | 三菱電機株式会社 | ヘッドアップディスプレイ |
DE102015106708B4 (de) * | 2015-04-30 | 2017-12-21 | Visteon Global Technologies, Inc. | Vorrichtung zur Emission von Licht, insbesondere zur Erzeugung eines Bildes |
JP6455339B2 (ja) * | 2015-06-26 | 2019-01-23 | 株式会社デンソー | ヘッドアップディスプレイ装置 |
JP6547492B2 (ja) * | 2015-07-28 | 2019-07-24 | 日本精機株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
US20170045659A1 (en) * | 2015-08-14 | 2017-02-16 | Panasonic Automotive Systems Company Of America, Division Of Panasonic Corporation Of North America | Hud image enhancement lens |
JP6288007B2 (ja) | 2015-08-26 | 2018-03-07 | 株式会社デンソー | ヘッドアップディスプレイ装置、及び反射光学系 |
JP6459921B2 (ja) * | 2015-11-19 | 2019-01-30 | 株式会社デンソー | ヘッドアップディスプレイ装置 |
US10495877B2 (en) | 2015-12-01 | 2019-12-03 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Free-form surface lens and head-up display |
JP6369451B2 (ja) * | 2015-12-03 | 2018-08-08 | 株式会社デンソー | ヘッドアップディスプレイ装置 |
JP2017116667A (ja) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | 株式会社デンソー | ヘッドアップディスプレイ装置 |
KR101868684B1 (ko) * | 2016-02-12 | 2018-07-17 | 엘지전자 주식회사 | 차량용 헤드 업 디스플레이 |
US10018840B2 (en) | 2016-02-12 | 2018-07-10 | Lg Electronics Inc. | Head up display for vehicle |
JP6652634B2 (ja) * | 2016-04-05 | 2020-02-26 | 林テレンプ株式会社 | 表示装置および光学素子 |
JP6297238B1 (ja) | 2016-04-26 | 2018-03-20 | 京セラ株式会社 | 車両用表示装置 |
JP6762807B2 (ja) * | 2016-08-30 | 2020-09-30 | マクセル株式会社 | 情報表示装置 |
JP6638077B2 (ja) * | 2016-09-06 | 2020-01-29 | マクセル株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置とそのための映像表示装置 |
JP6683149B2 (ja) * | 2017-02-17 | 2020-04-15 | 株式会社デンソー | ヘッドアップディスプレイ装置 |
WO2018159598A1 (ja) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 京セラ株式会社 | 屋外用画像照射装置およびこれを備える移動体 |
FR3064080B1 (fr) * | 2017-03-17 | 2020-03-06 | Valeo Comfort And Driving Assistance | Afficheur tete haute adapte au port de lunettes polarisantes |
JP6709960B2 (ja) * | 2017-03-31 | 2020-06-17 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 表示装置、及びそれを備える移動体 |
JP6957089B2 (ja) * | 2017-05-09 | 2021-11-02 | マレリ株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
TWI626471B (zh) * | 2017-05-31 | 2018-06-11 | Head-up display illumination system using a polarized light converter | |
DE102017211691A1 (de) * | 2017-07-07 | 2019-01-10 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Blickfeldanzeigevorrichtung für ein Fahrzeug |
WO2019044072A1 (ja) * | 2017-09-04 | 2019-03-07 | マクセル株式会社 | 情報表示装置 |
JP6955019B2 (ja) | 2017-09-28 | 2021-10-27 | マクセル株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
JP7253893B2 (ja) * | 2017-10-19 | 2023-04-07 | 日東電工株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
WO2019078191A1 (ja) * | 2017-10-19 | 2019-04-25 | 日東電工株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
KR102570280B1 (ko) * | 2018-01-30 | 2023-08-24 | 삼성전자주식회사 | Hud 영상 제공 장치 |
JP2019133058A (ja) * | 2018-02-01 | 2019-08-08 | 矢崎総業株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置および表示装置 |
WO2019159637A1 (ja) * | 2018-02-16 | 2019-08-22 | 日本精機株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
FR3079314B1 (fr) * | 2018-03-21 | 2020-08-28 | Valeo Comfort & Driving Assistance | Dispositif d'affichage tete haute |
JP7127590B2 (ja) | 2019-03-26 | 2022-08-30 | 株式会社Jvcケンウッド | 虚像表示装置 |
JP6693594B2 (ja) * | 2019-06-21 | 2020-05-13 | 日本精機株式会社 | ヘッドアップディスプレイ、制御方法、プログラム、及び記憶媒体 |
CN116635774A (zh) * | 2020-10-28 | 2023-08-22 | 旭硝子欧洲玻璃公司 | 平视显示器*** |
JP2024009467A (ja) | 2022-07-11 | 2024-01-23 | 矢崎総業株式会社 | 車両用表示装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11249062A (ja) * | 1998-03-04 | 1999-09-17 | Asahi Glass Co Ltd | 情報表示装置 |
JP2006091489A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Nippon Seiki Co Ltd | 表示装置 |
JP2007052383A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-03-01 | Sanyo Epson Imaging Devices Corp | ヘッドアップディスプレイシステム |
JP2008070504A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Nippon Seiki Co Ltd | 表示装置 |
JP2008268680A (ja) | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Nippon Seiki Co Ltd | 表示装置 |
JP2010113197A (ja) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | Nippon Seiki Co Ltd | ヘッドアップディスプレイ装置 |
JP2010152025A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Nippon Seiki Co Ltd | 表示装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4961625A (en) * | 1987-09-18 | 1990-10-09 | Flight Dynamics, Inc. | Automobile head-up display system with reflective aspheric surface |
