JP6179463B2 - Projection member and head-up display device - Google Patents
Projection member and head-up display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6179463B2 JP6179463B2 JP2014110317A JP2014110317A JP6179463B2 JP 6179463 B2 JP6179463 B2 JP 6179463B2 JP 2014110317 A JP2014110317 A JP 2014110317A JP 2014110317 A JP2014110317 A JP 2014110317A JP 6179463 B2 JP6179463 B2 JP 6179463B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- plate
- incident
- light source
- projection member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 53
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 32
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 21
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 21
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 12
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 11
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 7
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 7
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002066 L-histidyl group Chemical group [H]N1C([H])=NC(C([H])([H])[C@](C(=O)[*])([H])N([H])[H])=C1[H] 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000005340 laminated glass Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Instrument Panels (AREA)
Description
本発明は、投影部材及びヘッドアップディスプレイ装置(以下、HUD装置を略称とする)に関する。 The present invention relates to a projection member and the head-up display device (hereinafter, abbreviated to HUD device).
従来、移動体に搭載され、光源光を利用して画像を乗員により視認可能に虚像表示するHUD装置において、虚像が投影される投影部材が知られている。特許文献1に開示の投影部材では、乗員を向く表側において第1面を有し、偏光状態を維持する第1透光板と、表側に対して反対の裏側において第2面を有し、偏光状態を維持する第2透光板と、第1透光板と第2透光板との間に挟まれ、進相軸及び進相軸に対して位相を遅らせる遅相軸を有する位相差板とを備えている。そして、光源光は、入射面に沿って第1面に斜めにs偏光の光が入射する。そして、位相差板は、偏光方向を90°回転させる1/2波長板である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a projection member on which a virtual image is projected is known in a HUD device that is mounted on a moving body and displays a virtual image so that an image can be visually recognized by a passenger using light source light. The projection member disclosed in
特許文献1に開示の投影部材では、位相差板を透過する光源光は、p偏光成分となることで、表側の第1面での反射率に対し、裏側の第2面での反射率が小さくなることで、2重像を抑制することが可能となっている。しかしながら、裏側の第2面での反射率が小さくなることで、虚像の輝度が低下するため、虚像の視認性を十分高めることができなかった。
In the projection member disclosed in
また、乗員が、一般的に遮断軸が水平方向に固定されている偏光サングラスを装用している場合には、s偏光の光源光だけでは、虚像を十分視認することができなかった。 In addition, when the occupant is wearing polarized sunglasses whose blocking axis is generally fixed in the horizontal direction, the virtual image cannot be sufficiently visually recognized only by the s-polarized light source light.
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、虚像の視認
性を高める投影部材及びHUD装置を提供することにある。
The present invention was made in view of the problems described above, and an object thereof is to provide a projection member and HUD equipment enhance the visibility of the virtual image.
開示される発明のひとつとしての投影部材は、移動体(1)に搭載され、光源光を利用して画像を乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置(10)において、画像が投影される投影部材であって、乗員を向く表側において第1面(42a,242a)を有し、偏光状態を維持する第1透光板(42,242)と、表側に対して反対の裏側において第2面(44a,244a)を有し、偏光状態を維持する第2透光板(44,244)と、第1透光板と第2透光板との間に挟まれ、進相軸(46a)及び進相軸に対して位相を遅らせる遅相軸(46b)を有する位相差板(46)とを備え、光源光は、入射面(PI)に沿って第1面に斜めに入射し、かつ、s偏光成分及びp偏光成分の両方を含み、位相差板の遅相軸は、入射面に対して傾いていることを特徴とする。 A projection member as one of the disclosed inventions is mounted on a moving body (1), and an image is projected on a head-up display device (10) that uses a light source light to display a virtual image so that the image can be visually recognized by an occupant. A first light transmitting plate (42, 242) having a first surface (42a, 242a) on the front side facing the occupant and maintaining the polarization state, and a projection member on the back side opposite to the front side. The second translucent plate (44, 244) having two surfaces (44a, 244a) and maintaining the polarization state is sandwiched between the first translucent plate and the second translucent plate, and a fast axis ( 46a) and a retardation plate (46) having a slow axis (46b) for delaying the phase with respect to the fast axis, and the light source light is obliquely incident on the first surface along the incident surface (PI). And including both s-polarization component and p-polarization component, and the slow axis of the retardation plate , Characterized in that inclined to the plane of incidence.
このような発明によると、偏光状態を維持する第1透光板のうち表側の第1面に、入射面に沿って斜めに入射し、かつ、s偏光成分及びp偏光成分の両方を含む光源光は、表側の第1面において、s偏光成分を中心に反射され、p偏光成分を中心に第1透光板を透過する。ここで、位相差板は、入射面に対して遅相軸が傾いている状態で第1透光板と第2透光板との間に挟まれている。この位相差板の作用により、第1透光板を透過したp偏光成分を中心とする光源光の偏光方向は、s偏光側に回転される。さらに、裏側の第2面を有し、偏光状態を維持する第2透光板によれば、位相差板を透過してs偏光側に回転した光源光は、当該第2面で反射率が高い状態で表側に反射されるので、乗員により視認される虚像の輝度を高めることができる。したがって、虚像の視認性を高めることができる。 According to such an invention, the light source that is incident obliquely along the incident surface on the first surface on the front side of the first light transmitting plate that maintains the polarization state and includes both the s-polarized component and the p-polarized component. On the first surface on the front side, light is reflected around the s-polarized component and passes through the first light-transmitting plate around the p-polarized component. Here, the phase difference plate is sandwiched between the first light transmission plate and the second light transmission plate in a state where the slow axis is inclined with respect to the incident surface . By the action of the retardation plate, the polarization direction of the light source light centered on the p-polarized light component transmitted through the first light transmission plate is rotated to the s-polarization side. Further, according to the second light transmitting plate having the second surface on the back side and maintaining the polarization state, the light source light transmitted through the phase difference plate and rotated to the s polarization side has a reflectance on the second surface. Since it is reflected to the front side in a high state, the brightness of the virtual image visually recognized by the occupant can be increased. Therefore, the visibility of the virtual image can be improved.
さらに、裏側の第2面で反射された光源光は、再び位相差板を透過し、当該光源光の偏光方向は、p偏光の方向である入射面に対して傾いている遅相軸を有する位相差板の作用により、再びp偏光の方向側に回転される。これによれば、特に乗員が一般的な偏光サングラスを装用している場合であっても、表側の第1面を反射しs偏光成分を中心とする光源光と、裏側の第2面を反射しp偏光成分を中心とする光源光の両方が一般的な偏光サングラスに入射するので、虚像を視認することができる。 Further, the light source light reflected by the second surface on the back side is transmitted again through the phase difference plate, and the polarization direction of the light source light has a slow axis that is inclined with respect to the incident surface that is the direction of p-polarized light. By the action of the phase difference plate, it is rotated again toward the direction of p-polarized light. According to this, even when the occupant is wearing general polarized sunglasses, the light source light that reflects the first surface on the front side and centered on the s-polarized component and the second surface on the back side is reflected. Since both of the light sources centering on the p-polarized component are incident on general polarized sunglasses, a virtual image can be visually recognized.
開示される発明の他のひとつとしてのヘッドアップディスプレイ装置は、移動体(1)に搭載され、投影部材(40,240)に画像を投影することにより、画像を乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、光源光を発する光源(12)と、光源光を投影部材に入射させる光学系(14)とを設けてなり、投影部材は、乗員を向く表側において第1面(42a,242a)を有し、偏光状態を維持する第1透光板(42,242)と、表側に対して反対の裏側において第2面(44a,244a)を有し、偏光状態を維持する第2透光板(44,244)と、第1透光板と第2透光板との間に挟まれ、進相軸(46a)及び進相軸に対して位相を遅らせる遅相軸(46b)を有する位相差板(46,246)とを備え、光学系は、遅相軸に対して傾く入射面(PI)に沿って、光源光を第1面に斜めに入射させ、かつ、s偏光成分及びp偏光成分の両方を含むように入射させることを特徴とする。 A head-up display device as another disclosed invention is mounted on a moving body (1) and projects an image on a projection member (40, 240) to display a virtual image so that the occupant can visually recognize the image. The head-up display device includes a light source (12) that emits light source light and an optical system (14) that causes the light source light to enter the projection member. The projection member has a first surface on the front side facing the occupant ( 42a, 242a) having a first light transmitting plate (42, 242) for maintaining the polarization state and a second surface (44a, 244a) on the back side opposite to the front side to maintain the polarization state. The second light transmission plate (44, 244) and the slow axis (46a) and the slow axis that delays the phase with respect to the fast axis, sandwiched between the first light transmission plate and the second light transmission plate. 46b) retardation plate (46, 246) With the door, the optical system along the incidence surface inclined with respect to the slow axis (PI), the source light is incident obliquely on the first surface, and to include both s-polarized light component and p-polarized light component It is made to inject into.
このような発明によると、光源により発せられた光源光を、光学系により、入射面に沿って第1面に斜めに入射させ、かつ、s偏光成分及びp偏光成分の両方を含むように入射させる。このような光源光は、表側の第1面において、s偏光成分を中心に反射され、p偏光成分を中心に第1透光板を透過する。ここで、位相差板は、入射面に対して遅相軸が傾いている状態で第1透光板と第2透光板との間に挟まれている。この位相差板の作用により、第1透光板を透過したp偏光成分を中心とする光源光の偏光方向は、s偏光側に回転される。さらに、裏側の第2面を有し、偏光状態を維持する第2透光板によれば、位相差板を透過してs偏光側に回転した光源光は、当該第2面で反射率が高い状態で表側に反射されるので、乗員により視認される虚像の輝度を高めることができる。したがって、虚像の視認性を高めることができる。 According to such an invention, the light source light emitted from the light source is incident obliquely on the first surface along the incident surface by the optical system, and is incident so as to include both the s-polarized component and the p-polarized component. Let Such light source light is reflected around the s-polarized component on the first surface on the front side and passes through the first translucent plate around the p-polarized component. Here, the phase difference plate is sandwiched between the first light transmission plate and the second light transmission plate in a state where the slow axis is inclined with respect to the incident surface . By the action of the retardation plate, the polarization direction of the light source light centered on the p-polarized light component transmitted through the first light transmission plate is rotated to the s-polarization side. Further, according to the second light transmitting plate having the second surface on the back side and maintaining the polarization state, the light source light transmitted through the phase difference plate and rotated to the s polarization side has a reflectance on the second surface. Since it is reflected to the front side in a high state, the brightness of the virtual image visually recognized by the occupant can be increased. Therefore, the visibility of the virtual image can be improved.
さらに、裏側の第2面で反射された光源光は、再び位相差板を透過し、当該光源光の偏光方向は、p偏光の方向である入射面に対して傾いている遅相軸を有する位相差板の作用により、再びp偏光の方向側に回転される。これによれば、特に乗員が一般的な偏光サングラスを装用している場合であっても、表側の第1面を反射しs偏光成分を中心とする光源光と、裏側の第2面を反射しp偏光成分を中心とする光源光の両方が一般的な偏光サングラスに入射するので、虚像を視認することができる。 Further, the light source light reflected by the second surface on the back side is transmitted again through the phase difference plate, and the polarization direction of the light source light has a slow axis that is inclined with respect to the incident surface that is the direction of p-polarized light. By the action of the phase difference plate, it is rotated again toward the direction of p-polarized light. According to this, even when the occupant is wearing general polarized sunglasses, the light source light that reflects the first surface on the front side and centered on the s-polarized component and the second surface on the back side is reflected. Since both of the light sources centering on the p-polarized component are incident on general polarized sunglasses, a virtual image can be visually recognized.
なお、括弧内の符号は、記載内容の理解を容易にすべく、後述する実施形態において対応する構成を例示するものに留まり、発明の内容を限定するものではない。 In addition, the code | symbol in a parenthesis is only what exemplifies the structure corresponding to embodiment mentioned later, in order to make an understanding of description content easy, and does not limit the content of invention.
以下、本発明の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 of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the overlapping description may be abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol to the corresponding component in each embodiment. When only a part of the configuration is described in each embodiment, the configuration of the other embodiment described above can be applied to the other part of the configuration. In addition, not only combinations of configurations explicitly described in the description of each embodiment, but also the configurations of a plurality of embodiments can be partially combined even if they are not explicitly specified unless there is a problem with the combination. .
(第1実施形態)
図1に示すように、本発明の第1実施形態によるHUD装置10は、移動体の一種である車両1に搭載され、インストルメントパネル2内に収容されている。HUD装置10は、光源光を利用して、画像を投影部材40に投影することにより、当該画像を乗員により視認可能に虚像表示する。すなわち、投影部材40に反射される画像としての光源光が、車両1の室内において乗員の眼4に到達し、乗員が当該光源光を知覚する。そして、乗員は、虚像表示される各種情報を認識することができる。虚像3として表示される各種情報としては、例えば、車速、燃料残量等の車両状態値、又は道路情報、視界補助情報等の車両情報が挙げられる。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the
HUD装置10は、図2,3に示すように、光源12、及び光学系14等を設けてなる。光源12は、図3に示すように、例えば発光ダイオードからなる発光素子であり、光源用回路基板13上に配置されている。光源は、光源用回路基板13上の配線パターン(図示しない)を通じて、制御回路及び電源(図示しない)と電気的に接続されている。光源12は、通電により電流量に応じた発光量にて光源光を発する。これにより、光源12は、光源光を光学系14に向けて投射する。より詳細には、光源12は、例えば青色発光ダイオードを蛍光体で覆うことにより、疑似白色での発光が実現されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
光学系14は、図2,3に示すように、集光レンズ20、拡散板22、投射レンズ24、液晶パネル26、平面鏡28、及び凹面鏡30を有している。光学系14は、光源12からの光源光を投影部材40に入射させる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ここで、光源12、集光レンズ20、拡散板22、投射レンズ24、及び液晶パネル26は、箱状の投射器ケース16aに収容され、図3に示す投射器16を構成している。
Here, the
集光レンズ20は、合成樹脂ないしはガラス等からなる透光性の凸レンズであり、投射器16において光源12と拡散板22との間に配置されている。集光レンズ20は、光源12からの光源光を集光して拡散板22に向けて射出する。
The
拡散板22は、光拡散材が練り込まれたポリカーボネイト等の合成樹脂により形成された半透明又は乳白色の板であり、集光レンズ20と投射レンズ24との間に配置されている。拡散板22は、拡散により輝度の均一性を調整した光源光を投射レンズ24に向けて射出する。
The diffusing plate 22 is a translucent or milky white plate formed of a synthetic resin such as polycarbonate in which a light diffusing material is kneaded, and is disposed between the
投射レンズ24は、合成樹脂ないしはガラス等からなる透光性の凸レンズであり、拡散板22と液晶パネル26との間に配置されている。投射レンズ24は、拡散板22からの光源光を集光して液晶パネル26に向けて投射する。 The projection lens 24 is a translucent convex lens made of synthetic resin or glass, and is disposed between the diffusion plate 22 and the liquid crystal panel 26. The projection lens 24 condenses the light source light from the diffusion plate 22 and projects it toward the liquid crystal panel 26.
液晶パネル26は、光源12側の面に入射した光源光の一部を透過することにより画像を形成し、当該画像を平面鏡28側の面から発光表示する透過型液晶パネルである。具体的に、2次元方向に配された複数の液晶画素から形成されるドットマトリクス型のTFT(Thin Film Transistor)液晶パネルである。投射レンズ24からの光源光は、液晶パネル26中の偏光板(図示しない)を透過することにより、所定の偏光方向を有する直線偏光に変換される。特に本実施形態における所定の偏光方向は、画像の水平方向に対して45°の角度をなす方向となっている。ここで、本実施形態における偏光方向とは、直線偏光の光においては電場の振動方向、楕円偏光の光においては電場の振幅が最大となる楕円の長軸方向を意味するものとする。
The liquid crystal panel 26 is a transmissive liquid crystal panel that forms an image by transmitting a part of the light source light incident on the surface on the
このようにして、投射器16は、直線偏光の光源光を、平面鏡28へ向けて投射する。
In this way, the
図2に示すように、平面鏡28は、合成樹脂ないしはガラス等からなる基材の表面に、反射面28aとしてアルミニウムを蒸着させること等により形成されている。反射面28aは、滑らかな平面上に形成されている。そして、平面鏡28は、液晶パネル26からの光源光を、凹面鏡30に向けて反射する。
As shown in FIG. 2, the plane mirror 28 is formed by depositing aluminum as a reflecting
凹面鏡30は、合成樹脂ないしはガラス等からなる基材の表面に、反射面30aとしてアルミニウムを蒸着させること等により形成されている。反射面30aは、凹面鏡30の中心が凹む凹面として、滑らかな曲面状に形成されている。そして、凹面鏡30は、平面鏡28からの光源光を投影部材40に向けて反射する。
The concave mirror 30 is formed by evaporating aluminum as the reflecting
第1実施形態の投影部材40は、車両1のウインドシールドとして合わせガラス状の板状に、車両1と一体に形成されている。図4に拡大して示すように、投影部材40は、表側の第1透光板42、裏側の第2透光板44、及び第1透光板42と第2透光板44との間に挟まれている位相差板46を備えている。ここで、投影部材40における表側とは、乗員を向く側であり、また裏側とは、表側に対して反対側である。
The
第1透光板42は、例えばガラスにより透光性の板状に形成され、投影部材40において、位相差板46に対して表側に配置されている。第1透光板42において表側は、車両1室内の空間との界面としての第1面42aを形成している。特に第1実施形態では、第1面42aにおいて画像が投影される箇所は、滑らかな平面状に形成されている。一方、第1透光板42において裏側は、位相差板46と接合されている平面状の接合面42bを形成している。このような第1透光板42は、媒質中において光源光の偏光状態を実質的に維持するようになっている。
The first
第2透光板44は、例えばガラスにより透光性の板状に形成され、投影部材40において、位相差板46に対して裏側に配置されている。第2透光板44において裏側は、車両1室外の空間との界面としての第2面44aを形成している。特に第1実施形態では、第2面44aにおいて画像が投影される箇所は、滑らかな平面状に形成されている。一方、第2透光板44において表側は、位相差板46と接合されている平面状の接合面44bを形成している。このような第2透光板44は、媒質中において光源光の偏光状態を実質的に維持するようになっている。
The second
位相差板46は、例えば合成樹脂により透光性の板状ないしはフィルム状に形成され、両接合面42b,44bにおいて第1透光板42及び第2透光板44と接合されている。位相差板46は、接合面42b,44bの接線方向に沿って、進相軸46a及び当該進相軸46aに対して位相を遅らせる遅相軸46bを有している。すなわち、進相軸46aに沿った方向の屈折率ηFに対し、遅相軸46bに沿った方向の屈折率ηSが大きくなっている。
The
また、投影部材40では、第1透光板42の屈折率η1と空間の屈折率η0との差は、屈折率η1と屈折率ηF及びηSとの差よりも大きく設定されている。同様に、第1透光板42の屈折率η1と空間の屈折率η0との差は、屈折率η1と屈折率ηF及びηSとの差よりも大きく設定されている。
In the
なお、第1実施形態では、第1面42aと第2面44aとは、実質平行に形成されており、互いの間隔DSTは任意の箇所において実質一定となっている。また、位相差板46の板厚TRは、実質一定となっている。
In the first embodiment, the
図4,5に示すように、このような投影部材40の第1面42aに、光学系14は、入射面PIに沿って斜めに入射させるようになっている。ここで、本実施形態における入射面PIとは、第1面42aに入射する光源光の光線と、当該光線が第1面42aに入射する箇所における第1面42aの法線NIを含む平面である。そして、特に本実施形態では、光源光における電場の振動する成分のうち、入射面PIに垂直な成分をs偏光成分とし、入射面PIに平行な成分をp偏光成分とする。このとき、光源光は、光学系14により、s偏光成分とp偏光成分との両方を含むように第1面42aに入射するようになっている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
そして、位相差板46の遅相軸46bは、入射面PIに対して傾いて配置されている。
And the
本実施形態のように車両1に搭載されるHUD装置10及び投影部材40においては、光学系14からの光源光が車両1の上下方向D1に対して車両1の左右方向D2に角度β傾いた方向から、投影部材40の第1面42aに入射する。すなわち、入射面PIは、車両1の上下方向D1に対して角度β傾いている。また、光学系14からの光源光は、入射面PI内において、入射角αで投影部材40の第1面42aに入射する。
In the
ここで、投影部材が位相差板46を含まず、ガラス単板である場合を、比較例とする。比較例のシミュレーションについて図6,7を用いて以下に説明する。
Here, the case where the projection member does not include the
比較例に対して、第1実施形態に係るHUD装置10及び投影部材40のシミュレーションについて図8,9を用いて以下に説明する。
A simulation of the
第1実施形態に係るシミュレーションの条件を説明する。入射角αは、65°である。また、光学系14から第1面42aに入射する光源光は、入射面PIに対する角度φとして45°傾く偏光方向DP0を有する直線偏光である。光学系14から第1面42aに入射する光源光の波長λは、550nmである。なお、本シミュレーションにおける入射面PIの傾き角度βは、−5°である。ここで、角度βが負の値の場合、入射面PIは、上下方向D1に対して、図5のβを示す矢印とは逆方向に傾くものとする(すなわち、図5における光学系14と眼4との位置を左右入れ替えた配置となる)。
The simulation conditions according to the first embodiment will be described. The incident angle α is 65 °. The light source light incident on the
また、投影部材40において、第1透光板42は、板厚T1が5mm、波長λに対する屈折率η1が1.51633である。また、第2透光板44は、板厚T2が5mm、波長λに対する屈折率η2が1.51633である。位相差板46の板厚TRは、0.2mmである。位相差板46のリタデーション値Rは、λ/2である。位相差板46の遅相軸46bの入射面PIに対する角度θは、45°である。
In the
なお、比較例のシミュレーションでは、HUD装置に対する投影部材の配置は、第1実施形態に係るシミュレーションと同様である。比較例の投影部材では、ガラス単板の板厚はT1+T2+TRとする。比較例のシミュレーションにおいてHUD装置10の内部の構成は、第1実施形態に係るシミュレーションと同条件となっている。
In the simulation of the comparative example, the arrangement of the projection members with respect to the HUD device is the same as in the simulation according to the first embodiment. In the projection member of the comparative example, the thickness of the glass single plate is T1 + T2 + TR. In the simulation of the comparative example, the internal configuration of the
図6,図8に示すグラフは、各投影部材と乗員の眼4との間に偏光サングラスを想定した偏光板60(図1の破線参照)を配置し、当該偏光板60を透過して乗員の眼4に入射する光源光の輝度をcd/m2単位で示す。円周方向の軸は、偏光板60の透過軸60aの方向を角度として示す。具体的に、図6における0°方向とは、透過軸60aが車両1の上下方向D1と一致する方向を示し、90°方向とは、透過軸60aが車両1の左右方向D2と一致する方向を示す。なお、一般的な偏光サングラスでは、透過軸60aの方向が90°となる。また、径方向の軸は、透過軸60aが各方向である場合の輝度を示している。
In the graphs shown in FIGS. 6 and 8, a polarizing plate 60 (see the broken line in FIG. 1) that assumes polarized sunglasses is arranged between each projection member and the occupant's
比較例では、図6に示すように、偏光板60を透過して乗員の眼4に入射する光源光の輝度は、透過軸60aを回転させると、90°に近い角度において輝度大きく変動すると共に極小値Lminをとる。一般的な偏光サングラスに対応する90°では、輝度はピーク方向の1/5程度しか得られない。また、乗員が一般的な偏光サングラスを装用した場合に、首を横に傾げる等して透過軸60aが回転すると、輝度の極小値Lminを跨ぐことが想定され、輝度の変動により視認性が悪化することが懸念される。
In the comparative example, as shown in FIG. 6, the luminance of the light source light that is transmitted through the
一方、第1実施形態に係るシミュレーションでは、図8に示すように、偏光板60を透過して乗員の眼4に入射する光源光の輝度は、偏光板60の透過軸60aを回転させても、全方向において比較例より高く、かつ極小値Lminはあるものの変動が少ない。したがって、乗員が一般的な偏光サングラスを装用した場合に、首を横に振る等して透過軸60aが回転しても、比較例よりも虚像3の輝度の変動が少ないことが想定される。偏光板60の透過軸60aの方向が90°である場合であっても、輝度はピーク方向の1/2以上の輝度を得られている。
On the other hand, in the simulation according to the first embodiment, as shown in FIG. 8, the luminance of the light source light that passes through the
さらなる理解を得るため、図7,9に示すグラフを用いて各面を反射する光源光の偏光方向DP1,DP2について説明する。なお、図7,9における偏光は、車両1の上下方向D1に沿って電場が振動する光源光をp偏光、また、車両1の左右方向D2に沿って電場が振動する光源光をs偏光としているので、注意されたい。
In order to obtain further understanding, the polarization directions DP1 and DP2 of the light source light reflected from each surface will be described using the graphs shown in FIGS. 7 and 9, the light source light whose electric field vibrates along the vertical direction D1 of the
比較例では、図7に示すように、表側の第1面に反射された光源光の偏光方向DP1、及び裏側の第2面に反射された光源光の偏光方向DP2は共に、表側の第1面に入射する光源光の偏光方向DP0よりもs偏光側となる。 In the comparative example, as shown in FIG. 7, both the polarization direction DP1 of the light source light reflected on the first surface on the front side and the polarization direction DP2 of the light source light reflected on the second surface on the back side are both the first on the front side. It is on the s-polarization side with respect to the polarization direction DP0 of the light source light incident on the surface.
一方、第1実施形態に係るシミュレーションでは、図9に示すように、第1面42aに反射された光源光の偏光方向DP1は比較例と同様に、第1面42aに入射する光源光の偏光方向DP0よりもs偏光側となっている。ところが、第2面44aに反射された光源光の偏光方向DP2は比較例と異なり、第1面42aに入射する光源光の偏光方向DP0よりもp偏光側となる。
On the other hand, in the simulation according to the first embodiment, as shown in FIG. 9, the polarization direction DP1 of the light source light reflected on the
本発明者は、第1実施形態に係るHUD装置10及び投影部材40について、裸眼輝度、さらにサングラス輝度を十分に得るための位相差板46の条件についてさらに追加シミュレーションを実施した。すなわち、位相差板46のリタデーション値Rを変え、また、遅相軸46bの方向を変えた場合の、乗員の眼4に入射する光源光の輝度を調べた。これについて図10,11を用いて説明する。ここで、本実施形態における裸眼輝度とは、裸眼の乗員により視認される虚像3の輝度であり、またサングラス輝度とは、前述の一般的な偏光サングラスを装用した乗員により視認される虚像3の輝度である。
The inventor further performed additional simulation on the conditions of the
追加シミュレーションの条件を説明する。入射角αは、65°である。また、光学系14から第1面42aに入射する光源光は、入射面PIに対する角度φとして45°傾く偏光方向DP0を有する直線偏光である。光学系14から第1面42aに入射する光源光の波長λは、550nmである。なお、本シミュレーションにおける入射面PIの傾き角度βは、5°である。
The conditions for the additional simulation will be described. The incident angle α is 65 °. The light source light incident on the
また、投影部材40において、第1透光板42は、板厚T1が5mm、波長λに対する屈折率η1が1.51633である。また、第2透光板44は、板厚T2が5mm、波長λに対する屈折率η2が1.51633である。位相差板46の板厚TRは、0.2mmである。
In the
また、HUD装置10における光源12の発光量は、上述の図8,9に対応するシミュレーションとは異なる。
Further, the light emission amount of the
このような条件において、位相差板46のリタデーション値Rを0〜λまで変え、遅相軸46bの方向として角度θを0〜90°まで変えた。
Under such conditions, the retardation value R of the
図10,11に示すグラフは、x軸にリタデーション値Rを取り、y軸に遅相軸46bの角度θを取り、また、z軸に輝度(図10では裸眼輝度、図11ではサングラス輝度)を取っている。
In the graphs shown in FIGS. 10 and 11, the retardation value R is taken on the x axis, the angle θ of the
図10に示すように、裸眼輝度は、リタデーション値Rが略λ/2である位置において2つの極値L1,L2を取る。一方の極値である極小値L1周辺では、特許文献1のように位相差板46を透過する光源光の偏光方向がp偏光側に回転していると推測され、第2面44aの反射率が低くなり、裸眼輝度が5,000cd/m2を下回る。他方の極値である極大値L2周辺では、反対に裸眼輝度が7,000cd/m2を超える。
As shown in FIG. 10, the naked eye luminance takes two extreme values L1 and L2 at a position where the retardation value R is approximately λ / 2. In the vicinity of the minimum value L1, which is one extreme value, it is estimated that the polarization direction of the light source light transmitted through the
図11に示すように、サングラス輝度は、リタデーション値Rが略λ/2である位置において極大値L3を有する。極大値L3周辺では、サングラス輝度が1,000cd/m2を超える。なお、追加シミュレーションにおいても、遅相軸46bの角度θは、入射面PIに対する角度である。例えば遅相軸46bの角度θが0°であれば遅相軸46bが入射面PIに沿って配置されていることとなり、遅相軸46bの角度θが45°であれば、遅相軸46bが本実施形態における第1面42aに入射する光源光の偏光方向DP0と一致して配置されることとなり、また、遅相軸46bの角度が90°であれば、遅相軸46bが入射面PIと直交して配置されることとなる。
As shown in FIG. 11, the sunglasses luminance has a maximum value L3 at a position where the retardation value R is approximately λ / 2. In the vicinity of the maximum value L3, the sunglasses luminance exceeds 1,000 cd / m2. In the additional simulation, the angle θ of the
したがって、裸眼輝度がリタデーション値Rが0の場合よりも高くなるような位相差板46の条件として、遅相軸46bは、入射面PIに対して40〜80°をなすことが好ましい。また、リタデーション値Rについては、2/7・λ≦R≦5/7・λが成立することが好ましい。なお、これらの条件において、サングラス輝度が1,000cd/m2を超えることも考慮されている。
Therefore, it is preferable that the
(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説明する。
(Function and effect)
The operational effects of the first embodiment described above will be described below.
第1実施形態による投影部材40において、偏光状態を維持する第1透光板42のうち表側の第1面42aに、入射面PIに沿って斜めに入射し、かつ、s偏光成分及びp偏光成分の両方を含む光源光は、表側の第1面42aにおいて、s偏光成分を中心に反射され、p偏光成分を中心に第1透光板42を透過する。ここで、位相差板46は、入射面PIに対して遅相軸46bが傾いている状態で第1透光板42と第2透光板44との間に挟まれている。この位相差板46の作用により、第1透光板42を透過したp偏光成分を中心とする光源光の偏光方向は、s偏光側に回転される。さらに、裏側の第2面44aを有し、偏光状態を維持する第2透光板44によれば、位相差板46を透過してs偏光側に回転した光源光は、当該第2面44aで反射率が高い状態で表側に反射されるので、乗員により視認される虚像3の輝度を高めることができる。したがって、虚像3の視認性を高めることができる。
In the
さらに、裏側の第2面44aで反射された光源光は、再び位相差板46を透過し、当該光源光の偏光方向は、p偏光の方向である入射面PIに対して傾いている遅相軸46bを有する位相差板46の作用により、再びp偏光の方向側に回転される。これによれば、特に乗員が一般的な偏光サングラスを装用している場合であっても、表側の第1面42aを反射しs偏光成分を中心とする光源光と、裏側の第2面44aを反射しp偏光成分を中心とする光源光の両方が一般的な偏光サングラスに入射するので、虚像3を視認することができる。
Further, the light source light reflected by the
また、第1実施形態によると、入射面PIに対して40〜80°をなす遅相軸46bによれば、光源光の偏光方向が確実にs偏光側に回転するので、乗員により視認される虚像3の輝度を高めることができる。
In addition, according to the first embodiment, according to the
また、第1実施形態によると、2/7・λ≦R≦5/7・λが成立する。これによれば、第1透光板42を透過した光源光がp偏光成分を中心としたままになること回避できるので、虚像3の視認性を高めることができる。
Further, according to the first embodiment, 2/7 · λ ≦ R ≦ 5/7 · λ is satisfied. According to this, since it is possible to avoid that the light source light transmitted through the first
また、第1実施形態によるHUD装置10は、光源により発せられた光源光を、光学系14により、入射面PIに沿って第1面42aに斜めに入射させ、かつ、s偏光成分及びp偏光成分の両方を含むように入射させる。このような光源光は、表側の第1面42aにおいて、s偏光成分を中心に反射され、p偏光成分を中心に第1透光板42を透過する。ここで、位相差板46は、入射面PIに対して遅相軸46bが傾いている状態で第1透光板42と第2透光板44との間に挟まれている。この位相差板46の作用により、第1透光板42を透過したp偏光成分を中心とする光源光の偏光方向は、s偏光側に回転される。さらに、裏側の第2面44aを有し、偏光状態を維持する第2透光板44によれば、位相差板46を透過してs偏光側に回転した光源光は、当該第2面44aで反射率が高い状態で表側に反射されるので、乗員により視認される虚像3の輝度を高めることができる。したがって、虚像3の視認性を高めることができる。
Further, the
さらに、裏側の第2面44aで反射された光源光は、再び位相差板46を透過し、当該光源光の偏光方向は、p偏光の方向である入射面PIに対して傾いている遅相軸46bを有する位相差板46の作用により、再びp偏光の方向側に回転される。これによれば、特に乗員が一般的な偏光サングラスを装用している場合であっても、表側の第1面42aを反射しs偏光成分を中心とする光源光と、裏側の第2面44aを反射しp偏光成分を中心とする光源光の両方が一般的な偏光サングラスに入射するので、虚像3を視認することができる。
Further, the light source light reflected by the
(第2実施形態)
図12〜14に示すように、本発明の第2実施形態は第1実施形態の変形例である。
(Second Embodiment)
As shown in FIGS. 12-14, 2nd Embodiment of this invention is a modification of 1st Embodiment.
