CN115066645A - 抬头显示装置、抬头显示系统、相位差膜以及车辆用夹层玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抬头显示装置。在照射投影光(60)的影像部(31)和被投影光(61)投影的投影部(车辆用夹层玻璃(10))之间设有偏振部(81)。偏振部(81)使投影光(60)所包含的在特定方向上振动的光透射，从偏振部(81)透射后的投影光(61)被投影在投影部。在偏振部(81)中使投影光(60)透射的特定方向为与射入面平行的方向。在这种情况下，能够作为P‑HUD方式的抬头显示装置来使用。通过调整由偏振部透射的光的振动方向，观看者倾斜地观看在挡风玻璃面的外周附近的区域、挡风玻璃面的中央区域中显示的像的情况下，能够抑制重影的产生。
Description
技术领域
本发明涉及抬头显示装置、抬头显示系统、相位差膜以及车辆用夹层玻璃。
背景技术
作为抬头显示(此后，有时表示为HUD)装置的投影部，使用了在移动体的前方部设置的挡风玻璃。乘员看到基于投影光在投影部中的反射像的虚像。在投影部中，可以在室内侧主面、室外侧主面这两个主面形成反射像。
在投影部中的室内侧主面、室外侧主面这两个主面形成反射像，会导致被乘员看到的虚像是重影(产生重影的结构参照非专利文献1)。作为抑制HUD装置中的重影的方式，有楔形HUD方式、偏振光HUD方式。
在楔形HUD方式中，通过使投影部成为具有厚度逐渐变化的楔角外形的构件，从而以在乘员观看时基于在室内侧主面形成的反射像的虚像与基于在室外侧主面形成的反射像的虚像一致的方式，调整投影光的光路(抑制重影的结构参照非专利文献1)。
在专利文献1中公开了一种偏振光HUD方式的HUD装置。
在偏振光HUD方式中，乘员看到基于S偏振光或P偏振光的投影光在投影部中的反射像的虚像显示。在此，S偏振光是指振动的方向相对于入射面为垂直方向的投影光，另一方面，P偏振光是指振动的方向相对于入射面为平行方向的投影光。
在该HUD装置中，抑制反射像的重影即虚像显示的重影是使用如下结构来进行的。使投影部成为具有在室外侧配置的第一玻璃板、在室内侧配置的第二玻璃板、以及在第一玻璃板与第二玻璃板之间配置的相位差膜的构件，层叠构件的各材料被调整成在可见光区域的折射率相同。并且，以布儒斯特角向投影部射入包含上述S偏振光或P偏振光的投影光。
在所射入的投影光由S偏振光构成的情况下，在第二玻璃板的室内侧主面形成反射像。并且，穿过投影部的投影光通过相位差膜而变成P偏振光。该P偏振光在到达第一玻璃板的室外侧主面时，不在该主面被反射，而是向室外侧射出。乘员看到在第二玻璃板的室内侧主面形成的基于S偏振光的反射像的虚像显示。将这种情况记载为S-HUD。
此外，在所射入的投影光由P偏振光构成的情况下，在第二玻璃板的室内侧主面反射的投影光的比例低。穿过投影部的投影光通过相位差膜而变成S偏振光。该S偏振光在到达第一玻璃板的室外侧主面时，一部分在该主面被反射，其余部分从室外侧射出。由于形成了该反射像的投影光再次穿过投影部的相位差膜，因此变为P偏振光。乘员看到基于在第一玻璃板的室内侧主面形成的反射像的、由P偏振光产生的虚像显示。将这种情况记载为P-HUD。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2019/244619号。
专利文献2：日本特开2000-249966号公报。
非专利文献
非专利文献1：“新型主动驾驶显示器的开发”，马自达技术，No.33(2016)，60页-65页
发明内容
发明要解决的问题
近年来，寻求在HUD装置上显示的信息的多样化。例如，可举出显示标记了标识、行人等的信息来辅助驾驶的用途。此外，也希望共享在驾驶席和副驾驶席的图像信息。作为共享的信息，可举出通过车载导航系统显示的信息、天气等信息。
像这样，为了满足使由HUD装置显示的信息多样化的用途，仅在驾驶员的正面显示信息是不够的，有时需要在驾驶员的正面以外的区域、例如比驾驶员的正面更靠挡风玻璃面的外周的区域、或副驾驶席与驾驶席之间的区域显示信息。
在如专利文献1那样在偏振光HUD方式下进行虚像显示的情况下，在考虑在通过HUD看到信息的乘员即观看者的正面显示像的情况下调整相位差膜的光轴与投影光的振动方向所形成的角度，抑制重影的产生。
在专利文献2中列举了如下问题：如果想要在偏振光HUD方式下进行大面积显示，则难以在整个显示面积以布儒斯特角射入显示光，无法进行大面积显示。
而且，记载了通过改变楔角来解决伴随着大面积化导致的布儒斯特角的偏差。
在专利文献2中，记载了使前挡夹层玻璃的厚度从插入旋光膜的位置起朝向下边方向变薄，根据插入的旋光膜的厚度来调整该厚度的变化。并且，如果采用该方法，则通过在插入了旋光膜的部位及其下部显示反射像，从而能够扩大显示面积。
但是，采用该方法实现的显示面积的扩大仅限于插入旋光膜的部位及其下部，仅限于对于挡风玻璃面的上下方向的显示面积的扩大方法。
此外，在下边方向使前挡夹层玻璃的厚度变薄，具有在制造过程中的劳力和时间增加的缺点。
乘员就座于移动体的驾驶席侧和副驾驶席侧，在挡风玻璃面的中央区域显示HUD的像的情况下，像的显示区域从两名乘员(观看者)来看均为倾斜的方向。
在这种情况下，即使以利用偏振光HUD方式针对在各个观看者的正面显示的像来抑制重影的产生的方式设计抬头显示装置，由于观看者观看倾斜方向的像，因此有时两名观看者都看到作为重影的像。
鉴于上述问题，本发明提供一种抬头显示装置，在观看者从倾斜方向看到显示在挡风玻璃面的外周附近的区域、挡风玻璃面的中央区域的像的情况下，能够抑制重影的产生。
用于解决问题的方案
本发明的第一实施方式的第一方式涉及的抬头显示装置被搭载在移动体，使作为上述移动体的乘员的观看者观看基于投影光在投影部的反射像的虚像，其特征在于，
在将与地面水平且与上述移动体前进时的前进方向正交的方向设为X轴，将与地面水平且在上述移动体前进时的前进方向设为Y轴，将与地面垂直的方向设为Z轴，将具有上述观看者的视点、上述投影光的发光点、以及作为上述投影光发生反射的点的反射点的面设为入射面时，
上述抬头显示装置具有：
影像部，其照射上述投影光；
偏振部，其设置在上述影像部与上述投影部之间，使上述投影光所包含的在特定方向上振动的光透射；以及
上述投影部，其被投影从上述偏振部透射的投影光，
上述投影部是从作为上述投影光的射入侧的室内侧向室外侧依次配置有第二玻璃板、相位差膜、第一玻璃板的夹层玻璃，
上述投影部具有观看者正面区域和观看者斜前方区域，上述观看者正面区域是上述观看者的正面，上述观看者斜前方区域是沿上述X轴方向的任一个方向远离上述观看者正面区域的区域，
上述投影光至少被投影到上述观看者斜前方区域，
在将从上述观看者观察到上述投影部时的X轴设为0°，将沿着上述相位差膜的面设为投影面时，
上述相位差膜在上述投影面中具有相对于X轴倾斜了θr的光轴，上述相位差膜是通过上述光轴来能够改变射入上述投影面的上述投影光的振动方向的相位差膜，
上述特定方向是与上述入射面平行的方向。
在本发明的第一实施方式的第一方式涉及的抬头显示装置中，在照射投影光的影像部与被投影投影光的投影部之间设置有偏振部。
偏振部使投影光所包含的在特定方向上振动的光透射，从偏振部透射的投影光被投影到投影部。
在偏振部中使投影光透射的特定的方向是与入射面平行的方向。在这种情况下，能够作为P-HUD方式的抬头显示装置来使用。
该抬头显示装置适于在使用偏光太阳镜的太阳镜模式下使用。
通过利用偏振部调整透射的光的振动方向，从而在观看者倾斜地观看了显示在挡风玻璃面的外周附近的区域、挡风玻璃面的中央区域中的像的情况下，能够抑制重影的产生。
此外，在本发明的第一实施方式的第一方式涉及的抬头显示装置中，优选上述观看者观察基于在除了上述第二玻璃板的室内侧面以外的面形成的反射像的虚像。
在本发明的抬头显示装置中，优选上述观看者观察基于在上述第一玻璃板的室外侧面形成的反射像的虚像。
此外，本发明的第一实施方式的第二方式涉及的抬头显示装置被搭载在移动体，使作为上述移动体的乘员的观看者观看基于投影光在投影部的反射像的虚像，其特征在于，
在将与地面水平且与上述移动体前进时的前进方向正交的方向设为X轴，将与地面水平且上述移动体前进时的前进方向设为Y轴，将与地面垂直的方向设为Z轴，将具有上述观看者的视点、上述投影光的发光点、以及作为上述投影光发生反射的点的反射点的面设为入射面时，
上述抬头显示装置具有：
影像部，其照射上述投影光；
偏振部，其设置在上述影像部与上述投影部之间，使上述投影光所包含的在特定方向上振动的光透射；以及
上述投影部，其被投影从上述偏振部透射的投影光，
上述投影部是从作为上述投影光的射入侧的室内侧向室外侧依次配置有第二玻璃板、相位差膜、第一玻璃板的夹层玻璃，
上述投影部具有观看者正面区域和观看者斜前方区域，上述观看者正面区域是上述观看者的正面，上述观看者斜前方区域是沿上述X轴方向的任一个方向远离上述观看者正面区域的区域，
上述投影光至少被投影到上述观看者斜前方区域，
在将从上述观看者观看上述投影部时的X轴设为0°，将沿着上述相位差膜的面设为投影面时，
上述相位差膜在上述投影面中具有相对于X轴倾斜了θr的光轴，上述相位差膜是在将射入上述投影面的上述投影光的振动方向θα与上述光轴所成的角度设为dθ的情况下使射入的上述投影光的振动方向旋转2dθ的相位差膜，
在将上述入射面相对于上述投影面中的X轴的角度设为θp的情况下，上述振动方向θα在上述投影面中为2θr-θp的方向。
在本发明的第一实施方式的第二方式涉及的抬头显示装置中，在将射入投影面的投影光的振动方向设为θα，将相位差膜的光轴相对于X轴倾斜的角度设为θr，将入射面相对于投影面中的X轴的角度设为θp的情况下，上述振动方向θα在上述投影面中为2θr-θp的方向。
当射入投影面的投影光的振动方向满足上述条件时，能够作为S-HUD方式的抬头显示装置来使用。S-HUD方式的抬头显示装置由于在雨天时不会像P-HUD方式那样像发生变形，因此能够使像清晰地显示。
此外，在倾斜方向进行投影的情况下，例如，在θr＝45°时的2θr-θp的方向不与入射面正交。
在本发明的第一实施方式的第二方式涉及的抬头显示装置中，优选上述观看者观察基于在上述第二玻璃板的室内侧面形成的反射像的虚像。
在本发明的第一实施方式涉及的抬头显示装置中，优选上述观看者为多人，对于各个观看者，分别在上述影像部与上述投影部之间设置上述偏振部，具有作为按每个观看者设置的入射面的各入射面，各上述偏振部使在与上述各入射面对应的上述特定方向振动的投影光透射。
此外，优选上述偏振部具有透射了的投影光的振动方向变成上述特定方向的透射轴，各上述透射轴的朝向不同。
此外，优选上述投影光被投影在中央区域，上述中央区域在上述多人的观看者各自的上述观看者正面区域之间，是相当于上述多人的观看者各自的上述观看者斜前方区域的区域。
对于多人的观看者，分别设置偏振部，配合按每个观看者设置的入射面与投影面的位置关系，调整偏振部中透射的投影光的振动方向。由此，能够成为如下的抬头显示装置：当多人的观看者倾斜地观看在挡风玻璃面的中央区域显示的像时，即使从哪个观看者的角度观察都能够抑制重影的产生。
在本发明的第一实施方式涉及的抬头显示装置中，优选在上述投影部中，能够改变上述投影光被投影的投影位置，
与伴随上述投影位置的改变的入射面的改变对应地，上述偏振部是可动的，能够改变从上述偏振部透射的光的振动方向。
如果投影位置改变，则入射面改变。如果相对于入射面的改变，偏振部是可动的，能够改变从偏振部透射的光的振动方向，则即使在投影位置改变的情况下，也能够抑制重影。
本发明的第一实施方式的抬头显示系统，其被搭载在移动体，使作为上述移动体的乘员的观看者观看基于投影光在投影部的反射像的虚像，其特征在于，
在将与地面水平且与上述移动体前进时的前进方向正交的方向设为X轴，将与地面水平且上述移动体前进时的前进方向设为Y轴，将与地面垂直的方向设为Z轴，将具有上述观看者的视点、上述投影光的发光点、以及作为上述投影光发生反射的点的反射点的面设为入射面时，
上述抬头显示系统具有：
影像部，其照射上述投影光，
偏振部，其设置在上述影像部与上述投影部之间，使上述投影光所包含的在特定方向上振动的光透射，以及
上述投影部，其被投影上述投影光，
上述投影部是从作为上述投影光的射入侧的室内侧向室外侧依次配置有第二玻璃板、相位差膜、第一玻璃板的夹层玻璃，
上述投影部具有观看者正面区域和观看者斜前方区域，上述观看者正面区域是上述观看者的正面，上述观看者斜前方区域是沿上述X轴方向的任一个方向远离上述观看者正面区域的区域，
上述投影光至少被投影在上述观看者斜前方区域，
在将从上述观看者观察到上述投影部时的X轴设为0°，将沿着上述相位差膜的面设为投影面时，
上述相位差膜在上述投影面中具有相对于X轴倾斜了θr的光轴，上述相位差膜是通过上述光轴来改变射入上述投影面的上述投影光的振动方向的相位差膜，
上述偏振部是可动的，通过改变从上述偏振部透射的光的振动方向，从而能够切换以下的(A)和(B)，
(A)使射入上述第二玻璃板的光的振动方向成为与上述入射面平行的方向，
(B)上述相位差膜在将射入上述投影面的上述投影光的振动方向θα与上述光轴所成的角度设为dθ的情况下，使入射的上述投影光的振动方向旋转2dθ，在将上述入射面相对于上述投影面中的X轴的角度设为θp的情况下，上述相位差膜使从上述第二玻璃板透射的光的振动方向在上述投影面中为2θr-θp的方向。
在本发明的第一实施方式涉及的抬头显示系统中，上述偏振部是可动的，能够改变从上述偏振部透射的光的振动方向。由此，能进行S-HUD方式与P-HUD方式的切换。
由此，能够形成具有多种的抑制重影方式的抬头显示系统。
在本发明的第一实施方式涉及的抬头显示系统中，在上述投影部中，能够改变上述投影光被投影的投影位置，
与伴随上述投影位置的改变的入射面的改变对应地，上述偏振部是可动的，能够改变从上述偏振部透射的光的振动方向。
如果投影位置改变，则入射面改变。如果相对于入射面的改变，偏振部是可动的，能够改变从偏振部透射的光的振动方向，则即使在投影位置改变的情况下，也能够抑制重影。
本发明的第二实施方式的第一方式涉及的抬头显示装置，其被搭载在移动体，使作为上述移动体的乘员的观看者观看基于投影光在投影部的反射像的虚像，其特征在于，
将与地面水平且与上述移动体前进时的前进方向正交的方向设为X轴，将与地面水平且上述移动体前进时的前进方向设为Y轴，将与地面垂直的方向设为Z轴，将具有上述观看者的视点、上述投影光的发光点、以及作为上述投影光发生反射的点的反射点的面设为入射面时，
上述抬头显示装置具有：
影像部，其照射振动方向为X轴方向的上述投影光，以及
投影部，其被投影上述投影光，
上述投影部配置在比上述观看者更靠上述移动体前进时的前进方向，并且由夹层玻璃构成，上述夹层玻璃具有：在上述投影光的射入侧配置的第二玻璃板，在上述投影光的射出侧配置的第一玻璃板，以及在上述第二玻璃板与上述第一玻璃板之间配置的相位差膜，
上述第一玻璃板具有在室外侧露出的第一主面、以及上述第一主面的相反侧的第二主面，
上述第二玻璃板具有在室内侧露出的第四主面、以及上述第四主面的相反侧的第三主面，
通过使上述投影光射入上述相位差膜，从而能够将上述投影光的振动方向转换为与上述入射面平行的方向，
上述投影部具有观看者正面区域和观看者斜前方区域，上述观看者正面区域是上述观看者的正面，上述观看者斜前方区域是沿X轴方向的任一个方向远离上述观看者正面区域的区域，
在上述观看者观看在上述观看者正面区域形成的反射像的情况下，在上述观看者正面区域配置的上述相位差膜在与第四主面平行的面中，上述相位差膜的光轴相对于X轴成45°±5°，
在上述观看者观看在上述观看者斜前方区域形成的反射像的情况下，在上述观看者斜前方区域配置的上述相位差膜在与第四主面平行的面中上述相位差膜的光轴向如下方向倾斜，该方向是从相对于X轴为45°±5°起偏移的方向，
上述虚像是基于在上述第二玻璃板的上述第四主面形成的反射像的虚像，
在上述观看者正面区域和在上述观看者斜前方区域的任一个中，从上述第一玻璃板的上述第一主面射出的光均主要是在相对于上述入射面平行的方向上振动的上述投影光。
在本发明的第二实施方式的说明中，将连接观看者的视点与投影部的线中沿Y轴的线的长度(从视点到投影部的距离)设为1000mm，并且将设上述的沿Y轴的线为0°时的沿X轴方向±10°的范围设为观看者正面区域。
将从观看者正面区域沿X轴方向的任一个方向远离上述观看者正面区域的区域设为观看者斜前方区域。
在本发明的第二实施方式的第一方式涉及的抬头显示装置中，在观看在作为观看者的正面的观看者正面区域形成的反射像的情况下，在与第四主面平行的面中，相位差膜的光轴相对于X轴成45°±5°。在观看者正面区域中，投影光几乎是S偏振光。由于在观看者正面区域中射入相位差膜的投影光(S偏振光)转换成P偏振光的效率高，因此抑制重影的产生。
在观看在沿X轴方向的任一个方向远离上述观看者正面区域的区域即观看者斜前方区域形成的反射像的情况下，在与第四主面平行的面中，相位差膜的光轴向如下方向倾斜，该方向是从相对于X轴为45°±5°起偏移的方向。
通过使相位差膜的光轴的方向朝向从相对于X轴为45°±5°起偏移的方向倾斜，从而使其与投影光的入射面的变化对应，提高在透射相位差膜后的光中的在与入射面平行的方向上振动的光的比例。其结果，由于在观看者斜前方区域中射入相位差膜的投影光转换成P偏振光的效率也变高，因此抑制重影的产生。
由于在观看者正面区域和观看者斜前方区域的任一个中，射入相位差膜的投影光转换成P偏振光的效率都变高，因此抑制重影的产生。
其结果，能够提供一种抬头显示装置，即使在挡风玻璃面的横向扩大HUD的显示区域的情况下，也能够抑制重影的产生。
此外，本发明的第二实施方式的第二方式涉及的抬头显示装置，其被搭载在移动体，使作为上述移动体的乘员的观看者观察基于投影光在投影部的反射像的虚像，其特征在于，
在将与地面水平且与上述移动体前进时的前进方向正交的方向设为X轴，将与地面水平且上述移动体前进时的前进方向设为Y轴，将与地面垂直的方向设为Z轴，将具有上述观看者的视点、上述投影光的发光点、以及作为上述投影光发生反射的点的反射点的面设为入射面时，
上述抬头显示装置具有：
影像部，其照射振动方向为与YZ平面平行的方向的上述投影光，以及
投影部，其被投影上述投影光，
上述投影部配置在比上述观看者更靠近上述移动体前进时的前进方向，并且由夹层玻璃构成，上述夹层玻璃具有：在上述投影光的射入侧配置的第二玻璃板，在上述投影光的射出侧配置的第一玻璃板，以及在上述第二玻璃板与第一玻璃板之间配置的相位差膜，
上述第一玻璃板具有在室外侧露出的第一主面、以及上述第一主面的相反侧的第二主面，
上述第二玻璃板具有在室内侧露出的第四主面、以及上述第四主面的相反侧的第三主面，
通过使上述投影光射入上述相位差膜，从而能够将上述投影光的振动方向转换为与上述入射面垂直的方向，
上述投影部具有观看者正面区域和观看者斜前方区域，上述观看者正面区域是上述观看者的正面，上述观看者斜前方区域是沿X轴方向的任一个方向远离上述观看者正面区域的区域，
在上述观看者观看在上述观看者正面区域形成的反射像的情况下，在上述观看者正面区域配置的上述相位差膜在与第四主面平行的面中，上述相位差膜的光轴相对于X轴成45°±5°，
在上述观看者观看在上述观看者斜前方区域形成的反射像的情况下，在上述观看者斜前方区域配置的上述相位差膜在与第四主面平行的面中，上述相位差膜的光轴向如下方向倾斜，该方向是从相对于X轴为45°±5°起偏移的方向，
上述虚像是基于在上述第一玻璃板的上述第一主面形成的反射像的虚像，
在上述观看者正面区域和上述观看者斜前方区域的任一个中，在上述第一玻璃板的上述第一主面反射的光均主要是在相对于上述入射面垂直的方向上振动的上述投影光。
该抬头显示装置也能够适用于使用偏光太阳镜的太阳镜模式。
在该抬头显示装置中，在观看在作为观看者的正面的观看者正面区域形成的反射像的情况下，在与第四主面平行的面中，相位差膜的光轴相对于X轴成45°±5°。在观看者正面区域中，投影光几乎是P偏振光。在观看者正面区域，由于射入相位差膜的投影光(P偏振光)转换成S偏振光的效率变高，因此基于在第一玻璃板的第一主面形成的反射像的虚像显示变强。因此，在第四主面反射的投影光的影响相对地变弱，可以抑制重影的产生。
在观看在沿X轴方向的任一个方向远离上述观看者正面区域的区域即观看者斜前方区域形成的反射像的情况下，在与第四主面平行的面中，相位差膜的光轴向如下方向倾斜，该方向是从相对于X轴为45°±5°起偏移的方向。
通过使相位差膜的光轴的方向朝向从相对于X轴为45°±5°起偏移的方向倾斜，从而使其与投影光的入射面的变化对应，提高在透射相位差膜后的光中的在与入射面垂直的方向上振动的光的比例。其结果，在观看者斜前方区域中，基于在第一玻璃板的第一主面形成的反射像的虚像显示也变强。因此，在第四主面反射的投影光的影响相对地变弱，可以抑制重影的产生。
由于在观看者正面区域和观看者斜前方区域的任一个中，射入相位差膜的投影光转换成S偏振光的效率都变高，因此抑制重影的产生。
其结果，能够提供一种抬头显示装置，即使在挡风玻璃面的横向扩大HUD的显示区域的情况下，也能够抑制重影的产生。
在本发明的第二实施方式涉及的抬头显示装置中，优选在上述观看者斜前方区域中的位于上述观看者正面区域的右侧的右侧周边区域、与位于上述观看者正面区域的左侧的左侧周边区域中，上述相位差膜的光轴从相对于X轴为45°±5°起偏移的方向的朝向相反。
通过这样的设定，能够在观看者的左右两侧抑制重影的产生。
在本发明的第二实施方式涉及的抬头显示装置中，优选在上述观看者斜前方区域中的上述相位差膜的光轴的方向的倾斜的变化沿X轴方向连续地进行。
此外，优选在上述观看者斜前方区域中的上述相位差膜的光轴的方向的倾斜的变化沿X轴方向非连续地进行。
此外，在本发明的第二实施方式涉及的相位差膜，其具有上下方向的纵轴、以及左右方向的横轴，该相位差膜是一体式的相位差膜，其特征在于，
在沿着上述纵轴的多个点处，上述相位差膜的光轴与上述横轴所成的角度固定，
沿着上述横轴方向，上述相位差膜的光轴与上述横轴所成的角度以固定倾向变化。
通过使挡风玻璃的横向与相位差膜的横轴方向一致地配置这样的相位差膜，从而能够提供一种在挡风玻璃面的横向具有宽的显示区域的HUD装置。
在本发明的第二实施方式涉及的相位差膜中，优选沿着上述横轴方向，上述相位差膜的光轴与上述横轴所成的角度连续地变化。
此外，优选沿着上述横轴方向，上述相位差膜的光轴与上述横轴所成的角度非连续地变化。
此外，本发明的第二实施方式涉及的车辆用夹层玻璃，其具有第一玻璃板、第二玻璃板、以及在上述第一玻璃板与上述第二玻璃板之间配置的相位差膜，其特征在于，
上述相位差膜是本发明的第二实施方式涉及的相位差膜。
当使用这样的车辆用夹层玻璃时，能够提供在挡风玻璃面的横向具有宽的显示区域的HUD装置。
本发明的第二实施方式的抬头显示系统，其被搭载在移动体，使作为上述移动体的乘员的观看者观察基于投影光在投影部的反射像的虚像，其特征在于，
在将与地面水平且与上述移动体前进时的前进方向正交的方向设为X轴，将与地面水平且上述移动体前进时的前进方向设为Y轴，将与地面垂直的方向设为Z轴，将具有上述观看者的视点、上述投影光的发光点、以及作为上述投影光发生反射的点的反射点的面设为入射面时，
上述抬头显示系统具有：
影像部，其照射上述投影光，
投影部，其被投影上述投影光，
上述投影部配置在比上述观看者更靠近上述移动体前进时的前进方向，并且由夹层玻璃构成，上述夹层玻璃具有：在上述投影光的射入侧配置的第二玻璃板，在上述投影光的射出侧配置的第一玻璃板，以及在上述第二玻璃板与上述第一玻璃板之间配置的相位差膜，
上述第一玻璃板具有在室外侧露出的第一主面、以及上述第一主面的相反侧的第二主面，
上述第二玻璃板具有在室内侧露出的第四主面、以及上述第四主面的相反侧的第三主面，
通过使上述投影光射入上述相位差膜，从而能够将上述投影光的振动方向转换为与上述入射面平行的方向或垂直的方向，
上述投影部具有观看者正面区域和观看者斜前方区域，其中，上述观看者正面区域是上述观看者的正面，上述观看者斜前方区域是沿X轴方向的任一个方向远离上述观看者正面区域的区域，
在上述观看者观察在上述观看者正面区域形成的反射像的情况下，在上述观看者正面区域配置的上述相位差膜在与第四主面平行的面，上述相位差膜的光轴相对于X轴成45°±5°，
在上述观看者观察在上述观看者斜前方区域形成的反射像的情况下，在上述观看者斜前方区域配置的上述相位差膜在与第四主面平行的面中，上述相位差膜的光轴向如下方向倾斜，该方向是从相对于X轴为45°±5°起偏移的方向，
上述影像部能够切换振动方向为X轴方向的第一投影光、以及振动方向为与YZ平面平行的方向的第二投影光来照射，
在上述观看者不经由偏振片观看虚像的情况下，从上述影像部照射上述第一投影光，上述虚像是基于在上述第二玻璃板的上述第四主面形成的反射像的虚像，在上述观看者正面区域和上述观看者斜前方区域的任一个中，从上述第一玻璃板的上述第一主面射出的光均主要是在相对于上述入射面平行的方向上振动的投影光，
在上述观看者经由偏振片观看虚像的情况下，从上述影像部照射上述第二投影光，上述虚像是基于在上述第一玻璃板的上述第一主面形成的反射像的虚像，在上述观看者正面区域和上述观看者斜前方区域的任一个中，在上述第一玻璃板的上述第一主面反射的光均主要是在相对于上述入射面垂直的方向上振动的投影光。
本发明的第二实施方式涉及的抬头显示系统通过切换从影像部照射的两种投影光，从而能够切换经由偏光太阳镜等偏振片观看虚像的太阳镜模式、与不经由偏振片观看虚像的普通模式来使用。
而且，在挡风玻璃面的横向扩大HUD的显示区域的情况下，在任何一种模式下，都能够抑制重影的产生。
发明效果
根据本发明，能够提供一种抬头显示装置，其在观看者倾斜地观看在挡风玻璃面的外周附近的区域、挡风玻璃面的中央区域中显示的像的情况下，能够抑制重影的产生。
附图说明
图1是具有HUD装置的移动体的俯视图。
图2是从第四主面侧观看HUD装置所使用的车辆用夹层玻璃的图。
图3是示意性地表示车辆用夹层玻璃的一个例子的分解立体图。
图4是表示本发明的第一实施方式的第一方式涉及的第一HUD装置的概要以及在该装置中的光路的示意图。
图5是表示本发明的第一实施方式的第二方式涉及的第二HUD装置的概要以及在该装置中的光路的示意图。
图6是用于说明在第二HUD装置中从偏振部透射的光的振动方向的示意图。
图7是示意性地表示第一HUD装置中的观看者、投影部的位置和偏振部的透射轴的位置之间的关系的例子的图。
图8是示意性地表示第二HUD装置中的观看者、投影部的位置和偏振部的透射轴的位置之间的关系的例子的图。
图9是示意性地表示在第一HUD装置中观看者为多人的情况下的观看者、投影部的位置和偏振部的透射轴的位置之间的关系的例子的图。
图10是示意性地表示在第二HUD装置中观看者为多人的情况下的观看者、投影部的位置和偏振部的透射轴的位置之间的关系的例子的图。
图11是示意性地表示在实施例和比较例中使用的第一HUD装置的配置图。
图12是示意性地表示实施例1中的实验系统的图。
图13是示意性地表示比较例1中的实验系统的图。
图14是表示在实施例1和比较例1中看到的虚像的照片。
图15是示意性地表示实施例2中的实验系统的图。
图16是示意性地表示比较例2中的实验系统的图。
图17是表示在实施例2和比较例2中看到的虚像的照片。
图18是示意性地表示本发明的第二实施方式涉及的相位差膜的一个例子的图。
图19是示意性地表示本发明的第二实施方式涉及的其他的相位差膜的一个例子的图。
图20是示意性地表示本发明的第二实施方式涉及的车辆用夹层玻璃的一个例子的分解立体图。
图21是表示本发明的第二实施方式的第一方式涉及的第三HUD装置的概要以及在该装置中的光路的示意图。
图22是示意性地表示右舵车辆中的观看者正面区域和观看者斜前方区域的位置的图。
图23是示意性地表示左舵车辆中的观看者正面区域和观看者斜前方区域的位置的图。
图24是示意性地表示右舵车辆中的驾驶员为观看者的情况下的观看者正面区域和观看者斜前方区域的位置的其他的方式的图。
图25是示意性地表示左舵车辆中的驾驶员为观看者的情况下的观看者正面区域和观看者斜前方区域的位置的其他的方式的图。
图26是示意性地表示观看者为驾驶员和副驾驶席的乘员两人情况下的观看者正面区域和观看者斜前方区域的位置的图。
图27是示意性地表示观看者为驾驶员和副驾驶席的乘员两人情况下的观看者正面区域和观看者斜前方区域的位置的其他的方式的图。
图28是示意性地表示将投影部扩展到侧窗玻璃的方式的图。
图29是表示本发明的第二实施方式的第二方式涉及的第四HUD装置的概要以及在该装置中的光路的示意图。
图30是示意性地表示在实施例和比较例中使用的第三HUD装置的配置图。
图31是示意性地表示实施例3中的实验系统的图。
图32是示意性地表示比较例3中的实验系统的图。
图33是表示在实施例3和比较例3中看到的虚像的照片。
图34是示意性地表示实施例4中的实验系统的图。
图35是示意性地表示比较例4中的实验系统的图。
图36是表示在实施例4和比较例4中看到的虚像的照片。
具体实施方式
(第一实施方式)
使用附图分别对本发明的第一实施方式涉及的抬头显示装置(HUD装置)和抬头显示系统(HUD系统)进行说明。
另外，作为本发明的第一实施方式涉及的HUD装置，有观看者观察基于在除第二玻璃板的室内侧面以外的面形成的反射像的虚像的HUD装置(P-HUD方式的HUD装置)、和观看者观察基于在第二玻璃板的室内侧面形成的反射像的虚像的HUD装置(S-HUD方式的HUD装置)，将它们也分别称为第一HUD装置、第二HUD装置。在本发明的第一实施方式涉及的抬头显示装置的说明中，在不区分第一HUD装置和第二HUD装置时，仅称为本发明的第一实施方式涉及的HUD装置。
此外，本发明的第一实施方式涉及的HUD系统是通过在一个系统中切换从偏振部透射的光的振动方向从而既能够作为第一HUD装置来使用也能够作为第二HUD装置来使用的系统。
此外，在本发明的第一实施方式的说明中，将连接观看者的视点和投影部的线中沿Y轴的线的长度(从视点到投影部的距离)设为1000mm，并将上述沿Y轴的线设为0°时的沿X轴方向的±3°的范围设为观看者正面区域。此外，在沿Z轴方向扩大了范围的情况下也设为观看者正面区域。
将从观看者正面区域起沿X轴方向的任一个方向远离上述观看者正面区域的区域设为观看者斜前方区域。此外，将沿X轴方向和Z轴方向远离上述观看者正面区域的区域也设为观看者斜前方区域。
此外，在本发明的第一实施方式的说明中，将沿着相位差膜且投影光射入相位差膜的面称为投影面。投影面是包含相位差膜的主面的面。
[抬头显示装置(HUD装置)]
在本发明的第一实施方式涉及的HUD装置中，有第一HUD装置和第二HUD装置这两种。首先，对作为两个HUD装置共同的事项的X轴、Y轴和Z轴的定义以及移动体进行说明。
图1是具有HUD装置的移动体的俯视图，图2是从第二玻璃板的室内侧面(第四主面)侧观看HUD装置中使用的车辆用夹层玻璃的图。
参照图1和图2，对本发明中的X轴、Y轴和Z轴的朝向进行说明。
在图1中示出了作为移动体的车辆20，X轴表示横向，Y轴表示纵向。Z轴是与纸面垂直的方向。
Y轴是与地面水平且在作为移动体的车辆20前进时的行进方向。
X轴是与地面水平且与在作为移动体的车辆20前进时的行进方向(Y轴)正交的方向。
Z轴是与地面垂直的方向。
此外，将从第二玻璃板侧观看第一玻璃板侧时的第一玻璃板的方向设为“前方”。
作为移动体，可举出车辆(乘用车、卡车、公共汽车、电车)、火车、船、飞机等。其中，优选为车辆。
图2示出了车辆用夹层玻璃10。在车辆用夹层玻璃10设置于车辆时，其玻璃面通常与XZ平面不平行，而是从XZ平面倾斜地配置。
接着，对车辆用夹层玻璃进行说明。
图3是示意性地表示车辆用夹层玻璃的一个例子的分解立体图。
第一玻璃板具有在室外侧露出的第一主面和第一主面的相反侧的第二主面。
此外，第二玻璃板具有在室内侧露出的第四主面和第四主面的相反侧的第三主面。
另外，上述的“露出”是指，在不损害车辆用夹层玻璃的功能的范围内在各主面上可以具有用于赋予防雾性、耐擦伤性等各种功能的薄膜或膜等。
图3示出了车辆用夹层玻璃10。
图3示出了在附图的近前侧配置有第二玻璃板12的图，在近前侧能看见的面是第四主面124。第四主面124的相反侧的面是第三主面123。
在附图的里侧配置有第一玻璃板11，在近前侧能看见的面是第二主面112。第二主面112的相反侧的面是第一主面111。
在第一玻璃板11和第二玻璃板12之间配置有相位差膜100。
由于第四主面124是在室内侧露出的面，因此成为在将车辆用夹层玻璃配置在车辆时观看者直接看到的面。即，图3示出了观看者从车内直接看到的位置关系。
在车辆用夹层玻璃中，优选第一玻璃板和第二玻璃板经由中间膜而接合并成为一体结构。中间膜是通过以构成中间膜的聚合物软化的温度进行加热从而使第一玻璃板和第二玻璃板合在一起的膜，因此，作为聚合物，能够使用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、丙烯酸树脂(PMMA)、聚氨酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、环烯烃聚合物(COP)等。另外，中间膜也可以由多个树脂层构成。
作为构成车辆用夹层玻璃的玻璃材料，能够适合使用将平板状的玻璃板加工成弯曲形状的材料。作为玻璃板的材质，除了能够使用如由ISO16293-1规定的那样的钠钙硅酸盐玻璃以外，还能够使用铝硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃等公知的玻璃组成。第一玻璃板、第二玻璃板各自的厚度例如可以设为0.4mm～3mm。此外，第一玻璃板与第二玻璃板之间的间隔可以设为0.01mm～2.5mm。
相位差膜100在投影面中具有相对于X轴倾斜了θr的光轴，其是通过上述光轴来改变向上述投影面射入的上述投影光的振动方向的相位差膜。例如，在相位差膜为1/2波长膜的情况下，将向上述投影面射入的投影光的振动方向与上述光轴所成的角度设为dθ时，使射入的上述投影光的振动方向旋转2dθ。
另外，在本发明的第一实施方式中，相位差膜的光轴是指，相位差膜中的折射率最大的方向的轴。此外，作为相位差膜，也可以包含不具有基材的层、膜。例如，可举出通过涂敷、层叠、贴附、附着、压接、转印等形成了在投影部内具有光轴的层的相位差膜。
相位差膜配置在第一玻璃板和第二玻璃板之间。
相位差膜可以配置在中间膜的内部，也可以配置在与第一玻璃板相接的位置，还可以配置在与第二玻璃板相接的位置。此外，如图3所示，相位差膜的面可以配置成与第二主面及第三主面相对。此外，相位差膜可以在整个面配置，也可以部分地配置，优选相位差膜的与第二主面、第三主面相对的面的面积的合计等于或小于第二主面、第三主面的面积。
此外，根据需要，可以使用多个相位差膜，也可以组合使用不同种类的相位差膜、相位差膜以外的膜。
通过将配置有上述相位差膜的车辆用夹层玻璃的边以沿X轴的方式配置，能够形成作为挡风玻璃的车辆用夹层玻璃。
作为相位差膜，能够使用将聚碳酸酯、聚芳酯、聚醚砜、环烯烃聚合物、三乙酰纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等塑料膜进行单轴或双轴拉伸而成的相位差元件、使液晶聚合物在特定方向取向而使取向状态固定化的相位差元件。
作为前者的将塑料膜进行单轴或双轴拉伸而成的相位差元件，能够使用通过例如溶剂流延法、熔融挤出法等方法制作的膜，其中，所述溶剂流延法是将高分子树脂溶解于溶剂之后，涂敷在不锈钢带、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等的平滑的表面上，使溶剂蒸发后卷绕薄膜；所述熔融挤出法是将高分子树脂放入挤出机并加热熔融，从缝隙(T型模具)挤出并冷却后卷绕薄膜。对于拉伸，一般使用拉伸机，能够得到在纵向、横向、斜向等被拉伸的相位差膜。
作为后者的相位差元件，能够使用例如将液晶聚合物涂敷在经取向处理后的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、三乙酰纤维素(TAC)等透明塑料膜等的透明基板上进行热处理、冷却从而使液晶取向固定化的相位差元件。
作为上述的液晶聚合物的例子，只要是在特定的方向进行取向时表现出向列型液晶、扭曲向列型液晶、盘状液晶、胆甾型液晶等的液晶性的化合物，则没有特别限定。例如，能够使用在液晶状态下进行扭曲向列取向并在液晶转变点以下成为玻璃状态的聚合物，可举出光学活性聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯酰亚胺等主链型液晶聚合物、光学活性聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙二酸脂(ポリマロート)、聚硅氧烷等侧链型液晶聚合物等。此外，能够示例在非光学活性的这些主链型或侧链型的聚合物中添加了其他的低分子或高分子的光学活性化合物的聚合物组合物等。
在后文分别说明第一HUD装置、第二HUD装置各自中的相位差膜的作用。
[第一HUD装置]
首先，以第一HUD装置为例，对本发明的第一实施方式的第一方式涉及的HUD装置进行说明。
图4是表示本发明的第一实施方式的第一方式涉及的第一HUD装置的概要以及在该装置中的光路的示意图。
在图4中，用实线表示投影光的光路。
在第一HUD装置1中，投影部是图3所示的车辆用夹层玻璃10。
在图4所示的第一HUD装置1中，从影像部31照射投影光60。
在此，包含影像部31的发光点32、投影光60在第一主面111进行反射的反射点33、观看者35的视点34这三个点的平面为入射面。
虽然不需要限定从影像部31照射的投影光60的振动方向，但是，如果是振动方向与入射面平行的P偏振的光，则穿过偏振部81的光的量变多，能够使到达第一主面的光的量增多，因此是优选的。
在车辆中，优选影像部31配置在车辆的仪表板等。
通过改变从影像部31照射投影光60的方向、或移动影像部31的位置，从而能够使照射投影光60的位置移动。
在影像部31与投影部(车辆用夹层玻璃10)之间设有偏振部81。偏振部81是具有透射了的投影光60的振动方向变成特定方向的透射轴的构件，例如能够使用公知的偏振片等。
期望上述偏振片具有吸收在与上述的特定方向垂直的方向上振动的光的吸收轴。如果具有像上述这样的透射轴和吸收轴，则例如在射入了不沿着透射轴和吸收轴的任一个方向上振动的光时，容易使透射后的光的振动方向成为上述特定方向。
偏振部81只要配置在投影光60在到达投影部之前能够穿过该偏振部81的位置即可。例如，在车辆中，偏振部81与上述影像部31同样地配置在仪表板中，优选与光源邻接地配置以使来自光源的光迅速地从偏振部81透射。
在第一HUD装置1中，偏振部81使在与入射面平行的方向上振动的光透射。即，从偏振部81透射后的投影光61变为P偏振光。
在从偏振部81透射后的投影光61为P偏振光的情况下，即使在透过偏光太阳镜观察虚像的太阳镜模式下也能够使用。此外，在图4中使用了偏光太阳镜36，当然即使使用肉眼也能够观察虚像。首先，从影像部31射出的投影光60通过从偏振部81透射，从而作为P偏振光的投影光61被照射到第四主面124。期望此时的角度为布儒斯特角。通常，由于以布儒斯特角射入的P偏振光不发生反射，因此能够抑制成为重影的原因的在第四主面124的反射。
能够使影像部以投影光61照射到第四主面124时的角度成为布儒斯特角的方式在X轴方向和Y轴方向上移动。
接着，在投影部内前进的投影光61在被射入相位差膜100时，改变振动方向。
在第一HUD装置1中，只要在除了第四主面以外的任一个面发生反射即可，因此能够使用1/2波长膜(半波长膜)、1/4波长膜等作为相位差膜100。
穿过相位差膜100后的光的振动方向根据相位差膜的种类、光轴的朝向而不同，例如在使用1/2波长膜作为相位差膜的情况下，将射入投影面的投影光的振动方向与相位差膜的光轴所成的角度设为dθ时，使投影光的振动方向变成旋转了2dθ的方向。
接着，上述投影光在到达第一主面111时进行反射，形成反射像。此时，S偏振光作为反射光被反射，未反射的其他的光穿过第一主面111向室外侧射出。
接着，在第一主面111形成的反射像再次穿过相位差膜100，变成P偏振光。观看者35看到基于在第一主面111的反射像的、位于光路62的延长线上的虚像621。
由于该虚像621由P偏振光构成，因此观看者35即使透过偏光太阳镜36也能够看到虚像621。
在此情况下，观看者观察基于在第一玻璃板的室外侧面(即第一主面)形成的反射像的虚像。
此外，在具有在到达第一主面111之前使光反射的反射用的层的情况下，在该层发生反射。在此情况下，如果未反射的光到达第一主面111，进一步发生反射，则有时该发射成为重影的原因。因此，在到达第一主面111之前发生反射的情况下，优选在到达第一主面111之前改变光的振动方向以使再次成为P偏振光。
当包括这样的情况时，优选观看者观察基于在除了第二玻璃板的室内侧面以外的面形成的反射像的虚像。“在除了第二玻璃板的室内侧面以外的面形成的反射像”也包括“在第一玻璃板的室外侧面形成的反射像”。
此外，在第一HUD装置中，优选偏振部81是可动的，能够改变从偏振部81透射的光的振动方向。
如果偏振部81是可动的，则在入射面发生变化的情况下，通过移动偏振部81，能够使上述特定方向与平行于入射面的方向一致。通过使该特定方向与平行于入射面的方向一致，能够适合作为P-HUD方式的HUD装置来使用。
[第二HUD装置]
接着，以第二HUD装置为例，对本发明的第一实施方式的第二方式涉及的HUD装置进行说明。
