CN105842900A - 车辆用影像显示镜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具备半透半反镜和影像显示装置、降低由半透半反镜产生的反射图像的影响、影像显示装置中显示的影像的视觉确认性优异的影像显示镜。本发明的车辆用影像显示镜从视觉确认侧起依次具备第1偏振板、第1液晶单元、半透半反镜和影像显示装置，在该第1液晶单元中，根据所供给的电压，维持入射的直线偏振光的偏振光方向的状态与将入射的直线偏振光转换成圆偏振光的状态进行切换。

Description

车辆用影像显示镜
技术领域
本发明涉及车辆用影像显示镜。
背景技术
以往，已知有在车辆用的后视镜中组合影像显示装置来显示影像的技术。例如，在专利文献1中，公开了在监视器的正面(视觉确认侧面)配置半透半反镜而构成的影像显示镜。在该影像显示镜中，通过由半透半反镜产生的反射图像能够实现后方的视觉确认，另一方面，在监视器中显示影像时，该影像通过半透半反镜能够视觉确认。
在这样的影像显示镜中，在来自车辆后方的光量多的情况等下，存在反射图像会阻碍监视器中显示的图像的视觉确认性这样的问题。在引用文献1中，提出了在视觉确认者(乘客)视觉确认后方时和视觉确认监视器图像时，通过将半透半反镜的角度设为不同的角度，从而降低反射图像的影响这样的技术。根据这样的技术，在视觉确认监视器图像时，以由半透半反镜产生的反射图像变成不阻碍监视器图像的视觉确认性那样的图像的方式，具体而言，以通过反射而顶棚映现的方式调整半透半反镜的角度，可降低反射图像的影响。
然而，在难以将由半透半反镜产生的反射图像制成不阻碍监视器图像的视觉确认性那样的图像的情况下，例如，在适用于具备全景天窗、活动车顶等透射光的顶棚的车辆或敞篷汽车的情况下，通过引用文献1的影像显示镜，无法降低反射图像的影响。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5273286号
发明内容
发明所要解决的问题
本发明是为了解决上述以往的课题而进行的，其目的在于提供具备半透半反镜和影像显示装置、降低由半透半反镜产生的反射图像的影响、影像显示装置中显示的影像的视觉确认性优异的影像显示镜。
用于解决问题的方法
本发明的车辆用影像显示镜从视觉确认侧起依次具备第1偏振板、第1液晶单元、半透半反镜和影像显示装置，在该第1液晶单元中，根据所供给的电压，维持入射的直线偏振光的偏振光方向的状态与将入射的直线偏振光转换成圆偏振光的状态进行切换。
在1个实施方式中，在上述影像显示装置不显示影像时，上述第1液晶单元维持从上述第1偏振板侧入射的直线偏振光的偏振光方向，在上述影像显示装置显示影像时，上述第1液晶单元将从上述第1偏振板侧入射的直线偏振光转换成圆偏振光。
在1个实施方式中，上述第1偏振板被进行了低反射处理。
在1个实施方式中，本发明的车辆用影像显示镜以从背面侧透过上述半透半反镜的光变成圆偏振光的方式构成。
在1个实施方式中，本发明的车辆用影像显示镜在上述第1偏振板的视觉确认侧进一步具备λ/4板。
在1个实施方式中，上述半透半反镜和上述影像显示装置通过层间填充而密合。
发明效果
本发明的车辆用影像显示镜从视觉确认侧起依次具备第1偏振板、第1液晶单元、半透半反镜和影像显示装置。在这样的车辆用影像显示镜中，降低由半透半反镜产生的反射图像的影响，影像显示装置中显示的影像的视觉确认性优异。
附图说明
图1是基于本发明的1个实施方式的影像显示镜的概略截面图。
图2是说明由本发明的1个实施方式带来的作用的概略图。
图3是说明VA模式中的液晶分子的取向状态的概略截面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限定于这些实施方式。
A.车辆用影像显示镜的整体构成
图1是基于本发明的1个实施方式的影像显示镜的概略截面图。车辆用影像显示镜100从视觉确认侧起依次具备第1偏振板110、第1液晶单元120、半透半反镜130和影像显示装置140。优选半透半反镜130与影像显示装置140以它们变得平行的方式配置。本实施方式的车辆用影像显示镜130例如可作为车辆的后视镜(室内镜)使用。半透半反镜130具备光反射功能和光透射功能。车辆用影像显示镜100通过半透半反镜130的光反射功能，能够利用车辆的乘客(更具体而言，驾驶员)进行车辆的周围(例如，后方)的确认。此外，在车辆用影像显示镜100中，通过半透半反镜130的光透射功能，能够对影像显示装置140中显示的影像进行视觉确认。影像显示装置140例如显示由拍摄车辆的周围(例如，后方)的外部摄像机产生的影像。这样的话，即使在车辆内有障碍物(例如，同乘者、行李等)，通过半透半反镜的反射图像无法充分地确认车辆的周围的情况下等，也会在影像显示装置中显示由外部摄像机产生的影像，能够确保车辆的安全。另外，虽然未图示，但本发明的车辆用影像显示镜可进一步具备任意的适当的其他部件。
上述第1液晶单元根据所供给的电压，维持入射的直线偏振光的偏振光方向的状态与将入射的直线偏振光转换成圆偏振光的状态进行切换。在1个实施方式中，第1液晶单元在没有施加电压时，维持入射的直线偏振光的偏振光方向，在施加电压时，将入射的直线偏振光转换成圆偏振光。详细情况在后面叙述。另外，所谓维持直线偏振光的偏振光方向，包含实质上维持偏振光方向的情况，也包含偏振光方向的变化为±10°(优选为±5°)的情况。
图2是说明由本发明的1个实施方式带来的作用的概略图。图2(a)表示影像显示装置140的影像没有被显示，由半透半反镜130产生的反射图像被供于视觉确认的状态。在该状态下，由视觉确认侧入射并透过第1偏振板110而生成的直线偏振光(偏振光方向与第1偏振板的吸收轴A正交的偏振光)在第1液晶单元120中，其偏振光方向得以维持。因此，以半透半反镜130反射的光能够再次透过第1偏振板110，车辆的乘客能够视觉确认由半透半反镜产生的反射图像。图2(b)表示在影像显示装置140中影像被显示的状态。在该状态下，第1液晶单元120将从第1偏振板110侧入射的直线偏振光转换成圆偏振光。在该状态下，(i)从视觉确认侧入射的光透过第1偏振板及第1液晶单元，变成右旋或左旋的圆偏振光；(ii)该圆偏振光在半透半反镜上发生反射，变成与入射时反旋的圆偏振光；(iii)该反旋的圆偏振光在第1液晶单元120中被转换成不可透过第1偏振板110的直线偏振光。其结果是，由半透半反镜产生的反射图像变得难以被视觉确认。另一方面，由于透过半透半反镜的来自影像显示装置的光能够透过第1液晶单元及第1偏振板，所以影像显示装置的影像被供于视觉确认。这样，根据本发明的车辆用影像显示镜，能够降低由半透半反镜产生的反射图像的影响，提高影像显示装置中显示的影像的视觉确认性。
在上述影像显示镜中，邻接的部件(影像显示装置、半透半反镜、第1液晶单元、第1偏振板、以及根据需要而配置的其他的部件)彼此可以接触，也可以不接触。优选在各部件间填充透明树脂而两部件密合。通过这样地密合，光的利用效率优异，且能够得到影像显示的视觉确认性优异的车辆用影像显示镜。对于层间填充，可以使用任意的适当的树脂薄膜、粘合剂等。作为粘合剂，优选使用透明性优异的粘合剂。可列举出例如丙烯酸系粘合剂、硅酮系粘合剂、橡胶系粘合剂等。
B.第1偏振板
上述第1偏振板具有第1偏振器，根据需要进一步具有配置于第1偏振器的单侧或两侧的保护层。偏振器代表性地为吸收型偏振器。
上述偏振器的波长589nm的透射率(也称为单体透射率)优选为41％以上，更优选为42％以上。另外，单体透射率的理论上的上限为50％。此外，偏振光度优选为99.5％～100％，进一步优选为99.9％～100％。
作为上述偏振器，使用任意的适当的偏振器。可列举出例如使碘或二色性染料等二色性物质吸附到聚乙烯基醇系薄膜、部分甲缩醛化聚乙烯基醇系薄膜、乙烯·醋酸乙烯酯共聚物系部分皂化薄膜等亲水性高分子薄膜上并单轴拉伸而得到的薄膜、聚乙烯基醇的脱水处理物或聚氯乙烯的脱盐酸处理物等多烯系取向薄膜等。它们中，使碘等二色性物质吸附到聚乙烯基醇系薄膜并单轴拉伸而得到的偏振器的偏振光二色比高，特别优选。偏振器的厚度优选为0.5μm～80μm。
使碘吸附到聚乙烯基醇系薄膜上并单轴拉伸而得到的偏振器代表性地通过将聚乙烯基醇浸渍在碘的水溶液中而进行染色，并拉伸至原长的3倍～7倍来制作。拉伸可以在染色后进行，也可以边染色边拉伸，还可以在拉伸后进行染色。除了拉伸、染色以外，还实施例如溶胀、交联、调整、水洗、干燥等处理来制作。
作为上述保护层，使用任意的适当的薄膜。作为成为这样的薄膜的主要成分的材料的具体例子，可列举出三乙酰纤维素(TAC)等纤维素系树脂、(甲基)丙烯酸系、聚酯系、聚乙烯基醇系、聚碳酸酯系、聚酰胺系、聚酰亚胺系、聚醚砜系、聚砜系、聚苯乙烯系、聚降冰片烯系、聚烯烃系、醋酸酯系等透明树脂等。此外，还可列举出丙烯酸系、聚氨酯系、丙烯酸聚氨酯系、环氧系、硅酮系等热固化型树脂或紫外线固化型树脂等。除此以外，还可列举出例如硅氧烷系聚合物等玻璃质系聚合物。此外，还可以使用日本特开2001-343529号公报(WO01/37007)中记载的聚合物薄膜。作为该薄膜的材料，可以使用例如含有在侧链上具有取代或未取代的酰亚胺基的热塑性树脂和在侧链上具有取代或未取代的苯基以及腈基的热塑性树脂的树脂组合物，可列举出例如具有由异丁烯与N-甲基马来酰亚胺构成的交替共聚物和丙烯腈·苯乙烯共聚物的树脂组合物。上述聚合物薄膜可以是例如上述树脂组合物的挤出成形物。
在1个实施方式中，对上述第1偏振板实施低反射处理。优选对保护层的表面实施低反射处理。作为低反射处理，可列举出例如形成氟系树脂层、多层金属蒸镀层、光干涉层、具有微细的凹凸形状(例如蛾眼结构)的层等层的处理。
C.第1液晶单元
上述第1液晶单元代表性地具有具备电极的一对基板和夹持在该基板间的作为显示介质的液晶层。
上述液晶层(结果是第1液晶单元)在施加电压时或没有施加电压时，可作为λ/4板发挥功能。作为λ/4板发挥功能时的液晶层的波长590nm下的正面相位差R0为90nm～190nm，优选为100nm～180nm，进一步优选为110nm～170nm。另外，本说明书中，关于正面相位差R0，在23℃下，设面内的折射率达到最大的方向(即，慢轴方向)的折射率为nx，设在面内与慢轴正交的方向(即，快轴方向)的折射率为ny，设液晶层的厚度为d(nm)时，通过R0＝(nx-ny)×d求出。作为λ/4板发挥功能时的液晶层只要具有nx>ny的关系，就表示任意的适当的折射率椭圆体。
上述第1偏振板所具备的偏振器的吸收轴与作为λ/4板发挥功能时的液晶层的慢轴的角度优选为+40°～+50°或-40°～-50°，更优选为+43°～+47°或-43°～-47°，进一步优选为+45°或-45°。通过将可作为λ/4板发挥功能的液晶层与第1偏振板以这样的关系配置，能够在第1液晶单元中，将入射的直线偏振光转换成圆偏振光。
在1个实施方式中，液晶层包含在不存在电场的状态下以垂直排列取向的液晶分子。作为使用在不存在电场的状态下以垂直排列取向的液晶分子的驱动模式，可列举出例如垂直取向(VA)模式。
图3是说明VA模式中的液晶分子的取向状态的概略截面图。如图3(a)所示的那样，VA模式中的液晶分子在没有施加电压时，液晶分子与基板121、121’面大致垂直(法线方向)地取向。其中，所谓“大致垂直”，也包含液晶分子的取向矢量相对于法线方向倾斜的情况、即液晶分子具有倾角的情况。该倾角(与法线成的角度)优选为10°以下，进一步优选为5°以下，特别优选为1°以下。这样的大致垂直取向可以通过例如在形成有垂直取向膜的基板间配置具有负的介电常数各向异性的向列型液晶来实现。若以这样的状态从一个基板的面入射光，则通过第1偏振板入射到液晶层122上的直线偏振光沿着大致垂直取向的液晶分子的长轴的方向前进。由于在液晶分子的长轴方向上实质上不产生双折射，所以入射光不改变偏振光方向地前进。若对电极间施加电压，则液晶分子的长轴与基板面平行地取向。该状态的液晶分子相对于通过第1偏振板入射到液晶层122上的直线偏振光显示双折射性，如上述那样显现相位差。
上述液晶层的形态并不限定于上述VA模式，只要是根据所供给的电压，能够将可作为λ/4板发挥功能的状态与实质上不显现正面相位差(维持偏振光方向)的状态切换的液晶层，则可以使用任意的适当的液晶层。此外，不仅可以使用在施加电压时可作为λ/4板发挥功能的液晶层，也可以使用在没有施加电压时可作为λ/4板发挥功能、且在施加电压时实质上不显现相位差的液晶层。
D.半透半反镜
作为上述半透半反镜，只要是可以将入射光的一部分透射、且将一部分反射，则可以使用任意的适当的镜子。可列举出例如具备透明基材和形成于该透明基材上的金属薄膜的半透半反镜、具备透明基材和形成于该透明基材上的介电体多层膜的半透半反镜等。从有效地得到本发明的效果的观点出发，半透半反镜优选不具有偏振光功能。
作为构成上述透明基材的材料，可使用任意的适当的材料。作为该材料，可列举出例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、环氧树脂等透明树脂材料、玻璃等。透明基材的厚度例如为20μm～5000μm。上述透明基材优选不具有相位差。
作为构成上述金属薄膜的材料，可使用光反射率高的金属，可列举出例如铝、银、锡等。金属薄膜可以通过例如镀覆、蒸镀等而形成。金属薄膜的厚度例如为2nm～80nm，优选为3nm～50nm。
上述介电体多层膜以具有作为镜子的功能的方式，层叠有规定的厚度的高折射率材料与低折射率材料。优选高折射率材料与低折射率材料交替地层叠，利用从低折射材料入射到高折射材料中时产生的光的干涉，显现出作为半透半反镜的功能。包含介电体多层膜的半透半反镜从光的吸收少的方面考虑是优选的。
上述高折射材料的折射率优选为高于2.0，更优选为高于2.0且为3.0以下。作为高折射材料的具体例子，可列举出例如ZnS-SiO2、TiO2、ZrO2、Ta2O3等。上述低折射材料的折射率优选为1.2～2.0，更优选为1.4～1.9。作为低折射材料的具体例子，可列举出例如SiO2、Al2O3、MgF等。
上述半透半反镜的可见光反射率优选为20％～80％，更优选为30％～70％，进一步优选为40％～60％。此外，上述半透半反镜的可见光透射率优选为20％～80％，更优选为30％～70％，进一步优选为40％～60％。可见光反射率、可见光透射率及它们的比(后述)可以通过控制金属薄膜或介电体多层膜的厚度来调整。
上述半透半反镜的可见光反射率与可见光透射率的比(反射率：透射率)优选为2：8～8：2，更优选为3：7～7：3，进一步优选为4：6～6：4。可见光反射率与可见光透射率的比可根据影像显示装置的亮度等而适当调整。
E.影像显示装置
作为上述影像显示装置，可使用任意的适当的装置。可列举出例如液晶显示装置、有机EL显示装置、等离子体显示装置等。以下，以液晶显示装置为代表例进行说明。在1个实施方式中，液晶显示装置使用如图1所示的那样，具备包含第2液晶单元141、配置于该第2液晶单元141的视觉确认侧的第2偏振板142和配置于该液晶单元141的背面侧的第3偏振板143的液晶面板的影像显示装置。另外，虽然未图示，但影像显示装置可根据需要具备任意的适当的其他的部件(例如，背光源单元等)。在该实施方式中，第2偏振板与第3偏振板可以各自的偏振器的吸收轴变成实质上正交或平行的方式能够视觉确认影像地配置。
E-1.第2液晶单元
第2液晶单元具有一对基板和夹持在该基板间的作为显示介质的液晶层。在一般的构成中，在一个基板上设置有滤色器及黑色矩阵，在另一个基板上设置有控制液晶的电光学特性的开关元件、对该开关元件给予门信号的扫描线及给予源信号的信号线、像素电极及对电极。上述基板的间隔(单元间隙)可以通过间隔物等来控制。可以在上述基板的与液晶层相接的一侧设置例如由聚酰亚胺构成的取向膜等。
在1个实施方式中，第2液晶单元所具有的液晶层包含在不存在电场的状态下以均质排列取向的液晶分子。这样的液晶层(结果是液晶单元)代表性地表示nx>ny＝nz的三维折射率。另外，在本说明书中，所谓ny＝nz，不仅包含ny与nz完全相同的情况，还包含ny与nz实质上相同的情况。作为使用这样的显示三维折射率的液晶层的驱动模式的代表例，可列举出面内切换(IPS)模式、边缘场开关(FFS)模式等。另外，上述的IPS模式包含采用了V字型电极或锯齿形电极等的超级面内切换(S-IPS)模式、先进超级面内切换(AS-IPS)模式。此外，上述的FFS模式包含采用了V字型电极或锯齿形电极等的先进边缘场开关(A-FFS)模式、超边缘场开关(U-FFS)模式。
在其他的实施方式中，第2液晶单元所具有的液晶层包含在不存在电场的状态下以垂直排列取向的液晶分子。这样的液晶层(结果是液晶单元)代表性地表示nz>nx＝ny的三维折射率。作为使用在不存在电场的状态下以垂直排列取向的液晶分子的驱动模式，可列举出例如垂直取向(VA)模式。VA模式包含多畴VA(MVA)模式。
E-2.第2偏振板、第3偏振板
作为第2偏振板及第3偏振板，使用上述B项中说明的那样的偏振板。即，第2偏振板可具有第2偏振器，第3偏振板可具有第3偏振器。
F.其他的部件
F-1.第4偏振器、第1λ/4板
在1个实施方式中，本发明的车辆用影像显示镜以从背面侧透过半透半反镜的光变成圆偏振光的方式构成。若为这样的构成，则由于在图像显示装置的图像显示时，即，在上述第1液晶单元作为λ/4板发挥功能时，透过半透半反镜的上述圆偏振光入射到第1液晶单元中并转换成直线偏振光，该直线偏振光可透过上述第1偏振板，所以能够提高从影像显示装置出射的光的利用效率。作为本实施方式的构成，可列举出例如在半透半反镜与影像显示装置之间，从视觉确认侧起依次进一步配置第1λ/4板和第4偏振器的构成。这样的构成在使用不出射直线偏振光的影像显示装置(例如，有机EL显示装置)的情况下，优选采用。此外，也可以是在半透半反镜与影像显示装置之间配置第1λ/4板、且不配置偏振器的构成。这样的构成在使用出射直线偏振光的影像显示装置(例如，液晶显示装置)的情况下，优选采用。
作为第4偏振器，可使用上述B项中说明的偏振器。
上述λ/4板的波长590nm下的正面相位差R0为90nm～190nm，优选为100nm～180nm，进一步优选为110nm～170nm。
构成上述λ/4板的材料只要是可得到本发明的效果，则可由任意的适当的材料形成。作为代表例，为高分子薄膜的拉伸薄膜。作为形成该高分子薄膜的树脂，可列举出例如聚碳酸酯系树脂、环烯烃系树脂等。λ/4板的制造方法没有特别限定，但可以通过例如将高分子薄膜在温度100～250℃左右进行1.1～2.5倍左右拉伸来得到λ/4板。可以调整高分子薄膜的拉伸倍率及拉伸温度来控制λ/4板的正面相位差及厚度方向的相位差。上述λ/4板的厚度及光透射率没有对其特别限定，但为200μm以下左右，全光线透射率优选为80％以上。
上述第4偏振器的吸收轴与第1λ/4板的慢轴的角度优选为+40°～+50°或-40°～-50°，更优选为+43°～+47°或-43°～-47°，进一步优选为+45°或-45°。
F-2.第2λ/4板
在1个实施方式中，第2λ/4板配置于第1偏振板的视觉确认侧。若配置第2λ/4板，则可以得到相对于偏光太阳镜的使用者的视觉确认性优异的车辆用影像显示镜。另外，第2λ/4板可以与第1偏振板接触，也可以不接触。此外，第2λ/4板与圆偏振板也可以介由粘合剂层而贴合。进而，第2λ/4板也可以装卸自如地配置。作为第2λ/4板，可以使用上述F-1项中说明的λ/4板。上述第1偏振板所具备的第1偏振器的吸收轴与第2λ/4板的慢轴的角度优选为+40°～+50°或-40°～-50°，更优选为+43°～+47°或-43°～-47°，进一步优选为+45°或-45°。
符号说明
100 车辆用影像显示镜
110 第1偏振板
120 第1液晶单元
130 半透半反镜
140 图像显示装置
141 第2液晶单元
142 第2偏振板
143 第3偏振板

Claims (6)

1.一种车辆用影像显示镜，其从视觉确认侧起依次具备第1偏振板、第1液晶单元、半透半反镜和影像显示装置，
在所述第1液晶单元中，根据所供给的电压，维持入射的直线偏振光的偏振光方向的状态与将入射的直线偏振光转换成圆偏振光的状态进行切换。
2.根据权利要求1所述的车辆用影像显示镜，其中，
在所述影像显示装置不显示影像时，所述第1液晶单元维持从所述第1偏振板侧入射的直线偏振光的偏振光方向，
在所述影像显示装置显示影像时，所述第1液晶单元将从所述第1偏振板侧入射的直线偏振光转换成圆偏振光。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用影像显示镜，其中，
所述第1偏振板被进行了低反射处理。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆用影像显示镜，其以从背面侧透过所述半透半反镜的光成为圆偏振光的方式构成。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用影像显示镜，其中，
在所述第1偏振板的视觉确认侧进一步具备λ/4板。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的车辆用影像显示镜，其中，
所述半透半反镜与所述影像显示装置通过层间填充而密合。
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