JP2021089322A

JP2021089322A - Virtual image display unit

Info

Publication number: JP2021089322A
Application number: JP2019218296A
Authority: JP
Inventors: 公宏土岐; Kimihiro Toki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-12-02
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2021-06-10

Abstract

To provide a virtual image display unit that can prevent an increase in temperature of an image forming unit while preventing a reduction in display quality of a virtual image.SOLUTION: A head up display (HUD) as a virtual image display unit projects an image on a projection unit to display the image as a virtual image. The HUD comprises: a liquid crystal panel 28 that forms an image; a light source unit 23 that supplies light source light; and a reflector 25 that reflects part of the light source light 23 on a partial reflection surface 25a and transmits at least the other part of the light source light. The reflector 25 has the partial reflection surface 25a that is inclined to establish the relationship of the Brewster angle with respect to a principal ray of the light source light from the light source unit 23, on an illumination optical path OP1 that extends for the light source unit 23 to illuminate the liquid crystal panel 28 with the light source light.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この明細書による開示は、虚像の表示に関する。 The disclosure by this specification relates to the display of a virtual image.

画像を投影部へ投影することにより、当該画像を虚像表示する虚像表示装置が知られている。特許文献１の装置は、画像形成部から射出された画像の光がウインドシールドを経て視認領域に至るまでの画像光路上に、多層膜フィルタを配置している。多層膜フィルタは、導光部における光軸に対してブリュースター角の関係を成立させるように傾斜している。 A virtual image display device that displays a virtual image of the image by projecting the image onto a projection unit is known. In the apparatus of Patent Document 1, a multilayer film filter is arranged on an image optical path from the image light emitted from the image forming unit to the visual recognition region through the windshield. The multilayer filter is inclined so as to establish a relationship of Brewster's angle with respect to the optical axis in the light guide portion.

特開２０１８−２２１０２号公報JP-A-2018-22102

特許文献１の多層膜フィルタは、外光を光路外に反射して画像形成部の温度上昇を抑制している。しかしながら、画像光路上に、多層膜フィルタを配置すると、画像形成部にて形成された画像が投影される過程で、例えばエネルギーの損失、画質の劣化等が発生し、虚像の表示品位が低下してしまう。 The multilayer filter of Patent Document 1 reflects external light to the outside of the optical path to suppress an increase in temperature of the image forming portion. However, when the multilayer filter is arranged on the image optical path, energy loss, deterioration of image quality, etc. occur in the process of projecting the image formed by the image forming portion, and the display quality of the virtual image deteriorates. It ends up.

この明細書の開示による目的のひとつは、虚像の表示品位の低下を抑制しつつ、画像形成部の温度上昇を抑制することが可能な虚像表示装置を提供することにある。 One of the objects of the disclosure of this specification is to provide a virtual image display device capable of suppressing a temperature rise of an image forming portion while suppressing a deterioration of the display quality of a virtual image.

ここに開示された態様のひとつは、画像を投影部（３ａ）へ投影することにより、画像を虚像表示する虚像表示装置であって、
画像を形成する画像形成部（２８，２２８）と、
光源光を供給する光源部（２３）と、
光源光を部分反射面（２５ａ，２２５ａ，３２５ａ）にて一部反射し、光源光の他の少なくとも一部を透過させる反射体（２５，２２５，３２５，４２５）と、を備え、
反射体は、光源部からの光源光の主光線に対してブリュースター角の関係を成立させるように傾斜した部分反射面を、光源部が光源光により画像形成部を照明するまでの照明光路（ＯＰ１）上に有する。 One of the embodiments disclosed here is a virtual image display device that displays an image as a virtual image by projecting the image onto a projection unit (3a).
Image forming parts (28,228) that form an image,
The light source unit (23) that supplies the light source light and
A reflector (25,225,325,425) that partially reflects the light source light on the partially reflecting surface (25a, 225a, 325a) and transmits at least a part of the other part of the light source light is provided.
The reflector is an illumination light path until the light source unit illuminates the image forming unit with the light source light on a partially reflecting surface that is inclined so as to establish a Brewster angle relationship with the main light beam of the light source light from the light source unit. OP1) Have on.

このような態様によると、光源部が光源光により画像形成部を照明するまでの照明光路上に反射体を配置したことにより、画像が形成される画像形成部への光源光の供給態様が制御される。光源光の主光線に対してブリュースター角の関係を成立させるように傾斜した部分反射面が光源光を一部反射し、他の少なくとも一部を透過させるので、光源部から入射する光源光が全て画像形成部に入射しなくなる。したがって、画像形成部にて吸収され、熱に変換される光源光に起因した、画像形成部の温度上昇を抑制することができる。そして、反射体が画像形成部にて形成された画像の投影過程に干渉することは回避されているので、反射体の当該過程への干渉による虚像の表示品位の低下も、抑制することができる。 According to such an aspect, by arranging the reflector on the illumination light path until the light source unit illuminates the image forming unit with the light source light, the supply mode of the light source light to the image forming unit on which the image is formed is controlled. Will be done. A partially reflecting surface that is inclined so as to establish a Brewster's angle relationship with the main ray of the light source light reflects a part of the light source light and transmits at least a part of the other light source light, so that the light source light incident from the light source part is transmitted. All are not incident on the image forming part. Therefore, it is possible to suppress the temperature rise of the image forming portion due to the light source light that is absorbed by the image forming portion and converted into heat. Since it is avoided that the reflector interferes with the projection process of the image formed by the image forming portion, it is possible to suppress the deterioration of the display quality of the virtual image due to the interference of the reflector with the process. ..

なお、括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。 The reference numerals in parentheses exemplify the correspondence with the parts of the embodiments described later, and are not intended to limit the technical scope.

装置の車両への搭載状態を示す図である。It is a figure which shows the mounting state of the device in a vehicle. 表示器の構成を、光路と共に示す図である。It is a figure which shows the structure of a display together with an optical path. 光源光の入射角と各偏光の反射率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the incident angle of a light source light, and the reflectance of each polarized light. 光源光の入射角と各偏光の透過率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the incident angle of a light source light, and the transmittance of each polarized light. 第２実施形態における図２に対応する図である。It is a figure corresponding to FIG. 2 in the 2nd Embodiment. 第３実施形態における図２に対応する図である。It is a figure corresponding to FIG. 2 in a third embodiment. 第４実施形態における図２に対応する図である。It is a figure corresponding to FIG. 2 in 4th Embodiment. 変形例７における図２に対応する図である。It is a figure corresponding to FIG. 2 in the modification 7.

以下、複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。 Hereinafter, a plurality of embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, duplicate description may be omitted by assigning the same reference numerals to the corresponding components in each embodiment. When only a part of the configuration is described in each embodiment, the configurations of the other embodiments described above can be applied to the other parts of the configuration. Further, not only the combination of the configurations specified in the description of each embodiment, but also the configurations of a plurality of embodiments can be partially combined even if the combination is not specified. ..

