JPH0366171B2 - - Google Patents

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JPH0366171B2
JPH0366171B2 JP57021420A JP2142082A JPH0366171B2 JP H0366171 B2 JPH0366171 B2 JP H0366171B2 JP 57021420 A JP57021420 A JP 57021420A JP 2142082 A JP2142082 A JP 2142082A JP H0366171 B2 JPH0366171 B2 JP H0366171B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
display panel
light
display
windshield
head
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP57021420A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58139833A (ja
Inventor
Ikuo Matsuda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP57021420A priority Critical patent/JPS58139833A/ja
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Publication of JPH0366171B2 publication Critical patent/JPH0366171B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q3/00Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors
    • B60Q3/10Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors for dashboards

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Indicating Measured Values (AREA)
  • Arrangements Of Lighting Devices For Vehicle Interiors, Mounting And Supporting Thereof, Circuits Therefore (AREA)
  • Illuminated Signs And Luminous Advertising (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車等の車輌(以下、単に車輌と
記す)の運転上必要な諸情報を、フロントガラス
の前方視野内に光学的な虚像として映し出し、運
転者に視認させる目的のいわゆるヘツドアツプデ
イスプレイ装置に関するものである。特に本発明
は、デイスプレイ装置の表示パネルとして液晶な
どの「偏光」特性の変化を利用する場合において
表示情報のコントラストを向上し明確に表示し得
る装置を提供するものである。
車輌用ヘツドアツプデイスプレイ装置の一例を
第1図を用いて説明する。表示パネル1はスピー
ドその他の情報を表示回路2の指令によつて表示
するものであつて、表示方法は文字でも絵でも構
わない。表示パネル1の表示内容は、いつたんフ
ロントガラス3に反射された後、最終的に運転者
4に視認される。ここで、車輌のフロントガラス
3が一種のハーフミラー(半透鏡)として用いら
れ、運転者4の前方視野内の一部に、表示パネル
1に表示されている情報が虚像5として表示され
る。なお、表示パネル1は外光反射型でも裏面照
射光透過型でも構わない。また、表示パネル1の
設置場所は第1図のダツシユボード6上であつて
も、また、ダツシユボードに開口部を設け、その
内部に設置しても構わない。更にまた、表示パネ
ル1とフロントガラス3との間に反射ミラーを設
置し、表示パネル1の設置方向の自由度を増すと
共に運転者4と虚像5との間の距離を大きくする
こともできる。
この種のヘツドアツプデイスプレイの特長は、
運転者が、正面を向いた運転状態において、視野
から視線を離すことなく、目の焦点調節を少し行
なうだけで情報を読みとることができる点にあ
り、視野から視線を離してダツシユボードの表示
パネルを見ることによつて生ずる不安全状態を少
なくすることができることにある。
本発明は、この種のヘツドアツプデイスプレイ
の表示パネルとして、液晶パネル,電気光学素子
などの偏光を用いた表示パネルを用いる場合の表
示情報のコントラストを向上させ、明確に表示す
る装置を提供するものである。本発明を説明する
前に、偏光を用いた液晶パネルの表示原理を第2
図を用いて説明する。液晶材料9はガラス板10
a,10bの間にはさまれている。ガラス板10
a,10bには透明電極11a,11b,11
c,11dが形成されており、ガラス板10bに
はミラー12が付けられている。ガラス板10a
に対向して偏光板14が置かれている。この構成
において、入射光13a,13b,13cが偏光
板14を透過して入射した場合、入射光は例えば
図中に←→印で示した方向、すなわち紙面に平行方
向に偏光した成分だけが透過して液晶9に入射す
る。電極の無い部分に入射した入射光13b、お
よび電圧の印加されていない電極部分に入射した
入射光13aは入射時と同じ←→印の偏光方向のま
まミラー12で反射され、再び偏光板14を透過
して反射光13a′,13b′として出射する。
一方、電圧の印加されている透明電極11c,
11dの部分に入射した入射光13cは、透明電
極11c,11dにはさまれ図中クロスハツチン
グで示した部分の液晶9bの相が変化しているた
め、その偏光方向が回転し、←→印の方向から紙面
に垂直方向の偏光に変化する。そのため反射光1
3c′は再び偏光板14を透過することができず吸
収されてしまう。すなわち、電圧を印加された部
分に入射した光は反射して再び表示パネルの外部
に出射しないことになるために、透明電極を情報
表示に必要な形状に形成し、電圧を印加する電極
を適当に切替えることによつて、表示部分を周囲
より暗く(すなわち黒く)することができ、表示
パネルとして機能する。
第2図は反射型表示パネルの例であるが、第3
図に示すような透過型表示パネルを用いることも
できる。第3図の構成は第2図のミラー12を取
り去り、新たに偏光板15を追加したものに相当
する。ここで、偏光板14と偏光板15とは、そ
の偏光方向が平行になるように配置されておれ
ば、電圧の印加されている表示部分が周囲より暗
くなり、上記偏光方向が直角になるように配置さ
れておれば、電圧の印加されている表示部分が周
囲より明るくなる。
ここで注意すべきことは、第2図の反射型パネ
ルであつても、第3図の透過型パネルであつて
も、表示パネルを出射する光は特定方向に偏光さ
れた直線偏光であることである。そして、その偏
光方向は出射側に配置された偏光板の偏光方向に
一致する。
本発明の目的は、このような偏光を利用した表
示パネルをヘツドアツプデイスプレイ装置に応用
する場合において、フロントガラスにおいて運転
者側に反射される光量を最大にする手段を提供す
るものである。
偏光を利用した表示パネルから出射した光をフ
ロントガラスで反射させようとする場合、表示パ
ネルの出射光側の偏光板の偏光方向(すなわち出
射光の偏光方向)とフロントガラスへの上記出射
光の光学的意味における入射面の方向とが特定の
関係になつていないと、表示しようとする光はフ
ロントガラスで十分に反射されず、条件によつて
は全く反射されないため、ヘツドアツプデイスプ
レイ装置としての目的を全く達することができな
いことがあることがわかつた。従来提案されてい
るヘツドアツプデイスプレイ装置では、この点に
ついて全く言及されていない。
次にガラス表面または反射ミラーで反射される
光の偏光特性について述べる。第4図に示すよう
に屈折率nの透明な誘電体18(自動車のフロン
トガラスなど)に入射する光19を考える。入射
角をθとするとθB=tan-1nの場合に、・印で示し
た入射面に垂直な偏光成分(S成分)19aは一
部反射され、一部透過される。
一方、←→印で示された、入射面に平行な偏光成
分(P成分)19bは反射されずすべて透過され
る。θB=tan-1nとなるθBとは異なるθの場合に
は入射面に平行な偏光成分(P成分)の一部は反
射されるが、透過される割合が多いことには変り
がない。
ガラスの場合n≒1.5であるので、θB=56°とな
る。一方、ヘツドアツプデイスプレイ装置がハ−
フミラーとして用いるフロントガラスは、乗用車
等の場合には水平から約45°傾いて取付けられて
おり、表示パネル出射光のうち運転者の目に入射
する光のフロントガラスへの入射角は上記56°に
かなり近い角度であるため、前記の偏光成分の方
向による反射量の差の効果を大幅に受けることに
なる。
第4図を用いて説明したように、ガラス等の反
射面に角度を持つて入射する光は、その偏光方向
が入射面に対して垂直方向でないと十分に反射し
ない。表示パネルとして液晶などの偏光を利用す
る場合は、表示パネルを出射する光、すなわち表
示したい情報を含む光は、出射側に配置された偏
光板の偏光方向に一致している。したがつて、こ
のような表示パネルからの出射光をフロントガラ
スに照射させ、運転者側に十分な量の反射光を得
るためには、第4図の透明誘電体18をフロント
ガラスとみなし表示パネルの光の出射側に配置さ
れた偏光板の偏光方向をフロントガラスへの入射
面に対してほぼ垂直にし、出射光の偏光方向が第
4図の偏光成分19aとなるようにせねばならな
い。換言すれば、上記偏光板の偏光方向を、正面
を向いている運転者から見てほぼ水平横方向に配
置せねばならない。
上記を実験的に確認した結果を以下に示す。偏
光方向を入射面に対しほぼ垂直とした場合とほぼ
水平とした場合とについて、表示パネル出射光の
フロントガラスでの反射光量を測定し、前者を
PS、後者をPPとする。入射角θに対するPS,PP
各々の変化を第5図に示す。図より明らかなよう
に、入射角θの変化に対してPSはあまり変化しな
いが、PPは大幅に変化し、特にθ56°ではPP
0となつてしまう。これより、より多い反射光量
を得るためには表示パネルからの出射光の偏光方
向を入射面に対してほぼ垂直にする必要があるこ
とがわかる。
次にフロントガラスへの入射角θを一定値(例
えばθ=θB)に保ち、フロントガラスへの入射光
の偏光方向を入射光の方向に垂直な平面内で回転
させた場合の反射光量Pの変化を第6図に示す。
入射光の偏光方向と入射面との角度をαとし、偏
光方向が入射面と平行の場合をα=0とする。第
6図よりα=90°すなわちフロントガラスへの入
射光の偏光方向(表示パネルでは出射側の偏光板
の偏光方向)が入射面に対して直角方向の時に最
大の反射光量を得ることができる。通常はこのよ
うにα=90°に設定するのが有利である。表示パ
ネルからの出射光量が多い場合にはα=90°から
少々ずれてもヘツドアツプデイスプレイとしての
効果はあるが、実用的には少なくともα=90°±
30°の範囲にする必要がある。
上記はθ=θBの場合であるが、第5図に関連し
て説明したように第5図のPSの入射角依存性が少
ないので、第6図のような傾斜はθの実用範囲内
において同じである。
以上の説明において、偏光を利用する表示パネ
ルとして液晶パネルを例として説明したが、その
他の偏光を利用する表示パネル、例えばADPポ
ツケルスセルなどの電気光学素子を用いた表示パ
ネルであつても上記と同様の出射光偏光方向配置
とすることにより、全く同様の効果を得ることが
できる。
なお、一般にフロントガラスは平面ではなく湾
曲している。運転者の眼の位置の移動によつてフ
ロントガラスへの入射角θは幾分変化するが、第
5図に示すようにPSは入射角θに対してあまり変
化しないので、フロントガラスへの湾曲の影響は
ほとんどない。
以上、実施例を含めて説明したように、本発明
は、偏光を利用した表示パネルを用い、フロント
ガラス面において運転者側に反射される光量を最
大とし、表示内容を運転者に視認し易くするヘツ
ドアツプデイスプレイ装置を提供し得るものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は車輌用ヘツドアツプデイスプレイ装置
の一例を説明するための概略図、第2図は偏光を
用いた反射型液晶パネルの動作原理を説明するた
めの断面図、第3図は偏光を用いた透過型液晶パ
ネルの動作原理を説明するための断面図、第4図
は透明誘電体における偏光の透過および反射を説
明するための図、第5図は透明誘電体における入
射角に対する偏光の反射特性図、第6図は透明誘
電体における偏光方向の角度に対する偏光の反射
特性図である。 1……表示パネル、2……表示回路、3……フ
ロントガラス、4……運転者の眼、5……表示パ
ネル表示部の虚像、6……ダツシユボード、9…
…液晶、10a,10b……ガラス、11a,1
1b……透明電極、18……透明誘電体、19…
…偏光光。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 車輌のフロントガラスに対して運転者側の空
    間に配置された表示パネルを有し、その表示パネ
    ルから出射した光がフロントガラスに反射されて
    運転者に視認されることにより、表示パネルの表
    示内容を、運転者の前方視野内に虚像として表示
    するように構成され、かつ、前記表示パネルの表
    示手段として光の偏光特性を用いる第1の手段
    と、前記表示パネルから出射しフロントガラスに
    入射する光の偏光方向が光学的な意味における入
    射面に対してほぼ直角方向(光の進行方向に垂直
    でフロントガラス面に対してほぼ平行方向)とな
    るようにする第2の手段とを有してなることを特
    徴とする車輌用ヘツドアツプデイスプレイ装置。 2 特許請求の範囲第1項において、表示パネル
    の光の出射側に配置された偏光板の配置方向を、
    その偏光板の偏光方向がフロントガラスへの表示
    パネル出射光の入射面に対して直角方向となるよ
    うにしたことを特徴とする車輌用ヘツドアツプデ
    イスプレイ装置。 3 特許請求の範囲第1項において、偏光を用い
    る表示パネルとして液晶パネルまたはADPポツ
    ケルスセルなどの電気光学素子を用いることを特
    徴とする車輌用ヘツドアツプデイスプレイ装置。 4 特許請求の範囲第1項において、表示パネル
    として反射型または透過型の表示パネルを用いる
    ことを特徴とする車輌用ヘツドアツプデイスプレ
    イ装置。
JP57021420A 1982-02-12 1982-02-12 車輌用ヘッドアップディスプレイ装置 Granted JPS58139833A (ja)

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JPS58139833A JPS58139833A (ja) 1983-08-19
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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