(57)【要約】【課題】後方の視認を容易にすること。【解決手段】撮影された車両の後方の映像を表示するディスプレイ４１と、ディスプレイ４１に表示された映像を反射させるハーフミラー４２と、ハーフミラー４２で反射された映像を反射させる凹面鏡４３とを備え、ハーフミラー４２は、凹面鏡４３で反射された映像を透過し、凹面鏡４３は、曲率中心がディスプレイ４１と車両の乗員の視点との間の光軸Ａ２上に配置されている。【選択図】図２
2017210229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を表示する表示器と、
前記表示器に表示された前記映像を反射させる反射部と、
前記反射部で反射された前記映像を反射させる凹面鏡と
を備え、
前記反射部は、前記凹面鏡で反射された前記映像を透過し、
前記凹面鏡は、曲率中心が前記表示器と車両の乗員の視点との間の光軸上に配置されていることを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
前記表示器と前記反射部と前記凹面鏡とが一体として組み付けられた筐体と、
前記乗員の視点に対する前記筐体の角度を調節する角度調節部を備え、
前記反射部は、前記角度調節部で前記筐体が第一所定位置に位置付けられた状態では、前記表示器に表示された前記映像を反射させて前記乗員に視認させ、前記角度調節部で前記筐体が前記第一所定位置と異なる第二所定位置に位置付けられた状態では、前記車両の後方の視界を反射させて前記乗員に視認させる請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記反射部は、ハーフミラーである請求項１または２に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記反射部と前記凹面鏡との間の光軸上に配置された波長板を備え、
前記反射部は、偏光板である請求項１または２に記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記表示器と前記反射部との間の光軸と前記反射部と前記凹面鏡との間の光軸とが前記反射部において交差している請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用表示装置。
【請求項６】
前記表示器と前記反射部との間の光軸と前記反射部と前記凹面鏡との間の光軸とが前記反射部において直交している請求項５に記載の車両用表示装置。
【請求項７】
前記反射部と前記凹面鏡との間の光軸上に配置された全反射ミラーを備え、
前記反射部は、前記表示器に表示された前記映像を前記全反射ミラーに向けて反射させ、
前記全反射ミラーは、前記反射部から入射した前記映像を前記凹面鏡に向けて反射させ、
前記凹面鏡は、前記全反射ミラーから入射した前記映像を前記全反射ミラーに向けて反射させ、
前記全反射ミラーは、前記凹面鏡から入射した前記映像を前記反射部に向けて反射させ、
前記反射部は、前記全反射ミラーから入射した前記映像を透過させる請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用表示装置。
【請求項８】
前記表示器と前記反射部との間の光軸上に配置された全反射ミラーを備え、
前記全反射ミラーは、前記表示器に表示された前記映像を前記反射部に向けて反射させ、
前記反射部は、前記全反射ミラーから入射した前記映像を前記凹面鏡に向けて反射させ、
前記凹面鏡は、前記反射部から入射した前記映像を前記反射部に向けて反射させ、
前記反射部は、前記凹面鏡から入射した前記映像を透過させる請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用表示装置。
【請求項９】
前記表示器と前記反射部との間の光軸上に、前記反射部を間に挟んで、前記表示器と向かい合って配置された全反射ミラーを備え、
前記反射部は、前記表示器に表示された前記映像を前記全反射ミラーに向けて透過させ、
前記全反射ミラーは、前記反射部から入射した前記映像を前記反射部に向けて反射させ、
前記反射部は、前記全反射ミラーから入射した前記映像を前記凹面鏡に向けて反射させ、
前記凹面鏡は、前記反射部から入射した前記映像を前記反射部に向けて反射させ、
前記反射部は、前記凹面鏡から入射した前記映像を透過させる請求項１から６のいずれか一項に記載の車両用表示装置。
【請求項１０】
前記凹面鏡を前記乗員に対して近づけたり遠ざけたりして位置を調節する位置調節部を備える請求項１から９のいずれか一項に記載の車両用表示装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の車両用表示装置と、
車両の後方を撮影する後方カメラと、
前記後方カメラで撮影された映像を取得し、前記表示器に表示させる制御装置と
を備えた車両用表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用表示装置および車両用表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の後方の視界を反射して乗員に視認させる従来の光学式のルームミラーに代わって、車両の後方を撮影するカメラからの映像をディスプレイに表示し車両の乗員に視認させるいわゆる電子ミラーに関する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術は、画像を映し出すモニターと、モニター画像を反射させて乗員へ反射画像を見せるミラー（凹面鏡）とを備える。凹面鏡は、従来の光学式のルームミラーが取り付けられる位置に設置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５２８６７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
乗員が電子ミラーを使用する場合、乗員は、ディスプレイに表示された映像を５０ｃｍ前後の近距離で直接視認する。車両の前方と電子ミラーを介して車両の後方とで乗員が視点を移動する際には、乗員の焦点の移動距離が大きくなり、乗員の目に対する負担が大きくなるおそれがある。乗員によっては、焦点を近距離に合わせることが困難な場合もある。このように、電子ミラーを使用する場合、乗員が違和感を覚え、負担を感じるおそれがある。そこで、後方の視認を容易にすることが望まれている。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、後方の視認を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、映像を表示する表示器と、前記表示器に表示された前記映像を反射させる反射部と、前記反射部で反射された前記映像を反射させる凹面鏡とを備え、前記反射部は、前記凹面鏡で反射された前記映像を透過し、前記凹面鏡は、曲率中心が前記表示器と車両の乗員の視点との間の光軸上に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る車両用表示システムは、上記の車両用表示装置と、車両の後方を撮影する後方カメラと、前記後方カメラで撮影された映像を取得し、前記表示器に表示させる制御装置とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、後方の視認を容易にすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第一実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。
【図２】図２は、第一実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。
【図３】図３は、第一実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す斜視図である。
【図４−１】図４−１は、第一実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。
【図４−２】図４−２は、第一実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。
【図５】図５は、第二実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。
【図６】図６は、第三実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。
【図７】図７は、第四実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。
【図８】図８は、第五実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。
【図９】図９は、第六実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。
【図１０】図１０は、第七実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。
【図１１】図１１は、第八実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。
【図１２】図１２は、他の実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る車両用表示システム１の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１１】
以下の説明においては、前後方向とは、車両直進時の進行方向であり、進行方向前方側を前後方向の「前」、後方側を前後方向の「後」とする。前後方向を、Ｘ軸方向とする。左右方向とは、前後方向に対して水平に直交する方向である。前後方向「前」側へ向かって、左手側が「左」、右手側が「右」である。左右方向を、Ｙ軸方向とする。上下方向とは、前後方向および左右方向に対して直交する方向である。上下方向を、Ｚ軸方向とする。したがって、前後方向、左右方向および上下方向は、３次元で直交する。以下の説明における前後、左右、上下は、車両用表示システム１を車両に搭載した状態での前後、左右、上下である。
【００１２】
［第一実施形態］
車両用表示システム１は、車両に搭載され、車両周辺を表示する。図１は、第一実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。図２は、第一実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。図３は、第一実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す斜視図である。図４−１は、第一実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。図４−２は、第一実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。
【００１３】
図１ないし図３に示すように、車両用表示システム１は、いわゆる電子ルームミラーである。車両用表示システム１は、後方カメラ２と、制御装置３と、車両用表示装置４とを有する。
【００１４】
後方カメラ２は、車両の後方に配置され、車両の後方を撮影する。後方カメラ２は、車両用表示装置４による確認範囲を含んだ範囲を撮影する。後方カメラ２は、通常時、車両用表示装置４に表示されない範囲を含んで撮影している。後方カメラ２は、水平方向の画角が例えば３０〜６０°、上下方向の画角が例えば５〜２０°である。後方カメラ２は、撮影した撮影映像データを制御装置３の映像取得部３１へ出力する。
【００１５】
制御装置３は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などで構成された演算処理装置である。制御装置３は、図示しない記憶部に記憶されているプログラムに含まれる命令を実行する。制御装置３は、映像取得部３１と、表示制御部３２とを有する。
【００１６】
映像取得部３１は、車両の後方を撮影した映像を取得する。映像取得部３１が取得する撮影映像データは、例えば、毎秒６０フレームの画像が連続した映像データである。本実施形態では、映像取得部３１は、後方カメラ２が出力した撮影映像データを取得する。映像取得部３１は、撮影映像データから、車両用表示装置４に表示させる範囲を切出す。撮影映像データのどの範囲を切出すかは、あらかじめ記憶部に記憶されている。切出す範囲は、従来の光学式のバックミラーで乗員が視認する範囲を含む。言い換えると、切出す範囲は、乗員が頭を動かして異なる角度で車両用表示装置４の凹面鏡４３を両眼視した際に見える範囲を含む。映像取得部３１は、切出した映像データを映像信号として表示制御部３２に出力する。
【００１７】
表示制御部３２は、映像取得部３１から出力された映像信号を車両用表示装置４に表示させる。
【００１８】
車両用表示装置４は、車両の後方を乗員に視認させる。車両用表示装置４は、ディスプレイ（表示器）４１と、ハーフミラー（反射部）４２と、凹面鏡４３と、これらを収容する筐体４０とを有する。本実施形態では、車両用表示装置４は、虚像距離を例えば２ｍとする。
【００１９】
ディスプレイ（表示器）４１は、表示制御部３２から出力された映像信号に基づき、車両の後方の映像を表示する。ディスプレイ４１は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）または有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどを含む。ディスプレイ４１は、乗員から視認容易な位置に配置されている。ディスプレイ４１は、平面状の表示面４１ａを有する。表示面４１ａは、左右方向に長い矩形状に形成されている。本実施形態では、表示面４１ａは、有効エリアの左右方向の幅が例えば１８０ｍｍ、上下方向の幅が例えば４５ｍｍである。表示面４１ａは、上方に向いている。ディスプレイ４１の光軸Ａ１は、表示面４１ａの中央部から表示面４１ａと直交する方向に延びている。ディスプレイ４１の光軸Ａ１は、ハーフミラー４２を通るように配置されている。ディスプレイ４１の表示面４１ａは、ハーフミラー４２の表面４２ａと向かい合って配置されている。映像が表示されたディスプレイ４１から発せられた光は、ハーフミラー４２へ入射する。図２において、ディスプレイ４１の光軸Ａ１は、鉛直方向に沿って平行に配置されている。
【００２０】
ハーフミラー（反射部）４２は、入射光の透過率が５０％である。言い換えると、ハーフミラー４２は、入射光の５０％を透過させ、残りの５０％を反射させる。ハーフミラー４２は、ディスプレイ４１に表示された映像を凹面鏡４３に向けて反射させる。言い換えると、ハーフミラー４２は、ディスプレイ４１から発せられた光を凹面鏡４３に向けて反射させる。ハーフミラー４２は、凹面鏡４３で反射された光を透過する。ハーフミラー４２は、ディスプレイ４１の光軸Ａ１上、かつ、凹面鏡４３の光軸Ａ２上に配置されている。言い換えると、ディスプレイ４１の光軸Ａ１と凹面鏡４３の光軸Ａ２とは、ハーフミラー４２上で直交している。ハーフミラー４２は、平面状に形成されている。本実施形態では、ハーフミラー４２は、左右方向の幅が例えば２５０ｍｍ、上下方向の幅が例えば８５ｍｍとする。ハーフミラー４２は、ディスプレイ４１に対して上方に配置されている。ハーフミラー４２の表面４２ａは、ディスプレイ４１の表示面４１ａと向かい合って配置されている。ハーフミラー４２の表面４２ａは、凹面鏡４３の表面４３ａと向かい合って配置されている。ハーフミラー４２は、ディスプレイ４１の光軸Ａ１に対して角度θ１傾斜して配置されている。ハーフミラー４２は、前方から後方に向かうにつれて、上方から下方に角度θ１傾斜して配置されている。本実施形態では、角度θ１は、４５°である。図２において、ハーフミラー４２は、鉛直方向に対して４５°傾斜して配置されている。本実施形態では、ハーフミラー４２は、乗員の視点からの距離が例えば３５０ｍｍに配置されている。本実施形態では、乗員の視点から凹面鏡４３の表面４３ａまでの距離が４８５ｍｍである。
【００２１】
凹面鏡４３は、ハーフミラー４２で反射された光を反射させる。本実施形態では、凹面鏡４３は、曲率半径が例えば４２０ｍｍとする。凹面鏡４３は、前方に凹状に湾曲している。凹面鏡４３は、ハーフミラー４２に対して前方に配置されている。凹面鏡４３の表面４３ａは、ハーフミラー４２の表面４２ａと向かい合って配置されている。凹面鏡４３の光軸Ａ２は、ディスプレイ４１の光軸Ａ１とハーフミラー４２上で直交している。凹面鏡４３の曲率中心は、ディスプレイ４１と車両の乗員の視点との間の光軸上に配置されている。より詳しくは、凹面鏡４３の曲率中心は、ディスプレイ４１と乗員の視点との間の光軸Ａ２上に配置されている。図２において、凹面鏡４３の光軸Ａ２は、水平方向に沿って平行に配置されている。本実施形態では、凹面鏡４３の表面４３ａとハーフミラー４２の表面４２ａとの間の光軸Ａ２の長さは、ディスプレイ４１の表示面４１ａとハーフミラー４２の表面４２ａとの間の光軸Ａ１の長さより長い。
【００２２】
筐体４０は、開口４０ａを有する箱型に形成されている。筐体４０は、側壁４０ｂと、側壁４０ｂに対して傾斜して立設された側壁４０ｃと、側壁４０ｃに対して傾斜して立設された側壁４０ｄと、側壁４０ｂと直交して立設された側壁４０ｅと、側壁４０ｄと直交して配置された側壁４０ｆとを有する。開口４０ａは、側壁４０ｆと側壁４０ｅとの間に形成されている。筐体４０は、内部の空間に、ディスプレイ４１とハーフミラー４２と凹面鏡４３とが一体に組み付けられている。側壁４０ｂの後部に、ディスプレイ４１が配置されている。側壁４０ｄの上部に、凹面鏡４３が配置されている。開口４０ａは、ハーフミラー４２で覆われている。本実施形態では、筐体４０は、前後方向の幅Ｗ１１が１８５．２ｍｍ、上下方向の幅Ｗ１２が１０８ｍｍである。このように構成された筐体４０は、車両に取り付けられている。
【００２３】
筐体４０は、図示しない角度調節部で上下方向に角度を調節自在である。図４−１および図４−２を用いて、角度調節部による筐体４０の角度調節について説明する。なお、本実施形態において、ハーフミラー４２は、乗員が見上げる位置に配置されているものとする。筐体４０は、角度調節部で角度を調節することで、第一所定位置または第二所定位置に位置付けられる。より詳しくは、筐体４０は、角度調節部で角度を調節することで、図４−１に示すように、ハーフミラー４２が鉛直方向に対して傾斜して配置された第一所定位置と、図４−２に示すように、ハーフミラー４２が鉛直方向に沿って略平行に配置された第二所定位置とを切り替えられる。筐体４０が、図４−１に示す第一所定位置に位置付けられると、ハーフミラー４２は、ディスプレイ４１の表示面４１ａから入射した光を凹面鏡４３に向けて反射させる。このとき、車両用表示システム１は、電子ミラーとして機能する。筐体４０が、図４−２に示す第二所定位置に位置付けられると、ハーフミラー４２は、光学式のミラーとして車両の後方の視界を反射させる。このとき、車両用表示システム１は、従来の光学式のルームミラーとして機能する。
【００２４】
次に、このように構成された車両用表示システム１における作用を説明する。まず、車両用表示システム１を電子ルームミラーとして使用する場合について説明する。
【００２５】
筐体４０が、第一所定位置に位置付けられる。
【００２６】
後方カメラ２は、撮影した車両後方の映像データを制御装置３の映像取得部３１に出力する。映像取得部３１は、後方カメラ２から映像データを取得し、表示制御部３２に出力する。表示制御部３２は、映像データを映像信号として車両用表示装置４のディスプレイ４１に出力する。
【００２７】
ディスプレイ４１は、映像信号に基づいて車両後方の映像を表示面４１ａで表示させる。映像が表示されたディスプレイ４１は、光を発する。そして、発せられた光は、ハーフミラー４２へ入射する。そして、入射した光は、ハーフミラー４２で凹面鏡４３に向けて反射される。そして、反射された光は、凹面鏡４３に入射する。そして、入射した光は、凹面鏡４３でハーフミラー４２に向けて反射される。そして、反射された光は、ハーフミラー４２に入射する。凹面鏡４３で反射された光は、略平行光となっている。そして、入射した光は、ハーフミラー４２を透過して乗員に到達する。
【００２８】
車両用表示システム１を電子ルームミラーとして使用する場合における、乗員が視認する虚像の大きさについて説明する。凹面鏡４３の焦点（曲率半径の１／２）と凹面鏡４３との距離をｆとし、凹面鏡４３とディスプレイ４１の表示面４１ａとの距離をａとし、凹面鏡４３と虚像との距離をｂとすると、次式（１）が成り立つ。
ｂ＝ａｆ／（ａ−ｆ）              ・・・（１）
式（１）において、ａ≦ｆの場合、ｂは負となり、凹面鏡４３の向こう側（車両に搭載した状態での前側）に虚像（正立虚像）ができる。さらに、式（１）において、ａをｆに近づけると、ｂ→∞となる。このときの、ディスプレイ４１の表示面４１ａに表示した物体の大きさＸと物体の虚像の大きさＸ´について、次式（２）が成り立つ。
Ｘ´／Ｘ＝｜ｆ｜／｜ａ−ｆ｜＞１  ・・・（２）
式（２）より、次式（３）が成り立つ。
｜Ｘ´｜＞Ｘ                      ・・・（３）
式（３）より、虚像はディスプレイ４１に映した映像よりも大きくなる。
【００２９】
つづいて、車両用表示システム１を、従来の光学式のルームミラーとして使用する場合について説明する。
【００３０】
筐体４０は、第二所定位置に位置付けられる。ディスプレイ４１は、ＯＦＦにされる。これにより、ハーフミラー４２は、従来の光学式のルームミラーと同様に、車両の後方の視界を反射する。
【００３１】
上述したように、本実施形態によれば、ディスプレイ４１とハーフミラー４２と凹面鏡４３とで構成される光路によって、映像が表示されたディスプレイ４１から発せられる光を略平行光にして、乗員の視点まで到達させる。これにより、虚像が、ディスプレイ４１とハーフミラー４２と凹面鏡４３とで構成される光路の実距離より遠方に表示される。このため、本実施形態によれば、乗員が車両の前方と電子ミラーを介して車両の後方とで視点を移動する際にも、視線の移動量が抑制される。本実施形態によれば、焦点を合わせやすいので、焦点合わせに要する時間を低減することができる。しかも、本実施形態によれば、虚像が光路の実距離より遠方に表示されるので、近距離に焦点を合わせることが困難な乗員であっても、後方を容易に視認することができる。このように、本実施形態によれば、後方の視認を容易にすることができる。
【００３２】
従来の光学式のバックミラーを使用し、後方を視認する場合、物体距離、数ｍ〜数１００ｍに視点を合わせている。このため、乗員が、車両の前方と従来の光学式のバックミラーを介して車両の後方とで視点を移動しても、視線の移動量は小さく、瞬時に後方を確認することができる。本実施形態によれば、従来の光学式のバックミラーを使用した場合のように、乗員の目に対する負担を抑制することができる。
【００３３】
本実施形態によれば、凹面鏡４３の曲率中心が、ディスプレイ４１と乗員の視点との間の光軸Ａ２上に配置されていることで、凹面鏡４３に対する入射光が、凹面鏡４３の曲率中心に対して垂直に入射する。これにより、本実施形態によれば、凹面鏡４３を、球面や放物面などの単純な構成としても、映像の歪が大きくなったり、見る角度によって歪が変わったりして、めまいを生じることを抑制できる。このように、本実施形態は、凹面鏡４３を、単純な構成とすることができる。
【００３４】
本実施形態によれば、凹面鏡４３で像が拡大されるので、ディスプレイ４１のサイズを小型化することができる。
【００３５】
本実施形態によれば、乗員が頭を動かして異なる角度で車両用表示装置４の凹面鏡４３を視認した際に見える範囲が切出され、ディスプレイ４１に表示されている。そして、ハーフミラー４２を介してディスプレイ４１を両眼で視認するので、凹面鏡４３を大型化することなく、両眼視での従来の光学式のバックミラーの画角と同等の画角を視認することができる。このように、本実施形態によれば、従来の光学式のバックミラーと同様に後方を視認することができる。
【００３６】
本実施形態によれば、角度調節部で筐体４０を第一所定位置と第二所定位置とを切り替えることで、電子ルームミラーと従来の光学式のルームミラーとを切り替えて使用することができる。
【００３７】
［第二実施形態］
図５を参照しながら、本実施形態に係る車両用表示システム１Ａについて説明する。図５は、第二実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。車両用表示システム１Ａは、基本的な構成は第一実施形態の車両用表示システム１と同様である。以下の説明においては、車両用表示システム１と同様の構成要素には、同一の符号または対応する符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３８】
本実施形態の車両用表示システム１Ａの車両用表示装置４Ａは、ハーフミラー４２の代わりに偏光板（反射部）４２Ａを備える点と、波長板４４Ａを備える点とが、第一実施形態の車両用表示システム１の車両用表示装置４と異なる。
【００３９】
偏光板４２Ａは、ワイヤーグリッド式の偏光板である。本実施形態では、偏光板４２Ａは、直交する２つの偏光成分であるｐ偏光とｓ偏光とに対して、ｐ偏光を透過させ、ｓ偏光を反射させる。偏光板４２Ａは、ディスプレイ４１から発せられた光を凹面鏡４３に向けて反射させる。偏光板４２Ａは、凹面鏡４３で反射された光を透過する。偏光板４２Ａは、平面状に形成されている。偏光板４２Ａは、ハーフミラー４２と同様に配置されている。
【００４０】
波長板４４Ａは、ｐ偏光とｓ偏光とに位相差をつけ入射偏光の状態を変化させる。波長板４４Ａは、１／４波長板である。波長板４４Ａは、ｐ偏光とｓ偏光とにλ／４（９０°）の位相差を与える。波長板４４Ａは、凹面鏡４３の表面４３ａに貼付されている。
【００４１】
本実施形態において、ディスプレイ４１から発せられたｓ偏光が偏光板４２Ａへ入射する。そして、入射したｓ偏光は、偏光板４２Ａで凹面鏡４３に向けて反射される。そして、偏光板４２Ａで反射されたｓ偏光は、波長板４４Ａへ入射する。そして、入射したｓ偏光は、波長板４４Ａによって円偏光になる。円偏光は、凹面鏡４３で反射し、再び波長板４４Ａに入射して直線偏光に戻る。このとき、凹面鏡４３で反射したことで円偏光の回転方向が逆向きになっているので位相が９０°回ったｐ偏光に変わる。位相が９０°回ったｐ偏光は、偏光板４２Ａを透過して乗員に到達する。このように、本実施形態では、光がハーフミラーを通らないため、乗員に到達するまでの光路における光量の低減を大幅に抑制することができる。
【００４２】
これに対して、第一実施形態では、光がハーフミラー４２で凹面鏡４３に向けて反射され、さらに、凹面鏡４３でハーフミラー４２に向けて反射されハーフミラー４２を透過する。このように、乗員に到達するまでの光路において、光が、透過率５０％のハーフミラー４２を反射時と透過時の２回通り抜けることになる。このため、光量は、１／４まで低減されている。
【００４３】
［第三実施形態］
図６を参照しながら、本実施形態に係る車両用表示システム１Ｂについて説明する。図６は、第三実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。
【００４４】
本実施形態の車両用表示システム１Ｂは、車両用表示装置４Ｂを構成する光学素子の配置が、第一実施形態の車両用表示システム１の車両用表示装置４と異なる。
【００４５】
車両用表示装置４Ｂは、ディスプレイ４１Ｂと、ハーフミラー４２Ｂと、凹面鏡４３Ｂと、これらを収容する筐体４０Ｂとを有する。
【００４６】
ディスプレイ４１Ｂは、表示面４１Ｂａが後上方に向いている。図６において、ディスプレイ４１Ｂの光軸Ａ１Ｂは、鉛直方向に対して角度θ２傾斜して配置されている。本実施形態では、角度θ２は、２０°である。
【００４７】
ハーフミラー４２Ｂは、ディスプレイ４１Ｂに対して後上方に配置されている。ハーフミラー４２Ｂの表面４２Ｂａは、ディスプレイ４１Ｂの表示面４１Ｂａと向かい合って配置されている。ハーフミラー４２Ｂは、ディスプレイ４１Ｂの光軸Ａ１Ｂに対して角度θ３傾斜して配置されている。ハーフミラー４２Ｂは、前方から後方に向かうにつれて、上方から下方に角度θ３傾斜して配置されている。本実施形態では、角度θ３は、５５°である。ハーフミラー４２Ｂは、ディスプレイ４１Ｂの光軸Ａ１Ｂ上、かつ、凹面鏡４３Ｂの光軸Ａ２Ｂ上に配置されている。言い換えると、ディスプレイ４１Ｂの光軸Ａ１Ｂと凹面鏡４３Ｂの光軸Ａ２Ｂとは、ハーフミラー４２Ｂ上で交差している。
【００４８】
図６におけるハーフミラー４２Ｂの配置について説明する。ハーフミラー４２Ｂは、水平方向に対して５５°傾斜して配置されている。ハーフミラー４２Ｂの前端部４２Ｂｂは、ディスプレイ４１Ｂの前端部４１Ｂｂより後方に配置されている。ハーフミラー４２Ｂの後端部４２Ｂｃは、ディスプレイ４１Ｂの後端部４１Ｂｃより後方に配置されている。
【００４９】
凹面鏡４３Ｂは、ハーフミラー４２Ｂに対して前方に配置されている。凹面鏡４３Ｂの表面４３Ｂａは、ハーフミラー４２Ｂの表面４２Ｂａと向かい合って配置されている。凹面鏡４３Ｂの光軸Ａ２Ｂは、ディスプレイ４１Ｂの光軸Ａ１Ｂとハーフミラー４２Ｂ上で交差している。本実施形態では、凹面鏡４３Ｂの光軸Ａ２Ｂとディスプレイ４１Ｂの光軸Ａ１Ｂとの角度θ４が７０°である。図６において、凹面鏡４３Ｂの光軸Ａ２Ｂは、水平方向に沿って平行に配置されている。本実施形態では、凹面鏡４３Ｂの表面４３Ｂａとハーフミラー４２Ｂの表面４２Ｂａとの間の光軸Ａ２Ｂの長さは、ディスプレイ４１Ｂの表示面４１Ｂａとハーフミラー４２Ｂの表面４２Ｂａとの間の光軸Ａ１Ｂの長さより短い。
【００５０】
筐体４０Ｂは、開口４０Ｂａを有する箱型に形成されている。筐体４０Ｂは、側壁４０Ｂｂと、側壁４０Ｂｂに対して傾斜して立設された側壁４０Ｂｃと、側壁４０Ｂｃと直交して立設された側壁４０Ｂｄと、側壁４０Ｂｂと直交して立設された側壁４０Ｂｅとを有する。開口４０Ｂａは、側壁４０Ｂｄと側壁４０Ｂｅとの間に形成されている。側壁４０Ｂｂに、ディスプレイ４１Ｂが配置されている。側壁４０Ｂｃの上部に、凹面鏡４３Ｂが配置されている。開口４０Ｂａは、ハーフミラー４２Ｂで覆われている。本実施形態では、筐体４０Ｂは、前後方向の幅Ｗ２１が１１７．９ｍｍ、上下方向の幅Ｗ２２が１６８．４６ｍｍである。
【００５１】
上述したように、本実施形態によれば、図６に示すように、ディスプレイ４１Ｂとハーフミラー４２Ｂと凹面鏡４３Ｂとを配置することで、筐体４０Ｂの前後方向の幅Ｗ２１を第一実施形態の筐体４０の前後方向の幅Ｗ１１より小さくすることができる。
【００５２】
［第四実施形態］
図７を参照しながら、本実施形態に係る車両用表示システム１Ｃについて説明する。図７は、第四実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。
【００５３】
本実施形態の車両用表示システム１Ｃは、車両用表示装置４Ｃが全反射ミラー４４Ｃを備える点で、第一実施形態の車両用表示システム１の車両用表示装置４と異なる。
【００５４】
車両用表示装置４Ｃは、ディスプレイ４１Ｃと、ハーフミラー４２Ｃと、凹面鏡４３Ｃと、全反射ミラー４４Ｃと、これらを収容する筐体４０Ｃとを有する。
【００５５】
ディスプレイ４１Ｃは、表示面４１Ｃａが上方に向いている。ディスプレイ４１Ｃの光軸Ａ１Ｃは、ハーフミラー４２Ｃを通るように配置されている。図７において、ディスプレイ４１Ｃの光軸Ａ１Ｃは、鉛直方向に沿って平行に配置されている。
【００５６】
ハーフミラー４２Ｃは、ディスプレイ４１Ｃに対して上方、かつ、全反射ミラー４４Ｃに対して後方に配置されている。ハーフミラー４２Ｃの表面４２Ｃａは、ディスプレイ４１Ｃの表示面４１Ｃａと向かい合って配置されている。ハーフミラー４２Ｃの表面４２Ｃａは、全反射ミラー４４Ｃの表面４４Ｃａと向かい合って配置されている。ハーフミラー４２Ｃは、ディスプレイ４１Ｃの光軸Ａ１Ｃに対して角度θ５傾斜して配置されている。ハーフミラー４２Ｃは、前方から後方に向かうにつれて、上方から下方に角度θ５傾斜して配置されている。本実施形態では、角度θ５は、４５°である。ハーフミラー４２Ｃの光軸Ａ３Ｃは、全反射ミラー４４Ｃの光軸と同軸である。ハーフミラー４２Ｃは、ディスプレイ４１Ｃの光軸Ａ１Ｃ上に配置されている。ディスプレイ４１Ｃの光軸Ａ１Ｃとハーフミラー４２Ｃの光軸Ａ３Ｃとは、ハーフミラー４２Ｃ上で直交している。
【００５７】
図７において、ハーフミラー４２Ｃは、水平方向に対して４５°傾斜して配置されている。
【００５８】
凹面鏡４３Ｃは、ディスプレイ４１Ｃに対して前方、かつ、全反射ミラー４４Ｃに対して下方に配置されている。凹面鏡４３Ｃの表面４３Ｃａは、全反射ミラー４４Ｃの表面４４Ｃａと向かい合って配置されている。凹面鏡４３Ｃの光軸Ａ２Ｃは、ディスプレイ４１Ｃの光軸Ａ１Ｃと平行に配置されている。凹面鏡４３Ｃの光軸Ａ２Ｃは、全反射ミラー４４Ｃの光軸Ａ３Ｃと全反射ミラー４４Ｃ上で直交している。図７において、凹面鏡４３Ｃの光軸Ａ２Ｃは、鉛直方向に沿って平行に配置されている。
【００５９】
全反射ミラー４４Ｃは、入射光の透過率が０％である。言い換えると、全反射ミラー４４Ｃは、入射光を全反射させる。全反射ミラー４４Ｃは、ハーフミラー４２Ｃで反射された光を凹面鏡４３Ｃに向けて反射させる。全反射ミラー４４Ｃは、凹面鏡４３Ｃで反射された光をハーフミラー４２Ｃに向けて反射させる。全反射ミラー４４Ｃは、平面状に形成されている。全反射ミラー４４Ｃは、ハーフミラー４２Ｃに対して前方、かつ、凹面鏡４３Ｃに対して上方に配置されている。全反射ミラー４４Ｃの表面４４Ｃａは、ハーフミラー４２Ｃの表面４２Ｃａと向かい合って配置されている。全反射ミラー４４Ｃの表面４４Ｃａは、凹面鏡４３Ｃの表面４３Ｃａと向かい合って配置されている。全反射ミラー４４Ｃは、凹面鏡４３Ｃの光軸Ａ２Ｃに対して角度θ６傾斜して配置されている。全反射ミラー４４Ｃは、前方から後方に向かうにつれて、下方から上方に角度θ６傾斜して配置されている。本実施形態では、角度θ６は、４５°である。図７において、全反射ミラー４４Ｃは、水平方向に対して４５°傾斜して配置されている。
【００６０】
筐体４０Ｃは、開口４０Ｃａを有する箱型に形成されている。筐体４０Ｃは、側壁４０Ｃｂと、側壁４０Ｃｂと直交して立設された側壁４０Ｃｃ、側壁４０Ｃｄと、側壁４０Ｃｃと直交して立設された側壁４０Ｃｅとを有する。開口４０Ｃａは、側壁４０Ｃｄと側壁４０Ｃｅとの間に形成されている。側壁４０Ｃｂに、ディスプレイ４１Ｃと凹面鏡４３Ｃとが配置されている。側壁４０Ｃｃと側壁４０Ｃｅの間に、全反射ミラー４４Ｃが配置されている。開口４０Ｃａは、ハーフミラー４２Ｃで覆われている。本実施形態では、筐体４０Ｃは、前後方向の幅Ｗ３１が１５２．４５ｍｍ、上下方向の幅Ｗ３２が１０９ｍｍである。
【００６１】
本実施形態において、ディスプレイ４１Ｃから発せられた光がハーフミラー４２Ｃへ入射する。そして、入射した光は、ハーフミラー４２Ｃで全反射ミラー４４Ｃに向けて反射される。そして、反射された光は、全反射ミラー４４Ｃに入射する。そして、入射した光は、全反射ミラー４４Ｃで凹面鏡４３Ｃに向けて反射される。そして、反射された光は、凹面鏡４３Ｃに入射する。そして、入射した光は、凹面鏡４３Ｃで全反射ミラー４４Ｃに向けて反射される。凹面鏡４３Ｃで反射された光は、略平行光となっている。そして、反射された光は、全反射ミラー４４Ｃに入射する。そして、入射した光は、全反射ミラー４４Ｃでハーフミラー４２Ｃに向けて反射される。そして、反射された光は、ハーフミラー４２Ｃに入射する。そして、光は、ハーフミラー４２Ｃを透過して乗員に到達する。
【００６２】
上述したように、本実施形態によれば、図７に示すように、ディスプレイ４１Ｃとハーフミラー４２Ｃと凹面鏡４３Ｃと全反射ミラー４４Ｃとを配置することで、筐体４０Ｃの上下方向の幅Ｗ３２を第一実施形態の筐体４０の上下方向の幅Ｗ１２とほぼ変えることなく、前後方向の幅Ｗ３１を第一実施形態の筐体４０の前後方向の幅Ｗ１１より小さくすることができる。
【００６３】
［第五実施形態］
図８を参照しながら、本実施形態に係る車両用表示システム１Ｄについて説明する。図８は、第五実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。
【００６４】
本実施形態の車両用表示システム１Ｄは、車両用表示装置４Ｄを構成する光学素子の配置が、第四実施形態の車両用表示システム１Ｃの車両用表示装置４Ｃと異なる。
【００６５】
車両用表示装置４Ｄは、ディスプレイ４１Ｄと、ハーフミラー４２Ｄと、凹面鏡４３Ｄと、全反射ミラー４４Ｄと、これらを収容する筐体４０Ｄとを有する。
【００６６】
ディスプレイ４１Ｄは、表示面４１Ｄａが後方に向いている。ディスプレイ４１Ｄの光軸Ａ１Ｄは、全反射ミラー４４Ｄを通るように配置されている。図８において、ディスプレイ４１Ｄは、光軸Ａ１Ｄが水平方向に沿って平行に配置されている。
【００６７】
ハーフミラー４２Ｄは、ディスプレイ４１Ｄに対して後上方、かつ、凹面鏡４３Ｄに対して後方に配置されている。ハーフミラー４２Ｄの表面４２Ｄａは、凹面鏡４３Ｄの表面４３Ｄａと向かい合って配置されている。ハーフミラー４２Ｄの表面４２Ｄａは、全反射ミラー４４Ｄの表面４４Ｄａと向かい合って配置されている。ハーフミラー４２Ｄは、凹面鏡４３Ｄの光軸Ａ２Ｄに対して角度θ７傾斜して配置されている。ハーフミラー４２Ｄは、前方から後方に向かうにつれて、上方から下方に角度θ７傾斜して配置されている。本実施形態では、角度θ７は、４５°である。ハーフミラー４２Ｄの光軸Ａ３Ｄは、全反射ミラー４４Ｄの光軸と同軸である。ハーフミラー４２Ｄは、凹面鏡４３Ｄの光軸Ａ２Ｄ上に配置されている。凹面鏡４３Ｄの光軸Ａ２Ｄとハーフミラー４２Ｄの光軸Ａ３Ｄとは、ハーフミラー４２Ｄ上で直交している。図８において、ハーフミラー４２Ｄは、水平方向に対して４５°傾斜して配置されている。
【００６８】
凹面鏡４３Ｄは、ディスプレイ４１Ｄに対して上方、かつ、ハーフミラー４２Ｄに対して前方に配置されている。凹面鏡４３Ｄの表面４３Ｄａは、ハーフミラー４２Ｄの表面４２Ｄａと向かい合って配置されている。凹面鏡４３Ｄの光軸Ａ２Ｄは、ディスプレイ４１Ｄの光軸Ａ１Ｄと平行に配置されている。凹面鏡４３Ｄの光軸Ａ２Ｄは、全反射ミラー４４Ｄの光軸Ａ３Ｄと直交している。図８において、凹面鏡４３Ｄの光軸Ａ２Ｄは、水平方向に沿って平行に配置されている。
【００６９】
全反射ミラー４４Ｄは、ディスプレイ４１Ｄから発せられた光をハーフミラー４２Ｄに向けて反射させる。全反射ミラー４４Ｄは、ディスプレイ４１Ｄに対して後方、かつ、ハーフミラー４２Ｄに対して下方に配置されている。全反射ミラー４４Ｄの表面４４Ｄａは、ディスプレイ４１Ｄの表示面４１Ｄａと向かい合って配置されている。全反射ミラー４４Ｄの表面４４Ｄａは、ハーフミラー４２Ｄの表面４２Ｄａと向かい合って配置されている。全反射ミラー４４Ｄは、ディスプレイ４１Ｄの光軸Ａ１Ｄに対して角度θ８傾斜して配置されている。全反射ミラー４４Ｄは、前方から後方に向かうにつれて、下方から上方に角度θ８傾斜して配置されている。本実施形態では、角度θ８は、４５°である。全反射ミラー４４Ｄの光軸Ａ３Ｄとディスプレイ４１Ｄの光軸Ａ１Ｄとは、全反射ミラー４４Ｄ上で直交している。図８において、全反射ミラー４４Ｄは、水平方向に対して４５°傾斜して配置されている。
【００７０】
筐体４０Ｄは、開口４０Ｄａを有する箱型に形成されている。筐体４０Ｄは、側壁４０Ｄｂと、側壁４０Ｄｂと直交して立設された側壁４０Ｄｃと、側壁４０Ｄｃと直交して立設された側壁４０Ｄｄと、側壁４０Ｄｂに対して傾斜して立設された側壁４０Ｄｅとを有する。開口４０Ｄａは、側壁４０Ｄｄと側壁４０Ｄｅとの間に形成されている。側壁４０Ｄｃに、ディスプレイ４１Ｄと凹面鏡４３Ｄとが上下に配置されている。側壁４０Ｄｅに、全反射ミラー４４Ｄが配置されている。開口４０Ｄａは、ハーフミラー４２Ｄで覆われている。本実施形態では、筐体４０Ｄは、前後方向の幅Ｗ４１が１１３．７５ｍｍ、上下方向の幅Ｗ４２が１３９ｍｍである。
【００７１】
本実施形態において、ディスプレイ４１Ｄから発せられた光が全反射ミラー４４Ｄに入射する。そして、入射した光は、全反射ミラー４４Ｄでハーフミラー４２Ｄに向けて反射される。そして、反射された光は、ハーフミラー４２Ｄに入射する。そして、入射した光は、ハーフミラー４２Ｄで凹面鏡４３Ｄに向けて反射される。そして、反射された光は、凹面鏡４３Ｄに入射する。そして、入射した光は、凹面鏡４３Ｄでハーフミラー４２Ｄに向けて反射される。凹面鏡４３Ｄで反射された光は、略平行光となっている。そして、反射された光は、ハーフミラー４２Ｄに入射する。そして、光は、ハーフミラー４２Ｄを透過して乗員に到達する。
【００７２】
上述したように、本実施形態によれば、図８に示すように、ディスプレイ４１Ｄとハーフミラー４２Ｄと凹面鏡４３Ｄと全反射ミラー４４Ｄとを配置することで、筐体４０Ｄの前後方向の幅Ｗ４１および上下方向の幅Ｗ４２を第一実施形態の筐体４０の前後方向の幅Ｗ１１および上下方向の幅Ｗ１２より小さくすることができる。
【００７３】
［第六実施形態］
図９を参照しながら、本実施形態に係る車両用表示システム１Ｅについて説明する。図９は、第六実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。
【００７４】
本実施形態の車両用表示システム１Ｅは、車両用表示装置４Ｅを構成する光学素子の配置が、第五実施形態の車両用表示システム１Ｄの車両用表示装置４Ｄと異なる。
【００７５】
車両用表示装置４Ｅは、ディスプレイ４１Ｅと、ハーフミラー４２Ｅと、凹面鏡４３Ｅと、全反射ミラー４４Ｅと、これらを収容する筐体４０Ｅとを有する。
【００７６】
ディスプレイ４１Ｅは、表示面４１Ｅａが後下方に向いている。ディスプレイ４１Ｅの光軸Ａ１Ｅは、全反射ミラー４４Ｅを通るように配置されている。図９において、ディスプレイ４１Ｅは、光軸Ａ１Ｅが水平方向に対して角度θ９傾斜して配置されている。本実施形態では、角度θ９は、２５°である。ディスプレイ４１Ｅは、凹面鏡４３Ｅに対して前下方に配置されている。
【００７７】
ハーフミラー４２Ｅは、ディスプレイ４１Ｅに対して後上方、かつ、凹面鏡４３Ｅの後方に配置されている。ハーフミラー４２Ｅの表面４２Ｅａは、凹面鏡４３Ｅの表面４３Ｅａと向かい合って配置されている。ハーフミラー４２Ｅの表面４２Ｅａは、全反射ミラー４４Ｅの表面４４Ｅａと向かい合って配置されている。ハーフミラー４２Ｅは、凹面鏡４３Ｅの光軸Ａ２Ｅに対して角度θ１０傾斜して配置されている。ハーフミラー４２Ｅは、前方から後方に向かうにつれて、上方から下方に角度θ１０傾斜して配置されている。本実施形態では、角度θ１０は、５２．５°である。ハーフミラー４２Ｅの光軸Ａ３Ｅは、全反射ミラー４４Ｅの光軸と同軸である。ハーフミラー４２Ｅは、凹面鏡４３Ｅの光軸Ａ２Ｅ上に配置されている。凹面鏡４３Ｅの光軸Ａ２Ｅとハーフミラー４２Ｅの光軸Ａ３Ｅとは、ハーフミラー４２Ｅ上で交差している。図９において、ハーフミラー４２Ｅは、水平方向に対して５２．５°傾斜して配置されている。
【００７８】
凹面鏡４３Ｅは、ディスプレイ４１Ｅに対して後上方、かつ、ハーフミラー４２Ｅに対して前方に配置されている。凹面鏡４３Ｅの表面４３Ｅａは、ハーフミラー４２Ｅの表面４２Ｅａと向かい合って配置されている。凹面鏡４３Ｅの光軸Ａ２Ｅは、ディスプレイ４１Ｅの光軸Ａ１Ｅに対して傾斜して配置されている。凹面鏡４３Ｅの光軸Ａ２Ｅは、ハーフミラー４２Ｅの光軸Ａ３Ｅとハーフミラー４２Ｅ上で交差している。図９において、凹面鏡４３Ｅの光軸Ａ２Ｅは、水平方向に沿って平行に配置されている。
【００７９】
全反射ミラー４４Ｅは、ディスプレイ４１Ｅに対して後下方、かつ、ハーフミラー４２Ｅに対して下方に配置されている。全反射ミラー４４Ｅの表面４４Ｅａは、ディスプレイ４１Ｅの表示面４１Ｅａと向かい合って配置されている。全反射ミラー４４Ｅの表面４４Ｅａは、ハーフミラー４２Ｅの表面４２Ｅａと向かい合って配置されている。全反射ミラー４４Ｅは、ディスプレイ４１Ｅの光軸Ａ１Ｅに対して角度θ１１傾斜して配置されている。本実施形態では、角度θ１１は、５０°である。全反射ミラー４４Ｅは、前方から後方に向かうにつれて、下方から上方に角度θ１１傾斜して配置されている。図９において、全反射ミラー４４Ｅは、水平方向に対して２５°傾斜して配置されている。
【００８０】
筐体４０Ｅは、開口４０Ｅａを有する箱型に形成されている。筐体４０Ｅは、側壁４０Ｅｂと、側壁４０Ｅｂに対して傾斜して立設された側壁４０Ｅｃ、側壁４０Ｅｄと、側壁４０Ｅｃと直交して立設された側壁４０Ｅｅと、側壁４０Ｅｅに対して傾斜し、側壁４０Ｅｂと平行な方向に沿って配設された側壁４０Ｅｆと、側壁４０Ｅｆと直交して立設された側壁４０Ｅｇと、側壁４０Ｅｇと直交し、側壁４０Ｅｂと平行な方向に沿って配置された側壁４０Ｅｈと、側壁４０Ｅｄに対して傾斜して立設された側壁４０Ｅｉとを有する。開口４０Ｅａは、側壁４０Ｅｈと側壁４０Ｅｉとの間に形成されている。側壁４０Ｅｅに、ディスプレイ４１Ｅが配置されている。側壁４０Ｅｇと側壁４０Ｅｈとの内周面に配置されたコの字型の固定部４６Ｅで、凹面鏡４３Ｅが固定されている。側壁４０Ｅｄに、全反射ミラー４４Ｅが配置されている。開口４０Ｅａは、ハーフミラー４２Ｅで覆われている。本実施形態では、筐体４０Ｅは、前後方向の幅Ｗ５１が１４２．９５ｍｍ、上下方向の幅Ｗ５２が１２７ｍｍである。
【００８１】
上述したように、本実施形態によれば、図９に示すように、ディスプレイ４１Ｅとハーフミラー４２Ｅと凹面鏡４３Ｅと全反射ミラー４４Ｅとを配置することで、筐体４０Ｅの上下方向の幅Ｗ５２を第五実施形態の筐体４０Ｄの上下方向の幅Ｗ４２より小さくすることができる。
【００８２】
［第七実施形態］
図１０を参照しながら、本実施形態に係る車両用表示システム１Ｆについて説明する。図１０は、第七実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。
【００８３】
本実施形態の車両用表示システム１Ｆは、車両用表示装置４Ｆがカバーガラス４５Ｆを備える点で、第一実施形態の車両用表示システム１の車両用表示装置４と異なる。本実施形態においては、車両用表示装置４Ｆの虚像距離を例えば１ｍとしている。
【００８４】
車両用表示装置４Ｆは、ディスプレイ４１Ｆと、ハーフミラー４２Ｆと、凹面鏡４３Ｆと、カバーガラス４５Ｆと、これらを収容する筐体４０Ｆとを有する。ディスプレイ４１Ｆとハーフミラー４２Ｆと凹面鏡４３Ｆとの構成は、第一実施形態のディスプレイ４１とハーフミラー４２と凹面鏡４３と同様である。
【００８５】
カバーガラス４５Ｆは、直方体状の筐体４０Ｆの開口４０Ｆａを覆うように配置されている。カバーガラス４５Ｆは、ハーフミラー４２Ｆと乗員との間に配置される。カバーガラス４５Ｆは、ハーフミラー４２Ｆを透過した光を透過する。
【００８６】
筐体４０Ｆは、開口４０Ｆａを有する直方体状の箱型に形成されている。筐体４０Ｆは、周囲の映り込みを防止するため、例えば、内部を黒色に着色するなどして反射防止を施している。
【００８７】
上述したように、本実施形態によれば、筐体４０Ｆの開口４０Ｆａを覆うようにカバーガラス４５Ｆが配置されている。これにより、本実施形態は、ハーフミラー４２Ｆが外側に露出しないため、ハーフミラー４２Ｆへの映り込みを抑制することができる。本実施形態によれば、ハーフミラー４２Ｆが外側に露出しないため、ハーフミラー４２Ｆの汚れの付着を抑制することができる。
【００８８】
［第八実施形態］
図１１を参照しながら、本実施形態に係る車両用表示システム１Ｈについて説明する。図１１は、第八実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。
【００８９】
本実施形態の車両用表示システム１Ｈは、車両用表示装置４Ｈを構成する光学素子の配置が、第五実施形態の車両用表示システム１Ｄの車両用表示装置４Ｄと異なる。
【００９０】
車両用表示装置４Ｈは、ディスプレイ４１Ｈと、偏光ビームスプリッタ（反射部）４２Ｈと、凹面鏡４３Ｈと、全反射ミラー４４Ｈと、波長板４７Ｈと、波長板４８Ｈと、これらを収容する筐体４０Ｈとを有する。
【００９１】
ディスプレイ４１Ｈは、表示面４１Ｈａが下方に向いている。ディスプレイ４１Ｈの光軸Ａ１Ｈは、偏光ビームスプリッタ４２Ｈを通るように配置されている。図１１において、ディスプレイ４１Ｈは、光軸Ａ１Ｈが上下方向に沿って平行に配置されている。本実施形態では、ディスプレイ４１Ｈから発せられた光は、直線偏光である。ディスプレイ４１Ｈから発せられた光が無偏光であれば、ディスプレイ４１Ｈと偏光ビームスプリッタ４２Ｈとの間に偏光板を配置して直線偏光を取り出せばよい。
【００９２】
偏光ビームスプリッタ４２Ｈは、ディスプレイ４１Ｈに対して下方に配置されている。
本実施形態では、偏光ビームスプリッタ４２Ｈは、直交する２つの偏光成分であるｐ偏光とｓ偏光とに対して、ｓ偏光を透過させ、ｐ偏光を反射させる。偏光ビームスプリッタ４２Ｈは、ディスプレイ４１Ｈから発せられた光を全反射ミラー４４Ｈへ向けて透過させる。偏光ビームスプリッタ４２Ｈは、全反射ミラー４４Ｈで反射された光を凹面鏡４３Ｈに向けて反射する。偏光ビームスプリッタ４２Ｈは、平面状に形成されている。
【００９３】
偏光ビームスプリッタ４２Ｈの表面４２Ｈａは、凹面鏡４３Ｈの表面４３Ｈａと向かい合って配置されている。偏光ビームスプリッタ４２Ｈの表面４２Ｈａは、全反射ミラー４４Ｈの表面４４Ｈａと向かい合って配置されている。偏光ビームスプリッタ４２Ｈは、凹面鏡４３Ｈの光軸Ａ２Ｈに対して角度θ１３傾斜して配置されている。偏光ビームスプリッタ４２Ｈは、前方から後方に向かうにつれて、上方から下方に角度θ１３傾斜して配置されている。本実施形態では、角度θ１３は、４５°である。偏光ビームスプリッタ４２Ｈの光軸は、ディスプレイ４１Ｈの光軸Ａ１Ｈ上に配置されている。偏光ビームスプリッタ４２Ｈは、凹面鏡４３Ｈの光軸Ａ２Ｈ上に配置されている。凹面鏡４３Ｈの光軸Ａ２Ｈと全反射ミラー４４Ｈの光軸Ａ１Ｈとは、偏光ビームスプリッタ４２Ｈ上で直交している。図１１において、偏光ビームスプリッタ４２Ｈは、水平方向に対して４５°傾斜して配置されている。