（第１実施形態）
図１に示すように、本開示の第１実施形態による虚像表示装置は、車両に搭載されるように構成され、当該車両のインストルメントパネル内に収容されているヘッドアップディスプレイ（Head Up Display、以下ＨＵＤ）１０となっている。ここで車両とは、自動車、鉄道車両の他、航空機、船舶、移動しないゲーム用筐体等の各種乗り物を含むように広義に解される。本実施形態において車両は、四輪の自動車である。 (First Embodiment)
As shown in FIG. 1, the virtual image display device according to the first embodiment of the present disclosure is configured to be mounted on a vehicle and is housed in an instrument panel of the vehicle. Hereinafter, it is HUD) 10. Here, the term "vehicle" is broadly understood to include various vehicles such as automobiles, railroad vehicles, aircraft, ships, and non-moving game housings. In this embodiment, the vehicle is a four-wheeled vehicle.

ＨＵＤ１０は、車両のウインドシールド３に設けられた投影部３ａへ向けて画像を投影する。これにより、ＨＵＤ１０は、画像を、視認者としての乗員により視認可能な虚像ＶＲＩとして表示する。すなわち、投影部３ａにて反射される画像の光が車内に設定された視認領域ＥＢに到達することにより、視認領域ＥＢにアイポイントＥＰが位置する乗員は、当該画像の光を知覚する。乗員は、車外の景色と重畳する表示コンテンツにより、各種情報を認識することができる。 The HUD 10 projects an image toward a projection unit 3a provided on the windshield 3 of the vehicle. As a result, the HUD 10 displays the image as a virtual image VRI that can be visually recognized by the occupant as a viewer. That is, when the light of the image reflected by the projection unit 3a reaches the viewing area EB set in the vehicle, the occupant whose eye point EP is located in the viewing area EB perceives the light of the image. The occupant can recognize various information by the display content superimposed on the scenery outside the vehicle.

表示コンテンツとしては、例えば車速、燃料残量等の自動車の状態を表す情報を表示するコンテンツ、視界補助情報、道路情報等のナビゲーション情報を表示するコンテンツ等が挙げられる。 Examples of the display contents include contents for displaying information indicating the state of the automobile such as vehicle speed and remaining fuel amount, contents for displaying navigation information such as visibility assistance information and road information, and the like.

以下において、特に断り書きがない限り、前、後、上、下、左及び右が示す各方向は、水平面上の車両を基準として記載される。 In the following, unless otherwise specified, each direction indicated by front, rear, up, down, left and right is described with reference to the vehicle on the horizontal plane.

ウインドシールド３は、例えばガラスないし合成樹脂により透光性の板状に形成された透過部材である。ウインドシールド３は、インストルメントパネルよりも上方に配置されている。ウインドシールド３は、前方から後方へ向かう程、インストルメントパネルとは離れるように傾斜して配置されている。ウインドシールド３は、画像が投影される投影部３ａを、滑らかな凹面状又は平面状に形成している。こうした投影部３ａは、画像の光を表面反射するように構成されている。 The windshield 3 is a transmissive member formed in the form of a translucent plate by, for example, glass or synthetic resin. The windshield 3 is arranged above the instrument panel. The windshield 3 is arranged so as to be inclined away from the instrument panel from the front to the rear. The windshield 3 forms a projection portion 3a on which an image is projected into a smooth concave surface or a flat surface. Such a projection unit 3a is configured to surface-reflect the light of the image.

なお、投影部３ａは、ウインドシールド３に反射型のホログラフィック光学素子が設けられることによって、表面反射に代えて、干渉縞による回折反射で画像の光を視認領域ＥＢへ向けて反射するように構成されてもよい。また、投影部３ａは、ウインドシールド３に設けられていなくてもよい。例えば車両と別体となっているコンバイナを車内に設置して、当該コンバイナに投影部３ａが設けられていてもよい。 By providing the windshield 3 with a reflective holographic optical element, the projection unit 3a reflects the light of the image toward the visual recognition area EB by diffraction reflection by interference fringes instead of surface reflection. It may be configured. Further, the projection unit 3a may not be provided on the windshield 3. For example, a combiner that is separate from the vehicle may be installed in the vehicle, and the combiner may be provided with the projection unit 3a.

視認領域ＥＢは、ＨＵＤ１０により表示される虚像ＶＲＩが所定の規格を満たすように（例えば虚像ＶＲＩ全体が所定の輝度以上となるように）視認可能となる空間領域であって、アイボックスとも称される。視認領域ＥＢは、典型的には、車両に設定されたアイリプスと重なるように設定される。アイリプスは、乗員のアイポイントＥＰの空間分布を統計的に表したアイレンジに基づいて、楕円体状の仮想的な空間として設定されている。 The visible area EB is a spatial area in which the virtual image VRI displayed by the HUD 10 can be visually recognized so as to satisfy a predetermined standard (for example, the entire virtual image VRI has a predetermined brightness or higher), and is also called an eye box. To. The visible area EB is typically set to overlap the eyelips set on the vehicle. The eye lip is set as an ellipsoidal virtual space based on an eye range that statistically represents the spatial distribution of the occupant's eye point EP.

このようなＨＵＤ１０の具体的構成を、以下に説明する。ＨＵＤ１０は、ハウジング１１、表示器２１、導光部３１等を含む構成である。 A specific configuration of such a HUD 10 will be described below. The HUD 10 has a configuration including a housing 11, a display 21, a light guide unit 31, and the like.

ハウジング１１は、例えば合成樹脂ないし金属により、表示器２１及び導光部３１等を収容する中空形状を呈しており、インストルメントパネル内に設置されている。ハウジング１１は、投影部３ａと上下に対向する上面部に、光学的に開口する窓部１２を有している。窓部１２は、例えば画像の光を透過可能な防塵シートで覆われている。 The housing 11 is made of, for example, synthetic resin or metal and has a hollow shape for accommodating the display 21, the light guide portion 31, and the like, and is installed in the instrument panel. The housing 11 has a window portion 12 that optically opens on an upper surface portion that faces the projection portion 3a vertically. The window portion 12 is covered with, for example, a dustproof sheet capable of transmitting the light of the image.

表示器２１は、表示画面２８ａに画像を表示し、その画像の光を導光部３１へ向けて射出する。本実施形態の表示器２１は、透過型の液晶表示器となっている。表示器２１は、液晶パネル２８の表示画面２８ａをケーシング２１ａの外部に光学的に露出させた態様にて、形成されている。 The display 21 displays an image on the display screen 28a, and emits the light of the image toward the light guide unit 31. The display 21 of the present embodiment is a transmissive liquid crystal display. The display 21 is formed in such a manner that the display screen 28a of the liquid crystal panel 28 is optically exposed to the outside of the casing 21a.

導光部３１は、表示器２１から発せられた画像の光を導光する画像光路ＯＰ２を形成している。導光部３１は、１つ以上の導光部材を含む構成である。例えば本実施形態の導光部３１は、凹面鏡３２を１つの導光部材として有している。 The light guide unit 31 forms an image optical path OP2 that guides the light of the image emitted from the display 21. The light guide unit 31 is configured to include one or more light guide members. For example, the light guide unit 31 of the present embodiment has a concave mirror 32 as one light guide member.

凹面鏡３２は、例えば合成樹脂ないしガラスからなる基材の表面にアルミニウムを蒸着させること等により、反射面３２ａを形成している。凹面鏡３２の反射面３２ａは、凹状に湾曲することで、滑らかな凹面状に形成されている。表示器２１から凹面鏡３２に入射した画像の光は、その反射面３２ａにより投影部３ａへ向けて反射される。導光部３１の光学パワーは、凹面鏡３２によって、正となるように設定されている。正の光学パワーにより、導光部３１は、虚像ＶＲＩを、表示画面２８ａ上の実像の画像に対して拡大する。 The concave mirror 32 forms a reflective surface 32a, for example, by depositing aluminum on the surface of a base material made of synthetic resin or glass. The reflective surface 32a of the concave mirror 32 is formed into a smooth concave surface by being curved in a concave shape. The light of the image incident on the concave mirror 32 from the display 21 is reflected by the reflecting surface 32a toward the projection unit 3a. The optical power of the light guide unit 31 is set to be positive by the concave mirror 32. With positive optical power, the light guide 31 magnifies the virtual image VRI with respect to the real image on the display screen 28a.

また、凹面鏡３２は、左右に延伸する回転軸３２ｂのまわりに回動可能に形成されている。凹面鏡３２が回動することで、乗員は、虚像ＶＲＩの表示位置及び視認領域ＥＢの位置を、上下に調整することができる。 Further, the concave mirror 32 is rotatably formed around a rotation shaft 32b extending to the left and right. By rotating the concave mirror 32, the occupant can adjust the display position of the virtual image VRI and the position of the viewing area EB up and down.

次に、図２を用いて表示器２１の詳細構成を説明する。表示器２１は、光源部２３、コリメータ２４、反射体２５、吸収体２６、及び液晶パネル２８を含む構成である。このうち光源部２３、コリメータ２４及び反射体２５等によりバックライト２２が構成されている。表示器２１は、光源光が液晶パネル２８を照明する光路として、光源部２３からコリメータ２４、反射体２５を経て液晶パネル２８に至る照明光路ＯＰ１を形成している。なお、図２において光源光の主光線が実線で図示されている。 Next, the detailed configuration of the display 21 will be described with reference to FIG. The display 21 includes a light source unit 23, a collimator 24, a reflector 25, an absorber 26, and a liquid crystal panel 28. Of these, the backlight 22 is composed of a light source unit 23, a collimator 24, a reflector 25, and the like. The display 21 forms an illumination optical path OP1 from the light source unit 23 to the liquid crystal panel 28 via the collimator 24 and the reflector 25 as an optical path for the light source light to illuminate the liquid crystal panel 28. In FIG. 2, the main light beam of the light source light is shown by a solid line.

光源部２３は、光源光を提供する１つ以上の光源を含む構成である。本実施形態の光源部２３は、１つ以上の光源を、光源用回路基板上に配置して形成されている。光源には、例えば点状光源として機能する発光ダイオード素子が採用されている。光源は、チップ状の青色発光ダイオードを、透光性を有する合成樹脂に黄色蛍光剤を混合した黄色蛍光体により封止することにより形成されている。青色発光ダイオードから電流量に応じて発せられる青色光により、黄色蛍光体が励起されて黄色光が発光される。青色光と黄色光との混合により、結果的に、発光素子から白色（より詳細には擬似白色）の光源光が発光される。こうして光源部２３から発光される光源光は、例えばランダム偏光となっている。 The light source unit 23 is configured to include one or more light sources that provide the light source light. The light source unit 23 of the present embodiment is formed by arranging one or more light sources on a circuit board for a light source. As the light source, for example, a light emitting diode element that functions as a point light source is adopted. The light source is formed by sealing a chip-shaped blue light emitting diode with a yellow phosphor obtained by mixing a yellow fluorescent agent with a translucent synthetic resin. The yellow phosphor is excited by the blue light emitted from the blue light emitting diode according to the amount of current, and the yellow light is emitted. The mixture of blue light and yellow light results in the emission of white (more specifically, pseudo-white) light source light from the light emitting element. The light source light emitted from the light source unit 23 in this way is, for example, randomly polarized light.

コリメータ２４は、照明光路ＯＰ１上において光源部２３と反射体２５との間に配置されている。コリメータ２４は、光源部２３から入射した光源光を平行化する。ここでいう平行化とは、入射した光源光を発散光から平行光に近づけるように集光するという意味である。本実施形態におけるコリメータ２４は、コリメートレンズである。コリメートレンズは、例えば合成樹脂ないしガラスにより透光性に形成されている。コリメートレンズは、入射側光学面を平面状に形成していると共に、射出側光学面を反射体２５に向かって突出するように凸状に湾曲する凸面状に形成している。コリメートレンズは、射出側光学面にて光源光を屈折により集光することで、当該光源光を平行化する。平行化された光源光の主光線は、コリメートレンズの主軸に沿う。 The collimator 24 is arranged between the light source unit 23 and the reflector 25 on the illumination optical path OP1. The collimator 24 parallelizes the light source light incident from the light source unit 23. Parallelization here means that the incident light source light is focused so as to approach parallel light from divergent light. The collimator 24 in this embodiment is a collimator lens. The collimating lens is translucently formed of, for example, synthetic resin or glass. In the collimating lens, the optical surface on the incident side is formed in a flat shape, and the optical surface on the emitting side is formed in a convex shape that is curved convexly so as to project toward the reflector 25. The collimating lens parallelizes the light source light by condensing the light source light by refraction on the optical surface on the emission side. The main ray of the parallelized light source is along the main axis of the collimating lens.

コリメータ２４は、光源光の一部透過によって形成され、表示器２１から発せられる画像の光を、視認領域ＥＢに集中的に到達させるように、画像の光の指向性を高める。これと共に、コリメータ２４は、反射体２５への光源光の入射角θを均一化することで、画像の各箇所における表示品位の差を低減する。 The collimator 24 is formed by partially transmitting the light source light, and enhances the directivity of the light of the image so that the light of the image emitted from the display 21 reaches the viewing area EB in a concentrated manner. At the same time, the collimator 24 reduces the difference in display quality at each location of the image by making the angle of incidence θ of the light source light on the reflector 25 uniform.

反射体２５は、光源光を一部反射し、他の少なくとも一部を透過させるように構成されている。具体的に反射体２５は、例えば合成樹脂ないしガラスにより透光性を有した平板状に形成されている。空気の屈折率が１であるのに対し、反射体２５の屈折率はｎ（但し、ｎ＞１）である。反射体２５は、光源部２３及びコリメータ２４側において、光源光が入射する入射側光学面２５ａを、滑らかな平面状に形成している。反射体２５は、入射側光学面２５ａとは反対側の面である射出側光学面２５ｂを、入射側光学面２５ａと実質的に平行な平面状に形成している。 The reflector 25 is configured to partially reflect the light source light and transmit at least a part of the other light. Specifically, the reflector 25 is formed in a flat plate shape having translucency by, for example, synthetic resin or glass. While the refractive index of air is 1, the refractive index of the reflector 25 is n (where n> 1). The reflector 25 forms an incident side optical surface 25a on which the light source light is incident on the light source unit 23 and the collimator 24 side in a smooth flat shape. The reflector 25 forms an emission-side optical surface 25b, which is a surface opposite to the incident-side optical surface 25a, in a plane substantially parallel to the incident-side optical surface 25a.

反射体２５は、入射側光学面２５ａを光源部２３からの主光線に対してブリュースター角の関係を成立させるように傾斜させた姿勢にて、配置されている。 The reflector 25 is arranged in a posture in which the incident side optical surface 25a is inclined so as to establish a Brewster angle relationship with respect to the main light beam from the light source unit 23.

