(57)【要約】【課題】効率の良い照明にて輝度の高い表示を行う表示装置を提供する。【解決手段】液晶セル４ｄの入射光側と出射光側とにそれぞれ偏光部材４ｅ，４ｆを有する液晶表示素子４ｂと、この液晶表示素子４ｂに照射する発光ダイオード４ａとを備え、液晶表示素子４ｂを透過した透過光を運転者Ｄの前方視野内に設けられた凹面鏡３に照射して表示する車両用表示装置であって、液晶表示素子４ｂから凹面鏡３までの間における前記透過光の光路に透光性カバー１ｂを設けてなり、透光性カバーに入射する前記透過光がＳ偏光成分よりもＰ偏光成分の方が大きな偏光となるように液晶表示素子４ｂの出射光側に配される偏光部材４ｆを特定する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶セルの入射光側と出射光側とにそれぞれ偏光部材を有する液晶表示素子と、この液晶表示素子に照射する光源とを備え、前記液晶表示素子を透過した透過光を運転者の前方視野内に設けられた表示部材に照射して表示する車両用表示装置であって、
前記液晶表示素子から前記表示部材までの間における前記透過光の光路に透明部材を設けてなり、前記透明部材に入射する前記透過光がＳ偏光成分よりもＰ偏光成分の方が大きい偏光となるように前記液晶表示素子の出射光側に配される前記偏光部材を特定されたことを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
前記表示部材の表示面は、全反射型の鏡面にて形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記液晶表示素子の前記透過光が前記透明部材に入射する際、前記透明部材面に対して入射角度が３０度から７０度までの範囲内となるように各構成部品を配設してなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記液晶表示素子から前記透明部材までの透過光の光路において照射方向を変える反射板が設けられてなることを特徴とする請求項３に記載の車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される表示装置に関するものであり、特に透過型液晶表示素子を後方から照明する光源を有する車両用表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図４に示すような車両用表示装置が知られており、一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セルの前後面に偏光部材を貼着した液晶表示素子１０と、硬質配線板１１に接続され液晶表示素子１０を照明する光源１２を備え、光源１２にて照明された液晶表示素子１０の発する表示像を反射鏡１３で反射させ車両のフロントガラス，または反射板等の表示部１４に投影するものがある（例えば、特許文献１参照）。このような車両用表示装置はヘッドアップディスプレイと称されている。
【０００３】
このような車両用表示装置は、表示部１４に投影する構造であるため、昼間においてもコントラスト良く表示像を投影する必要があることから、高輝度を有する光源１２にて液晶表示素子１０を照明する必要があった。
【０００４】
また、この種の車両用表示装置は、硬質配線板１１や光源１２等に塵や埃等が入り込んだり、汚れたり傷ついたりすることを防ぐため透光性カバー（透明部材）１５を有するハウジング１６内に各種部品が備えられる構成であり、表示像を透光性カバー１５部分から表示部１４へ投影していた。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−４８５６５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる車両用表示装置のように高輝度を有する光源を用いることによってコントラストを高めることができるものの、透光性カバー１５面において投影された光の一部が反射してしまい、結果として透光性カバー１５を透過して表示部１４に映し出される表示像の輝度が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、上述した問題に着目してなされたものであり、効率の良い照明にて輝度の高い表示を行う表示装置を提供することを主な目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用表示装置は、請求項１に記載したように、液晶セルの入射光側と出射光側とにそれぞれ偏光部材を有する液晶表示素子と、この液晶表示素子に照射する光源とを備え、前記液晶表示素子を透過した透過光を運転者の前方視野内に設けられた表示部材に照射して表示する車両用表示装置であって、前記液晶表示素子から前記表示部材までの間における前記透過光の光路に透明部材を設けてなり、前記透明部材に入射する前記透過光