(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用フロント合わせガラスに表示器からの光を入射し、運転者に前景と表示器の情報を重ねて見えるようにした表示装置において、フロント合わせガラスのガラスとガラスの間に旋光子フィルムを挿入するとともに、該旋光子フィルムを挿入した位置から下辺方向に徐々にフロント合わせガラスの厚みを薄くし、該厚みの変化を挿入する旋光子フィルムの厚みによって調整したことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
厚みの違うガラスを用いてフロント合わせガラスを作製する場合、厚みの変化を調整するために、厚い方のガラスあるいは薄い方のガラスの位置を室内側に選択した、請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
フロント合わせガラスの室内側表面において、旋光子フィルムを挿入した部位のみに反射膜を塗布した、請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
フロント合わせガラスにおいて、旋光子フィルムを挿入した部位と、旋光子フィルムを挿入した部位の下部のそれぞれの室内側表面に、反射率が同じかあるいは反射率が異なる反射膜を塗布した、請求項１記載の表示装置。
【請求項５】
旋光子フィルムを挿入した位置で反射させる表示器の表示光はＳ波のみ、あるいはＰ波のみとし、旋光子フィルムを挿入した位置で表示光を反射させる表示器と、旋光子フィルムを挿入した位置の下部で表示光を反射させる表示器とは、表示色と輝度とを独立に調整するか、連動して調整するかを選択できるようした、請求項１記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転情報などの表示情報を前景と重ねて運転者に視認させるいわゆるヘッドアップディスプレイなどの車両用表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用表示装置として図６に示すようなものがあり、表示器５より射出された運転情報は、フロント合わせガラス室内側表面１０に設けられたハーフミラー２０で反射されて室外前方に結像され、運転者の目１７に視認される。このような表示装置においては、フロント合わせガラスの室内側表面のハーフミラー２０の反射像１４とフロント合わせガラスの室外側表面９での反射像１５がずれて２重像として見える欠点があった。
【０００３】
２重像を解消するため、合わせガラスの室外側ガラスと室内側ガラスの間に旋光子フィルムを設け、Ｓ波の表示光をブリュースター角で入射し、室外側ガラスの室外側面への入射を、旋光子フィルムでＰ波として、室外側面で反射させないようにしたものがあり、本出願人は特開平１０−１１５８０２を出願している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
旋光子フィルムを合わせガラスの室外側ガラスと室内側ガラスの間に積層し、偏光を利用する方法において、大きな表示面積を要求されると、表示面積全体にブリュースター角で表示光を入射することが困難になり、したがって大面積表示が実現出来なかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の表示装置は、車両用フロント合わせガラスに表示器からの光を入射し、運転者に前景と表示器の情報を重ねて見えるようにした表示装置において、フロント合わせガラスのガラスとガラスの間に旋光子フィルムを挿入するとともに、該旋光子フィルムを挿入した位置から下辺方向に徐々にフロント合わせガラスの厚みを薄くし、該厚みの変化を挿入する旋光子フィルムの厚みによって調整したものである。
【０００６】
旋光子フィルムを挿入したことによるフロント合わせガラスの厚み変化は、実施例に述べるように、ガラス表面に沿った距離に対してほぼ直線的になり、したがって旋光子フィルムを挿入した位置の下部の室外側表面と室内側表面とは、平行ではなく、互いに一定の角度で傾いている。
【０００７】
挿入する旋光子フィルムの厚みを変えることにより、旋光子フィルムを挿入した位置の下部における厚み変化を調整できる。すなわち、旋光子フィルムを挿入した位置の下部において、室外側表面と室内側表面とがなす角度は、挿入する旋光子フィルムの厚みを変えて調整する。該角度の大きさを、室内側表面の反射像と室外側表面の反射像の見える方向を重なるように調整して、２重像のない反射像を観察できるようにし、旋光子フィルムを挿入した部位とその下部で表示することにより、表示面積が拡大できる。