【００９４】
凹面鏡４３Ｈは、ディスプレイ４１Ｈに対して下方、かつ、偏光ビームスプリッタ４２Ｈに対して前方に配置されている。凹面鏡４３Ｈの表面４３Ｈａは、偏光ビームスプリッタ４２Ｈの表面４２Ｈａと向かい合って配置されている。凹面鏡４３Ｈの光軸Ａ２Ｈは、ディスプレイ４１Ｈの光軸Ａ１Ｈと直交して配置されている。図１１において、凹面鏡４３Ｈの光軸Ａ２Ｈは、水平方向に沿って平行に配置されている。
【００９５】
全反射ミラー４４Ｈは、ディスプレイ４１Ｈから発せられ、偏光ビームスプリッタ４２Ｈを透過した光を偏光ビームスプリッタ４２Ｈに向けて反射させる。全反射ミラー４４Ｈは、ディスプレイ４１Ｈに対して下方、かつ、偏光ビームスプリッタ４２Ｈに対して下方に配置されている。全反射ミラー４４Ｈの表面４４Ｈａは、ディスプレイ４１Ｈの表示面４１Ｈａと向かい合って配置されている。全反射ミラー４４Ｈの表面４４Ｈａは、偏光ビームスプリッタ４２Ｈの表面４２Ｈａと向かい合って配置されている。全反射ミラー４４Ｈの光軸は、ディスプレイ４１Ｈの光軸Ａ１Ｈと同軸である。全反射ミラー４４Ｈは、水平方向に沿って平行に配置されている。
【００９６】
波長板４７Ｈは、直線偏光に対しては電場と磁場とに位相差をつけ入射偏光の状態を変化させる。波長板４７Ｈは、１／４波長板である。波長板４７Ｈは、電場と磁場とにλ／４（９０°）の位相差を与える。波長板４７Ｈは、凹面鏡４３Ｈの表面４３Ｈａに貼付されている。
【００９７】
波長板４８Ｈは、電場と磁場とに位相差をつけ入射偏光の状態を変化させる。波長板４８Ｈは、１／４波長板である。波長板４８Ｈは、電場と磁場とにλ／４（９０°）の位相差を与える。波長板４８Ｈは、全反射ミラー４４Ｈの表面４４Ｈａに貼付されている。
【００９８】
本実施形態において、ディスプレイ４１Ｈから発せられたｐ偏光は、偏光ビームスプリッタ４２Ｈを透過する。偏光ビームスプリッタ４２Ｈを透過したｐ偏光は、波長板４８Ｈへ入射する。そして、入射したｐ偏光は、波長板４８Ｈによって円偏光になる。円偏光は、全反射ミラー４４Ｈで反射し、再び波長板４８Ｈに入射して直線偏光に戻る。このとき、全反射ミラー４４Ｈで反射したことで円偏光の回転方向が逆向きになっているので位相が９０°回ったｓ偏光に変わる。位相が９０°回ったｓ偏光は、偏光ビームスプリッタ４２Ｈで反射して、波長板４７Ｈへ入射する。そして、入射したｓ偏光は、波長板４７Ｈによって円偏光になる。円偏光は、凹面鏡４３Ｈで反射し、再び波長板４７Ｈに入射して直線偏光に戻る。このとき、凹面鏡４３Ｈで反射したことで円偏光の回転方向が逆向きになっているので位相が９０°回ったｐ偏光に変わる。位相が９０°回ったｐ偏光は、偏光ビームスプリッタ４２Ｈを透過して乗員に到達する。
【００９９】
筐体４０Ｈは、開口４０Ｈａを有する箱型に形成されている。筐体４０Ｈは、側壁４０Ｈｂと、側壁４０Ｈｂと直交して立設された側壁４０Ｈｃと、側壁４０Ｈｃと直交して配置された側壁４０Ｈｄと、側壁４０Ｈｂと直交して立設された側壁４０Ｈｅとを有する。開口４０Ｈａは、側壁４０Ｈｄと側壁４０Ｈｅとの間に形成されている。側壁４０Ｈｂに、全反射ミラー４４Ｈが配置されている。側壁４０Ｈｃに、凹面鏡４３Ｈが配置されている。側壁４０Ｈｄに、ディスプレイ４１Ｈが配置されている。開口４０Ｈａは、偏光ビームスプリッタ４２Ｈで覆われている。本実施形態では、筐体４０Ｈは、前後方向の幅Ｗ６１が１００ｍｍ程度、上下方向の幅Ｗ６２が９０ｍｍ程度である。
【０１００】
本実施形態において、ディスプレイ４１Ｈから発せられた光が偏光ビームスプリッタ４２Ｈを透過して全反射ミラー４４Ｈに入射する。そして、入射した光は、全反射ミラー４４Ｈで偏光ビームスプリッタ４２Ｈに向けて反射される。そして、反射された光は、偏光ビームスプリッタ４２Ｈに入射する。そして、入射した光は、偏光ビームスプリッタ４２Ｈで凹面鏡４３Ｈに向けて反射される。そして、反射された光は、凹面鏡４３Ｈに入射する。そして、入射した光は、凹面鏡４３Ｈで偏光ビームスプリッタ４２Ｈに向けて反射される。凹面鏡４３Ｈで反射された光は、略平行光となっている。そして、反射された光は、偏光ビームスプリッタ４２Ｈに入射する。そして、光は、偏光ビームスプリッタ４２Ｈを透過して乗員に到達する。
【０１０１】
上述したように、本実施形態によれば、図１１に示すように、ディスプレイ４１Ｈと偏光ビームスプリッタ４２Ｈと凹面鏡４３Ｈと全反射ミラー４４Ｈとを配置することで、ディスプレイ４１Ｈから凹面鏡４３Ｈに到達するまでの光路を、第一実施形態におけるディスプレイ４１Ｈから凹面鏡４３に到達するまでの光路の長さと同じ長さとすることができる。このように、本実施形態は、筐体４０Ｈの前後方向の幅Ｗ６１を第一実施形態の筐体４０の前後方向の幅Ｗ１１より小さくすることができる。
【０１０２】
しかも、本実施形態では、光がハーフミラーを通らないため、乗員に到達するまでの光路における光量の低減を大幅に抑制することができる。
【０１０３】
上記に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものを含む。さらに、上記に記載した構成は適宜組み合わせが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において構成の種々の省略、置換または変更が可能である。
【０１０４】
第一実施形態の車両用表示システム１の車両用表示装置４は、図１２に示すように、上下を逆にして配置し車両用表示システム１Ｇとしてもよい。図１２は、他の実施形態に係る車両用表示装置の構成例を示す概略図である。車両用表示装置４Ｇにおいては、虚像距離を例えば１ｍとしている。車両用表示装置４Ｇは、ディスプレイ４１Ｇと、ハーフミラー４２Ｇと、凹面鏡４３Ｇと、これらを収容する筐体４０Ｇとを有する。ディスプレイ４１Ｇとハーフミラー４２Ｇと凹面鏡４３Ｇとの構成は、第一実施形態のディスプレイ４１とハーフミラー４２と凹面鏡４３と同様である。このように配置することで、車両用表示装置４Ｇは、従来の光学式のルームミラーと同じように、車室の上部に配置することができる。
【０１０５】
第一実施形態の車両用表示システム１の車両用表示装置４において、凹面鏡４３を前後方向に位置調整可能とし、ディスプレイ４１までの光路長（バックフォーカス）を調節する調節部を備えてもよい。この場合、凹面鏡４３の位置に応じて、ディスプレイ４１に表示する映像の大きさを調節するようにしてもよい。これにより、乗員ごとに虚像距離を調整して視認しやすい位置に合わせることができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１        車両用表示システム
２        後方カメラ
３        制御装置
４        車両用表示装置
４０      筐体
４１      ディスプレイ（表示器）
４２      ハーフミラー（反射部）
４３      凹面鏡
Ａ１      光軸
Ａ２      光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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