がＳ偏光成分よりもＰ偏光成分の方が大きい偏光となるように前記液晶表示素子の出射光側に配される前記偏光部材を特定されたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に記載したように、請求項１に記載の車両用表示装置において、前記表示部材の表示面は、全反射型の鏡面にて形成されてなることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項３に記載したように、請求項１または請求項２に記載の車両用表示装置において、前記液晶表示素子の前記透過光が前記透明部材に入射する際、前記透明部材面に対して入射角度が３０度から７０度までの範囲内となるように各構成部品を配設してなることを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項４に記載したように、請求項３に記載の車両用表示装置において、前記液晶表示素子から前記透明部材までの透過光の光路において照射方向を変える反射板が設けられてなることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、車両の速度，エンジン回転数等の車両情報や、地図，車両に搭載されたカメラ等の車両周辺情報などを表示する車両用ヘッドアップディスプレイに適用したものを例に挙げ添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、車両用ヘッドアップディスプレイが車両に搭載されたものを示し、車両ＡのダッシュボードＢ上部に埋め込まれるようにして設けられた表示装置Ｃが投影する表示像を運転者Ｄの方向に反射する構造となっている。運転者Ｄは前方を向きながら表示装置Ｃによる表示像を観察することができる。
【００１４】
また、本発明の実施の形態における表示装置Ｃは、ハウジング１、反射板２、凹面鏡（表示部材）３、液晶表示器４、を備えるものであり、図２を用いて説明する。
【００１５】
ハウジング１は、遮光性の合成樹脂材が用いられ、反射板２の配設位置の上部（フロントガラス側）を開口する開口部１ａが設けられる。また、ハウジング１は、アクリル等からなる透光性の合成樹脂材にて形成される透光性カバー（透明部材）１ｂが設けられ、開口部１ａを塞ぐようにして配設されている。
【００１６】
反射板２は、ハウジング１内の透光性カバー１ｂから望む位置に設けられ、液晶表示器４から照射される表示像を、透光性カバー１ｂを透過し、凹面鏡３側に反射させるものである。また、反射板２及び透光性カバー１ｂは、反射板２からの反射光（液晶表示器４からの透過光）が透光性カバー１ｂ面に入射する入射角度θを、３０度から７０度までの範囲内になるように配設される。なお、この入射角度θは、透光性カバー１ｂの材質による屈折率から求められるブリュースター角（Ｐ偏光成分の偏光の反射光量がゼロになる角度）に近い角度であることが望まれる。
【００１７】
凹面鏡３は、運転者Ｄの前方視野内で、反射板２に対向するようにしてハウジング１外に設けられるとともに、透光性カバー１ｂを介して反射板２から照射される反射光を、表示像として運転者Ｄに向けて投影するものである。また、凹面鏡３の反射面は、液晶表示器４からの表示像を効率よく表示するために全反射する鏡面にて形成されるとともに、運転者Ｄが視認し易いように拡大表示するために所定の曲率を有して形成されている。また、凹面鏡３は、運転者Ｄが表示像を視認し易いように角度調節可能に設けられている。
【００１８】
液晶表示器４は、表示像を反射板２や透光性カバー１ｂを介して凹面鏡３へ投影するものであり、照明光を出力するための発光ダイオード（光源）４ａと、この照明光を入射して表示像を反射板２側へ出射する液晶表示素子４ｂとによって構成されている。また、液晶表示装置４の出射する光（透過光）は、反射板２に反射され、透光性カバー１ｂを通過し、凹面鏡３上に表示像として投影し、運転者Ｄが観察可能なように光路が設定されている。
【００１９】
発光ダイオード４ａは、指向性の狭いもの（本実施の形態では２０度から３０度）が複数個用いられて、液晶表示素子４ｂの光源として反射板２方向を照射するような向きで硬質配線板４ｃ上に固定配設される。なお、発光ダイオード４ａは、照明むらが発生しないように、硬質配線板４ｃ上に密集するようにして均等間隔に配設している。
【００２０】
液晶表示素子４ｂは、車両Ａに設けられる車速センサやエンジン回転センサからの出力信号に基づいて車速，エンジン回転数を計測する演算回路、及びこの演算結果に基づいて液晶を駆動する液晶駆動回路によって、車両Ａの速度，エンジン回転数の計測値を表示像として表すことができる。また、液晶表示素子４ｂは、車両Ａに搭載された図示しないカメラの映像や周辺の地図情報なども表示像として表すことができる。
【００２１】
なお、液晶表示素子４ｂは、一対の透光性基板間に液晶を封入した液晶セル４ｄの前後面に偏光膜（偏光部材）４ｅ，４ｆを設けたものである。液晶セル４ｂは、図示しない電極を介して液晶セル４ｄ内の液晶に電圧を印加されると、前記液晶の分子配列が変化して光の透過量を調整する。偏光膜４ｅ，４ｆは、液晶セル４ｄの入射光側と出射光側に配されており、それぞれの光に対して特定の偏光成分のみ通過させることができる。
【００２２】
また、液晶セル４ｂの出射光側に設けられる偏光膜４ｆは、透光性カバー１ｂに入射する光がＳ偏光成分（横波成分）よりもＰ偏光成分（縦波成分）の方が大きな偏光となるように、特定して配されている。この場合、反射板２によって偏光方向が変化するのを考慮して特定されるものである。なお、液晶表示素子４ｂからの透過光Ｙ１が透光性カバー１ｂに入射する際に、図３において、図面の垂直方向が透過光Ｙ１の光軸方向として、縦軸が入射面と平行な方向Ｐ、横軸が入射面と垂直な方向Ｓで示し、Ｐ偏光成分とは、入射面に対して垂直方向に振幅する偏光成分ｐ１のことであり、Ｓ偏光成分とは、入射面に対して平行に振幅する偏光成分ｓ１のことである（透過光の振幅方向を矢印で示す）。また、図３において、透過光Ｙ２のように、Ｐ偏光成分（縦軸方向成分）のみの偏光が望まれる。
【００２３】
かかる車両用ヘッドアップディスプレイは、液晶セル４ｄの入射光側と出射光側とにそれぞれ偏光部材４ｅ，４ｆを有する液晶表示素子４ｂと、この液晶表示素子４ｂに照射する発光ダイオード４ａとを備え、液晶表示素子４ｂを透過した透過光を運転者Ｄの前方視野内に設けられた凹面鏡３に照射して表示する車両用表示装置であって、液晶表示素子４ｂから凹面鏡３までの間における前記透過光の光路に透光性カバー１ｂを設けてなり、透光性カバーに入射する前記透過光がＳ偏光成分よりもＰ偏光成分の方が大きな偏光となるように液晶表示素子４ｂの出射光側に配される偏光部材４ｆを特定されたことによって、透光性カバー１ｂ面における反射光量が小さくすることができる。したがって、光量の損失を抑えて透過光量を高めることができるため、輝度の高い表示を効率の良い照明にて行うこととなり、コントラストの良好な見栄えの良い表示像を運転者Ｄに提供することができる。また、透光性カバー１ｂ面で反射された光が装置内を照らし、写り込みを生じさせるなどして表示像に悪影響を与えることを防止した表示装置を提供することができる。また、凹面鏡３にて著しく偏光方向が変わらない限り、運転者Ｄが偏光眼鏡を装着していても凹面鏡３なる表示部材に投影された表示像を的確に視認できる構造となる。
【００２４】
また、液晶表示素子４ｂの前記透過光が透光性カバー１ｂに入射する際、透光性カバー１ｂ面に対して入射角度θが３０度から７０度までの範囲内となるように発光ダイオード４ａ，反射板２，透光性カバー１ｂなどの各構成部品を配設してなることによって、Ｐ偏光成分の反射光量の小さくなる角度にて入射するため、光量の損失を抑えて透過光量を高めることができるため、効率の良い照明にて輝度の高い表示を行う表示装置を提供することができる。
【００２５】
また、液晶表示素子４ｂから透光性カバー１ｂまでの透過光の光路において照射方向を変える反射板２が設けられてなることによって、透光性カバー１ｂにおける前記入射角度θを簡単に設定することができる構造となる。
【００２６】
なお、本発明の実施の形態では、上述した表示装置Ｃを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その構成は同様の効果が得られるものであればよく、例えば、光源として発光ダイオードではなく、バルブ等の点状光源でもよいし、冷陰極管等の線状光源でもよいが、指向性が高いものであれば効果が大きい。また、本発明の実施の形態では、表示部材として凹面鏡３を用いて説明したが、平面の反射部材であってもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、透過型液晶表示素子を後方から照明する光源を有する車両用表示装置に関して、効率の良い照明にて輝度の高い表示を行う車両用表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す車両の側面図。
【図２】同上実施の形態を示す車両用ヘッドアップディスプレイの一部断面図。
【図３】同上実施の形態において透過光の振幅方向を示す図。
【図４】従来例を示す車両用表示装置の側面図。
【符号の説明】
Ａ      車両
Ｃ      表示装置
Ｄ      運転者
１      ハウジング
１ｂ    透光性カバー（透明部材）
２      反射板
３      凹面鏡（表示部材）
４      液晶表示器
４ａ    発光ダイオード（光源）
４ｂ    液晶表示素子
４ｄ    液晶セル
４ｅ，４ｆ  偏光膜（偏光部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004170737.tif 000006