具体的に図３，４に示すように、光源光の入射側光学面２５ａでの反射率及び透過率は、入射角θに依存して変化する。光源光のうちＳ偏光の反射率は、入射角θが大きくなるに従って増大する。一方、Ｐ偏光の反射率は、ブリュースター角において実質的に０となり、入射角θがブリュースター角から小さくなるに従って又は大きくなるに従って増大する。また、Ｓ偏光の透過率は、入射角θが大きくなるに従って減少する。Ｐ偏光の透過率は、ブリュースター角において実質的に１となり、入射角θがブリュースター角から小さくなるに従って又は大きくなるに従って減少する。 Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, the reflectance and transmittance of the light source light on the incident side optical surface 25a change depending on the incident angle θ. The reflectance of S-polarized light in the light source light increases as the incident angle θ increases. On the other hand, the reflectance of P-polarized light becomes substantially 0 at the Brewster's angle, and increases as the incident angle θ becomes smaller or larger than the Brewster's angle. Further, the transmittance of S-polarized light decreases as the incident angle θ increases. The transmittance of P-polarized light becomes substantially 1 at Brewster's angle, and decreases as the incident angle θ becomes smaller or larger than the Brewster's angle.

したがって、入射角θがブリュースター角又はその近傍の角度である本実施形態の場合には、光源光のうちＳ偏光の一部が入射側光学面２５ａに表面反射されて液晶パネル２８へ向かい、Ｓ偏光の他部及びＰ偏光の殆どが入射側光学面２５ａを透過する。入射側光学面２５ａを透過した光の多くは、反射体２５を透過して吸収体２６へ向かうが、Ｓ偏光の一部は射出側光学面２５ｂに反射されて液晶パネル２８へ向かう。結果的に、液晶パネル２８へ向かう光についてはＳ偏光が主体となり、吸収体２６へ向かう光についてはＰ偏光が主体となる。したがって、反射体２５は、Ｓ偏光とＰ偏光とを分離する偏光分離機能を有する。 Therefore, in the case of the present embodiment in which the incident angle θ is the Brewster angle or an angle in the vicinity thereof, a part of the S polarized light of the light source light is surface-reflected by the incident side optical surface 25a and directed toward the liquid crystal panel 28. The other part of the S-polarized light and most of the P-polarized light pass through the incident side optical surface 25a. Most of the light transmitted through the incident-side optical surface 25a is transmitted through the reflector 25 and directed toward the absorber 26, but a part of the S-polarized light is reflected by the emitting-side optical surface 25b and directed toward the liquid crystal panel 28. As a result, the light directed to the liquid crystal panel 28 is mainly S-polarized light, and the light directed to the absorber 26 is mainly P-polarized light. Therefore, the reflector 25 has a polarization separating function for separating S-polarized light and P-polarized light.

なお、入射側光学面２５ａが「光源部２３からの主光線に対してブリュースター角の関係を成立させるように傾斜する」とは、光源部２３からの主光線の入射角θがブリュースター角における偏光分離機能又はこれに準じた偏光分離機能を発揮するような角度範囲内となるように、入射側光学面２５ａが主光線に対して傾斜していることを意味する。この角度範囲は、ブリュースター角及びその近傍の角度を含む角度範囲であって、例えばブリュースター角−１０°以上、ブリュースター角＋５°以下の範囲であることが好ましい。 The optical surface 25a on the incident side is "inclined so as to establish a Brewster angle relationship with respect to the main ray from the light source unit 23", which means that the incident angle θ of the main ray from the light source unit 23 is the Brewster angle. It means that the optical surface 25a on the incident side is inclined with respect to the main light ray so as to be within an angle range in which the polarization separation function in the above or a polarization separation function similar thereto is exhibited. This angle range is an angle range including the Brewster angle and an angle in the vicinity thereof, and is preferably a range of, for example, a Brewster angle of −10 ° or more and a Brewster angle of + 5 ° or less.

吸収体２６は、反射体２５を挟んだ光源部２３及びコリメータ２４とは反対側に配置されている。吸収体２６は、光源光のうち、反射体２５を透過して照明光路ＯＰ１の光路外へ分離された分離光を吸収する。吸収体２６は、例えば合成樹脂からなる基材の粗面状の表面に、光吸収性の高い暗色（例えば黒色）の塗装を施した板状に形成される。また例えば、吸収体２６は、光吸収性の高いウレタンスポンジ、フェルト等により形成されてもよい。 The absorber 26 is arranged on the side opposite to the light source unit 23 and the collimator 24 that sandwich the reflector 25. The absorber 26 absorbs the separated light that has passed through the reflector 25 and is separated to the outside of the optical path of the illumination optical path OP1 among the light sources. The absorber 26 is formed in a plate shape in which a rough surface of a base material made of, for example, a synthetic resin is coated with a dark color (for example, black) having high light absorption. Further, for example, the absorber 26 may be formed of urethane sponge, felt, or the like having high light absorption.

液晶パネル２８は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、ＴＦＴ）を用いたＴＦＴ液晶パネルであって、例えば２次元配列にて配列された複数の液晶画素を形成しているアクティブマトリクス型の液晶パネルである。 The liquid crystal panel 28 is a TFT liquid crystal panel using a thin film transistor (TFT), and is, for example, an active matrix type liquid crystal panel forming a plurality of liquid crystal pixels arranged in a two-dimensional arrangement.

液晶パネル２８は、照明光を透過可能に形成されて光学的に開口する光学的開口部２８ｃを、遮光枠部に全周囲まれることにより形成している。光学的開口部２８ｃにおいて反射体２５とは反対側に露出する表面は、画像を表示する表示画面２８ａとなっている。一方、光学的開口部２８ｃにおいて反射体２５側を向く表面は、光源光を照明される照明対象面２８ｂとなっている。表示画面２８ａと照明対象面２８ｂとは、実質的に平行に配置されている。表示画面２８ａ及び照明対象面２８ｂは、長手方向及び短手方向を有する矩形状、すなわち長方形状の外周輪郭を有している。 The liquid crystal panel 28 is formed by forming an optical opening 28c that is formed so as to be able to transmit illumination light and optically opens by being wrapped around the entire circumference by a light-shielding frame portion. The surface of the optical opening 28c exposed on the opposite side of the reflector 25 is a display screen 28a for displaying an image. On the other hand, the surface of the optical opening 28c facing the reflector 25 is the illuminated surface 28b to be illuminated by the light source. The display screen 28a and the illumination target surface 28b are arranged substantially in parallel. The display screen 28a and the illuminated surface 28b have a rectangular shape having a longitudinal direction and a lateral direction, that is, a rectangular outer peripheral contour.

光学的開口部２８ｃは、一対の偏光板及び一対の偏光板等に挟まれた液晶層等が積層されて、その全面を塞がれている。各偏光板は、互いに直交する透過軸及び吸収軸を有し、透過軸方向に偏光した光を透過させ、吸収軸方向に偏光した光を吸収する性質を有する。一対の偏光板は、透過軸を互いに直交させて配置されている。液晶層は、液晶画素毎の電圧の印加により、印加電圧に応じて液晶層に入射する光の偏光方向を回転させることが可能となっている。こうして液晶パネル２８は、偏光方向の回転により表示画面２８ａ側の偏光板を透過する光の割合、すなわち透過率を、液晶画素毎に変えることができる。 The entire surface of the optical opening 28c is closed by laminating a pair of polarizing plates, a liquid crystal layer sandwiched between a pair of polarizing plates, and the like. Each polarizing plate has a transmission axis and an absorption axis orthogonal to each other, and has a property of transmitting light polarized in the transmission axis direction and absorbing light polarized in the absorption axis direction. The pair of polarizing plates are arranged so that their transmission axes are orthogonal to each other. By applying a voltage for each liquid crystal pixel, the liquid crystal layer can rotate the polarization direction of light incident on the liquid crystal layer according to the applied voltage. In this way, the liquid crystal panel 28 can change the ratio of light transmitted through the polarizing plate on the display screen 28a side, that is, the transmittance, for each liquid crystal pixel by rotating in the polarization direction.

したがって、液晶パネル２８では、光源光の入射に対応して、液晶画素毎の透過率が制御されることで、当該光源光を利用して表示画面２８ａに表示される画像を形成することが可能である。隣り合う液晶画素には、互いに異なる色（例えば赤、緑及び青）のカラーフィルタが設けられており、これらの組み合わせにより、様々な色が再現されるようになっている。 Therefore, in the liquid crystal panel 28, the transmittance of each liquid crystal pixel is controlled in response to the incident of the light source light, so that the image displayed on the display screen 28a can be formed by using the light source light. Is. Adjacent liquid crystal pixels are provided with color filters having different colors (for example, red, green, and blue), and various colors can be reproduced by combining these.

本実施形態の液晶パネル２８は、反射体２５の反射後における光源光の主光線に対して、傾斜して配置されている。反射体２５の入射側光学面２５ａの単位法線ベクトルと液晶パネル２８の照明対象面２８ｂの単位法線ベクトルとの内積が、液晶パネル２８を主光線に対して垂直に配置した場合よりも小さくなる（すなわち−１に近づく）ように、液晶パネル２８は、傾斜される。そうすると、反射体２５と液晶パネル２８が平行に近づく配置となり、反射体２５と液晶パネル２８との間にデッドスペースが発生することを抑制することができる。ただし、反射体２５から液晶パネル２８の照明対象面２８ｂに入射する主光線の入射角は、ブリュースター角よりも小さいことが好ましい。 The liquid crystal panel 28 of the present embodiment is arranged so as to be inclined with respect to the main light beam of the light source light after the reflection of the reflector 25. The inner product of the unit normal vector of the incident side optical surface 25a of the reflector 25 and the unit normal vector of the illuminated target surface 28b of the liquid crystal panel 28 is smaller than that when the liquid crystal panel 28 is arranged perpendicular to the main ray. The liquid crystal panel 28 is tilted so that it becomes (that is, approaches -1). Then, the reflector 25 and the liquid crystal panel 28 are arranged so as to be close to parallel, and it is possible to suppress the occurrence of a dead space between the reflector 25 and the liquid crystal panel 28. However, it is preferable that the angle of incidence of the main light beam incident on the illuminated surface 28b of the liquid crystal panel 28 from the reflector 25 is smaller than the Brewster's angle.

液晶パネル２８は、反射体２５から入射するＳ偏光を利用するように、照明対象面２８ｂ側の偏光板の透過軸を、当該Ｓ偏光の偏光方向に実質的に一致させている。液晶パネル２８は、主光線に対する傾斜において、液晶パネル２８を主光線に対して垂直となる姿勢から、Ｓ偏光の偏光方向に沿った回転軸のまわりに回転された姿勢をとっている。そうすることで、液晶パネル２８の外周部におけるＳ偏光の利用効率を高めることができる。液晶パネル２８から射出される画像の光は、液晶層における偏光方向の９０°回転を経て、光源光の主光線をそのまま延長する方向にＰ偏光として射出される。 The liquid crystal panel 28 substantially aligns the transmission axis of the polarizing plate on the illuminated surface 28b side with the polarization direction of the S-polarized light so as to utilize the S-polarized light incident from the reflector 25. The liquid crystal panel 28 takes a posture in which the liquid crystal panel 28 is rotated around a rotation axis along the polarization direction of S-polarized light from a posture in which the liquid crystal panel 28 is perpendicular to the main light ray in an inclination with respect to the main light ray. By doing so, it is possible to improve the utilization efficiency of S-polarized light on the outer peripheral portion of the liquid crystal panel 28. The light of the image emitted from the liquid crystal panel 28 is rotated by 90 ° in the polarization direction in the liquid crystal layer, and is emitted as P-polarized light in the direction of extending the main ray of the light source light as it is.

ＨＵＤ１０には、窓部１２を通じて太陽光等の外光が入射し得る。外光は、画像光路ＯＰ２を画像の光とは逆行し、液晶パネル２８の表示画面２８ａに到達し得る。これに対して、液晶パネル２８の主光線に対する傾斜姿勢により、外光は、液晶パネル２８に斜めから入射することとなるから、画像光路ＯＰ２から外れた方向へ反射され、画像の光とは分離される。したがって、液晶パネル２８からの外光の戻り光が、視認領域ＥＢに到達することは抑制されている。 External light such as sunlight may be incident on the HUD 10 through the window portion 12. The external light can reach the display screen 28a of the liquid crystal panel 28 by reversing the image optical path OP2 with the light of the image. On the other hand, due to the tilted posture of the liquid crystal panel 28 with respect to the main light beam, the external light is obliquely incident on the liquid crystal panel 28, so that it is reflected in a direction deviating from the image optical path OP2 and separated from the image light. Will be done. Therefore, the return light of the external light from the liquid crystal panel 28 is suppressed from reaching the visual recognition area EB.

なお、第１実施形態において、入射側光学面２５ａが、光源光のうち一部を反射する「部分反射面」に相当する。液晶パネル２８が、虚像表示されることとなる画像を形成する「画像形成部」に相当する。 In the first embodiment, the incident side optical surface 25a corresponds to a "partially reflecting surface" that reflects a part of the light source light. The liquid crystal panel 28 corresponds to an "image forming unit" that forms an image to be displayed as a virtual image.

（作用効果）
以上説明した第１実施形態の作用効果を以下に改めて説明する。 (Action effect)
The effects of the first embodiment described above will be described again below.

第１実施形態によると、光源部２３が光源光により画像形成部としての液晶パネル２８を照明するまでの照明光路ＯＰ１上に反射体２５を配置したことにより、画像が形成される液晶パネル２８への光源光の供給態様が制御される。光源光の主光線に対してブリュースター角の関係を成立させるように傾斜した部分反射面としての入射側光学面２５ａが光源光を一部反射し、他の少なくとも一部を透過させるので、光源部２３から入射する光源光が全て液晶パネル２８に入射しなくなる。したがって、液晶パネル２８にて吸収され、熱に変換される光源光に起因した、液晶パネル２８の温度上昇を抑制することができる。そして、反射体２５が液晶パネル２８にて形成された画像の投影過程に干渉することは回避されているので、反射体２５の当該過程への干渉による虚像ＶＲＩの表示品位の低下も、抑制することができる。 According to the first embodiment, the reflector 25 is arranged on the illumination light path OP1 until the light source unit 23 illuminates the liquid crystal panel 28 as the image forming unit with the light source light, so that the liquid crystal panel 28 on which the image is formed is formed. The supply mode of the light source light of the above is controlled. Since the incident side optical surface 25a as a partially reflecting surface inclined so as to establish a Brewster angle relationship with the main ray of the light source light partially reflects the light source light and transmits at least a part of the other light source, the light source. All the light source light incident from the unit 23 does not enter the liquid crystal panel 28. Therefore, it is possible to suppress the temperature rise of the liquid crystal panel 28 due to the light source light that is absorbed by the liquid crystal panel 28 and converted into heat. Since it is avoided that the reflector 25 interferes with the projection process of the image formed by the liquid crystal panel 28, the deterioration of the display quality of the virtual image VRI due to the interference of the reflector 25 with the process is also suppressed. be able to.

また、第１実施形態によると、反射体２５により、液晶パネル２８には、光源光のうち画像形成に利用される偏光の少なくとも一部が入射する。これと共に、液晶パネル２８にとって不要な偏光の少なくとも一部は、照明光路ＯＰ１外へ分離される。液晶パネル２８にとって不要な偏光が当該液晶パネル２８に入射し難くなるので、当該不要な偏光が液晶パネル２８にて熱に変換されることが抑制される。すなわち、熱に変換される光源光に起因した、液晶パネル２８の温度上昇を抑制することができる。 Further, according to the first embodiment, at least a part of the polarized light used for image formation is incident on the liquid crystal panel 28 by the reflector 25. At the same time, at least a part of the polarized light that is unnecessary for the liquid crystal panel 28 is separated to the outside of the illumination optical path OP1. Since it is difficult for polarized light that is unnecessary for the liquid crystal panel 28 to enter the liquid crystal panel 28, it is possible to prevent the unnecessary polarized light from being converted into heat by the liquid crystal panel 28. That is, it is possible to suppress the temperature rise of the liquid crystal panel 28 due to the light source light converted into heat.

また、第１実施形態によると、反射体２５は、光源光のうちＳ偏光の少なくとも一部を液晶パネル２８へ向けて反射させ、それ以外を透過させて照明光路ＯＰ１外へ分離する。ブリュースター角での反射では、Ｐ偏光の分離効果が高い。このため、Ｓ偏光を利用する液晶パネル２８に対して、よりＳ偏光の割合が高い状態で、光源光を供給可能となる。したがって、液晶パネル２８にとって不要な偏光が液晶パネル２８にて熱に変換されることの抑制効果が高まる。すなわち、熱に変換される光源光に起因した、液晶パネル２８の温度上昇を抑制することができる。 Further, according to the first embodiment, the reflector 25 reflects at least a part of the S-polarized light of the light source light toward the liquid crystal panel 28, transmits the other part, and separates the light from the illumination optical path OP1. In the reflection at Brewster's angle, the separation effect of P-polarized light is high. Therefore, the light source light can be supplied to the liquid crystal panel 28 that uses S-polarized light in a state where the ratio of S-polarized light is higher. Therefore, the effect of suppressing the conversion of polarized light unnecessary for the liquid crystal panel 28 into heat by the liquid crystal panel 28 is enhanced. That is, it is possible to suppress the temperature rise of the liquid crystal panel 28 due to the light source light converted into heat.

また、第１実施形態によると、照明光路ＯＰ１外へ分離された光源光を、吸収する吸収体２６が設けられている。液晶パネル２８にとって不要な光源光が、照明光路ＯＰ１外で吸収処理されることによって、迷光として照明光路ＯＰ１に戻ってしまうことを回避することができる。 Further, according to the first embodiment, the absorber 26 for absorbing the light source light separated to the outside of the illumination optical path OP1 is provided. It is possible to prevent the light source light, which is unnecessary for the liquid crystal panel 28, from returning to the illumination optical path OP1 as stray light by being absorbed and processed outside the illumination optical path OP1.

また、第１実施形態によると、液晶パネル２８は、反射体２５から液晶パネル２８に入射する光源光の主光線に対して傾斜したパネル状となっている。液晶パネル２８を主光線に対して傾斜させることで、液晶パネル２８に照明光路ＯＰ１に沿って入射する光源光の液晶パネル２８での吸収率を低減すると共に、液晶パネル２８に画像光路ＯＰ２を逆行して入射する外光を反射によって画像光路ＯＰ２から分離して、虚像ＶＲＩの表示品位を高めることができる。 Further, according to the first embodiment, the liquid crystal panel 28 has a panel shape inclined with respect to the main light beam of the light source light incident on the liquid crystal panel 28 from the reflector 25. By inclining the liquid crystal panel 28 with respect to the main light beam, the absorption rate of the light source light incident on the liquid crystal panel 28 along the illumination optical path OP1 by the liquid crystal panel 28 is reduced, and the image optical path OP2 is reversed to the liquid crystal panel 28. Then, the incident external light can be separated from the image optical path OP2 by reflection to improve the display quality of the virtual image VRI.

（第２実施形態）
図５に示すように、第２実施形態は第１実施形態の変形例である。第２実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。 (Second Embodiment)
As shown in FIG. 5, the second embodiment is a modification of the first embodiment. The second embodiment will be described focusing on the points different from those of the first embodiment.

第２実施形態の反射体２２５では、入射側光学面２２５ａに反射された光が吸収体２６へ向かい、互いに実質的に平行な入射側光学面２２５ａ及び射出側光学面２２５ｂを透過した光の多くが液晶パネル２２８へ向かう。液晶パネル２２８へ向かう光についてはＰ偏光が主体となり、吸収体２６へ向かう光についてはＳ偏光が主体となる。 In the reflector 225 of the second embodiment, most of the light reflected by the incident side optical surface 225a goes toward the absorber 26 and passes through the incident side optical surface 225a and the emission side optical surface 225b which are substantially parallel to each other. Heads to the liquid crystal panel 228. The light directed to the liquid crystal panel 228 is mainly P-polarized light, and the light directed to the absorber 26 is mainly S-polarized light.

本実施形態の液晶パネル２２８は、反射体２２５の透過後における光源光の主光線に対して、傾斜して配置されている。反射体２２５の入射側光学面２２５ａの単位法線ベクトルと液晶パネル２２８の照明対象面２８ｂの単位法線ベクトルとの内積が、液晶パネル２２８を主光線に対して垂直に配置した場合よりも大きくなる（すなわち１に近づく）ように、液晶パネル２２８は、傾斜される。そうすると、反射体２２５と液晶パネル２２８が平行に近づく配置となり、反射体２２５と液晶パネル２２８との間にデッドスペースが発生することを抑制することができる。 The liquid crystal panel 228 of the present embodiment is arranged so as to be inclined with respect to the main light beam of the light source light after being transmitted by the reflector 225. The inner product of the unit normal vector of the incident side optical surface 225a of the reflector 225 and the unit normal vector of the illuminated target surface 28b of the liquid crystal panel 228 is larger than that when the liquid crystal panel 228 is arranged perpendicular to the main ray. The liquid crystal panel 228 is tilted so that it becomes (that is, approaches 1). Then, the reflector 225 and the liquid crystal panel 228 are arranged so as to be close to parallel, and it is possible to suppress the occurrence of a dead space between the reflector 225 and the liquid crystal panel 228.