图5是表示本发明的第一实施方式的第二方式涉及的第二HUD装置的概要以及在该装置中的光路的示意图。
在图5中，用实线表示投影光的光路。
在第二HUD装置2中，投影部是图3所示的车辆用夹层玻璃10。
在影像部31与投影部(车辆用夹层玻璃10)之间设有偏振部82。偏振部82是具有使投影光所包含的在特定方向上振动的光透射的透射轴的构件，例如能够使用公知的偏振片等。
偏振部82只要配置在投影光40在到达投影部之前能够穿过该偏振部82的位置即可。例如，在车辆中，偏振部82与上述影像部31同样地配置在仪表板中，优选与光源邻接地配置以使来自光源的光迅速地从偏振部82透射。
在第二HUD装置2中，偏振部82使投影光40所包含的在特定方向上振动的光透射。
在第二HUD装置2中，从影像部31照射投影光40。
投影光40从偏振部82透射后的投影光41被照射到第四主面124，在第四主面124形成反射像。观看者35观察基于在第四主面124形成的反射像的、位于光路42的延长线上的虚像421。
包含影像部31的发光点32、投影光41在第四主面124进行反射的反射点33、观看者35的视点34这三个点的平面为入射面。
对于从影像部31照射的投影光40，不特别限定光的振动方向，但是为了使从偏振部82透射的在特定方向上振动的光的量增多，期望包含在与偏振部82的透射轴平行的方向上振动的光。
在特定方向上振动的投影光变成透射第二玻璃板的透射光、以及在第二玻璃板的室内侧面反射的反射光。从偏振部透射的在特定方向上振动的投影光的振动方向在透射第二玻璃板后成为下述的振动方向θα。
在车辆中，优选影像部31配置在车辆的仪表板。
通过改变从影像部31照射投影光40的方向、或移动影像部31的位置，从而能够使照射投影光40的位置移动。
如果从偏振部82透射后的投影光41的一部分在第四主面124不进行反射，而是透射第四主面124，则在投影部内前进的投影光41的振动方向通过穿过相位差膜100而变化。
相位差膜100具有在投影面中相对于X轴倾斜了θr的光轴，如果在将入射面相对于投影面中的X轴的角度设为θp的情况下，透射第二玻璃板12并射入投影面的投影光41的振动方向θα在投影面中变为2θr-θp的方向，则通过穿过相位差膜100，投影光的振动方向如上述那样旋转2dθ，变成与入射面平行的方向、即与P偏振光相同的振动方向。
以下，参照附图，对投影光41的振动方向的变化进行说明。
图6是用于说明在第二HUD装置中射入相位差膜100的光的振动方向的示意图。此外，图6示出观看者观看前方(从第四主面侧观看第一主面侧的方向)的情况。
在图6中，将X轴表示为0°。
相位差膜的光轴相对于X轴的角度为θr。这里，用45°表示θr。
P偏振光的振动方向是与入射面平行的方向，S偏振光的振动方向是与入射面垂直的方向。
将投影光41的振动方向与相位差膜的光轴所成的角度设为dθ。当投影光41穿过相位差膜时，投影光的振动方向旋转2dθ。即，投影光41的振动方向在附图中顺时针或逆时针旋转2dθ。通过该旋转，使投影光41的振动方向与入射面平行。
在满足这样的条件的情况下，投影光41通过穿过相位差膜而变为P偏振光。
将像满足该条件这样的射入投影面的投影光的振动方向设为θα。
θα通过以下方式求出。
入射面相对于X轴的角度是图6中用θp表示的角度。
根据图6，dθ＝θp-θr···式(1)
根据图6，θα＝θr-dθ···式(2)
根据上述式(1)、式(2)，θα＝2θr-θp
在上述式(1)为+的情况下，在图6中振动方向逆时针旋转，在上述式(1)为-的情况下，顺时针旋转。
即，当使满足θα＝2θr-θp的投影光41射入相位差膜时，穿过相位差膜后的光的振动方向变为与入射面平行的方向。
在使投影光射入相位差膜100之前，通过使投影光的振动方向θα满足θα＝2θr-θp，从而使成为重影的原因的其他的振动方向的光不射入相位差膜。
穿过相位差膜100而变成P偏振光的投影光在第一主面111不发生反射，投影光以P偏振光的状态向室外侧射出。
像这样，对于在第四主面124不反射的投影光，只要能够抑制在第一主面111的反射，则能够抑制重影的产生。
此外，在第二HUD装置中，优选偏振部82是可动的，能够改变从偏振部82透射的光的振动方向。
如果偏振部82是可动的，则在入射面发生变化的情况下，通过移动偏振部82，能够使从偏振部82透射的光的振动方向发生改变，能够使射入投影面的投影光的振动方向θα与满足θα＝2θr-θp的方向一致。由于偏振部82是可动的，即使改变投影位置，也能够容易地使射入投影面的投影光的振动方向θα与满足θα＝2θr-θp的方向一致，因此能够适合作为S-HUD方式的HUD装置来使用。
[偏振部的透射轴的朝向的例子]
接着，对第一HUD装置、第二HUD装置各自的偏振部的透射轴的朝向的例子进行说明。另外，本发明的HUD装置不限于以下列举的例子。
在以下的例子中，观看者就座于右舵车辆的驾驶员的位置。
观看者的正面是观看者正面区域，将沿X轴方向的任一个方向远离观看者正面区域的区域设为观看者斜前方区域。
图7是示意性地表示第一HUD装置中的观看者、投影部的位置和偏振部的透射轴的朝向之间的关系的例子的图。
在图7中，观看者35就座于右舵车辆的驾驶员的位置。
图7示出了在观看者35的左侧的观看者斜前方区域投影的像621L、和在观看像621L的情况下使用的偏振部81L的透射轴的朝向。此外，示出了在观看者的右侧的观看者斜前方区域投影的像621R、和在观看像621R的情况下使用的偏振部81R的透射轴的朝向。
在观看者观看各个像的情况下，调整偏振部的透射轴的朝向。
如果是观看者正面区域，则图7中的偏振部的透射轴的朝向是沿Z轴的朝向，将这种情况作为基准线，在偏振部81L、偏振部81R中用虚线示出。
相对于此，偏振部81L、偏振部81R的透射轴是在偏振部81L、偏振部81R中示出的实线。
在图7的情况下，例如，在观看者的左侧设置的偏振部81L中，使透射轴在沿着X-Z平面的面上逆时针旋转。另一方面，在观看者的右侧设置的偏振部81R中，使透射轴顺时针旋转。只要将使透射轴旋转的角度调整为如使重影最小的角度即可。此外，优选调整为透射轴成为与入射面平行的方向。
另外，在图7中由于透射轴位于Z轴上，因此将沿Z轴方向的朝向作为基准，而在如图8那样透射轴位于X轴上的情况下，将沿X轴方向的朝向作为基准。
图8是示意性地表示第二HUD装置中的观看者、投影部的位置和偏振部的透射轴的朝向之间的关系的例子的图。
在图8中，观看者35就座于右舵车辆的驾驶员的位置。
图8示出了在观看者35的左侧的观看者斜前方区域投影的像421L、和在观看像421L的情况下使用的偏振部82L的透射轴的朝向。此外，示出了在观看者的右侧的观看者斜前方区域投影的像421R、和在观看像421R的情况下使用的偏振部82R的透射轴的朝向。
在观看者观看各个像的情况下，调整偏振部的透射轴的朝向。
如果是观看者正面区域，则图8中的偏振部的透射轴的朝向是沿X轴的朝向，将这种情况作为基准线，在偏振部82L、偏振部82R中用虚线示出。
相对于此，偏振部82L、偏振部82R的透射轴是偏振部82L、偏振部82R中所示的实线。
在图8的情况下，例如，在观看者的左侧设置的偏振部82L中，使透射轴在沿着X-Z平面的面上顺时针旋转。另一方面，在观看者的右侧设置的偏振部82R中，使透射轴逆时针旋转。
只要将使透射轴旋转的角度调整为如重影最小的角度即可。
另外，在图7和图8中示出了相位差膜的光轴为45°的情况的例子，但是，有时根据光轴的角度将使透射轴旋转的方向设为与上述方向相反，能够进一步抑制重影。
[任选方式]
上述的HUD装置特别适合于将影像投影到汽车的挡风玻璃的情况，当然也可以将影像投影到汽车的侧窗玻璃等。在将影像投影到侧窗玻璃的情况下，只要将相位差膜配置在侧窗玻璃，将与地面水平且与上述移动体前进时的前进方向正交的方向设为Y轴，将与地面水平且在上述移动体前进时的前进方向设为X轴，其他方面与挡风玻璃的情况同样地照射投影光即可。
[观看者为多人的情况的例子]
本发明的第一实施方式的HUD装置能够采用下述抬头显示装置，即：在观看者为多人的情况下，当多名观看者从倾斜方向看到显示在挡风玻璃面的中央区域的像时，从哪个观看者的角度观看都能够抑制重影的产生。
以下，对在观看者是就座于右舵车辆的驾驶员的位置的驾驶员和就座于副驾驶位的乘客两人的情况下抑制重影的产生进行说明。
驾驶员、乘客各自的正面是各观看者的正面的观看者正面区域，将沿X轴方向的任一个方向远离观看者正面区域的区域设为观看者斜前方区域。此外，将沿X轴方向和Z轴方向远离上述观看者正面区域的区域也设为观看者斜前方区域。
投影光被投影到中央区域，该中央区域在驾驶员与乘客各自的观看者正面区域之间，是相当于驾驶员和乘客各自的观看者斜前方区域的区域。
图9是示意性地表示在第一HUD装置中观看者为多人的情况下的观看者、投影部的位置和偏振部的透射轴的朝向之间的关系的例子的图。
在图9所示的第一HUD装置1中，作为观看者的驾驶员35D、乘客35P看到投影在中央区域的像621C。
另外，在图9中显示了一个像621C，但是也可以显示多个。
在图9中，对于驾驶员35D、乘客35P分别设置影像部(未图示)，各影像部以像621C在中央区域重合的方式向投影部(挡风玻璃面)照射投影光。
在车辆中，优选在车辆的仪表板中配合多名观看者来配置多个影像部。
此外，对于驾驶员35D、乘客35P分别设置偏振部81D、偏振部81P。偏振部81D、偏振部81P设置在与驾驶员35D、乘客35P各自对应的影像部和投影部之间。
在车辆中，偏振部81D、偏振部81P与上述影像部同样地配置在仪表板中，优选与光源邻接地配置以使来自光源的光迅速地从偏振部81D或偏振部81P透射。
偏振部81D具有使与驾驶员35D的入射面平行的方向振动的投影光透射的透射轴，偏振部81P具有使与乘客35P的入射面平行的方向振动的投影光透射的透射轴。
偏振部81D的透射轴的朝向与偏振部81P的透射轴的朝向不同。
具体地，图9中的偏振部81D的透射轴的朝向是，将如果是观看者正面区域则透射轴的朝向为沿Y-Z平面的朝向这种情况作为基准线而进行了逆时针旋转的方向。偏振部81P的透射轴的朝向是，将如果是观看者正面区域则透射轴的朝向为沿Y-Z平面的朝向这种情况作为基准线而进行了顺时针旋转的方向。
偏振部81D的透射轴的朝向和偏振部81P的透射轴的朝向是配合按每个观看者设置的入射面和投影面的位置关系来调整。通过这样能够成为如下的抬头显示装置，即：在多名观看者(驾驶员和乘客)倾斜地观看在挡风玻璃面的中央区域显示的像的情况下，不管从哪个观看者的角度观看都能够抑制重影的产生。
图10是示意性地表示在第二HUD装置中观看者为多人的情况下的观看者、投影部的位置和偏振部的透射轴的朝向之间的关系的例子的图。
在图10所示的第二HUD装置2中，作为观看者的驾驶员35D、乘客35P看到投影在中央区域的像421C。
对于驾驶员35D、乘客35P分别设置有入射面。此外，对于驾驶员35D、乘客35P分别设置有偏振部82D、偏振部82P。
偏振部82D设置成在将相位差膜的光轴的角度设为θr，将对于驾驶员35D来说的入射面相对于投影面中的X轴的角度设为θp的情况下，从偏振部82D透射并射入投影面的投影光的振动方向θα满足θα＝2θr-θp。
此外，偏振部82P设置成在将相位差膜的光轴的角度设为θr，将对于乘客35P来说的入射面相对于投影面中的X轴的角度设为θp的情况下，从偏振部82P透射并射入投影面的投影光的振动方向θα满足θα＝2θr-θp。
偏振部82D的透射轴的朝向与偏振部82P的透射轴的朝向不同。
具体地，图10中的偏振部82D的透射轴的朝向是，将如果是观看者正面区域则透射轴的朝向为沿X-Y平面的朝向这种情况作为基准线而进行了顺时针旋转的方向。偏振部82P的透射轴的朝向是，将如果是观看者正面区域则透射轴的朝向为沿X-Y平面的朝向这种情况作为基准线而进行了逆时针旋转的方向。
偏振部82D的透射轴的朝向和偏振部82P的透射轴的朝向是配合按每个观看者设置的入射面和投影面的位置关系来调整的。通过这样能够成为如下的抬头显示装置，即：在多名观看者(驾驶员和乘客)倾斜地观看在挡风玻璃面的中央区域显示的像的情况下，不管从哪个观看者的角度观看都能够抑制重影的产生。
[抬头显示系统(HUD系统)]
本发明的第一实施方式的HUD系统是在一个系统中能够对从偏振部透射的光的振动方向进行切换的系统。
而且，该系统是通过改变从偏振部透射的光的振动方向从而既能够作为第一HUD装置来使用也能够作为第二HUD装置来使用的系统。
具体地，能够切换以下的(A)和(B)。
(A)使射入上述第二玻璃板的光的振动方向成为与上述入射面平行的方向。
(B)上述相位差膜在将射入上述投影面的上述投影光的振动方向θα与上述光轴所成的角度设为dθ的情况下，使入射的上述投影光的振动方向旋转2dθ，在将上述入射面相对于上述投影面中的X轴的角度设为θp的情况下，上述相位差膜使从上述第二玻璃板透射的光的振动方向在上述投影面中成为2θr-θp的方向。
在如上述(A)那样的情况下为P-HUD，能够作为第一HUD装置来使用。
在如上述(B)那样的情况下为S-HUD，能够作为第二HUD装置来使用。
此外，也可以在投影部中能够改变投影光被投影的投影位置。
在第一HUD装置的情况下，偏振部具有使与入射面平行的特定方向振动的光透射的透射轴。
在此，如果投影位置改变，则入射面改变。
在入射面改变的情况下，如果偏振部的位置保持不变，则导致从偏振部透射的光的振动方向从与入射面平行的方向偏移。因此，在从偏振部透射后，不是P偏振光的光的比例变高，变得容易产生重影。
因此，在投影位置改变的情况下，与投影位置匹配地使偏振部成为可动的，改变从偏振部透射的投影光的振动方向，使与改变后的入射面平行的方向振动的光透射。
由此，即使在投影位置改变的情况下也能够抑制重影。
在第二HUD装置的情况下也相同，与改变投影位置而改变入射面相匹配地，使偏振部和透射轴成为可动的。
具体地，在将已改变的入射面相对于已改变的投影面中的X轴的角度设为θp的情况下，在已改变的投影面中使成为2θr-θp的方向(相位差膜的光轴的角度为θr)的光透射。
由此，即使在投影位置改变的情况下也能够抑制重影。
(本发明的第一实施方式涉及的实施例)
实施如下实验：分别在观看者正面区域和观看者斜前方区域中，对使从偏振部透射的光的振动方向改变的情况下的重影的发生的情况进行比较。
首先，示出使用第一HUD装置的情况下的实验结果。
图11是示意性地表示在实施例和比较例中使用的第一HUD装置的配置图。
图12是示意性地表示实施例1中的实验系统的图，图13是示意性地表示比较例1中的实验系统的图。
准备了如图11所示的第一HUD装置。第一HUD装置1具有P-HUD方式用的150mm×150mm的正方形的投影部。第一HUD装置1内的相位差膜的光轴设为45°。
如图11所示，将影像部31水平地放置，将车辆用夹层玻璃10相对于影像部31以形成布儒斯特角的57°的位置关系来配置。
通过在影像部31上载置作为偏振部81的偏振片，从而在影像部31和车辆用夹层玻璃10之间配置偏振部81。
从影像部31向垂直上方照射投影光，观看者35观察基于在第一主面111的反射像的位于光路的延长线上的虚像。
观看者的视点和车辆用夹层玻璃的高度相同。
使用平板电脑作为影像部31，由平板电脑显示绿色网格像。将偏振片载置在平板电脑上，配置在车辆用夹层玻璃的正下方。
此外，为了模拟移动体在夜间行驶，在观看者35看到的方向，在车辆用夹层玻璃10的另一侧配置有黑色的背景板37。
如图12和图13所示，作为观察点，将观看者35的正面设为X轴方向的位置0的地点，在左侧设置了-200mm地点、-400mm地点。
另外，将X轴方向的左侧设为“-”方向，将右侧设为“+”方向。
在实施例1中，如图12所示，在观看者正面区域(X轴方向的位置0的地点)中，以Y轴方向作为基准线，将偏振部81的透射轴设为0°。
在图12、图13以及后述的图15、图16中，偏振部的位置表示为在X-Y平面上的位置，车辆用夹层玻璃的位置表示为在X-Z平面上的位置。
在作为观看者斜前方区域的-200mm地点、-400mm地点处，使偏振部81的透射轴逆时针旋转。旋转角分别设为+10°、+25°。对于旋转角，将逆时针旋转方向设为+，将顺时针旋转方向设为-。
上述实验如下进行：固定观看者35的位置，将150mm×150mm的正方形的投影部的位置分别在X轴方向依次偏移-200mm，进而，将影像部在X轴方向依次偏移-200mm，偏振部也以配置在投影部与影像部之间的方式，同样地在X轴方向依次偏移-200mm。
在比较例1中，如图13所示，在所有的观察点处，以Y轴方向作为基准线，将偏振部81的透射轴设为0°。
图14是表示在实施例1和比较例1中看到的虚像的照片。
当分别在与观看者的距离相同的位置进行比较时，能够确认在实施例1中在位于观看者斜前方区域的-200mm地点、-400mm地点处抑制了重影的产生。
另一方面，在比较例1中，在这些地点处，观察到在横向和纵向延伸的重影。
接着，示出使用第二HUD装置的情况下的实验结果。
实验系统本身与图11所示的第一HUD装置相同。采用在第二HUD装置中使用的作为偏振部82的偏振片来代替偏振部81。此外，观看者35观察基于在第四主面124的反射像的位于光路的延长线上的虚像。
图15是示意性地表示实施例2中的实验系统的图，图16是示意性地表示比较例2中的实验系统的图。
如图15和图16所示，作为观察点，将观看者35的正面设为X轴方向的位置0的地点，在左侧设置了-200mm地点、-400mm地点。
另外，将X轴方向的左侧设为“-”方向，将右侧设为“+”方向。
在实施例2中，如图15所示，在观看者正面区域(X轴方向的位置0的地点)中，以X轴方向作为基准线，将偏振部82的透射轴设为0°。
在作为观看者斜前方区域的-200mm地点、-400mm地点处，使偏振部82的透射轴顺时针旋转。旋转角分别设为-15°、-20°。对于旋转角，将逆时针方向设为+，将顺时针方向设为-。
上述实验通过如下进行：固定观看者35的位置，将150mm×150mm的正方形的投影部的位置分别在X轴方向依次偏移-200mm，进而将影像部在X轴方向依次偏移-200mm，偏振部也以配置在投影部与影像部之间的方式同样地在X轴方向依次偏移-200mm。
在比较例2中，如图16所示，在所有的观察点处，以X轴方向作为基准线，将偏振部82的透射轴设为0°。
图17是表示在实施例2和比较例2中看到的虚像的照片。
当分别在与观看者的距离相同的位置进行比较时，能够确认在实施例2中在位于观看者斜前方区域的-200mm地点、-400mm地点处抑制了重影的产生。
另一方面，在比较例2中，在这些地点处，观察到在横向和纵向延伸的重影。
(第二实施方式)
使用附图分别对本发明的第二实施方式涉及的抬头显示装置(HUD装置)、相位差膜、车辆用夹层玻璃和抬头显示系统(HUD系统)进行说明。
另外，作为本发明的第二实施方式涉及的HUD装置，有具有照射振动方向为X方向的投影光的影像部的HUD装置、和具有照射振动方向为与YZ平面平行的方向的投影光的影像部的HUD装置，将它们分别称为第三HUD装置、第四HUD装置。在本发明的第二实施方式涉及的抬头显示装置的说明中，在不区分第三HUD装置和第四HUD装置时，仅称为本发明的第二实施方式涉及的HUD装置。
此外，本发明的第二实施方式涉及的HUD系统是通过在一个系统中切换照射的投影光的种类从而既能够作为第三HUD装置来使用也能够作为第四HUD装置来使用的系统。
此外，本发明的第二实施方式涉及的相位差膜是在本发明的第二实施方式涉及的车辆用夹层玻璃、HUD装置、以及HUD系统中能够使用的相位差膜。此外，本发明的第二实施方式涉及的车辆用夹层玻璃是在本发明的第二实施方式涉及的HUD装置和HUD系统中能够使用的车辆用夹层玻璃。
首先对本发明的第二实施方式涉及的相位差膜进行说明，然后对本发明的第二实施方式涉及的车辆用夹层玻璃进行说明。
接着对本发明的第二实施方式涉及的HUD装置进行说明，最后对本发明的第二实施方式涉及的HUD系统进行说明。
[相位差膜]
本发明的第二实施方式涉及的相位差膜是具有上下方向的纵轴和左右方向的横轴的一体式的相位差膜，其特征在于，在沿着纵轴的多个地点处，相位差膜的光轴与横轴所成的角度为固定，沿着横轴方向，相位差膜的光轴与横轴所成的角度以固定倾向变化。
在本发明的第二实施方式中，相位差膜的光轴是指相位差膜中的折射率为最大的方向的轴。
此外，本发明的第二实施方式中的相位差膜是1/2波长膜(半波长膜)。
图18是示意性地表示本发明的第二实施方式涉及的相位差膜的一个例子的图。
在图18中示意性地示出了在相位差膜201的各地点处的相位差膜的光轴。此外，示出了“横轴”和“纵轴”的朝向。
在图18的P1地点处，相位差膜的光轴与横轴所成的角度为45°。
另外，相位差膜的光轴与横轴所成的角度确定为在两条直线的交点形成的角度中较小的角度。在相位差膜的光轴与横轴为平行的情况下，将相位差膜的光轴与横轴所成的角度设为0°。
在沿着纵轴的多个地点的P1地点、P2地点、P3地点处，相位差膜的光轴与横轴所成的角度均为固定，为45°。
在本发明的第二实施方式涉及的相位差膜中，沿横轴方向，相位差膜的光轴与横轴所成的角度以固定倾向变化。
在图18中示出了沿横轴方向相位差膜的光轴与横轴所成的角度连续变化的方式的相位差膜。
在图18所示的相位差膜201中，示出了从P1地点起沿横轴方向位于左侧的点的N1地点、O1地点、以及从P1地点起沿横轴方向位于右侧的点的Q1地点、R1地点。
在图18的从左向右的各地点处，相位差膜的光轴与横轴所成的角度在N1地点为35°，在O1地点为40°，在P1地点为45°，在Q1地点为50°，在R1地点为55°，由此可知，沿横轴方向相位差膜的光轴与横轴所成的角度以固定倾向变化。
此外，由于相位差膜的光轴与横轴所成的角度连续地变化，因此，例如在O1地点与P1地点之间，在图18的从左向右的各地点处相位差膜的光轴与横轴所成的角度从40°向45°连续地变化。
图19是示意性地表示本发明的第二实施方式涉及的其他的相位差膜的一个例子的图。
在图19中示出了沿横轴方向相位差膜的光轴与横轴所成的角度非连续变化的方式的相位差膜。
在图19所示的相位差膜202中，在其横轴方向中央附近示出了相位差膜的光轴与横轴所成的角度为45°的p1区域。在相位差膜202上用双向箭头示出p1区域的宽度。
在该p1区域中，相位差膜的光轴与横轴所成的角度均相同，为45°。
在图19所示的相位差膜202中，示出了从p1区域起沿横轴方向位于左侧的区域的n1区域、o1区域、和从p1区域起沿横轴方向位于右侧的区域的q1区域、r1区域。
在图19中用虚线表示各区域的边界。
各区域内的相位差膜的光轴与横轴所成的角度均相同。
在图19的从左向右的各区域中，相位差膜的光轴与横轴所成的角度在n1区域为35°，在o1区域为40°，在p1区域为45°，在q1区域为50°，在r1区域为55°，由此可知，沿横轴方向，相位差膜的光轴与横轴所成的角度以固定倾向变化。
此外，由于相位差膜的光轴与横轴所成的角度在各区域内相同，可知相位差膜的光轴与横轴所成的角度非连续地变化。
另外，在至此为止的说明中，说明了具有相位差膜的光轴与横轴所成的角度为45°的地点或区域的相位差膜，但是相位差膜的光轴与横轴所成的角度的具体值不限于上述例子的范围。只要是沿横轴方向，相位差膜的光轴与横轴所成的角度以固定倾向变化的相位差膜，则为本发明的第二实施方式涉及的相位差膜。此外，在相位差膜的光轴与横轴所成的角度非连续地变化情况下，在邻接的区域间角度变化的幅度不限于5°。此外，在邻接的区域间角度变化的幅度也可以不是固定的。
作为相位差膜，能够使用将聚碳酸酯、聚芳酯、聚醚砜、环烯烃聚合物、三乙酰纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等塑料膜进行单轴或双轴拉伸而成的相位差元件、使液晶聚合物在特定方向取向而使取向状态固定化的相位差元件。
作为前者的将塑料膜进行单轴或双轴拉伸而成的相位差元件，能够使用通过例如溶剂流延法、熔融挤出法等方法制作的膜，其中，所述溶剂流延法是将高分子树脂溶解于溶剂之后，涂敷在不锈钢带、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等的平滑的表面上，使溶剂蒸发后卷绕薄膜；所述熔融挤出法是将高分子树脂放入挤出机加热熔融，从缝隙(T型模具)挤出并冷却后卷绕薄膜。对于拉伸，一般使用拉伸机，能够得到在纵向、横向、倾斜方向等被拉伸的相位差膜。
作为后者的相位差元件，能够使用例如将液晶聚合物涂敷在经取向处理后的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、三乙酰纤维素(TAC)等透明塑料膜等的透明基板上进行热处理并冷却从而使液晶取向固定化的相位差。
作为上述的液晶聚合物的例子，只要是在特定的方向进行取向时表现出向列型液晶、扭曲向列型液晶、盘状液晶、胆甾型液晶等的液晶性的化合物，则没有特别限定。例如，能够使用在液晶状态下进行扭曲向列取向并在液晶转变点以下成为玻璃状态的化合物，可举出光学活性聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯酰亚胺等主链型液晶聚合物、光学活性聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙二酸脂、聚硅氧烷等侧链型液晶聚合物等。此外，能够示例在非光学活性的这些主链型或侧链型的聚合物中添加了其他的低分子或高分子的光学活性化合物的聚合物组合物等。
作为取向处理的方法，可举出例如对作为透明基板的塑料膜的表面进行摩擦处理的方法、或在玻璃板、塑料膜上形成聚酰亚胺等有机薄膜(取向膜)并对上述取向膜进行摩擦处理或光取向处理的方法等。作为摩擦处理，能够应用使用尼龙、人造丝等摩擦布来擦拭塑料膜、取向膜的表面的方法。
作为液晶聚合物的涂敷方法，能够使用旋涂、模涂、喷涂、压延涂敷、凹版涂敷等一般公知的方法。
此外，相位差膜的光轴与横轴所成的角度非连续地变化的相位差膜可以通过将多个相位差膜以在每个区域相位差膜的光轴不同的方式倾斜地层叠或粘合来制作。
图18所示的相位差膜201、图19所示的相位差膜202均能够用于得到本发明的第二实施方式涉及的车辆用夹层玻璃、本发明的第二实施方式涉及的HUD装置、本发明的第二实施方式涉及的HUD系统。
即，通过使用本发明的第二实施方式涉及的相位差膜，能够提供在挡风玻璃面的横向具有宽的显示区域的HUD装置。
[车辆用夹层玻璃]
本发明的第二实施方式涉及的车辆用夹层玻璃具有第一玻璃板、第二玻璃板、以及在第一玻璃板和第二玻璃板之间配置的相位差膜，其特征在于，相位差膜是本发明的第二实施方式涉及的相位差膜。
图20是示意性地表示本发明的第二实施方式涉及的车辆用夹层玻璃的一个例子的分解立体图。
第一玻璃板具有在室外侧露出的第一主面、和第一主面的相反侧的第二主面。
此外，第二玻璃板具有在室内侧露出的第四主面、和第四主面的相反侧的第三主面。
图20示出了车辆用夹层玻璃210。
图20示出了在附图的近前侧配置了第二玻璃板12的图，在近前侧能看见的面是第四主面124。第四主面124的相反侧的面是第三主面123。
在附图的里侧配置了第一玻璃板11，在近前侧能看见的面是第二主面112。第二主面112的相反侧的面是第一主面111。
在第一玻璃板11和第二玻璃板12之间配置有图18中说明的相位差膜201。
由于第四主面124是在室内侧露出的面，因此成为在将车辆用夹层玻璃配置于车辆时观看者直接看到的面。即，在图20中示出了观看者从车内直接看到的位置关系。
该车辆用夹层玻璃210是右舵车辆用的车辆用夹层玻璃，看到HUD像的观看者为驾驶员。以相位差膜的光轴与横轴所成的角度为45°的地点在右舵车辆中成为作为驾驶员的观看者的正面的方式确定了相位差膜201的位置。
