JP6179463B2 - Projection member and head-up display device - Google Patents

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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
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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 Patent Document 1 has a first light transmitting plate that maintains a polarization state on the front side facing the occupant, and a second surface on the back side opposite to the front side. A second translucent plate that maintains the state, and a retardation plate that is sandwiched between the first translucent plate and the second translucent plate and has a fast axis and a slow axis that delays the phase with respect to the fast axis And. As the light source light, s-polarized light is incident on the first surface obliquely along the incident surface . The retardation plate is a half-wave plate that rotates the polarization direction by 90 °.

特開平10−96874号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-96874

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 Patent Document 1, the light source light transmitted through the retardation plate becomes a p-polarized component, so that the reflectance on the second surface on the back side is higher than the reflectance on the first surface on the front side. By making it smaller, it is possible to suppress double images. However, since the reflectance of the second surface on the back side is reduced, the brightness of the virtual image is lowered, and thus the visibility of the virtual image cannot be sufficiently improved.

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.

第1実施形態におけるHUD装置及び投影部材の車両への搭載状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mounting state to the vehicle of the HUD apparatus and projection member in 1st Embodiment. 第1実施形態におけるHUD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 HUD apparatus in 1st Embodiment. 第1実施形態における投射器の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the projector in 1st Embodiment. 第1実施形態における入射面に沿った投影部材の断面を部分的に示す図であって、光源光の第1面への入射及び第1面及び第2面での反射を説明するための模式図である。It is a figure which shows partially the cross section of the projection member in alignment with the entrance plane in 1st Embodiment, Comprising: The model for demonstrating the incidence to the 1st surface of light source light, and the reflection in a 1st surface and a 2nd surface FIG. 第1実施形態における光源光の第1面への入射を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating incidence | injection to the 1st surface of the light source light in 1st Embodiment. 比較例におけるシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result in a comparative example. 比較例におけるシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result in a comparative example. 第1実施形態におけるシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result in 1st Embodiment. 第1実施形態におけるシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result in 1st Embodiment. 第1実施形態における追加シミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the additional simulation result in 1st Embodiment. 第1実施形態における追加シミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the additional simulation result in 1st Embodiment. 第2実施形態における図1に対応する図である。It is a figure corresponding to FIG. 1 in 2nd Embodiment. 第2実施形態における図4に対応する図である。It is a figure corresponding to FIG. 4 in 2nd Embodiment. 第2実施形態における偏光サングラスを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the polarized sunglasses in 2nd Embodiment. 変形例1における図1に対応する図である。It is a figure corresponding to FIG.

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 device 10 according to the first embodiment of the present invention is mounted on a vehicle 1 which is a kind of moving body and is accommodated in an instrument panel 2. The HUD device 10 projects the image onto the projection member 40 using the light source light, thereby displaying the image in a virtual image so that the occupant can visually recognize the image. That is, the light source light as an image reflected by the projection member 40 reaches the occupant's eye 4 in the vehicle 1 and the occupant perceives the light source light. And a crew member can recognize various information displayed as a virtual image. Examples of various information displayed as the virtual image 3 include vehicle state values such as vehicle speed and fuel remaining amount, or vehicle information such as road information and visibility assistance information.

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 HUD device 10 includes a light source 12, an optical system 14, and the like. As shown in FIG. 3, the light source 12 is a light emitting element made of, for example, a light emitting diode, and is disposed on the light source circuit board 13. The light source is electrically connected to a control circuit and a power source (not shown) through a wiring pattern (not shown) on the light source circuit board 13. The light source 12 emits light source light with a light emission amount corresponding to a current amount when energized. Thereby, the light source 12 projects the light source light toward the optical system 14. More specifically, the light source 12 realizes pseudo white light emission by covering a blue light emitting diode with a phosphor, for example.

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 optical system 14 includes a condenser lens 20, a diffusion plate 22, a projection lens 24, a liquid crystal panel 26, a plane mirror 28, and a concave mirror 30. The optical system 14 causes the light source light from the light source 12 to enter the projection member 40.

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 light source 12, the condensing lens 20, the diffusion plate 22, the projection lens 24, and the liquid crystal panel 26 are accommodated in a box-shaped projector case 16a, and constitute the projector 16 shown in FIG.

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 condenser lens 20 is a translucent convex lens made of synthetic resin or glass, and is disposed between the light source 12 and the diffusion plate 22 in the projector 16. The condensing lens 20 condenses the light from the light source 12 and emits it toward the diffusion plate 22.

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 condenser lens 20 and the projection lens 24. The diffusion plate 22 emits light source light, whose luminance uniformity is adjusted by diffusion, toward the projection lens 24.

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 light source 12 side, and displays the image by emitting light from the surface on the plane mirror 28 side. Specifically, it is a dot matrix type TFT (Thin Film Transistor) liquid crystal panel formed from a plurality of liquid crystal pixels arranged in a two-dimensional direction. The light source light from the projection lens 24 is converted into linearly polarized light having a predetermined polarization direction by passing through a polarizing plate (not shown) in the liquid crystal panel 26. In particular, the predetermined polarization direction in the present embodiment is a direction that forms an angle of 45 ° with respect to the horizontal direction of the image. Here, the polarization direction in this embodiment means the vibration direction of an electric field in linearly polarized light, and the major axis direction of an ellipse in which the amplitude of the electric field is maximum in elliptically polarized light.

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 projector 16 projects the linearly polarized light source light toward the plane mirror 28.

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 surface 28a on the surface of a base material made of synthetic resin or glass. The reflecting surface 28a is formed on a smooth plane. The plane mirror 28 reflects the light source light from the liquid crystal panel 26 toward the concave mirror 30.

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 surface 30a on the surface of a base material made of synthetic resin or glass. The reflecting surface 30a is formed in a smooth curved surface as a concave surface in which the center of the concave mirror 30 is recessed. The concave mirror 30 reflects the light source light from the plane mirror 28 toward the projection member 40.

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 projection member 40 according to the first embodiment is integrally formed with the vehicle 1 in a laminated glass shape as a windshield of the vehicle 1. As shown in an enlarged view in FIG. 4, the projection member 40 includes a first light transmitting plate 42 on the front side, a second light transmitting plate 44 on the back side, and a space between the first light transmitting plate 42 and the second light transmitting plate 44. A phase difference plate 46 sandwiched between the two is provided. Here, the front side in the projection member 40 is the side facing the occupant, and the back side is the opposite side to the front side.

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 light transmissive plate 42 is formed in a light transmissive plate shape by glass, for example, and is arranged on the front side with respect to the phase difference plate 46 in the projection member 40. The front side of the first light transmission plate 42 forms a first surface 42a as an interface with the space in the vehicle 1 room. In particular, in the first embodiment, a portion where an image is projected on the first surface 42a is formed in a smooth planar shape. On the other hand, the back side of the first light transmitting plate 42 forms a planar joining surface 42 b joined to the phase difference plate 46. Such a first light transmitting plate 42 substantially maintains the polarization state of the light source light in the medium.

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 light transmissive plate 44 is formed in a light transmissive plate shape by glass, for example, and is disposed on the back side of the phase difference plate 46 in the projection member 40. The back side of the second light transmissive plate 44 forms a second surface 44a as an interface with the space outside the vehicle 1 room. In particular, in the first embodiment, a portion where an image is projected on the second surface 44a is formed in a smooth planar shape. On the other hand, the front side of the second light transmitting plate 44 forms a planar joining surface 44 b joined to the phase difference plate 46. Such a second translucent plate 44 substantially maintains the polarization state of the light source light in the medium.

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 phase difference plate 46 is formed, for example, in a translucent plate shape or film shape with a synthetic resin, and is joined to the first translucent plate 42 and the second translucent plate 44 at both joint surfaces 42b and 44b. The phase difference plate 46 has a fast axis 46a and a slow axis 46b that delays the phase with respect to the fast axis 46a along the tangential direction of the joint surfaces 42b and 44b. That is, the refractive index ηS in the direction along the slow axis 46b is larger than the refractive index ηF in the direction along the fast axis 46a.

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 projection member 40, the difference between the refractive index η1 of the first light transmitting plate 42 and the refractive index η0 of the space is set to be larger than the difference between the refractive index η1 and the refractive indexes ηF and ηS. Similarly, the difference between the refractive index η1 of the first light transmitting plate 42 and the refractive index η0 of the space is set larger than the difference between the refractive index η1 and the refractive indexes ηF and ηS.

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 first surface 42a and the second surface 44a are formed substantially parallel to each other, and the distance DST between them is substantially constant at an arbitrary location. The plate thickness TR of the phase difference plate 46 is substantially constant.

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 optical system 14 is incident on the first surface 42 a of the projection member 40 obliquely along the incident surface PI. Here, the incident surface PI in the present embodiment is a plane including the light beam of the light source incident on the first surface 42a and the normal line NI of the first surface 42a at the location where the light beam enters the first surface 42a. is there. In this embodiment, among the components of the light source light that vibrate the electric field, the component perpendicular to the incident surface PI is defined as the s-polarized component, and the component parallel to the incident surface PI is defined as the p-polarized component. At this time, the light source light is incident on the first surface 42a by the optical system 14 so as to include both the s-polarized component and the p-polarized component.

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 slow axis 46b of the phase difference plate 46 is inclined with respect to the incident surface PI.

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 HUD device 10 and the projection member 40 mounted on the vehicle 1 as in the present embodiment, the light source light from the optical system 14 is inclined by the angle β in the left-right direction D2 of the vehicle 1 with respect to the vertical direction D1 of the vehicle 1. The light enters the first surface 42a of the projection member 40 from the direction. That is, the incident surface PI is inclined by an angle β with respect to the vertical direction D1 of the vehicle 1. The light source light from the optical system 14 is incident on the first surface 42a of the projection member 40 at an incident angle α within the incident surface PI.

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 retardation plate 46 and is a glass single plate is taken as a comparative example. The simulation of the comparative example will be described below with reference to FIGS.

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 HUD device 10 and the projection member 40 according to the first embodiment will be described below with reference to FIGS.

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 first surface 42a from the optical system 14 is linearly polarized light having a polarization direction DP0 inclined by 45 ° as an angle φ with respect to the incident surface PI. The wavelength λ of the light source light incident on the first surface 42a from the optical system 14 is 550 nm. Note that the inclination angle β of the incident surface PI in this simulation is −5 °. Here, when the angle β is a negative value, the incident surface PI is inclined in the direction opposite to the arrow indicating β in FIG. 5 with respect to the vertical direction D1 (that is, with the optical system 14 in FIG. 5). The position of the eye 4 is changed to the left and right).

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 projection member 40, the first light transmitting plate 42 has a thickness T1 of 5 mm and a refractive index η1 of 1.51633 with respect to the wavelength λ. The second light transmissive plate 44 has a plate thickness T2 of 5 mm and a refractive index η2 with respect to the wavelength λ of 1.51633. The plate thickness TR of the phase difference plate 46 is 0.2 mm. The retardation value R of the phase difference plate 46 is λ / 2. An angle θ of the slow axis 46b of the retardation plate 46 with respect to the incident surface PI is 45 °.

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 HUD device 10 has the same conditions as the simulation according to the first embodiment.

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/m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 eye 4, and the occupant passes through the polarizing plate 60. The luminance of the light source light incident on the eye 4 is shown in cd / m 2 unit. The axis in the circumferential direction indicates the direction of the transmission axis 60a of the polarizing plate 60 as an angle. Specifically, the 0 ° direction in FIG. 6 indicates a direction in which the transmission axis 60a coincides with the vertical direction D1 of the vehicle 1, and the 90 ° direction indicates a direction in which the transmission axis 60a coincides with the horizontal direction D2 of the vehicle 1. Indicates. In general polarized sunglasses, the direction of the transmission axis 60a is 90 °. The radial axis indicates the luminance when the transmission axis 60a is in each direction.

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 polarizing plate 60 and incident on the occupant's eye 4 fluctuates greatly at an angle close to 90 ° when the transmission axis 60a is rotated. The minimum value Lmin is taken. At 90 ° corresponding to general polarized sunglasses, the brightness can be obtained only about 1/5 of the peak direction. In addition, when the occupant wears general polarized sunglasses, if the transmission shaft 60a rotates by tilting the neck to the side or the like, it is assumed that the minimum luminance value Lmin is straddled, and the visibility deteriorates due to the luminance variation. There is a concern to do.

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 polarizing plate 60 and enters the occupant's eye 4 can be obtained even when the transmission axis 60 a of the polarizing plate 60 is rotated. In all directions, it is higher than that of the comparative example and has a minimum value Lmin, but there is little fluctuation. Therefore, when the occupant wears general polarized sunglasses, even if the transmission shaft 60a rotates by shaking his / her neck, it is assumed that there is less fluctuation in the brightness of the virtual image 3 than in the comparative example. Even when the direction of the transmission axis 60a of the polarizing plate 60 is 90 °, the luminance is 1/2 or more of the peak direction.

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 vehicle 1 is p-polarized light, and the light source light whose electric field vibrates along the horizontal direction D2 of the vehicle 1 is s-polarized light. Please be careful.

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 first surface 42a is the polarization of the light source light incident on the first surface 42a as in the comparative example. It is on the s-polarization side from the direction DP0. However, unlike the comparative example, the polarization direction DP2 of the light source light reflected by the second surface 44a is on the p polarization side with respect to the polarization direction DP0 of the light source light incident on the first surface 42a.

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 phase difference plate 46 for sufficiently obtaining the naked eye luminance and the sunglasses luminance for the HUD device 10 and the projection member 40 according to the first embodiment. That is, the luminance of the light source light incident on the occupant's eye 4 when the retardation value R of the phase difference plate 46 was changed and the direction of the slow axis 46b was changed was examined. This will be described with reference to FIGS. Here, the naked eye luminance in the present embodiment is the luminance of the virtual image 3 visually recognized by an occupant with naked eyes, and the sunglasses luminance is the luminance of the virtual image 3 visually recognized by an occupant wearing the above-described general polarized sunglasses. It is brightness.

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 first surface 42a from the optical system 14 is linearly polarized light having a polarization direction DP0 inclined by 45 ° as an angle φ with respect to the incident surface PI. The wavelength λ of the light source light incident on the first surface 42a from the optical system 14 is 550 nm. Note that the inclination angle β of the incident surface PI in this simulation is 5 °.

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 projection member 40, the first light transmitting plate 42 has a thickness T1 of 5 mm and a refractive index η1 of 1.51633 with respect to the wavelength λ. The second light transmissive plate 44 has a plate thickness T2 of 5 mm and a refractive index η2 with respect to the wavelength λ of 1.51633. The plate thickness TR of the phase difference plate 46 is 0.2 mm.

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 light source 12 in the HUD device 10 is different from the simulations corresponding to FIGS.

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 retardation plate 46 was changed from 0 to λ, and the angle θ was changed from 0 to 90 ° as the direction of the slow axis 46b.

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 slow axis 46b is taken on the y axis, and the luminance (naked eye luminance in FIG. 10 and sunglasses luminance in FIG. 11) is taken on the z axis. Is taking.

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/m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/m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 phase difference plate 46 is rotated to the p-polarization side as in Patent Document 1, and the reflectance of the second surface 44a. And the naked eye luminance is less than 5,000 cd / m 2 . On the other hand, around the maximum value L2, which is the other extreme value, the naked eye luminance exceeds 7,000 cd / m 2 .

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 slow axis 46b is an angle with respect to the incident surface PI. For example, if the angle θ of the slow axis 46b is 0 °, the slow axis 46b is disposed along the incident surface PI. If the angle θ of the slow axis 46b is 45 °, the slow axis 46b Is aligned with the polarization direction DP0 of the light source light incident on the first surface 42a in this embodiment, and if the angle of the slow axis 46b is 90 °, the slow axis 46b is the incident surface. It will be arranged orthogonal to PI.

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 slow axis 46b is 40 to 80 ° with respect to the incident surface PI as a condition of the phase difference plate 46 such that the naked eye luminance is higher than that when the retardation value R is 0. Further, the retardation value R is preferably 2/7 · λ ≦ R ≦ 5/7 · λ. In these conditions, it is considered that the sunglasses luminance exceeds 1,000 cd / m 2.

