JP2016042188A - Image display device and image display method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display device and an image display method for providing high display quality.SOLUTION: An image display device 100 according to an embodiment of the present invention includes: a projector 20 that emits image display light L1 polarized to a predetermined polarization state to project an image according to an image signal; a screen 50 on which the image display light from the projector 20 is formed into an intermediate image; and a polarizing plate 51 that is arranged on a light path between the projector 20 and screen 50 to transmit light according to the polarization state of the incident light. The polarizing plate 51 is arranged so that at least a part of the light path of the light reflected on the polarizing plate 51 does not coincide with a light path of light constituting a virtual image.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、画像表示装置、及び画像表示方法に関し、特に詳しくは、スクリーンに形成された中間像に基づく虚像をユーザに提示する画像表示装置、及び画像表示方法に関する。   The present invention relates to an image display device and an image display method, and more particularly to an image display device and an image display method for presenting a virtual image based on an intermediate image formed on a screen to a user.

近年、車両用表示装置として、LEDや半導体レーザ光源を利用した、いわゆるヘッドアップディスプレイが開発されている。例えば、特許文献1には、信号光を投射する表示器と、ミラーと、コンバイナを備えているヘッドアップディスプレイが開示されている。このヘッドアップディスプレイでは、表示器から投射された光はミラーで反射して、コンバイナに入射する。そして、観察者がコンバイナ越しに表示像を観察することで虚像を認識することができる。   In recent years, so-called head-up displays using LEDs or semiconductor laser light sources have been developed as vehicle display devices. For example, Patent Document 1 discloses a head-up display including a display that projects signal light, a mirror, and a combiner. In this head-up display, the light projected from the display device is reflected by a mirror and enters the combiner. And an observer can recognize a virtual image by observing a display image through a combiner.

特開平10−138794号公報JP-A-10-138794

上述の特許文献1のヘッドアップディスプレイでは、ミラーとコンバイナとの間に偏光板が設けられている。しかしながら、この構成では、偏光板で反射した反射光によって、認識される虚像のコントラストが低下してしまうおそれがある。   In the head-up display of Patent Document 1 described above, a polarizing plate is provided between the mirror and the combiner. However, in this configuration, there is a possibility that the contrast of the recognized virtual image is lowered by the reflected light reflected by the polarizing plate.

本発明は、上記問題に鑑み、より品質の高い画像をユーザが認識することができる画像表示装置、及び画像表示方法を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an image display device and an image display method that allow a user to recognize a higher quality image.

本発明の一態様にかかる画像表示装置は、所定の偏光状態に偏光した画像表示光を射出して、画像信号に応じた画像を投影させるプロジェクタと、前記プロジェクタから射出される画像表示光によって中間像が形成される中間像スクリーンと、前記プロジェクタと前記中間像スクリーンとの間の光路中に配置され、入射した光の偏光状態に応じて光を透過する偏光素子と、を備え、前記プロジェクタから射出された前記画像表示光に基づき、前記中間像スクリーンで反射された虚像と、前記偏光素子で反射した虚像の位置とが重ならないように、前記偏光素子が配置されているものである。
本発明の一態様にかかる画像表示方法は、プロジェクタから所定の偏光状態に偏光した画像表示光を射出するステップと、前記プロジェクタから射出された画像表示光を、入射した光の偏光状態に応じて光を透過する偏光素子に入射させるステップと、前記偏光素子に入射した画像表示光を中間像スクリーンに入射させて、前記中間像スクリーンに中間像を形成するステップと、前記中間像スクリーンで反射した前記中間像に基づく光を虚像として表示させるステップと、を備え、前記プロジェクタから射出された前記画像表示光に基づき、前記中間像スクリーンで反射された虚像と、前記偏光素子で反射した虚像の位置とが重ならないように、前記偏光素子が配置されているものである。
An image display device according to an aspect of the present invention includes a projector that emits image display light polarized in a predetermined polarization state and projects an image according to an image signal, and an image display light emitted from the projector. An intermediate image screen on which an image is formed, and a polarizing element that is disposed in an optical path between the projector and the intermediate image screen and transmits light according to a polarization state of incident light. Based on the emitted image display light, the polarizing element is arranged so that the virtual image reflected by the intermediate image screen and the position of the virtual image reflected by the polarizing element do not overlap.
An image display method according to an aspect of the present invention includes a step of emitting image display light polarized in a predetermined polarization state from a projector, and image display light emitted from the projector according to a polarization state of incident light. Incident light is incident on a polarizing element; incident image display light incident on the polarizing element is incident on an intermediate image screen to form an intermediate image on the intermediate image screen; and reflected by the intermediate image screen Displaying the light based on the intermediate image as a virtual image, and based on the image display light emitted from the projector, the virtual image reflected by the intermediate image screen and the position of the virtual image reflected by the polarizing element The polarizing elements are arranged so that they do not overlap with each other.

本発明によれば、より品質の高い虚像をユーザが認識することができる画像表示装置、及び画像表示方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the image display apparatus and image display method which a user can recognize a higher quality virtual image can be provided.

本実施の形態にかかる画像表示装置を搭載する自動車を模式的に示す図。The figure which shows typically the motor vehicle carrying the image display apparatus concerning this Embodiment. 光束の光路を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the optical path of a light beam. 本実施の形態にかかる画像表示装置の構成を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the structure of the image display apparatus concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる画像表示装置のプロジェクタの光学系を示す図である。It is a figure which shows the optical system of the projector of the image display apparatus concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる画像表示装置の偏光板の配置を説明するための側面図である。It is a side view for demonstrating arrangement | positioning of the polarizing plate of the image display apparatus concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる画像表示装置の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the image display apparatus concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる画像表示装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the image display apparatus concerning this Embodiment.

〈全体構成〉
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、本実施の形態にかかる画像表示装置が、自動車のダッシュボードに搭載されたヘッドアップディスプレイとして説明を行うが、本発明はこれに限られるものではない。画像表示装置は、ダッシュボード以外に箇所に取り付けられていてもよい。例えば、画像表示装置を自動車のルームミラー、又はサンバイザーに取り付けてもよい。さらには、画像表示装置は、自動車以外の車両や、車両以外の他の乗物に取り付けてもよく、他の乗物等に取り付けられていてもよい。
<overall structure>
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the image display device according to the present embodiment is described as a head-up display mounted on a dashboard of an automobile, but the present invention is not limited to this. The image display device may be attached to a place other than the dashboard. For example, the image display device may be attached to a vehicle rearview mirror or sun visor. Furthermore, the image display device may be attached to a vehicle other than an automobile, a vehicle other than the vehicle, or may be attached to another vehicle or the like.

