JP2010113197A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両運転者が偏光サングラスを着用していた場合であっても、視認性が低下する虞が少ないヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】 ヘッドアップディスプレイ装置２０は、液晶表示器２４が発した表示光Ｌを投影して虚像を表示する。液晶表示器２４は、液晶表示パネル２８と、液晶表示パネル２８を照明する発光素子２９とを有し、所定方向の直線偏光からなる表示光Ｌを発する。ヘッドアップディスプレイ装置２０は、表示光Ｌの偏光軸を回転させる２分の１波長板２５と、この２分の１波長板２５を移動させる移動機構を備える。移動機構は、表示光Ｌの偏光軸を所定角度だけ回転させる２分の１波長板２５を光路外に移動させるレバー３５からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示器を備え、虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。

従来より、車両のフロントガラス或いはコンバイナと称される半透過板に表示光を投影し、虚像を表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置が種々提案されており、例えば特許文献１に開示されている。斯かる車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、透光性の窓部２を備えたハウジング３に液晶表示器４及び反射鏡５を収容したものであり、車両のダッシュボード内に配設される（図２及び図３参照）。
特開２００７−５２３８３号公報

液晶表示器４は、液晶表示パネル６と、この液晶表示パネル６を透過照明する発光ダイオード等の発光素子７と、この発光素子７に固着されたヒートシンク８と、表示光Ｌの偏光軸を調整する２分の１波長板９と、を備えたものである。液晶表示パネル６は、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セルと、この液晶セルの前後両面に貼着された偏光板とからなるものである。２分の１波長板９は、液晶表示パネル６を透過した表示光Ｌの偏光軸を水平方向に調整し、フロントガラス１３における反射率を向上させるものである。液晶表示パネル６を駆動する駆動回路１０及び発光素子７を駆動する駆動回路１１は、回路基板１２に搭載されている。
ヘッドアップディスプレイ装置１が投射する表示光Ｌはフロントガラス１３により車両運転者１４に反射され、車両運転者１４は虚像Ｖを風景と重畳させて視認することができる。

しかしながら、車両運転者１４が偏光サングラスを着用していた場合、虚像Ｖを明瞭に視認できない虞があった。即ち、偏光サングラスは水平方向の直線偏光を遮る特性があり、２分の１波長板９にて水平方向に調整された直線偏光である表示光Ｌが偏光サングラスで遮られるため、車両運転者１４が視認する虚像Ｖの輝度が低くなるという問題を有していた。
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、車両運転者が偏光サングラスを着用していた場合であっても、視認性が低下する虞が少ないヘッドアップディスプレイ装置を提供するものである。

本発明は、請求項１に記載したように、液晶表示パネル２８と前記液晶表示パネル２８を照明する発光素子２９とを有し、直線偏光からなる表示光Ｌを発する液晶表示器２４を備え、前記液晶表示器２４が発した表示光Ｌを投影して虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置２０であって、前記表示光Ｌの偏光軸を回転させる２分の１波長板２５と、前記２分の１波長板２５を移動させる移動機構３５と、を備えたものである。

また、本発明は、請求項２に記載したように、前記移動機構は、前記表示光Ｌの前記偏光軸を所定角度だけ回転させる前記２分の１波長板２５を光路外に移動させるレバー３５であるものである。

偏光サングラスを着用した場合は、２分の１波長板を移動させることにより、液晶表示器が発した直線偏光である表示光の偏光軸を回転させ、水平方向の偏光を低減して、虚像の視認性を向上させることが可能になる。

以下、添付の図面に基づいて、本発明の一実施形態について説明する。車両用ヘッドアップディスプレイ装置２０は、液晶表示器２４，２分の１波長板２５，反射器２６等をハウジング２７に収容したものである。

液晶表示器２４は、液晶表示パネル２８と、発光素子２９と、配線基板３０と、ケース体３１とからなるものである。液晶表示パネル２８は、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セル２８ａと、液晶セル２８ａの前面に貼着された偏光板２８ｂと、液晶セル２８ａの後面に貼着された偏光板２８ｃと、からなるものであり、ケース体３１に保持されている。

偏光板２８ｂの偏光軸は水平方向（紙面に垂直な方向）になっており、液晶表示器２４が発した表示光Ｌは、水平方向の偏光軸を有する直線偏光になっている。ケース体３１は、略角筒形状になっており、ケース体３１の後端部は、後述する放熱部材に固定されている。発光素子２９は、発光ダイオードからなるものであり、液晶表示パネル２８の後方に配置され、液晶表示パネル２８を透過照明する。発光素子２９は、配線基板３０に搭載されている。

２分の１波長板２５は、液晶表示器２４が発した直線偏光である表示光Ｌを９０度だけ旋光させるものであり、ホルダー３４に保持されている。２分の１波長板２５を保持するホルダー３４は、レバー３５（移動機構）と一体に形成されており、このレバー３５はハウジング２７に軸止されている。レバー３５の上端部はハウジング２７の上面から突出しており、車両運転者はレバー３５を操作することにより、２分の１波長板２５を揺動させ、液晶表示器２４と平面鏡３６との間で、２分の１波長板２５を表示光Ｌの光路に出し入れすることができる。

反射器２６は、平面鏡３６，凹面鏡３７，ミラーホルダー３８，ステッピングモータ３９，支持部材４０を有している。平面鏡３６は、液晶表示器２４が発した表示光Ｌを凹面鏡３７に向けて反射させるものである。凹面鏡３７は、樹脂（例えばポリカーボネート）にアルミニウムを蒸着させ反射面３７ａを形成したものである。反射面３７ａは凹面となっており、平面鏡３６にて反射された表示光Ｌが拡大されて虚像Ｖが表示される。凹面鏡３７はミラーホルダー３８に両面粘着テープにより接着されている。ミラーホルダー３８は樹脂（例えばＡＢＳ）からなるものであり、歯車部４３及び軸部４４が一体に形成されている。

ステッピングモータ３９の回動軸には歯車４５が取付けられており、この歯車４５は、ミラーホルダー３８の歯車部４３と噛合されている。凹面鏡３７はミラーホルダー３８と共に回動可能な状態で支持されており、ステッピングモータ３９により凹面鏡３７を回動させ、表示光Ｌの投射方向を調整することができる。車両運転者は、押ボタンスイッチ（図示しない）を操作し表示光Ｌが目の位置に反射されるように（即ち、虚像Ｖを視認できるように）凹面鏡３７の角度を調整する。

ハウジング２７は、樹脂（例えばポリプロピレン）からなり、液晶表示器２４及び反射器２６等が収容される。ハウジング２７には表示光Ｌが出射する窓部４６が設けられている。この窓部４６はアクリル等の透光性樹脂からなるものであり、湾曲形状になっている。ハウジング２７には、車両用ヘッドアップディスプレイ装置２０を車体に取付けるための支持部２７ａが設けられており、この支持部２７ａには、固定用のボルト等を挿入する孔部２７ｂが形成されている。ハウジング２７には遮光壁２７ｃが設けられており、太陽光等の外光が液晶表示器１５に入射し虚像Ｖが見えにくくなる現象（ウォッシュアウト）を防止している。遮光壁２７ｃは平板形状になっており、ハウジング２７の上部から斜めに垂下するように形成されている。また、ハウジング２７には、液晶表示器２４のケース体３１が挿通される開口部２７ｄが形成されている。

５０はアルミニウム等の金属からなる放熱部材であり、この放熱部材５０は、ハウジング２７外に配置されており、車両用ヘッドアップディスプレイ装置２０を車体に取付けるための支持部５０ａと、この支持部２７ａに形成された孔部２７ｂと、複数の放熱フィン５０ｃと、後述する回路基板が配置される凹部５０ｄと、を有している。放熱部材５０の孔部５０ｂは、ハウジング２７の孔部２７ｂに対応する箇所に形成されている。

５１は回路基板であり、この回路基板５１には、液晶表示パネル２８を駆動する駆動回路５２と、発光素子２９を駆動する駆動回路５３とが搭載されている。回路基板５１は、スペーサ５４を介して、放熱部材５０の底面側に設けられた凹部５０ｄに配置されている。回路基板５１に設けられたコネクタ５７と配線基板３０に設けられたコネクタ５６を可撓性配線板（ＦＰＣ）等の配線部材５５によって接続することによって、回路基板５１と発光素子２９が電気的に接続されている。

ハウジング２７及び放熱部材５０には、配線部材５５が貫通する孔部２７ｅ及び孔部５０ｅが夫々形成されている。駆動回路５３は、シリコーンゴム等の弾性体からなる熱伝導シート（図示しない）を介して、放熱部材５０に設けられた凸部５０ｇに当接している。発光素子２９及び駆動回路５３が発した熱は、放熱部材５０に吸収され、放熱フィン５０ｃ等から空気中に放熱されると共に、支持部５０ａから車体に熱伝達される。

６０は、亜鉛メッキ鋼板等の電磁シールド性を有する金属からなるカバー部材であり、このカバー部材６０によって、回路基板５１が収容された放熱部材５０の凹部５０ｄが覆われている。カバー部材６０には開口部６０ａが形成されており、ハウジング５０に設けられた係止爪５０ｆに係止される。

車両運転者１４は、偏光サングラスを着用する場合は、レバー３５を操作して、液晶表示器２４と平面鏡３６との間に２分の１波長板２５を移動させる。２分の１波長板２５が液晶表示器２４と平面鏡３６との間に移動したときは、液晶表示器２４が発した直線偏光である表示光Ｌは９０度だけ旋光し、紙面に平行な直線偏光に調整される。一方、偏光サングラスを着用しない場合は、２分の１波長板２５を移動させて、表示光Ｌの光路から外す。

本実施形態によれば、偏光サングラスを着用する場合に、２分の１波長板２５を移動させることにより、液晶表示器２４が発した直線偏光である表示光Ｌの偏光軸を回転させ、水平方向の偏光を低減して、虚像Ｖの視認性を向上させることができる。なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能であり、例えば、２分の１波長板２５をモーター等の駆動手段で回転移動させるように構成しても良い。

本発明の実施形態を示す断面図。 従来例を示す断面図。 同上従来例を示すヘッドアップディスプレイの概観図。

符号の説明

２４ 液晶表示器
２５ ２分の１波長板
２８ 液晶表示パネル
２９ 発光素子
３５ レバー（移動機構）
３７ 凹面鏡
Ｌ 表示光

Claims (2)

1. 液晶表示パネルと前記液晶表示パネルを照明する発光素子とを有し、直線偏光からなる表示光を発する液晶表示器を備え、前記液晶表示器が発した表示光を投影して虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記表示光の偏光軸を回転させる２分の１波長板と、前記２分の１波長板を移動させる移動機構と、を備えたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記移動機構は、前記表示光の前記偏光軸を所定角度だけ回転させる前記２分の１波長板を光路外に移動させるレバーであることを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

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