(57)【要約】【課題】外光による表示器の光学的な劣化を防止すると共に、外光に起因する表示器の破損を防止する車両用表示装置を提供する。【解決手段】車両用表示装置１は、ウインドシールド１０３に投影される表示画像を表示光Ｌとして出射する表示器５と、表示器５からウインドシールド１０３までの表示光Ｌの光路上に配置され、表示光Ｌを反射する反射ミラー３と、反射ミラー３と表示器５との間の光路上にあって表示器５と対向する位置に配置され、表示器５から出射された表示光Ｌを反射ミラー３に向けて透過し、反射ミラー３から表示器５に向かう外光ＳＬを反射させる反射光学部材２７と、外光ＳＬを検出する光学センサ９と、光学センサ９が外光ＳＬを検出した場合、表示器５の減温動作を実行させる制御部７とを備える。光学センサ９は、反射ミラー３を介して表示器５に向かう外光ＳＬが反射光学部材２７で反射して向かう位置に配置される。【選択図】図１
2020067650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用表示装置の外部に設けられた被投影部材に投影される表示画像を表示光として出射する表示器と、
前記表示器から前記被投影部材までの前記表示光の光路上に少なくとも１つ配置され、前記表示光を反射する反射ミラーと、
前記反射ミラーと前記表示器との間の前記表示光の光路上にあって前記表示器と対向する位置に配置され、前記表示器から出射された表示光を前記反射ミラーに向けて透過し、かつ前記反射ミラーから前記表示器に向かう外光を反射させる反射光学部材と、
前記外部と内部空間とを連通する開口から入射した外光を検出する光学センサと、
前記光学センサが前記外光を検出した場合、前記表示器を減温するための減温動作を実行させる制御部と、
を備え、
前記光学センサは、
前記反射ミラーを介して前記表示器に向かう前記外光が前記反射光学部材で反射して向かう位置に少なくとも１つ配置される、
ことを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
前記光学センサは、
前記内部空間において、前記反射光学部材を挟んで前記開口と反対側に配置される
請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記表示器の温度を検出する温度センサをさらに備え、
前記制御部は、
前記光学センサが前記外光を検出し、かつ前記温度センサの検出値が閾値以下のときは、前記減温動作の実行を制限する、
請求項１または２に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
少なくとも車両内にあって前記車両用表示装置の外部に配置された温度センサをさらに備え、
前記制御部は、
前記光学センサが前記外光を検出し、かつ前記温度センサの検出値が閾値以下のときは、前記減温動作の実行を制限する、
請求項１または２に記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記表示器は、
光透過型の液晶表示ユニットと、
前記液晶表示ユニットを裏面側から照明するバックライトユニットと、
を備え、
前記バックライトユニットは、
前記反射ミラーと対向して配置され、
前記反射光学部材は、
前記バックライトユニットから前記反射ミラーに向けて出射される光の出射方向に対して前記光学センサに向けて傾斜して配置される、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両には、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Ｈｅａｄ  Ｕｐ  Ｄｉｓｐｌａｙ）装置を搭載するものがある。ヘッドアップディスプレイ装置は、表示器に表示される表示画像を、反射ミラー等を介してウインドシールドまたはコンバイナに投影することで、運転者に虚像として視認させるものである。ヘッドアップディスプレイ装置では、筐体内の表示器に表示された表示画像を筐体外のウインドシールド等に投影させる場合、筐体の上部に開口を設けている。例えば、太陽光等の外光が開口から入射し、反射ミラー等を介して表示器に到達すると、反射ミラー等の集光作用により表示器が過熱するおそれがある。
【０００３】
従来のヘッドアップディスプレイ装置では、外光による表示器の温度上昇を温度センサで検出し、閾値温度を超えたときに、表示器の減光または消灯、反射ミラーの角度変更等を行い、表示器の温度上昇を抑制している。しかしながら、閾値温度を超えてから表示器の減光等が行われることから、表示器の温度上昇を適切なタイミングで抑制することができない。そこで、赤外線センサを用いて外光に含まれる赤外線を検出することで、適切なタイミングで温度上昇を抑制する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２２８４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、反射ミラーの背面に配置された赤外線センサにより外光に含まれる赤外線を検出しているが、外光が直に表示器に照射されるので、表示器が光学的に劣化するおそれがある。そこで、反射ミラーと表示器との間に半透過型偏光板を配置して表示光を透過させる一方、外光を透過させないようにすることが可能である。
【０００６】
しかしながら、表示光の透過や外光の照射により半透過型偏光板自体及び反射型偏光板の周囲の温度が上昇することで、半透過型偏光板の近くに配置された表示器が加熱されて温度が上昇し、表示器が破損する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、外光による表示器の光学的な劣化を防止すると共に、外光に起因する表示器の破損を防止する車両用表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用表示装置は、車両用表示装置の外部に設けられた被投影部材に投影される表示画像を表示光として出射する表示器と、前記表示器から前記被投影部材までの前記表示光の光路上に少なくとも１つ配置され、前記表示光を反射する反射ミラーと、前記反射ミラーと前記表示器との間の前記表示光の光路上にあって前記表示器と対向する位置に配置され、前記表示器から出射された表示光を前記反射ミラーに向けて透過し、かつ前記反射ミラーから前記表示器に向かう外光を反射させる反射光学部材と、前記外部と内部空間とを連通する開口から入射した外光を検出する光学センサと、前記光学センサが前記外光を検出した場合、前記表示器を減温するための減温動作を実行させる制御部と、を備え、前記光学センサは、前記反射ミラーを介して前記表示器に向かう前記外光が前記反射光学部材で反射して向かう位置に少なくとも１つ配置される、ことを特徴とする。
【０００９】
上記車両用表示装置において、前記光学センサは、前記内部空間において、前記反射光学部材を挟んで前記開口と反対側に配置されるものである。
【００１０】
上記車両用表示装置において、前記表示器の温度を検出する温度センサをさらに備え、前記制御部は、前記光学センサが前記外光を検出し、かつ前記温度センサの検出値が閾値以下のときは、前記減温動作の実行を制限するものである。
【００１１】
上記車両用表示装置において、少なくとも車両内にあって前記車両用表示装置の外部に配置された温度センサをさらに備え、前記制御部は、前記光学センサが前記外光を検出し、かつ前記温度センサの検出値が閾値以下のときは、前記減温動作の実行を制限するものである。
【００１２】
上記車両用表示装置において、前記表示器は、光透過型の液晶表示ユニットと、前記液晶表示ユニットを裏面側から照明するバックライトユニットと、を備え、前記バックライトユニットは、前記反射ミラーと対向して配置され、前記反射光学部材は、前記バックライトユニットから前記反射ミラーに向けて出射される光の出射方向に対して前記光学センサに向けて傾斜して配置されるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る車両用表示装置によれば、外光による表示器の光学的な劣化を防止すると共に、外光に起因する表示器の破損を防止するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１実施形態に係る車両用表示装置を搭載した車両の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る車両用表示装置の概略構成を示す模式図である。
【図３】図３は、第１実施形態の変形例に係る車両用表示装置の概略構成を示す模式図である。
【図４】図４は、第１実施形態の変形例に係る反射光学部材及び表示器の概略構成を示す模式図である。
【図５】図５は、第２実施形態に係る車両用表示装置の概略構成を示す模式図である。
【図６】図６は、第２実施形態に係る表示器の概略構成を示す模式図である。
【図７】図７は、第２実施形態に係る制御部の制御動作の一例を示すフローチャート図である。
【図８】図８は、第２実施形態の変形例に係る車両用表示装置の概略構成を示す模式図である。
【図９】図９は、第２実施形態の変形例に係る温度センサの配置例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る車両用表示装置の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、下記実施形態における構成要素は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【００１６】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る車両用表示装置を搭載した車両の概略構成を示す模式図である。図２は、第１実施形態に係る車両用表示装置の概略構成を示す模式図である。
【００１７】
車両用表示装置１は、図１に示すように、例えば自動車等の車両１００に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置である。車両用表示装置１は、車両１００において、インストルメントパネル１０２の内側にメータ１０４と共に配置され、ウインドシールド１０３に表示画像を投影する。車両用表示装置１は、被投影部材であるウインドシールド１０３に表示画像を投影して、ドライバＤのアイポイントＥＰの前方に虚像Ｓを表示する。ウインドシールド１０３は、入射する光の一部を反射し、他の一部を透過させる半透過性を有することから、車両１００の前景を透過させながら、車両用表示装置１から投影される表示画像を表示光ＬとしてドライバＤのアイポイントＥＰに向けて反射する。ウインドシールド１０３は、車両用表示装置１の外部に設けられており、例えばインストルメントパネル１０２の上方に配置されている。アイポイントＥＰは、ドライバＤの視点位置として予め想定される。ドライバＤは、ウインドシールド１０３によって反射された表示画像を虚像Ｓとして認識する。虚像Ｓは、ドライバＤにとって、ウインドシールド１０３よりも前方に認識される。本実施形態の車両用表示装置１は、筐体２と、２つの反射ミラー３と、表示器５と、制御部７と、光学センサ９と、駆動部１５と、反射光学部材２７とを含んで構成される。
【００１８】
筐体２は、例えば、合成樹脂材料を箱状に成形したものであり、内部に内部空間１７を有する。筐体２は、図２に示すように、内部空間１７に、上述した表示器５、２つの反射ミラー３、制御部７、光学センサ９、駆動部１５、及び反射光学部材２７を収容し、これらを支持する。筐体２は、車両用表示装置１の外部と内部空間１７との間を連通する開口２ａを有する。開口２ａは、筐体２において、ウインドシールド１０３に対向する位置に設けられる。本実施形態の車両用表示装置１は、筐体２から開口２ａを介してウインドシールド１０３に向けて表示光Ｌを出射する。表示光Ｌは、表示器５から出射され、反射光学部材２７を透過し、反射ミラー３により反射された光である。
【００１９】
２つの反射ミラー３は、図２に示すように、表示器５からウインドシールド１０３までの表示光Ｌの光路上に配置され、表示器５から出射され反射光学部材２７を透過した表示光Ｌをウインドシールド１０３に向けて反射させる光学系である。本実施形態の２つの反射ミラー３は、平面ミラー１１と、凹面ミラー１３とで構成される。平面ミラー１１は、反射面が平面で形成され、反射光学部材２７を挟んで表示器５と対向する位置に配置される。平面ミラー１１は、表示器５から出射され反射光学部材２７を透過した表示光Ｌを凹面ミラー１３に向けて全反射させる。凹面ミラー１３は、反射面が凹状曲面（または凸状曲面）で形成され、平面ミラー１１と対向する位置に配置される。凹面ミラー１３は、平面ミラー１１を反射した表示光Ｌを、開口２ａを介してウインドシールド１０３に向けて全反射させる。本実施形態の凹面ミラー１３は、拡大ミラーとしての機能を有する。すなわち、凹面ミラー１３は、当該凹面ミラー１３にて反射する前の表示光Ｌが表す表示画像と比較して当該凹面ミラー１３にて反射した後の表示光Ｌが表す表示画像が相対的に大きくなるように当該表示画像を拡大して反射する。本実施形態の凹面ミラー１３は、駆動部１５により回動可能に支持されており、表示光Ｌや外光ＳＬの反射角度を変更することが可能である。ここで外光ＳＬは、開口２ａを介して筐体２内に入射する太陽光である。本実施形態では、外光ＳＬは、拡大ミラーとして機能する凹面ミラー１３に反射することで集光される。そのため、凹面ミラー１３を介して表示器５に向かう外光ＳＬは、集光された光である。
【００２０】
表示器５は、ウインドシールド１０３に投影される表示画像を表示光Ｌとして出射するものである。表示器５は、図２に示すように、液晶表示ユニット２１と、バックライトユニット２２とを含んで構成される。液晶表示ユニット２１は、いわゆる液晶パネルであり、例えば光透過型または光半透過型のＴＦＴ液晶（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等から成る。液晶表示ユニット２１は、裏面側から照明されることで表面側の表示面が発光する。バックライトユニット２２は、液晶表示ユニット２１を裏面側から照明するものである。バックライトユニット２２は、反射ミラー３のうちの平面ミラー１１と対向して配置される。バックライトユニット２２は、例えば、車両１００内のバッテリー（不図示）から得られる電力により駆動する。
【００２１】
制御部７は、図２に示すように、表示器５及び駆動部１５に電気的に接続され、これらの動作を制御する。本実施形態の制御部７は、光学センサ９が外光ＳＬを検出した場合、表示器５を減温するための減温動作を実行させる。ここで減温動作は、例えば、表示器５の減光または消灯が含まれる。具体的には、制御部７は、光学センサ９が外光ＳＬを検出した場合、表示器５に対して減光信号または消灯信号を送信し、表示器５の減光または消灯を行う（第１減温動作）。本実施形態の減温動作には、例えば、反射ミラー３の反射角度の変更が含まれる。具体的には、制御部７は、光学センサ９が外光ＳＬを検出した場合、駆動部１５に対して駆動信号を送信し、駆動部１５により凹面ミラー１３の反射角度を変更する（第２減温動作）。制御部７は、光学センサ９が外光ＳＬを検出した場合、上記第１減温動作及び上記第２減温動作の一方を実行するように表示器５及び駆動部１５を制御する。制御部７は、例えばＩＣチップ等で構成され、車両１００内のバッテリーから得られる電力により駆動する。制御部７は、車両１００内のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）１０５と電気的に接続され、当該ＥＣＵ１０５との間で信号のやりとりを行っていてもよい（図９）。
【００２２】
光学センサ９は、筐体２の開口２ａから入射した外光ＳＬを検出するものである。光学センサ９は、筐体２の開口２ａから入射した外光ＳＬのうち、２つの反射ミラー３を介して表示器５に向かう外光ＳＬが反射光学部材２７で反射して向かう位置に配置される。具体的には、光学センサ９は、内部空間１７において、表示器５を挟んで開口２ａと反対側に配置される。光学センサ９は、例えば、赤外線センサで構成され、外光ＳＬの赤外領域の光（赤外線）を検出する。具体的には、光学センサ９は、外光ＳＬの赤外領域の光（赤外線）を受光して電気信号に変換し、当該電気信号を検出信号として制御部７に出力する。
【００２３】
駆動部１５は、例えばモータと歯車とを組み合わせた構造を有し、凹面ミラー１３の反射角度を変更するものである。駆動部１５は、制御部７と電気的に接続され、制御部７からの駆動信号に応じて駆動する。駆動部１５は、例えば、モータの回転軸に取り付けられた歯車と、凹面ミラー１３の反射面の反対側に設けられた複数の歯とが噛み合う構造を有する。駆動部１５は、制御部７から駆動信号を受信するとモータの回転軸が回転し、モータ側の歯車と凹面ミラー１３側の複数の歯との噛み合わせによってモータの動力が凹面ミラー１３に伝達して凹面ミラー１３が回動し、当該凹面ミラー１３の反射角度を変更する。
【００２４】
反射光学部材２７は、平面ミラー１１と表示器５との間の表示光Ｌの光路上にあって表示器５と対向する位置に配置され、表示器５から出射された表示光Ｌを平面ミラー１１に向けて透過し、かつ平面ミラー１１から表示器５に向かう外光ＳＬを反射させる。反射光学部材２７は、例えば、ワイヤグリッド偏光板から成る。ワイヤグリッド偏光板は、いわゆる非吸収型偏光板であり、基板上に金属材料を蒸着し、ナノメーターレベルでの微細エッチングによりワイヤー状のグリッドを形成したものである。反射光学部材２７は、表示光Ｌ及び外光ＳＬが照射されることから、これらの光が重複して照射されても破損や変形等が生じない程度の耐熱性を有することが好ましい。例えば、反射光学部材２７は、表示器５の液晶表示ユニット２１と同等またはそれ以上の耐熱性を有することが好ましい。本実施形態の反射光学部材２７は、バックライトユニット２２から平面ミラー１１に向けて出射される光の出射方向に対して光学センサ９に向けて傾斜して配置される。反射光学部材２７は、表示器５に対して傾斜して配置される。すなわち、反射光学部材２７は、液晶表示ユニット２１、バックライトユニット２２のそれぞれに対して傾斜して配置される。反射光学部材２７は、筐体２に支持される構成であってもよいし、表示器５に支持される構成であってもよい。
【００２５】
次に、車両用表示装置１における表示動作について図１及び図２を参照して説明する。まず、表示器５から出射された表示光Ｌは、反射光学部材２７を透過して平面ミラー１１に向かう。平面ミラー１１は、入射した表示光Ｌを凹面ミラー１３に向けて反射する。凹面ミラー１３は、平面ミラー１１から入射する表示光Ｌを、凹状の反射面により、開口２ａを介してウインドシールド１０３に向けて反射させる。これにより、ウインドシールド１０３に表示光Ｌに対応する表示画像が投影され、ドライバＤのアイポイントＥＰの前方に虚像Ｓが表示される。
【００２６】
次に、車両用表示装置１における減温動作について図１及び図２を参照して説明する。まず、開口２ａから入射した外光ＳＬは、凹面ミラー１３により一部または全部が平面ミラー１１に向けて反射する。平面ミラー１１は、凹面ミラー１３からの外光ＳＬの一部または全部を表示器５に向けて反射する。平面ミラー１１から表示器５に向かう外光ＳＬは、反射光学部材２７により光学センサ９に向けて反射する。光学センサ９は、受光した外光ＳＬに基づいて赤外線を検出すると、制御部７に検出信号を出力する。制御部７は、光学センサ９から検出信号を受信すると、表示器５に対して減光信号または消灯信号を送信する。表示器５は、制御部７から減光信号を受信した場合には、バックライトユニット２２の減光を行う一方、制御部７から消灯信号を受信した場合には、バックライトユニット２２の消灯を行う。凹面ミラー１３を含む反射ミラー３を介して表示器５に向かう外光ＳＬは、当該凹面ミラー１３により集光されることから反射光学部材２７に照射されると当該反射光学部材２７の温度が急上昇する。そこで、本実施形態では、表示器５を減光または消灯して、表示光Ｌによる反射光学部材２７の温度上昇を抑制し、反射光学部材２７の近くに配置された表示器５の温度上昇を抑制し、外光ＳＬに起因する表示器５の破損を防止する。なお、制御部７は、光学センサ９から検出信号を受信すると、駆動部１５に対して駆動信号を送信してもよい。この場合、駆動部１５は、制御部７からの駆動信号に応じて駆動して凹面ミラー１３の反射角度を変更する。凹面ミラー１３の反射角度が変更されることで、凹面ミラー１３で反射した外光ＳＬが平面ミラー１１に向かわず、反射光学部材２７への外光ＳＬの照射が無くなる。その結果、表示光Ｌによる反射光学部材２７の温度上昇を抑制し、反射光学部材２７の近くに配置された表示器５の温度上昇を抑制することができる。
【００２７】
以上説明した車両用表示装置１は、外部に設けられたウインドシールド１０３に投影される表示画像を表示光Ｌとして出射する表示器５と、表示器５からウインドシールド１０３までの表示光Ｌの光路上に配置され、表示光Ｌを反射する反射ミラー３と、反射ミラー３と表示器５との間の表示光Ｌの光路上にあって表示器５と対向する位置に配置され、表示器５から出射された表示光Ｌを反射ミラー３に向けて透過し、かつ反射ミラー３から表示器５に向かう外光を反射させる反射光学部材２７と、外部と内部空間１７とを連通する開口２ａから入射した外光ＳＬを検出する光学センサ９と、光学センサ９が外光ＳＬを検出した場合、表示器５を減温するための減温動作を実行させる制御部７とを備える。光学センサ９は、反射ミラー３を介して表示器５に向かう外光ＳＬが反射光学部材２７で反射して向かう位置に配置される。上記構成により、反射ミラー３を介して表示器５に向かう外光ＳＬが反射光学部材２７により遮蔽され直に表示器５に届かないので、外光ＳＬによる表示器５の劣化を防止することができる。また、光学センサ９が外光ＳＬを検知すると減温動作が実行されるので、外光ＳＬによる反射光学部材２７の温度上昇を抑制し、過熱による表示器５の破損を防止することができる。
【００２８】
また、車両用表示装置１は、光学センサ９が、内部空間１７において、反射光学部材２７を挟んで開口２ａと反対側に配置される。これにより、開口２ａから入射した外光ＳＬの表示器５への直接照射を抑制することができる。また、例えば、表示器５からウインドシールド１０３までの光路上に光学センサ９が配置されることがなくなり、光学センサ９による表示光Ｌへの干渉を防止することができる。
【００２９】
また、車両用表示装置１は、表示器５が、液晶表示ユニット２１と、バックライトユニット２２とを備える。バックライトユニット２２は、平面ミラー１１と対向して配置される。反射光学部材２７は、バックライトユニット２２から平面ミラー１１に向けて出射される光の出射方向に対して光学センサ９に向けて傾斜して配置される。上記構成により、反射光学部材２７に照射された外光ＳＬを光学センサ９に向けて反射させることができ、光学センサ９による外光ＳＬの検出精度を向上させることが可能となる。
【００３０】
（第１実施形態の変形例）
図３は、第１実施形態の変形例に係る車両用表示装置の概略構成を示す模式図である。本実施形態の変形例に係る車両用表示装置１Ａは、筐体２内にインナーハウジング２５を有する点が上記車両用表示装置１と異なる。
【００３１】
インナーハウジング２５は、合成樹脂材料等で成形されたものであり、筐体２の内部空間１７に収容され、内部空間１７を仕切るように形成される。インナーハウジング２５は、主に光学センサ９及び反射光学部材２７を支持するように形成されるが、反射ミラー３、表示器５、及び制御部７を支持するように形成されてもよい。インナーハウジング２５は、反射光学部材２７から筐体２の開口２ａまでの表示光Ｌの光路を確保するように形成される。また、インナーハウジング２５は、反射光学部材２７から光学センサ９までの外光ＳＬの光路を確保するように形成される。インナーハウジング２５は、反射光学部材２７と光学センサ９との間に形成された開口２５ａを有する。開口２５ａは、反射光学部材２７から反射された外光ＳＬが光学センサ９に向けて通過する。
【００３２】
車両用表示装置１Ａは、筐体２に収容され、少なくとも光学センサ９及び反射光学部材２７を支持するインナーハウジング２５を備える。インナーハウジング２５は、反射光学部材２７からウインドシールド１０３までの表示光の光路を確保し、かつ反射光学部材２７から光学センサ９までの外光ＳＬの光路を確保するように形成される。これにより、例えば光学センサ９が外光ＳＬのみ受光することができ、光学センサ９による外光ＳＬの検出精度をさらに向上させることができる。
【００３３】
上記第１実施形態及びその変形例では、反射光学部材２７は、表示光Ｌの出射方向に対して光学センサ９に向けて傾斜して配置されるが、これに限定されるものではない。例えば、反射光学部材２７は、表示光Ｌの出射方向において表示器５に正対して配置されていてもよい。
【００３４】
上記第１実施形態及びその変形例では、制御部７は、光学センサ９が外光ＳＬを検出した場合、上記第１減温動作及び上記第２減温動作の一方を実行するように表示器５及び駆動部１５を制御しているが、これに限定されるものではない。例えば、制御部７は、光学センサ９が外光ＳＬを検出した場合、第１減温動作及び第２減温動作の両方を同時に実行するように表示器５及び駆動部１５を制御する構成であってもよい。また、制御部７は、光学センサ９が外光ＳＬを検出した場合、第１減温動作及び第２減温動作の一方を実行するようにした後、第１減温動作及び第２減温動作の他方を実行するように段階的に制御する構成であってもよい。
【００３５】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る車両用表示装置について図５〜図７を参照して説明する。図５は、第２実施形態に係る車両用表示装置の概略構成を示す模式図である。図６は、第２実施形態に係る表示器の概略構成を示す模式図である。図７は、第２実施形態に係る制御部の制御動作の一例を示すフローチャート図である。
【００３６】
第２実施形態に係る車両用表示装置１Ｂは、図５及び図６に示すように、表示器５の内部に温度センサ２９を備える点が上記第１実施形態に係る車両用表示装置１と異なる。なお、以下の説明において、上記第１実施形態と共通する構成要素については同一の符号を付して、それらの説明を省略または簡略化する。
【００３７】
温度センサ２９は、表示器５の温度を検出するものであり、例えば、サーミスタや熱電対、測温抵抗体（ＲＴＤ：ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ  ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ  ＤＥＴＥＣＴＯＲ）、ＩＣ温度センサ等で構成される。温度センサ２９は、表示器５の内部空間に配置され、液晶表示ユニット２１またはバックライトユニット２２の近傍に配置される。温度センサ２９は、制御部７に電気的に接続されており、当該温度センサ２９により検出された検出値を制御部７に出力する。温度センサ２９は、例えば、検出値を一定の間隔で制御部７に出力してもよいし、制御部７からの要求に応じて検出値を制御部７に出力してもよい。
【００３８】
制御部７は、温度センサ２９から検出値を入力すると、予め保持している閾値と比較する。閾値は、表示器５が適切な輝度での表示光Ｌの出射が可能な基準温度である。例えば、閾値は、表示器５内のバックライトユニット２２が適切な輝度での表示光Ｌの出射が可能な動作温度範囲における下限温度である。この閾値は、液晶表示ユニット２１が破損するおそれがある温度（ここでは限界温度とする。）とは異なるものであり、閾値＜限界温度の関係となる。制御部７は、光学センサ９による外光ＳＬの検出結果、及び、温度センサ２９の検出値と閾値との比較結果に基づいて、上述した減温動作の実行を行うか否かを判断する。本実施形態の制御部７は、光学センサ９が外光ＳＬを検出し、かつ温度センサ２９の検出値が閾値以下のときには、減温動作の実行を制限する。
【００３９】
本実施形態の反射光学部材２７は、バックライトユニット２２から平面ミラー１１に向けて出射される表示光Ｌの出射方向に対して直交する方向に配置される。言い換えると、反射光学部材２７は、表示光Ｌの出射方向において表示器５に正対して配置される。つまり、反射光学部材２７は、表示光Ｌの出射方向において液晶表示ユニット２１、バックライトユニット２２のそれぞれに正対するように配置される。
【００４０】
次に、車両用表示装置１Ｂにおける減温動作について図５及び図７を参照して説明する。筐体２の開口２ａから入射した外光ＳＬは、凹面ミラー１３及び平面ミラー１１を経由して反射光学部材２７に向かう。反射光学部材２７は、外光ＳＬが入射すると、当該外光ＳＬを反射して拡散させる。拡散された反射光の一部は、光学センサ９に向かう。光学センサ９は、受光した外光ＳＬに基づいて赤外線を検出すると（ステップＳ１でＹＥＳ）、制御部７に検出信号を出力する。制御部７は、光学センサ９から検出信号を受信すると、温度センサ２９により検出された検出値と閾値とを比較する（ステップＳ２）。制御部７は、検出値が閾値以下のときには（ステップＳ２でＹＥＳ）、減温動作の実行を制限する。例えば、制御部７は、表示器５に対して減光信号または消灯信号を送信しない。一方、制御部７は、光学センサ９から検出信号を受信し、かつ温度センサ２９の検出値が閾値を超えているときには（ステップＳ２でＮＯ）、上記第１減温動作及び上記第２減温動作の一方を実行させる（ステップＳ３）。例えば、制御部７は、表示器５に対して減光信号または消灯信号を送信する。表示器５は、制御部７から減光信号を受信した場合には、バックライトユニット２２の減光を行う一方、制御部７から消灯信号を受信した場合には、バックライトユニット２２の消灯を行う。
【００４１】
制御部７は、光学センサ９が外光ＳＬを検出すると、表示器５の減温動作を実行させる。しかしながら、点灯時の輝度が低下する低温環境下で表示器５の減温動作、例えば表示器５の減光または消灯が行われた場合、外光ＳＬの照射により反射光学部材２７の温度が上昇しても、すぐに当該表示器５の破損に至るおそれは少ない。表示器５が破損に至る温度でないにもかかわらず、表示器５が減光または消灯されると、十分な輝度が得られず、表示品位を損ねるおそれがある。そこで、第２実施形態では、制御部７は、光学センサ９が外光ＳＬを検出し、かつ温度センサ２９の検出値が閾値以下である場合には、表示器５の減光または消灯を制限する。すなわち、制御部７は、光学センサ９が外光ＳＬを検出し、かつ温度センサ２９の検出値が閾値以下のときは、減温動作を実行させないように各部を制御する。
【００４２】
以上説明した車両用表示装置１Ｂは、表示器５の温度を検出する温度センサ２９をさらに備える。制御部７は、光学センサ９が外光ＳＬを検出し、かつ温度センサ２９の検出値が閾値以下のときは、減温動作の実行を制限する。これにより、上記第１実施形態の効果に加えて、例えば、表示器５が低温時には、外光ＳＬが入射しても減温動作が制限されるので、表示品位の低下を抑制することができる。
【００４３】
上記第２実施形態では、光学センサ９は、内部空間１７において、表示器５を挟んで開口２ａと反対側に配置されるが、これに限定されるものではない。光学センサ９は、筐体２の内部空間１７において、外光ＳＬが反射光学部材２７に当たって拡散した反射光（拡散反射光）が届く範囲に配置される。光学センサ９は、例えば、図６に示すように、反射光学部材２７に対して開口２ａ側に配置される。このように、光学センサ９は、筐体２の内部空間１７において、外光ＳＬが反射光学部材２７に当たって拡散した反射光の届く範囲に配置することができるので、当該光学センサ９のレイアウトの自由度を確保することができ、筐体２の小型化に寄与することができる。なお、本実施形態の反射光は、拡散光と正反射光とを含むものである。また、本実施形態の拡散光は、光が物体（例えば反射光学部材２７）に当たったときの正反射光とは別の成分である。
【００４４】
（第２実施形態の変形例）
図８は、第２実施形態の変形例に係る車両用表示装置の概略構成を示す模式図である。第２実施形態の変形例に係る車両用表示装置１Ｃは、上述したインナーハウジング２５を筐体２内に有する点が上記車両用表示装置１Ｂと異なる。
【００４５】
車両用表示装置１Ｃは、筐体２に収容され、少なくとも光学センサ９及び反射光学部材２７を支持するインナーハウジング２５を備える。インナーハウジング２５は、反射光学部材２７からウインドシールド１０３までの表示光の光路を確保し、かつ反射光学部材２７から光学センサ９までの外光ＳＬの光路を確保するように形成される。これにより、例えば光学センサ９が外光ＳＬのみ受光することができ、光学センサ９による外光ＳＬの検出精度をさらに向上させることができる。
【００４６】
上記第２実施形態及びその変形例では、温度センサ２９は、表示器５の内部に配置されているが、これに限定されず、車両用表示装置１Ｂ，１Ｃの内部（筐体２内部）にあって表示器５の外部に配置されていてもよい。例えば、温度センサ２９は、表示器５の周囲に配置され、制御部７として機能する基板上に配置されてもよい。また、温度センサ２９は、図９に示すように、車両内にあって車両用表示装置１Ｂ，１Ｃの外部（筐体２外部）に配置されてもよい。例えば、温度センサ２９は、車両内のインストルメントパネル１０２の内側に配置される（図９の実線）。また、温度センサ２９は、車両外にあって車両用表示装置１Ｂ，１Ｃの外部に配置されてもよい。例えば、温度センサ２９は、車両外のフロアパネル下に配置される（図９の破線）。
【００４７】
変形例における制御部７は、車両内にあって筐体２外部に配置された温度センサ２９から検出値を得る場合、上述した閾値（表示器５の内部温度に対応する第１閾値）とは異なる閾値（車両内の温度に対応する第２閾値）と検出値とを比較する。第２閾値は、バックライトユニット２２が適切な輝度での表示光Ｌの出射が可能なときの車両内の推定温度である。また、制御部７は、車両外にあって筐体２外部に配置された温度センサ２９から検出値を得る場合、第１閾値及び第２閾値とは異なる閾値（車両外の温度に対応する第３閾値）と検出値とを比較する。第３閾値は、バックライトユニット２２が適切な輝度での表示光Ｌの出射が可能なときの車両外の推定温度である。このように、制御部７は、温度センサ２９の配置位置に応じて、異なる閾値を用いて検出値と比較する。
【００４８】
以上説明した変形例における車両用表示装置１Ｂ，１Ｃは、少なくとも車両内にあって車両用表示装置１Ｂ，１Ｃの外部に配置された温度センサをさらに備える。制御部７は、光学センサ９が外光ＳＬを検出し、かつ温度センサ２９の検出値が閾値（第２閾値または第３閾値）以下のときは、減温動作の実行を制限する。これにより、上記第１実施形態に効果に加えて、例えば、車両１００が低温環境に置かれた場合には、外光ＳＬが入射しても減温動作が制限されるので、表示品位の低下を抑制することができる。また、車両用表示装置１Ｂ，１Ｃの内部に温度センサ２９を配置していないので、温度センサ２９のレイアウトの自由度を確保することができ、筐体２の小型化に寄与することができる。
【００４９】
上記第２実施形態及びその変形例では、制御部７は、光学センサ９が外光ＳＬを検出し、かつ温度センサ２９の検出値が閾値（第１閾値または第２閾値または第３閾値）を超えているときには、上記第１減温動作及び上記第２減温動作の一方を実行するように表示器５及び駆動部１５を制御しているが、これに限定されるものではない。例えば、制御部７は、光学センサ９が外光ＳＬを検出し、かつ温度センサ２９の検出値が閾値を超えているときには、第１減温動作及び第２減温動作の両方を同時に実行するように表示器５及び駆動部１５を制御する構成であってもよい。また、制御部７は、光学センサ９が外光ＳＬを検出し、かつ温度センサ２９の検出値が閾値を超えているときには、第１減温動作及び第２減温動作のいずれか一方を実行するようにした後、第１減温動作及び第２減温動作の両方を実行するように段階的に制御する構成であってもよい。
【００５０】
また、温度センサ２９は、車両１００に対して異なる箇所に複数配置されていてもよい。例えば、温度センサ２９は、表示器５の内部に配置され、かつ車両１００の内側及び外側に配置されていてもよい。この場合、複数の温度センサ２９からそれぞれ異なる検出値が出力されることから、制御部７は、一定の条件に基づいて、複数の検出値から１つの検出値を選択し、当該検出値を出力した温度センサ２９に対応する閾値と比較することにより減温動作の実行を制限するように構成してもよい。この減温動作には、第１減温動作及び第２減温動作の両方が含まれる。
【００５１】
また、上記第２実施形態及びその変形例では、反射光学部材２７は、表示光Ｌの出射方向において表示器５に正対して配置されるが、これに限定されるものではない。例えば、反射光学部材２７は、表示光Ｌの出射方向に対して光学センサ９に向けて傾斜して配置されていてもよい。
【００５２】
なお、上記第１及び第２実施形態の変形例では、反射光学部材２７は、インナーハウジング２５に支持されるが、これに限定されず、図４に示すように、表示器５に支持される構成であってもよい。例えば、反射光学部材２７は、液晶表示ユニット２１及びバックライトユニット２２と共に表示器５に含まれるものであってもよい。
【００５３】
上記第１及び第２実施形態、並びにそれらの変形例では、車両用表示装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、２つの反射ミラー３を有しているが、これに限定されず、１つの反射ミラー３を有していてもよいし、３つ以上の反射ミラー３を有していてもよい。平面ミラー１１は、凹面ミラーであってもよいし、例えば、凸面ミラー、非球面ミラー、球面ミラー、自由曲面ミラー等であってもよい。凹面ミラー１３は、例えば、凸面ミラー、非球面ミラー、球面ミラー、自由曲面ミラー等であってもよい。
【００５４】
また、上記第１及び第２実施形態、並びにそれらの変形例では、凹面ミラー１３は、拡大ミラーとしての機能を有するが、これに限定されず、補正ミラーとしての機能を有してもよい。
【００５５】
また、上記第１及び第２実施形態、並びにそれらの変形例では、凹面ミラー１３は、駆動部１５により回動可能に支持されているが、これに限定されず、筐体２またはインナーハウジング２５に固定支持されていてもよい。平面ミラー１１は、筐体２またはインナーハウジング２５に固定支持されているが、凹面ミラー１３と同様に、駆動部により回動可能に支持されていてもよい。
【００５６】
また、上記第１及び第２実施形態、並びにそれらの変形例における表示器５及び反射ミラー３は、図示の位置に限定されるものではない。
【００５７】
また、上記第１及び第２実施形態、並びにそれらの変形例では、開口２ａは、表示光Ｌを透過させる透明カバーで閉塞されていてもよい。透明カバーは、開口２ａを閉塞することで、外部から筐体２内へのホコリ等の侵入を防止する。
【００５８】
また、上記第１及び第２実施形態、並びにそれらの変形例では、表示器５は、液晶方式であるが、他の方式、例えばレーザ方式やＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方式、プロジェクタ方式であってもよい。
【００５９】
また、上記第１及び第２実施形態、並びにそれらの変形例では、光学センサ９は、筐体２の内部空間１７に１つ配置されているが、これに限定されず、複数の光学センサ９が配置されていてもよい。この場合、表示器５から反射した外光ＳＬが入射する位置であれば、同じ位置に複数配置されてもよいし、互いに異なる位置に配置されていてもよい。
【００６０】
また、上記第１及び第２実施形態、並びにそれらの変形例では、光学センサ９は赤外線センサであるが、外光ＳＬを検出できるものであれば、例えば、照度センサであってもよい。光学センサ９が照度センサである場合、光学センサ９は、外光ＳＬの可視領域の光（可視光線）を受光して電気信号に変換し、当該電気信号を制御部７に出力する。また、光学センサ９は、赤外線センサ及び照度センサのいずれか一方が配置されていてもよいし、赤外線センサ及び照度センサの両方が配置されていてもよい。
【００６１】
また、上記第１及び第２実施形態、並びにそれらの変形例では、反射光学部材２７は、ワイヤグリッド偏光板としたが、これに限定されるものではない。反射光学部材２７は、表示器５から平面ミラー１１に向かう表示光Ｌを透過し、かつ平面ミラー１１から表示器５に向かう外光ＳＬを反射することが可能な半透過部材であればよく、例えば、ハーフミラー、コールドミラー、ホットミラー等であってもよい。また、反射光学部材２７は、インナーハウジング２５の有無に関わらず、表示器５の表示面と離して配置されていてもよいし、当該表示面と接触するように配置されていてもよい。
【００６２】
また、上記第１及び第２実施形態、並びにそれらの変形例では、温度センサ２９は、検出値を制御部７に直接出力しているが、これに限定されるものではない。例えば、温度センサ２９は、検出値をメータ１０４またはＥＣＵ１０５を介して制御部７に出力する構成であってもよい。
【００６３】
また、上記第１及び第２実施形態、並びにそれらの変形例では、車両用表示装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、表示画像を車両１００のウインドシールド１０３に投影しているが、これに限定されず、例えばコンバイナ等に投影してもよい。
【００６４】
また、上記第１及び第２実施形態、並びにそれらの変形例では、車両用表示装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、自動車等の車両１００に適用されているが、これに限定されず、例えば車両１００以外の船舶や航空機等に適用してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１，１Ａ  車両用表示装置
２  筐体
２ａ，２５ａ  開口
３  反射ミラー
５  表示器
７  制御部
９  光学センサ
１１  平面ミラー
１３  凹面ミラー
１５  駆動部
１７  内部空間
２５  インナーハウジング
１００  車両
１０２  インストルメントパネル
１０３  ウインドシールド
Ｄ  ドライバ
ＥＰ  アイポイント
Ｌ  表示光
Ｓ  虚像
ＳＬ  外光
【図１】
2020067650.tif 000003
【図２】
2020067650.tif 000004
【図３】
2020067650.tif 000005
【図４】
2020067650.tif 000006
【図５】
2020067650.tif 000007
【図６】
2020067650.tif 000008
【図７】
2020067650.tif 000009
【図８】
2020067650.tif 000010
【図９】
2020067650.tif 000011