CN114341709A - 图像显示系统及抬头显示器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种图像显示系统(100)，其具备：光学层叠体(1)，其包含使经入射的光的偏光方向转换90°的光学层(2)、及至少1个透明树脂基材(3)；显示图像投影部件(101)，其对前述光学层叠体(1)射出S偏光；偏光控制部(10，10’)，其具有使S偏光穿透并阻隔P偏光的P偏光控制部、或使经入射的光的偏光方向转换90°并阻隔S偏光的S偏光控制部；其中，经前述光学层叠体(1)反射的S偏光被入射于前述偏光控制部(10，10’)。
Description
技术领域
本发明涉及一种图像显示系统、及具备该图像显示系统的抬头显示器系统，该图像显示系统可确保对于来自外部的入射光的抗眩效果，并可实现清晰的显示图像的辨识。
背景技术
就对汽车、飞机等的驾驶员显示信息的方法而言，可使用导航系统或抬头显示器(以下，也称为“HUD”)系统等。HUD是使从液晶显示体(以下，也称为“LCD”)等图像投影部件所投射的图像投影至例如汽车的前挡风玻璃等的系统。
从图像显示部件射出的射出光是以反射镜进行反射，再以前挡风玻璃反射之后，而到达观察者。观察者虽然看到投影于前挡风玻璃的图像，但图像看似位在比前挡风玻璃更远的图像位置。在该方法中因驾驶员以注视前挡风玻璃的前方的状态几乎不移动视线，即可取得各种的信息，故相比于必须移动视线的熟知的导航更为安全。
HUD由于将显示信息重叠地投影于实际上从前挡风玻璃看到的景色，故希望不阻隔视界，并且显示明亮且容易看到的图像。因此，必须兼备可充分看到前景的穿透性、及可充分看到由HUD所产生的显示图像的反射性。然而，显示光被前挡风玻璃的室内侧与室外侧的2个表面反射，故有反射像成为双重像，且难以看到显示信息的问题。
对于该问题，已知通过将可使偏光方向改变90°的旋光片使用于汽车用前挡风玻璃，可改善反射像成为双重像的问题。例如，在专利文献1中，已揭示使S偏光的显示光以布鲁斯特(Brewster)角入射于在内部具备膜状旋光片的汽车用前挡风玻璃时，在车内侧的前挡风玻璃的表面使S偏光的一部分反射，并将穿透了该表面的S偏光通过旋光片转换成P偏光，再在车外侧的前挡风玻璃的表面使P偏光全部射出至车外而防止双重像的产生。此外，在专利文献1中，已揭示使P偏光的显示光以布鲁斯特角入射于汽车用前挡风玻璃时，在车内侧的前挡风玻璃的表面不使P偏光反射，将穿透了该表面的P偏光通过旋光片转换成S偏光，并且，在车外侧的前挡风玻璃的表面使S偏光几乎全部反射，并再度通过旋光片使S偏光转换成P偏光而防止双重像的产生。
为了降低因来自路面等的反射光所产生的眩光，有时会使用太阳眼镜。一般，在路面的反射光因具有成为偏光的性质，故对于这些反射光是以使用偏光太阳眼镜为有效。然而，偏光太阳眼镜从其抗眩功能而言一般是以截断S偏光成分的方式构成。因此，在辨识者配戴偏光太阳眼镜时，若显示光的主成分为S偏光，则在显示光穿透偏光太阳眼镜时，其显示光的亮度(显示亮度)会大幅地降低。因而，依辨识者是否配戴偏光太阳眼镜而虚像的看到方式会大幅变化，故担心对辨识者造成不协调感。
在专利文献2中，已揭示将功能性玻璃使用于汽车用前挡风玻璃时，即使配戴偏光太阳眼镜，也可获得高的辨识性；其中该功能性玻璃具备以胆固醇液晶层被2片1/4波长板夹持的方式层叠而成的光控制膜。具体而言，使P偏光的显示光以布鲁斯特角入射于如此的功能性玻璃之后，将穿透光以车内侧的1/4波长板转换成圆偏光，再以胆固醇液晶层反射圆偏光，另一方面，将未经胆固醇液晶层反射的穿透光以车外侧的1/4波长板再度转换成P偏光并射出至车外以防止双重像的产生。然而，在该方法中需要从P偏光转换成圆偏光，故有时亮度会因其转换效率而不充分。因此，被要求更清晰的显示图像的辨识性。
在专利文献3中，已揭示在使用包含S偏光成分与P偏光成分两者的光源光而投影图像的抬头显示器装置中，使用偏光太阳眼镜，其中该偏光太阳眼镜会依照配置于前挡风玻璃的相位差板的迟延值而调整阻隔入射光的阻隔轴。然而，依据该方法时，若不严谨地控制阻隔轴，则难以获得充分的抗眩效果，也担心双重像的产生。
另一方面，车体的前挡风玻璃通常使用无机玻璃，但近年来，从因轻量化所致的燃费降低、其与周围零件的一体形成性、设计性的观点而言，被要求树脂化。当前挡风玻璃的树脂化时，并非为隔着中间膜的层合玻璃的构成，而是预想一片透明树脂基材成为主要的构成构件。此时，被要求双重像的改善，并且被要求更进一步改善对于受到转换效率的影响的亮度降低、省能量。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本特开平6-40271号公报
专利文献2：国际公开第2016/056617号
专利文献3：日本特开2015-225236号公报。
发明内容
[发明所欲解决的课题]
本发明提供一种图像显示系统、及使用该图像显示系统的抬头显示器系统，该图像显示系统可确保对于来自外部的入射光的抗眩效果，并可实现清晰的显示图像的辨识。
[解决课题的手段]
本发明人为了解决上述课题，经致力研究的结果，发现在使S偏光以显示媒体反射而辨识显示图像的图像显示系统中，通过以具有使经入射的光的偏光方向转换90°的光学层的光学层叠体作为显示媒体而使用，并且设置具有既定的偏光控制功能的偏光控制部，而抑制双重像的产生，同时并阻隔从外部所入射的路面的反射光等到达辨识者，可实现充分的抗眩效果及清晰的显示图像的辨识，终于完成本发明。
也就是，本发明关于以下1)至13)。
1)
一种抬头显示器用的图像显示系统，其具备：
(A)光学层叠体，其包含(a-1)使经入射的光的偏光方向转换90°的光学层、及(a-2)至少1个透明树脂基材；
(B)显示图像投影部件，其对前述光学层叠体射出S偏光；以及
(C)偏光控制部，其具有(c-1)使S偏光穿透并阻隔P偏光的P偏光控制部、或(c-2)使经入射的光的偏光方向转换90°并阻隔S偏光的S偏光控制部；其中，
经前述光学层叠体反射的S偏光被入射于前述偏光控制部。
2)
如上述1)所述的图像显示系统，其中，前述光学层为1/2波长板。
3)
如上述1)或2)所述的图像显示系统，其中，前述光学层叠体更具有(a-3)至少1个玻璃板。
4)
如上述1)至3)中任一项所述的图像显示系统，其中，前述偏光控制部具有S偏光控制部。
5)
如上述4)所述的图像显示系统，其中，前述S偏光控制部具有(c-2a)使经入射的光的偏光方向转换90°的相位差膜。
6)
如上述4)所述的图像显示系统，其中，前述S偏光控制部具有(c-2a)使经入射的光的偏光方向转换90°的相位差膜、及(c-2b)阻隔S偏光的偏光膜。
7)
如上述6)所述的图像显示系统，其中，前述相位差膜为1/2波长板。
8)
如上述6)或7)所述的图像显示系统，其中，前述S偏光控制部为前述相位差膜与前述偏光膜的层叠体。
9)
如上述6)至8)中任一项所述的图像显示系统，其中，前述相位差膜与前述偏光膜是以观察者作为基准而从外侧起以此顺序配置。
10)
如上述1)至9)中任一项所述的图像显示系统，其中，在眼部配戴物具备前述偏光控制部。
11)
如上述1)至9)中任一项所述的图像显示系统，其中，在汽车内遮阳板具备前述偏光控制部。
12)
如上述6)或7)所述的图像显示系统，其中，在汽车内遮阳板具备前述相位差膜，并在眼部配戴物具备前述偏光膜。
13)
如上述1)至12)中任一项所述的图像显示系统，其中，以下述位置关系而配置有前述光学层，该位置关系为：在以倾斜成布鲁斯特角的状态进行入射的S偏光的偏光轴与前述光学层的慢轴的角度为45°±3°的范围内。
14)
一种抬头显示器系统，其具备上述1)至13)中任一项所述的图像显示系统。
[发明效果]
若依据本发明，可提供一种图像显示系统、及使用该图像显示系统的抬头显示器系统，该图像显示系统可确保对于来自外部的入射光的抗眩效果，并可实现清晰的显示图像的辨识。
附图说明
图1是表示本发明的图像显示系统所具有的光学层叠体的一实施方式的概略图。
图2是表示本发明的图像显示系统所具有的偏光控制部的一实施方式的概略图。
图3是表示具备本发明的图像显示系统的抬头显示器系统的第一实施方式的概略示意图。
图4是表示在图3的抬头显示器系统中，来自路面的反射光入射于光学层叠体时的光的路径的概略示意图。
图5是表示具备本发明的图像显示系统的抬头显示器系统的第二实施方式的概略示意图。
图6是表示在图5的抬头显示器系统中，来自路面的反射光入射于光学层叠体时的光的路径的概略示意图。
图7是表示具备本发明的图像显示系统的抬头显示器系统的第三实施方式的概略示意图。
图8是表示在图7的抬头显示器系统中，来自路面的反射光入射于光学层叠体时的光的路径的概略示意图。
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边说明依据本发明的实施方式。此外，下述的实施方式只不过例示本发明的一些代表性的实施方式，而在本发明的范围中，可加入各种的变更。此外，附图为了使说明明确化，相比于实际的态样而示意性表示有关宽度、大小、厚度、形状等，但此在怎么说也只为一例而已。另外，附图在说明本发明的效果上，适当省略不需要的部分，但对于其经省略之处并非限定本发明的范围。
本发明的图像显示系统具备：(A)光学层叠体，其包含(a-1)使经入射的光的偏光方向转换90°的光学层及(a-2)至少1个透明树脂基材；(B)显示图像投影部件，其对前述光学层叠体射出S偏光；以及(C)偏光控制部，其具有(c-1)使S偏光穿透并阻隔P偏光的P偏光控制部或(c-2)使经入射的光的偏光方向转换90°并阻隔S偏光的S偏光控制部。经光学层叠体反射的S偏光被入射于偏光控制部，且经由已穿透偏光控制部的S偏光或P偏光，而观察者可辨识在光学层叠体所显示的图像。因此，成为会辨识在光学层叠体的观察者侧被反射的虚像。另一方面，已穿透光学层叠体的S偏光通过光学层而转换成P偏光，P偏光穿透光学层叠体的外侧。其结果，可大幅度地抑制双重像的产生。此外，从光学层叠体的外侧(观察侧的相反侧)入射的路面的反射光等来自外部的光，因S偏光成分较多，故虽然通过光学层而转换成P偏光，但通过偏光控制部而阻隔朝观察者的反射光的到达。其结果，可实现充分的抗眩效果及清晰的显示图像的辨识。
在此，所谓光学层叠体的观察者侧是指接近观察者(辨识者)的光学层叠体的一表面，也就是，来自显示图像投影部件的S偏光(以下，也称为“显示光”)会到达的侧，所谓光学层叠体的外侧是意指远离观察者(辨识者)的光学层叠体的另一表面，也就是，来自显示图像投影部件的S偏光未到达，而来自外部的光会到达的侧。此外，以后述的观察者(辨识者)作为基准，所谓外侧是意指来自光学层叠体的偏光入射于偏光控制部的侧。
(A)光学层叠体
本发明的图像显示系统所使用的光学层叠体具备：光学层、及至少1个透明树脂基材。光学层叠体可更具备至少1个玻璃板。在图1中，表示本发明的图像显示系统所具有的光学层叠体的一实施方式，光学层叠体1具有光学层2、及配置于光学层2的两面的透明树脂基材3，并在透明树脂基材3的两面更设有玻璃板4。关于光学层叠体1，例如，可在光学层2的两面设有各透明树脂基材3，且以玻璃板4夹住并以高温/高压压接而进行制作。
(a-1)光学层
光学层具有使经入射的光的偏光方向转换90°的功能，也就是，使P偏光转换成S偏光、或使S偏光转换成P偏光的功能。具有如此的功能的光学层，可列举旋光片，例如相位差值为所希望的波长的1/2的1/2波长板单体、多个相位差板的层叠体，例如2片1/4波长板的层叠体等。这些之中，光学层是以1/2波长板为优选。
(1/2波长板)
1/2波长板是具有使P偏光转换成S偏光或使S偏光转换成P偏光，也就是转换偏光轴的功能的相位差元件，例如，可通过将以聚碳酸酯或环烯烃聚合物所制作的膜以相位差成为波长的1/2的方式单轴延伸、或使进行水平定向的聚合性液晶以相位差成为波长的1/2的厚度定向而获得。一般，使用有进行水平定向的聚合性液晶的1/2波长板是由下列所构成：作为具有转换偏光轴的作用的层的聚合性液晶层；及要涂布会形成该聚合性液晶层的涂布液的支撑基板。从液晶的定向性的观点，如此的1/2波长板的厚度的上限值是以10μm以下为优选，以5μm以下为更优选。另一方面，从液晶的聚合性的观点，1/2波长板的厚度的下限值是以0.3μm以上为优选，以0.5μm以上为更优选。光从相对于1/2波长板的表面为倾斜的位置进行入射时，有时相位差会随着光的入射角而进行变化。如此的情形，为了严谨地使相位差合适，例如，通过使用经调整相位差元件的折射率的相位差元件，可抑制相位差随入射角而变化。例如，以相位差元件的在面内的慢轴方向的折射率作为nx，以相位差元件的在面内且与nx正交的方向的折射率作为ny，以相位差元件厚度方向的折射率作为nz时，下述式(1)所示的系数Nz优选控制成0.3以上1.0以下，更优选控制成0.5以上0.8以下。
Nz＝(nx-nz)/(nx-ny) (1)
在使用如此的1/2波长板的图像显示装置中，为了使S偏光有效率地转换成P偏光，优选为将从自垂直于光学层叠体的表面的轴倾斜45°以上65°以下的位置进行入射的S偏光的偏光轴与1/2波长板的慢轴所成的角度θ控制于35°以上47°以下。通过将入射于1/2波长板的S偏光的入射角设为45°以上65°以下的范围，可使P偏光的反射率理论上控制于2％以下，并可抑制双重像的产生。也就是，经入射的S偏光在光学层叠体的表面进行反射，该S偏光会到达观察者。经穿透的S偏光通过1/2波长板转换成P偏光，经转换的P偏光在与入射侧为相反侧的光学层叠体的与空气的界面未被反射而会通过。如此地，通过控制入射于光学层叠体的S偏光的入射角，可抑制双重像的产生。此外，角度θ为未达35°或大于47°时，使经入射于光学层叠体的S偏光转换成P偏光的偏光轴转换性能低，其结果，显示器上的显示图像也变暗，在使用眼部配戴物时，有损及其抗眩效果之忧。因此，通过适当地控制该角度θ，1/2波长板显示良好的偏光轴转换性能，其结果，显示图像可更清晰地辨识。
1/2波长板包含聚合性液晶层时，于支撑基板上涂布会构成聚合性液晶层的液晶组合物。关于如此的支撑基板，在1/2波长板被使用于HUD时，为了保持显示图像的辨识性，在可见光区域中，以透明为优选，具体而言，只要波长380nm以上780nm以下的可见光线穿透率为50％以上即可，以70％以上为优选，以85％以上为更优选。此外，支撑基板可被着色，但以未被着色、或着色少为优选。另外，支撑基板的折射率是以1.2以上2.0以下为优选，以1.4以上1.8以下为更优选。支撑基板的厚度只要依照用途而适当选择即可，优选为5μm以上1000μm以下，更优选为10μm以上250μm以下，特别优选为15μm以上150μm以下。
支撑基板可为单层，也可为2层以上的层叠体。支撑基板的材料的例子，可列举例如三乙酰基纤维素(TAC)、丙烯酸、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚烯烃及聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等。在这些之中，以双折射性少的三乙酰基纤维素(TAC)、聚烯烃及丙烯酸等为优选。
其次，使用上述的具有聚合性基的向列型液晶单体，说明制作1/2波长板的方法。如此的方法例如，使具有聚合性基的向列型液晶单体溶解于溶剂，然后，添加光聚合引发剂。如此的溶剂若可溶解所使用的液晶单体，则并无特别限定，但可列举例如环戊酮、甲苯、甲乙酮、甲基异丁基酮等，以环戊酮及甲苯等为优选。其后，在使用来作为支撑基板的PET膜或TAC膜等塑胶基板上以厚度尽可能地成为均匀的方式涂布该溶液，并通过加热去除溶剂，同时并在支撑基板上以成为液晶而定向的温度条件放置一定时间。此时，通过在涂布前预先在所希望的定向方向对塑胶基板表面进行摩擦处理，或预先使通过偏光照射而发挥光定向性的光定向材料成膜于塑胶基板表面并进行偏光照射等的定向处理，可使液晶的定向更均匀化。据此，可将1/2波长板的慢轴控制为所希望的角度，且降低1/2波长板的雾度值。然后，通过在保持该定向状态下，以高压水银灯等对于向列型液晶单体照射紫外线，使液晶的定向固定化，可获得具有所希望的慢轴的1/2波长板。
使用来作为光学层的1/2波长板的主要作用是将在表面未被反射而经穿透的S偏光转换成P偏光。据此，降低来自配置于光学层叠体的外侧的透明基材的反射，并可抑制双重像的产生。此外，也使在路面的反射光等来自外部的光转换成P偏光。1/2波长板的波长分散性并无特别限制，但优选是适合抬头显示器用途，尤其，为了在可见光区域的广泛波长范围正确地偏光转换，期望1/2波长板具有逆波长分散性。一般，高分子是采取双折射的绝对值在短波长侧变大的正常分散，但若为通过控制可见光的各波长的双折射Δn的值而在长波长侧双折射变大的液晶化合物，则可获得逆波长分散性。此外，通过以适合的慢轴的组合来层叠具有因应液晶化合物的波长分散特性的适合的相位差值的多个相位差板，也可获得逆波长分散性。此外，为了使S偏光有效率地变化成P偏光，优选是以在呈布鲁斯特角倾斜的状态进行入射的S偏光的偏光轴与1/2波长板的慢轴的角度为45°±3°的范围内的位置关系配置作为光学层的1/2波长板，该角度是以45°±2°的范围内为更优选，以45°±1°的范围内为再更优选。
(a-2)透明树脂基材
光学层叠体至少具有1片透明树脂基材，优选具有2片透明树脂基材。此时，优选是以2片透明树脂基材夹持光学层。2片透明树脂基材可为互相相同，也可为相异，但以相同为优选。透明树脂基材并无特别限制，但以适合抬头显示器用途为优选，此时，对于可见光穿透率、雾度值有一定的限制。例如，可见光穿透率是以70％以上为优选，以75％以上为更优选，以80％以上为再更优选，以85％以上为特别优选，以90％以上为最优选。此外，雾度值是以2％以下为优选，以1％以下为更优选，以0.5％以下为再更优选。此外，透明树脂基材优选不具有光学异向性。
透明树脂基材的厚度是以0.5mm以上25mm以下为优选。透明树脂基材的厚度的上限是以20mm为更优选，以15mm为再更优选。此外，透明树脂基材的厚度的下限是以0.6mm为更优选，以0.7mm为再更优选。透明树脂基材可列举例如环状聚烯烃、聚醚砜、聚芳酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸树脂、ABS(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)树脂、聚苯醚树脂等等。这些之中，以聚碳酸酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛为优选。透明树脂基材可为1种单独，也可为2层以上的层叠体。
尤其，聚碳酸酯树脂是因透明性优异，并且冲击吸收性高且碰撞时的安全性提高，更且耐冲击性优异且在轻碰撞中不易破损，故为优选。聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、环状聚烯烃树脂、聚苯醚树脂等中，可在无损本发明的特性的范围，调配主成分的树脂以外的热塑性树脂而作为树脂组合物使用。此外，光学层叠体更具备后述的玻璃板，通过玻璃板而支撑或夹持光学层叠体层时，透明树脂基材是以聚乙烯醇缩丁醛为优选。此外，在光学层叠体的单面配置(a-3)玻璃板时表现为支撑，配置在两面时表现为夹持。
(a-3)玻璃板
光学层叠体层可更具有玻璃板，可使用来作为被玻璃板支撑或夹持的功能性玻璃。玻璃板例如，若即使利用功能性玻璃作为前挡风玻璃，也具有可充分辨识前方的景色的透明性，则并无特别限定。此外，玻璃板的折射率是以1.2以上2.0以下为优选，以1.4以上1.8以下为更优选。此外，玻璃板的厚度、形状等也只要不对显示光的反射造成影响的范围，并无特别限定，可依照用途而适当设计。此外，在这些玻璃板中，也可在反射面设有由多层膜所构成的增反射膜、也兼备隔热功能的金属薄膜等。这些膜可提高进行入射的偏光的反射率，但使用功能性玻璃作为汽车用前挡风玻璃时，优选是以功能性玻璃的可见光线穿透率成为70％以上的方式调整反射率。此外，在玻璃板中，例如，也包含如挡风玻璃般的曲面形状的玻璃。
在光学层叠体层贴合玻璃板的方法优选例如，使用热塑性树脂作为透明树脂基材，并将光学层夹持于2片热塑性树脂，再以2片玻璃夹持，在高温/高压下进行压接的方法。此时，热塑性树脂优选例如，聚乙烯醇缩丁醛系树脂(PVB)、聚乙烯醇系树脂(PVA)或乙烯-乙酸乙烯酯共聚合系树脂(EVA)，以PVB为更优选。2片透明树脂基材的厚度、硬度只要为不对显示光的反射造成影响的范围，并无特别限制，可依照用途而适当设计截断UV、隔热、隔音或调光等的功能。此外，2片透明树脂基材的厚度、硬度可为互相相同，也可为相异，但以相异为优选。
如此方式所得到的功能性玻璃可使用来作为普通汽车、小型汽车、轻型汽车等、以及大型特殊汽车、小型特殊汽车的前挡风玻璃、侧面玻璃、后面玻璃、顶面玻璃。另外，功能性玻璃也可使用来作为铁路车辆、船舶、飞机的窗户，此外，也可使用来作为建材用及产业用的窗材。关于功能性玻璃的使用形态，可与具有截断UV功能、隔热功能、隔音功能及调光功能的至少1种功能的构件，进行层叠或贴合而使用。
(B)显示图像投影部件
本发明的图像显示系统中，具备会射出S偏光的显示图像投影部件的图像显示系统所使用的显示图像投影部件是以使对于光学层叠体的表面的入射角成为布鲁斯特角附近的角度的方式射出S偏光的显示光。在此，所谓布鲁斯特角附近的角度是意指将对于光学层叠体的表面的S偏光的布鲁斯特角设为α时，入射于光学层叠体的S偏光的入射角为α－10°以上α+10°以下的范围。若来自显示图像投影部件的S偏光以布鲁斯特角附近的角度入射于光学层叠体，则许多的S偏光会反射，并到达观察者，故观察者可辨识虚像。另一方面，在光学层叠体的表面无法反射而穿透光学层叠体的S偏光被光学层转换成P偏光，且被转换的P偏光穿透光学层叠体。其结果，可防止来自光学层叠体的外侧的反射，并抑制双重像的产生。此外，到达显示图像投影部件的光若为S偏光，则从显示图像投射部件所射出的光可为P偏光。此时，必须使被射出的P偏光转换成S偏光，故例如，优选是在P偏光到达光学层叠体之前具备1/2波长板。
(C)偏光控制部
本发明的图像显示系统具备偏光控制部，该偏光控制部具有：(c-1)使S偏光穿透并阻隔P偏光的P偏光控制部；或(c-2)使经入射的光的偏光方向转换90°并阻隔S偏光的S偏光控制部。就使S偏光穿透并阻隔P偏光的P偏光控制部而言，可列举例如以透镜本身使S偏光穿透并阻隔P偏光的方式，将偏光滤光片的吸收轴设为垂直而制作透镜的偏光太阳眼镜；或以使S偏光穿透并阻隔P偏光的方式将偏光滤光片的吸收轴设为垂直的偏光膜等。
S偏光控制部优选具有(c-2a)使经入射的光的偏光方向转换90°的相位差膜，也就是使P偏光转换成S偏光或使S偏光转换成P偏光的相位差膜。如此的相位差膜，可列举例如1/2波长板。此外，S偏光控制部优选除了相位差膜以外，还具有阻隔S偏光的偏光膜或阻隔S偏光的偏光太阳眼镜。阻隔S偏光的偏光膜，可列举例如吸收轴相对于来自路面的反射光，也就是入射于偏光膜的S偏光的偏光轴为水平的偏光膜。此外，阻隔S偏光的偏光太阳眼镜，可列举例如偏光滤光片的吸收轴相对于入射于偏光滤光片的S偏光的偏光轴为水平的偏光太阳眼镜。这些之中，S偏光控制部优选具有(c-2a)使经入射的光的偏光方向转换90°的相位差膜、及(c-2b)阻隔S偏光的偏光膜。尤其，在并用相位差膜与偏光膜时，S偏光控制部可为相位差膜与阻隔S偏光的偏光膜的层叠体，这些可分别配置，但相位差膜与偏光膜优选是以观察者作为基准而从外侧以此顺序配置。
图2是表示本发明的图像显示系统所具有的偏光控制部的一实施方式的概略图。偏光控制部10为具备相位差膜10B、阻隔S偏光的偏光膜10A的S偏光控制部。在图2中，相位差膜10B是以观察者作为基准而被配置于比偏光膜10A更外侧。因此，通过相位差膜10B会使入射于偏光控制部10的偏光的偏光方向被转换90°。在经转换的偏光为S偏光时，通过偏光膜10A而阻隔S偏光，在经转换的偏光为P偏光时，P偏光穿透偏光膜10A而到达观察者。此外，在图2所示的偏光控制部10中是分别分开配置相位差膜10B及偏光膜10A，但偏光控制部10也可为相位差膜10B与偏光膜10A的层叠体。以下详细叙述，但分别分开配置相位差膜10B与偏光膜10A的例，可列举例如在遮阳板配置相位差膜10B，并使用具备偏光膜10A的眼部配戴物时，对于一般的偏光太阳眼镜以夹具安装相位差膜10B的方法(夹戴(Clip On)型)等。此外，偏光控制部10为相位差膜10B与偏光膜10A的层叠体时，例如，可例示将隔着粘着剂或粘合剂而贴合有相位差膜10B与偏光膜10A的复合膜使用于眼部配戴物的态样。
S偏光控制部为作为相位差膜的1/2波长板、与吸收轴相对于入射于偏光膜的S偏光的偏光轴为水平的偏光膜的组合时，辨识显示图像的方法，可列举将重叠或贴合有这些的复合膜装戴于汽车内遮阳板或眼部配戴物，并隔着复合膜而辨识显示图像的方法。此外，可列举使作为相位差膜的1/2波长板装戴于汽车内遮阳板，并使偏光膜装戴于眼部配戴物，隔着设置于汽车内遮阳板的1/2波长板而以眼部配戴物辨识显示图像的方法。在具备图像显示系统的HUD利用这些方法时，优选是使装戴于汽车内遮阳板的相位差膜的大小符合于抬头显示器的图像的显示范围。据此，可在偏光滤光片的吸收轴为水平的一般的偏光太阳眼镜降低对考量显示图像的辨识性所设计的中央控制部的导航系统、仪表、仪表板、电子镜等其它的车载显示器的辨识性的影响。
S偏光控制部为作为相位差膜的1/2波长板、与偏光滤光片的吸收轴相对于入射于偏光滤光片的S偏光的偏光轴为水平的偏光太阳眼镜的组合时，在偏光太阳眼镜设置1/2波长板的方法，可列举例如将具有1/2波长板的太阳眼镜作为套镜(overglass)而从一般的偏光太阳眼镜上装戴的方法；于一般的偏光太阳眼镜上以夹具安装的方法(夹戴型)等。套镜的装戴、夹戴型由于在显示图像的辨识时及除此以外的平常时容易切换偏光的阻隔，在平常时可获得通常的抗眩效果，故为优选。尤其，夹戴型时，通过使夹具设为开闭式，更容易切换偏光的阻隔。此外，也可利用在一般的偏光太阳眼镜的表面隔着粘着剂或粘合剂，而贴合包含1/2波长板的膜的方法。粘着剂及粘合剂并无特别限制，但在设为可拆装1/2波长板的方式时，优选是重工性优异的粘着剂，例如，优选是透明性也优异的聚硅氧粘着剂、丙烯酸系粘着剂等。就其它的方法而言，也可列举在偏光太阳眼镜的透镜构成中使在偏光滤光片的光的入射侧预先插入了1/2波长板的透镜进行成型加工的方法。
在1/2波长板，于偏光滤光片的吸收轴相对于入射于偏光滤光片的S偏光的偏光轴为水平的一般的偏光太阳眼镜的光的入射侧设置的方式中，为了使S偏光有效率地转换成P偏光、或使P偏光有效率地转换成S偏光，优选是使直线偏光的偏光轴与1/2波长板的慢轴所构成的角度θ控制于35°以上47°以下。角度θ为未达35°或大于47°时，使入射于1/2波长板的S偏光转换成P偏光的偏光轴转换性能低，其结果，显示器上的显示图像也变暗，使用眼部配戴物时有损及其抗眩效果之忧。因此，通过适当控制该角度θ，1/2波长板显示良好的偏光轴转换性能，其结果，可更清晰地辨识显示图像。此外，1/2波长板的波长分散性只要适合眼部配戴物用途即可，并无特别限制，但为了在可见光区域的广泛的波长范围正确地偏光转换，希望为具有逆波长分散性。
＜第一实施方式＞
图3是表示具备本发明的图像显示系统的抬头显示器系统的一实施方式的概略示意图。如图3所示，本实施方式的HUD系统(图像显示系统)100具备：射出S偏光作为显示显示图像的显示光的显示图像投影部件101；从显示图像投影部件101所射出的S偏光要入射的光学层叠体1；以及作为P偏光控制部的偏光控制部10’。使从显示图像投影部件101射出的S偏光以反射镜102反射，该被反射的显示光到达光学层叠体1。光学层叠体1如图1所示，具有：光学层2、在光学层2的两侧的透明树脂基材3、及更在透明树脂基材3的两外侧的玻璃板4。
在如此的构成的HUD系统中，使从显示图像投影部件101所射出的S偏光的入射光201以布鲁斯特角附近的入射角入射于光学层叠体1。入射光201是在光学层叠体1的观察者侧的表面与空气的界面进行反射，产生反射光202。因反射光202为S偏光，故即使使用具有阻隔P偏光的P偏光控制部的偏光控制部10’，S偏光也直接穿透。因此，通过的反射光202会作为显示图像而被观察者辨识。
此外，未被反射成反射光202，而入射于光学层叠体1的入射光201是在光学层叠体1中进行传递，通过光学层2被转换成P偏光。被转换成P偏光的入射光201是在被配置于光学层叠体1的外侧的玻璃板4与空气的界面以布鲁斯特角附近进行传递。因此，在该界面的反射光实质上成为0，被转换成P偏光的入射光201是作为穿透光203而穿透光学层叠体1。
另一方面，图4是在图3的HUD系统(图像显示系统)100中，显示来自路面的反射光被入射于光学层叠体时的光的路径。来自路面的反射光中含有许多S偏光成分，故S偏光从光学层叠体1的外侧入射。经入射的S偏光是在光学层叠体1中进行传递，通过光学层2被转换成P偏光。被转换成P偏光的入射光204进一步在光学层叠体1中进行传递，若穿透光学层叠体1，则因具有会阻隔P偏光的P偏光控制部的偏光控制部10’而入射光204未穿透，而被偏光控制部10’阻隔。因此，穿透光实质上成为0，防止来自外部(车外)的反射光到达观察者。
＜第二实施方式＞
图5是表示具备本发明的图像显示系统的抬头显示器系统的其它实施方式的概略示意图。如图5所示，本实施方式的HUD系统(图像显示系统)100具备：射出S偏光作为显示显示图像的显示光的显示图像投影部件101；从显示图像投影部件101所射出的S偏光要入射的光学层叠体1；以及作为S偏光控制部的使经入射的光的偏光方向转换90°的相位差膜10B及阻隔S偏光的偏光膜10A。在图5中，分别各别配置相位差膜10B与偏光膜10A，相位差膜10B是以观察者作为基准而配置于比偏光膜10A更外侧，也就是，来自光学层叠体1的偏光进行入射的侧。与图3同样地，使从显示图像投影部件101射出的S偏光以反射镜102反射，该被反射的显示光到达光学层叠体1。光学层叠体1如图1所示，具有：光学层2、在光学层2的两侧的透明树脂基材3、及更在透明树脂基材3的两外侧的玻璃板4。
在如此的构成的HUD系统中，与图3同样地，使从显示图像投影部件101所射出的S偏光的入射光201以布鲁斯特角附近的入射角入射于光学层叠体1。入射光201是在光学层叠体1的观察者侧的表面与空气的界面进行反射，产生反射光202。因反射光202为S偏光，反射光202是通过相位差膜10B转换成P偏光。被转换成P偏光的反射光202即使使用阻隔S偏光的偏光膜10A，P偏光也直接穿透。因此，通过的反射光202会作为显示图像而被观察者辨识。
此外，未被反射成反射光202，而入射于光学层叠体1的入射光201是与图3同样地，在光学层叠体1中进行传递，通过光学层2被转换成P偏光。被转换成P偏光的入射光201是在被配置于光学层叠体1的外侧的玻璃板4与空气的界面以布鲁斯特角附近进行传递。因此，在该界面的反射光实质上成为0，被转换成P偏光的入射光201是作为穿透光203而穿透光学层叠体1。
另一方面，图6是在图5的HUD系统(图像显示系统)100中，显示来自路面的反射光被入射于光学层叠体时的光的路径。与图4同样地，来自路面的反射光含有许多S偏光成分，故S偏光从光学层叠体1的外侧入射。经入射的S偏光是在光学层叠体1中进行传递，通过光学层2被转换成P偏光。被转换成P偏光的入射光204进一步在光学层叠体1中进行传递，若穿透光学层叠体1，因穿透光204为P偏光，通过相位差膜10B被转换成S偏光。被转换成S偏光的穿透光204是在会阻隔S偏光的偏光膜10A被阻隔。因此，穿透光实质上成为0，防止来自外部(车外)的反射光到达观察者。
＜第三实施方式＞
图7是表示具备本发明的图像显示系统的抬头显示器系统的一实施方式的概略示意图。如图7所示，本实施方式的HUD系统(图像显示系统)100具备：射出S偏光作为显示显示图像的显示光的显示图像投影部件101；从显示图像投影部件101所射出的S偏光要入射的光学层叠体1；以及作为S偏光控制部的直接层叠有相位差膜10B与偏光膜10A的偏光控制部10。在偏光控制部10中，相位差膜10B是以观察者作为基准而被配置于比偏光膜10A更外侧，也就是，来自光学层叠体1的偏光进行入射的侧。使从显示图像投影部件101射出的S偏光以反射镜102反射，该被反射的显示光到达光学层叠体1。光学层叠体1如图1所示，具有：光学层2、在光学层2的两侧的透明树脂基材3、及更在透明树脂基材3的两外侧的玻璃板4。
在如此的构成的HUD系统中，与图3同样地，使从显示图像投影部件101所射出的S偏光的入射光201以布鲁斯特角附近的入射角入射于光学层叠体1。入射光201是在光学层叠体1的观察者侧的表面与空气的界面进行反射，产生反射光202。因反射光202为S偏光，在属于相位差膜10B与偏光膜10A的层叠体的偏光控制部10中，通过相位差膜10B被转换成P偏光。被转换成P偏光的反射光202是隔着会阻隔S偏光的偏光膜10A而作为P偏光进行穿透。因此，通过的反射光202会作为显示图像而被观察者辨识。
此外，未被反射成反射光202，而入射于光学层叠体1的入射光201是与图3同样地，在光学层叠体1中进行传递，通过光学层2被转换成P偏光。被转换成P偏光的入射光201是在被配置于光学层叠体1的外侧的玻璃板4与空气的界面以布鲁斯特角附近进行传递。因此，在该界面的反射光实质上成为0，被转换成P偏光的入射光201是作为穿透光203而穿透光学层叠体1。
另一方面，图8是在图7的HUD系统(图像显示系统)100中，显示来自路面的反射光被入射于光学层叠体时的光的路径。与图4同样地，来自路面的反射光含有许多S偏光成分，故S偏光从光学层叠体1的外侧进行入射。经入射的S偏光是在光学层叠体1中进行传递，通过光学层2被转换成P偏光。被转换成P偏光的入射光204进一步在光学层叠体1中进行传递，若穿透光学层叠体1，因穿透光204为P偏光，在属于相位差膜10B与偏光膜10A的层叠体的偏光控制部10中，通过相位差膜10B被转换成S偏光。被转换成S偏光的穿透光204是在会阻隔S偏光的偏光膜10A被阻隔。因此，穿透光实质上成为0，防止来自外部(车外)的反射光到达观察者。
[产业上的可利用性]
本发明的图像显示系统即使在利用S偏光的型式的抬头显示器中，也可无不协调感地辨识显示图像，另一方面，也可充分确保对于来自外部的光的抗眩效果。因此，可确保对于来自外部的入射光的抗眩效果，并可实现清晰的显示图像的辨识。如此的图像显示系统可使用于对抬头显示器系统的应用。此外，光学层叠体的层构成也不复杂，故也可有助于制造步骤的简单化。
附图标记说明
1：光学层叠体
2：光学层
3：透明树脂基材
4：玻璃板
10，10’：偏光控制部
10A：偏光膜
10B：相位差膜
100：抬头显示器系统、图像显示系统
101：显示图像投影部件
102：反射镜
201：入射光
202：反射光
203、204：穿透光。
Claims (14)
1.一种图像显示系统，其具备：
(A)光学层叠体，其包含(a-1)使经入射的光的偏光方向转换90°的光学层、及(a-2)至少1个透明树脂基材；
(B)显示图像投影部件，其对所述光学层叠体射出S偏光；以及
(C)偏光控制部，其具有(c-1)使S偏光穿透并阻隔P偏光的P偏光控制部、或(c-2)使经入射的光的偏光方向转换90°并阻隔S偏光的S偏光控制部；其中，
经所述光学层叠体反射的S偏光被入射于所述偏光控制部。
2.根据权利要求1所述的图像显示系统，其中，所述光学层为1/2波长板。
3.根据权利要求1或2所述的图像显示系统，其中，所述光学层叠体更具有(a-3)至少1个玻璃板。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的图像显示系统，其中，所述偏光控制部具有S偏光控制部。
5.根据权利要求4所述的图像显示系统，其中，所述S偏光控制部具有(c-2a)使经入射的光的偏光方向转换90°的相位差膜。
6.根据权利要求4所述的图像显示系统，其中，所述S偏光控制部具有(c-2a)使经入射的光的偏光方向转换90°的相位差膜、及(c-2b)阻隔S偏光的偏光膜。
7.根据权利要求6所述的图像显示系统，其中，所述相位差膜为1/2波长板。
8.根据权利要求6或7所述的图像显示系统，其中，所述S偏光控制部为所述相位差膜与所述偏光膜的层叠体。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的图像显示系统，其中，所述相位差膜与所述偏光膜是以观察者作为基准而从外侧起以此顺序配置。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的图像显示系统，其中，在眼部配戴物具备所述偏光控制部。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的图像显示系统，其中，在汽车内遮阳板具备所述偏光控制部。
12.根据权利要求6或7所述的图像显示系统，其中，在汽车内遮阳板具备所述相位差膜，并在眼部配戴物具备所述偏光膜。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的图像显示系统，其中，以下述位置关系而配置有所述光学层，该位置关系为：在以倾斜成布鲁斯特角的状态进行入射的S偏光的偏光轴与所述光学层的慢轴的角度为45°±3°的范围内。
14.一种抬头显示器系统，其具备权利要求1至13中任一项所述的图像显示系统。
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