(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 projection member 40 according to the first embodiment, the first light transmitting plate 42 that maintains the polarization state is obliquely incident on the front side first surface 42a along the incident surface PI, and the s-polarized component and the p-polarized light. The light source light including both components is reflected around the s-polarized component and transmitted through the first light-transmitting plate 42 around the p-polarized component on the first surface 42a on the front side. Here, the phase difference plate 46 is sandwiched between the first light transmission plate 42 and the second light transmission plate 44 in a state where the slow axis 46b is inclined with respect to the incident surface PI. Due to the action of the phase difference plate 46, the polarization direction of the light source light centered on the p-polarized light component transmitted through the first light transmission plate 42 is rotated to the s-polarization side. Furthermore, according to the second light transmitting plate 44 having the second surface 44a on the back side and maintaining the polarization state, the light source light transmitted through the phase difference plate 46 and rotated to the s-polarized side is the second surface 44a. Therefore, the brightness of the virtual image 3 visually recognized by the occupant can be increased. Therefore, the visibility of the virtual image 3 can be enhanced.

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 second surface 44a on the back side is transmitted again through the phase difference plate 46, and the polarization direction of the light source light is a slow phase inclined with respect to the incident surface PI which is the direction of p-polarized light. By the action of the phase difference plate 46 having the axis 46b, it is rotated again toward the direction of the p-polarized light. According to this, even when the occupant is wearing general polarized sunglasses, the light source light that reflects the front-side first surface 42a and has the s-polarized component as the center, and the back-side second surface 44a. Since both the light source light that reflects the light and the p-polarized light component is incident on general polarized sunglasses, the virtual image 3 can be visually recognized.

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 slow axis 46b that forms 40 to 80 degrees with respect to the incident surface PI, the polarization direction of the light source light is reliably rotated to the s-polarization side, so that it is visually recognized by the passenger. The brightness of the virtual image 3 can be increased.

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 light transmissive plate 42 remains centered on the p-polarized component, the visibility of the virtual image 3 can be improved.

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 HUD device 10 according to the first embodiment causes the light source light emitted from the light source to be incident obliquely on the first surface 42a along the incident surface PI by the optical system 14, and the s-polarized component and the p-polarized light. Incident so as to include both components. Such light source light is reflected around the s-polarized component on the first surface 42a on the front side and passes through the first light-transmitting plate 42 around the p-polarized component. Here, the phase difference plate 46 is sandwiched between the first light transmission plate 42 and the second light transmission plate 44 in a state where the slow axis 46b is inclined with respect to the incident surface PI. Due to the action of the phase difference plate 46, the polarization direction of the light source light centered on the p-polarized light component transmitted through the first light transmission plate 42 is rotated to the s-polarization side. Furthermore, according to the second light transmitting plate 44 having the second surface 44a on the back side and maintaining the polarization state, the light source light transmitted through the phase difference plate 46 and rotated to the s-polarized side is the second surface 44a. Therefore, the brightness of the virtual image 3 visually recognized by the occupant can be increased. Therefore, the visibility of the virtual image 3 can be enhanced.

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 second surface 44a on the back side is transmitted again through the phase difference plate 46, and the polarization direction of the light source light is a slow phase inclined with respect to the incident surface PI which is the direction of p-polarized light. By the action of the phase difference plate 46 having the axis 46b, it is rotated again toward the direction of the p-polarized light. According to this, even when the occupant is wearing general polarized sunglasses, the light source light that reflects the front-side first surface 42a and has the s-polarized component as the center, and the back-side second surface 44a. Since both the light source light that reflects the light and the p-polarized light component is incident on general polarized sunglasses, the virtual image 3 can be visually recognized.

(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 projection member 240 of the second embodiment, the first light transmissive plate 242, the second light transmissive plate 244, and the phase difference plate 246 cooperate to display an image of the projection member 240 as shown in FIGS. An interval changing portion 248 is formed at the projected location. In the interval changing portion 248, the interval DST between the first surface 242a and the second surface 244a increases and increases as it goes from the incident side to the reflecting side. Here, the incident side in the present embodiment is a side on which light source light is incident on a portion of the incident surface PI that is incident on the first surface 242a, and the reflective side is the first surface 242a of the incident surface PI. The light source light is reflected from the first surface 242a with respect to the incident portion. In other words, the side where the light source light is incident is the incident side across the normal line NI of the incident portion, and the side where the light source light is reflected is the reflective side.