図1は、本発明が想定する画像表示装置100の典型的使用例を模式的に示した図である。画像表示装置100は、自動車1のダッシュボード10上に搭載されている。図1では、運転者Pを観察者としている。画像表示装置100からは所望の画像を表示させるように、生成、調整された画像表示光L1が発射される。   FIG. 1 is a diagram schematically showing a typical use example of an image display apparatus 100 assumed by the present invention. The image display device 100 is mounted on the dashboard 10 of the automobile 1. In FIG. 1, the driver P is an observer. The image display light L1 generated and adjusted so as to display a desired image is emitted from the image display device 100.

この画像表示光L1は、コンバイナ(図1では図示を省略)に射出された後、コンバイナ上で反射されて運転者Pの眼に入射し、網膜上に像を結ぶ。同時に、フロントガラス11には外界からの外光L2も入射して透過していく。したがって、外界からの外光L2と画像表示装置100からの画像表示光L1とがオーバーレイ(重畳)し、運転者Pの視界には外界の実景と画像表示装置100によって生成等された画像とが同時に見えることになる。
なお、以下の説明では、画像表示装置100が自動車1のダッシュボード10上に置かれている状態での方向を基準に説明する。すなわち、自動車1の方向を基準の方向とする。例えば、フロントガラス11側を前方として、運転者P側を後方として説明する。同様に、自動車1のルーフ側を上方とし、地面側を下方とし、自動車1の横方向(左右方向)を側方として説明する。
The image display light L1 is emitted to a combiner (not shown in FIG. 1), then reflected on the combiner, enters the eyes of the driver P, and forms an image on the retina. At the same time, external light L2 from the outside is also incident on and transmitted through the windshield 11. Therefore, the external light L2 from the outside world and the image display light L1 from the image display device 100 are overlaid (superimposed), and a real scene of the outside world and an image generated by the image display device 100 are displayed in the field of view of the driver P. It will be visible at the same time.
In the following description, the description is based on the direction in a state where the image display device 100 is placed on the dashboard 10 of the automobile 1. That is, the direction of the automobile 1 is set as a reference direction. For example, the front glass 11 side will be described as the front, and the driver P side will be described as the rear. Similarly, the description will be made with the roof side of the automobile 1 as the upper side, the ground side as the lower side, and the lateral direction (left-right direction) of the automobile 1 as the side.

次に、画像表示光L1の光路について、図2を用いて説明する。図2は、画像表示光L1の光路を示す図であり、画像表示装置100とその周辺を側方から見た模式図である。画像表示装置100は、プロジェクタ20とスクリーン50とコンバイナ60とを備えている。また、プロジェクタ20はプロジェクタ本体40と投影レンズ32とを備えている。プロジェクタ20を用いることで、小型で高精細な画像を表示することができる。なお、図2では、プレート33にスクリーン50及びプロジェクタ20が取り付けられている。そして、プレート33が、ダッシュボード10上に置かれている。   Next, the optical path of the image display light L1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating an optical path of the image display light L1, and is a schematic view of the image display device 100 and its periphery viewed from the side. The image display apparatus 100 includes a projector 20, a screen 50, and a combiner 60. The projector 20 includes a projector body 40 and a projection lens 32. By using the projector 20, a small and high-definition image can be displayed. In FIG. 2, the screen 50 and the projector 20 are attached to the plate 33. A plate 33 is placed on the dashboard 10.

プロジェクタ本体40は、所定の偏光状態に偏光した画像表示光L1を射出する。また、プロジェクタ本体40には、表示画像に応じた画像信号が外部装置から入力されている。外部装置としては、図示しないカーナビゲーション装置や、メディア再生装置等が考えられる。そして、投影レンズ32は、画像信号に基づく画像表示光L1をスクリーン50に射出することで、画像信号に応じた画像をスクリーン50に投影する。図2では、プロジェクタ20は、自動車1の後方側に光を射出している。プロジェクタ20からの画像表示光L1によって、スクリーン50には画像信号に基づく中間像Rが形成される。図2には中間像の一例として、スクリーン50にカーナビゲーション装置から入力された画像信号に基づく左折を示す矢印の中間像Rが形成されている様子を示す。   The projector main body 40 emits image display light L1 polarized in a predetermined polarization state. In addition, an image signal corresponding to a display image is input to the projector main body 40 from an external device. As an external device, an unillustrated car navigation device, a media playback device, or the like can be considered. Then, the projection lens 32 projects an image corresponding to the image signal onto the screen 50 by emitting image display light L1 based on the image signal onto the screen 50. In FIG. 2, the projector 20 emits light to the rear side of the automobile 1. An intermediate image R based on the image signal is formed on the screen 50 by the image display light L1 from the projector 20. As an example of the intermediate image, FIG. 2 shows a state in which an intermediate image R of an arrow indicating a left turn based on an image signal input from the car navigation apparatus is formed on the screen 50.

スクリーン50には中間像Rの実像が結像する。スクリーン50に投影される中間像Rとしては、運転に関する情報、例えば、カーナビゲーションの矢印や運転速度等とすることができる。あるいは、ナビゲーションの地図情報や、無線を介して受信された道路混雑情報などを中間像Rとしてもよい。   A real image of the intermediate image R is formed on the screen 50. The intermediate image R projected on the screen 50 may be information related to driving, for example, an arrow for car navigation, a driving speed, or the like. Alternatively, navigation map information or road congestion information received via radio may be used as the intermediate image R.

スクリーン50は、反射型拡散スクリーンである。従って、スクリーン50に入射した画像表示光L1は、拡散反射される。反射型拡散スクリーンであるスクリーン50としては、例えば、表面が粗面加工されたスクリーン、ビーズスクリーン、又はホログラムスクリーンを用いることができる。プロジェクタ20がスクリーン50の表面上に中間像Rを拡大投影する。そして、スクリーン50は、自動車の前方、すなわち、フロントガラス11の方向に、画像表示光L1を反射する。   The screen 50 is a reflective diffusion screen. Accordingly, the image display light L1 incident on the screen 50 is diffusely reflected. As the screen 50 that is a reflective diffusion screen, for example, a screen whose surface is roughened, a bead screen, or a hologram screen can be used. The projector 20 enlarges and projects the intermediate image R on the surface of the screen 50. The screen 50 reflects the image display light L1 in front of the automobile, that is, in the direction of the windshield 11.

スクリーン50で反射された画像表示光L1は、コンバイナ60に入射する。例えば、コンバイナ60は凹面形状のハーフミラーから形成されている。より具体的には、コンバイナ60は、曲率半径400mmの凹面メニスカス形状のハーフミラーである。   The image display light L <b> 1 reflected by the screen 50 is incident on the combiner 60. For example, the combiner 60 is formed from a concave half mirror. More specifically, the combiner 60 is a concave meniscus half mirror having a radius of curvature of 400 mm.

コンバイナ60は、入射した光の一部を透過し、残りを反射する。コンバイナ60は、スクリーン50から入射した画像表示光L1の一部を運転者Pの方向に反射する。コンバイナ60は、スクリーン50で反射した画像表示光L1によって、中間像Rに係る虚像Iを表示させる。これにより、運転者Pはフロントガラス11の前方に、虚像Iを拡大観察する。運転者Pは、虚像Iをフロントガラス11及びコンバイナ60越しに認識することができる。運転者Pは、あたかもフロントガラス11の前方空間上に、中間像Rがあるかのように見ることができる。例えば、運転者Pの1〜2m先に虚像Iが形成される。これにより、運転者Pが前方から視線をそらすことなく、運転情報を確認することができる。   The combiner 60 transmits part of the incident light and reflects the rest. The combiner 60 reflects a part of the image display light L1 incident from the screen 50 in the direction of the driver P. The combiner 60 displays the virtual image I related to the intermediate image R by the image display light L <b> 1 reflected by the screen 50. As a result, the driver P magnifies and observes the virtual image I in front of the windshield 11. The driver P can recognize the virtual image I through the windshield 11 and the combiner 60. The driver P can see the intermediate image R as if it were in the front space of the windshield 11. For example, the virtual image I is formed 1-2 m ahead of the driver P. Accordingly, the driving information can be confirmed without the driver P turning away from the front.

太陽70からの外光が、フロントガラス11を介してスクリーン50に直接差し込みこむことがある。スクリーン50に入射した外光は、スクリーン50で拡散反射される。画像表示光L1以外の外光がスクリーン50で拡散反射されるとノイズ光となり、画像表示光L1に基づき認識される画像のコントラストの低下を招いてしまう。すなわち、スクリーン50で拡散反射した外光が、コンバイナ60で反射されて運転者Pの瞳に入射してしまう。特に、太陽光は高輝度であるため、太陽光が直接スクリーン50に入射すると、運転者Pが虚像Iを見づらく(認識しづらく)なってしまう。   External light from the sun 70 may be directly inserted into the screen 50 through the windshield 11. External light incident on the screen 50 is diffusely reflected by the screen 50. When outside light other than the image display light L1 is diffusely reflected by the screen 50, it becomes noise light, and the contrast of the image recognized based on the image display light L1 is lowered. That is, the external light diffusely reflected by the screen 50 is reflected by the combiner 60 and enters the driver P's pupil. In particular, since sunlight has high brightness, when sunlight directly enters the screen 50, the driver P has difficulty in seeing (recognizing) the virtual image I.

そこで、本実施の形態に係る画像表示装置100は、図3に示すように、偏光板51を備えている。偏光板51は、スクリーン50からコンバイナ60までの画像表示光L1の光路中に配置されている。ここでは、偏光板51がスクリーン50の前面に取り付けられている。   Therefore, the image display device 100 according to the present embodiment includes a polarizing plate 51 as shown in FIG. The polarizing plate 51 is disposed in the optical path of the image display light L 1 from the screen 50 to the combiner 60. Here, the polarizing plate 51 is attached to the front surface of the screen 50.

偏光板51は、入射した光の偏光状態に応じて光を透過する偏光素子である。例えば、偏光板51は、透過軸と一致する方向の直線偏光成分を透過する。従って、偏光板51は、不要偏光の光を反射又は吸収する。プロジェクタ本体40から射出された画像表示光L1は直線偏光となっている。偏光板51の配置方向は画像表示光L1の偏光方向に合わせられている。すなわち、投影レンズ32の光軸と垂直な平面において、直線偏光の画像表示光L1の偏光軸が、偏光板51の透過軸と平行となっている。従って、スクリーン50に入射した画像表示光L1のほとんどが偏光板51を透過する。プロジェクタ本体40から射出された画像表示光L1のほとんどが偏光板51を透過して、スクリーン50に入射する。そして、スクリーン50で拡散反射された画像表示光L1のほとんどが偏光板51を透過して、コンバイナ60に入射する。   The polarizing plate 51 is a polarizing element that transmits light according to the polarization state of incident light. For example, the polarizing plate 51 transmits a linearly polarized light component in a direction that coincides with the transmission axis. Therefore, the polarizing plate 51 reflects or absorbs unnecessary polarized light. The image display light L1 emitted from the projector main body 40 is linearly polarized light. The arrangement direction of the polarizing plate 51 is matched with the polarization direction of the image display light L1. That is, on the plane perpendicular to the optical axis of the projection lens 32, the polarization axis of the linearly polarized image display light L 1 is parallel to the transmission axis of the polarizing plate 51. Accordingly, most of the image display light L 1 incident on the screen 50 passes through the polarizing plate 51. Most of the image display light L1 emitted from the projector main body 40 passes through the polarizing plate 51 and enters the screen 50. Then, most of the image display light L 1 diffusely reflected by the screen 50 passes through the polarizing plate 51 and enters the combiner 60.

一方、太陽70から発せされた外光L2は、無偏光となっている。このため、偏光板51は、外光L2のほぼ半分を吸収、又は透過する。例えば、偏光板51が反射型の偏光板51であるとする。この場合、外光L2のほぼ半分は、偏光板51の表面で反射されて下方に向かう。そして、外光L2はプレート33に入射する。従って、偏光板51で反射した外光L2は、画像表示光L1の光路から外れる。なお、偏光板51を吸収型の偏光板とした場合、外光L2のほぼ半分は、偏光板51で吸収される。外光L2のほぼ半分は、画像表示光L1による虚像Iの形成には、寄与しなくなる。これにより、外光L2の影響を軽減することができ、高いコントラストで虚像Iを表示させることができる。   On the other hand, the external light L2 emitted from the sun 70 is non-polarized light. For this reason, the polarizing plate 51 absorbs or transmits almost half of the external light L2. For example, it is assumed that the polarizing plate 51 is a reflective polarizing plate 51. In this case, almost half of the external light L2 is reflected by the surface of the polarizing plate 51 and travels downward. Then, the external light L2 enters the plate 33. Accordingly, the external light L2 reflected by the polarizing plate 51 deviates from the optical path of the image display light L1. When the polarizing plate 51 is an absorption-type polarizing plate, almost half of the external light L2 is absorbed by the polarizing plate 51. Almost half of the external light L2 does not contribute to the formation of the virtual image I by the image display light L1. Thereby, the influence of the external light L2 can be reduced and the virtual image I can be displayed with high contrast.

〈プロジェクタ20の光学系〉
次に、図4を用いて、プロジェクタ20の光学系について説明する。図4に示すように、プロジェクタ本体40は、光源21、コリメータレンズ22、フィルタ23、反射型偏光板24、フライアイレンズ25、反射板26、フィールドレンズ27、反射型偏光板28、位相補償板29、表示素子30、アナライザ31、及び投影レンズ32を備えている。例えば、表示素子30はLCOS(Liquid Crystal On Silicon)デバイス等の反射型の液晶表示素子である。なお、表示素子30として、DMD(Digital Micromirror Device)等を用いてもよい。その場合、液要する表示素子に応じた光学系及び駆動回路で構成するものとする。
<Optical System of Projector 20>
Next, the optical system of the projector 20 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the projector main body 40 includes a light source 21, a collimator lens 22, a filter 23, a reflective polarizing plate 24, a fly-eye lens 25, a reflective plate 26, a field lens 27, a reflective polarizing plate 28, and a phase compensation plate. 29, a display element 30, an analyzer 31, and a projection lens 32. For example, the display element 30 is a reflective liquid crystal display element such as an LCOS (Liquid Crystal On Silicon) device. Note that a DMD (Digital Micromirror Device) or the like may be used as the display element 30. In that case, the optical system and the drive circuit are configured according to the display element that requires liquid.

光源21は、例えば、LED(Light Emitting Diode)を有している。具体的には、光源21は、波長430〜440nmの光を射出する青色LED素子を有している。さらに、光源21は、YAG(Yttrium Alminium Garnet)等の蛍光体を有している。そして、青色LED素子から射出した光は、蛍光体に入射する。蛍光体は、入射光に応じた蛍光を発光する。青色光が蛍光体に入射すると、蛍光体は青色光よりも長波長の光(例えば、緑色から赤色)の蛍光を発光する。より具体的には、波長550±50nmの蛍光が発生する。光源21は、一般の照明用途で用いられている白色LEDを用いることができる。光源21は、例えば、±90°の拡がり角を持った光を射出する。   The light source 21 includes, for example, an LED (Light Emitting Diode). Specifically, the light source 21 has a blue LED element that emits light having a wavelength of 430 to 440 nm. Furthermore, the light source 21 has a phosphor such as YAG (Yttrium Aluminum Garnet). And the light inject | emitted from the blue LED element injects into fluorescent substance. The phosphor emits fluorescence corresponding to incident light. When blue light is incident on the phosphor, the phosphor emits fluorescent light having a wavelength longer than that of the blue light (for example, green to red). More specifically, fluorescence with a wavelength of 550 ± 50 nm is generated. The light source 21 may be a white LED that is used in general lighting applications. The light source 21 emits light having a divergence angle of ± 90 °, for example.

コリメータレンズ22は、光源21からの光をほぼ平行な光線束にする。ここでは、コリメータレンズ22が3枚設けられている例を示しているが、コリメータレンズ22の枚数は特に限定されるものではない。ここでコリメータレンズ22の枚数は、1枚、又は2枚でもよく、4枚以上でもよい。コリメータレンズ22の光は、フィルタ23に入射する。   The collimator lens 22 turns the light from the light source 21 into a substantially parallel light beam. Here, an example in which three collimator lenses 22 are provided is shown, but the number of collimator lenses 22 is not particularly limited. Here, the number of collimator lenses 22 may be one, two, or four or more. The light from the collimator lens 22 enters the filter 23.

フィルタ23は、波長に応じて光をカットする波長フィルタである。具体的には、フィルタ23は、赤外光、及び紫外光を反射して、可視光を透過する。よって、可視光のみが後段の投射光学系に入射する。例えば、フィルタ23として、ダイクロイックフィルタを用いることができる。   The filter 23 is a wavelength filter that cuts light according to the wavelength. Specifically, the filter 23 reflects infrared light and ultraviolet light and transmits visible light. Therefore, only visible light enters the subsequent projection optical system. For example, a dichroic filter can be used as the filter 23.

フィルタ23を透過した可視光は、反射型偏光板24に入射する。反射型偏光板24は、光の偏光状態に応じて、光を透過する。反射型偏光板24は、透過軸の方向の直線偏光成分を透過し、それ以外の偏光成分を反射する。よって、反射型偏光板24を通過した光は、直線偏光となる。すなわち、フィルタ23を透過した光は、透過軸の方向を反射型偏光板24の偏光軸とした直線偏光となる。   Visible light that has passed through the filter 23 enters the reflective polarizing plate 24. The reflective polarizing plate 24 transmits light according to the polarization state of light. The reflective polarizing plate 24 transmits linearly polarized light components in the direction of the transmission axis and reflects other polarized light components. Therefore, the light that has passed through the reflective polarizing plate 24 becomes linearly polarized light. That is, the light transmitted through the filter 23 becomes linearly polarized light with the direction of the transmission axis as the polarization axis of the reflective polarizing plate 24.

ここで、コリメータレンズ22で平行な光線束になった光が、フィルタ23に入射している。従って、フィルタ23で反射した光が、コリメータレンズ22の方向に戻される。コリメータレンズ22からの戻り光は、光源21の蛍光体に入射する。蛍光体に入射した紫外光は、蛍光体で別の波長となって、コリメータレンズ22に入射する。すなわち、フィルタ23でカットされた紫外光によって、光源21から可視光の蛍光が発光する。そして、可視光の蛍光がコリメータレンズ22で平行な光線束となる。このような構成を用いることで、フィルタ23でカットされた光を再利用することができる。   Here, the light that has become a parallel light bundle by the collimator lens 22 is incident on the filter 23. Accordingly, the light reflected by the filter 23 is returned to the direction of the collimator lens 22. The return light from the collimator lens 22 enters the phosphor of the light source 21. The ultraviolet light incident on the phosphor has a different wavelength in the phosphor and enters the collimator lens 22. That is, visible light fluorescence is emitted from the light source 21 by the ultraviolet light cut by the filter 23. Then, the fluorescence of visible light becomes a parallel light bundle by the collimator lens 22. By using such a configuration, the light cut by the filter 23 can be reused.

さらに、反射型偏光板24で、所定の偏光成分以外の光はフィルタ23の方向に戻される。よって、反射型偏光板24で反射された光は、反射型偏光板24、及びフィルタ23を通って、光源21の蛍光体に入射する。蛍光発生時には、戻り光の偏光状態が変化する。従って、反射型偏光板24で反射された光は、光源21の蛍光体に入射する。より長波長の蛍光が発光し、この蛍光は可視光を含む。そして、可視光の蛍光は、コリメータレンズ22、及びフィルタ23を介して、反射型偏光板24に再度入射する。このような構成を用いることで、反射型偏光板24で反射された光を再利用することができる。   Further, light other than a predetermined polarization component is returned to the filter 23 by the reflective polarizing plate 24. Therefore, the light reflected by the reflective polarizing plate 24 enters the phosphor of the light source 21 through the reflective polarizing plate 24 and the filter 23. When fluorescence is generated, the polarization state of the return light changes. Accordingly, the light reflected by the reflective polarizing plate 24 enters the phosphor of the light source 21. Longer wavelength fluorescence is emitted and this fluorescence includes visible light. Then, the visible light fluorescence enters the reflective polarizing plate 24 again via the collimator lens 22 and the filter 23. By using such a configuration, the light reflected by the reflective polarizing plate 24 can be reused.

