平视显示器及其使用的影像显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种解决了在利用偏振光显示虚像的HUD装置中看不见HUD影像的问题的HUD装置及其影像显示装置。车辆用平视显示器包括：影像显示装置，其利用偏振光将所提供的影像投射至挡风玻璃或组合器上；和偏振变换单元，其设置在从影像显示装置至挡风玻璃或所述组合器的光路中，用于对从影像显示装置投射的影像的偏振光的偏振进行变换。

Head-up Display and Its Image Display Device

The invention provides a HUD device and an image display device which solve the problem of invisible HUD image in a HUD device using polarized light to display virtual image. The head-up display for vehicles includes: an image display device which projects the provided image onto a windshield or combiner using polarized light; and a polarization conversion unit which is arranged in the optical path from the image display device to the windshield or the combiner for converting the polarization of the polarized light of the image projected from the image display device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】平视显示器及其使用的影像显示装置
本专利技术涉及平视显示器(HeadUpDisplay：下面称为“HUD”)装置的技术，特别是涉及一种适用于将影像投影在车辆的挡风玻璃(前玻璃)或设置在其跟前的透明或半透明的板状显示部件即组合器(combiner，也称为“叠像镜”)上的HUD装置的有效的技术。
技术介绍
在汽车等车辆中，通常车速和发动机转速等信息被显示在仪表器内的仪表盘(仪表板)上。另外，车辆导航等画面被显示在装入仪表器或设置于仪表器上的显示器上。由于驾驶员在识别这些信息时需要大幅度地移动视线，所以作为减少视线的移动量的技术，已知有将车速等信息或关于车辆导航的指示等信息投射至挡风玻璃(前玻璃)或组合器等上加以显示的HUD装置。此外，作为与该HUD相关的技术，例如在日本特开2015-194707号公报(专利文献1)中记载了一种显示装置，其包括显示影像的器件和对显示器件上显示的影像进行投射的投射光学系统，在观察者的整个视点区域减小画面失真，并且实现小型化。此外，在该现有技术中，投射光学系统按从显示器件到观察者的光路的顺序具有第一反射镜和第二反射镜。而且，记载有这样的内容：通过构成为使第一反射镜在影像的较长方向上的入射角、第一反射镜在影像的较短方向上的入射角、显示器件的影像显示面与第一反射镜的间隔、与观察者所识别的虚像的水平方向的宽度的关系满足规定的关系，实现HUD装置的小型化。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2015-194707号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题在现有的HUD装置中，通常，作为用于显示虚像的光线，考虑反射等特性，例如，对于反射面，多利用S偏振光等直线偏振光。另一方面，车辆的驾驶员为了有选择地降低路面的刺眼的反射，有时使用具有偏振作用的太阳镜。但是，当佩戴具有偏振作用的太阳镜时，在利用这样的直线偏振光显示虚像的现有的HUD装置中，存在看不见HUD影像的问题，稍后对该问题进行详细说明。于是，本专利技术的目的在于，提供一种HUD装置及其使用的影像显示装置，使得即使佩戴具有偏振作用的太阳镜，也能看见HUD影像，并且与上述现有技术相比，模块化、小型化且光利用效率高。用于解决接收问题的技术方案作为用于实现上述目的的一个实施方式，依照本专利技术，提供一种车辆用平视显示器，其包括：影像显示装置，其利用偏振光将影像投射至挡风玻璃或组合器上；和偏振变换单元(也称为“偏振转换单元”)，其设置在从所述影像显示装置至所述挡风玻璃或所述组合器的光路中，用于对从所述影像显示装置投射的所述影像的偏振光的偏振进行变换。另外，依照本专利技术，提供一种用于车辆用平视显示器的影像显示装置，其包括：光源；准直光学系统，其将从所述光源出射的光转换成大致平行光；和导光体，从所述准直光学系统出射的光入射至所述导光体，该导光体使所述光向与入射方向不同的方向出射，所述影像显示装置还包括使所述光的偏振方向为一个方向的偏振变换元件。专利技术效果依照上述的本专利技术，能够实现解决上述现有技术中的问题，能够以低成本制造，小型化且高效率的模块化的HUD装置及其使用的影像显示装置。附图说明图1是表示本专利技术的HUD装置的基本结构及其影像显示装置的内部结构的一例的图。图2是说明解决本专利技术的现有技术中的问题的原理的图。图3是表示本专利技术实施例1的影像显示装置的光源装置的外观的展开立体图。图4是表示本专利技术实施例1的方式的影像显示装置的光源装置的光学系统概观的立体图。图5是详细说明实施例1的影像显示装置中的准直器的截面图。图6是表示实施例1的影像显示装置中的准直器和偏振变换元件的配置结构的立体图。图7是表示实施例1的影像显示装置中，配置于偏振变换元件的出射面的合成扩散块的立体图。图8是表示实施例1的影像显示装置中的导光体的详情的立体图、截面图和局部放大截面图。图9是表示构成实施例1的影像显示装置中的导光体的反射面和连接面以及光线反射的详情的放大截面图。图10是表示实施例1的影像显示装置中的结构和光线的状态的俯视图和侧视截面图。图11是表示用于说明实施例1的影像显示装置中的导光体的作用的比较例的图。图12是说明实施例1的影像显示装置的导光体成型用的模具的加工方法的图。图13是表示构成实施例1的影像显示装置中的导光体的反射面和连接面以及光线反射的设定的一例的放大截面图。图14是表示本专利技术的其他实施例的影像显示装置中的结构和光线的状态的俯视图和侧视截面图。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。＜HUD的基本结构和本专利技术的原理＞图1(a)表示本专利技术的HUD装置的基本结构。从该图可明确看出，HUD装置100基本上具有影像显示装置300，该影像显示装置300包括由投影仪、LCD(LiquidCrystalDisplay：液晶显示器)等构成的光源装置，HUD装置100利用反射镜151(例如，具有自由曲面反射镜或光轴非对称的形状的反射镜等)、其他反射镜152将来自该影像显示装置的光(此情况下为影像光)反射而投射至车辆102的挡风玻璃103或配置于其跟前的组合器200上。另一方面，驾驶员105通过观察挡风玻璃103或组合器200上投射的影像，透过透明的挡风玻璃103在其前方将上述影像识别为虚像。此时，也可以将反射镜151置换为凹面反射镜，将其他反射镜152置换为冷光反射镜。此处，为了避免重复说明，对将影像光投射至组合器200上的例子进行说明。图1(b)表示上述HUD装置100、特别是其影像显示装置300的内部结构的一例。从该图可明确看出，表示影像显示装置300构成投影仪的情况，影像显示装置300例如具有光源301、照明光学系统302和显示元件303等各部分。此外，作为该光源301，通过采用以下详述的本专利技术的光源装置，能够生成投射用的良好的照明光。此外，在该例中，包括：将光源301生成的照明光聚光且更均匀地照射至显示元件303的光学系统即照明光学系统302和生成所投射的影像的元件即显示元件303。但是，这些构成要素在下面描述的实施例中，如图4所示，在本专利技术的光源装置(参照图3的光源装置壳11)内包括合成扩散块16、第一扩散板18a、导光体17、第二扩散板18b以及液晶显示面板52。因此，可直接将本专利技术的光源装置10(参照图3)用作HDU装置100的影像显示装置300。据此，可容易地安装在特别是像车辆内的仪表器这样的狭小空间内的HUD装置100得以实现。此外，从上述影像显示装置300出射的光进而经显示距离调节机构400、反射镜驱动部500被投射于车辆102的挡风玻璃103或组合器200，这对本领域技术人员而言是显而易见的。接着，参照图2，在本专利技术中，说明用于解决上述问题即当驾驶员佩戴具有偏振作用的太阳镜(下面也称为“偏光太阳镜”)时，因来自HUD装置100的直线偏振光而看不见车辆102的挡风玻璃103或组合器200上显示的虚像这样的问题的原理。在该图中，表示将来自HUD装置100的影像光显示在组合器200上来代替显示在挡风玻璃103上的例子，但是，对本领域技术人员而言，很明显将来自HUD装置100的影像光投射至挡风玻璃103上的情况下也是同样的。组合器200例如是在由聚碳酸酯板、玻璃板等透明的板状部件构成的基板210的表面(与驾驶员侧相对的面，图中为右侧面)形成有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆用平视显示器，其特征在于，包括：影像显示装置，其利用偏振光将影像投射至挡风玻璃或组合器上；和偏振变换单元，其设置在从所述影像显示装置至所述挡风玻璃或所述组合器的光路中，用于将从所述影像显示装置投射的所述影像的偏振光的偏振变换成非直线偏振。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.06 JP 2016-1735481.一种车辆用平视显示器，其特征在于，包括：影像显示装置，其利用偏振光将影像投射至挡风玻璃或组合器上；和偏振变换单元，其设置在从所述影像显示装置至所述挡风玻璃或所述组合器的光路中，用于将从所述影像显示装置投射的所述影像的偏振光的偏振变换成非直线偏振。2.一种车辆用平视显示器，其特征在于，包括：影像显示装置，其利用偏振光将影像投射至挡风玻璃或组合器上；和偏振变换单元，其设置在所述影像显示装置至所述挡风玻璃或所述组合器的光路中，用于将从所述影像显示装置投射的所述影像的偏振光的偏振变换成椭圆偏振。3.根据权利要求1或2所述的平视显示器，其特征在于：所述偏振变换单元设置于所述挡风玻璃或所述组合器的内侧的一部分。4.根据权利要求1或2所述的平视显示器，其特征在于：所述影像显示装置包括：固体光源；将来自所述固体光源的光转换成大致平行光的准直光学系统；和显示装置，所述显示装置是使用液晶的显示装置，且照明光学系统进行所述显示装置的透射率变高的方向的偏振光照明。5.根据权利要求4所述的平视显示器，其特征在于：所述影像显示装置对于所述挡风玻璃或所述组合器，利用S偏振光将所述影像投射至所述挡风玻璃或所述组合器上，所述偏振变换单元将来自光源装置的所述S偏振光变换成椭圆偏振光。6.根据权利要求1或2所述的平视显示器，其特征在于：所述偏振变换单元由将双折射椭圆体沿规定方向排列而成的高分子膜构成。7.根据权利要求6所述的平视显示器，其特征在于：所述高分子膜粘接在玻璃上，具有利用高分子膜→玻璃表面→高分子膜的光路进行偏振变换的偏振变换单元。8.一种车辆用平视显示器，特征在于：包...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉山寿纪，平田浩二，国井康彦，谷津雅彦，金子一臣，
申请(专利权)人：麦克赛尔株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP