JP7207162B2

JP7207162B2 - head-up display device

Info

Publication number: JP7207162B2
Application number: JP2019096807A
Authority: JP
Inventors: 究小野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-05-23
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2023-01-18
Anticipated expiration: 2039-05-23
Also published as: JP2020190677A; WO2020235675A1

Description

本発明は、表示画像をウインドシールドなどに備えられた投影面に投影することで、ユーザに表示画像を視認可能とするヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。 The present invention relates to a head-up display device that allows a user to visually recognize a display image by projecting the display image onto a projection surface provided on a windshield or the like.

従来より、ディスプレイや凹面鏡等の導光部をウインドシールドの下に配置し、ディスプレイの表示画像を導光部で反射させてウインドシールドの投影面に映し出すことでユーザに視認させるヘッドアップディスプレイ装置がある。このヘッドアップディスプレイ装置において、特許文献１に、裸眼状態での視認性と偏光サングラスを着用した状態での視認性の両立を図る技術が提案されている。 Conventionally, there has been a head-up display device that allows a user to visually recognize a display image by arranging a light guide part such as a display or a concave mirror under the windshield, reflecting the displayed image of the display on the light guide part, and projecting it onto the projection surface of the windshield. be. In this head-up display device, Patent Literature 1 proposes a technique for achieving both visibility with the naked eye and visibility with polarized sunglasses.

具体的には、特許文献１のヘッドアップディスプレイ装置では、導光部とウインドシールドとの間に、対応する偏光の透過率が最大となる透過軸を有する偏光板を備え、偏光板により、投射偏光方位角と透過軸方位角とを異ならせている。このような偏光板を備えると、ウインドシールドに反射された画像の光の偏光方向が画像縦方向および画像横方向の両方に対して傾く。したがって、画像縦方向に対応する車両の上下方向の偏光成分と画像横方向に対応する車両の上下方向に対して垂直な方向の偏光成分が共に得られる。これにより、ドライバが裸眼で虚像を視認する場合の輝度（以下、裸眼輝度という）と、偏光サングラスを着用した状態で虚像を視認する場合の輝度（以下、サングラス輝度という）とで輝度のバランスを取ることが可能となる。 Specifically, in the head-up display device of Patent Document 1, a polarizing plate having a transmission axis that maximizes the transmittance of the corresponding polarized light is provided between the light guide section and the windshield. The polarization azimuth angle and the transmission axis azimuth angle are made different. With such a polarizing plate, the polarization direction of the image light reflected by the windshield is tilted with respect to both the vertical direction and the horizontal direction of the image. Therefore, both the polarization component in the vertical direction of the vehicle corresponding to the vertical direction of the image and the polarization component in the direction perpendicular to the vertical direction of the vehicle corresponding to the horizontal direction of the image are obtained. As a result, the brightness balance between the brightness when the driver views the virtual image with the naked eye (hereinafter referred to as naked-eye brightness) and the brightness when the driver views the virtual image while wearing polarized sunglasses (hereinafter referred to as sunglasses brightness) is balanced. it is possible to take.

特開２０１７－１０２３４７号公報JP 2017-102347 A

しかしながら、特許文献１の構成では、裸眼輝度とサングラス輝度のバランスを取ることができるものの、サングラス輝度を上げるために裸眼輝度を低下させることになる反面、サングラス輝度も十分には得られない。ヘッドアップディスプレイ装置では、一般的に裸眼輝度を優先し、サングラス輝度が低くなってしまうが、ユーザの嗜好に合わせて、サングラス輝度を向上させたいという要望もある。 However, in the configuration of Patent Document 1, although the naked-eye brightness and the sunglasses brightness can be balanced, the naked-eye brightness is lowered in order to increase the sunglasses brightness, but the sunglasses brightness is not sufficiently obtained. In a head-up display device, the naked-eye brightness is generally given priority, and the sunglass brightness is low.

本発明は上記点に鑑みて、サングラス輝度を高くすることが可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a head-up display device capable of increasing the brightness of sunglasses.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、車両（Ｖ）に搭載され、投影部材（２）における投影面（３）に表示画像を投影し、表示画像の光が投影面に投影されることで表示画像の虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、表示画像の光を投射する投射器（２０）と、投射器からの表示画像の光を投影部材へ向けて導光する導光部（４０）と、開口部（１１）が形成されており、投射器および導光部を収容すると共に開口部を通じて導光部にて導光された表示画像の光を投影部材に導くハウジング（１０）と、導光部と投影部材との間の光路上に配置された偏光機能を有するベゼル偏光板（６２）を含み、開口部からハウジング内への塵の侵入を抑制するベゼル部材（６０）と、を備え、導光部とベゼル部材との間には、車体側偏光板（５０）が備えられ、車体側偏光板は、偏光により、該車体側偏光板を透過する前よりも透過した後の方がｓ波の輝度を高くするように透過軸方位角が設定され、ベゼル偏光板は、偏光により、該ベゼル偏光板を透過する前よりも透過した後の方が、表示画像の光のうちのｐ波の輝度を高くするように透過軸方位角が設定されている。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is mounted on a vehicle (V), projects a display image onto a projection plane (3) of a projection member (2), and emits light of the display image onto the projection plane. A head-up display device for displaying a virtual image of a display image by projection, comprising a projector (20) for projecting light of the display image, and guiding the light of the display image from the projector toward a projection member. A light guide section (40) and an opening (11) are formed to accommodate the projector and the light guide section, and the light of the display image guided by the light guide section through the opening is directed to the projection member. The bezel includes a guide housing (10) and a bezel polarizer (62) having a polarizing function arranged on the optical path between the light guide and the projection member to prevent dust from entering the housing through the opening. A member (60) is provided between the light guide portion and the bezel member, and the vehicle body side polarizing plate (50) is provided with polarized light before passing through the vehicle body side polarizing plate. The azimuth angle of the transmission axis is set so that the brightness of the s-wave after transmission is higher than that after transmission, and the bezel polarizer is more polarized after transmission than before transmission through the bezel polarizer. The azimuth angle of the transmission axis is set so as to increase the brightness of the p-wave in the light of the display image .

このように、ベゼル偏光板に偏光機能を備えることにより、ベゼル部材を装着していないときに裸眼輝度を高めた虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置において、ベゼル部材を装着することでサングラス輝度を高めた虚像を表示できる。したがって、ヘッドアップディスプレイ装置として、適用対象が多いと想定される虚像を裸眼で視認する場合に合わせた設計としつつ、ユーザのニーズがあればベゼル部材を装着することで、サングラス輝度を高められる。よって、サングラス輝度を高くすることが可能なヘッドアップディスプレイ装置にできる。 In this way, in a head-up display device that displays a virtual image with enhanced naked-eye brightness when the bezel member is not attached by providing a polarization function to the bezel polarizing plate, attaching the bezel member increases the brightness of sunglasses. A virtual image can be displayed. Therefore, the brightness of sunglasses can be increased by attaching a bezel member if there is a user's need, while designing the head-up display device to match the case of visually recognizing a virtual image with the naked eye, which is assumed to be applied to many devices. Therefore, a head-up display device capable of increasing the luminance of sunglasses can be obtained.

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。 It should be noted that the reference numerals in parentheses attached to each component etc. indicate an example of the correspondence relationship between the component etc. and specific components etc. described in the embodiments described later.

第１実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置の車両への搭載状態を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing the mounting state to vehicles of the head up display device concerning a 1st embodiment. 第１実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置の車両への搭載状態を示す模式図であって、車両後方から車両前方に見た図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a mounted state of the head-up display device in the first embodiment on a vehicle, and is a diagram viewed from the rear of the vehicle to the front of the vehicle. 第１実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置の概略的構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a head-up display device according to a first embodiment; FIG. 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 showing the composition of the projector in a 1st embodiment. 第１実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置において、方位角等の関係を説明するための模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the relationship between azimuth angles and the like in the head-up display device according to the first embodiment; ベゼル部材を上方から見たときの斜視図である。It is a perspective view when a bezel member is seen from above. ベゼル部材を下方から見たときの斜視図である。It is a perspective view when a bezel member is seen from below. 透過軸方向と裸眼輝度やサングラス輝度との関係を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the transmission axis direction and the naked eye luminance and the sunglasses luminance. 第２実施形態で説明するベゼル部材の分解斜視図である。FIG. 9 is an exploded perspective view of a bezel member described in the second embodiment; 組み付け後のベゼル部材を上方から見たときの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the assembled bezel member as viewed from above; 組み付け後のベゼル部材を下方から見たときの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the assembled bezel member as viewed from below; 第３実施形態で説明するベゼル部材の分解斜視図である。FIG. 11 is an exploded perspective view of a bezel member described in the third embodiment; 組み付け後のベゼル部材を上方から見たときの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the assembled bezel member as viewed from above; 第４実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the head up display device concerning a 4th embodiment. 第５実施形態で説明する投射器による光源の発光量の制御を行う部分のブロック構成を示した図である。FIG. 12 is a diagram showing a block configuration of a portion that controls the amount of light emitted from a light source by a projector described in a fifth embodiment; 切替スイッチの非操作時の制御が行われたときのベゼル部材を装着した場合と装着していない場合のサングラス輝度の変化を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing a change in luminance of sunglasses when the bezel member is attached and when the bezel member is not attached when control is performed when the changeover switch is not operated; 切替スイッチの操作時の制御が行われたときのベゼル部材を装着した場合と装着していない場合のサングラス輝度の変化を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing changes in the luminance of sunglasses when the bezel member is attached and when the bezel member is not attached when control is performed when the changeover switch is operated;

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in each of the following embodiments, portions that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.

（第１実施形態）
第１実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置について説明する。ヘッドアップディスプレイ装置は、車両に適用されるものであり、ドライバに対して表示画像の虚像を視認させることで、車速やナビゲーションシステムによる進行方向の表示などの情報を提供するものとして用いられる。 (First embodiment)
A head-up display device according to the first embodiment will be described. A head-up display device is applied to a vehicle, and is used to provide information such as display of vehicle speed and direction of travel by a navigation system by allowing a driver to visually recognize a virtual image of a display image.

図１に示すヘッドアップディスプレイ装置１００は、例えば車両Ｖのインストルメントパネル１内に収容されており、ウインドシールド２の投影面３に表示画像を投影することで、ドライバに表示画像の虚像４を視認可能とする。表示画像については、ドライバが運転席５に着座したときの眼６の位置として想定される長方形の領域をアイボックスとして、アイボックスから投影面３に投影された表示画像の虚像４が視認可能となるように表示される。 A head-up display device 100 shown in FIG. 1 is housed, for example, in an instrument panel 1 of a vehicle V, and projects a display image onto a projection surface 3 of a windshield 2 to present a virtual image 4 of the display image to the driver. Make visible. With respect to the display image, a virtual image 4 of the display image projected from the eyebox onto the projection surface 3 can be visually recognized, using a rectangular area assumed as the position of the eyes 6 when the driver is seated in the driver's seat 5 as an eyebox. will be displayed.

なお、以下の説明において、車両上下方向、左右方向などの方向を記載する場合、車両Ｖが水平面上にあるときにおける天地方向、車両前方に向かって左右方向のことを示していることとする。また、虚像４のうちの車両上下方向に沿う方向を画像縦方向Ｄｉｌといい、虚像４のうちの画像縦方向Ｄｉｌと垂直な方向を画像横方向Ｄｉｓという。すなわち、運転席５に着座した状態のドライバが、虚像４のうちの縦の方向と認識する方向を画像縦方向Ｄｉｌ、横の方向と認識する方向を画像横方向Ｄｉｓとしている。 In the following description, when directions such as the vehicle vertical direction and the horizontal direction are described, it means the vertical direction when the vehicle V is on a horizontal plane, and the horizontal direction toward the front of the vehicle. A direction along the vertical direction of the vehicle in the virtual image 4 is called an image vertical direction Dil, and a direction perpendicular to the image vertical direction Dil in the virtual image 4 is called an image horizontal direction Dis. That is, the direction recognized as the vertical direction in the virtual image 4 by the driver sitting in the driver's seat 5 is defined as the image vertical direction Dil, and the direction recognized as the horizontal direction is defined as the image horizontal direction Dis.

ヘッドアップディスプレイ装置１００は、ハウジング１０、投射器２０、導光部４０、偏光板５０およびベゼル部材６０を備えた構成とされている。 A head-up display device 100 includes a housing 10 , a projector 20 , a light guide section 40 , a polarizing plate 50 and a bezel member 60 .

ハウジング１０は、内部に収容スペースを構成する収容部材であり、インストルメントパネル１内に配置されており、上部に収容スペースに繋がる開口部１１が形成された構造とされている。ハウジング１０の収容スペース内には、投射器２０および導光部４０が収容され、開口部１１には、偏光板５０およびベゼル部材６０が配置されている。そして、投射器２０から投影された表示画像が導光部４０を介して開口部１１側に導かれ、偏光板５０およびベゼル部材６０を通じて投影面３に投影されるようになっている。 The housing 10 is an accommodation member that forms an accommodation space inside, is arranged inside the instrument panel 1, and has a structure in which an opening 11 that communicates with the accommodation space is formed in the upper part. The accommodation space of the housing 10 accommodates the projector 20 and the light guide section 40 , and the polarizing plate 50 and the bezel member 60 are arranged in the opening 11 . A display image projected from the projector 20 is guided to the opening 11 side through the light guide section 40 and projected onto the projection surface 3 through the polarizing plate 50 and the bezel member 60 .

投射器２０は、図４に詳細を示すように、光源２２、集光レンズ２４、拡散板２６、投射レンズ２８および液晶パネル３０を有し、これらが図示しない中空状のケースに収容された構成とされている。 As shown in detail in FIG. 4, the projector 20 has a light source 22, a condenser lens 24, a diffusion plate 26, a projection lens 28, and a liquid crystal panel 30, which are housed in a hollow case (not shown). It is said that

光源２２は、例えば複数のＬＥＤ（発光ダイオード素子）を光源用回路基板に実装したものとされる。光源２２は、ＬＥＤへの通電により電流量に応じた発光量にて光を集光レンズ２４へ向けて照射する。 The light source 22 is, for example, a plurality of LEDs (light emitting diode elements) mounted on a light source circuit board. The light source 22 emits light toward the condensing lens 24 in an amount corresponding to the amount of current by energizing the LED.

集光レンズ２４は、ガラス等で構成された透光性の凸レンズであり、光源２２から照射された光を集光し、拡散板２６に出射する。 The condenser lens 24 is a translucent convex lens made of glass or the like, which collects the light emitted from the light source 22 and emits it to the diffuser plate 26 .

拡散板２６は、ガラス等で構成された光拡散を行う板であり、集光レンズ２４から出射された光を拡散することで表示画像の面内での輝度の均一性を調整する。 The diffuser plate 26 is a plate made of glass or the like that diffuses light, and diffuses the light emitted from the condensing lens 24 to adjust the uniformity of luminance within the plane of the display image.

投射レンズ２８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２６と液晶パネル３０との間に配置されている。投射レンズ２８は、拡散板２６からの光を集光して液晶パネル３０へ向けて投射する。 The projection lens 28 is a translucent convex lens made of synthetic resin, glass, or the like, and is arranged between the diffusion plate 26 and the liquid crystal panel 30 . The projection lens 28 collects the light from the diffusion plate 26 and projects it toward the liquid crystal panel 30 .

液晶パネル３０は、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いたパネルとされ、図３に示すように画像縦方向Ｄｉｌおよび画像横方向Ｄｉｓの２次元方向に配列された複数の液晶画素から形成されるアクティブマトリクス型のもので構成されている。液晶パネル３０は、一対の液晶用偏光板と、この一対の液晶用偏光板に挟まれた液晶層等が積層された構成とされている。各液晶用偏光板は、電場ベクトルが所定方向の偏光を透過させ、電場ベクトルが所定方向と実質垂直な方向の偏光を遮光する性質を有している。そして、一対の液晶用偏光板は、それぞれの透過させる磁場ベクトルの方向が直行するように配置されている。また、一対の液晶偏光板に挟まれて配置された液晶層は、液晶画素毎の電圧印加に基づいて、印加電圧に応じて、液晶層に入射する光の偏光方向を回転させられるようになっている。なお、図３中などにおいは、光路に沿う方向をＤｃとして示してある。 The liquid crystal panel 30 is, for example, a panel using TFTs (thin film transistors), and as shown in FIG. It is made up of types. The liquid crystal panel 30 is configured by stacking a pair of liquid crystal polarizing plates and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of liquid crystal polarizing plates. Each liquid crystal polarizing plate has the property of transmitting polarized light with an electric field vector in a predetermined direction and blocking polarized light with an electric field vector in a direction substantially perpendicular to the predetermined direction. The pair of polarizing plates for liquid crystal are arranged so that the directions of the respective magnetic field vectors to be transmitted are orthogonal to each other. Further, the liquid crystal layer sandwiched between the pair of liquid crystal polarizers can rotate the polarization direction of light incident on the liquid crystal layer according to the voltage applied to each liquid crystal pixel. ing. In addition, in FIG. 3 and the like, the direction along the optical path is indicated as Dc.

このような構成とされているため、投射器２０は、液晶パネル３０にて液晶画素毎の透過率を制御することで、所望の画像の光を投射することが可能となる。そして、投射器２０から投射される画像の光は、射出側の液晶用偏光板の配置に応じて偏光したものとなっており、本実施形態では、投射器２０から投射される画像の光の偏光方向Ｄｐｐが画像横方向Ｄｉｓに沿う方向とされている。 With such a configuration, the projector 20 can project light of a desired image by controlling the transmittance of each liquid crystal pixel on the liquid crystal panel 30 . The image light projected from the projector 20 is polarized according to the arrangement of the liquid crystal polarizing plate on the exit side. The polarization direction Dpp is set along the image lateral direction Dis.

導光部４０は、投射器２０からの画像の光を、ウインドシールド２へ向けて導光する光学系であり、本実施形態の場合は、平面鏡４２および凹面鏡４４を有した構成とされている。 The light guide section 40 is an optical system that guides the image light from the projector 20 toward the windshield 2, and in the case of the present embodiment, is configured to have a plane mirror 42 and a concave mirror 44. .

平面鏡４２は、液晶パネル３０から出射された表示画像の光を凹面鏡４４に向けて反射する。凹面鏡４４は、平面鏡４２から伝えられた表示画像の光をウインドシールド２に向けて反射するものであり、凹面鏡４４の中心が凹む曲面状の反射鏡とされている。 The plane mirror 42 reflects the light of the display image emitted from the liquid crystal panel 30 toward the concave mirror 44 . The concave mirror 44 reflects the light of the display image transmitted from the plane mirror 42 toward the windshield 2 , and is a curved reflecting mirror having a concave center.

このような構成とされているため、投射器２０から出射された表示画像の光が図１、図３中に示した光路のように、導光部４０で反射されてウインドシールド２の投影面３に導かれるようになっている。 With such a configuration, the light of the display image emitted from the projector 20 is reflected by the light guide 40 along the optical path shown in FIGS. It is designed to lead to 3.

偏光板５０は、車体側偏光板に相当するもので、導光部４０とウインドシールド２との間の光路上に配置されており、ハウジング１０の開口部１１を塞ぐように配置されることでハウジング１０内への塵の侵入を抑制する。偏光板５０は、偏光素子層５２を有している。 The polarizing plate 50 corresponds to the vehicle body side polarizing plate, is arranged on the optical path between the light guide portion 40 and the windshield 2, and is arranged so as to close the opening 11 of the housing 10. Intrusion of dust into the housing 10 is suppressed. The polarizing plate 50 has a polarizing element layer 52 .

偏光素子層５２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、ヨウ素分子の配向方向によって透過軸５２ａと遮光軸５２ｂとが互いに直交した状態となっている。透過軸５２ａは、対応する偏光の透過率が最大となる軸である。 The polarizing element layer 52 is formed by adding iodine to polyvinyl alcohol, for example, and the transmission axis 52a and the light shielding axis 52b are perpendicular to each other due to the orientation direction of the iodine molecules. The transmission axis 52a is the axis that maximizes the transmittance of the corresponding polarized light.

なお、透過軸５２ａに対応する偏光とは、電場ベクトルが透過軸５２ａに沿った偏光のことである。遮光軸５２ｂは、対応する偏光の透過率が最小となる軸である。なお、遮光軸５２ｂに対応する偏光とは、電場ベクトルが当該遮光軸５２ｂに沿った偏光のことである。このような構成の偏光素子層５２の遮光軸５２ｂは、光を吸収する吸収軸となっている。すなわち、吸収軸としての遮光軸５２ｂに対応する偏光が偏光素子層５２に入射した場合、吸収率が最大となる。 The polarized light corresponding to the transmission axis 52a is the polarized light whose electric field vector is along the transmission axis 52a. The light shielding axis 52b is the axis with the minimum transmittance of the corresponding polarized light. The polarized light corresponding to the light shielding axis 52b is the polarized light whose electric field vector is along the light shielding axis 52b. The light shielding axis 52b of the polarizing element layer 52 having such a configuration is an absorption axis that absorbs light. That is, when the polarized light corresponding to the light shielding axis 52b as the absorption axis is incident on the polarizing element layer 52, the absorptance is maximized.

ベゼル部材６０は、太陽光の反射光を遮断し、眼６に不要な光を入射させないようにするためのものであるが、本実施形態では、偏光板５０を透過してきた表示画像の光の偏光方向を変えて、ウインドシールド２側に導く偏光機能も有している。具体的には、ベゼル部材６０は、図１、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、偏光板６２とベゼル６４とを有した構成とされ、図１に示すように、ハウジング１０の開口部１１の入口の位置においてインストルメントパネル１に着脱可能とされている。 The bezel member 60 blocks reflected sunlight and prevents unnecessary light from entering the eye 6 . It also has a polarization function to change the polarization direction and lead it to the windshield 2 side. Specifically, as shown in FIGS. 1, 6A and 6B, the bezel member 60 has a polarizing plate 62 and a bezel 64. As shown in FIG. is detachable from the instrument panel 1 at the position of the entrance of the .

偏光板６２は、ベゼル偏光板に相当するもので、図１に示すように、偏光板５０に沿って、所定距離離れた位置もしくは偏光板５０に接して配置されている。本実施形態では、偏光板５０を曲面とし、かつ、偏光板５０のうちの車両Ｖの前端側の方が後端側よりも下方に位置するように傾けて配置してあるが、偏光板６２も同様の配置とされている。 The polarizing plate 62 corresponds to a bezel polarizing plate, and as shown in FIG. In the present embodiment, the polarizing plate 50 has a curved surface and is inclined so that the front end side of the vehicle V of the polarizing plate 50 is positioned lower than the rear end side. are also arranged in the same way.

偏光板６２は、上記した偏光素子層５２と同様のもので構成されることで２つ目の偏光板を構成しており、図３に示すように、透過軸６２ａと遮光軸６２ｂとが互いに直交した状態となっている。ただし、偏光板６２の透過軸６２ａと遮光軸６２ｂは、それぞれ、偏光素子層５２の透過軸５２ａと遮光軸５２ｂに対して方位角がずらしてある。 The polarizing plate 62 is made of the same material as the polarizing element layer 52 described above, thereby forming a second polarizing plate. As shown in FIG. It is in a perpendicular state. However, the transmission axis 62a and the light shielding axis 62b of the polarizing plate 62 are shifted in azimuth with respect to the transmission axis 52a and the light shielding axis 52b of the polarizer layer 52, respectively.

ベゼル６４は、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、ハウジング１０の開口部１１の入口の位置においてインストルメントパネル１の開口部に嵌め込まれる枠体形状で構成されており、本実施形態では四角形枠体形状とされている。このベゼル６４の底部、つまり開口部１１への挿入方向先端に偏光板６２が固定されており、ベゼル６４を開口部１１に嵌め込むことにより、偏光板６２が開口部１１を塞ぐように設置されるようになっている。本実施形態では、ベゼル６４の底部、つまりベゼル６４のうち表示画像の光の光路の上流側となる導光部４０側の端部に対して、偏光板６２が溶着などによって接合されている。そして、偏光板６２により、ベゼル６４の開口部が全域覆われている。このように構成された偏光板５０および偏光板６２を通じて表示画像の光がウインドシールド２の投影面３に導かれ、投影面３にて表示画像が投影されることにより、ドライバに表示画像の虚像４が視認可能となる。 As shown in FIGS. 6A and 6B, the bezel 64 has a frame shape that is fitted into the opening of the instrument panel 1 at the entrance of the opening 11 of the housing 10. In this embodiment, the bezel 64 is a rectangular frame. It has a body shape. The polarizing plate 62 is fixed to the bottom of the bezel 64 , that is, the tip in the direction of insertion into the opening 11 . It has become so. In this embodiment, the polarizing plate 62 is joined by welding or the like to the bottom of the bezel 64, that is, the end of the bezel 64 on the light guide section 40 side, which is the upstream side of the optical path of the light of the display image. The polarizing plate 62 covers the entire opening of the bezel 64 . The light of the display image is guided to the projection surface 3 of the windshield 2 through the polarizing plate 50 and the polarizing plate 62 configured in this way, and the display image is projected on the projection surface 3, thereby providing a virtual image of the display image to the driver. 4 becomes visible.

続いて、このように構成されたヘッドアップディスプレイ装置１００において、偏光板５０や偏光板６２での偏光による輝度調整について説明する。 Next, in the head-up display device 100 configured as described above, brightness adjustment by polarization in the polarizing plate 50 and the polarizing plate 62 will be described.

本実施形態では、偏光板５０における偏光素子層５２の透過軸５２ａと遮光軸５２ｂを調整することで、ドライバが裸眼である場合に虚像４を視認し易くする裸眼輝度を高めるようにしている。逆に、偏光板６２の透過軸６２ａと遮光軸６２ｂを調整することで、ドライバが偏光サングラス７を着用している場合に虚像４を視認し易くするサングラス輝度を高めるようにしている。 In this embodiment, by adjusting the transmission axis 52a and the light shielding axis 52b of the polarizing element layer 52 in the polarizing plate 50, the naked-eye luminance that makes it easier for the driver to visually recognize the virtual image 4 is increased. Conversely, by adjusting the transmission axis 62a and the light shielding axis 62b of the polarizing plate 62, the sunglasses brightness that makes the virtual image 4 easier to see when the driver is wearing the polarized sunglasses 7 is increased.

ドライバが偏光サングラス７を着用した状態で虚像４を視認する場合、ウインドシールド２に反射された後の表示画像の光の偏光方向の影響を受けて、虚像４の輝度が変化する。具体的に、一般的な偏光サングラス７は、透過軸Ｄｓｔ（以下、サングラス透過軸）が鉛直方向に設定され、吸収軸Ｄｓａ（以下、サングラス吸収軸）が水平方向に設定されている。このため、ドライバが偏光サングラス７を着用した状態で車両Ｖの運転席５に着座すると、当該偏光サングラス７は、車両Ｖの上下方向に偏光する光に対して最大透過率となり、車両Ｖの偏光方向とは垂直な方向に偏光する光に対して最小透過率となる。このような偏光サングラス７の透過特性に起因して、偏光サングラス７の着用時に視認される虚像４の輝度であるサングラス輝度Ｉｐは、透過軸５２ａおよび遮光軸５２ｂの方向の設定に応じて変化する。なお、サングラス輝度Ｉｐは、表示画像の光のうちのｐ（Parallel）波の輝度を意味している。 When the driver wears the polarized sunglasses 7 and views the virtual image 4 , the brightness of the virtual image 4 changes under the influence of the polarization direction of the light of the display image after being reflected by the windshield 2 . Specifically, in general polarized sunglasses 7, the transmission axis Dst (hereinafter referred to as the sunglasses transmission axis) is set in the vertical direction, and the absorption axis Dsa (hereinafter referred to as the sunglasses absorption axis) is set in the horizontal direction. Therefore, when the driver wears the polarized sunglasses 7 and sits on the driver's seat 5 of the vehicle V, the polarized sunglasses 7 have the maximum transmittance with respect to the light polarized in the vertical direction of the vehicle V. There is minimal transmission for light polarized in the direction perpendicular to the direction. Due to such transmission characteristics of the polarized sunglasses 7, the sunglasses luminance Ip, which is the luminance of the virtual image 4 viewed when the polarized sunglasses 7 are worn, changes according to the setting of the directions of the transmission axis 52a and the light shielding axis 52b. . The sunglasses luminance Ip means the luminance of p (parallel) waves in the light of the display image.

他方、ドライバが裸眼の状態で虚像４を視認する場合、ウインドシールド２に反射された後の表示画像の光は偏光方向の影響を受けないが、ウインドシールド２での表示画像の光の反射率は、ウインドシールド２に入射する表示画像の光の偏光方向に依存する。これは、フレネルの式にて示されている。このため、裸眼で視認される虚像４の輝度である裸眼輝度Ｉは、透過軸５２ａおよび遮光軸５２ｂの方向の設定に応じて変化する。なお、裸眼輝度Ｉは、表示画像の光のうちのｓ（senkrecht）波の輝度を意味している。 On the other hand, when the driver visually recognizes the virtual image 4 with the naked eye, the light of the display image after being reflected by the windshield 2 is not affected by the polarization direction, but the reflectance of the light of the display image on the windshield 2 is depends on the polarization direction of the light of the display image incident on the windshield 2 . This is shown in the Fresnel equation. Therefore, the naked-eye brightness I, which is the brightness of the virtual image 4 viewed with the naked eye, changes according to the setting of the directions of the transmission axis 52a and the light shielding axis 52b. The naked eye brightness I means the brightness of the s (senkrecht) wave in the light of the display image.

ここでまず、比較例として、偏光板５０を設けなかった場合を考える。この場合に、裸眼輝度Ｉは数１で表され、サングラス輝度Ｉｐは数２で表される。 First, as a comparative example, consider a case where the polarizing plate 50 is not provided. In this case, the naked eye luminance I is expressed by Equation 1, and the sunglasses luminance Ip is expressed by Equation 2.

なお、数１、２において、Ｉ_０はウインドシールド２への入射時の表示画像の光の輝度である。αは、サングラス吸収軸Ｄｓａと、ウインドシールド２に反射された後の表示画像の光の偏光方向とがなす角である。βは、サングラス吸収軸Ｄｓａと、偏光板５０の透過軸５２ａとのなす角である。また、図５に示すように、θは、サングラス透過軸Ｄｓｔと、ウインドシールド２に反射される表示画像の光の反射断面の接線方向Ｄｒｔとがなす角である。ここで反射断面とは、ウインドシールド２に入射し、反射される光線と、当該入射および反射位置におけるウインドシールド２の法線とを含む平面であり、一般的に入射面とも呼ばれている。Ｒｓは、ウインドシールド２のｓ偏光反射率である。Ｒｐは、ウインドシールド２のｐ偏光反射率である。Ｔは、偏光サングラス７のサングラス透過軸Ｄｓｔに沿った偏光に対する透過率である。

In

Equations

1 and 2, _I0 is the brightness of the light of the display image when incident on the windshield 2. FIG. α is the angle formed by the sunglasses absorption axis Dsa and the polarization direction of the light of the display image after being reflected by the windshield 2 . β is the angle between the sunglasses absorption axis Dsa and the transmission axis 52 a of the polarizing plate 50 . Also, as shown in FIG. 5, θ is an angle formed by the sunglasses transmission axis Dst and the tangential direction Drt of the reflection cross section of the light of the display image reflected by the windshield 2 . Here, the reflection cross section is a plane that includes the light rays that are incident on and reflected from the windshield 2 and the normals of the windshield 2 at the incident and reflected positions, and is also generally called an incident plane. Rs is the s-polarization reflectance of the windshield 2; Rp is the p-polarized reflectance of the windshield 2; T is the transmittance of the polarized sunglasses 7 for polarized light along the sunglasses transmission axis Dst.

このような比較例において、裸眼輝度Ｉやサングラス輝度Ｉｐは、αおよびθによって変化する。しかしながら、αおよびθを変更するには、ハウジング１０の収容スペース、ウインドシールド２、および運転席５の位置関係を変更しなければならず、車両Ｖの機能性やデザイン、車両Ｖにおける他の機器の配置を考慮すると、当該位置関係の変更は極めて困難である。 In such a comparative example, the naked-eye luminance I and the sunglasses luminance Ip change depending on α and θ. However, in order to change α and θ, it is necessary to change the positional relationship between the accommodation space of the housing 10, the windshield 2, and the driver's seat 5, and the functionality and design of the vehicle V, and other equipment in the vehicle V. , it is extremely difficult to change the positional relationship.

一方、上述の数１、２を、偏光板５０が設けられた本実施形態に応用すると、裸眼輝度Ｉは数３で表され、サングラス輝度Ｉｐは数４で表される。 On the other hand, if the above-described Equations 1 and 2 are applied to this embodiment in which the polarizing plate 50 is provided, the naked eye luminance I is expressed by Equation 3, and the sunglasses luminance Ip is expressed by Equation 4.

なお、α_０は、サングラス吸収軸Ｄｓａと、偏光板５０に入射する表示画像の光の偏光方向とがなす角である。

Note that α ₀ is the angle formed by the sunglasses absorption axis Dsa and the polarization direction of the light of the display image incident on the polarizing plate 50 .

数３、４によれば、βが変われば、裸眼輝度Ｉやサングラス輝度Ｉｐが変化することが判る。なお、数１～４において、サングラス透過軸Ｄｓｔは画像縦方向Ｄｉｌと一致し、サングラス吸収軸Ｄｓａは画像横方向Ｄｉｓと一致することとなるので、これらの読替が可能である。また本実施形態においてｓ偏光反射率Ｒｓは、ｐ偏光反射率Ｒｐよりも大きくなっている。 According to Equations 3 and 4, if β changes, it can be seen that the naked-eye luminance I and the sunglasses luminance Ip change. In Equations 1 to 4, the sunglasses transmission axis Dst coincides with the image vertical direction Dil, and the sunglasses absorption axis Dsa coincides with the image horizontal direction Dis, so these can be read interchangeably. Also, in this embodiment, the s-polarized reflectance Rs is greater than the p-polarized reflectance Rp.

このように、角度βを適宜設定することにより、裸眼輝度Ｉやサングラス輝度Ｉｐを調整できる。そして、特許文献１では、裸眼輝度Ｉとサングラス輝度Ｉｐとをバランスさせることで、ドライバが裸眼の状態で虚像４を視認する場合と偏光サングラス７を着用して虚像４を視認した場合とで、輝度をバランスさせるようにしている。 Thus, by appropriately setting the angle β, the naked eye luminance I and the sunglasses luminance Ip can be adjusted. Further, in Patent Document 1, by balancing the brightness I with the naked eye and the brightness Ip with the sunglasses, when the driver visually recognizes the virtual image 4 with the naked eye and when the driver wears the polarized sunglasses 7 and visually recognizes the virtual image 4, I try to balance the brightness.

しかしながら、裸眼輝度Ｉとサングラス輝度Ｉｐを共に高い値に設定することは困難であり、サングラス輝度Ｉｐを高い値にしようとすると、裸眼輝度Ｉを低くせざるを得ないという関係がある。具体的には、透過軸方位角に対する裸眼輝度Ｉとサングラス輝度Ｉｐとの関係は、図７で示され、裸眼輝度Ｉとサングラス輝度Ｉｐが高くなる透過軸方位角は一致しない。 However, it is difficult to set both the naked-eye brightness I and the sunglasses brightness Ip to high values, and there is a relationship that if the sunglasses brightness Ip is to be set to a high value, the naked-eye brightness I must be lowered. Specifically, the relationship between the naked-eye luminance I and the sunglasses luminance Ip with respect to the transmission axis azimuth angle is shown in FIG.

このため、本実施形態では、偏光板５０の透過軸５２ａについては、偏光サングラス７を着用して虚像４を視認する場合よりも裸眼で虚像４を視認する場合の方が多いと想定し、裸眼輝度Ｉを優先した設定としてある。これにより、サングラス輝度Ｉｐについては高い値が得られないものの、裸眼輝度Ｉについては高い値が得られるようにしている。 For this reason, in the present embodiment, the transmission axis 52a of the polarizing plate 50 is assumed to be viewed more often with the naked eye than when the virtual image 4 is viewed with the polarized sunglasses 7. The setting is such that priority is given to luminance I. As a result, although a high value for the luminance Ip of the sunglasses cannot be obtained, a high value can be obtained for the luminance I for the naked eye.

ただし、裸眼輝度Ｉよりもサングラス輝度Ｉｐを優先したいというニーズもあり、その場合には、上記のような設定行うと、サングラス輝度Ｉｐが低くなってしまい、そのようなニーズに応えることができなくなる。 However, there is also a need to give priority to the brightness Ip of sunglasses over the brightness I of the naked eye. .

このため、本実施形態では、ベゼル部材６０に備えた偏光板６２で２つ目の偏光板を構成し、表示画像の光が偏光板６２を透過することで、サングラス輝度Ｉｐが高くなるようにしている。図７の例で言えば、表示画像の光の偏光方向は、偏光板６２を透過する前の状態では透過軸方位角が６０°となるように偏光板５０の透過軸５２ａおよび遮光軸５２ｂが設定される。そして、表示画像の光の偏光方向は、偏光板６２を透過した後の状態では透過軸方位角が９０°となるように偏光板６２の透過軸６２ａおよび遮光軸６２ｂが設定される。 Therefore, in the present embodiment, the polarizing plate 62 provided in the bezel member 60 constitutes the second polarizing plate, and the light of the display image is transmitted through the polarizing plate 62, thereby increasing the sunglasses brightness Ip. ing. In the example of FIG. 7, the polarization direction of the light of the display image is such that the transmission axis 52a and the light shielding axis 52b of the polarizing plate 50 are oriented such that the azimuth angle of the transmission axis is 60° before passing through the polarizing plate 62. set. The transmission axis 62a and the light shielding axis 62b of the polarizing plate 62 are set so that the azimuth angle of the transmission axis after passing through the polarizing plate 62 is 90°.

このように、偏光板６２に偏光機能を備えることにより、ベゼル部材６０を装着していない状態であれば裸眼輝度Ｉを高めた虚像４を表示でき、ベゼル部材６０を装着した状態であればサングラス輝度Ｉｐを高めた虚像４を表示できる。したがって、ヘッドアップディスプレイ装置１００として、適用対象が多いと想定される虚像４を裸眼で視認する場合に合わせた設計としつつ、ユーザのニーズがあればベゼル部材６０を装着することで、サングラス輝度Ｉｐを高められる。よって、サングラス輝度Ｉｐを高くすることが可能なヘッドアップディスプレイ装置１００にできる。 In this way, by providing the polarizing plate 62 with a polarizing function, it is possible to display the virtual image 4 with an increased naked-eye luminance I when the bezel member 60 is not attached, and the sunglasses can be displayed when the bezel member 60 is attached. A virtual image 4 with increased luminance Ip can be displayed. Therefore, the head-up display device 100 is designed to match the case of visually recognizing the virtual image 4 with the naked eye, which is assumed to be applicable to many applications. can be enhanced. Therefore, the head-up display device 100 can increase the sunglass luminance Ip.

また、本実施形態においては、ベゼル部材６０を着脱可能な構成としている。このため、ドライバの嗜好に合わせて、必要時にのみベゼル部材６０を取り付けることでサングラス輝度Ｉｐを高められ、不要なときにはベゼル部材６０を取り外して裸眼輝度Ｉが高められるようにすることもできる。 Further, in this embodiment, the bezel member 60 is configured to be detachable. Therefore, the brightness Ip of sunglasses can be increased by attaching the bezel member 60 only when necessary, and the brightness I with naked eyes can be increased by removing the bezel member 60 when unnecessary, according to the driver's preference.

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してベゼル部材６０の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。 (Second embodiment)
A second embodiment will be described. This embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the bezel member 60, and is otherwise the same as the first embodiment. Therefore, only the parts different from the first embodiment will be described.

図８に示すように、本実施形態では、四角形枠体形状のベゼル６４の四つの壁それぞれの壁面に穴部６４ａを設けると共に、四角形状の偏光板６２にも四辺それぞれから張り出したタブ６２ｃを設けている。タブ６２ｃには、ベゼル６４の穴部６４ａと対応する位置に穴部６２ｄが形成してある。そして、４つの固定ピン６６が用いられ、偏光板６２の各穴部６２ｄとベゼル６４の各穴部６２ｄおよび各穴部６４ａ内に固定ピン６６が嵌め込まれるようにしている。このように、固定ピン６６を用いて偏光板６２がベゼル６４に固定されることでこれらが図９Ａおよび図９Ｂに示すように一体となっている。 As shown in FIG. 8, in this embodiment, holes 64a are provided in the four walls of a rectangular frame-shaped bezel 64, and tabs 62c projecting from the four sides of the rectangular polarizing plate 62 are also provided. are provided. A hole 62d is formed in the tab 62c at a position corresponding to the hole 64a of the bezel 64. As shown in FIG. Four fixing pins 66 are used, and the fixing pins 66 are fitted into the holes 62d of the polarizing plate 62 and the holes 62d and 64a of the bezel 64, respectively. By fixing the polarizing plate 62 to the bezel 64 using the fixing pins 66, they are integrated as shown in FIGS. 9A and 9B.

このように、偏光板６２とベゼル６４とを固定ピン６６を用いて固定する構造としても良い。このような構造のベゼル部材６０を用いても、第１実施形態と同様の効果が得られる。 As described above, a structure in which the polarizing plate 62 and the bezel 64 are fixed using the fixing pin 66 may be adopted. Even if the bezel member 60 having such a structure is used, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対してベゼル部材６０の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。 (Third embodiment)
A third embodiment will be described. This embodiment also differs from the first embodiment in the configuration of the bezel member 60, and is otherwise the same as the first embodiment. Therefore, only different parts from the first embodiment will be described.

図１０に示すように、本実施形態では、四角形枠体形状のベゼル６４の四つの壁のうち対向する２つの壁の内壁面に爪部６４ｂを設けている。また、四角形状の偏光板６２を四角形枠体形状のアタッチメントで構成された枠体部６２ｅに溶着などによって接合して一体化している。枠体部６２ｅの外壁とベゼル６４の内壁とが対応する形状となっており、枠体部６２ｅの四つの壁のうち対向する２つの壁の内壁面には爪部６４ｂと対応する形状の爪受け部６２ｆが設けられている。 As shown in FIG. 10, in this embodiment, claw portions 64b are provided on inner wall surfaces of two opposing walls among four walls of a rectangular frame-shaped bezel 64 . Further, the rectangular polarizing plate 62 is joined and integrated with a frame portion 62e configured by a rectangular frame-shaped attachment by welding or the like. The outer wall of the frame portion 62e and the inner wall of the bezel 64 have corresponding shapes, and two of the four walls of the frame portion 62e facing each other have claws having shapes corresponding to those of the claw portions 64b. A receiving portion 62f is provided.

そして、枠体部６２ｅをベゼル６４内に嵌め込むと共に、爪部６４ｂと爪受け部６２ｆとが係合されることで、図１１に示すように、偏光板６２がベゼル６４に密着させられて一体となっている。 By fitting the frame portion 62e into the bezel 64 and engaging the claw portion 64b with the claw receiving portion 62f, the polarizing plate 62 is brought into close contact with the bezel 64 as shown in FIG. are united.

このように、枠体部６２ｅを用いて偏光板６２とベゼル６４とを爪部６４ｂと爪受け部６２ｆで固定する構造としても良い。このような構造のベゼル部材６０を用いても、第１実施形態と同様の効果が得られる。 In this way, the frame portion 62e may be used to fix the polarizing plate 62 and the bezel 64 with the claw portion 64b and the claw receiving portion 62f . Even if the bezel member 60 having such a structure is used, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

なお、ここでは、爪部６４ｂを円柱形状の凸部とし、爪受け部６２ｆを円形穴としているが、形状は問わない。また、ここではベゼル６４に爪部６４ｂを設け、枠体部６２ｅに爪受け部６２ｆを備えるようにしたが、ベゼル６４に爪受け部を備え、枠体部６２ｅに爪部を備えても良い。 Here, the claw portion 64b is a cylindrical projection and the claw receiving portion 62f is a circular hole, but any shape is acceptable. Further, here, the bezel 64 is provided with the claw portion 64b and the frame portion 62e is provided with the claw receiving portion 62f, but the bezel 64 may be provided with the claw receiving portion and the frame portion 62e with the claw portion. .

また、ここでは、枠体部６２ｅを偏光板６２と別部材のアタッチメントで構成したが、枠体部６２ｅと偏光板６２とが一体で成形されている一体成形品であっても良い。 Also, here, the frame body portion 62e is configured as an attachment that is a separate member from the polarizing plate 62, but the frame body portion 62e and the polarizing plate 62 may be integrally molded as an integral part.

（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１～第３実施形態に対して偏光板６２と偏光板５０との間の多重反射を抑制するようにしたものであり、その他については第１～第３実施形態と同様であるため、第１～第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。 (Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described. This embodiment suppresses multiple reflection between the polarizing plate 62 and the polarizing plate 50 in contrast to the first to third embodiments, and is otherwise the same as the first to third embodiments. Therefore, only parts different from the first to third embodiments will be described.

図１２に示すように、本実施形態では、偏光板６２のうちの偏光板５０側の一面に反射防止膜６８を備えると共に、偏光板５０のうちの偏光板６２側の一面に反射防止膜５６を備えてある。反射防止膜５６としては、表示画像の光を透過しつつ、反射することを抑制できるものであれば良く、例えば、ＡＲ（Anti Reflection）コーティングと呼ばれる屈折率が小さい誘電体をコーティングしたり、モスアイシートを貼り付けたりすることで反射防止膜６８や反射防止膜５６を構成できる。 As shown in FIG. 12, in this embodiment, an antireflection film 68 is provided on one surface of the polarizing plate 62 on the polarizing plate 50 side, and an antireflection film 56 is provided on one surface of the polarizing plate 50 on the polarizing plate 62 side. is provided. The anti-reflection film 56 may be any film that can transmit the light of the display image while suppressing reflection. The antireflection film 68 and the antireflection film 56 can be configured by attaching sheets.

偏光板６２を偏光板５０に沿うように配置した場合、図１２中に破線で示したように、これらの間において多重反射が発生し、虚像４が２重３重になってドライバに視認されることがある。これに対して、本実施形態のように、偏光板６２に反射防止膜６８を備えたり、偏光板５０に反射防止膜５６を備えることで、これらの間における多重反射を抑制できる。これにより、虚像４が２重３重になってドライバに視認されることを抑制できる。 When the polarizing plate 62 is arranged along the polarizing plate 50, multiple reflections occur between them, as shown by the dashed lines in FIG. There is something. In contrast, by providing the polarizing plate 62 with the antireflection film 68 or the polarizing plate 50 with the antireflection film 56 as in the present embodiment, multiple reflections between them can be suppressed. As a result, it is possible to prevent the virtual image 4 from being doubled or tripled and viewed by the driver.

なお、ここでは、偏光板６２に反射防止膜６８を備えると共に偏光板５０に反射防止膜５６を備えるようにしたが、少なくとも一方に備えられていれば良い。 Here, the polarizing plate 62 is provided with the antireflection film 68 and the polarizing plate 50 is provided with the antireflection film 56 , but at least one of them may be provided with the antireflection film 68 .

（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１～第４実施形態に対して投射器２０での輝度調整を行うようにしたものである。なお、ヘッドアップディスプレイ装置１００の構成については第１～第４実施形態とほぼ同様であるため、第１～第４実施形態と異なる部分についてのみ説明する。 (Fifth embodiment)
A fifth embodiment will be described. In this embodiment, brightness adjustment is performed in the projector 20 in contrast to the first to fourth embodiments. Since the configuration of the head-up display device 100 is substantially the same as that of the first to fourth embodiments, only different parts from the first to fourth embodiments will be described.

投射器２０における光源２２の発光量は、光源２２への通電の電流量に応じた大きさになる。この光源２２での発光量の制御は、図１３に示すブロック構成により行われる。 The amount of light emitted by the light source 22 in the projector 20 corresponds to the amount of current applied to the light source 22 . The control of the amount of light emitted from the light source 22 is performed by the block configuration shown in FIG.

図１３に示すように、輝度制御用の電子制御装置（以下、輝度制御ＥＣＵという）７０と、照度センサ７２および切替スイッチ７４が備えられている。そして、輝度制御ＥＣＵ７０が照度センサ７２の検出信号および切替スイッチ７４の操作状態に基づいて光源２２での発光量の制御を行うことで虚像４の輝度が制御されるようになっている。 As shown in FIG. 13, an electronic control unit for brightness control (hereinafter referred to as a brightness control ECU) 70, an illuminance sensor 72 and a switch 74 are provided. The brightness of the virtual image 4 is controlled by the brightness control ECU 70 controlling the amount of light emitted from the light source 22 based on the detection signal of the illuminance sensor 72 and the operating state of the switch 74 .

照度センサ７２は、例えば車両Ｖにおけるインストルメントパネル１の上面に設置されており、車両Ｖの周辺照度に応じた検出信号を出力する。切替スイッチ７４は、サングラス輝度Ｉｐの調整用のスイッチであり、例えばインストルメントパネル１内に配置されたプッシュスイッチで構成され、切替スイッチ７４が押下されたか否かという操作状態に応じた切替信号を出力する。換言すれば、切替スイッチ７４は、ベゼル部材６０が取り付けられていることを示す信号を出力する。 The illuminance sensor 72 is installed, for example, on the upper surface of the instrument panel 1 of the vehicle V, and outputs a detection signal corresponding to the ambient illuminance of the vehicle V. FIG. The changeover switch 74 is a switch for adjusting the brightness of the sunglasses Ip, and is composed of, for example, a push switch arranged in the instrument panel 1, and outputs a changeover signal according to the operation state of whether or not the changeover switch 74 is pressed. Output. In other words, the changeover switch 74 outputs a signal indicating that the bezel member 60 is attached.

輝度制御ＥＣＵ７０は、制御部に相当するものであり、照度センサ７２の検出信号に基づいて、光源２２を周辺照度に応じた発光量で発光させることで虚像４の輝度を制御する。また、輝度制御ＥＣＵ７０は、切替スイッチ７４の操作状態に応じた切替信号に基づいて、光源２２での発光量の制御形態の切替えを行う。 The luminance control ECU 70 corresponds to a control unit, and controls the luminance of the virtual image 4 by causing the light source 22 to emit light in an amount corresponding to the ambient illuminance based on the detection signal of the illuminance sensor 72 . Further, the brightness control ECU 70 switches the control mode of the amount of light emitted from the light source 22 based on a switching signal corresponding to the operating state of the switch 74 .

具体的には、切替スイッチ７４が操作されていない場合には、輝度制御ＥＣＵ７０は、ベゼル部材６０が装着されていない場合に想定される制御を行う。すなわち、ドライバが裸眼で虚像４を視認する場合を想定し、周辺照度が低くて暗いような状況下では照度の高さに応じて徐々に光源２２の発光量を大きくし、虚像４の輝度も徐々に大きくなるようにする。そして、周辺照度が所定照度以上になって明るいような状況下では光源２２の発光量を一定値に設定する。 Specifically, when the changeover switch 74 is not operated, the brightness control ECU 70 performs control assumed when the bezel member 60 is not attached. That is, assuming that the driver sees the virtual image 4 with the naked eye, in a situation where the surrounding illuminance is low and dark, the light emission amount of the light source 22 is gradually increased according to the illuminance, and the brightness of the virtual image 4 is also increased. Let it grow gradually. Then, in a bright situation where the peripheral illuminance is equal to or higher than a predetermined illuminance, the light emission amount of the light source 22 is set to a constant value.

このような制御を行う場合において、ベゼル部材６０を装着した場合と装着していない場合のサングラス輝度Ｉｐの変化を示すと、図１４Ａのように表される。この図に示されるように、ベゼル部材６０を装着した場合、偏光板６２によってサングラス輝度Ｉｐを優先する偏光が行われる。このため、ベゼル部材６０を装着していない場合と比較して、周辺照度が所定照度より低い場合も高くなった場合も、共に、サングラス輝度Ｉｐが高くなる。 FIG. 14A shows a change in the luminance Ip of sunglasses when the bezel member 60 is attached and when the bezel member 60 is not attached when such control is performed. As shown in this figure, when the bezel member 60 is attached, the polarizing plate 62 performs polarization giving priority to the sunglass luminance Ip. Therefore, compared to the case where the bezel member 60 is not attached, the sunglasses luminance Ip is higher both when the peripheral illuminance is lower than the predetermined illuminance and when it is higher than the predetermined illuminance.

ここで、周辺照度が所定照度より高い場合には、周りが明るい状況であることから、虚像４についても高い輝度でないとドライバが視認しにくい。したがって、サングラス輝度Ｉｐが高くなっていたとしても、ドライバに明る過ぎると感じさせることはない。しかしながら、周りが暗い状況では、虚像４の輝度が高くなるとドライバに明る過ぎると感じさせ得る。このため、ベゼル部材６０を装着した場合には、虚像４の輝度がベゼル部材６０を装着していない場合に想定される狙いの値から乖離して明るくなり過ぎる可能性がある。 Here, when the ambient illuminance is higher than the predetermined illuminance, it is difficult for the driver to visually recognize the virtual image 4 unless the brightness is high because the surroundings are bright. Therefore, even if the sunglass brightness Ip is high, the driver does not feel that the brightness is too bright. However, in dark surroundings, increasing the brightness of the virtual image 4 may make the driver feel that it is too bright. Therefore, when the bezel member 60 is attached, the brightness of the virtual image 4 may deviate from the target value assumed when the bezel member 60 is not attached and become too bright.

したがって、ベゼル部材６０を装着した場合には切替スイッチ７４を操作して、その切替信号が輝度制御ＥＣＵ７０に入力されるようにし、輝度制御ＥＣＵ７０にてベゼル部材６０を装着したとき用の制御が行われるようにしている。 Therefore, when the bezel member 60 is attached, the changeover switch 74 is operated to input the switching signal to the brightness control ECU 70, and the brightness control ECU 70 performs control for when the bezel member 60 is attached. I am trying to be

具体的には、図１４Ｂに示すように、周辺照度が所定照度よりも低い場合には、サングラス輝度Ｉｐがベゼル部材６０を装着していない場合と同様に狙いの値となるようにする。すなわち、周辺照度が所定照度よりも低い場合には、ベゼル部材６０が装着されていない場合と比較して、周辺照度に対応した光源２２の発光量が小さくなるようにする。そして、周辺照度が所定照度より高い場合には、サングラス輝度Ｉｐがベゼル部材６０を装着していない場合と比較して高くなるようにする。 Specifically, as shown in FIG. 14B, when the peripheral illuminance is lower than the predetermined illuminance, the sunglasses brightness Ip is set to the target value as in the case where the bezel member 60 is not attached. That is, when the peripheral illuminance is lower than the predetermined illuminance, the light emission amount of the light source 22 corresponding to the peripheral illuminance is made smaller than when the bezel member 60 is not attached. Then, when the peripheral illuminance is higher than the predetermined illuminance, the sunglasses brightness Ip is made higher than when the bezel member 60 is not attached.

このようにすることで、ベゼル部材６０を装着した場合に、虚像４の輝度が狙いの値から乖離して明るくなり過ぎることを抑制できる。 By doing so, when the bezel member 60 is attached, it is possible to prevent the brightness of the virtual image 4 from deviating from the target value and becoming too bright.

（他の実施形態）
本開示は、上記した実施形態に準拠して記述されたが、当該実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 (Other embodiments)
Although the present disclosure has been described based on the above embodiment, it is not limited to the embodiment, and includes various modifications and modifications within the equivalent range. In addition, various combinations and configurations, as well as other combinations and configurations, including single elements, more, or less, are within the scope and spirit of this disclosure.

例えば、ベゼル部材６０における偏光板６２は、全域において偏光機能を有している必要はなく、少なくとも表示画像の光が透過する光路において偏光機能を有していれば良い。また、偏光板６２を四角形、ベゼル６４を四角形枠体形状としたがこれらの形状については任意であり、偏光板６２を円形や楕円形等の他の形状、ベゼル６４を円形枠体形状や楕円形枠体形状などの他の枠体形状としても良い。 For example, the polarizing plate 62 in the bezel member 60 does not need to have a polarizing function over the entire area, and may have a polarizing function at least in the optical path through which the light of the display image is transmitted. Although the polarizing plate 62 has a rectangular shape and the bezel 64 has a rectangular frame shape, these shapes are arbitrary. Other frame shapes, such as a frame shape, may also be used.

また、ベゼル部材６０を着脱可能としているが、ユーザの要望に応じて取り付けが可能となっていれば良く、取り外しについては可能でなくても良い。 Also, although the bezel member 60 is detachable, it may be detachable as long as it is detachable according to the user's request, and detachment may not be possible.

また、上記実施形態では、ベゼル部材６０の装着していない状態では、偏光板５０を用いて裸眼輝度Ｉが高くなるようにしたが、偏光板５０を備えていなくても、ベゼル部材６０を備えることで、上記実施形態と同様の効果が得られる。さらに、偏光板５０を備える場合についても、偏光板５０によって裸眼輝度Ｉが最も高くなるようにする必要はなく、偏光板５０を透過する前よりも透過した後の方が裸眼輝度Ｉが高くなるような偏光が行われていれば良い。 In the above-described embodiment, the polarizing plate 50 is used to increase the naked-eye luminance I when the bezel member 60 is not attached. Thus, effects similar to those of the above-described embodiment can be obtained. Furthermore, even when the polarizing plate 50 is provided, the polarizing plate 50 does not need to maximize the naked eye luminance I, and the naked eye luminance I is higher after passing through the polarizing plate 50 than before passing through the polarizing plate 50. It suffices if such polarization is performed.

また、偏光板６２にて、サングラス輝度が最も高くなるように偏光する例を説明したが、少なくとも偏光板６２を通過する前に比べて通過した後の方がサングラス輝度Ｉｐが高くなるように偏光が行われれば良い。より好ましくは、裸眼輝度Ｉよりもサングラス輝度Ｉｐが高くなるような偏光が行われると良い。 Further, although an example in which the polarizing plate 62 polarizes the light so that the brightness of the sunglasses is the highest has been described, at least the polarized light is polarized so that the brightness Ip of the sunglasses after passing through the polarizing plate 62 is higher than that before passing through the polarizing plate 62 . should be done. More preferably, polarization is performed such that the luminance Ip of the sunglasses is higher than the luminance I of the naked eye.

また、投射器２０として、液晶パネル３０を用いて表示画像の光を出射するものを例に挙げて説明したが、偏光した表示画像の光を投射するものであれば、液晶パネル３０を用いた方式以外でも良い。例えば、直線偏光のレーザーにより画像の光を投射する方式が採用されてもよい。 Further, the liquid crystal panel 30 is used as the projector 20 to emit the light of the display image, but the liquid crystal panel 30 can be used as long as the light of the display image is polarized. Other methods are also acceptable. For example, a method of projecting image light by a linearly polarized laser may be employed.

また、導光部４０を平面鏡４２と凹面鏡４４によって構成したが、いずれか一方でも良く、また、他の光学素子が追加された構成としてもよい。 Further, although the light guide section 40 is composed of the plane mirror 42 and the concave mirror 44, either one of them may be used, or another optical element may be added.

また、表示画像が投射される投影面３を構成する投影部材としてウインドシールド２を例に挙げたが、他のもの、例えば車室内の壁面などであっても良い。 Further, although the windshield 2 has been exemplified as a projection member forming the projection surface 3 on which the display image is projected, other members such as a wall surface in the vehicle interior may be used.

また、上記第５実施形態では、輝度制御ＥＣＵ７０により、周辺照度が所定照度よりも低い場合には周辺照度が高くなるほど光源２２の発光量を高くし、周辺照度が所定照度よりも高い場合には光源２２の発光量を一定値にした。しかしながら、これは一例を示したに過ぎず、少なくとも周辺照度が所定照度よりも低い場合には周辺照度が高くなるほど光源２２の発光量を高くするという制御が行われれば良い。 In the fifth embodiment, the brightness control ECU 70 increases the amount of light emitted from the light source 22 as the ambient illuminance increases when the ambient illuminance is lower than the predetermined illuminance, and when the ambient illuminance is higher than the predetermined illuminance The light emission amount of the light source 22 was set to a constant value. However, this is only an example, and at least when the ambient illuminance is lower than the predetermined illuminance, control may be performed such that the light emission amount of the light source 22 increases as the ambient illuminance increases.

本開示に記載の制御部およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部およびその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部およびその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。 The controls and techniques described in this disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by the computer program. may be Alternatively, the controls and techniques described in this disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the control units and techniques described in this disclosure can be implemented by a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor configured by one or more hardware logic circuits. It may also be implemented by one or more dedicated computers configured. The computer program may also be stored as computer-executable instructions on a computer-readable non-transitional tangible recording medium.

３：投影面
４：虚像
１０：ハウジング
１１：開口部
２０：投射器
４０：導光部
５０：偏光板
６０：ベゼル部材
６２：偏光板
６４：ベゼル 3: Projection surface 4: Virtual image 10: Housing 11: Opening 20: Projector 40: Light guide 50: Polarizing plate 60: Bezel member 62: Polarizing plate 64: Bezel

Claims

A head that is mounted on a vehicle (V), projects a display image onto a projection plane (3) of a projection member (2), and displays a virtual image of the display image by projecting the light of the display image onto the projection plane. An up display device,
a projector (20) for projecting light of the display image;
a light guide section (40) for guiding the light of the display image from the projector to the projection member;
An opening (11) is formed, and a housing ( 10) and
A bezel member (60) including a bezel polarizing plate (62) having a polarizing function arranged on an optical path between the light guide section and the projection member, and suppressing dust from entering the housing through the opening. ) and
A vehicle body side polarizing plate (50) is provided between the light guide portion and the bezel member,
The azimuth angle of the transmission axis of the vehicle-body-side polarizing plate is set so that the luminance of the s-wave is higher after passing through the vehicle-body-side polarizing plate than before passing through the vehicle-body-side polarizing plate, and
The azimuth of the transmission axis of the bezel polarizing plate is set so that the brightness of the p-wave in the light of the display image is higher after passing through the bezel polarizing plate than before passing through the bezel polarizing plate. A head-up display device.

The bezel polarizing plate is arranged along the vehicle body side polarizing plate,
An antireflection film (56, 68) is provided on at least one of the surface of the vehicle body side polarizing plate facing the bezel polarizing plate and the surface of the bezel polarizing plate facing the vehicle body side polarizing plate. The head-up display device according to claim 1 , wherein the head-up display device is

a control unit (70) for controlling the light emission amount of the light source (22) of the projector;
a changeover switch (74) that outputs a signal indicating that the bezel member is mounted;
Based on the ambient illuminance of the vehicle, the control unit controls the amount of light emission to increase as the ambient illuminance increases when the ambient illuminance is lower than a predetermined illuminance, and controls the bezel polarizer by the changeover switch. 3. The light emitting device according to claim 1 or 2 , wherein when a signal indicating that the bezel member is attached is input, the amount of light emitted corresponding to the ambient illumination is reduced compared to when the bezel member is not attached. Head-up display device.

A head that is mounted on a vehicle (V), projects a display image onto a projection plane (3) of a projection member (2), and displays a virtual image of the display image by projecting the light of the display image onto the projection plane. An up display device,
a projector (20) for projecting light of the display image;
a light guide section (40) for guiding the light of the display image from the projector to the projection member;
An opening (11) is formed, and a housing ( 10) and
A bezel member (60) including a bezel polarizing plate (62) having a polarizing function arranged on an optical path between the light guide section and the projection member, and suppressing dust from entering the housing through the opening. )When,
a control unit (70) for controlling the light emission amount of the light source (22) of the projector;
a changeover switch (74) that outputs a signal indicating that the bezel member is attached,
The azimuth angle of the transmission axis of the bezel polarizing plate is set so that the brightness of the p-wave in the light of the display image is higher after passing through the bezel polarizing plate than before passing through the bezel polarizing plate. cage ,
Based on the ambient illuminance of the vehicle, the control unit controls the amount of light emission to increase as the ambient illuminance increases when the ambient illuminance is lower than a predetermined illuminance, and controls the bezel polarizing plate from the changeover switch. is attached, the head-up display device reduces the amount of light emitted corresponding to the ambient illumination in comparison with the case where the bezel member is not attached.

The head-up display device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the bezel member is formed by integrating the bezel polarizing plate with a frame-shaped bezel (64).

6. The bezel polarizing plate according to claim 5 , wherein the bezel polarizing plate is joined to an end of the frame-shaped bezel on the light guide side, and the opening of the bezel is closed by the bezel polarizing plate. A head-up display device as described.

The bezel polarizing plate is attached to the bezel by engaging a claw portion (64a) provided on one of the bezel and the bezel polarizing plate and a claw receiving portion (62f) provided on the other. 7. A head-up display device according to claim 5 or 6 , which is fixed.

The bezel polarizing plate is integrated with a frame body (62e) fitted in the bezel,
Either one of the pawl portion and the pawl receiving portion is provided on the frame portion, and the pawl portion and the pawl receiving portion are engaged by fitting the frame portion into the bezel. 8. The head-up display device according to claim 7 .