このように、コリメータレンズ22の後にフィルタ23を配置して、フィルタ23の直後に反射型偏光板24を配置している。このような構成によって光を高効率でLEDの蛍光体に戻すことを可能にし、再利用することで、画像表示光L1の輝度を高くすることができる。よって、明るさの向上、及び省電力化を実現することができる。また、コリメータレンズ22で略略平行光束となった光が、フィルタ23と反射型偏光板24に入射している。従って、フィルタ23と反射型偏光板24からの戻り光を効率よく蛍光体に入射させることができる。この構成によって、輝度を約20%向上することができる。   As described above, the filter 23 is disposed after the collimator lens 22, and the reflective polarizing plate 24 is disposed immediately after the filter 23. With such a configuration, it is possible to return light to the LED phosphor with high efficiency, and the luminance of the image display light L1 can be increased by reuse. Therefore, improvement in brightness and power saving can be realized. Further, the light that has become a substantially parallel light beam by the collimator lens 22 is incident on the filter 23 and the reflective polarizing plate 24. Therefore, the return light from the filter 23 and the reflective polarizing plate 24 can be efficiently incident on the phosphor. With this configuration, the luminance can be improved by about 20%.

反射型偏光板24で直線偏光になった光は、フライアイレンズ25に入射する。フライアイレンズ25は、同一の単レンズがアレイ状に配列されたレンズ体である。フライアイレンズ25は、表示素子30上で光を効率よく利用するために、光を集光する。例えば、フライアイレンズ25は、表示素子30の画素に対応する単レンズを有している。これにより、表示素子30上の各画素に光を集光することができる。フライアイレンズ25は、ポリカーボネイト等の樹脂によって形成されている。フィルタ23で紫外光がカットされた光が、フライアイレンズ25に入射する。フィルタ23の後段に、フライアイレンズ25を配置する。以上の構成により、ポリカーボネイト等で形成されたフライアイレンズ25が紫外光によって劣化するのを防ぐことができる。   The light that has been linearly polarized by the reflective polarizing plate 24 enters the fly-eye lens 25. The fly-eye lens 25 is a lens body in which identical single lenses are arranged in an array. The fly-eye lens 25 collects light in order to efficiently use light on the display element 30. For example, the fly-eye lens 25 has a single lens corresponding to the pixel of the display element 30. Thereby, light can be condensed on each pixel on the display element 30. The fly-eye lens 25 is made of a resin such as polycarbonate. The light whose ultraviolet light has been cut by the filter 23 enters the fly-eye lens 25. A fly-eye lens 25 is disposed after the filter 23. With the above configuration, the fly-eye lens 25 formed of polycarbonate or the like can be prevented from being deteriorated by ultraviolet light.

フライアイレンズ25を透過した光は反射板26で反射されて、フィールドレンズ27に入射する。なお、プロジェクタ20を設置するスペースに応じて、反射板26を不要とすることもできる。フィールドレンズ27は、反射板26からの光を屈折して、表示素子30に効率よく入射させる。図4hでは、フィールドレンズ27が2枚設けられている構成を示しているが、フィールドレンズ27の枚数は特に限定されるものではない。例えば、1枚のフィールドレンズ27を用いる構成であってもよい。   The light transmitted through the fly-eye lens 25 is reflected by the reflecting plate 26 and enters the field lens 27. It should be noted that the reflector 26 can be omitted depending on the space where the projector 20 is installed. The field lens 27 refracts the light from the reflection plate 26 and efficiently enters the display element 30. FIG. 4h shows a configuration in which two field lenses 27 are provided, but the number of field lenses 27 is not particularly limited. For example, a configuration using one field lens 27 may be used.

フィールドレンズ27からの光は、反射型偏光板28に入射する。反射型偏光板28は、反射型偏光板24と同様の偏光素子であり、偏光状態に応じて光を透過する。すなわち、反射型偏光板28は、透過軸の方向の直線偏光成分を透過し、それ以外の偏光成分を反射する。そして、反射型偏光板24を透過した直線偏光が、反射型偏光板28を透過するように、反射型偏光板28が設置されている。すなわ、光学系において、反射型偏光板24と反射型偏光板28の透過軸は一致している。これにより、光を効率よく利用することができる。   Light from the field lens 27 enters the reflective polarizing plate 28. The reflective polarizing plate 28 is a polarizing element similar to the reflective polarizing plate 24 and transmits light according to the polarization state. That is, the reflective polarizing plate 28 transmits linearly polarized light components in the direction of the transmission axis and reflects other polarized light components. The reflective polarizing plate 28 is installed so that the linearly polarized light transmitted through the reflective polarizing plate 24 is transmitted through the reflective polarizing plate 28. That is, in the optical system, the transmission axes of the reflective polarizing plate 24 and the reflective polarizing plate 28 coincide. Thereby, light can be used efficiently.

反射型偏光板28を通過した光は、位相補償板29を介して、表示素子30に入射する。表示素子30は、例えば、LCOSデバイスである。表示素子30は、画素電極が設けられたシリコン基板30b、及び対向電極が形成された対向基板30aを有している。例えば、対向基板30aは、光を透過するガラス基板によって形成されている。そして、対向基板30aとシリコン基板30bとの間には液晶層が挟持される。典型的な一例では、表示素子30は、800×600画素で、対角0.36インチの反射型液晶パネルである。   The light that has passed through the reflective polarizing plate 28 enters the display element 30 via the phase compensation plate 29. The display element 30 is, for example, an LCOS device. The display element 30 includes a silicon substrate 30b provided with a pixel electrode and a counter substrate 30a provided with a counter electrode. For example, the counter substrate 30a is formed of a glass substrate that transmits light. A liquid crystal layer is sandwiched between the counter substrate 30a and the silicon substrate 30b. In a typical example, the display element 30 is a reflective liquid crystal panel having 800 × 600 pixels and a diagonal of 0.36 inches.

例えば、画素電極は、光を反射するアルミ電極によって形成されている。また、対向電極は、光を透過する透明導電膜によって形成されている。よって、対向基板30aを通過した光は、画素電極で反射される。さらに、シリコン基板30bには、TFT等を有する画素がアレイ状に配列されている。表示素子30に画像信号を供給することで、画素電極毎に所望の電圧が印加される。これにより、画像信号に応じて液晶層が駆動される。ここで、液晶層の状態に応じて、光の偏光状態が変化する。表示素子30は、入力される画像信号に応じて光を変調して、偏光方向を変える。表示素子30で反射された光は、画像信号に応じた偏光状態となって反射される。   For example, the pixel electrode is formed of an aluminum electrode that reflects light. The counter electrode is formed of a transparent conductive film that transmits light. Therefore, the light that has passed through the counter substrate 30a is reflected by the pixel electrode. Furthermore, pixels having TFTs and the like are arranged in an array on the silicon substrate 30b. By supplying an image signal to the display element 30, a desired voltage is applied to each pixel electrode. Thereby, the liquid crystal layer is driven according to the image signal. Here, the polarization state of light changes according to the state of the liquid crystal layer. The display element 30 modulates light according to the input image signal and changes the polarization direction. The light reflected by the display element 30 is reflected in a polarization state corresponding to the image signal.

なお、表示素子30で反射された光は、位相補償板29を介して、反射型偏光板28に入射する。位相補償板29は、光の位相のずれを補償する位相差板である。例えば、表示素子30に対する入射角の違いによる偏光状態に違いが位相補償板29によって補正される。これにより、コントラストを向上することができる。反射型偏光板28は、上記の通り、透過軸方向の直線偏光成分を透過して、それ以外の成分の光を反射する。表示素子30が偏光状態を変化させて反射しているため、表示素子30からの光は反射型偏光板28で反射する。従って、反射型偏光板28で反射される反射光は、画像信号に応じて変調されている。すなわち、反射型偏光板28で投影レンズ32の方向に反射する成分と反射型偏光板28を透過する成分との割合を、表示素子30が制御する。反射型偏光板28と通過した光は、画像信号に応じた階調となる。   The light reflected by the display element 30 enters the reflective polarizing plate 28 via the phase compensation plate 29. The phase compensation plate 29 is a phase difference plate that compensates for a phase shift of light. For example, the phase compensation plate 29 corrects the difference in the polarization state due to the difference in the incident angle with respect to the display element 30. Thereby, contrast can be improved. As described above, the reflective polarizing plate 28 transmits the linearly polarized light component in the transmission axis direction and reflects light of other components. Since the display element 30 is reflected by changing the polarization state, the light from the display element 30 is reflected by the reflective polarizing plate 28. Therefore, the reflected light reflected by the reflective polarizing plate 28 is modulated according to the image signal. That is, the display element 30 controls the ratio of the component reflected in the direction of the projection lens 32 by the reflective polarizing plate 28 and the component transmitted through the reflective polarizing plate 28. The light that has passed through the reflective polarizing plate 28 has a gradation corresponding to the image signal.

反射型偏光板28で反射された光は、アナライザ31で高コントラス化されて、投影レンズ32に入射する。なお、アナライザ31は、光学系の光軸に対して傾斜している。従って、アナライザ31からの戻り光が、表示素子30で反射されたとしても、投影レンズ32の外側を通過する。これにより、ゴーストの発生を防ぐことができる。   The light reflected by the reflective polarizing plate 28 is made high contrast by the analyzer 31 and enters the projection lens 32. The analyzer 31 is inclined with respect to the optical axis of the optical system. Therefore, even if the return light from the analyzer 31 is reflected by the display element 30, it passes outside the projection lens 32. Thereby, generation | occurrence | production of a ghost can be prevented.

投影レンズ32、例えば、複数のレンズを有しており、プロジェクタ本体40からの画像をスクリーン50上に拡大投影する。ここでは、運転者Pから2m離れた位置に約10インチ(25.4cm)に拡大された虚像を運転者Pが観察することができる。このように、プロジェクタ20は、所定の偏光状態に偏光した画像表示光を射出して、画像信号に応じた画像を投影させる。そして、上記したように、スクリーン50には、プロジェクタ20からの画像表示光によって中間像Rが形成される。   The projection lens 32 has a plurality of lenses, for example, and magnifies and projects an image from the projector main body 40 onto the screen 50. Here, the driver P can observe a virtual image enlarged to about 10 inches (25.4 cm) at a position 2 m away from the driver P. As described above, the projector 20 emits image display light polarized in a predetermined polarization state, and projects an image corresponding to the image signal. As described above, the intermediate image R is formed on the screen 50 by the image display light from the projector 20.

〈偏光板51〉
次に、スクリーン50の前面側に配置された偏光板51について、図5〜図7を用いて説明する。図5は、光線束の光路を説明するための側面図である。図6は、スクリーン50の前面側における偏光板51の配置を示す側面図である。図7は、スクリーン50の前面側における偏光板51の配置を示す斜視図である。
<Polarizing plate 51>
Next, the polarizing plate 51 arrange | positioned at the front side of the screen 50 is demonstrated using FIGS. FIG. 5 is a side view for explaining the optical path of the light bundle. FIG. 6 is a side view showing the arrangement of the polarizing plates 51 on the front side of the screen 50. FIG. 7 is a perspective view showing the arrangement of the polarizing plates 51 on the front side of the screen 50.

図6、図7に示すように、プロジェクタ本体40はプレート33に取り付けられている。本実施の形態では、例えば、プレート33が図1のダッシュボード10上に固定される。プレート33には、スクリーン50が固定されている。例えば、スクリーン50は、鉛直上方に立設されている。さらに、スクリーン50の前面には、偏光板51が配置されている。   As shown in FIGS. 6 and 7, the projector main body 40 is attached to the plate 33. In the present embodiment, for example, the plate 33 is fixed on the dashboard 10 of FIG. A screen 50 is fixed to the plate 33. For example, the screen 50 is erected vertically upward. Further, a polarizing plate 51 is disposed on the front surface of the screen 50.

偏光板51は、ホルダ52によって、スクリーン50に取り付けられている。ホルダ52は、偏光板51がスクリーン50に対して傾斜するように、偏光板51をスクリーン50に固定する。すなわち、図6に示すように、偏光板51の表面がスクリーン50の表面から傾いている。図6に示すように、側面視において、ホルダ52は、くさび状になっている。こうすることで、偏光板51の表面とスクリーン50の表面が平行にならない。すなわち、偏光板51の光を反射する光反射面を、スクリーン50の結像面に対して傾けることができる。   The polarizing plate 51 is attached to the screen 50 by a holder 52. The holder 52 fixes the polarizing plate 51 to the screen 50 so that the polarizing plate 51 is inclined with respect to the screen 50. That is, as shown in FIG. 6, the surface of the polarizing plate 51 is inclined from the surface of the screen 50. As shown in FIG. 6, the holder 52 has a wedge shape in a side view. By doing so, the surface of the polarizing plate 51 and the surface of the screen 50 do not become parallel. That is, the light reflecting surface that reflects the light of the polarizing plate 51 can be tilted with respect to the imaging surface of the screen 50.

また、プロジェクタ20の上方にはコンバイナ60が設置されている。コンバイナ60は、角度調整機構61を介して、プレート33に取り付けられている。角度調整機構61は、コンバイナ60の角度を調整する。すなわち、角度調整機構61を回転軸として、コンバイナ60のあおり角が調整される。これにより、運転者Pに対する虚像Iの形成位置を変えることができる。運転者Pや周囲の状況に応じて、運転者Pが虚像Iを適切な位置で観察することができる。例えば、運転者Pの座高に応じて、コンバイナ60の角度を調整することができる。   A combiner 60 is installed above the projector 20. The combiner 60 is attached to the plate 33 via the angle adjustment mechanism 61. The angle adjustment mechanism 61 adjusts the angle of the combiner 60. That is, the tilt angle of the combiner 60 is adjusted using the angle adjusting mechanism 61 as a rotation axis. Thereby, the formation position of the virtual image I with respect to the driver P can be changed. The driver P can observe the virtual image I at an appropriate position in accordance with the driver P and surrounding conditions. For example, the angle of the combiner 60 can be adjusted according to the sitting height of the driver P.

プロジェクタ20からの画像表示光L1は、偏光板51を介して、スクリーン50に入射する。ここでは、偏光板51が吸収型偏光板となっている。従って、偏光板51は、所定の透過軸と平行な直線偏光成分を透過して、それ以外の偏光成分を吸収する。偏光板51の透過軸は反射型偏光板28の透過軸に対応している。すなわち、偏光板51の透過軸と反射型偏光板28の透過軸は平行になっており、偏光板51はプロジェクタ20からの直線偏光の画像表示光L1を透過する。これにより、プロジェクタ20から入射した画像表示光L1を効率よく利用することができる。   Image display light L <b> 1 from the projector 20 enters the screen 50 via the polarizing plate 51. Here, the polarizing plate 51 is an absorption-type polarizing plate. Accordingly, the polarizing plate 51 transmits the linearly polarized light component parallel to the predetermined transmission axis and absorbs the other polarized light component. The transmission axis of the polarizing plate 51 corresponds to the transmission axis of the reflective polarizing plate 28. That is, the transmission axis of the polarizing plate 51 and the transmission axis of the reflective polarizing plate 28 are parallel, and the polarizing plate 51 transmits the linearly polarized image display light L1 from the projector 20. Thereby, the image display light L1 incident from the projector 20 can be efficiently used.

偏光板51を透過した画像表示光L1によって、スクリーン50に中間像Rの実像が形成される。ここで、プロジェクタ20から射出した画像表示光L1のうち、スクリーン50で反射した画像表示光を画像表示光L3とする。スクリーン50で反射された画像表示光L3は、偏光板51を介して、コンバイナ60に入射する。コンバイナ60に入射した画像表示光L3の一部は、運転者Pの方向に反射される。よって、コンバイナ60がスクリーン50に形成された中間像Rの虚像を、運転者Pの前方に表示させる。   A real image of the intermediate image R is formed on the screen 50 by the image display light L1 transmitted through the polarizing plate 51. Here, of the image display light L1 emitted from the projector 20, the image display light reflected by the screen 50 is referred to as an image display light L3. The image display light L3 reflected by the screen 50 enters the combiner 60 via the polarizing plate 51. A part of the image display light L3 incident on the combiner 60 is reflected in the direction of the driver P. Therefore, the combiner 60 displays the virtual image of the intermediate image R formed on the screen 50 in front of the driver P.

プロジェクタ20から偏光板51に入射した画像表示光L1の一部は、偏光板51の表面で反射する。通常、偏光板は平行平板のガラス基板によって形成されており、反射防止膜を施した場合でも数%程度の表面反射率を有している。例えば、偏光板51はガラス板に吸収タイプの偏光板が貼り合わされて構成されており、そのガラス板が約1パーセントの表面反射率を有している。そのため、プロジェクタ20から偏光板51に入射した画像表示光L1の一部はスクリーン50で結像する手前で反射されることになる。ここで、プロジェクタ20から射出した画像表示光L1のうち、偏光板51で反射した光を反射光L4とする。なお、図5では、反射光L4を点線で示している。   A part of the image display light L 1 incident on the polarizing plate 51 from the projector 20 is reflected on the surface of the polarizing plate 51. Usually, the polarizing plate is formed of a parallel flat glass substrate, and has a surface reflectance of about several percent even when an antireflection film is applied. For example, the polarizing plate 51 is configured by adhering an absorption-type polarizing plate to a glass plate, and the glass plate has a surface reflectance of about 1 percent. Therefore, a part of the image display light L1 incident on the polarizing plate 51 from the projector 20 is reflected before being imaged on the screen 50. Here, of the image display light L1 emitted from the projector 20, light reflected by the polarizing plate 51 is referred to as reflected light L4. In FIG. 5, the reflected light L4 is indicated by a dotted line.

偏光板51が反射した反射光L4がコンバイナ60に入射すると、ユーザが認識する虚像のコントラストが低下する要因となってしまう。そこで、本実施の形態では、偏光板51の設置角度を、スクリーン50の表面の角度から傾けている。すなわち、偏光板51が、スクリーン50の表面の角度から傾いて設置されている。ここでは、偏光板51の表面が下側(プロジェクタ20側)を向くように配置している。よって、偏光板51の反射光L4がコンバイナ60の下側、例えば、コンバイナ60とプロジェクタ20との間周辺に入射する。   When the reflected light L4 reflected by the polarizing plate 51 enters the combiner 60, the contrast of the virtual image recognized by the user is reduced. Therefore, in the present embodiment, the installation angle of the polarizing plate 51 is inclined from the angle of the surface of the screen 50. That is, the polarizing plate 51 is installed inclined from the angle of the surface of the screen 50. Here, it arrange | positions so that the surface of the polarizing plate 51 may face a lower side (projector 20 side). Therefore, the reflected light L4 of the polarizing plate 51 is incident on the lower side of the combiner 60, for example, the periphery between the combiner 60 and the projector 20.

これにより、虚像Iを構成する光線束の光路から、偏光板51で反射した光線束の光路の少なくとも一部が外れるようになる。換言すると、偏光板51で反射した光の光路の少なくとも一部が、虚像Iを構成する光の光路と一致しないように、スクリーン50が配置されている。プロジェクタ20から射出した画像表示光L1のうち、反射光L4の光線束の光路と画像表示光L3の光線束の光路とが分岐することになる。反射光L4の光線束の少なくとも一部が、コンバイナ60に入射せずに、コンバイナ60の外側を通過するようになる。換言すると、反射光L4の少なくとも一部は、コンバイナ60から運転者Pまでの光路外を伝播するようになる。   As a result, at least part of the optical path of the light beam reflected by the polarizing plate 51 deviates from the optical path of the light beam constituting the virtual image I. In other words, the screen 50 is arranged so that at least a part of the optical path of the light reflected by the polarizing plate 51 does not coincide with the optical path of the light constituting the virtual image I. Of the image display light L1 emitted from the projector 20, the light path of the reflected light L4 and the light path of the image display light L3 are branched. At least a part of the light beam of the reflected light L4 does not enter the combiner 60 but passes through the outside of the combiner 60. In other words, at least part of the reflected light L4 propagates outside the optical path from the combiner 60 to the driver P.

また、反射光L4の光線束の一部がコンバイナ60に入射して、運転者Pの方向に反射したとしても、運転者Pの瞳に向かう反射光L4の方向が、運転者Pの瞳に向かう画像表示光L3の方向から大きくずれることになる。反射光L4による虚像(例えば、投影レンズ32の絞り等)の位置は、画像表示光L3による虚像Iの位置からずれる。このため、反射光L4による虚像と画像表示光L3による虚像Iの位置とが重ならない状態で、運転者Pが画像を視認することができる。よって、画像表示光L3による中間像Rの虚像のコントラストの低下を防ぐことができる。これにより、運転者Pが運転情報を確実に視認することができる。   Further, even if a part of the light beam of the reflected light L4 enters the combiner 60 and is reflected in the direction of the driver P, the direction of the reflected light L4 toward the driver P's pupil is on the driver P's pupil. It will deviate greatly from the direction of the image display light L3 which goes. The position of the virtual image (for example, the aperture of the projection lens 32) by the reflected light L4 is deviated from the position of the virtual image I by the image display light L3. For this reason, the driver | operator P can visually recognize an image in the state in which the virtual image by reflected light L4 and the position of the virtual image I by image display light L3 do not overlap. Therefore, it is possible to prevent a decrease in contrast of the virtual image of the intermediate image R due to the image display light L3. Thereby, the driver | operator P can visually recognize driving information reliably.

さらに、反射光L4の光線束の光路が、コンバイナ60から外れるようにすることが好ましい。すなわち、反射光L4の光線束の全てが、コンバイナ60に入射しないように、偏光板51の取り付け角度を設定する。偏光板51で反射した光の光路上にコンバイナ60が位置しないように偏光板51を配置する。こうすることで、偏光板51による反射光L4がコンバイナ60を介して、運転者Pの瞳に入射されなくなる。このように、反射光L4の光線束をコンバイナ60の外側を通過させることで、反射光L4による虚像が視認されなくなる。これにより、画像表示光L3による虚像Iのコントラストを高くすることができる。特に、偏光板51の表面反射での反射光L4は拡散されないため、画像表示光L3よりも単位面積として高輝度になることもある。このような場合でも、コントラストの低下を防ぐことができる。   Furthermore, it is preferable that the optical path of the light bundle of the reflected light L4 is deviated from the combiner 60. That is, the mounting angle of the polarizing plate 51 is set so that the entire light beam of the reflected light L4 does not enter the combiner 60. The polarizing plate 51 is arranged so that the combiner 60 is not positioned on the optical path of the light reflected by the polarizing plate 51. By doing so, the reflected light L4 from the polarizing plate 51 is not incident on the pupil of the driver P via the combiner 60. Thus, by passing the light bundle of the reflected light L4 through the outside of the combiner 60, the virtual image by the reflected light L4 is not visually recognized. Thereby, the contrast of the virtual image I by the image display light L3 can be increased. In particular, since the reflected light L4 due to the surface reflection of the polarizing plate 51 is not diffused, the brightness may be higher as a unit area than the image display light L3. Even in such a case, a decrease in contrast can be prevented.

なお、画像表示装置100は、通常の自動車に限らず、その他の特殊車両など、他の乗物に搭載されていてもよい。以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。   The image display device 100 is not limited to a normal automobile, and may be mounted on other vehicles such as other special vehicles. As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

1 自動車
10 ダッシュボード
11 フロントガラス
20 プロジェクタ
21 光源
22 コリメータレンズ
23 フィルタ
24 反射型偏光板
25 フライアイレンズ
26 反射板
27 フィールドレンズ
28 反射型偏光板
29 位相補償板
30 表示素子
31 アナライザ
32 投影レンズ
33 プレート
40 プロジェクタ本体
50 スクリーン
51 偏光板
52 ホルダ
60 コンバイナ
61 角度調整機構
100 画像表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Car 10 Dashboard 11 Windshield 20 Projector 21 Light source 22 Collimator lens 23 Filter 24 Reflective polarizing plate 25 Fly eye lens 26 Reflector 27 Field lens 28 Reflective polarizer 29 Phase compensation plate 30 Display element 31 Analyzer 32 Projection lens 33 Plate 40 Projector body 50 Screen 51 Polarizing plate 52 Holder 60 Combiner 61 Angle adjustment mechanism 100 Image display device

Claims (3)

所定の偏光状態に偏光した画像表示光を射出して、画像信号に応じた画像を投影させるプロジェクタと、
前記プロジェクタから射出される画像表示光によって中間像が形成される中間像スクリーンと、
前記プロジェクタと前記中間像スクリーンとの間の光路中に配置され、入射した光の偏光状態に応じて光を透過する偏光素子と、を備え、
前記プロジェクタから射出された前記画像表示光に基づき、前記中間像スクリーンで反射された虚像と、前記偏光素子で反射した虚像の位置とが重ならないように、前記偏光素子が配置されている画像表示装置。
A projector that emits image display light polarized in a predetermined polarization state and projects an image according to an image signal;
An intermediate image screen on which an intermediate image is formed by image display light emitted from the projector;
A polarizing element disposed in an optical path between the projector and the intermediate image screen and transmitting light according to a polarization state of incident light,
An image display in which the polarizing element is arranged so that the virtual image reflected by the intermediate image screen and the position of the virtual image reflected by the polarizing element do not overlap based on the image display light emitted from the projector apparatus.
前記偏光素子の表面と前記中間像スクリーンの表面とが平行とならないように配置され、
前記中間像スクリーンの表面で反射された前記画像表示光はユーザが視認する位置の虚像を生成し、前記偏光素子の表面で反射した前記画像表示光はユーザが視認する位置からずれた位置に虚像を生成する、
請求項1に記載の画像表示装置。
Arranged so that the surface of the polarizing element and the surface of the intermediate image screen are not parallel,
The image display light reflected by the surface of the intermediate image screen generates a virtual image at a position visually recognized by the user, and the image display light reflected by the surface of the polarizing element is a virtual image at a position shifted from the position visually recognized by the user. Generate
The image display device according to claim 1.
プロジェクタから所定の偏光状態に偏光した画像表示光を射出するステップと、
前記プロジェクタから射出された画像表示光を、入射した光の偏光状態に応じて光を透過する偏光素子に入射させるステップと、
前記偏光素子に入射した画像表示光を中間像スクリーンに入射させて、前記中間像スクリーンに中間像を形成するステップと、
前記中間像スクリーンで反射した前記中間像に基づく光を虚像として表示させるステップと、を備え、
前記プロジェクタから射出された前記画像表示光に基づき、前記中間像スクリーンで反射された虚像と、前記偏光素子で反射した虚像の位置とが重ならないように、前記偏光素子が配置されている画像表示方法。
Emitting image display light polarized in a predetermined polarization state from a projector;
Causing image display light emitted from the projector to enter a polarizing element that transmits light according to a polarization state of the incident light;
Causing the image display light incident on the polarizing element to enter an intermediate image screen to form an intermediate image on the intermediate image screen;
Displaying the light based on the intermediate image reflected by the intermediate image screen as a virtual image,
An image display in which the polarizing element is arranged so that the virtual image reflected by the intermediate image screen and the position of the virtual image reflected by the polarizing element do not overlap based on the image display light emitted from the projector Method.
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