CN110174764A - 投影装置以及车辆用显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够实现显示画面的放大化，并且实现箱体的小型化的投影装置和车辆用显示装置。投影装置(1A)包括：射出在基准振动方向上振动的第1直线偏振光的显示器(3A)；将箱体(2)的开口(2a)封闭，使从显示器(3A)射出的第1直线偏振光反射的透明盖(5B)；以及将从透明盖(5B)入射的第1直线偏振光转换为在与基准振动方向垂直的方向上振动的第2直线偏振光并使其透射的1/2波长板(10)。透明盖(5B)具有向箱体(2)的内部突出的凸状曲面(5a)，且透明盖具有使从显示器(3A)射出的第1直线偏振光向1/2波长板反射，且使来自反射镜(7B)的第2直线偏振光向着合成器(20)透射的结构。

Description

投影装置以及车辆用显示装置
技术领域
本发明涉及一种投影装置以及车辆用显示装置。
背景技术
现有技术中，存在汽车等车辆中搭载平视显示器装置(HUD：Head Up Display)等车辆用显示装置的技术。平视显示器装置是通过将显示器上显示的显示图像经由反射镜等而投影在挡风玻璃或合成器，从而作为虚像使驾驶员进行视觉识别的装置(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中记载的车辆用显示装置中，在仪表板的开口部设置有使显示图像透射的透明盖，通过该透明盖，使得灰尘等不会进入到装置的内部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-587号公报
发明内容
本发明欲解决的问题
近年来，在车辆用显示装置中，使用非球面的凹面镜作为反射镜，以实现显示图像的大画面化。然而，增大反射镜的曲率以提高放大倍数也有限制。另外，虽然通过配置多个反射镜能够应对，但是有可能导致收容多个反射镜的箱体大型化。
本发明的目的在于提供一种能够实现显示画面的放大化，并且实现箱体的小型化的投影装置和车辆用显示装置。
用于解决问题的方案
为达到上述目的，本发明所涉及的投影装置的特征在于，包括：显示器，所述显示器将投影在设置于车辆的被投影部件的显示图像作为显示光而射出；盖部件，所述盖部件封闭设置于箱体的开口，并且使从所述显示器射出的所述显示光反射；非球面镜，所述非球面镜位于将从所述显示器到所述被投影部件的所述显示光的光路折返的位置，且使从所述盖部件入射的所述显示光反射；以及1/2波长板，所述1/2波长板被配置在所述显示光的光路上与所述盖部件对置的位置，并且使从所述盖部件入射的所述显示光向着所述非球面镜透射，所述显示器射出在基准振动方向上振动的第1直线偏振光，所述1/2波长板将从所述盖部件入射的所述第1直线偏振光转换为在与所述基准振动方向正交的方向上振动的第2直线偏振光并使其透射，所述盖部件具有如下结构：具有朝向所述箱体的内部突出的凸状曲面，使从所述显示器射出的所述第1直线偏振光朝向所述1/2波长板反射，并且使来自所述非球面镜的所述第2直线偏振光朝向所述被投影部件透射。
为达到上述目的，本发明所涉及的投影装置的特征在于，包括：显示器，所述显示器将投影在设置于车辆的被投影部件的显示图像作为显示光而射出；盖部件，所述盖部件封闭设置于箱体的开口，并且使从所述显示器射出的所述显示光反射；非球面镜，所述非球面镜位于将从所述显示器到所述被投影部件的所述显示光的光路折返的位置，且使从所述盖部件入射的所述显示光反射；以及1/2波长板，所述1/2波长板被配置在所述显示光的光路上与所述盖部件对置的位置，并且使从所述非球面镜入射的所述显示光向所述盖部件透射，所述显示器射出在基准振动方向上振动的第1直线偏振光，所述1/2波长板将从所述非球面镜入射的所述第1直线偏振光转换为在与所述基准振动方向正交的方向上振动的第2直线偏振光并使其透射，所述盖部件具有如下结构：具有朝向所述箱体的内部突出的凸状曲面，使从所述显示器射出的所述第1直线偏振光朝向所述非球面镜反射，并且使经所述1/2波长板透射的所述第2直线偏振光朝向所述被投影部件透射。
为达到上述目的，本发明所涉及的车辆用显示装置的特征在于，包括：显示器，所述显示器将投影在被投影部件的显示图像作为显示光而射出；偏振部件，所述偏振部件构成在车辆的车厢内侧且在所述车辆的前后方向的前方侧沿着与该车辆的前后方向交叉的宽度方向延伸设置的内饰部件的一部分，且所述偏振部件使从所述显示器射出的所述显示光的至少一部分反射；反射部件，所述反射部件位于将从所述偏振部件到所述被投影部件的所述显示光的光路折返的位置，并且使所述显示光反射；以及波长板，所述波长板位于所述显示光的光路上，使所述显示光透射，所述显示器射出在基准振动方向上振动的第1直线偏振光，所述波长板将所述第1直线偏振光转换为在与所述基准振动方向正交的方向上振动的第2直线偏振光，所述偏振部件具有如下结构：将所述第1直线偏振光反射，并且使所述第2直线偏振光朝向所述被投影部件透射。
在上述车辆用显示装置中，所述波长板配置在所述偏振部件与所述反射部件之间，并将被所述偏振光部件或者所述反射部件中的任意一者反射的所述第1直线偏振光转换为所述第2直线偏振光。
在上述车辆用显示装置中，所述被投影部件具有光透射性，并配置在朝向所述车厢内侧且所述车厢内的驾驶员能目视到的位置。
发明的效果
根据本发明所涉及的投影装置和车辆用显示装置，取得的效果是：能够实现显示画面的放大化，并且实现箱体的小型化。
附图说明
图1是第1实施方式所涉及的投影装置的概要构成图。
图2是示出第1实施方式所涉及的投影装置的显示光的变化的示意图。
图3是第2实施方式所涉及的车辆用显示装置的概要构成图。
图4是第3实施方式所涉及的车辆用显示装置的概要构成图。
图5是第4实施方式所涉及的投影装置的概要构成图。
标记的说明
1A：投影装置
1B、1C：车辆用显示装置
2：箱体
2a：开口
2b：遮光壁
3Ba、3Bb：显示器
5A：偏振光部件
7：反射镜
10：1/2波长板
11：1/4波长板
21：壁面
100：车辆
101：挡风玻璃
110、111：虚像
200：驾驶员
201：眼点
S：屏幕
具体实施方式
下面，参照附图来详细说明本发明所涉及的投影装置和车辆用显示装置的实施方式。此外，本发明不限于本实施方式。另外，下述实施方式中的构成要素包含本领域技术人员能够容易想到的要素、或者实际上相同的要素。另外，下述的实施方式中的构成要素在不脱离发明要点的范围内，能够进行各种省略、替换、变更。
[第1实施方式]
参照图1、图2来说明本发明的第1实施方式所涉及的投影装置1A。图1是第1实施方式所涉及的投影装置的概要构成图。图2是示出第1实施方式所涉及的投影装置的显示光的变化的示意图。此外，图2示出从图1所示的显示器3Ba到合成器20的显示光的光路。
投影装置1A例如配置在汽车等车辆100的仪表板(未图示)的内侧，是将显示图像投影到挡风玻璃101和合成器20中的至少一者的平视显示器装置。投影装置1A向挡风玻璃101投影显示图像，在驾驶员200的眼点201的前方显示虚像110。挡风玻璃101是被投影部件，具有将入射的光的一部分反射，并使其他的一部分透射的半透射性。具体而言，挡风玻璃101边使车辆100的前景透射，边将从投影装置1A投影的显示图像作为显示光反射到驾驶员200的眼点201。挡风玻璃101配置在车辆100的仪表板的上方。眼点201被预先设想为车辆100的驾驶员200的视点位置。驾驶员200将被挡风玻璃101反射的显示图像识别为虚像110。对于驾驶员200而言，虚像110在挡风玻璃101的前方被识别。
投影装置1A向合成器20投影出显示图像，在驾驶员200的眼点201的前方显示虚像111。合成器20是被投影部件，例如是由成形为矩形的半透射半反射镜等构成的凹面镜。合成器20具有将入射的光的一部分反射，使其他一部分透射的半透射性。合成器20竖直设置在箱体2的前后方向的前方的缘部，在遮光壁2b的上下方向的上方侧延伸。
需要说明的是，在本说明书中，只要没有特别记载，“前后方向”示出的是车辆100的前后方向。另外，只要没有特别记载，“上下方向”示出的是车辆100的上下方向，“宽度方向”示出的是车辆100的车宽方向。
投影装置1A被构成为包含箱体2、显示器3Ba、3Bb、透明盖5B、1/2波长板10、反射镜7A、9A、7B。本实施方式的投影装置1A具有：从显示器3Ba到合成器20的显示光的光路；从显示器3Bb到挡风玻璃101的显示光的光路。
箱体2的内部形成为中空的箱状，在内部空间容纳多个显示器3Ba、3Bb、多个反射镜7A、9A等。箱体2形成有向挡风玻璃101和合成器20射出的显示光通过的开口2a。开口2a在箱体2的上下方向的上方侧沿着该箱体2的前后方向和宽度方向延伸设置，配置在与挡风玻璃101对置的位置。箱体2在开口2a的前后方向的前方的缘部竖直设置有遮光壁2b。遮光壁2b向上下方向的上方突出，且沿着宽度方向延伸形成。具体而言，遮光壁2b从透明盖5B的前后方向的前方的缘部向上方突出，且沿着该透明盖5B的宽度方向延伸形成。遮光壁2b在透明盖5B的前后方向的前方将外部光SL遮蔽，防止外部光SL在该透明盖5B反射。外部光SL例如是从车辆100的外部入射到车辆内的太阳光、路灯的光等。
显示器3Ba将向合成器20投影的显示图像作为显示光射出。显示器3Ba例如被构成为包含液晶面板(未图示)、背光单元(未图示)。液晶面板例如被构成为包括光透射型或光半透射型的TFT液晶(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶体管液晶显示器)等。液晶面板从背面侧被照明，从而表面侧的显示面进行发光。背光单元从背面侧对液晶面板进行照明。背光单元例如利用从车辆100内的电池(未图示)得到的电力进行驱动。本实施方式的显示器3Ba如图2所示，将在基准振动方向上振动的直线偏振光作为显示光L1射出。
显示器3Bb将向挡风玻璃101投影的显示图像作为显示光射出。显示器3Bb与显示器3Ba同样，被构成为包含液晶面板(未图示)、背光单元(未图示)。本实施方式的显示器3Bb射出在与基准振动方向垂直的方向上振动的直线偏振光。即，显示器3Bb具有水平方向的偏振轴，射出与该偏振轴平行的显示光L3。显示器3Bb例如配置为构成液晶面板的偏振板中的光射出侧的偏振板的偏振轴(透射轴)为水平方向。
透明盖5B是将设置在箱体2的开口2a封闭，使显示光的至少一部分反射的盖部件。透明盖5B通过将开口2a封闭，从而防止灰尘等从外部向箱体2内侵入。透明盖5B是具有使从显示器3Ba、3Bb射出的显示光透射的光透射性的部件，例如由玻璃、丙烯酸、聚碳酸酯等合成树脂等以及与该部件组合的偏振部件构成。偏振部件例如包含偏振膜等。偏振膜例如粘贴在朝向透明盖5B的箱体内侧的面，与具有光透射性的部件组合。偏振部件典型地具有偏振轴，使与该偏振轴平行振动的光透射，另一方面，使在与该偏振轴垂直的方向上振动的光反射。即，透明盖5B如图2所示，具有与垂直方向垂直的水平方向的偏振轴，使在与该偏振轴平行的方向(与基准振动方向垂直的方向)振动的显示光L3透射，另一方面，使在与偏振轴垂直的方向(基准振动方向)振动的显示光L1反射。本实施方式的透明盖5B具有的构成是：使从显示器3Ba射出的显示光向1/2波长板10反射，另一方面，使被反射镜7B反射的显示光向合成器20透射。另外，透明盖5B可以使被反射镜7A反射的显示光向挡风玻璃101透射。
透明盖5B具有：向箱体2的内侧突出的凸状曲面5a；和在凸状曲面5a的相反侧的面设置，且向箱体2的外侧凹陷的凹状曲面5b。凸状曲面5a和凹状曲面5b例如由非球面(包含自由曲面)构成。本实施方式的凸状曲面5a具有如下形状：校正由于反射镜7A等光学系统所包含的曲面、以及车辆100的挡风玻璃101的表面形状中的至少一者的影响而产生的场曲的像差。本实施方式的凹状曲面5b具有作为反射镜的功能，使从车辆100的外部向透明盖5B入射的外部光SL反射。即，凹状曲面5b使向透明盖5B入射的外部光SL向与朝向驾驶员200的眼点201的眼点方向不同的方向反射。例如，凹状曲面5b使入射的外部光SL向遮光壁2b反射。虽然考虑到强度而优选增加凸状曲面5a与凹状曲面5b之间的厚度即透明盖5B的厚度，但在增大了该厚度的情况下，凸状曲面5a、凹状曲面5b的背面反射对显示图像的影响有可能变大，因此，优选为考虑了这些因素之后的厚度。透明盖5B在凸状曲面5a侧具有反射面5aa、透射面5ab。反射面5aa是使从显示器3Ba射出的垂直方向的直线偏振光(第1直线偏振光)向1/2波长板10反射的面。透射面5ab是使从透明盖5B透射1/2波长板10并偏振的水平方向的直线偏振光(第2直线偏振光)向挡风玻璃101透射的面。本实施方式的反射面5aa和透射面5ab设置在透明盖5B的凸状曲面5a侧的不同位置。由此，能够容易确保1/2波长板10的配置位置。此外，反射面5aa和透射面5ab也可以设置在透明盖5B的凸状曲面5a侧的同一位置。
1/2波长板10位于显示光的光路上，配置在与透明盖5B对置的位置，使从透明盖5B入射的显示光向着反射镜7B透射。1/2波长板10是所谓的波长板的一种，例如由双折射材料等构成。1/2波长板10使振动方向互相正交的2个直线偏振光具有相位差(光路差)。本实施方式的1/2波长板10以从显示器3Ba射出的显示光的振动方向作为基准振动方向，将从透明盖5B入射的显示光L1转换为在相对于基准振动方向倾斜了90°的方向上振动的显示光L3。即，如图2所示，1/2波长板10将被透明盖5B的凸状曲面5a反射的直线偏振光(显示光L1)转换为在与基准振动方向正交的方向上振动的直线偏振光(显示光L3)。这样，1/2波长板10将透射的直线偏振光的偏振轴从垂直方向转换为水平方向。
反射镜7A、9A位于将从显示器3Bb到挡风玻璃101的显示光的光路折返的位置，并使显示光反射。反射镜7A、9A是在箱体2内，将从显示器3Bb射出的显示光的光路变更的光学系统。本实施方式的反射镜7A、9A是放大镜，例如，由反射面为凹状的非球面镜(包含自由曲面镜)形成。本实施方式的反射镜9A使从显示器3Bb射出的显示光向反射镜7A全反射。本实施方式的反射镜7A使被反射镜9A反射的显示光向挡风玻璃101全反射。反射镜7A固定在箱体2，但是也可以被用于将向挡风玻璃101照射的显示光的反射角度进行微调的调整机构支承。
反射镜7B位于将从显示器3Ba到合成器20的显示光的光路折返的位置，并使显示光反射。反射镜7B是在箱体2内，将从显示器3Ba射出的显示光的光路变更的光学系统。本实施方式的反射镜7B是放大镜，例如由反射面具有凹状的自由曲面的凹面镜构成。即，反射镜7B将显示图像放大并反射，使得与用该反射镜7B反射前的显示光表示的显示图像相比，用该反射镜7B反射后的显示光表示的显示图像相对增大。本实施方式的反射镜7B使被透明盖5B反射的显示光向合成器20全反射。反射镜7B被固定支承在箱体2，但是也可以被用于将向合成器20照射的显示光的反射角度进行微调的调整机构支承。
接下来，参照图1说明投影装置1A的投影动作。首先，从显示器3Ba射出的显示光朝向透明盖5B。透明盖5B使从显示器3Ba入射的显示光被凸状曲面5a向1/2波长板10反射。1/2波长板10使从透明盖5B入射的显示光向反射镜7B透射。入射到反射镜7B的显示光被凹状的反射面进行全反射，再次朝向透明盖5B。透明盖5B使从反射镜7B入射的显示光从凸状曲面5a经由凹状曲面5b向合成器20透射。由此，在合成器20投影出显示图像，在驾驶员200的眼点201的前方显示虚像111。
另一方面，从显示器3Bb射出的显示光朝向反射镜9A。入射到反射镜9A的显示光被凹状的反射面全反射，从而朝向反射镜7A。反射镜7A使从反射镜9A入射的显示光向透明盖5B全反射。透明盖5B使从反射镜7A入射的显示光从凸状曲面5a经由凹状曲面5b向挡风玻璃101透射。由此，在挡风玻璃101投影出显示图像，在驾驶员200的眼点201的前方显示虚像110。
以上说明的投影装置1A具有将箱体2的开口2a封闭的透明盖5B，透明盖5B使从显示器3Ba射出的显示光向1/2波长板10反射，使从反射镜7B反射的显示光向合成器20透射。这样，通过使显示光在透明盖5B反射，从而能够延长显示光的光路长度，利用已变长的光路长度来将表示显示光的显示图像放大，能够实现显示画面的放大。另外，由于能够不追加新的光学系统元件就延长显示光的光路长度，因此，能够实现箱体2的小型化。
此外，在上述实施方式中，显示器3Ba射出相对于透射透明盖5B的水平方向的直线偏振光而在垂直方向上振动的直线偏振光，但不限定于此。例如，可以构成为显示器3Ba射出在水平方向上振动的直线偏振光，透明盖5B使在垂直方向上振动的直线偏振光透射。
另外，在上述实施方式中，投影装置1A在从显示器3Ba到合成器20的显示光的光路上配置有1个反射镜7B，但不限定于此，也可以在该光路上配置多个反射镜。
另外，在上述实施方式中，透明盖5B的凸状曲面5a具有校正场曲的像差的形状。由此，显示光通过在透明盖5B的凸状曲面5a反射，从而可以校正显示光表示的显示图像的显示失真，能够实现显示品质的提高。
另外，在上述实施方式中，反射镜7A、7B、9A具有作为放大镜的功能，但不限于此，也可以具有作为上述的校正镜的功能。作为放大镜和校正镜发挥功能的反射镜7A、7B、9A与球面、抛物面不同，形成为相对于光轴非对称的形状的自由曲面镜。
[第2实施方式]
接下来，参照图3说明本发明的第2实施方式所涉及的车辆用显示装置1B。图3是第2实施方式所涉及的车辆用显示装置的概要构成图。此外，下面，在与上述的实施方式同样的构成要素标注共通的附图标记，并且对于共通的构成、作用、效果，尽可能省略重复的说明。
车辆用显示装置1B例如是配置在汽车等车辆100的仪表面板(以下也简称为仪表板)102的内侧，且在屏幕S投影出显示图像的投影装置。仪表板102是在车辆100中设置有驾驶座等的车厢内侧且在车辆100的前后方向的前方侧沿着与该车辆100的前后方向交叉的宽度方向上延伸设置的内饰部件。车辆用显示装置1B在屏幕S投影出显示图像，在驾驶员200的眼点201的前方显示显示图像。屏幕S是被投影部件，且是设置在仪表板102的屏幕。屏幕S是在仪表板102中从车辆用显示装置1B投影出表示显示图像的显示光的部件，且该屏幕S配置在任意位置。屏幕S在仪表板102中使光从车辆用显示装置1B侧向车厢内侧的眼点201侧透射，且构成使该透射的光散射的透射式的屏幕。此外，眼点201设想为是车辆100的驾驶员200的眼点，但不限于此，也可以设想为是车辆100的其他乘客的眼点。屏幕S有的情况下被称为背投屏幕等。即，屏幕S若从车辆用显示装置1B入射表示显示图像的显示光，则通过使该显示光透射并且使其散射，而使驾驶员200等视觉识别到显示图像。屏幕S为了使表示在仪表板102中从车辆用显示装置1B起投影的显示图像的显示光良好地透射、散射，例如由乙烯树脂、丙烯酸树脂、玻璃等光透射性的半透明部件构成。屏幕S设置为整体与车辆用显示装置1B相接。
车辆用显示装置1B被构成为包含箱体2、显示器3A、偏振部件5A、反射镜7和1/2波长板10。本实施方式的车辆用显示装置1B具有从显示器3A到屏幕S的显示光的光路。
箱体2的内部形成为中空的箱状，在内部空间容纳显示器3A、反射镜7和1/2波长板10。箱体2具有形成于前后方向的后方、且构成仪表板102的一部分的壁面21。壁面21在仪表板102的车厢内侧与该仪表板102形成为同一面。
显示器3A将向屏幕S投影的显示图像作为显示光射出。显示器3A例如被构成为包含液晶面板(未图示)、背光单元(未图示)。液晶面板例如由透光型或者半透光型的TFT液晶(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶体管液晶显示器)等构成。液晶面板从背面侧被照明，从而表面侧的显示面进行发光。背光单元从背面侧对液晶面板进行照明。背光单元例如利用从车辆内的电池(未图示)得到的电力进行驱动。本实施方式的显示器3A射出在基准振动方向上振动的直线偏振光(第1直线偏振光)。此处，基准振动方向例如是垂直方向，是与显示器3A的偏振轴平行的方向。即，显示器3A具有垂直方向的偏振轴，并射出与该偏振轴平行的显示光。显示器3A例如配置为构成液晶面板的偏振板中的光射出侧的偏振板的偏振轴(透射轴)为垂直方向。
偏振部件5A配置在与显示器3A对置的位置，使从显示器3A射出的显示光的至少一部分反射。本实施方式的偏振部件5A设置在构成仪表板102的一部分的箱体2的壁面21。即，偏振部件5A构成仪表板102的一部分。偏振部件5A与壁面21一起形成为与仪表板102的车厢内侧成为同一面，但不限于此。偏振部件5A由具有使从显示器3A射出的显示光透射的光透射性的部件，例如玻璃、丙烯酸、聚碳酸酯等合成树脂等；以及与该部件组合的薄膜偏振板构成。偏振部件5A具有与垂直方向垂直的水平方向的透射轴，使在垂直方向(基准振动方向)振动的直线偏振光反射，且使在与该透射轴平行的水平方向(与基准振动方向垂直的方向)振动的直线偏振光透射。本实施方式的偏振部件5A如图1所示，具有的构成是：使从显示器3A射出的垂直方向的直线偏振光(第1直线偏振光)向反射镜7反射，且使从反射镜7透射1/2波长板10并偏振的水平方向的直线偏振光(第2直线偏振光)向屏幕S透射。偏振部件5A具有反射面5Aa、透射面5Ab。反射面5Aa是使从显示器3A射出的垂直方向的直线偏振光(第1直线偏振光)向反射镜7反射的面。透射面5Ab是使从反射镜7透射1/2波长板10并偏振的水平方向的直线偏振光(第2直线偏振光)向屏幕S透射的面。本实施方式的反射面5Aa和透射面5Ab设置在偏振部件5A的不同位置。由此，能够容易确保1/2波长板10的配置位置。此外，反射面5Aa和透射面5Ab也可以设置在偏振部件5A的同一位置。
反射镜7是反射部件，位于将从显示器3A到屏幕S的显示光的光路折返的位置，并使显示光反射。反射镜7是将从显示器3A射出的显示光的光路变更的光学系统。本实施方式的反射镜7具有作为放大镜的功能，该反射镜例如由反射面为非球面的凹状曲面(或者凸状曲面)形成。即，反射镜7将显示图像放大并反射，使得与用该反射镜7反射前的显示光表示的显示图像相比，用该反射镜7反射后的显示光表示的显示图像相对增大。本实施方式的反射镜7使从偏振部件5A入射的显示光向1/2波长板10全反射。反射镜7被固定支承在箱体2，但是也可以被用于将向屏幕S照射的显示光的反射角度进行微调的调整机构支承。
1/2波长板10是位于显示光的光路上并使显示光透射的波长板。1/2波长板10配置在反射镜7与偏振部件5A之间的显示光的光路上，使从反射镜7侧入射的显示光向偏振部件5A透射。1/2波长板10是所谓的波长板的一种，例如由双折射材料等构成。1/2波长板10典型地使入射的线偏振光的振动方向旋转90°。即，1/2波长板10使从反射镜7入射的第1直线偏振光透射并转换为第2直线偏振光。本实施方式的1/2波长板10以从显示器3A射出的显示光的振动方向作为基准振动方向，将从反射镜7入射的显示光转换为在相对于基准振动方向倾斜了90°的方向上振动的显示光并使其透射。即，1/2波长板10将由偏振部件5A反射的垂直方向的直线偏振光(第1直线偏振光)转换为水平方向的直线偏振光(第2直线偏振光)。此外，1/2波长板10在反射镜7与偏振部件5A之间的显示光的光路上，可以配置在以反射镜7为基准的上游侧(显示器3A侧)，也可以如图3所示，配置在下游侧(1/2波长板侧)。
接下来，参照图1说明车辆用显示装置1B的显示动作。首先，从显示器3A射出的显示光朝向偏振部件5A。偏振部件5A使从显示器3A入射的显示光向反射镜7反射。入射到反射镜7的显示光利用凹状的反射面进行全反射，朝向1/2波长板10。1/2波长板10使从反射镜7入射的显示光向着偏振部件5A透射。偏振部件5A使从1/2波长板10入射的显示光向屏幕S透射。由此，在屏幕S投影出显示图像，在驾驶员200的眼点201的前方显示显示图像。
以上说明的车辆用显示装置1B具有构成仪表板102的一部分并使来自显示器3A的第1直线偏振光反射的偏振部件5A，偏振部件5A使透射1/2波长板10并从第1直线偏振光转换的第2直线偏振光向着屏幕S透射。这样，通过使显示光在偏振部件5A反射，从而能够延长显示光的光路长度，利用变长的光路长度来将表示显示光的显示图像放大，能够实现显示画面的放大化。另外，由于能够不追加新的光学系统元件就延长显示光的光路长度，因此，能够实现箱体2的小型化和薄型化。另外，通过延长显示光的光路长度，从而容易进行显示图像的远视点显示。
[第3实施方式]
接下来，参照图4说明本发明的第3实施方式所涉及的车辆用显示装置1C。图4是第3实施方式所涉及的车辆用显示装置的概要构成图。本实施方式所涉及的车辆用显示装置1C相对于上述车辆用显示装置1B的不同点在于，在反射镜7与偏振部件5A之间的显示光的光路上配置1/4波长板11，以代替1/2波长板10。车辆用显示装置1C被构成为包含箱体2、显示器3A、偏振部件5A、反射镜7和1/4波长板11。
1/4波长板11位于显示光的光路上并配置在与反射镜7对置的位置，使从偏振部件5A入射的显示光透射，且使从反射镜7入射的显示光透射。1/4波长板11是所谓的波长板的一种，例如由双折射材料等构成。1/4波长板11典型地将入射的直线偏振光改变为在将入射的直线偏振光的振动方向倾斜了45°的方向上振动的圆偏振光。本实施方式的1/4波长板11以从显示器3A射出的显示光的振动方向作为基准振动方向，将从偏振部件5A入射的显示光转换为在相对于基准振动方向倾斜了45°的方向上振动的显示光(圆偏振光)并使其透射。即，1/4波长板11将被偏振部件5A反射的线偏振光转换为倾斜了45°的左旋的圆偏振光。另外，1/4波长板11将由反射镜7反射并向偏振部件5A透射的显示光，转换为在与基准振动方向垂直的方向上振动的显示光(圆偏振光)。即，1/4波长板11将由反射镜7反射的圆偏振光转换为与基准振动方向垂直的直线偏振光。这样，1/4波长板11将透射的直线偏振光转换为圆偏振光，且将透射的圆偏振光转换为直线偏振光。此处，从反射镜7向偏振部件5A侧透射了1/4波长板11的圆偏振光是相对于从偏振部件5A向反射镜7侧透射了1/4波长板11的圆偏振光相反方向的圆偏振光。
接下来，参照图4说明车辆用显示装置1C的显示动作。首先，从显示器3A射出的显示光朝向偏振部件5A。偏振部件5A使从显示器3A入射的显示光向着1/4波长板11反射。1/4波长板11使从偏振部件5A入射的显示光向着反射镜7透射。入射到反射镜7的显示光被凹状的反射面全反射，并再次朝向1/4波长板11。1/4波长板11使从反射镜7入射的显示光向着偏振部件5A透射。偏振部件5A使从1/4波长板11入射的显示光向着屏幕S透射。由此，在屏幕S投影出显示图像，在驾驶员200的眼点201的前方显示显示图像。
以上说明的车辆用显示装置1C具有构成仪表板102的一部分并使来自显示器3A的第1直线偏振光反射的偏振部件5A，偏振部件5A使从显示器3A射出的显示光向1/4波长板11反射，且使从反射镜7反射的显示光向屏幕S透射。这样，使显示光在偏振部件5A反射，从而得到与利用所述车辆用显示装置1B得到的效果同样的效果。
此外，在上述第2和第3实施方式中，偏振部件5A将具有光透射性的部件与偏振膜组合而成形，但不限于此，也可以是具有光透射性的部件与偏振板一体地成形。
另外，在上述第2和第3实施方式中，反射镜7具有作为放大镜的功能，但不限于此，也可以具有作为上述的校正镜的功能。作为放大镜和校正镜发挥功能的反射镜7、9与球面、抛物面不同，形成为相对于光轴非对称的形状的自由曲面镜。由此，显示光通过将反射镜7反射，从而可以校正显示光表示的显示图像的显示失真，能够实现显示品质的提高。
[第4实施方式]
接下来，参照图5说明本发明的第4实施方式所涉及的投影装置1D。图5是第4实施方式所涉及的投影装置的概要构成图。本实施方式所涉及的投影装置1D与上述投影装置1A的不同点在于，1/2波长板10配置在与透明盖5B对置的位置，且使从反射镜7A入射的显示光向着透明盖5B透射。投影装置1D被构成为包含箱体2、显示器3Ba、透明盖5B、1/2波长板10和反射镜7A、9A。
1/2波长板10位于显示光的光路上，配置在与透明盖5B对置的位置，使从反射镜7A入射的显示光向透明盖5B透射。本实施方式的1/2波长板10以从显示器3B射出的显示光的振动方向作为基准振动方向，将从反射镜7A入射的显示光转换为在相对于基准振动方向倾斜了90°的方向上振动的显示光并使其透射。1/2波长板10将被透明盖5B的凸状曲面5a反射的直线偏振光转换为在与基准振动方向垂直的方向上振动的直线偏振光。
本实施方式的反射镜7A、9A在箱体2内使被透明盖5B反射的显示光向1/2波长板10反射。本实施方式的反射镜9A使被透明盖5B反射的显示光向反射镜7A全反射。本实施方式的反射镜7A使被反射镜9A反射的显示光经由1/2波长板10和透明盖5B向挡风玻璃101全反射。
接下来，参照图5说明投影装置1D的投影动作。首先，从显示器3Ba射出的显示光朝向透明盖5B。透明盖5B使从显示器3Ba入射的显示光被凸状曲面5a(的反射面5aa)向反射镜9A反射。反射镜9A使从透明盖5B入射的显示光向反射镜7A反射。入射到反射镜7A的显示光被凹状的反射面全反射，从而朝向1/2波长板10。1/2波长板10使从反射镜7A入射的显示光向透明盖5B透射。透明盖5B使从1/2波长板10入射的显示光从凸状曲面5a(透射面5ab)经由凹状曲面5b向着挡风玻璃101透射。由此，在挡风玻璃101投影出显示图像，在驾驶员200的眼点201的前方显示虚像110。
以上说明的投影装置1D中，透明盖5B使从显示器3Ba射出的第1直线偏振光反射，使利用1/2波长板10从第1直线偏振光转换成的第2直线偏振光向着挡风玻璃101透射。这样，通过使透明盖5B具有作为偏振板的功能并使显示光在透明盖5B反射和透射，从而得到与由上述投影装置1A得到的效果同样的效果。
在上述第1～第4实施方式中，说明了将本发明应用于车辆100的情况，但不限于此，例如也可以应用于船舶、飞机等车辆100以外的机器。

Claims (5)

1.一种投影装置，其特征在于，包括：
显示器，所述显示器将投影在设置于车辆的被投影部件的显示图像作为显示光而射出；
盖部件，所述盖部件封闭设置于箱体的开口，并且使从所述显示器射出的所述显示光反射；
非球面镜，所述非球面镜位于将从所述显示器到所述被投影部件的所述显示光的光路折返的位置，且使从所述盖部件入射的所述显示光反射；以及
1/2波长板，所述1/2波长板被配置在所述显示光的光路上与所述盖部件对置的位置，并且使从所述盖部件入射的所述显示光向着所述非球面镜透射，
所述显示器射出在基准振动方向上振动的第1直线偏振光，
所述1/2波长板将从所述盖部件入射的所述第1直线偏振光转换为在与所述基准振动方向正交的方向上振动的第2直线偏振光并使其透射，
所述盖部件具有如下结构：
具有朝向所述箱体的内部突出的凸状曲面，使从所述显示器射出的所述第1直线偏振光朝向所述1/2波长板反射，并且使来自所述非球面镜的所述第2直线偏振光朝向所述被投影部件透射。
2.一种投影装置，其特征在于，包括：
显示器，所述显示器将投影在设置于车辆的被投影部件的显示图像作为显示光而射出；
盖部件，所述盖部件封闭设置于箱体的开口，并且使从所述显示器射出的所述显示光反射；
非球面镜，所述非球面镜位于将从所述显示器到所述被投影部件的所述显示光的光路折返的位置，且使从所述盖部件入射的所述显示光反射；以及
1/2波长板，所述1/2波长板被配置在所述显示光的光路上与所述盖部件对置的位置，并且使从所述非球面镜入射的所述显示光向所述盖部件透射，
所述显示器射出在基准振动方向上振动的第1直线偏振光，
所述1/2波长板将从所述非球面镜入射的所述第1直线偏振光转换为在与所述基准振动方向正交的方向上振动的第2直线偏振光并使其透射，
所述盖部件具有如下结构：
具有朝向所述箱体的内部突出的凸状曲面，使从所述显示器射出的所述第1直线偏振光朝向所述非球面镜反射，并且使经所述1/2波长板透射的所述第2直线偏振光朝向所述被投影部件透射。
3.一种车辆用显示装置，其特征在于，包括：
显示器，所述显示器将投影在被投影部件的显示图像作为显示光而射出；
偏振部件，所述偏振部件构成在车辆的车厢内侧且在所述车辆的前后方向的前方侧沿着与该车辆的前后方向交叉的宽度方向延伸设置的内饰部件的一部分，且所述偏振部件使从所述显示器射出的所述显示光的至少一部分反射；
反射部件，所述反射部件位于将从所述偏振部件到所述被投影部件的所述显示光的光路折返的位置，并且使所述显示光反射；以及
波长板，所述波长板位于所述显示光的光路上，使所述显示光透射，
所述显示器射出在基准振动方向上振动的第1直线偏振光，
所述波长板将所述第1直线偏振光转换为在与所述基准振动方向正交的方向上振动的第2直线偏振光，
所述偏振部件具有如下结构：
将所述第1直线偏振光反射，并且使所述第2直线偏振光朝向所述被投影部件透射。
4.如权利要求3所述的车辆用显示装置，其中，
所述波长板配置在所述偏振部件与所述反射部件之间，并将被所述偏振部件或者所述反射部件中的任意一者反射的所述第1直线偏振光转换为所述第2直线偏振光。
5.如权利要求3或4所述的车辆用显示装置，其中，
所述被投影部件具有光透射性，并配置在朝向所述车厢内侧且所述车厢内的驾驶员能目视到的位置。
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