US5231379A (en) * | 1987-09-18 | 1993-07-27 | Hughes Flight Dynamics, Inc. | Automobile head-up display system with apparatus for positioning source information |
WO1989003059A2 (en) * | 1987-09-18 | 1989-04-06 | Flight Dynamics, Inc. | Automobile head-up display system |
JPH02141720A (ja) * | 1988-11-23 | 1990-05-31 | Nippon Denso Co Ltd | ヘッドアップディスプレイ装置 |
CN101952776B (zh) * | 2008-02-04 | 2012-07-25 | 财团法人工业技术研究院 | 显示*** |
JP2011022210A (ja) * | 2009-07-13 | 2011-02-03 | Fujifilm Corp | 表示装置 |
JP5353734B2 (ja) * | 2010-01-28 | 2013-11-27 | トヨタ自動車株式会社 | 撮像装置 |
KR101840713B1 (ko) * | 2011-09-23 | 2018-03-22 | 삼성디스플레이 주식회사 | 투명 표시 장치 |
-
2011
- 2011-09-09 JP JP2011197426A patent/JP6027727B2/ja active Active
-
2012
- 2012-09-07 WO PCT/JP2012/072954 patent/WO2013035855A1/ja unknown
- 2012-09-07 EP EP12830239.5A patent/EP2755074B1/en active Active
-
2014
- 2014-03-06 US US14/199,109 patent/US9454039B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11249062A (ja) * | 1998-03-04 | 1999-09-17 | Asahi Glass Co Ltd | 情報表示装置 |
JP2006091489A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Nippon Seiki Co Ltd | 表示装置 |
JP2007052383A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-03-01 | Sanyo Epson Imaging Devices Corp | ヘッドアップディスプレイシステム |
JP2008070504A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Nippon Seiki Co Ltd | 表示装置 |
JP2008268680A (ja) | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Nippon Seiki Co Ltd | 表示装置 |
JP2010113197A (ja) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | Nippon Seiki Co Ltd | ヘッドアップディスプレイ装置 |
JP2010152025A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Nippon Seiki Co Ltd | 表示装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See also references of EP2755074A4 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014209824A1 (de) * | 2014-05-23 | 2015-11-26 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Projektionsvorrichtung für ein Head-up-Display, Head-up-Display sowie Fahrzeug mit einer Projektionsvorrichtung |
US20160327788A1 (en) * | 2014-05-26 | 2016-11-10 | Denso Corporation | Head-up display device |
US10036890B2 (en) * | 2014-05-26 | 2018-07-31 | Denso Corporation | Head-up display device |
US20160299342A1 (en) * | 2014-12-26 | 2016-10-13 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Head-up display and mobile body equipped with head-up display |
US10025095B2 (en) * | 2014-12-26 | 2018-07-17 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Head-up display and mobile body equipped with head-up display |
CN108594433A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-09-28 | 东莞广辰光电科技有限公司 | 一种使用偏极光转换器的高效率抬头显示器照明*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20140184996A1 (en) | 2014-07-03 |
EP2755074B1 (en) | 2021-04-28 |
US9454039B2 (en) | 2016-09-27 |
EP2755074A1 (en) | 2014-07-16 |
EP2755074A4 (en) | 2015-04-22 |
JP2013057897A (ja) | 2013-03-28 |
JP6027727B2 (ja) | 2016-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6027727B2 (ja) | 車両用表示装置 | |
KR101689035B1 (ko) | 디스플레이 장치 | |
WO2016208133A1 (ja) | ヘッドアップディスプレイ装置 | |
JP6221941B2 (ja) | ヘッドアップディスプレイ装置 | |
WO2017094333A1 (ja) | ヘッドアップディスプレイ装置 | |
JP2020144306A (ja) | ヘッドアップディスプレイ装置 | |
JP6946925B2 (ja) | 虚像表示装置 | |
JP2006091489A (ja) | 表示装置 | |
JP6363828B2 (ja) | 光学システム | |
US10234684B2 (en) | Projection member, head up display device, and polarized sunglasses | |
JP6809441B2 (ja) | 虚像表示装置 | |
JPH03153424A (ja) | 偏光ヘッドアップデイスプレイ | |
CN116256916A (zh) | 光机、显示设备及交通工具 | |
WO2018150736A1 (ja) | ヘッドアップディスプレイ装置 | |
JP6982816B2 (ja) | 画像表示装置、虚像表示装置、移動体 | |
JP6600742B2 (ja) | 表示装置及び車両用ヘッドアップディスプレイ装置 | |
JP2011033712A (ja) | 液晶表示装置 | |
CN114063284A (zh) | 图像源、抬头显示器以及交通设备 | |
JP2009080321A (ja) | 表示装置、偏光制御方法 | |
CN219417941U (zh) | 光机、显示设备及交通工具 | |
WO2024057971A1 (ja) | 画像投影装置 | |
US20240184106A1 (en) | Head-up display system, display apparatus and driving apparatus | |
JP7163804B2 (ja) | ヘッドアップディスプレイ用照明ユニット | |
KR101902689B1 (ko) | 차량용 헤드 업 디스플레이 | |
WO2019159538A1 (ja) | 虚像表示装置、照明用光学素子、照明用バックライト及び表示器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 12830239 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |