CN111356945B - 偏光元件以及配备该偏光元件的平视显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明包括设置在含偏光物的偏光片(34)的一表面上的移相层(40)，并且包括：通过粘接层(32)粘贴于所述移相层(40)上的第一支撑板(30)以及通过粘接层(36)粘贴于所述偏光片(34)一侧的第二支撑板(38)。

Description

偏光元件以及配备该偏光元件的平视显示装置

技术领域

本发明涉及一种偏光元件以及配备该偏光元件的平视显示装置。

背景技术

将图像显示于显示器等显示装置上后通过以反射镜反射而使该图像以虚拟图像的形式显示于玻璃等物上的平视显示装置(下称“HUD装置”)已经得到应用。HUD装置用于使信息等物与用户的通常视野重叠显示。HUD装置具有各种各样的用途，例如在汽车前挡风玻璃上显示车速等信息。

车载HUD装置设有用于防止尘埃和污垢经从装置本体向前挡风玻璃等投影单元投射图像的投影端口侵入的透光罩。透光罩一般采用聚碳酸酯片。其中，为了在不降低显示器出射光亮度的同时遮蔽外部射入的日光，已有人提出使透光罩具备偏光性的方案。

此外，目前已公开一种通过在HUD装置内部光路中设置λ/2波片而使LCD发出的偏振光的光轴旋转的结构。在该技术中，为了实现使佩戴偏光太阳镜的车辆驾驶人员能够看清的目的，从前挡风玻璃折回的反射光并非完全为处于水平方向的偏光成分，而且反射光不与偏光太阳镜的吸光轴完全重合。此外，还公开了减小光轴抖动，使出射光具有均一偏光方向，使前挡风玻璃上的显示图像亮度最大化的目的。

此外，在HUD装置使用的透光罩方面，针对现有透明透光罩使得装置内部结构一览无余的问题，已公开了一种设有由偏光物形成的吸光层的透光罩且通过在光源外侧设置移相元件而使得佩戴偏光太阳镜时能够看清图像的技术。

发明内容

本发明待解决的问题

由于车载HUD装置安装于车辆的仪表板上，因此除了装置光源产生的热量，还受到日光所产生热量的影响。由于此类热量尤其会影响装置内部显示器的寿命，因此需要针对该热量及外部光采取一定的措施。对于该目的而言，具有上述偏光功能的透光罩为一种有效措施。此外，在车载安装方面，此类透光罩还必须满足车载标准要求的耐用性以及车辆内饰标准要求的耐燃性。

在该情形中，具备偏光性的罩(下称“偏光罩”)的吸光轴设置为与投影一侧的LCD前端偏光片的吸光轴平行。其中，为了最大程度地提高投射于前挡风玻璃上的虚拟图像亮度，即为了实现最大的反射率，需要通过设置偏光片或者在装置内部的光路中设置波片而使得投射出的偏振光成为水平偏光成分。

然而，由于HUD装置中的LCD向前挡风玻璃发出的光为水平偏振光，因此当车辆驾驶人员佩戴偏光太阳镜时，从前挡风玻璃反射回的水平偏振光将与偏光太阳镜的吸光轴方向重合，从而导致投射显示图像无法看清，或甚至根本看不见的问题。偏光太阳镜为一种通过将物体漫反射光中由水平方向成分构成的偏振光去除而减小眩光程度并使得物体能被看清的装置，在白天驾驶车辆时，其具有减小路面反射光，使道路标识更易辨识的作用，因此有助于车辆驾驶人员的安全驾驶。由于这一原因，需要解决佩戴偏光太阳镜时无法看清车载HUD装置显示图像的问题。

虽然上述现有技术在确保佩戴偏光太阳镜时能够看清前挡风玻璃上的显示图像方面为一种有效手段，但是在实际情况中，在车载HUD装置的光路中设置由如上所述机构形成的波片这一做法，在散热措施和确保安装空间方面存在设计难度较高的问题。

此外，现有技术中并未提及在防尘罩上设置偏光罩的设置条件。当偏光方向因光路中设置的波片而改变时，LCD发出的光将因偏光罩的衰减作用或淬光作用而处于所得显示亮度不够高的状态。

另外，在现有技术中，为了使偏光罩具有偏光性而在聚碳酸酯等制成的塑料基片上粘贴普通偏光片时，该塑料片有可能会在热量的作用下弯曲，从而使得投影图像发生变形，或者因卷曲而从外壳上脱落。另外，当用作车辆等物的内饰构件时，具备偏光性的偏光罩还需要满足燃烧测试所要求的标准，但是现有技术并未提及上述结构是否能够满足此类标准。

本发明的目的在于提供一种在车载用途中具有高可靠性且能够改善佩戴偏光太阳镜时HUD装置显示图像不易看清问题的偏光元件以及配备该偏光元件的显示装置。

解决问题的技术手段

已经发现，通过在作为染料类偏光物的偏光片的两面上粘贴具有耐燃性的塑料支撑物，并通过在偏光罩一侧设置移相层，可以提供一种能够遮蔽日光并对日光产生的热量具有耐热效果且在车辆驾驶人员佩戴偏光太阳镜时不易发生无法看清问题的HUD装置。

相应地，在本发明的一种实施方式中，提供一种偏光元件，该偏光元件为移相层在含偏光物的染料类偏光片的单面上设于以光源为起点的光路外侧的结构，该结构包括通过粘接层粘贴于所述移相层上的第一支撑板以及通过粘接层粘贴于所述偏光片一侧的第二支撑板。

此外，一种HUD装置包括上述偏光元件，输出图像的显示器以及容纳该显示器的外壳，该HUD装置优选用作令所述显示器输出的图像透射至所述外壳之外的偏光罩。

发明效果

根据本发明，可以提供一种因具有耐燃性而即使暴露于高温下也不易发生形状变形及变色等光学性能退化且即使在佩戴偏光太阳镜时也使得前挡风玻璃上的显示图像能被看清的偏光元件以及使用该偏光元件的HUD装置。

附图说明

图1所示为一种实施方式中的平视显示器结构。

图2所示为一种实施方式中的偏光罩(偏光片)结构。

图3所示为一种实施方式中的偏光罩(偏光片)结构。

图4所示为一种实施方式中的支撑板结构示例。

附图标记说明

10：外壳；12：显示器；14：平面反射镜；16：凹面反射镜；18：偏光罩；20：投影单元；30：第一支撑板；32：粘接层；34：偏光片；36：粘接层；38：第二支撑板；40：移相层；42：粘接层；100：HUD装置。

具体实施方式

如图1所示，在本发明的一种实施方式中的平视显示装置(HUD装置)100构造为包括外壳10、显示器12、平面反射镜14、凹面反射镜16、偏光罩(偏光元件)18以及投影单元20。

外壳10用于容纳构成HUD装置100的显示器12、平面反射镜14、凹面反射镜16等构成组件。外壳10由塑料、金属等具有机械强度的材料制成。

显示器12为HUD装置100的投影图像输出装置。显示器12由液晶显示器(LCD)等构成。显示器12发出的图像光为线性偏振光。

平面反射镜14用于将显示器12发出的图像光朝凹面反射镜16的方向反射。凹面反射镜16用于将平面反射镜14发出的图像光朝投影单元20的方向反射。凹面反射镜16将图像光放大所需倍率后投影至投影单元20。

偏光罩18为安装于外壳10所设开口处的片状透光部件。偏光罩18在使经凹面反射镜16反射后的图像光透出至外壳10外部的同时，还用于防止尘埃和污垢进入外壳10内部。以下，将对偏光罩18的结构进行描述。

投影单元20接收从凹面反射镜16射来的图像光，并将该虚拟图像显示为投影图像。为了确保用户能够得到平时情况下的观视感觉，投影单元20可采用半反射镜或全息元件。优选地，投影单元20的结构使得其可相对于外壳10的安装角度和安装位置变动。如此，可以根据用户的视线，调节投影单元20的位置和角度，以使得投影图像更加易于观视。

偏光罩18构造为包括含偏光物的偏光片34。图2所示为偏光罩18剖面结构的一例。在本实施方式中，偏光罩18由层叠在一起的第一支撑板30、粘接层32、移相层40、粘接层42、偏光片34、粘接层36以及第二支撑板38构成。

偏光片34为含有仅允许具有特定偏振方向的光透射的偏光物的层状结构。虽然偏光片34可以任意选择，但优选例如为经二向色性染料染色的聚乙烯醇(PVA)膜等染料类偏光片。合适的PVA膜例如为可乐丽化学株式会社制造的VF-PS#7500等。PVA膜例如为拉伸前厚度为75μm且拉伸后厚度为约30μm的膜。

偏光片34形成于PVA膜的一侧表面上。偏光片34优选由染料类材料构成。更优选地，染料类材料为二向色性染料。其中，染料类材料优选含有偶氮化合物及/或其盐。

也就是说，优选采用符合以下化学式的染料类材料。

(1)式中R1，R2分别独立表示氢原子、低级烷基、低级烷氧基且n为1或2的偶氮化合物及其盐；

(2)R1，R2分别独立为氢原子、甲基、甲氧基中任何一者的以上(1)项中的偶氮化合物及其盐；

(3)R1，R2为氢原子的以上(1)项中的偶氮化合物及其盐。

举例而言，优选采用通过如下工艺获得的材料。将13.7份4-氨基苯甲酸加入500份水中，并通过氢氧化钠溶解。所得物质冷却后，在10℃以下的温度下加入32份的35％盐酸，然后再加入6.9份的亚硝酸钠，随后在5～10℃下搅拌1小时。加入20.9份苯胺-ω-甲磺酸钠后，在20～30℃下搅拌的同时，通过加入碳酸钠而将pH值调至3.5。随后，通过搅拌完成偶联反应，过滤后获得单偶氮化合物。在氢氧化钠存在的条件下，将所得单偶氮化合物在90℃下搅拌，获得17份的式(2)单偶氮化合物。

将12份式(2)单偶氮化合物及21份的4,4'-二硝基二苯乙烯-2,2'-二磺酸以300份的水溶解后，加入12份氢氧化钠，并令其在90℃下发生缩合反应。随后，以9份葡萄糖还原，并以氯化钠盐析，过滤后获得16份的式(3)所示偶氮化合物。

此外，将作为基片的厚度为75μm的聚乙烯醇(PVA)膜在含浓度为0.01％的式(3)染料化合物，浓度为0.01％的C.I.直接红81，浓度为0.03％的2622748号专利实施例1中描述的下式(4)所示染料，浓度为0.03％的JP-A-60-156759实施例23中公开的下式(5)所示染料以及浓度为0.1％的芒硝的45℃水溶液中浸渍4分钟。将该膜在50℃的3％硼酸水溶液中拉伸5倍，并在保持拉伸的状态下以水洗涤并干燥。通过这一方式，可获得中性色(平行态为灰色，垂直态为黑色)的染料类材料。

此外，偏光片34也可采用将上述制造方法获得的偏光膜粘贴在基片上后形成的结构。其中，基片用作偏光片34的保护层。虽然基片可以任意选择，但优选例如采用三醋酸纤维素(TAC)膜、丙烯酸膜、环烯烃类膜等。作为适于使用的一例，可采用TacBright公司所制P960GL等。基片厚度优选为20μm以上200μm以下，但不限于此。为了获得在热量和湿度作用下较少发生光学变化且不易发生收缩和翘曲的偏光物，偏光膜的两侧表面上优选均设有基片。

移相层40设置于偏光片34的一表面上，而且设为处于以光源为起点的光路的外侧。移相层40例如选为聚碳酸酯或PET膜，以环烯烃为主成分且经过拉伸的膜，或者为在TAC膜等基底上涂覆紫外光固化高分子液晶并使其进行排列取向后形成的膜。

优选地，移相层40的相位延迟轴与偏光片34的吸光轴形成的角度关系为处于大于0°且小于90°的角度范围。也就是说，移相层40的相位延迟轴与偏光片34的吸光轴优选避免重合(角度关系为0°)及正交(角度关系为90°)。通过这一关系，投影单元20发出的反射光(虚拟图像)不会成为仅含水平偏振光成分的光，因此不会完全被偏光太阳镜的吸光轴(水平方向)吸收，从而使得虚拟图像在佩戴偏光太阳镜时也能被看清。此时，当以λ/n(λ表示波长)表示移相层40的相位差值(Re)时，n值优选满足1<n<50。

当n大于50时，由于相位差过低，因此移相层40的相位延迟轴与偏光片34的吸光轴之间的角度关系无论处于何种范围，均无法充分获得将来自偏光片34的偏振光的偏光轴旋转的效果，或者椭圆偏光等转换效果。此外，在投影光为S偏光的情况下，当相位差较低时，有可能会发生佩戴偏光太阳镜时投影图像因亮度太低而无法看清的情形。与此相对，在投影光为P偏光的情况下，当相位差较低时，有可能会发生未佩戴偏光太阳镜时(夜间或阴天等情况下)投影图像因亮度太低而影响原本显示性能的情形。

因此，作为无论是否佩戴偏光太阳镜均能实现看清虚拟图像的角度关系与n值的实施方式，举例而言，当n＝2时，角度关系优选为10°以上80°以下，更优选20°以上70°以下。此外，举例而言，当n＝4时，角度关系优选为20°以上70°以下，更优选30°以上50°以下。

在市售移相层40当中，举例而言，n＝4的移相层可采用帝人株式会社制造的T-138(550nm波长下的相位差值(Re)＝138nm)，n＝2的移相层可采用株式会社钟化制造的R膜(Re＝275nm)。所使用的移相层优选采用波长依赖性较小的移相层，并优选使用所谓的宽带移相层。宽带移相层是指具有对所有波长均赋予大致相等相位差功能的移相层，例如帝人株式会社制造的Pure Ace RM-147等。通过使用宽带移相层，不但可以抑制投影图像的颜色变化，还可以抑制佩戴偏光太阳镜时观看到的图像的颜色变化。

从高温暴露时的偏光片尺寸稳定性及减小翘曲的观点来看，液晶涂敷的TAC膜比拉伸膜更优选用作移相层40。此外，作为将涂敷膜用作偏光物保护层的TAC膜基底，优选直接粘贴于偏光物的其中一面上，并在另一面上粘贴具有相同基底材料和相同厚度的TAC膜。通过这一方式，可以保持偏光片层叠结构的对称性，并减轻翘曲问题。图3所示为该情形中偏光罩18的一种示例的剖面结构。

此外，在佩戴和未佩戴偏光太阳镜的两条件下，为了能够使投射于前挡风玻璃上的显示图像能被看清，优选根据出射角度、前挡风玻璃的角度，通过调节偏光片34与移相层40的光轴角度关系而使得出射光的偏光方向最优化。

粘接层32用于移相层40与第一支撑板30之间的粘贴。此外，粘接层36用于偏光片34与第二支撑板38之间的粘贴。粘接层32和粘接层36中使用的粘合剂或粘结剂只要为丙烯酸类或聚酯类粘合剂或粘结剂即可，并无具体限制。除此之外，也可使用其他粘合剂或粘结剂。在偏光片34与第一支撑板30或第二支撑板38之间存在热应力等作用力的情形中，粘接层32和粘接层36可以吸收(缓冲)该作用力，从而减小偏光罩发生的翘曲。在所述情形中，优选使用粘合剂，而且粘接层的厚度优选为10μm以上50μm以下。

粘接层42用于偏光片34与移相层40之间的粘贴。粘接层35可采用与粘接层32和粘接层36相同的材料。粘接层35的材料并无具体限制，而且可以使用上述之外的材料。从热应力等的吸收(缓冲)观点来看，优选采用与上述相同的粘合剂。其中，粘接层的厚度优选为10μm以上50μm以下。另外，当移相层40作为基底直接粘贴于偏光物上时，无需使用粘接层42。

第一支撑板30和第二支撑板38用于以机械方式支撑偏光罩18。即，第一支撑板30通过粘接层32粘贴于移相层40的表面，第二支撑板38通过粘接层36粘贴于偏光片34的内侧表面上。

第一支撑板30和第二支撑板38优选包括耐燃塑料板。即，通过将第一支撑板30和第二支撑板38制成耐燃塑料板结构，可以使HUD装置100符合车载等用途的标准。

其中，为了使透射通过偏光罩18的图像不发生变形，第一支撑板30和第二支撑板38优选采用表面平坦的支撑板。此外，为了使透射通过偏光罩18的光(偏振光)免于散乱无章，优选使用不使透射光产生相位差的低相位差支撑板。

也就是说，在优选实施方式中，偏光罩18的偏光片34的吸光轴与第一支撑板30和第二支撑板38的光学各向异性所伴随的相位延迟轴这两个光轴优选平行设置。所述光轴的偏离可使得偏光罩18对显示器12发出的线性偏振光的透射率下降，而且投影时伴有椭圆偏光成分，从而有可能导致虚拟图像的亮度较低，或导致显示图像不均匀。因此，为了不影响虚拟图像的显示性能或观视效果，所述光轴间的角度范围优选为-4°以上4°以下，更优选为-1°以上1°以下。

此外，通过使第一支撑板30和第二支撑板38具有低相位差，可以降低第一支撑板30和第二支撑板38所使用的树脂材料等对波长色散的影响。实现低相位差的方式例如为降低成膜过程中的张力，或者使用低光弹性系数的树脂材料等。如此，举例而言，虽然在安装于机动车等物中的HUD装置中，从偏光罩18向前挡风玻璃投影虚拟图像时的投影角度具有各种不同的设计形式，但是通过上述方式可以降低偏振光透射通过偏光罩18时的入射或出射角度所伴随的偏振光波长依赖性，并可减小虚拟图像显示的色调不均匀性。相应地，对于第一支撑板30和第二支撑板38而言，对色调不均匀性无影响的相位差值(Re)优选为0nm以上100nm以下，更优选为0nm以上50nm以下。

优选地，第一支撑板30和第二支撑板38例如采用聚碳酸酯(PC)片、丙烯酸树脂片、纤维素片、尼龙片等。此外，第一支撑板30和第二支撑板38也可采用经过耐燃处理的可燃性材料。考虑到偏光罩18的机械强度，第一支撑板30和第二支撑板38优选分别具有50μm或更大的厚度。

此外，第一支撑板30和第二支撑板38也可采用多层层叠结构，而非单层结构。例如，如图3所示，优选使用将聚碳酸酯(PC)片作为主要片层A且将丙烯酸树脂片作为辅助片层B的层叠结构。丙烯酸树脂片可例如采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等材质。

此外，为了实现表面保护，第一支撑板30和第二支撑板38上还可设有HC(HardCoat，硬化涂布)、AG(Anti-Glare，防眩)、AR(Anti-Reflection，抗反射)、LR(Low-Reflection，低反射)等保护层C。HC层优选在JIS K5600-5-4规定的铅笔硬度试验(荷重7.48N)中具有HB以上的硬度。

此外，为了降低偏光罩18发生弯曲的可能性，在设置上述辅助片层B及保护层C的情形中，优选在偏光罩18的厚度方向上设成上下对称的结构。

在将偏光罩18设置于HUD装置100中时，优选使得从显示器12发出并透射通过偏光罩18的光(线性偏振光)的偏光方向与偏光罩18的偏光片34的偏光方向平行。

通过这种方式，可以在大幅减少从HUD装置100外部入射至偏光罩18的光(日光等)的同时，使显示器12的输出光大部分透射通过偏光罩18，从而可以使HUD装置100实现更佳的图像观视效果。

此外，通过以第一支撑板30和第二支撑板38支撑偏光片34的内外两面，可以提高偏光罩18的机械强度。

此外，通过以第一支撑板30和第二支撑板38分别从偏光片34的外表面一侧和内表面一侧沿厚度方向将其对称包夹，可以减小偏光罩18在热应力作用下发生的翘曲。也就是说，当偏光罩18在显示器12发出的光或外部日光的照射下被加热时，偏光片34外表面与第一支撑板30之间的界面处发生的应力可以与偏光片34内表面与第二支撑板38之间的界面处发生的应力平衡，从而可以减小偏光罩18发生的翘曲(弯曲)和变形。

另外，如上所述，第一支撑板30和第二支撑板38优选包括耐燃塑料板，具体而言，优选在聚碳酸酯(PC)中混入金属氧化物、卤素、磷中的至少一种，或者以经过耐燃处理的材料进行涂布或共挤压。考虑到价格、颜色、聚碳酸酯(PC)的特性以及对环境的影响，卤素当中，优选使用溴。当在聚碳酸酯(PC)中混入金属氧化物、卤素、磷中的至少一种时，优选通过揉混，将所选择的原料混入聚碳酸酯(PC)。

以下，对上述本实施方式的效果进行说明。

举例而言，将宝来技术有限公司制造的染料类偏光片EHC-125U(厚度215μm)作为偏光片34，并以作为粘接层42的厚度为25μm的丙烯酸类粘合剂，将作为移相层40的帝人株式会社所制相位差膜T-138(Re＝138nm)以使偏光片的吸光轴与相位差膜的相位延迟轴之间的角度关系成45度的方式粘贴在偏光片上，以制成圆偏光片。此外，以作为粘接层32的所述丙烯酸类粘合剂，将作为第一支撑板30的三菱瓦斯化学株式会社所制MRF08U粘贴在移相层一侧，并类似地，以作为粘接层36的所述丙烯酸类粘合剂将作为第二支撑板38的所述MRF08U粘贴在偏光片一侧，可以制成偏光罩18。

将所得偏光罩18在105℃下加热24小时后，未发生翘曲或变形。与此相对，当仅设置第一支撑板30和第二支撑板38当中的一者时，在105℃下加热24小时后，发生40mm左右的弯曲。

此外，当将碘类偏光膜用于偏光罩18时，该偏光膜在90℃或更高的温度加热时会变色，从而降低透光性。与此相对，在本实施方式中，通过将染料类材料用作偏光片34，即使在90℃或更高的环境中使用，也能降低偏光罩18的变形程度，使其不发生变色，并维持较高的透光率。

在下文中，将对在第一支撑板30和第二支撑板38中使用耐燃塑料板的实施例以及与该实施例相对的比较例进行说明。在实施例中，上述实施方式中的第一支撑板30和第二支撑板38采用通过在聚碳酸酯(PC)中混入金属氧化物、溴、磷、卤素中的至少一种而制成的耐燃PC。与此相对，比较例1的第一支撑板30和第二支撑板38采用普通聚碳酸酯(PC)(沙特基础工业公司(SABIC)所制LEXAN8010Q)。此外，比较例2的第一支撑板30采用耐燃PC，且未设第二支撑板38。

针对美国联邦机动车安全标准(FMVSS)要求的机动车内饰燃烧测试(第302号)，实施例在标线之前自熄。与此相对，比较例1未能通过该燃烧测试(第302号)。此外，比较例2设有第一支撑板30一侧的燃烧性通过燃烧测试(第302号)，但未设第二支撑板38的偏光片34一侧的燃烧性未通过燃烧测试(第302号)。

另外，对实施例1、比较例1及比较例2在105℃下加热48小时后的翘曲状况确认后发现，实施例和比较例1未发生形状变化。也就是说，实施例和比较例1未发生弯曲或卷绕。与此相对，比较例2发生较大的形状变化。

此外，与普通聚碳酸酯(PC)(如SABIC所制LEXAN8010Q)相比，金属氧化物、卤素、磷中至少一种的混入量越高，上述效果越明显。

如上可知，通过在第一支撑板30和第二支撑板38中使用耐燃塑料板，不但可以通过美国联邦机动车安全标准(FMVSS)对机动车内饰燃烧测试(第302号)的标准要求，而且还能减小现有技术中无法避免的弯曲或卷绕。

以下，将对佩戴偏光太阳镜时HUD显示图像的观视效果进行说明，但是本发明并不限于下述方法，只要能够根据HUD装置的显示原理对效果进行简单验证即可。

将市售彩色IPS液晶显示器(下称“LCD”)的显示部分朝上放置，并在其上方设置45度倾斜的蓝色玻璃片(厚度为1.1mm)，以能够通过玻璃表面的虚拟图像，对LCD的显示图像进行观察。其中，为了使投影于玻璃片上的虚拟图像具有最大亮度，玻璃片设置于使得LCD发出的偏振光能够水平投影的位置。

此外，本发明的偏光罩18设置为LCD的偏光罩。其中，移相层40设为面向玻璃片一侧，偏光片34的透光轴设为与LCD显示部分一侧的偏光片的透光轴平行。

在可以观察到玻璃片上虚拟图像的位置设置色彩亮度计(柯尼卡美能达商用科技株式会社所制CA-2000)，以作为光接收单元。此外，在光接收单元的前方，以使吸光轴变为水平的方式设置用作偏光太阳镜的偏光片(宝来技术有限公司所制SKN-18243)，以对玻璃表面上虚拟图像的观视效果进行测量。

在实施例和比较例的测量条件中，条件1同时不设偏光罩18和偏光太阳镜；条件2设置偏光罩18，但不设偏光太阳镜；条件3同时设置偏光罩18和偏光太阳镜。表1所示为以比例形式列出的所得亮度。

表1

从表1可以看出，当将不设偏光罩18和偏光太阳镜时的虚拟图像亮度设定为100时，在条件3下，不设移相层40时未检测到亮度，设置移相层40时可检测到亮度。由此可见，对于包括偏光罩18的HUD装置100，在佩戴偏光太阳镜的状态下，当在偏光罩18内设置移相层40时，可以看清虚拟图像，但是当不设移相层40，则无法看清虚拟图像。

此外，在上述实施方式中，还以同样的方式，对移相层40采用株式会社钟化所制R膜(Re＝275nm)的HUD装置在佩戴偏光太阳镜时显示图像观视效果进行了评价。其中，粘贴时使得移相层40的相位延迟轴与偏光片34吸光轴之间的角度处于0～90°的范围，其余结构与上述实施方式相同。设置偏光太阳镜时的虚拟图像通过目视评估，观视效果按照如下方式判断。结果示于表2。

○：可以看清虚拟图像

×：无法看清虚拟图像

表2

从表2可以看出，当移相层40的相位延迟轴相对于偏光片34吸光轴的角度设为0°或90°时，与不设移相层40时的结果相同，无法看清虚拟图像。也就是说，在此两情形中，出射偏振光的光轴未发生变化，与不设移相层40时偏振光的光轴相同。

与此相对，当移相层40的相位延迟轴相对于偏光片34吸光轴的角度设为45°时，可以隔着偏光太阳镜看清虚拟图像。也就是说，在该情形中，出射偏振光从水平线性偏振光转换为垂直线性偏振光，并作为垂直偏振成分投射于玻璃片上被反射，因此其虚拟图像可隔着吸光轴处于水平方向的偏光太阳镜看清。然而，对垂直偏振成分而言，存在令投影单元表面反射率为零的偏振光入射角度(称为“布鲁斯特角”)。因此，在该测试示例中，与所述角度相对应的情形下无法看清虚拟图像，因此光学系统的结构优选避免所述角度。

如上所述，通过使用将本发明的偏光元件用作偏光罩的HUD装置，可以提供一种在车载用途中具有高可靠性且即使在车辆驾驶人员佩戴偏光太阳镜的状态下也能看清前挡风玻璃上的显示信息的HUD装置。

Claims (3)

1.一种用作平视显示装置的透光罩的偏光元件，其特征在于，包括：

设置在含偏光物的染料类偏光片的一表面上的移相层；

第一支撑板，通过粘接层粘贴于所述移相层上；以及

第二支撑板，通过粘接层粘贴于所述偏光片的一侧，

其中，所述移相层设置为位于以装置光源为起点的光路外侧，当以λ表示波长、λ/n表示所述移相层的相位差值时，n值满足1<n<50，

所述第一支撑板和所述第二支撑板分别具有50μm以上的厚度、0nm以上100nm以下的所述相位差值，所述第一支撑板和所述第二支撑板的光学各向异性所伴随的相位延迟轴与所述偏光片的吸光轴之间的角度范围为-4°以上4°以下，所述第一支撑板和所述第二支撑板包括在聚碳酸酯中混入金属氧化物、卤素、磷中的至少一种的耐燃塑料板。

2.如权利要求1所述的偏光元件，其特征在于，所述移相层的相位延迟轴与所述偏光片的吸光轴所形成的角度处于大于0°小于90°的角度范围内。

3.一种平视显示装置，其特征在于，包括：

如权利要求1所述的偏光元件；

用于输出图像的显示器；以及

用于容纳所述显示器的外壳。

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