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 interval changing portion 248, the plate thickness TR of the phase difference plate 246 is formed to be substantially constant. In other words, in the second embodiment, the gap changing portion 248 is formed such that the plate thicknesses T1 and T2 of the first light transmitting plate 242 and the second light transmitting plate 244 increase and change from the incident side toward the reflecting side. .

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 HUD device 10 that projects an image onto such a projection member 240 to display a virtual image so that the image can be seen by the occupant, in the second embodiment, as shown in FIG. 12, polarized sunglasses 270 are used by the occupant. ing.

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 polarization sunglasses 270 includes a frame portion 272 and a pair of polarization filter portions 274. The frame part 272 is a bridge part that connects the pair of rim parts 272b and the pair of rim parts 272b that holds the pair of temple parts 272a that holds the polarized sunglasses 270 by being hooked on the ears of the passenger. 272c and the like. The frame portion 272 is formed substantially symmetrically.

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 polarizing filter units 274 controls incident light incident on the left eye or right eye of the occupant, respectively. Each polarizing filter portion 274 is formed by attaching a polarizing film 274b as a polarizer on the side opposite to the occupant's eye 4 in a base material 274a made of a synthetic resin such as polycarbonate. Such a polarizing filter portion 274 is formed in a meniscus shape having a convex surface on the side opposite to the occupant's eye 4 and a concave surface on the occupant's eye 4 side, for example. The polarizing filter unit 274 does not have to have a refractive power substantially, and corrects the imaging state of an image (including the virtual image 3) that is visually recognized by the occupant when the refractive power is given. There may be.

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 polarizing film 274b is formed, for example, by adding iodine to polyvinyl alcohol. Depending on the orientation direction of the iodine molecules, the polarizing film 274b transmits the incident light according to the polarization direction DPS of the incident light to be incident on the occupant's eye 4, and blocks the incident light. It has a shaft 274d. In particular, in this embodiment, the transmission axis 274c and the blocking axis 274d are substantially orthogonal to each other, and the blocking axis 274d absorbs incident light.

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 shaft 274d is set according to the retardation value R of the phase difference plate 246 of the projection member 240. For example, particularly in the second embodiment, when R = λ / 2 and the angle θ of the slow axis 46b is 45 ° with respect to the vertical direction D1 of the vehicle 1 as a moving body, the blocking shaft 274d is It is set along. That is, the blocking shaft 274d is set along the vertical center line HC defined based on the boxing method in the frame portion 272 of the polarized sunglasses 270. Here, the boxing method (see JIS B7281: 2003) is a dimension measurement method based on a rectangle circumscribing the polarizing filter portion 274. Note that λ is the wavelength of the light source light used by the HUD device 10.

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 projection member 240 has the first light transmitting plate 242 having the first surface 242a on the front side facing the occupant and maintaining the polarization state, and the first side on the back side opposite to the front side. The second light-transmitting plate 244 that has two surfaces 244a and maintains the polarization state, and is sandwiched between the first light-transmitting plate 242 and the second light-transmitting plate 244, and is fastened to the fast axis 46a and the fast axis 46a. And a phase difference plate 246 having a slow axis 46b for delaying the phase. The light source light used by the HUD device 10 is incident on the first surface 242a obliquely along the incident surface PI, and includes both the s-polarized component and the p-polarized component. Further, the slow axis 46b of the phase difference plate 246 is inclined with respect to the incident surface PI. Therefore, it is possible to achieve the operational effects according to the first embodiment.

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 interval changing portion 248 is formed in which the interval DST between the first surface 242a and the second surface 244a increases and increases as it goes from the incident side to the reflecting side. According to this, since the reflection direction of the light source light that reflects the first surface 242a on the front side and the reflection direction of the light source light that reflects the second surface 244a on the back side approach each other, a virtual image formed by reflecting the first surface 242a 3 and the virtual image 3 formed by reflecting the second surface 244a can be suppressed. In the interval changing portion 248 where the interval DST changes in this way, the plate thickness of the phase difference plate 246 is constant. According to this, since the action of the phase difference plate 246 acts uniformly over a wide range of the image, luminance unevenness of the virtual image 3 can be suppressed. As described above, since it is possible to achieve both suppression of the double image and luminance unevenness, the visibility of the virtual image 3 is further enhanced.

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 vehicle 1 and generally has a blocking axis fixed in the horizontal direction, outside light such as sunlight reflected on the water surface or snow surface in the scenery in front of the vehicle 1 can be obtained. Since the polarization direction is changed by the phase difference plate 246 when passing through the projection member 240, the function as polarized sunglasses cannot be sufficiently exhibited. Here, in the polarized sunglasses 270 of the second embodiment in which the blocking axis 274d is set according to the retardation value R of the retardation film 246, dazzling outside light such as sunlight reflected on the water surface or snow surface is sufficiently blocked. Therefore, the contrast of the virtual image 3 is increased and the visibility can be improved.

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 shaft 274d is set along the vertical direction. According to this, when the retardation value of the phase difference plate 246 is R = 1/2 · λ and the direction of the slow axis 46 b is 45 ° with respect to the vertical direction of the vehicle 1, Since dazzling outside light such as reflected sunlight can be sufficiently blocked, the contrast of the virtual image 3 is increased and visibility can be improved.

(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 projection member 40 may not be formed integrally with the vehicle 1 as a windshield of the vehicle 1. As an example of this, as shown in FIG. 15, the projection member 40 may be a combiner installed in the vehicle 1 and provided separately from the windshield.

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 slow axis 46b with respect to the incident surface PI is not limited to 40 to 80 °. On the other hand, the angle of the slow axis 46b with respect to the incident surface PI is further preferably set to 50 to 60 °.

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 retardation plate 46 is not limited to the range of 2/7 · λ ≦ R ≦ 5/7 · λ. As an example of this, the retardation value R of the retardation plate 46 is defined as (2/7 + n) · λ ≦ R ≦ (5/7 + n) when the wavelength of the light source is defined as λ and n is defined as an arbitrary integer of 0 or more. ) · Λ may be satisfied. Further, the retardation value R of the retardation plate 46 may not be in the range of (2/7 + n) · λ ≦ R ≦ (5/7 + n) · λ.

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 optical system 14 of the HUD device 10 is not limited to linearly polarized light and elliptically polarized light, and causes circularly or randomly polarized light source light to be incident on the first surface 42a. May be.

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 projection member 40 may be entirely curved in accordance with the design of the vehicle 1.

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 polarized sunglasses 270 in the configuration of the second embodiment may visually recognize the image projected on the projection member 40 in the configuration of the first embodiment. In addition, an image projected on the projection member 240 in the configuration of the second embodiment may be visually recognized by a naked-eye occupant or an occupant wearing general polarized sunglasses.

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 shaft 274d may not be set along the vertical direction as long as it is set according to the retardation value R of the retardation film 246. Here, the setting according to the retardation value R of the phase difference plate 246 means that the blocking axis 274d is aligned with the polarization direction DPS of the external light changed by the phase difference plate 246 when passing through the projection member 240. .

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 vehicle 1 or an airplane.

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 SYMBOLS 1 Vehicle (mobile body), 10 HUD apparatus, 12 Light source, 14 Optical system, 40,240 Projection member, 42,242 1st light transmission board, 42a, 242a 1st surface, 44,244 2nd light transmission board, 44a 244a 2nd surface, 46,246 phase difference plate, 46a phase advance axis, 46b
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)

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、前記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、
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面(242a)に前記光源光が入射してくる側を入射側と定義し、反射する側を反射側と定義すると、
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.
前記遅相軸(46b)は、前記入射面に対して40〜80°をなすことを特徴とする請求項1又は2のいずれか1項に記載の投影部材。 The projection member according to claim 1, wherein the slow axis (46 b) forms 40 to 80 ° with respect to the incident surface . 前記位相差板(46)のリタデーション値をRと定義し、前記光源光の波長を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.
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、前記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、
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面(242a)に前記光源光が入射してくる側を入射側と定義し、反射する側を反射側と定義すると、
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.
前記遅相軸(46b)は、前記入射面に対して40〜80°をなすことを特徴とする請求項5又は6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。 7. The head-up display device according to claim 5, wherein the slow axis (46 b) forms 40 to 80 ° with respect to the incident surface . 8. 前記位相差板(46)のリタデーション値をRと定義し、前記光源光の波長を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.
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