液晶パネル２２８は、反射体２２５から入射するＰ偏光を利用するように、照明対象面２８ｂ側の偏光板の透過軸を、当該Ｐ偏光の偏光方向に実質的に一致させている。液晶パネル２２８は、主光線に対する傾斜において、液晶パネル２２８を主光線に対して垂直となる姿勢から、Ｐ偏光とは垂直なＳ偏光の偏光方向に沿った回転軸のまわりに回転された姿勢をとっている。そうすることで、液晶パネル２２８の外周部におけるＰ偏光の利用効率を高めることができる。液晶パネル２２８から射出される画像の光は、液晶層における偏光方向の９０°回転を経て、光源光の主光線をそのまま延長する方向にＳ偏光として射出される。なお、ここでいうＳ偏光、Ｐ偏光とは、入射側光学面２２５ａを基準としたＰ偏光、Ｓ偏光である。 The liquid crystal panel 228 substantially aligns the transmission axis of the polarizing plate on the illuminated surface 28b side with the polarization direction of the P-polarized light so as to utilize the P-polarized light incident from the reflector 225. The liquid crystal panel 228 changes from a posture in which the liquid crystal panel 228 is perpendicular to the main light ray to a posture in which the liquid crystal panel 228 is rotated around a rotation axis along the polarization direction of S-polarized light perpendicular to P-polarized light. I'm taking it. By doing so, it is possible to improve the utilization efficiency of P-polarized light in the outer peripheral portion of the liquid crystal panel 228. The light of the image emitted from the liquid crystal panel 228 is rotated by 90 ° in the polarization direction in the liquid crystal layer, and is emitted as S-polarized light in the direction of extending the main ray of the light source light as it is. The S-polarized light and P-polarized light referred to here are P-polarized light and S-polarized light with reference to the incident side optical surface 225a.

（第３実施形態）
図６に示すように、第３実施形態は第２実施形態の変形例である。第３実施形態について、第２実施形態とは異なる点を中心に説明する。 (Third Embodiment)
As shown in FIG. 6, the third embodiment is a modification of the second embodiment. The third embodiment will be described focusing on the points different from those of the second embodiment.

第３実施形態の反射体３２５は、平板状ではなく、レンズ状に形成されている。具体的に、反射体３２５は、入射側光学面３２５ａを平面状に形成し、射出側光学面３２５ｂを凸面状に形成した平凸レンズ状を呈している。 The reflector 325 of the third embodiment is formed in a lens shape instead of a flat plate shape. Specifically, the reflector 325 has a plano-convex lens shape in which the incident side optical surface 325a is formed in a planar shape and the emission side optical surface 325b is formed in a convex shape.

平凸レンズ状の反射体３２５では、コリメータ２４を通して平行化された光源光の全体に対して、平面状の入射側光学面３２５ａによりブリュースター角又はその近傍の入射角を実現しつつ、表示光へ向かうＰ偏光をさらに集光することができる。 In the plano-convex lens-shaped reflector 325, with respect to the entire light source light parallelized through the collimator 24, the incident angle at or near the Brewster angle is realized by the planar incident-side optical surface 325a, and the light is displayed. The oncoming P-polarized light can be further focused.

本実施形態では、射出側光学面３２５ｂの各位置における曲率は、液晶パネル２２８との距離に応じて変化している。液晶パネル２２８との距離が小さい位置である程、曲率半径が大きくされている。これにより、液晶パネル２２８の各位置での照明状態を、近づけることができる。 In the present embodiment, the curvature of the emission side optical surface 325b at each position changes according to the distance from the liquid crystal panel 228. The smaller the distance from the liquid crystal panel 228, the larger the radius of curvature. As a result, the illumination state at each position of the liquid crystal panel 228 can be brought closer.

第３実施形態では、コリメータ２４及び反射体３２５等、複数のレンズ状部品が設けられているので、迷光が発生しやすい。このため、表示器２１のケーシング３２６全体が、第１，２実施形態の吸収体２６と同様の態様にて形成されている。すなわち、第３実施形態のケーシング３２６は、照明光路外へ分離された光源光を、吸収する「吸収体」に相当する。 In the third embodiment, since a plurality of lens-shaped parts such as the collimator 24 and the reflector 325 are provided, stray light is likely to occur. Therefore, the entire casing 326 of the display 21 is formed in the same manner as the absorber 26 of the first and second embodiments. That is, the casing 326 of the third embodiment corresponds to an "absorber" that absorbs the light source light separated to the outside of the illumination optical path.

（第４実施形態）
図７に示すように、第４実施形態は第１実施形態の変形例である。第４実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。 (Fourth Embodiment)
As shown in FIG. 7, the fourth embodiment is a modification of the first embodiment. The fourth embodiment will be described focusing on the points different from those of the first embodiment.

第４実施形態の反射体４２５では、入射側光学面２５ａにて、光学多層膜４２５ｃが、蒸着、スピンコートないしはフィルムを貼り付けること等により形成されている。光学多層膜４２５ｃは、２種類以上の互いに屈折率の異なる光学材料からなる薄膜状の光学膜を、入射側光学面２５ａの法線方向に沿って積層して形成されている。光学膜の光学材料としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）等を採用することが可能である。 In the reflector 425 of the fourth embodiment, the optical multilayer film 425c is formed on the incident side optical surface 25a by vapor deposition, spin coating, or a film. The optical multilayer film 425c is formed by laminating two or more thin-film optical films made of optical materials having different refractive indexes along the normal direction of the incident side optical surface 25a. Examples of the optical material of the optical film include titanium oxide (TiO ₂ ), silicon oxide (SiO ₂ ), niobium oxide (Nb ₂ O ₅ ), tantalum oxide (Ta ₂ O ₅ ), magnesium fluoride (Mg F ₂ ), and the like. Calcium fluoride (CaF ₂ ) or the like can be adopted.

各光学膜における各膜厚は、事前にコンピュータにより、光の干渉をシミュレートした最適化計算によって適宜設定される。したがって、反射体４２５の反射率及び透過率は、光学多層膜４２５ｃにおける光の干渉の結果に基づいて特徴づけられている。 Each film thickness in each optical film is appropriately set by a computer in advance by an optimization calculation simulating light interference. Therefore, the reflectance and transmittance of the reflector 425 are characterized based on the result of light interference in the optical multilayer film 425c.

光学多層膜４２５ｃは、Ｓ偏光の反射率とＰ偏光の反射率との差が、光源光が単に表面反射される場合に対して大きくなるように設定されている。入射角θがブリュースター角である場合、単なる表面反射であってもＰ偏光の反射率は実質的に０であるから、本実施形態の光学多層膜４２５ｃの実質的な機能は、Ｓ偏光の反射率を高める機能である。この結果、反射体４２５の偏光分離機能は、一層高いものとなる。 The optical multilayer film 425c is set so that the difference between the reflectance of S-polarized light and the reflectance of P-polarized light is larger than when the light source light is simply surface-reflected. When the incident angle θ is the Brewster angle, the reflectance of P-polarized light is substantially 0 even if it is a simple surface reflection. Therefore, the substantial function of the optical multilayer film 425c of the present embodiment is that of S-polarized light. It is a function to increase the reflectance. As a result, the polarization separation function of the reflector 425 is further enhanced.

（他の実施形態）
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。 (Other embodiments)
Although the plurality of embodiments have been described above, the present disclosure is not construed as being limited to those embodiments, and is applied to various embodiments and combinations within the scope of the gist of the present disclosure. Can be done.

具体的に変形例１としては、導光部３１には、種々の構成を採用することが可能である。例えば導光部３１には、複数の導光部材を有する構成として、１つの平面鏡及び１つの凹面鏡を有する構成、１つの凸面鏡及び１つの凹面鏡を有する構成等を採用することが可能である。導光部材には、反射鏡以外のレンズ、プリズム等が含まれていてもよい。 Specifically, as a modification 1, various configurations can be adopted for the light guide unit 31. For example, the light guide unit 31 may have a structure having one plane mirror and one concave mirror, a structure having one convex mirror, a structure having one concave mirror, and the like as a structure having a plurality of light guide members. The light guide member may include a lens, a prism, or the like other than the reflecting mirror.

変形例２としては、光源部２３には、複数の点状光源を１次元又は２次元に配列した構成が採用されてもよい。また光源部２３には、光源として、面状光源が採用されてもよい。 As a modification 2, the light source unit 23 may adopt a configuration in which a plurality of point-shaped light sources are arranged one-dimensionally or two-dimensionally. Further, a planar light source may be adopted as the light source in the light source unit 23.

変形例３としては、光源部２３と反射体２５との間に、コリメータ２４が設けられていなくてもよい。コリメータ２４が設けられない場合に、光源部２３自体が、光源光を平行光状に発光するように構成されていてもよい。また、コリメータ２４が設けられない場合に、部分反射面としての入射側光学面２５ａは、光源光の主光線に対してブリュースター角の関係を成立させるように傾斜していれば、部分反射面の外周部に入射する光源光の入射角は、ブリュースター角とはずれた角度となっていてもよい。 As a modification 3, the collimator 24 may not be provided between the light source unit 23 and the reflector 25. When the collimator 24 is not provided, the light source unit 23 itself may be configured to emit the light source light in parallel light. Further, when the collimator 24 is not provided, the incident side optical surface 25a as the partial reflection surface is inclined so as to establish a Brewster angle relationship with the main light beam of the light source, if it is a partial reflection surface. The incident angle of the light source light incident on the outer peripheral portion of the above may be an angle deviating from the Brewster angle.

変形例４としては、部分反射面としての入射側光学面２５ａは、光源光の主光線に対してブリュースター角の関係を成立させるように傾斜していれば、曲面状に形成されていてもよい。 As a modification 4, the incident side optical surface 25a as the partial reflection surface may be formed in a curved surface shape as long as it is inclined so as to establish a Brewster angle relationship with the main ray of the light source light. Good.

変形例５としては、光源光を吸収する吸収体２６が設けられていなくてもよい。例えば第１実施形態の反射体２５を透過したＰ偏光を主体とした光源光がケーシング２１ａ及びハウジング１１に空けられた開口部から、ＨＵＤ１０の外部へ排出されるようにしてもよい。 As a modification 5, the absorber 26 that absorbs the light source light may not be provided. For example, the light source light mainly composed of P-polarized light transmitted through the reflector 25 of the first embodiment may be discharged to the outside of the HUD 10 through the openings formed in the casing 21a and the housing 11.

変形例６としては、画像形成部は、特定の偏光を利用する液晶パネルでなくてもよい。画像形成部は、光源光のうち特定の偏光だけを利用するものでなくてもよく、光源光のあらゆる偏光を利用するものであってもよい。 As a modification 6, the image forming unit does not have to be a liquid crystal panel that utilizes a specific polarized light. The image forming unit does not have to utilize only a specific polarized light of the light source light, and may utilize all the polarized light of the light source light.

第４実施形態に関する変形例７としては、図８に示すように、光学多層膜４２５ｃが設けられた反射体２２５を透過する光源光が液晶パネル２２８へ向かう構成であってもよい。この場合においても、光学多層膜４２５ｃは、Ｓ偏光の反射率とＰ偏光の反射率との差が、光源光が単に表面反射される場合に対して大きくなるように設定されている。 As a modification 7 according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 8, the light source light transmitted through the reflector 225 provided with the optical multilayer film 425c may be directed toward the liquid crystal panel 228. Even in this case, the optical multilayer film 425c is set so that the difference between the reflectance of S-polarized light and the reflectance of P-polarized light is larger than that when the light source light is simply surface-reflected.

３ａ：投影部、１０：ＨＵＤ（虚像表示装置）、２３：光源部、２５，２２５，３２５，４２５：反射体、２５ａ，２２５ａ，３２５ａ：入射側光学面（部分反射面）、２８，２２８：液晶パネル（画像形成部）、ＯＰ１：照明光路
3a: Projection unit, 10: HUD (virtual image display device), 23: Light source unit, 25,225,325,425: Reflector, 25a, 225a, 325a: Incident side optical surface (partial reflection surface), 28,228: Liquid crystal panel (image forming unit), OP1: Illumination optical path

Claims

A virtual image display device that displays the image as a virtual image by projecting the image onto the projection unit (3a).
An image forming unit (28,228) that forms the image, and
The light source unit (23) that supplies the light source light and
A reflector (25,225,325,425) that partially reflects the light source light on the partially reflecting surface (25a, 225a, 325a) and transmits at least a part of the other light source light is provided.
The reflector has a partially reflecting surface that is inclined so as to establish a relationship of Brewster angle with respect to a main ray of the light source light from the light source unit, and the light source unit uses the light source light to form the image forming unit. A virtual image display device provided on the illumination light path (OP1) until illumination.

The image forming unit forms the image using specific polarized light, and the image forming unit forms the image.
The reflector causes at least a part of the specific polarized light used by the image forming portion of the light source light to be incident on the image forming portion, and at least a part of the polarized light unnecessary for the image forming portion. The virtual image display device according to claim 1, which has a polarization separation function for separating outside the illumination light path.

The virtual image display device according to claim 2, wherein the reflector reflects at least a part of S-polarized light from the light source light toward the image forming portion, transmits the other light, and separates the light from the outside of the illumination optical path.

The virtual image display device according to claim 2, wherein the reflector separates the light from the light source by reflecting at least a part of the S-polarized light to the outside of the illumination optical path, and transmits the other light toward the image forming unit. ..

A collimator (24) arranged between the light source unit and the reflector on the illumination light path to parallelize the light source light is further provided.
The reflector has a plano-convex lens shape in which the partially reflecting surface is formed in a plane shape and the surface opposite to the partially reflecting surface is formed in a convex shape for condensing the light source light toward the image forming portion. The virtual image display device according to claim 4.

The virtual image display device according to any one of claims 2 to 5, further comprising an absorber (26,326) for absorbing the light source light separated to the outside of the illumination optical path.

Claim 1 is formed on the partially reflecting surface with an optical multilayer film (425c) configured so that the difference between the reflectance of S-polarized light and the reflectance of P-polarized light is larger than in the case of simple surface reflection. The virtual image display device according to any one of 6 to 6.

The virtual image display device according to any one of claims 1 to 7, wherein the image forming unit has a panel shape inclined with respect to a main ray of the light source light incident on the image forming unit from the reflector. ..