第2実施形態の投影部材240において、第1透光板242、第2透光板244、及び位相差板246は共同して、図12,13に示すように、投影部材240のうち画像が投影される箇所において間隔変化部248を形成している。間隔変化部248においては、第1面242aと第2面244aとの間隔DSTが入射側から反射側に向かう程増大変化している。ここで、本実施形態における入射側とは、入射面PIにおける第1面242aに入射する箇所に対して光源光が入射する側であり、反射側とは、入射面PIにおける第1面242aに入射する箇所に対して光源光が第1面242aにより反射される側である。換言すると、入射する箇所の法線NIを挟んで、光源光が入射する側が入射側であり、光源光が反射される側が反射側である。
In the
このような間隔変化部248において、位相差板246の板厚TRは、実質一定に形成されている。すなわち第2実施形態では、間隔変化部248において、第1透光板242及び第2透光板244の板厚T1,T2が入射側から反射側に向かう程増大変化するように形成されている。
In such an
このような投影部材240に画像を投影することにより、画像を乗員により視認可能に虚像表示するHUD装置10において、第2実施形態では、図12に示すように、乗員によって偏光サングラス270が利用されている。
In the
偏光サングラス270は、図14に示すように、フレーム部272、及び一対の偏光フィルタ部274を備えている。フレーム部272は、乗員の耳に引っ掛けることで偏光サングラス270を保持する一対のテンプル部272a、一対の偏光フィルタ部274を保持する一対のリム部272b、及び一対のリム部272bを接続するブリッジ部272c等を有している。そして、フレーム部272は、実質的に左右対称に形成されている。
As shown in FIG. 14, the
一対の偏光フィルタ部274は、それぞれ乗員の左眼又は右眼に入射する入射光を制御する。各偏光フィルタ部274は、例えばポリカーボネイト等の合成樹脂からなる基材274aにおいて、乗員の眼4とは反対側に偏光子としての偏光フィルム274bが貼り付けられて形成されている。このような偏光フィルタ部274は、例えば、乗員の眼4とは反対側の表面が凸となり、かつ、乗員の眼4の側の表面が凹となるメニスカス形状に形成されている。なお、偏光フィルタ部274は、実質的に屈折力を有していなくてもよく、屈折力が与えられることにより乗員により視認される像(虚像3を含む)の結像状態を補正するものであってもよい。
The pair of
偏光フィルム274bは、例えばポリビニルアルコールにヨウ素を添加して形成されている。ヨウ素分子の配向方向によって、偏光フィルム274bは、乗員の眼4に向かって入射しようとする入射光の偏光方向DPSに応じて当該入射光を透過させる透過軸274c、及び当該入射光を遮断する遮断軸274dを有している。特に本実施形態では、透過軸274cと遮断軸274dとは、実質直交しており、また、遮断軸274dは、入射光を吸収するようになっている。
The
遮断軸274dは、その方向を、投影部材240の位相差板246のリタデーション値Rに応じて設定されている。例えば、特に第2実施形態において、R=λ/2、遅相軸46bの角度θが移動体である車両1の上下方向D1に対して45°をなす場合では、遮断軸274dは、垂直方向に沿って設定されている。すなわち、遮断軸274dは、偏光サングラス270のフレーム部272において、ボクシング方式に基づいて規定された垂直中心線HCに沿って設定されている。ここで、ボクシング方式(JIS B7281:2003参照)とは、偏光フィルタ部274に外接する長方形を基準とする寸法測定方式である。なお、λは、HUD装置10が用いる光源光の波長である。
The direction of the blocking
以上説明した第2実施形態においても、投影部材240は、乗員を向く表側において第1面242aを有し、偏光状態を維持する第1透光板242と、表側に対して反対の裏側において第2面244aを有し、偏光状態を維持する第2透光板244と、第1透光板242と第2透光板244との間に挟まれ、進相軸46a及び進相軸46aに対して位相を遅らせる遅相軸46bを有する位相差板246とを備える。そして、HUD装置10が利用する光源光は、入射面PIに沿って第1面242aに斜めに入射し、かつ、s偏光成分及びp偏光成分の両方を含む。さらに、位相差板246の遅相軸46bは、入射面PIに対して傾いている。したがって、第1実施形態に準じた作用効果を奏することが可能となる。
Also in the second embodiment described above, the
また、第2実施形態によると、第1面242aと第2面244aとの間隔DSTが入射側から反射側に向かう程増大変化する間隔変化部248が形成されている。これによれば、表側の第1面242aを反射する光源光の反射方向と、裏側の第2面244aを反射する光源光の反射方向とが近づくので、第1面242aを反射してできる虚像3と第2面244aを反射してできる虚像3とによる2重像を抑制することができる。このように間隔DSTが変化する間隔変化部248において、位相差板246の板厚は、一定である。これによれば、位相差板246の作用が、画像の広い範囲にわたって一定に作用するので、虚像3の輝度ムラを抑制することができる。以上により、2重像及び輝度ムラの抑制を両立することができるので、さらに虚像3の視認性が高まる。
Further, according to the second embodiment, the
また、車両1に搭載され、一般的に遮断軸が水平方向に固定されている偏光サングラスを装用しても、車両1前方の景色において水面や雪面に反射された太陽光等の外光が、投影部材240を透過するときに位相差板246によって偏光方向が変わるため、偏光サングラスとしての機能を十分に発揮できない。ここで、位相差板246のリタデーション値Rに応じて遮断軸274dが設定される第2実施形態の偏光サングラス270では、水面や雪面に反射された太陽光等の眩しい外光を十分に遮断することができるので、虚像3のコントラストが高まり、視認性を高めることができる。
Further, even when wearing polarized sunglasses that is mounted on the
また、第2実施形態によると、遮断軸274dは、垂直方向に沿って設定される。これによれば、位相差板246のリタデーション値がR=1/2・λであり、遅相軸46bの方向が車両1の上下方向に対して45°の場合に、水面や雪面SRに反射された太陽光等の眩しい外光を十分に遮断することができるので、虚像3のコントラストが高まり、視認性を高めることができる。
Further, according to the second embodiment, the blocking
(他の実施形態)
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明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 a plurality of embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not construed as being limited to these embodiments, and various embodiments and combinations can be made without departing from the scope of the present invention. Can be applied.