此外，在观看者的左侧，光轴与横轴所成的角度比45°小，在观看者的右侧，光轴与横轴所成的角度比45°大。
在图20中示出了在观看者的正面中光轴向右上方倾斜、且光轴与横轴所成的角度为45°的情况，但是也可以在观看者的正面中光轴向左上方倾斜，光轴与横轴所成的角度为45°。在观看者的正面中光轴向左上方倾斜的情况下，在观看者的左侧，光轴与横轴所成的角度比45°大，在观看者的右侧，光轴与横轴所成的角度比45°小。
另外，在光轴向左上方倾斜的情况下，对于光轴与横轴所成的角度，由于在与光轴向右上方倾斜的情况相同的角度的获取方法中角度为钝角，因此设为指示作为该钝角的补角的锐角的值的角度。
在车辆用夹层玻璃中，优选第一玻璃板和第二玻璃板经由中间膜而接合并成为一体结构。中间膜是通过以构成中间膜的聚合物软化的温度进行加热从而使第一玻璃板和第二玻璃板合在一起的膜，因此，作为聚合物，能够使用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、丙烯酸树脂(PMMA)、聚氨酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、环烯烃聚合物(COP)等。另外，中间膜也可以由多个树脂层构成。
相位差膜配置在第一玻璃板和第二玻璃板之间。
相位差膜可以配置在中间膜的内部，也可以配置在与第一玻璃板相接的位置，还可以配置在与第二玻璃板相接的位置。
通过使第一玻璃板和第二玻璃板的横向与相位差膜的横轴方向一致地配置，从而能够形成作为挡风玻璃的车辆用夹层玻璃。
作为构成车辆用夹层玻璃的玻璃材料，能够适合使用将平板状的玻璃板加工成弯曲形状的材料。作为玻璃板的材料，除了能够使用如由ISO16293-1规定的那样的钠钙硅酸盐玻璃以外，还能够使用铝硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃等公知的玻璃组成。第一玻璃板、第二玻璃板各自的厚度例如可以设为0.4mm～3mm。此外，第一玻璃板与第二玻璃板的间隔可以设为0.05mm～1mm。
在图20中示出了配置有图18中说明的相位差膜201的车辆用夹层玻璃，但是，使用图19中说明的相位差膜202作为相位差膜的车辆用夹层玻璃也是本发明的第二实施方式涉及的车辆用夹层玻璃。
本发明的第二实施方式涉及的车辆用夹层玻璃能够用于得到本发明的第二实施方式涉及的HUD装置、本发明的第二实施方式涉及的HUD系统。
即，通过使用本发明的第二实施方式涉及的车辆用夹层玻璃，能够提供在挡风玻璃面的横向具有宽的显示区域的HUD装置。
此外，与挡风玻璃相同地，也可以通过在侧窗玻璃使用上述的车辆用夹层玻璃来扩大显示HUD像的区域。优选此时的投影光所投影的投影部设为比观看者的正侧面更靠前方。
[抬头显示装置(HUD装置)]
在本发明的第二实施方式涉及的HUD装置中，有第三HUD装置和第四HUD装置这两种。首先，作为两种HUD装置共同的事项的X轴、Y轴和Z轴的定义和移动体的定义、以及移动体的示例与本发明的第一实施方式涉及的HUD装置和移动体相同。
作为在HUD装置中使用的车辆用夹层玻璃，能够使用本发明的第二实施方式涉及的车辆用夹层玻璃。
[第三HUD装置]
第三HUD装置是将在第二玻璃板的第四主面形成的反射像作为虚像进行观察的装置，是S-HUD方式的HUD装置。
图21是表示本发明的第二实施方式的第一方式涉及的第三HUD装置的概要以及在该装置中的光路的示意图。
在该示意图中，示出了将观看者设为驾驶员、在作为观看者的正面的观看者正面区域的剖面的示意图。此外，与纸面垂直的方向为X轴。
在图21中，用实线表示投影光的光路。
在第三HUD装置3中，投影部是车辆用夹层玻璃210，车辆用夹层玻璃210具有在作为移动体的车辆的室外侧配置的第一玻璃板11、和在车辆的室内侧配置的第二玻璃板12。
第一玻璃板11具有在室外侧露出的第一主面111、和第一主面111的相反侧的第二主面112。
此外，第二玻璃板12具有在室内侧露出的第四主面124、和第四主面124的相反侧的第三主面123。
在第一玻璃板11和第二玻璃板12之间配置有相位差膜201。
投影光240从影像部31照射到第四主面124，在第四主面124形成反射像。观看者35观察基于在第四主面124形成的反射像的位于光路241的延长线上的虚像412。
在第三HUD装置3中，从影像部31照射振动方向为X轴方向的投影光240。
在此，包含影像部31的发光点32、投影光240在第四主面124进行反射的反射点33、观看者35的视点34这三个点的平面为入射面。
在图21中，纸面相当于与入射面大致相同的面。
振动方向与入射面垂直的光为S偏振光的光。在入射面与X轴垂直的情况下，当向该入射面射入振动方向为X轴方向的投影光时，该投影光为S偏振光。
在投影光为S偏振光的情况下，透射第四主面124并在投影部内前进的投影光通过穿过相位差膜201而转换成P偏振光，在第一主面111不发生反射，投影光以保持P偏振光的状态向室外侧射出。
如果能像这样抑制在第一主面111的反射，则能够抑制重影的产生。
在观看者观看在观看者正面区域形成的反射像的情况下，在观看者正面区域配置的相位差膜为，在与第四主面平行的面中，相位差膜的光轴相对于X轴成45°±5°。
如果具有沿X轴的振动方向的S偏振光透射的相位差膜201的光轴相对于X轴成45°±5°，则S偏振光转换成P偏振光的比例变多。由于在观看者正面区域中入射面与X轴垂直，投影光为S偏振光，因此通过使与其对应的相位差膜的光轴相对于X轴成45°±5°，从而能够抑制重影的产生。
接着，对观看者观看在观看者斜前方区域形成的反射像的情况进行说明，其中，观看者斜前方区域是沿着X轴方向的任一个方向远离观看者正面区域的区域。
在观看者观看观看者斜前方区域的情况下，入射面与观看者观看观看者正面区域的情况不同。由于投影光的振动方向保持为X轴方向，因此导致相对于入射面的投影光的振动方向(X轴)从垂直方向偏移，投影光成为S偏振光与P偏振光的混合光，越远离观看者正面区域，P偏振光成分的比例越高。
对于这样的混合光，如果使相位差膜的光轴相对于X轴保持45°±5°，则P偏振光在穿过相位差膜后的投影光中占有的比例变少，导致S偏振光的比例变高。
因此，在观看者观看形成在观看者斜前方区域的反射像的情况下，对于在观看者斜前方区域配置的相位差膜，通过使相位差膜的光轴从相对于X轴为45°±5°起偏移，从而在S偏振光和P偏振光的混合光穿过相位差膜之后，使成为P偏振光的成分的比例增多，抑制重影的产生。
在观看者正面区域和观看者斜前方区域的任一个中，通过使投影光射入相位差膜，从而使投影光的振动方向转换成与入射面平行的方向。振动方向为与入射面平行的方向的光为P偏振光。
当穿过相位差膜之后的投影光为P偏振光时，不在第一主面发生反射，投影光保持P偏振光的状态向室外侧射出。因此，在观看者正面区域和观看者斜前方区域的任一个中均能抑制重影的产生，即使在挡风玻璃面的横向扩大了HUD的显示区域的情况下，也成为能够抑制重影的产生的HUD装置。
图22是示意性地表示在右舵车辆中的驾驶员为观看者的情况下的观看者正面区域和观看者斜前方区域的位置的图。
在图22中仅示出了构成HUD装置的车辆用夹层玻璃210，还示意性地示出了构成车辆用夹层玻璃210的相位差膜的光轴的方向。
由于在右舵车辆中车辆用夹层玻璃210的附图右侧位于观看者35的正面，因此在该部分设置观看者正面区域250。在观看者正面区域250中，相位差膜的光轴相对于X轴为45°±5°。
沿着X轴方向的右方远离观看者正面区域250的区域为右侧周边区域251。另一方面，沿着X轴方向的左方远离观看者正面区域250的区域为左侧周边区域252。
在右侧周边区域251中，相位差膜的光轴向比相对于X轴为50°大的方向偏移。另一方面，在左侧周边区域252中，相位差膜的光轴向比相对于X轴为40°小的方向偏移。
即，在右侧周边区域和左侧周边区域中，相位差膜的光轴从相对于X轴为45°±5°起偏移的方向的朝向是相反的。
另外，在左舵车辆中乘坐在副驾驶位的乘员为观看者的情况下也是相同的。
图23是示意性地表示在左舵车辆中的观看者正面区域和观看者斜前方区域的位置的图。
由于在左舵车辆中车辆用夹层玻璃210的附图左侧位于观看者35的正面，因此在该部分设置观看者正面区域250。在观看者正面区域250中，相位差膜的光轴相对于X轴为45°±5°。
与图22所示的方式相同地，沿着X轴方向的右方远离观看者正面区域250的区域为右侧周边区域251，沿着X轴方向的左方远离观看者正面区域250的区域为左侧周边区域252。
在右侧周边区域251中，相位差膜的光轴向比相对于X轴为50°大的方向偏移。另一方面，在左侧周边区域252中，相位差膜的光轴向比相对于X轴向为40°小的方向偏移。
即，在右侧周边区域和左侧周边区域中，相位差膜的光轴从相对于X轴为45°±5°起偏移的方向的朝向是相反的。
另外，在右舵车辆中乘坐在副驾驶位的乘员为观看者的情况下也是相同的。
图24是示意性地表示在右舵车辆中的驾驶员为观看者的情况下的观看者正面区域和观看者斜前方区域的位置的其他的方式的图。
相位差膜的光轴的方向与图22所示的方式不同。在图22所示的方式中，在观看者的正面中光轴向右上方倾斜，光轴与横轴所成的角度为45°，而在图24所示的方式中，在观看者的正面中光轴向左上方倾斜，光轴与横轴所成的角度为45°。
在右侧周边区域251中，相位差膜的光轴向比相对于X轴为40°小的方向偏移。另一方面，在左侧周边区域252中，相位差膜的光轴向比相对于X轴为50°大的方向偏移。
即，在右侧周边区域和左侧周边区域中，相位差膜的光轴从相对于X轴为45°±5°起偏移的方向的朝向是相反的。
另外，在左舵车辆中乘坐在副驾驶位的乘员为观看者的情况下也是相同的。
图25是示意性地表示在左舵车辆中的驾驶员为观看者的情况下的观看者正面区域和观看者斜前方区域的位置的其他的方式的图。
相位差膜的光轴的方向与图23所示的方式不同。在图23所示的方式中，在观看者的正面中光轴向右上方倾斜，光轴与横轴所成的角度为45°，而在图25所示的方式中，在观看者的正面中光轴向左上方倾斜，光轴与横轴所成的角度为45°。
在右侧周边区域251中，相位差膜的光轴向比相对于X轴为40°小的方向偏移。另一方面，在左侧周边区域252中，相位差膜的光轴向比相对于X轴为50°大的方向偏移。
即，在右侧周边区域和左侧周边区域中，相位差膜的光轴从相对于X轴为45°±5°起偏移的方向的朝向是相反的。
另外，在右舵车辆中乘坐在副驾驶位的乘员为观看者的情况下也是相同的。
图26是示意性地表示观看者为驾驶员和副驾驶席的乘员两人的情况下的观看者正面区域和观看者斜前方区域的位置的图。
在该方式中，使驾驶员与副驾驶位的乘员两人分别看到不同的像。
对于各观看者，在观看者正面区域和观看者斜前方区域中，相位差膜的光轴与X轴所成的角度被最优化。
在观看者为驾驶员和副驾驶位的乘员两人的情况下，相对于作为图26的右侧所示的驾驶员的观看者35设置观看者正面区域250，在沿着X轴方向的右方远离观看者正面区域250的区域设置右侧周边区域251。
此外，相对于作为图26的左侧所示的副驾驶位的乘员的观看者35′设置有观看者正面区域250′，在沿着X轴方向的左方远离观看者正面区域250′的区域设置有左侧周边区域252′。
另外，在图26中，假设是驾驶位在右侧、副驾驶位在左侧的右舵车辆，但即使是驾驶位在左侧、副驾驶位在右侧的左舵车辆也是相同的。
在图26所示的方式中，没有设置相对于作为驾驶员的观看者35的左侧周边区域、和相对于作为副驾驶位的乘员的观看者35′的右侧周边区域，但是也可以根据相对于作为驾驶员的观看者35的投影部、相对于作为副驾驶位的乘员的观看者35′的投影部的配置来设置这些区域。
此外，也可以以各观看者能够看到投影光的方式，组合使用多片如图20所示的相位差膜。
图27是示意性地表示观看者为驾驶员和副驾驶席的乘员两人情况下的观看者正面区域和观看者斜前方区域的位置的其他的方式的图。
相位差膜的光轴的方向与图26所示的方式不同。在图26所示的方式中，在观看者的正面中光轴向右上方倾斜，光轴与横轴所成的角度为45°，而在图27所示的方式中，在观看者的正面中光轴向左上方倾斜，光轴与横轴所成的角度为45°。
在相对于作为驾驶员的观看者35的右侧周边区域251中，相位差膜的光轴向比相对于X轴为40°小的方向偏移。另一方面，在相对于作为副驾驶位的乘员的观看者35′的左侧周边区域252′中，相位差膜的光轴向比相对于X轴为50°大的方向偏移。
观看者斜前方区域可以扩展到在观看者的侧方配置的侧窗玻璃中的观看者的斜前区域，也可以将投影部扩展到侧窗玻璃。
图28是示意性地表示将投影部扩展到侧窗玻璃的方式的图。
在图28中示出了在车辆用夹层玻璃210的右侧配置的侧窗玻璃270。观看者能够看到被投影在右侧的侧窗玻璃270的投影光。
将在侧窗玻璃270中投影光被投影的区域设为右侧扩展区域271。
即使在右侧扩展区域271中，相位差膜的光轴的角度在观看者正面区域的右侧周边区域中也变化。
即使是将观看者斜前方区域扩展到侧窗玻璃的扩展区域，也能够基于相同的思想抑制重影的产生。
[第四HUD装置]
第四HUD装置是将在第一玻璃板的第一主面形成的反射像作为虚像进行观察的装置，是P-HUD方式的HUD装置。
图29是表示本发明的第二实施方式的第二方式涉及的第四HUD装置的概要以及在该装置中的光路的示意图。
在该示意图中，示出了将观看者设为驾驶员、在作为观看者的正面的观看者正面区域的剖面的示意图。此外，纸面是与YZ平面平行的面。
在图29中，用实线表示投影光的光路。
在第四HUD装置4中，投影部是车辆用夹层玻璃210，车辆用夹层玻璃210具有在作为移动体的车辆的室外侧配置的第一玻璃板11、和在车辆的室内侧配置的第二玻璃板12。
第一玻璃板11具有在室外侧露出的第一主面111、和第一主面111的相反侧的第二主面112。
此外，第二玻璃板12具有在室内侧露出的第四主面124、和第四主面124的相反侧的第三主面123。
在第一玻璃板11和第二玻璃板12之间配置有相位差膜201。
在第四HUD装置4中，从影像部31照射振动方向为与YZ平面平行的方向的投影光260。
在此，包含影像部31的发光点32、投影光260在第一主面111进行反射的反射点33、观看者35的视点34这三个点的平面为入射面。
在图29中，纸面相当于与入射面大致相同的面。
振动方向与入射面平行的光为P偏振光的光。在入射面与YZ平面平行的情况下，当向该入射面射入振动方向为与YZ平面平行的方向的投影光时，该投影光为P偏振光。
在投影光260为P偏振光的情况下，即使在透过偏光太阳镜观察虚像的太阳镜模式下也能够使用。
投影光260从影像部31照射到第四主面124，在投影部内前进的投影光通过相位差膜201转换成S偏振光，在第一主面111形成反射像，并且未发生反射的一部分的S偏振光穿过第一主面111，保持S偏振光的状态向室外侧射出。
在第一主面111形成的反射像再次穿过相位差膜201而转换成P偏振光。观看者35观看基于在第一主面111的反射像的位于光路261的延长线上的虚像612。
由于该虚像612由P偏振光构成，因此观看者35即使透过偏光太阳镜36也能够看到虚像。
另外，在第四主面124不形成反射像，或者少量形成反射像。在第四主面124形成的反射像的强度比在第一主面111形成的反射像相对强的情况下，在第四主面124形成的反射像被观察为重影。
在观看者观看形成在观看者正面区域的反射像的情况下，在观看者正面区域配置的相位差膜为，在与第四主面平行的面中相位差膜的光轴相对于X轴成45°±5°。
在观看者正面区域中，投影光几乎是P偏振光。如果在观看者正面区域中P偏振光透射的相位差膜201的光轴相对于X轴成45°±5°，则P偏振光被转换成S偏振光的比例较多。
如果射入相位差膜的投影光(P偏振光)转换成S偏振光的效率变高，则基于在第一玻璃板的第一主面形成的反射像的虚像显示变强。因此，在第四主面形成的反射像的影响相对变弱，能够抑制重影的产生。
接着，对观看者观看在观看者斜前方区域形成的反射像的情况进行说明，其中，观看者斜前方区域是沿着X轴方向的任一个方向远离观看者正面区域的区域。
在观看者观看观看者斜前方区域的情况下，入射面与观看者观看观看者正面区域的情况不同。由于投影光的振动方向保持与YZ平面平行的方向，因此导致相对于入射面的投影光的振动方向(与YZ平面平行的方向)从平行方向偏移，投影光成为S偏振光与P偏振光的混合光，越远离观看者正面区域，S偏振光成分的比例越高。
对于这样的混合光，如果使相位差膜的光轴相对于X轴保持45°±5°，则S偏振光在穿过相位差膜后的投影光中占有的比例变少，导致P偏振光的比例变高。
因此，在观看者观看形成在观看者斜前方区域的反射像的情况下，对于在观看者斜前方区域配置的相位差膜，通过使相位差膜的光轴从相对于X轴为45°±5°起偏移，从而在S偏振光和P偏振光的混合光穿过相位差膜之后，使成为S偏振光的成分的比例增多，使基于在第一玻璃板的第一主面形成的反射像的虚像显示变强。
由于基于在第一主面形成的反射像的虚像显示变强，因此在第四主面反射的投影光的影响相对地变弱，能够抑制重影的产生。
在观看者正面区域、观看者斜前方区域的任一个中，通过使投影光射入相位差膜，从而使投影光的振动方向转换成与入射面垂直的方向。振动方向为与入射面垂直的方向的光为S偏振光。
当穿过相位差膜后的投影光为S偏振光时，第一主面的反射变强，因此，基于在第一玻璃板的第一主面形成的反射像的虚像显示变强。
因此，在观看者正面区域、观看者斜前方区域的任一个中，均能够抑制重影的产生，即使在挡风玻璃面的横向扩大了HUD的显示区域的情况下，也成为能够抑制重影的产生的HUD装置。
在第四HUD装置中，也能够与第三HUD装置同样地确定观看者正面区域、观看者斜前方区域的位置。右舵车辆、左舵车辆各自的观看者正面区域、观看者斜前方区域的位置的例子可以是参照图22和图23所说明的那样。
此外，相位差膜的光轴的方向向左上方倾斜的情况的例子可以是参照图24和图25所说明的那样。
此外，在观看者为两人的情况的例子可以是参照图26和图27所说明的那样。
此外，将投影部扩展到侧窗玻璃的情况的例子可以是参照图28所说明的那样。
另外，至此说明的第三HUD装置、第四HUD装置中，均图示地说明了观看者斜前方区域中的相位差膜的光轴的方向的倾斜的变化是沿着X轴方向连续地进行的装置(即，使用了图18所示的相位差膜的例子)，但是，也可以使用观看者斜前方区域中的相位差膜的光轴的方向的倾斜的变化是沿着X轴方向非连续地进行的装置(即，使用了图19所示的相位差膜的例子)。
[抬头显示系统(HUD系统)]
本发明的第二实施方式的HUD系统是通过在一个系统中切换所照射的投影光的种类从而既能够作为第三HUD装置来使用也能够作为第四HUD装置来使用的系统。
在HUD系统中，影像部能够对振动方向为X轴方向的第一投影光、和振动方向为与YZ平面平行的方向的第二投影光进行切换并照射。
在照射第一投影光的情况下为S-HUD，能够作为第三HUD装置使用。在照射第二投影光的情况下为P-HUD，能够作为第四HUD装置使用。
在观看者经由偏光太阳镜等偏振片看到虚像的情况下，作为第四HUD装置来使用。
HUD系统中的影像部以外的结构能够采用与第三HUD装置和第四HUD装置相同的结构。
以下，对影像部中的第一投影光和第二投影光的切换进行说明。
影像部可以是能够将振动方向为X轴方向的第一投影光进行投影的装置，也可以是能够将振动方向为与YZ平面平行的方向的第二投影光进行投影的装置。
此外，还可以是具有两种投影机构并能够切换投影光的种类的装置。
此外，可以是如下装置：最初照射某种偏振光的光，通过在该光的光路中配置偏振光控制部，从而能够将投影的光转换成第一投影光或第二投影光。
作为转换前的投影光的种类，可举出随机包含任何偏振光的光(无偏振光)、圆偏振光或椭圆偏振光、P偏振光与S偏振光的混合光、不是P偏振光和S偏振光的直线偏振光等。
作为影像部，适合使用能够照射投影光的投影仪。作为这样的投影仪的例子，可举出DMD投影系统方式投影仪、激光扫描型MEMS投影系统方式投影仪、或者反射型液晶方式投影仪等。
例如，在影像部具有最初照射振动方向为X轴方向的第一投影光的机构的情况下，通过在该投影光的光路中设置半波长板(相对于第一投影光的振动方向的相位差膜的光轴为45°的相位差膜)作为偏振光控制部，从而能够将第一投影光转换成第二投影光。
只要在使用第一投影光直接作为投影光的情况下不使其穿过偏振光控制部，在作为第二投影光的情况下使其穿过偏振光控制部即可。
通过控制穿过/不穿过偏振光控制部，能够进行第一投影光和第二投影光的切换。
在影像部具有最初照射振动方向为与YZ平面平行的方向的第二投影光的机构的情况下，通过使用相同的结构，能够将第二投影光转换成第一投影光，因此，通过控制穿过/不穿过偏振光控制部，能够进行第二投影光和第一投影光的切换。
在第四HUD装置中将在第一玻璃板的第一主面形成的反射像作为虚像进行观察，但是在投影光的强度与第三HUD装置相同的情况下，与第三HUD装置中在第二玻璃板的第四主面形成的反射像相比，虚像显示变弱。
因此，优选将投影第二投影光时的照射强度设为比投影第一投影光时的照射强度高。这能够通过在第一投影光和第二投影光的情况下切换从影像部照射的投影光的照射强度来实现。此外，也可以通过在投影第一投影光的情况下使其透射ND滤波器等，从而使其照射强度降低。
(本发明的第二实施方式涉及的实施例)
实施如下实验：分别对在观看者正面区域和观看者斜前方区域中的、相位差膜的光轴与X轴所成的角度改变的情况下的重影的发生情况进行比较。
首先，示出关于观看者斜前方区域位于观看者右侧的情况的实验结果。
图30是示意性地表示在实施例和比较例中使用的第三HUD装置的配置图。
图31是示意性地表示实施例3中的实验系统的图，图32是示意性地表示比较例3中的实验系统的图。
准备了如图30所示的第三HUD装置。第三HUD装置3具有S-HUD方式用的200mm×200mm的正方形的投影部。
如图30所示，将影像部31水平放置，将车辆用夹层玻璃210相对于影像部31以形成布儒斯特角的56°的位置关系来配置。
从影像部31向垂直上方照射在X轴方向振动的投影光，观看者35观察在第四主面124显示的虚像。观看者的视点与车辆用夹层玻璃的高度相同。
使用平板电脑作为影像部31，由平板电脑显示白色网格像。将平板电脑配置在车辆用夹层玻璃的正下方。
此外，为了模拟移动体在夜间行驶，在观看者35看到的方向，在车辆用夹层玻璃210的另一侧配置有黑色的背景板37。
如图31和图32所示，作为观察点，将观看者的正面设为X轴方向的位置0的地点，在右侧设置+200mm地点、+400mm地点。
在实施例3中，如图31所示，在观看者正面区域(X轴方向的位置0的地点)中，以相位差膜的光轴相对于X轴成45°的方式配置了投影部。进而，在作为观看者斜前方区域的+200mm地点、+400mm地点处，以相位差膜的光轴相对于X轴分别成55°、65°的方式配置了投影部。
上述实验通过如下进行：将200mm×200mm的正方形的投影部的位置分别依次偏移200mm，进而通过使投影部倾斜，从而以使相位差膜的光轴倾斜的方式配置投影部。
在比较例3中，如图32所示，在所有的观察点处，均以相位差膜的光轴相对于X轴成45°的方式配置了投影部。
图33是表示在实施例3和比较例3中看到的虚像的照片。
当分别在与观看者的距离相同的位置进行比较时，能够确认在实施例3中在位于观看者斜前方区域的+200mm地点、+400mm地点处抑制了重影的产生。
另一方面，在比较例3中，在这些地点处，观察到在横向延伸的重影。
接着，示出关于观看者斜前方区域位于观看者左侧的情况的实验结果。
图34是示意性地表示实施例4中的实验系统的图，图35是示意性地表示比较例4中的实验系统的图。实验的方法与实施例3相同。
如图34和图35所示，作为观察点，将观看者的正面设为X轴方向的位置0的地点，在左侧设置-100mm地点、-200mm地点、-300mm地点、-400mm地点、-500mm地点。
如图34所示，在实施例4中，在观看者正面区域(X轴方向的位置0的地点)中，使相位差膜的光轴相对于X轴成45°，在作为观看者斜前方区域的-100mm地点、-200mm地点、-300mm地点、-400mm地点、-500mm地点处，使相位差膜的光轴相对于X轴分别成40°、35°、30°、25°、20°。
如图35所示，在比较例4中，在所有的观察点处，均使相位差膜的光轴相对于X轴成45°。
图36是表示在实施例4和比较例4中看到的虚像的照片。
当分别在与观看者的距离相同的位置进行比较时，能够确认在实施例4中在位于观看者斜前方区域的-100mm地点、-200mm地点、-300mm地点、-400mm地点、-500mm地点处抑制了重影的产生。
另一方面，在比较例4中，特别是在-300mm地点、-400mm地点、-500mm地点处，观察到在横向延伸的重影。
[产业上的可利用性]
能够提供一种HUD装置，在观看者倾斜地观看在汽车等车辆的挡风玻璃面的外周附近的区域、挡风玻璃面的中央区域中显示的像的情况下，能够抑制重影的产生。
本申请基于2020年2月13日提交的日本专利申请第2020-022342号、2020年2月21日提交的日本专利申请第2020-027920号、以及2020年8月24日提交的日本专利申请第2020-140713号，根据《巴黎公约》以及进入的国家的法律要求优先权。这些申请的全部内容作为参照而引入本申请中。
附图标记说明
1：第一HUD装置；
2：第二HUD装置；
3：第三HUD装置；
4：第四HUD装置；
10、210：车辆用夹层玻璃；
11：第一玻璃板；
12：第二玻璃板；
20：车辆；
31：影像部；
32：发光点；
33：反射点；
34：视点；
35：观看者；
35D：驾驶员(观看者)；
35P：乘客(观看者)；
36：偏光太阳镜；
40、60：投影光；
41：从偏振部透射后的投影光；
42、241：基于在第四主面形成的反射像的光路；
61：从偏振部透射后的投影光；
62、261：基于在第一主面形成的反射像的光路；
81、81L、81R、81D、81P、82、82L、82R、82D、82P：偏振部；
100、201、202：相位差膜；
111：第一主面；
112：第二主面；
123：第三主面；
124：第四主面；
240：振动方向为X轴方向的投影光；
250、250′：第二实施方式的观看者正面区域；
251：右侧周边区域(第二实施方式的观看者斜前方区域)；
252、252′：左侧周边区域(第二实施方式的观看者斜前方区域)；
260：振动方向为与YZ平面平行的方向的投影光；
270：侧窗玻璃；
271：右侧扩展区域；
412、421、421C、421L、421R：虚像(基于在第四主面形成的反射像的、位于光路的延长线上的虚像)；
612、621、621C、621L、621R：虚像(基于在第一主面形成的反射像的、位于光路的延长线上的虚像)。
Claims (21)
1.一种抬头显示装置，其被搭载在移动体，使作为所述移动体的乘员的观看者观看基于投影光在投影部的反射像的虚像，其特征在于，
在将与地面水平且与所述移动体前进时的前进方向正交的方向设为X轴，将与地面水平且在所述移动体前进时的前进方向设为Y轴，将与地面垂直的方向设为Z轴，将具有所述观看者的视点、所述投影光的发光点、以及作为所述投影光发生反射的点的反射点的面设为入射面时，
所述抬头显示装置具有：
影像部，其照射所述投影光；
偏振部，其设置在所述影像部与所述投影部之间，使所述投影光所包含的在特定方向上振动的光透射；以及
所述投影部，其被投影从所述偏振部透射的投影光，
所述投影部是从作为所述投影光的射入侧的室内侧向室外侧依次配置有第二玻璃板、相位差膜、第一玻璃板的夹层玻璃，
所述投影部具有观看者正面区域和观看者斜前方区域，所述观看者正面区域是所述观看者的正面，所述观看者斜前方区域是沿所述X轴方向的任一个方向远离所述观看者正面区域的区域，
所述投影光至少被投影到所述观看者斜前方区域，
在将从所述观看者观看所述投影部时的X轴设为0°，将沿着所述相位差膜的面设为投影面时，
所述相位差膜在所述投影面中具有相对于X轴倾斜了θr的光轴，所述相位差膜是通过所述光轴来改变射入所述投影面的所述投影光的振动方向的相位差膜，
所述特定方向是与所述入射面平行的方向。
2.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其中，
所述观看者观察基于在除了所述第二玻璃板的室内侧面以外的面形成的反射像的虚像。
3.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其中，
所述观看者观察基于在所述第一玻璃板的室外侧面形成的反射像的虚像。
4.一种抬头显示装置，其被搭载在移动体，使作为所述移动体的乘员的观看者观看基于投影光在投影部的反射像的虚像，其特征在于，
在将与地面水平且与所述移动体前进时的前进方向正交的方向设为X轴，将与地面水平且在所述移动体前进时的前进方向设为Y轴，将与地面垂直的方向设为Z轴，将具有所述观看者的视点、所述投影光的发光点、以及作为所述投影光发生反射的点的反射点的面设为入射面时，
所述抬头显示装置具有：
影像部，其照射所述投影光；
偏振部，其设置在所述影像部与所述投影部之间，使所述投影光所包含的在特定方向上振动的光透射；以及
所述投影部，其被投影从所述偏振部透射的投影光，
所述投影部是从作为所述投影光的射入侧的室内侧向室外侧依次配置有第二玻璃板、相位差膜、第一玻璃板的夹层玻璃，
所述投影部具有观看者正面区域和观看者斜前方区域，所述观看者正面区域是所述观看者的正面，所述观看者斜前方区域是沿所述X轴方向的任一个方向远离所述观看者正面区域的区域，
所述投影光至少被投影到所述观看者斜前方区域，
在将从所述观看者观看所述投影部时的X轴设为0°，将沿着所述相位差膜的面设为投影面时，
所述相位差膜在所述投影面中具有相对于X轴倾斜了θr的光轴，所述相位差膜是在将射入所述投影面的所述投影光的振动方向θα与所述光轴所成的角度设为dθ的情况下使射入的所述投影光的振动方向旋转2dθ的相位差膜，
在将所述入射面相对于所述投影面中的X轴的角度设为θp的情况下，所述振动方向θα在所述投影面中为2θr-θp的方向。
5.根据权利要求4所述的抬头显示装置，其中，
所述观看者观察基于在所述第二玻璃板的室内侧面形成的反射像的虚像。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的抬头显示装置，其中，
所述观看者为多人，
对于各观看者，分别在所述影像部与所述投影部之间设置所述偏振部，具有作为按每个观看者设置的入射面的各入射面，
各所述偏振部使在与所述各入射面对应的所述特定方向振动的投影光透射。
7.根据权利要求6所述的抬头显示装置，其中，
所述偏振部具有透射了的投影光的振动方向变成所述特定方向的透射轴，
各所述透射轴的朝向不同。
8.根据权利要求7所述的抬头显示装置，其中，
所述投影光被投影到中央区域，所述中央区域在所述多人的观看者各自的所述观看者正面区域之间，是相当于所述多人的观看者各自的所述观看者斜前方区域的区域。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的抬头显示装置，其中，
在所述投影部中，能够改变所述投影光被投影的投影位置，
与伴随所述投影位置的改变的入射面的改变对应地，所述偏振部是可动的，能够改变从所述偏振部透射的光的振动方向。
10.一种抬头显示系统，其被搭载在移动体，使作为所述移动体的乘员的观看者观看基于投影光在投影部的反射像的虚像，其特征在于，
在将与地面水平且与所述移动体前进时的前进方向正交的方向设为X轴，将与地面水平且在所述移动体前进时的前进方向设为Y轴，将与地面垂直的方向设为Z轴，将具有所述观看者的视点、所述投影光的发光点、以及作为所述投影光发生反射的点的反射点的面设为入射面时，
所述抬头显示系统具有：
影像部，其照射所述投影光；
偏振部，其设置在所述影像部与所述投影部之间，使所述投影光所包含的在特定方向上振动的光透射；以及
所述投影部，其被投影所述投影光，
所述投影部是从作为所述投影光的射入侧的室内侧向室外侧依次配置有第二玻璃板、相位差膜、第一玻璃板的夹层玻璃，
所述投影部具有观看者正面区域和观看者斜前方区域，所述观看者正面区域是所述观看者的正面，所述观看者斜前方区域是沿所述X轴方向的任一个方向远离所述观看者正面区域的区域，
所述投影光至少被投影到所述观看者斜前方区域，
在将从所述观看者观看所述投影部时的X轴设为0°，将沿着所述相位差膜的面设为投影面时，
所述相位差膜在所述投影面中具有相对于X轴倾斜了θr的光轴，所述相位差膜是通过所述光轴来改变射入所述投影面的所述投影光的振动方向的相位差膜，
所述偏振部是可动的，通过改变从所述偏振部透射的光的振动方向，从而能够切换以下的(A)和(B)：
(A)使射入所述第二玻璃板的光的振动方向成为与所述入射面平行的方向，
(B)所述相位差膜在将射入所述投影面的所述投影光的振动方向θα与所述光轴所成的角度设为dθ的情况下，使入射的所述投影光的振动方向旋转2dθ，在将所述入射面相对于所述投影面中的X轴的角度设为θp的情况下，所述相位差膜使从所述第二玻璃板透射的光的振动方向在所述投影面中为2θr-θp的方向。
11.根据权利要求10所述的抬头显示系统，其中，
在所述投影部中，能够改变所述投影光被投影的投影位置，
与伴随所述投影位置的改变的入射面的改变对应地，所述偏振部是可动的，并能够改变从所述偏振部透射的光的振动方向。
12.一种抬头显示装置，其被搭载在移动体，使作为所述移动体的乘员的观看者观看基于投影光在投影部的反射像的虚像，其特征在于，
在将与地面水平且与所述移动体前进时的前进方向正交的方向设为X轴，将与地面水平且在所述移动体前进时的前进方向设为Y轴，将与地面垂直的方向设为Z轴，将具有所述观看者的视点、所述投影光的发光点、以及作为所述投影光发生反射的点的反射点的面设为入射面时，
所述抬头显示装置具有：
影像部，其照射振动方向为X轴方向的所述投影光；以及
投影部，其被投影所述投影光，
所述投影部配置在比所述观看者更靠所述移动体前进时的前进方向，所述投影部由夹层玻璃构成，所述夹层玻璃具有在所述投影光的射入侧配置的第二玻璃板、在所述投影光的射出侧配置的第一玻璃板、以及在所述第二玻璃板与所述第一玻璃板之间配置的相位差膜，
所述第一玻璃板具有在室外侧露出的第一主面和所述第一主面的相反侧的第二主面，
所述第二玻璃板具有在室内侧露出的第四主面和所述第四主面的相反侧的第三主面，
通过使所述投影光射入所述相位差膜，能够将所述投影光的振动方向转换为与所述入射面平行的方向，
所述投影部具有观看者正面区域和观看者斜前方区域，所述观看者正面区域是所述观看者的正面，所述观看者斜前方区域是沿X轴方向的任一个方向远离所述观看者正面区域的区域，
在所述观看者观看在所述观看者正面区域形成的反射像的情况下，在所述观看者正面区域配置的所述相位差膜在与第四主面平行的面中所述相位差膜的光轴相对于X轴成45°±5°，
在所述观看者观看在所述观看者斜前方区域形成的反射像的情况下，在所述观看者斜前方区域配置的所述相位差膜在与第四主面平行的面中所述相位差膜的光轴向如下方向倾斜，该方向是从相对于X轴为45°±5°起偏移的方向，
所述虚像是基于在所述第二玻璃板的所述第四主面形成的反射像的虚像，
在所述观看者正面区域和所述观看者斜前方区域的任一个中，从所述第一玻璃板的所述第一主面射出的光均主要是在相对于所述入射面平行的方向上振动的所述投影光。
13.一种抬头显示装置，其被搭载在移动体，使作为所述移动体的乘员的观看者观看基于投影光在投影部的反射像的虚像，其特征在于，
在将与地面水平且与所述移动体前进时的前进方向正交的方向设为X轴，将与地面水平且在所述移动体前进时的前进方向设为Y轴，将与地面垂直的方向设为Z轴，将具有所述观看者的视点、所述投影光的发光点、以及作为所述投影光发生反射的点的反射点的面设为入射面时，
所述抬头显示装置具有：
影像部，其照射振动方向为与YZ平面平行的方向的所述投影光；以及
投影部，其被投影所述投影光，
所述投影部配置在比所述观看者更靠所述移动体前进时的前进方向，所述投影部由夹层玻璃构成，所述夹层玻璃具有在所述投影光的射入侧配置的第二玻璃板、在所述投影光的射出侧配置的第一玻璃板、以及在所述第二玻璃板与第一玻璃板之间配置的相位差膜，
所述第一玻璃板具有在室外侧露出的第一主面和所述第一主面的相反侧的第二主面，
所述第二玻璃板具有在室内侧露出的第四主面和所述第四主面的相反侧的第三主面，
通过使所述投影光射入所述相位差膜，能够将所述投影光的振动方向转换为与所述入射面垂直的方向，
所述投影部具有观看者正面区域和观看者斜前方区域，所述观看者正面区域是所述观看者的正面，所述观看者斜前方区域是沿X轴方向的任一个方向远离所述观看者正面区域的区域，
在所述观看者观看在所述观看者正面区域形成的反射像的情况下，在所述观看者正面区域配置的所述相位差膜在与第四主面平行的面中所述相位差膜的光轴相对于X轴成45°±5°，
在所述观看者观看在所述观看者斜前方区域形成的反射像的情况下，在所述观看者斜前方区域配置的所述相位差膜在与第四主面平行的面中所述相位差膜的光轴向如下方向倾斜，该方向是从相对于X轴为45°±5°起偏移的方向，
所述虚像是基于在所述第一玻璃板的所述第一主面形成的反射像的虚像，
在所述观看者正面区域和所述观看者斜前方区域的任一个中，在所述第一玻璃板的所述第一主面反射的光均主要是在相对于所述入射面垂直的方向上振动的所述投影光。
14.根据权利要求12或13所述的抬头显示装置，其中，
在所述观看者斜前方区域中的位于所述观看者正面区域的右侧的右侧周边区域、和位于所述观看者正面区域的左侧的左侧周边区域中，所述相位差膜的光轴从相对于X轴为45°±5°起偏移的方向的朝向是相反的。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的抬头显示装置，其中，
在所述观看者斜前方区域中的所述相位差膜的光轴的方向的倾斜的变化沿X轴方向连续地进行。
16.根据权利要求12至14中任一项所述的抬头显示装置，其中，
在所述观看者斜前方区域中的所述相位差膜的光轴的方向的倾斜的变化沿X轴方向非连续地进行。
17.一种相位差膜，其具有上下方向的纵轴和左右方向的横轴，所述相位差膜为一体式的相位差膜，其特征在于，
在沿着所述纵轴的多个地点，所述相位差膜的光轴与所述横轴所成的角度为固定，
沿着所述横轴方向，所述相位差膜的光轴与所述横轴所成的角度以固定倾向变化。
18.根据权利要求17所述的相位差膜，其中，
沿着所述横轴方向，所述相位差膜的光轴与所述横轴所成的角度连续地变化。
19.根据权利要求17所述的相位差膜，其中，
沿着所述横轴方向，所述相位差膜的光轴与所述横轴所成的角度非连续地变化。
20.一种车辆用夹层玻璃，其具有第一玻璃板、第二玻璃板、以及在所述第一玻璃板与所述第二玻璃板之间配置的相位差膜，其特征在于，
所述相位差膜是权利要求17～19中任一项所述的相位差膜。
21.一种抬头显示系统，其被搭载在移动体，使作为所述移动体的乘员的观看者观看基于投影光在投影部的反射像的虚像，其特征在于，
在将与地面水平且与所述移动体前进时的前进方向正交的方向设为X轴，将与地面水平且在所述移动体前进时的前进方向设为Y轴，将与地面垂直的方向设为Z轴，将具有所述观看者的视点、所述投影光的发光点、以及作为所述投影光发生反射的点的反射点的面设为入射面时，
所述抬头显示系统具有：
影像部，其照射所述投影光；以及
投影部，其被投影所述投影光，
所述投影部配置在比所述观看者更靠所述移动体前进时的前进方向，所述投影部由夹层玻璃构成，所述夹层玻璃具有在所述投影光的射入侧配置的第二玻璃板、在所述投影光的射出侧配置的第一玻璃板、以及在所述第二玻璃板与所述第一玻璃板之间配置的相位差膜，
所述第一玻璃板具有在室外侧露出的第一主面和所述第一主面的相反侧的第二主面，
所述第二玻璃板具有在室内侧露出的第四主面和所述第四主面的相反侧的第三主面，
通过使所述投影光射入所述相位差膜，能够将所述投影光的振动方向转换为与所述入射面平行的方向或垂直的方向，
所述投影部具有观看者正面区域和观看者斜前方区域，所述观看者正面区域是所述观看者的正面，所述观看者斜前方区域是沿X轴方向的任一个方向远离所述观看者正面区域的区域，
在所述观看者观看在所述观看者正面区域形成的反射像的情况下，在所述观看者正面区域配置的所述相位差膜在与第四主面平行的面中所述相位差膜的光轴相对于X轴成45°±5°，
在所述观看者观看在所述观看者斜前方区域形成的反射像的情况下，在所述观看者斜前方区域配置的所述相位差膜在与第四主面平行的面中所述相位差膜的光轴向如下方向倾斜，该方向是从相对于X轴为45°±5°起偏移的方向，
所述影像部能够切换振动方向为X轴方向的第一投影光和振动方向为与YZ平面平行的方向的第二投影光来照射，
在所述观看者不经由偏振片观看虚像的情况下，从所述影像部照射所述第一投影光，所述虚像是基于在所述第二玻璃板的所述第四主面形成的反射像的虚像，在所述观看者正面区域和所述观看者斜前方区域的任一个中，从所述第一玻璃板的所述第一主面射出的光均主要是在相对于所述入射面平行的方向上振动的投影光，
在所述观看者经由偏振片观看虚像的情况下，从所述影像部照射所述第二投影光，所述虚像是基于在所述第一玻璃板的所述第一主面形成的反射像的虚像，在所述观看者正面区域和所述观看者斜前方区域的任一个中，在所述第一玻璃板的所述第一主面反射的光均主要是在相对于所述入射面垂直的方向上振动的投影光。
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