平视显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种平视显示装置，其搭载于车辆(1)，通过将图像投影于透光性的投影部件(3)，而以乘客能够视觉确认的方式对图像进行虚像显示，具备作为沿偏振光轴(21)的方向偏振的光投射图像的投射器(10)、配置于由图像的光形成的光路(OP)上并具有使沿透过轴(41)偏振的光透过的性质的偏振元件(40)以及配置于光路上的偏振元件与投影部件之间并具有通过产生相位差来改变所透过的光的偏振方向的性质的相位元件(50)。相位元件的快轴方向(DF)分别与同偏振光轴对应的方向(DT)、同透过轴对应的方向(D1)以及同投影部件的S偏振光对应的方向(DWS)交叉。

Flat view display device

The present invention provides a head up display device, it is carried on the vehicle (1), the projection component image onto a light transmittance (3), and the passengers can carry out virtual display of visual confirmation, as have along the polarization axis (21) projector light projection image in the direction of polarization (10), is arranged on the optical path formed by the image of the light (OP) and has the shaft (41) through the polarizing element polarized light through the properties of (40) has a phase component through the properties of polarization direction of phase difference change through the light and arranged on the optical path between polarizing element and projection parts (50). The fast axis direction (DF) of the phase element is intersecting the direction (DT) corresponding to the polarized axis, the direction corresponding to the transmission axis (D1) and the direction corresponding to the S polarized light of the projection component (DWS).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】平视显示装置本申请基于2015年6月26日申请的日本申请号2015-129174号专利，并在此援引其记载的内容。
本专利技术涉及搭载于车辆并以乘客能够视觉确认的方式对图像进行虚像显示的平视显示装置(以下简称HUD装置)。
技术介绍
以往，已知有搭载于车辆且以乘客能够视觉确认的方式对图像进行虚像显示的HUD装置。专利文献1所公开的HUD装置是将图像投影于透光性的投影部件的装置。而且，该HUD装置具备：投射器，其投射图像作为沿与偏振光轴对应的方向偏振的光；偏振元件，其配置于由图像的光形成的光路上，并具有使沿透过轴偏振的光透过的性质；以及相位元件，其配置于该光路上。这里，相位元件通过产生λ/4的相位差而将来自投射器的直线偏振光转换为圆偏振光。专利文献1：日本特开2008-70504号公报在这样的HUD装置中，例如有时太阳光等外界光会射入，且外界光到达投射器而致使该投射器的温度上升。因此，专利技术者们经过专心研究外界光的性质，发现了透过投影部件射入HUD装置内的外界光容易沿与投影部件的P偏振光对应的方向部分偏振。即，发现了通过考虑该部分偏振来配置适当的相位元件而抑制虚像显示的亮度降低并通过偏振元件高效地对外界光进行遮光从而抑制投射器温度上升的可能性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供能够抑制虚像显示的亮度降低并抑制投射器温度上升的HUD装置。根据本专利技术的第一方式，平视显示装置是搭载于车辆并通过将图像投影于透光性的投影部件而以乘客能够视觉确认的方式对图像进行虚像显示的平视显示装置，具备：投射器，其作为沿偏振光轴的方向偏振的光，投射图像；偏振元件，其配置于由所述图像的光形成的光路上，并具有使沿透过轴偏振的光透过的性质；以及相位元件，其配置于光路上的偏振元件与投影部件之间，并具有通过产生相位差而改变所透过的光的偏振方向的性质，相位元件的快轴方向分别与同偏振光轴对应的方向、同透过轴对应的方向以及同投影部件的S偏振光对应的方向交叉。在上述结构中，在由投射器所投射的图像的光形成的光路上，相位元件配置于偏振元件与投影部件之间。若透过了投影部件的外界光例如在沿与投影部件的P偏振光对应的方向部分偏振的状态下射入该配置的HUD装置，则由于相位元件的快轴方向与同投影部件的S偏振光对应的方向交叉，因此能够实施根据偏振元件改变外界光的部分偏振光的方向的设定。而且，还能设定为，使与偏振光轴对应方向和与透过轴对应的方向同快轴方向交叉，在偏振元件对朝向投射器侧的外界光高效地进行遮光，并使来自投射器的图像的光高效地向投影部件侧透过。因此，能够提供抑制虚像显示的亮度降低并抑制投射器的温度上升的HUD装置。根据本专利技术的第二方式，平视显示装置是搭载于车辆并通过将图像投影于透光性的投影部件而以乘客能够视觉确认的方式对图像进行虚像显示的平视显示装置，具备：投射器，其作为沿与偏振光轴对应的方向偏振的光投射图像；偏振元件，其配置于由图像的光形成的光路上，并具有使沿透过轴偏振的光透过的性质；以及相位元件，其配置于光路上的投射器与偏振元件之间，并具有通过产生相位差来改变所透过的光的偏振方向的性质，相位元件的快轴方向分别与同偏振光轴对应的方向、同透过轴对应的方向以及同投影部件的S偏振光对应的方向交叉。在上述结构中，在由投射器所投射的图像的光形成的光路上，相位元件配置于投射器与偏振元件之间。在该配置的HUD装置，有关投射器所投射的图像的光，由于相位元件的快轴方向与同偏振光轴对应的方向交叉，因此能够实施根据偏振元件改变图像的光的偏振方向的设定。而且，在透过投影部件的外界光例如在沿与投影部件的P偏振光对应的方向部分偏振的状态下射入偏振元件的情况下，由于与透过轴对应的方向和与投影部件的S偏振光对应的方向同快轴方向交叉，因此能设定为，高效地对朝向投射器侧的外界光进行遮光，并使来自投射器的图像的光高效地向投影部件侧透过。因此，能够提供抑制虚像显示的亮度降低并抑制投射器的温度上升的HUD装置。附图说明参见附图并通过以下详细记述更加明确本专利技术的上述目的、其它目的、特征以及优点。图1是示出第一实施方式中的HUD装置在车辆的搭载状态的示意图。图2是示出第一实施方式中的HUD装置的概略结构的示意图。图3是示出第一实施方式中的投射器的结构的立体图。图4是用于说明第一实施方式中的图像的光和外界光的偏振的图。图5是用于说明第一实施方式的式4中的快轴方向的角度的图。图6是用于说明第一实施方式的式3中的快轴方向的范围的图。图7是示出虚像显示的亮度和太阳光透过率的模拟结果的图表。图8是示出第二实施方式中的HUD装置的概略结构的示意图。图9是用于说明第二实施方式中的图像的光和外界光的偏振的图。具体实施方式下面基于附图说明本专利技术的多个实施方式。此外，有时会对各实施方式中对应的构成要素标注相同的附图标记，来省略重复说明。在各实施方式中仅说明结构的一部分的情况下，该结构的其它部分能够使用在先说明的其它实施方式的结构。另外，不仅是在各实施方式的说明中明示的结构的组合，只要不特别妨碍组合，即使未明示，也能将多个实施方式的结构彼此部分组合。(第一实施方式)如图1所示，本专利技术的第一实施方式的HUD装置100搭载于车辆1，并收容于仪表板2内。HUD装置100将图像投影于作为车辆1的投影部件的前风挡玻璃3。图像的光被前风挡玻璃3反射，由此HUD装置100以车辆1的乘客能够视觉确认的方式对图像进行虚像显示。即，被前风挡玻璃3反射的图像的光在车辆1的室内到达乘客的眼点EP，乘客将图像的光感知为虚像VI。而且，乘客能够通过虚像VI视觉确认各种信息。作为图像被虚像显示的各种信息，例如，可以举出车速、燃料余量等车辆状态值或者道路信息、视界辅助信息等导航信息。车辆1的前风挡玻璃3位于比仪表板2靠车辆上方的位置，由玻璃或合成树脂等形成为透光性的板状。另外，前风挡玻璃3随着朝向车辆上方而向车辆后方倾斜地配置，在前风挡玻璃3，靠室内侧的面即供投影图像的投影面3a形成为凹面状或者平坦的平面状。如此，坐在车辆1的座席4上朝向车辆前方的乘客能够通过该前风挡玻璃3视觉确认包括道路和道路标志等的前景，并且能够视觉确认图像的虚像显示。这里，车辆上方是指车辆在平地行驶时或者停在平地上时与重力产生方向相反的方向。车辆前方是指坐在座席上的乘客朝向正面的方向。另外，车辆后方是指车辆前方的相反方向。下面，基于图2～6说明这样的HUD装置100的具体结构。如图2所示，HUD装置100具备投射器10、平面镜30、凹面镜32、作为偏振元件的偏光板40以及作为相位元件的相位差板50。各要素10、30、32、40、50在稳定的保持下被收容于外壳60内。亦如图3中详细所示，投射器10具有光源12、聚光透镜14、扩散板16、投射透镜18以及液晶面板20，例如将它们收容在箱状的投射器壳体10a中而形成。光源12例如是多个发光二极管元件，配置于光源用电路基板12a上。光源12通过光源用电路基板12a上的布线图案而与电源电连接。光源12通过通电以与电流量相对应的发光量发出光源光。由此，光源12向聚光透镜14投射光源光。更加详细而言，光源12例如通过由荧光体覆盖蓝色发光二极管，而实现准白色的发光。聚光透镜14是由合成树脂或玻璃等构成的透光性的凸透镜，配置于光源12与扩散板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平视显示装置，搭载于车辆(1)，通过将图像投影于透光性的投影部件(3)，而将所述图像以可供乘客视觉确认的方式进行虚像显示，其中，具备：投射器(10)，其将所述图像投射作为沿偏振光轴(21)的方向偏振的光；偏振元件(40)，其配置于由所述图像的光形成的光路(OP)上，并具有使沿透过轴(41)偏振的光透过的性质；以及相位元件(50)，其配置于所述光路上的所述偏振元件与所述投影部件之间，并具有通过产生相位差而改变所透过的光的偏振方向的性质，所述相位元件的快轴方向(DF)分别与同所述偏振光轴对应的方向(DT)、同所述透过轴对应的方向(D1)以及同所述投影部件的S偏振光对应的方向(DWS)交叉。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.26 JP 2015-1291741.一种平视显示装置，搭载于车辆(1)，通过将图像投影于透光性的投影部件(3)，而将所述图像以可供乘客视觉确认的方式进行虚像显示，其中，具备：投射器(10)，其将所述图像投射作为沿偏振光轴(21)的方向偏振的光；偏振元件(40)，其配置于由所述图像的光形成的光路(OP)上，并具有使沿透过轴(41)偏振的光透过的性质；以及相位元件(50)，其配置于所述光路上的所述偏振元件与所述投影部件之间，并具有通过产生相位差而改变所透过的光的偏振方向的性质，所述相位元件的快轴方向(DF)分别与同所述偏振光轴对应的方向(DT)、同所述透过轴对应的方向(D1)以及同所述投影部件的S偏振光对应的方向(DWS)交叉。2.根据权利要求1所述的平视显示装置，其中，所述透过轴沿与所述偏振光轴对应的方向配置，若将所述快轴方向的角度定义为θf，将与所述偏振光轴对应的方向的角度定义为θt，将与所述投影部件的S偏振光相向的方向的角度定义为θs，将n定义为任意的整数，则【式3】成立。3.一种平视显示装置，搭载于车辆(1)，通过将图像投影于透光性的投影部件(3)，而将所述图像以可供乘客视觉确认的方式进行虚像显示，其中，具备：投射器(10)，其将所述图像投射作为沿与偏振光轴(21)对应的方向偏振的光；偏振元件(240)，其配置于由所述图像的光形成的光路(OP)上，并具有使沿透过轴(241)偏振的光透过的性质；以及相位元件(250)，其配置于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：横江润也，南原孝启，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本,JP