【０００８】
また、厚みの違うガラスを用いてフロント合わせガラスを作製する場合、旋光子フィルムを挿入したことによる、ガラス断面の中心線に対するガラス表面の傾斜は薄いガラスの表面の方が厚いガラスより大となる。したがって、フロント合わせガラスの厚みの調整において、室内側のガラスを薄い方のガラスにするかあるいは厚い方のガラスにするかを選択する。
【０００９】
旋光子フィルムを挿入した部位では、表示光をＳ波にした場合、ガラスを透過する表示光は、旋光子によってＰ波になり、室外側表面ではほとんど反射されない。従って、反射像は、室内側表面の反射光のみで視認される。また、表示光をＰ波にした場合、室内側表面で表示光はほとんど反射されず、ガラスを透過中に旋光子によりＳ波に変えられ、室側表面の反射で表示が視認される。
【００１０】
旋光子フィルムを挿入した部位の下部での反射像は、室内側表面の反射像と室外側表面の反射像を重ねたものである。したがって、旋光子フィルムを挿入した部位での反射像と、旋光子フィルムを挿入した部位の下部での表示像は、表示器の表示色と輝度を同じにすると、表示像の明るさが著しく異なってしまい、暗い方の反射像の視認性が問題となる。
【００１１】
このため、本発明の表示装置においては、フロント合わせガラスの室内側表面において、旋光子フィルムを挿入した部位のみに反射膜を塗布するか、旋光子フィルムを挿入した部位と旋光子フィルムを挿入した部位の下辺側の表示に使う部位に対し、反射率の異なる反射膜を塗布することが望ましい。
【００１２】
また、旋光子フィルムを挿入した位置の下部で表示光を反射させる表示器と、旋光子フィルムを挿入した位置で表示光を反射させる表示器とは、表示色の選択と輝度の調整を別々に出来るようにするか、連動させるかを選択できるようした表示装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の光学系の概略を示したものである。図２は旋光子フィルムを挿入した位置での反射像の光路の概略である。図３は旋光子フィルム１を挿入したところより下側のガラス表面での反射像の光路を示したものである。
【００１４】
フロント合わせガラスの好ましくは室外側ガラス３の室内面に、旋光子フィルム１を積層し、フロント合わせガラスは、厚みが一様なポリビニールブチラール膜などの中間膜２で作製する。フロント合わせガラスの厚みは、旋光子フィルム１を挿入したところのほうが、挿入されていないところより厚くなる。図５に示すフロント合わせガラスの厚みｔとガラス面に沿った距離ｄとを用いて、厚みｔを距離ｄに対して示すと、図６のようになり、挿入した旋光子フィルムのエッジ付近の下側で、厚みｔは距離ｄに対し、ほぼ直線的に変化することを見出した。すなわち、旋光子フィルムの下部では、室外側表面９と室内側表面１０とは互いに一定の角度で傾いている。該傾きを利用して、室内側表面１０での反射像と室外側表面９での反射像を重ねて、図３に示すような２重像とならない光学系とする。図３の光学系にするために、表示器５の位置を光線追跡法などで求めるか、あるいは表示器５の位置を先に決めておき、該表示器５の位置に対して、２重像が見えないような室外側表面と室内側表面の傾きを、光線追跡法などにより求め、該傾きにするために、挿入する旋光子フィルム１の厚みを決定しても良い。
【００１５】
挿入する旋光子フィルム１は、例えば図４に示す様な構成がある。旋光子層１３は、液晶状態でねじれネマティック配向し、液晶転移点以下では、ガラス状態となる液晶高分子よりなる旋光子、または、液晶状態でねじれネマティック配向し、配向させた後に光架橋あるいは熱架橋し、配向を固定化した液晶高分子よりなる旋光子などである。
【００１６】
旋光子を挟み込むオーバーコート層１２は、接着剤層や合わせガラスの作製に用いられる材料による変質を防止するためのものであり、透明なアクリル系樹脂あるいは塩ビ系樹脂などを用いる。
【００１７】
接着剤層１１は、無色透明なポリビニールアセタール樹脂、エチレンビニールアセテート樹脂あるいはポリビニールブチラール樹脂などのホットメルト型接着剤を用いることが好ましい。
【００１８】
旋光子フィルム１の厚みは、旋光子層１３、オーバーコート層１２および接着剤層１１の厚みにより調整する。
【００１９】
表示器５，５’は、ＣＲＴ、蛍光表示管あるいは液晶表示器などを用いる。表示器５には偏光手段６を設け、表示光をＳ波あるいはＰ波にして、フロント合わせガラスのブリュースター角θ＝５６．３度で入射させる。表示光がＳ波の場合は、フロント合わせガラスを透過中に旋光子により偏光方向を９０度回転させて、Ｐ波に変えられ、室外側表面９でほとんど反射せず、２重像として観察されない。
表示光がＰはの場合は、室内側表面１０でほとんど反射せず、フロント合わせガラス透過中に、旋光子により偏光方向を９０度回転させてＳ波に変え、室外側表面９で反射させて、２重像のない表示を視認させる。
【００２０】
表示器５’は、旋光子フィルムを挿入した部分の下部を利用して、反射像を表示するための表示器である。
【００２１】
【実施例】
以下に本発明の実施例について説明する。
【００２２】
実施例１
旋光子フィルム１は、厚み４μｍの旋光子層１３を厚み４μｍのオーバーコート層１２で挟み込み、片面に厚み１５μｍの粘着剤層１１を塗布して作製したフィルムを用いた。旋光子フィルム１の厚みは２７μｍで、サイズは縦１１ｃｍ、横１３ｃｍである。旋光子層１３は、液晶状態でねじれネマティック配光し、液晶転移点以下ではガラス状態となる液晶ポリマーである。オーバーコート層１２は、アクリル系樹脂を用い、接着剤層はポリビニルブチラール樹脂を用いた。
【００２３】
旋光子フィルム１をは室外側ガラス３の室内面側に積層し、さらに、ポリビニールブチラール膜を用いて該室外側ガラスと室内側ガラスとを積層し、フロント合わせガラスを作製した。積層した旋光子フィルムのほぼ中心をｄ＝０として、フロント合わせガラスの厚みｔは図６に示す結果であった。図中、曲線１は実測値であり、曲線２は曲線１の近似線である。
【００２４】
近似線である曲線２から、室外側表面９と室内側表面１０の傾きの差異を求めると０．０４９度となる。光線追跡法で２重像が観察されない表示器５の位置を求めると、表示光の入射角６０度、光学距離７９ｃｍであった。
【００２５】
作製したフロント合わせガラスに対し、光線追跡法で求めた位置に表示器を置くと、２重像とはならない、視認性の良い反射像を観察することが出来た。しかし、全て緑色の表示をしたところ、旋光子を挿入した位置での表示像は、その下部での表示像より暗く、視認性が劣るので、表示器５の輝度を上げて、表示全体の視認性の調整を行った。
【００２６】
実施例２
フロント合わせガラスの室内側表面の表示光を反射する部位に、ゾルゲル法で反射膜を塗布した。反射膜の可視光反射率は、旋光子フィルムを挿入した部位の値を、その下部の値より、２０％大きくした。その他は実施例１と同様にして旋光子フィルムを挿入したフロント合わせガラスを作製した。
【００２７】
表示器の輝度を同じにして緑色の表示をしたところ、明るさのバランスの良い表示象を観察することが出来た。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、フロント合わせガラスに挿入する旋光子フィルの厚みを調整することにより、製造費を増加することなく、表示面積を増大させることにより、低コストの表示装置を提供することを可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表示装置において、反射する像の光路を示す図
【図２】旋光子フィルムを挿入した位置における反射する像の光路を示す図
【図３】旋光子フィルムを挿入したところの下部で反射する像の光路を示す図
【図４】旋光子フィルムを挿入したところの上部で反射する像の光路を示す図
【図５】実施例１の旋光子フィルムの構成を示す図
【図６】フロント合わせガラスの厚みと位置の概略図
【図７】従来の表示器の光路を示す概略図
【符号の説明】
１    旋光子フィルム
２    中間膜
３    車外側ガラス
４    室内側ガラス
５    表示器
５’  表示器
６    偏光手段
７    Ｓ波
８    Ｐ波
９    室外側表面
１０    室内側表面
１１    粘着剤層
１２    オーバーコート層
１３    旋光子層
１４    室内側表面による反射像
１５    室外側表面による反射像
１６    反射像
１６’  反射像
１７    運転者の目
１８    フロント合わせガラス下辺
１９    旋光子フィルム下端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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