具体的に、第1〜第2実施形態に関する変形例1としては、投影部材40は、車両1のウインドシールドとして車両1と一体に形成されていなくてもよい。この例として、図15に示すように、投影部材40は、車両1に設置され、ウインドシールドとは別に設けられたコンバイナであってもよい。
Specifically, as a first modification regarding the first to second embodiments, the
第1〜第2実施形態に関する変形例2としては、遅相軸46bの入射面PIに対する角度θは、40〜80°に限られない。一方、遅相軸46bの入射面PIに対する角度を50〜60°に設定するとさらによい。
As a second modification related to the first to second embodiments, the angle θ of the
第1〜第2実施形態に関する変形例3としては、位相差板46のリタデーション値Rは、2/7・λ≦R≦5/7・λの範囲に限られない。この例として、位相差板46のリタデーション値Rは、光源光の波長をλと定義し、nを0以上の任意の整数と定義すると、(2/7+n)・λ≦R≦(5/7+n)・λが成立するようにしてもよい。さらには、位相差板46のリタデーション値Rは、(2/7+n)・λ≦R≦(5/7+n)・λの範囲でなくてもよい。
As a third modification regarding the first to second embodiments, the retardation value R of the
第1〜第2実施形態に関する変形例4としては、光源光は、波長λとして、複数波長を含んでいてもよい。例えば、液晶パネル26に配置されるカラーフィルタ(図示しない)により、画像を形成する光源光の波長λは、例えば赤色に対応するλ1、緑色に対応するλ2、及び青色に対応するλ3となるようにしてもよい。複数波長を含む場合、全ての波長λに対して(2/7+n)・λ≦R≦(5/7+n)・λが成立することが好ましいが、波長λのうち少なくとも1つの波長に対して(2/7+n)・λ≦R≦(5/7+n)・λが成立するようにしてもよい。 As a fourth modification regarding the first to second embodiments, the light source light may include a plurality of wavelengths as the wavelength λ. For example, with a color filter (not shown) arranged on the liquid crystal panel 26, the wavelength λ of the light source light that forms the image is, for example, λ1 corresponding to red, λ2 corresponding to green, and λ3 corresponding to blue. It may be. In the case of including a plurality of wavelengths, it is preferable that (2/7 + n) · λ ≦ R ≦ (5/7 + n) · λ holds for all wavelengths λ, but at least one wavelength among the wavelengths λ ( 2/7 + n) · λ ≦ R ≦ (5/7 + n) · λ may be satisfied.
第1〜第2実施形態に関する変形例5としては、HUD装置10の光学系14は、直線偏光及び楕円偏光に限らず、円偏光又はランダム偏光の光源光を第1面42aに入射させるようにしてもよい。
As a fifth modified example related to the first to second embodiments, the
第1〜第2実施形態に関する変形例6としては、投影部材40は、車両1のデザインに合わせて全体が湾曲しているものであってもよい。
As a sixth modified example related to the first to second embodiments, the
変形例7としては、第1実施形態の構成における投影部材40に投影される画像を、第2実施形態の構成における偏光サングラス270を装用した乗員が視認するようにしてもよい。また、第2実施形態の構成における投影部材240に投影される画像を、裸眼の乗員又は一般的な偏光サングラスを装用した乗員が視認してもよい。
As a seventh modification, an occupant wearing the
第2実施形態に関する変形例8としては、遮断軸274dは、位相差板246のリタデーション値Rに応じて設定されていれば、垂直方向に沿って設定されていなくてもよい。ここで、位相差板246のリタデーション値Rに応じた設定とは、投影部材240を透過するときに位相差板246によって変わった外光の偏光方向DPSに、遮断軸274dを合わせることを意味する。
As a modification 8 related to the second embodiment, the blocking
第1〜第2実施形態に関する変形例9としては、車両1以外の船舶ないしは飛行機等の各種移動体(輸送機器)に、本発明を適用してもよい。
As a ninth modified example related to the first to second embodiments, the present invention may be applied to various moving bodies (transport equipment) such as a ship other than the
1 車両(移動体)、10 HUD装置、12 光源、14 光学系、40,240 投影部材、42,242 第1透光板、42a,242a 第1面、44,244 第2透光板、44a、244a 第2面、46,246 位相差板、46a 進相軸、46b
遅相軸、248 間隔変化部、270 偏光サングラス、274b 偏光フィルム(偏光子)、274c 透過軸、274d 遮断軸、DPS 偏光方向、DST 間隔、D1
上下方向、PI 入射面、R リタデーション値、TR 板厚、λ 波長
DESCRIPTION OF
Slow axis, 248 Interval changing part, 270 Polarized sunglasses, 274b Polarized film (polarizer), 274c Transmission axis, 274d Blocking axis, DPS Polarization direction, DST interval, D1
Vertical direction, PI incident surface , R retardation value, TR plate thickness, λ wavelength
Claims (8)
乗員を向く表側において第1面(42a,242a)を有し、偏光状態を維持する第1透光板(42,242)と、
表側に対して反対の裏側において第2面(44a,244a)を有し、偏光状態を維持する第2透光板(44,244)と、
前記第1透光板と前記第2透光板との間に挟まれ、進相軸(46a)及び前記進相軸に対して位相を遅らせる遅相軸(46b)を有する位相差板(46,246)とを備え、
前記光源光は、入射面(PI)に沿って前記第1面に斜めに入射し、かつ、s偏光成分及びp偏光成分の両方を含み、
前記位相差板の前記遅相軸は、前記入射面に対して傾いていることを特徴とする投影部材。 In the head-up display device (10) mounted on the moving body (1) and displaying a virtual image so that the image can be visually recognized by the occupant using the light source light, the projection member projects the image,
A first translucent plate (42, 242) having a first surface (42a, 242a) on the front side facing the passenger and maintaining the polarization state;
A second translucent plate (44, 244) having a second surface (44a, 244a) on the back side opposite to the front side and maintaining the polarization state;
A phase difference plate (46) sandwiched between the first light transmission plate and the second light transmission plate and having a fast axis (46a) and a slow axis (46b) for delaying the phase relative to the fast axis. 246), and
The light source light is obliquely incident on the first surface along an incident surface (PI), and includes both an s-polarized component and a p-polarized component,
The projection member, wherein the slow axis of the retardation plate is inclined with respect to the incident surface .
前記第1透光板(242)、前記第2透光板(244)、及び前記位相差板(246)が共同して形成する間隔変化部(248)では、前記第1面と前記第2面(244a)との間隔(DST)が入射側から反射側に向かう程増大変化し、
前記間隔変化部において、前記位相差板の板厚(TR)は、一定であることを特徴とする請求項1に記載の投影部材。 When the side on which the light source light is incident on the first surface (242a) is defined as an incident side and the side to be reflected is defined as a reflective side,
In the interval changing portion (248) formed jointly by the first light transmitting plate (242), the second light transmitting plate (244), and the phase difference plate (246), the first surface and the second surface The distance (DST) from the surface (244a) increases and changes as it goes from the incident side to the reflection side,
2. The projection member according to claim 1, wherein a thickness (TR) of the retardation plate is constant in the interval changing portion.
(2/7+n)・λ≦R≦(5/7+n)・λ
が成立することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の投影部材。 When the retardation value of the retardation plate (46) is defined as R, the wavelength of the light source light is defined as λ, and n is defined as an arbitrary integer of 0 or more,
(2/7 + n) · λ ≦ R ≦ (5/7 + n) · λ
The projection member according to claim 1, wherein: is established.
光源光を発する光源(12)と、
前記光源光を前記投影部材に入射させる光学系(14)とを設けてなり、
前記投影部材は、乗員を向く表側において第1面(42a,242a)を有し、偏光状態を維持する第1透光板(42,242)と、表側に対して反対の裏側において第2面(44a,244a)を有し、偏光状態を維持する第2透光板(44,244)と、前記第1透光板と前記第2透光板との間に挟まれ、進相軸(46a)及び前記進相軸に対して位相を遅らせる遅相軸(46b)を有する位相差板(46,246)とを備え、
前記光学系は、前記遅相軸に対して傾く入射面(PI)に沿って、前記光源光を前記第1面に斜めに入射させ、かつ、s偏光成分及びp偏光成分の両方を含むように入射させることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 A head-up display device that is mounted on a moving body (1) and displays a virtual image so that the occupant can visually recognize the image by projecting an image onto a projection member (40, 240),
A light source (12) that emits light;
An optical system (14) for making the light source light incident on the projection member;
The projection member has a first surface (42a, 242a) on the front side facing the occupant, a first translucent plate (42, 242) that maintains the polarization state, and a second surface on the back side opposite to the front side. (44a, 244a) and sandwiched between the second light transmitting plate (44, 244) that maintains the polarization state, and the first light transmitting plate and the second light transmitting plate, and a fast axis ( 46a) and a retardation plate (46, 246) having a slow axis (46b) for retarding the phase with respect to the fast axis,
The optical system causes the light source light to enter the first surface obliquely along an incident surface (PI) inclined with respect to the slow axis, and includes both an s-polarized component and a p-polarized component. The head-up display device is characterized by being incident on the head.
前記第1透光板(242)、前記第2透光板(244)、及び前記位相差板(246)が共同して形成する間隔変化部(248)では、前記第1面と前記第2面(244a)との間隔(DST)が入射側から反射側に向かう程増大変化し、
前記間隔変化部において、前記位相差板の板厚(TR)は、一定であることを特徴とする請求項5に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 When the side on which the light source light is incident on the first surface (242a) is defined as an incident side and the side to be reflected is defined as a reflective side,
In the interval changing portion (248) formed jointly by the first light transmitting plate (242), the second light transmitting plate (244), and the phase difference plate (246), the first surface and the second surface The distance (DST) from the surface (244a) increases and changes as it goes from the incident side to the reflection side,
6. The head-up display device according to claim 5, wherein a thickness (TR) of the retardation plate is constant in the interval changing unit.
(2/7+n)・λ≦R≦(5/7+n)・λ
が成立することを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 When the retardation value of the retardation plate (46) is defined as R, the wavelength of the light source light is defined as λ, and n is defined as an arbitrary integer of 0 or more,
(2/7 + n) · λ ≦ R ≦ (5/7 + n) · λ
The head-up display device according to claim 5, wherein: is established.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014110317A JP6179463B2 (en) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | Projection member and head-up display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014110317A JP6179463B2 (en) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | Projection member and head-up display device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015225236A JP2015225236A (en) | 2015-12-14 |
JP6179463B2 true JP6179463B2 (en) | 2017-08-16 |
Family
ID=54842006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014110317A Active JP6179463B2 (en) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | Projection member and head-up display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6179463B2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11221480B2 (en) * | 2016-04-26 | 2022-01-11 | Maxell, Ltd. | Information display apparatus |
US10668790B2 (en) | 2016-06-20 | 2020-06-02 | Solutia Inc. | Interlayers comprising optical films having enhanced optical properties |
CN109661606B (en) * | 2016-09-06 | 2022-08-23 | 麦克赛尔株式会社 | Head-up display and image display device used by same |
JP6620706B2 (en) * | 2016-09-09 | 2019-12-18 | 株式会社デンソー | Head-up display device |
US10234684B2 (en) | 2016-09-15 | 2019-03-19 | Denso Corporation | Projection member, head up display device, and polarized sunglasses |
JP6972423B2 (en) * | 2019-09-11 | 2021-11-24 | 日本化薬株式会社 | Image display system and head-up display system |
JPWO2021161829A1 (en) * | 2020-02-13 | 2021-08-19 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61188118U (en) * | 1985-05-16 | 1986-11-22 | ||
JPH02141720A (en) * | 1988-11-23 | 1990-05-31 | Nippon Denso Co Ltd | Head-up display device |
IT1256343B (en) * | 1991-08-20 | 1995-12-01 | Ppg Industries Inc | AUTOMOTIVE WINDSHIELD FOR A STRAIGHT HEAD DISPLAY SYSTEM |
JP4076246B2 (en) * | 1996-05-24 | 2008-04-16 | 旭硝子株式会社 | Head-up display device |
JP2006208606A (en) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Asahi Glass Co Ltd | Vehicle-mounted display device |
JP5101257B2 (en) * | 2007-11-26 | 2012-12-19 | 株式会社東芝 | Optical film for head-up display, head-up display, and moving body |
JP2010113197A (en) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | Nippon Seiki Co Ltd | Head-up display device |
US8718457B2 (en) * | 2012-05-24 | 2014-05-06 | Unruly, LLC | Camera case |
JP2015025977A (en) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | 日本精機株式会社 | Scanning projection device |
-
2014
- 2014-05-28 JP JP2014110317A patent/JP6179463B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015225236A (en) | 2015-12-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6179463B2 (en) | Projection member and head-up display device | |
JP6455339B2 (en) | Head-up display device | |
KR101956497B1 (en) | Head-up display device | |
JP6221941B2 (en) | Head-up display device | |
TWI604225B (en) | Optical arrangement of head up display | |
WO2016147570A1 (en) | Head-up display | |
JP6459921B2 (en) | Head-up display device | |
TWI541543B (en) | Beam splitting module and projector device using the same | |
TWI495902B (en) | Head up display | |
JP2016197173A (en) | Head-up display device | |
WO2017141491A1 (en) | Head-up display device | |
WO2014020858A1 (en) | Image display device | |
JP2015034918A (en) | Image display method, image display device, polarizing screen, and polarizing plate | |
JP6946925B2 (en) | Virtual image display device | |
US10234684B2 (en) | Projection member, head up display device, and polarized sunglasses | |
JP6363828B2 (en) | Optical system | |
US9057881B2 (en) | Illumination system for a projection apparatus and projection apparatus | |
JP6809441B2 (en) | Virtual image display device | |
KR101903241B1 (en) | Head mounted display optical system | |
JP6600742B2 (en) | Display device and vehicle head-up display device | |
JP6175800B2 (en) | Screen and projection system | |
KR20150098943A (en) | High Picture quality Display Optical system | |
JP2011197517A (en) | Projector device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160721 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170417 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170425 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170609 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170620 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170703 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6179463 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |