WO2021193614A1 - ヘッドアップディスプレイ - Google Patents
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Definitions
- This disclosure relates to a head-up display.
- a head-up display device (hereinafter referred to as a HUD device) that displays an image on a display such as a display, reflects the image on a mirror, and projects the image on glass or the like as a virtual image has become widespread in automobiles and the like in recent years, and in particular, Various information can be displayed due to the high performance of the display.
- HUD devices are generally used to superimpose information or the like on the user's normal field of view. For example, in the case of an automobile, vehicle speed information or the like is displayed on a windshield, a combiner, or the like.
- a HUD device for a vehicle is provided with a translucent cover to prevent dust and dirt from entering from a projection port for projecting an image from the device body to a projection unit such as glass.
- a translucent cover (hereinafter referred to as the translucent cover), a resin material containing polycarbonate is generally adopted from the viewpoint of strength and prevention of scattering at the time of collision.
- the display portion inside the device is deteriorated by the load of heat and light due to the incident of external light (sunlight), and the display quality is deteriorated.
- various techniques such as shielding incident sunlight have been proposed.
- One of them has been proposed to give a light-transmitting cover a polarization characteristic in order to shield sunlight incident from the outside without lowering the brightness of the light emitted from the display unit (Patent Document 1). ..
- Patent Document 1 a cover having a gray-colored absorbent polarizing layer, it is possible not only to reduce the intrusion of sunlight, but also to hide the internal structure of the HUD device and to match the color tone with the dashboard.
- HUD devices have been designed not only to refine the projected display information but also to project information to a wider area of the windshield, and accordingly, a concave mirror (concave mirror) in the device has been advanced. Since the width of the light projected from the (also referred to as) becomes large, it is necessary to increase the area of the translucent cover through which the light is transmitted.
- the emitted light is generally polarized in the horizontal direction (hereinafter referred to as S-polarized light).
- S-polarized light the emitted light is generally polarized in the horizontal direction
- the absorption axis of the polarized sunglasses is generally in the horizontal direction, and the horizontal polarization reaching the driver is blocked by the polarized sunglasses, so that the display image (virtual image). ) Is difficult to see.
- an optical member such as a light-shielding polarizing plate, a retardation plate having a ⁇ / 4 wavelength or a ⁇ / 2 wavelength, or a film having a high retardation value of 3000 nm or more is used as a HUD.
- An optical member such as a light-shielding polarizing plate, a retardation plate having a ⁇ / 4 wavelength or a ⁇ / 2 wavelength, or a film having a high retardation value of 3000 nm or more is used as a HUD.
- Patent Documents 2 and 3 A method used for an optical path of an apparatus or a translucent cover has been proposed (Patent Documents 2 and 3).
- the production cost increases due to the increase in the materials used. .. Further, there are problems that the amount of light (luminance) from the display is reduced, the display image is colored due to the influence of the wavelength dispersion of the retardation plate, and the installation location of the optical member is limited. Further, when the above-mentioned optical member is arranged in the optical path, the concave mirror also becomes large in order to project an image showing information in a wide area, so that the concave mirror has a strong condensing action on the incident sunlight. Therefore, the amount of light absorbed by the optical member also increases, which may accelerate the deterioration of the optical member.
- the film having the above-mentioned high retardation value it is necessary to add it to the emitting side of the translucent cover, for example.
- the polarized light emitted from the display unit is installed in a predetermined optical axis relationship, for example, the polarizing layer and the roll-to-roll process cannot be performed, which may lead to a decrease in the production efficiency of the cover member. be.
- the cover member since the symmetry in the thickness direction of the translucent cover is impaired, the cover member may be deformed such as warped when exposed to a heat load due to sunlight for a long time. Further, this may distort the displayed image or cause it to fall out of the device. In particular, if the area of the translucent cover is large, this effect becomes remarkable.
- the present disclosure reduces the incident of sunlight into the HUD device, and allows the display image to be visually recognized even when wearing polarized sunglasses without using the retardation plate in the HUD device and the translucent cover.
- the purpose is to provide an up-display.
- the translucent cover by installing the translucent cover so that the transmission axis of the translucent cover having the polarizing layer and the polarization direction emitted from the display do not match, the visibility of the displayed image even when wearing polarized sunglasses I found that I could improve.
- one aspect of the present disclosure is a polarizing member including a polarizing layer, a support plate provided on at least one surface of the polarizing layer, a display for outputting an image containing a linearly polarized component, and the above.
- a housing for accommodating a display is provided, and the polarizing member is used as a light-transmitting cover that transmits the image to the outside of the housing, and the transmission shaft of the polarizing layer and the display output from the display.
- the angles formed by the polarization directions of the image are set so as to exclude the parallel and orthogonal angles, and the image transmitted through the polarizing member is a head-up display that projects a imaginary image including polarization in the horizontal and vertical directions as a projected image. Is.
- the transmission axis of the polarizing layer may be 5 to 45 degrees with respect to the polarization direction of the image output from the display.
- phase difference value (Re) of the polarizing film of the polarizing layer at a wavelength of 550 nm with respect to the polarization of the image output from the display is n ⁇ 550 ⁇ 150 nm (n is 0, 1, 2, ... Integer) may be used.
- the incident of sunlight into the HUD device is reduced, and the displayed image can be visually recognized even when wearing polarized sunglasses without using these retardation plates in the HUD device and the translucent cover.
- a capable head-up display can be provided.
- the HUD device 100 includes a housing 10, a display 12, a flat mirror 14, a concave mirror 16, a polarizing member (polarizing cover) 18, and a projection unit 20. Consists of including.
- the housing 10 houses components such as a display 12, a flat mirror 14, and a concave mirror 16 that make up the HUD device 100.
- the housing 10 is made of a material having mechanical strength such as plastic or metal.
- the display 12 is a device that outputs an image projected by the HUD device 100.
- the display 12 is composed of a liquid crystal display (LCD) or the like.
- the image light emitted from the display 12 is linearly polarized.
- the image light emitted from the display 12 generally has an S polarization component so as to maximize the brightness of the virtual image on the projection unit 20 in consideration of the influence of the Brewster angle (polarization angle) incident on the projection unit 20. Designed.
- the flat mirror 14 is provided to reflect the image light radiated from the display 12 toward the concave mirror 16.
- the concave mirror 16 is provided to reflect the image light arriving from the flat mirror 14 and reflect it toward the projection unit 20.
- the concave mirror 16 magnifies the image light at a desired magnification and projects it onto the projection unit 20.
- the polarizing member (polarizing cover) 18 is a translucent plate-shaped member attached to an opening provided in the housing 10.
- the polarizing member 18 is provided as a translucent cover so that the image light reflected by the concave mirror 16 is transmitted to the outside of the housing 10 and dust and dirt do not enter the inside of the housing 10.
- the configuration of the polarizing member 18 will be described later.
- the projection unit 20 receives the image light arriving from the concave mirror 16 and projects the virtual image as a projected image.
- the projection unit 20 can be a windshield of the vehicle. Further, as shown in FIG. 2, the projection unit 20 may be a combiner including a half mirror, a holographic element, and the like in order to secure the normal vision of the user. Further, the projection unit 20 may be configured so that the mounting angle and the mounting position can be changed with respect to the housing 10. As a result, the position and angle of the projection unit 20 can be adjusted so that the projected image can be easily seen according to the line of sight of the user.
- the polarizing member 18 includes a polarizing plate 34 having a polarizing element.
- FIG. 3 shows a cross-sectional structure of an example of the polarizing member 18.
- the polarizing member 18 is configured by laminating a first support plate 30, an adhesive layer 32, a polarizing plate 34, an adhesive layer 36, and a second support plate 38. Further, as shown in FIG. 4, the polarizing member 18 may have a configuration in which the first support plate 30, the adhesive layer 32, and the polarizing plate 34 are laminated.
- the polarizing plate 34 is a layer containing a polarizer that transmits only light polarized in a specific direction.
- the polarizing plate 34 can be arbitrarily selected, but may be an absorption type polarizing plate.
- a polarizing plate obtained by dyeing a polyvinyl alcohol (PVA) film with a dichroic dye of an iodine-based or dye-based material, or a solution containing a dichroic dye such as a dye-based material is applied onto the substrate by coating or the like.
- a coating type polarizing plate that is coated and oriented to the surface can be used.
- Kuraray's VF-PS # 7500 or the like can be applied to the PVA film.
- the PVA film is, for example, dyed with a solution containing a dichroic dye, and then uniaxially stretched to a thickness of about 30 ⁇ m after stretching a film having a thickness of 75 ⁇ m before stretching.
- the PVA film is formed as the polarizing plate 34.
- This aspect is also generally referred to as a polarizing film (polarizing element film).
- the polarizing plate 34 may be made of a dye-based material.
- the dye-based material may be a dichroic dye.
- a dichroic dye such as an azo compound, an anthraquinone compound, a tetradine compound or a salt thereof is used as the dichroic dye, the durability of the optical properties under high temperature conditions and high temperature and high humidity conditions is improved. Not only is it excellent and the hue can be easily adjusted, but it is also preferable because it does not have a yellowish tint due to the waveform characteristics of the iodine-based polarizing plate.
- Azo compounds are more preferable because they have a high degree of polarization and excellent durability.
- the following dyes can be exemplified as the azo compound dye.
- R 1 represents a hydrogen atom, a lower alkyl group, a lower alkoxyl group, a hydroxyl group, a sulfonic acid group, or a carboxyl group
- R 2 to R 5 independently represent a hydrogen atom, a lower alkyl group, and a lower alkoxyl group.
- A represents a phenyl group having a substituent or a naphthyl group having 1 to 3 sulfonic acid groups
- R 1 represents a sulfonic acid group, a carboxyl group or a lower alkoxy group
- R 2 represents a sulfonic acid group, a carboxyl group, a lower alkyl group or a lower alkoxy group.
- both R 1 and R 2 are both.
- R 3 to R 6 are independent hydrogen atoms, lower alkyl groups or lower alkoxyl groups
- R 7 and R 8 are independent hydrogen atoms, amino groups, hydroxyl groups, sulfonic acid groups or carboxyls, respectively. Represents a group.
- M represents a transition metal selected from copper, nickel, zinc and iron; A 1 represents optionally substituted phenyl or optionally substituted naphthol; B 1 may be substituted. It represents a good 1- or 2-naphthol residue, the hydroxyl group of which naphthol is adjacent to the azo group and is complex-bonded to the transition metal represented by M; R 1 and R 2 are independent of each other. Represents hydrogen, lower alkyl, lower alkoxy, carboxyl, sulfo, sulfamoyl, N-alkyl sulfamoyl, amino, acylamino, nitro or halogen.
- a trisazo compound represented by the chemical formula (5) (In the formula, A 2 and B 2 each independently represent optionally substituted phenyl or optionally substituted naphthyl; R 3 and R 4 independently represent hydrogen, lower alkyl, lower alkoxy, respectively. Represents carboxyl, sulfo, sulfamoyl, N-alkylsulfamoyl, amino, acylamino, nitro or halogen; m represents 0 or 1).
- A represents a phenyl group or a naphthyl group substituted with a methyl group
- R represents an amino group, a methylamino group, an ethylamino group or a phenylamino group.
- Others for example, C.I. I. Direct Yellow 12, C.I. I. Direct Yellow 28, C.I. I. Direct Yellow 44, C.I. I. Direct Yellow 142, C.I. I. Direct Orange 26, C.I. I. Direct Orange 39, C.I. I. Direct Orange 71, C.I.
- Examples of commercially available dyes include Kayafect Violet P Liquid (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), Kayafect Yellow Y, Kayafect Orange G, Kayafect Blue KW, and Kayafect Blue Liquid 400.
- the polarizing plate 34 may have a structure in which the polarizing film obtained by the above manufacturing method is bonded to a base material.
- the base material is a member that serves as a protective layer for the polarizing plate 34.
- the base material can be arbitrarily selected, and for example, a triacetyl cellulose (TAC) film, an acrylic film, a cyclic olefin film, or the like may be used.
- TAC triacetyl cellulose
- the thickness of the base material is not limited to this, but may be 20 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
- the polarizing layer includes any aspect of the polarizing plate 34 having a base material and having no base material.
- the adhesive layer 32 is a layer for bonding the polarizing plate 34 and the first support plate 30.
- the adhesive layer 36 is a layer for bonding the polarizing plate 34 and the second support plate 38.
- the pressure-sensitive adhesive or adhesive used for the pressure-sensitive adhesive layer 32 and the pressure-sensitive adhesive layer 36 is not particularly limited, and is a pressure-sensitive adhesive containing a material that imparts heat-shielding property and flame retardancy, which will be described later. May be good.
- the adhesive layer 32 and the adhesive layer 36 absorb (buffer) the force such as thermal stress when a force such as thermal stress acts between the polarizing plate 34 and the first support plate 30 or the second support plate 38. ) May be used as a material.
- the adhesive used for the adhesive layer is not particularly limited, but is an adhesive component obtained by blending an isocyanate compound, an epoxy compound, or the like with a polyvinyl alcohol resin, a urethane resin, or the like, or an acrylic resin or polyester resin. Etc., such as an adhesive component.
- the film thickness of the adhesive layer 32 and the adhesive layer 36 is generally in the range of 0.1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less in consideration of the adhesion between layers and the appearance characteristics due to the waviness (optical distortion) of the cover member. It is appropriately selected according to the design.
- the method for forming the adhesive layer 32 and the adhesive layer 36 is not particularly limited.
- a solid component containing an acrylic or polyester resin and a curing agent is added to toluene or methyl ethyl ketone.
- a method may be used in which a pressure-sensitive adhesive composition diluted with a solvent such as (MEK) is applied to an object to be adhered, further laminated, and then the applied pressure-sensitive adhesive composition is cured. Further, the droplet method or the like may be applied.
- the first support plate 30 and the second support plate 38 are members for mechanically supporting the polarizing member 18. That is, the first support plate 30 is attached to the surface of the polarizing plate 34 via the adhesive layer 32. Further, the second support plate 38 is attached to the back surface of the polarizing plate 34 via the adhesive layer 36.
- the first support plate 30 and the second support plate 38 may include a flame-retardant plastic plate. That is, by forming the first support plate 30 and the second support plate 38 with a flame-retardant plastic plate, the HUD device meets the standard for mounting on an automobile or the like where flame retardancy is required as the polarizing member 18. 100 can be realized.
- the first support plate 30 and the second support plate 38 may be a polycarbonate (PC) plate, an acrylic resin plate, a cellulose plate, a nylon plate, or the like.
- the acrylic resin plate can be, for example, polymethyl methacrylate (PMMA) or the like.
- the first support plate 30 and the second support plate 38 may be made by treating a combustible material with non-combustibility. Considering the mechanical strength of the polarizing member 18, the first support plate 30 and the second support plate 38 may each have a thickness of 50 ⁇ m or more.
- the first support plate 30 and the second support plate 38 are made of polycarbonate (PC) mixed with at least one of a metal oxide, a halogen compound, and a phosphorus compound, or coated to make it flame-retardant. May be used. Considering the price, coloring, characteristics of polycarbonate (PC) and the influence on the environment, bromine may be used among the halogen compounds.
- PC polycarbonate
- the selected raw material may be kneaded with the polycarbonate (PC).
- first support plate 30 and the second support plate 38 may have a structure in which a plurality of layers are laminated instead of a single layer.
- the main plate may be a polycarbonate (PC) plate, and an acrylic resin plate may be laminated as a sub plate.
- first support plate 30 and the second support plate 38 those having a flat surface may be used so as not to cause distortion in the image transmitted through the polarizing member 18. Further, even if the first support plate 30 and the second support plate 38 have a low phase difference so as not to cause a phase difference in the transmitted light so that the light (polarized light) transmitted through the polarizing member 18 is not disturbed. good.
- an antiglare layer (AG: Anti-Glare) and antireflection
- a surface functional layer such as a layer (AR: Anti-Reflection) or a low reflection layer (LR: Low-Reflection) may be provided.
- the structure is vertically symmetrical along the film thickness direction of the polarizing member 18. May be.
- the mechanical strength of the polarizing member 18 can be increased.
- the warpage when thermal stress is applied to the polarizing member 18 can be prevented. It can be suppressed. That is, when the polarizing member 18 is heated by the irradiation of light from the display 12 or sunlight from the outside, the stress generated at the interface with the first support plate 30 on the surface side of the polarizing plate 34 and the polarizing plate 34 By balancing the stress generated at the interface with the second support plate 38 on the back surface side of the polarizing member 18, warpage (bending) or deformation of the polarizing member 18 can be suppressed. Such a configuration is particularly advantageous in the HUD device 100 for vehicles where heat resistance is required.
- the polarizing member 18 may have a configuration in which a plurality of polarizing plates 34 are laminated via an adhesive layer so that their transmission axes are parallel to each other.
- the polarizing plate 34 preferably has a structure in which the polarizing member 18 is bonded to the substrate in order to impart strength and rigidity to the polarizing member 18. Further, in order to suppress warpage and deformation due to thermal stress, it is preferable that the polarizing plates 34 are laminated with the same polarizing plate 34.
- first support plate 30, the second support plate 38, the adhesive layers 32 and 36, and the surface functional layer may contain a light absorber such as ultraviolet absorption and infrared absorption.
- the application of the light absorber for absorbing ultraviolet rays is for providing the polarizing member 18 with light resistance, and can block the ultraviolet rays contained in sunlight to suppress discoloration and resin deterioration of the polarizing member.
- the ultraviolet absorber include organic ultraviolet absorbers such as oxybenzophenone compounds, benzotriazole compounds, salicylic acid ester compounds, benzophenone compounds, cyanoacrylate compounds, and nickel complex salt compounds. These materials may be used alone or in combination of two or more.
- the blending ratio of the ultraviolet absorber in the resin film which will be described later, varies depending on the resin film forming material used and the material of the surface functional layer, but is preferably 0.1% by weight or more and 20% by weight, preferably 0.5% by weight.
- the blending amount is less than 0.1% by weight, the transmittance at a wavelength of 380 nm or less cannot be sufficiently lowered, and long-term light resistance cannot be obtained. If the blending amount exceeds 20% by weight, bleed-out (a phenomenon in which additives are raised on the surface of the film) may occur from the ultraviolet absorbing layer, and the bleed-out may be a defect in appearance.
- the application of the light absorber for infrared absorption is for providing a heat shield layer on the polarizing member 18, cuts infrared rays (heat rays) from sunlight, and causes the temperature inside the HUD device 100 to rise due to sunlight. It can be relaxed.
- the heat shield layer is a layer containing a material having a property of blocking (not transmitting) infrared rays, and is roughly classified into an absorption type that absorbs infrared rays and a reflection type that reflects infrared rays. Regardless of whether the polarizing member 18 is of the absorption type or the reflection type, it is desirable that the polarizing member 18 has little coloring in the visible light region and is excellent in transparency.
- the adhesive layers 32 and 36 constituting the polarizing member 18 may contain a material having a heat shield property, or a material having a heat shield property may be provided on the surface of any of the films constituting the polarizing member 18. It may be provided by forming a film.
- the transmittance of the polarizing member 18 can be set from the balance between the light-shielding effect of external light such as sunlight and the amount of polarized light emitted from the liquid crystal display (luminance of the emitted light).
- the natural light transmittance of the polarizing member 18 is preferably 30% or more and 50% or less, more preferably 35% or more and 45% or less, and particularly preferably 37.5% or more and 42.5% or less. That is, the linearly polarized light transmittance of the polarizing member 18 corresponding to this is preferably 60% or more and 95% or less, more preferably 70% or more and 90% or less, and particularly preferably 75% or more and 85% or less.
- the natural light transmittance When the natural light transmittance is less than 30%, the light-shielding effect of external light such as sunlight is enhanced, but the amount of light emitted from the display device may be blocked and sufficient display brightness may not be obtained. On the contrary, when the natural light transmittance exceeds 50%, a higher display brightness can be obtained, but the effect of shielding external light is diminished.
- the natural light transmittance can be measured by, for example, V-7100 manufactured by JASCO Corporation and U-4100 manufactured by Hitachi, Ltd. Specifically, a polarizing plate is produced, and the transmittance when one polarizing plate is used is the single transmittance Ys, and the transmittance when two such polarizing plates are stacked so that the absorption axis directions are the same.
- the transmittance is the parallel transmittance Yp, and the transmittance when the two polarizing plates are stacked so that the absorption axes are orthogonal to each other is defined as the orthogonal transmittance Yc.
- the spectral transmittance ⁇ is obtained at predetermined wavelength intervals d ⁇ (here, 5 nm), and is calculated by the mathematical formula (1).
- P ⁇ represents the spectral distribution of standard light (C light source)
- y ⁇ represents the two-degree visual field color matching function
- ⁇ represents the spectral transmittance.
- the transmittance of linearly polarized light is a transmittance obtained by measuring absolute polarized light incident on a polarizing plate so that the vibration direction of the absolute polarized light and the absorption axis direction of the polarizing plate of the present embodiment are orthogonal to each other.
- Absolute parallel transmittance Ky can be obtained by substituting the single transmittance Ys and the orthogonal position transmittance Yc obtained above into the mathematical formula (2).
- the absolute parallel transmittance Ky depending on the design of the display device and the waveform characteristics of the polarizing plate, for example, only the transmittance of a predetermined wavelength of each wavelength of 400 nm to 700 nm may be obtained, or may be obtained within a predetermined wavelength range. It may be expressed as an average value.
- the polarizing member 18 which can significantly cut the light (sunlight and the like) incident on the polarizing member 18 from the outside of the HUD device 100 and can transmit most of the light output from the display 12. can. Therefore, in this case, it is possible to realize the HUD device 100 having excellent image visibility and quality when the polarized sunglasses are not worn.
- ⁇ / 2 At least one layer of a retardation plate called / 4 ( ⁇ represents a wavelength) and a retardation plate having a high retardation value of 3000 nm to 10000 nm or more are arranged.
- a retardation plate for example, a stretched film of a resin containing polycarbonate, polyester, or the like or a polymer liquid crystal material coated on a base material and oriented can be used.
- the slow axis of the retardation plate is arranged so as to have a relationship excluding the parallel direction and the vertical direction with respect to the polarization direction emitted from the polarizing member 18 or the display 12.
- This optical axis relationship is to convert a part of the emitted S polarized light component into a P polarized light component (polarized light in the vertical direction), that is, to convert a linearly polarized light component into an elliptically polarized light component, thereby wearing polarized sunglasses. Even at times, the polarized sunglasses do not absorb all the light, so that the image of the projection unit 20 can be visually recognized.
- the amount of light emitted from the display 12 is adjusted by adjusting the arrangement of the slow axis angle of the retardation plate and further adjusting the arrangement of the optical axis of the polarizing plate 34. May be maximized.
- the use of the P-polarized component causes a problem of double image reflection and a decrease in image quality such as a decrease in image brightness when polarized sunglasses are not worn. Therefore, it is generally desirable to design the relationship between the retardation value of the retardation plate and the optical axis in consideration of the balance between the S-polarizing component and the P-polarizing component emitted from the polarizing member 18.
- the transmission axis direction of the polarizing member 18 May be arranged so as to have a relationship excluding the parallel direction and the vertical direction with respect to the emitted polarization direction.
- the angle formed by the polarization direction of the image output from the display 12 and the transmission axis T (axis shifted by 90 ° with respect to the absorption axis) of the polarizing member 18 is set. It is an angle excluding the angle of the parallel direction H and the angle of the orthogonal direction V.
- the traveling direction of the image light output from the display 12 is perpendicular to the paper surface.
- the angle ⁇ formed by the transmission axis T of the polarizing member 18 with respect to the polarization direction (parallel direction H) of the image output from the display 12 is arranged so as to be an angle of 1 ° or more and 45 ° or less. It is preferable, and it is preferable to arrange it so that it is 5 ° or more and 45 ° or less. From the viewpoint of achieving both visibility when wearing polarized sunglasses and when not wearing polarized sunglasses, it is more preferable to arrange the angle ⁇ in the range of 10 ° or more and 30 ° or less.
- the angle ⁇ is shown with the transmission axis direction of the polarizing plate 34 being 0 °, the counterclockwise direction from the transmission axis T being positive, and the clockwise direction from the transmission axis T being negative (minus:-). ..
- the positive and negative notations of the angle ⁇ are the same in principle.
- the angle ⁇ is in the range of 1 ° or more and 4 ° or less, sufficient brightness of the image cannot be obtained when wearing polarized sunglasses, and it becomes difficult to clearly see the image.
- the angle ⁇ exceeds 45 °, the visibility of the image when wearing polarized sunglasses is lowered, and the brightness of the image when not wearing polarized sunglasses is further lowered.
- an angle ⁇ excluding the angles of the parallel direction H and the orthogonal direction V can be used, but is the same as when the retardation plate is used on the optical path.
- the angle ⁇ should be arranged so as to be close to the parallel direction side so that the S polarization component is often used. preferable.
- the optical axis direction of the polarizing plate 34 may be arranged closer to the parallel direction in consideration of the occurrence of deformation due to the thermal stress of the polarizing member 18.
- the polarizing member 18 can maintain symmetry in the heat shrinkage direction, so that the occurrence of distortion of the polarizing member 18 due to thermal deformation can be reduced.
- the polarizing plate 34 is a polymer uniaxially stretched PVA film, it can be treated as having optically anisotropy like the above-mentioned retardation plate. That is, the effect of the angle ⁇ of the polarizing plate 34 described above can be expressed numerically as a retardation value (Re) in the polarizing film of the polarizing plate 34.
- the measurement of the retardation value of the polarizing film of the polarizing plate 34 is performed by a retardation measuring device (for example, KOBRA-WPR manufactured by Oji Measurement Co., Ltd.), but it is difficult in principle.
- a PVA film containing no dichroic dye is produced under the same production conditions as the polarizing film of the polarizing plate 34, or a polarizing plate having a low polarization characteristic that has little influence on the measurement.
- the measurement is performed using.
- the retardation value Re (550) having a wavelength of 550 nm of the polarizing film of the polarizing plate 34 was calculated to be 550 nm.
- the effect of the TAC substrate was optically negligible. This value suggests that the polarizing plate 34 has a small effect as a retardation plate.
- phase difference value in the polarizing film of the polarizing plate 34 can be expressed as follows.
- the phase difference value (Re (550)) of the polarizing film in the polarizing member 18 with respect to the polarization of the image output from the display 12 at a wavelength of 550 nm is n ⁇ 550 ⁇ 150 nm (n is 0, 1, 2, ... ⁇ It may be an integer).
- ⁇ 150 nm is a value in consideration of the tolerance range of the retardation value in consideration of the action effect of the retardation plate and the wavelength dispersion characteristic.
- the polarizing member 18 having the above-mentioned angle ⁇ can be manufactured, for example, by cutting out the polarizing plate 34 so as to have a predetermined optical axis relationship, and then laminating the first support plate 30 and the second support plate 38 or the like. Alternatively, after forming the roll or sheet-shaped polarizing member 18, it may be punched out by a blade mold (Thomson processing).
- the polarizing plate 34 of the polarizing member 18 is an achromatic polarizing plate (“achromatic color”) that exhibits a characteristic that the transmittance of the wavelength is substantially uniform over the wavelength range of visible light (380 nm to 780 nm, particularly 400 nm to 700 nm).
- a polarizing plate may be used.
- the characteristics of the polarizing plate can be expressed using, for example, hue values (a * , b * ) in the L * a * b * color system based on the transmittance measurement of Ys, Yp, and Yc. ..
- the dichroic dye forming the polarizer may be made of a dye-based material designed for the achromatic polarizing plate in consideration of durability and ease of hue adjustment.
- the following dyes can be exemplified as the azo compound dye which is a dye-based material suitablely designed for the above-mentioned achromatic polarizing plate.
- Ag 1 represents a phenyl group which may have a substituent or a naphthyl group having a substituent
- Bg and Cg are independently chemical formula 9 (BC-N) or chemical formula 10 (BC-P), respectively.
- Represented by, both or one of them represent the formula (BC-N)
- Xg 1 has an amino group which may have a substituent, a phenylamino group which may have a substituent, and a substituent.
- Rg 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms having a sulfo group, and k is 0 to 2.
- Rg 2 and Rg 3 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms and having a sulfo group).
- Ar 1 represents a phenyl group having a substituent or a naphthyl group having a substituent
- Rr 1 to Rr 4 are independently hydrogen atoms, alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and 1 to 4 carbon atoms.
- j indicates 0 or 1
- Xr 1 has an amino group or a substituent which may have a substituent.
- a phenylamino group which may have a phenylamino group, a phenylazo group which may have a substituent, a benzoyl group which may have a substituent, or a benzoylamino group which may have a substituent).
- the polarizing member 18 has a configuration in which a plurality of polarizing plates 34 are laminated via an adhesive layer, at least one of the polarizing plates 34 on the exit side (outside of the HUD device 100) to the projection unit 20
- the transmission axis is arranged so as to have the above-mentioned angle ⁇ .
- LCD color IPS liquid crystal display
- the blue plate glass 50 was installed at a position where the polarized light emitted from the LCD was horizontally projected so that the brightness of the virtual image projected on the glass plate was maximized.
- the polarizing plate EHC-125U was installed on the LCD as a polarizing cover 18.
- the visibility of the virtual image of the blue plate glass 50 was evaluated by a sensory evaluation by the observer as follows.
- the observer was placed at a position where the virtual image of the blue plate glass 50 could be observed so that the arrangement relationship was such that the HUD device 100 of the vehicle was assumed.
- the visibility-corrected polarization degree Py 99.9%) was installed so that the absorption axis was horizontal, and the visibility of the virtual image on the surface of the blue plate glass 50 by the observer was confirmed.
- the brightness of the virtual image of the blue plate glass 50 was measured by lighting a white image on the LCD and measuring the virtual image projected on the blue plate glass 50 using a two-dimensional color luminance meter CA-2000 manufactured by Konica Minolta.
- the polarizing plate As shown in Table 1, in the cases of Examples 1 to 4 in which the transmission axis of the polarizing cover 18 is arranged at 5 ° to 45 ° with respect to the transmission axis of the polarizing layer on the front side (emission side) of the LCD, the polarizing plate is used. The virtual image could be visually recognized even when the 52 was arranged. Further, as shown in Comparative Examples 1 and 2, when the angle ⁇ is smaller than 5 °, the brightness of the virtual image when the polarizing plate 52 is arranged cannot be sufficiently obtained, and it is difficult to visually recognize the virtual image.
- the incident of sunlight into the device is reduced, and when the polarized sunglasses are worn without using the retardation plate in the HUD device 100 and the translucent cover.
- the HUD device 100 compatible with polarized sunglasses can be easily obtained by simply adjusting the arrangement of the translucent cover.
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Abstract
偏光板（３４）に設けられた第１支持板（３０）及び第２支持板（３８）を含む偏光部材（１８）と、直線偏光成分を含む画像を出力する表示器（１２）と、表示器（１２）を収納する筐体（１０）とを備え、偏光部材（１８）は、画像を筐体（１０）の外部へ透過する透光カバーとして用いられ、偏光板（３４）の透過軸と表示器（１２）から出力された画像の偏光方向のなす角度は、平行と直交の角度を除く関係に設置され、偏光部材（１８）を透過した画像は水平方向と垂直方向の偏光を含む虚像を投影画像として投影する。
Description
本開示は、ヘッドアップディスプレイに関する。
画像をディスプレイ等の表示器に表示させ、当該画像をミラーに反射させて虚像としてガラス等に映し出すヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置という）は、近年、自動車等で普及してきており、特に、表示器の高性能化により多様な情報を表示できるようになってきている。これらのＨＵＤ装置は、一般に、情報等を利用者の通常の視界と重ね合わせて表示させるために用いられ、例えば自動車の場合は、フロントガラスやコンバイナ等に車速情報等を表示させる。
車両用のＨＵＤ装置では、一般に、装置本体からガラス等の投影部に画像を投影する投射口から埃やゴミが入り込まないよう透光性のカバーが設けられている。透光性のカバー（以下、透光カバーという）としては、一般に、強度や衝突時の飛散防止の観点から、ポリカーボネートを含む樹脂材料が採用されている。
また、ＨＵＤ装置においては、外光（太陽光）の入射により当該装置内部の表示部が熱及び光による負荷で劣化し、表示品位が低下する問題がある。この対策として、入射する太陽光を遮蔽する等の種々の技術が提案されている。その一つに、表示部からの出射光の輝度を低下させることなく外部から入射する太陽光を遮蔽するために、透光カバーに偏光特性を持たせることが提案されている（特許文献１）。特に、グレー色の吸収型の偏光層を有するカバーを用いることで、太陽光の侵入を軽減するだけでなく、ＨＵＤ装置の内部構造を隠し、また、ダッシュボードとの色調を合わせることができる。
さらに、近年のＨＵＤ装置は、投射される表示情報の精細化だけでなく、フロントガラスのより広い領域に情報を投射する設計が進んできており、それに伴い、該装置内の凹面ミラー（コンケーブミラーともいう）から投射される光の幅が大きくなることから、それを透過させる透光カバーの面積も大きくする必要がある。
ところで、表示部に液晶表示装置（ＬＣＤ）を用いた場合等、表示部から直線偏光が出射される表示体では、一般に、出射光が水平方向の偏光（以下、Ｓ偏光という）となっている。一方、車両のドライバーが偏光サングラスを着用した場合に、一般的に偏光サングラスの吸収軸は水平方向にあるため、ドライバーに届く水平方向の偏光が偏光サングラスで遮られてしまうために表示像（虚像）が見え難くなるという問題がある。そこで、偏光サングラス着用時の視認性を確保する方法として、遮光用偏光板、λ／４波長やλ／２波長の位相差板や、３０００ｎｍ以上の高位相差値を有するフィルム等の光学部材をＨＵＤ装置の光路や透光カバーに使用する方法が提案されている（特許文献２、３）。
上記の対策のために、ＨＵＤ装置内や透光カバー部材に、λ／４波長やλ／２波長等の位相差板を新たに追加する場合、使用する材料が増えることによる生産コストが増加する。さらに、表示器からの光量（輝度）が減少したり、位相差板の波長分散の影響により表示像に色付きが生じたり、当該光学部材の設置場所が限られる等の問題がある。また、光路内に上記の光学部材を配置する場合、広い領域に情報を示す画像を投射するためには凹面ミラーも大きくなることから、入射した太陽光に対する凹面ミラーによる集光作用が強くなる。したがって、当該光学部材で吸収する光量も多くなり、当該光学部材の劣化を早めてしまうおそれがある。
また、上述の高位相差値を有するフィルムを使用する場合には、例えば、透光カバーの出射側に付加することが必要となる。このとき、表示部からの出射された偏光に対して所定の光軸関係で設置することになるため、例えば偏光層とロール・トゥ・ロール加工できずカバー部材の生産効率の低下を招くおそれがある。また、透光カバーにおける厚み方向の対称性を損ねてしまうため、太陽光による熱負荷に長時間晒された場合、当該カバー部材が反り等の変形を起こすおそれがある。さらに、それによって、表示像が歪んだり、装置から脱落したりしてしまうおそれがある。特に、透光カバーの面積が大きくなれば、この影響は顕著となる。
そこで、本開示は、ＨＵＤ装置内への太陽光の入射を軽減すると共に、位相差板をＨＵＤ装置内及び透光カバーに使用せずに、偏光サングラスの着用時においても表示像を視認できるヘッドアップディスプレイを提供することを目的とする。
ＨＵＤ装置において、偏光層を有する透光カバーの透過軸と表示器から出射される偏光方向が一致しないように透光カバーを設置することで、偏光サングラスの着用時においても、表示像の視認性を向上できることを見出した。
すなわち、本開示の１つの態様は、偏光層と、前記偏光層の少なくとも一方の面に設けられた支持板と、を含む偏光部材と、直線偏光成分を含む画像を出力する表示器と、前記表示器を収納する筐体と、を備え、前記偏光部材は、前記画像を前記筐体の外部へ透過する透光カバーとして用いられ、前記偏光層の透過軸と前記表示器から出力された前記画像の偏光方向のなす角度は、平行と直交の角度を除く関係に設置され、前記偏光部材を透過した前記画像は、水平方向と垂直方向の偏光を含む虚像を投影画像として投影するヘッドアップディスプレイである。
ここで、前記偏光層の透過軸は、前記表示器から出力された前記画像の偏光方向に対して５～４５度としてもよい。
また、前記表示器から出力された前記画像の偏光に対する前記偏光層の偏光膜の有する波長５５０ｎｍでの位相差値（Ｒｅ）は、ｎ×５５０±１５０ｎｍ（ｎは０、１、２・・・の整数）としてもよい。
本開示によれば、ＨＵＤ装置内への太陽光の入射を軽減すると共に、これらの位相差板をＨＵＤ装置内及び透光カバーに使用せずに、偏光サングラスの着用時においても表示像を視認できるヘッドアップディスプレイを提供することができる。
本開示の実施の形態におけるＨＵＤ装置１００は、図１及び図２に示すように、筐体１０、表示器１２、平面ミラー１４、凹面ミラー１６、偏光部材（偏光カバー）１８及び投影部２０を含んで構成される。
筐体１０は、ＨＵＤ装置１００を構成する表示器１２、平面ミラー１４、凹面ミラー１６等の構成要素を収納する。筐体１０は、プラスチックや金属等の機械的な強度を有する材料で構成される。
表示器１２は、ＨＵＤ装置１００によって投影される画像を出力する装置である。表示器１２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等によって構成される。表示器１２から放射される画像光は直線偏光されている。表示器１２から放射される画像光は、一般に、投影部２０へ入射するブリュースター角（偏光角）の影響を考慮し、投影部２０での虚像の輝度が最大となるようにＳ偏光成分で設計される。
平面ミラー１４は、表示器１２から放射された画像光を凹面ミラー１６へ向けて反射させるために設けられる。凹面ミラー１６は、平面ミラー１４から到達した画像光を反射させて投影部２０へ向けて反射させるために設けられる。凹面ミラー１６は、画像光を所望の倍率で拡大して投影部２０へ投影させる。
偏光部材（偏光カバー）１８は、筐体１０に設けられた開口部に装着された透光性の板状部材である。偏光部材１８は、凹面ミラー１６によって反射された画像光を筐体１０の外部へ透過させると共に、筐体１０の内部に埃やゴミが入り込まないように透光カバーとして設けられる。偏光部材１８の構成については後述する。
投影部２０は、凹面ミラー１６から到達した画像光を受光し、その虚像を投影画像として映し出す。投影部２０は、車両のウインドシールドとすることができる。また、投影部２０は、図２に示すように、利用者の通常の視覚も確保するためにハーフミラーやホログラフィック素子等を含むコンバイナとしてもよい。また、投影部２０は、筐体１０に対して取付け角度や取付け位置が変更できるように構成してもよい。これにより、利用者の視線に合わせて、投影された画像が見易いように投影部２０の位置や角度を調整することができる。
偏光部材１８は、偏光子を有する偏光板３４を含んで構成される。図３は、偏光部材１８の一例の断面構造を示す。本実施の形態では、偏光部材１８は、第１支持板３０、粘接着層３２、偏光板３４、粘接着層３６、第２支持板３８、を積層した構成とされる。また、偏光部材１８は、図４に示すように、偏光部材１８は、第１支持板３０、粘接着層３２、偏光板３４を積層した構成としてもよい。
［偏光板］
偏光板３４は、特定の方向に偏光した光のみを透過する偏光子を含む層である。偏光板３４は、任意に選択することができるが、吸収型偏光板としてもよい。例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムをヨウ素系や染料系材料の二色性色素により染色した偏光板や、その他に、染料系材料等の二色性色素を含む溶液を塗工等により基材上に塗布配向させた塗工式偏光板を用いることができる。
偏光板３４は、特定の方向に偏光した光のみを透過する偏光子を含む層である。偏光板３４は、任意に選択することができるが、吸収型偏光板としてもよい。例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムをヨウ素系や染料系材料の二色性色素により染色した偏光板や、その他に、染料系材料等の二色性色素を含む溶液を塗工等により基材上に塗布配向させた塗工式偏光板を用いることができる。
前記ＰＶＡフィルムは、一例として、クラレ製ＶＦ－ＰＳ＃７５００等を適用することができる。ＰＶＡフィルムは、例えば、二色性色素を含む溶液で染色した後、延伸前に厚さ７５μｍのフィルムを延伸後において３０μｍ程度となるまで一軸延伸する。これにより、ＰＶＡフィルムは、偏光板３４として形成される。この態様は、一般に偏光膜（偏光素膜）ともいう。
偏光板３４は、染料系材料によって構成してもよい。染料系材料は、二色性染料としてもよい。二色性染料として、アゾ系化合物、アントラキノン系化合物、テトラジン系化合物又はその塩等の二色性色素を用いた場合には、高温条件下や、高温高湿条件下における光学特性の耐久性が優れ、色相調整が容易となるばかりでなく、ヨウ素系偏光板の波形特性による黄色味がなく好ましい。偏光度が高く、耐久性に優れるため、アゾ系化合物がより好ましい。
アゾ系化合物染料としては下記の染料を例示することができる。
（１）再公表特許ＷＯ２００９／０５７６７６（Ａ１）に開示されている化学式（１）で表されるアゾ化合物又はその塩。
（式中、Ｒ１は水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシル基、ヒドロキシル基、スルホン酸基、又はカルボキシル基を示し、Ｒ２～Ｒ５は各々独立に、水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシル基、又はアセチルアミノ基を示し、Ｘは置換基を有してもよいベンゾイルアミノ基、置換基を有してもよいフェニルアミノ基、置換基を有してもよいフェニルアゾ基、又は置換基を有してもよいナフトトリアゾール基であり、ｍは１又は２、ｎは０又は１を示す。）
（２）再公表特許ＷＯ２００７／１４５２１０（Ａ１）に開示されている化学式（２）で表されるアゾ化合物又はその塩。
（式中、Ａは、置換基を有するフェニル基又は１～３のスルホン酸基を有するナフチル基を示し、Ｘは、－Ｎ＝Ｎ－又は－ＮＨＣＯ－を示す。Ｒ１～Ｒ４は各々独立に水素原子、低級アルキル基又は低級アルコキシル基を示し、ｍ＝１～３、ｎ＝０または１を示す。）
（３）再公表特許ＷＯ２００６／０５７２１４（Ａ１）に開示されている化学式（３）で表されるトリスアゾ染料。
（式中、Ｒ１はスルホン酸基、カルボキシル基又は低級アルコキシ基を表し、Ｒ２は、スルホン酸基、カルボキシル基、低級アルキル基又は低級アルコキシ基を表す。但し、Ｒ１、Ｒ２がともにスルホン酸基の場合を除く。Ｒ３～Ｒ６は各々独立に水素原子、低級アルキル基又は低級アルコキシル基、Ｒ７、Ｒ８は各々独立に水素原子、アミノ基、水酸基、スルホン酸基又はカルボキシル基を表す。）
（４）特開２００４－２５１９６３号公報に開示されている化学式（４）で表される含金属ジスアゾ化合物又はその塩。
（式中、Ｍは銅、ニッケル、亜鉛及び鉄から選ばれる遷移金属を表し；Ａ１は置換されていてもよいフェニル又は置換されていてもよいナフチルを表し；Ｂ１は置換されていてもよい１－又は２－ナフトール残基を表し、そのナフトールの水酸基はアゾ基の隣接位にあって、Ｍで表される遷移金属と錯結合しており；Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立に、水素、低級アルキル、低級アルコキシ、カルボキシル、スルホ、スルファモイル、Ｎ－アルキルスルファモイル、アミノ、アシルアミノ、ニトロ又はハロゲンを表す。）
（５）化学式（５）で表されるトリスアゾ化合物。
（式中、Ａ２及びＢ２はそれぞれ独立に、置換されていてもよいフェニル又は置換されていてもよいナフチルを表し；Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立に、水素、低級アルキル、低級アルコキシ、カルボキシル、スルホ、スルファモイル、Ｎ－アルキルスルファモイル、アミノ、アシルアミノ、ニトロ又はハロゲンを表し；ｍは０又は１を表す。）
（６）特開平３－１２６０６号公報に開示された化学式（６）で表される水溶性化合物又はこの銅錯塩化合物。
（式中、Ａはメチル基で置換されたフェニル基又はナフチル基を表し、Ｒはアミノ基、メチルアミノ基、エチルアミノ基又はフェニルアミノ基を表す。）
（７）特開平２－６１９８８号公報に開示された化学式（７）で表される水溶性ジスアゾ化合物又はこの銅錯塩化合物。
（８）その他、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ １２、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ ２８、 Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ ４４、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ １４２、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｒａｎｇｅ ２６、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｒａｎｇｅ ３９、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｒａｎｇｅ ７１、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｒａｎｇｅ １０７、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ ２、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ ３１、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ ７９、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ ８１、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ １１７、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ ２４７、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｇｒｅｅｎ ８０、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｇｒｅｅｎ ５９、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ ７１、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ ７８、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ １６８、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ ２０２、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｖｉｏｌｅｔ ９、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｖｉｏｌｅｔ ５１、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｒｏｗｎ １０６、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｒｏｗｎ ２２３等が挙げられる。なお、可視域の各波長における偏光特性を補うようにこれらの染料を２種又は３種以上配合しＰＶＡに染着することによって、ニュートラルグレーを呈する色相とすることが好ましい。
（１）再公表特許ＷＯ２００９／０５７６７６（Ａ１）に開示されている化学式（１）で表されるアゾ化合物又はその塩。
（２）再公表特許ＷＯ２００７／１４５２１０（Ａ１）に開示されている化学式（２）で表されるアゾ化合物又はその塩。
（３）再公表特許ＷＯ２００６／０５７２１４（Ａ１）に開示されている化学式（３）で表されるトリスアゾ染料。
（４）特開２００４－２５１９６３号公報に開示されている化学式（４）で表される含金属ジスアゾ化合物又はその塩。
（５）化学式（５）で表されるトリスアゾ化合物。
（６）特開平３－１２６０６号公報に開示された化学式（６）で表される水溶性化合物又はこの銅錯塩化合物。
（７）特開平２－６１９８８号公報に開示された化学式（７）で表される水溶性ジスアゾ化合物又はこの銅錯塩化合物。
また、市販染料ではＫａｙａｆｅｃｔ Ｖｉｏｌｅｔ Ｐ Ｌｉｑｕｉｄ（日本化薬社製）、ＫａｙａｆｅｃｔＹｅｌｌｏｗ Ｙ及びＫａｙａｆｅｃｔ Ｏｒａｎｇｅ Ｇ、Ｋａｙａｆｅｃｔ Ｂｌｕｅ ＫＷ及びＫａｙａｆｅｃｔ Ｂｌｕｅ Ｌｉｑｕｉｄ ４００等を挙げることができる。
また、偏光板３４は、上記製造方法で得られた偏光膜を基材に貼り合わせた構造としてもよい。基材は、偏光板３４の保護層となる部材である。基材は、任意に選択することができるが、例えばトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、アクリルフィルム、環状オレフィン系フィルム等を用いてもよい。基材の厚さは、これに限定されるものではないが、２０μｍ以上２００μｍ以下としてもよい。熱や湿度に対する光学変化が少なく、且つ収縮や反りを抑えた偏光子を得るためには、偏光膜の両面に同一の基材を設けることが好ましい。本開示において偏光層とは、偏光板３４に基材を有するもの、及び基材を有さないもの、いずれの態様を含む。
［粘接着層］
粘接着層３２は、偏光板３４と第１支持板３０とを貼り合わせるための層である。また、粘接着層３６は、偏光板３４と第２支持板３８とを貼り合わせるための層である。粘接着層３２及び粘接着層３６に用いられる粘着剤又は接着剤は、特に限定されるものではなく、後述する遮熱性や難燃性を付与する材料を含む粘接着剤であってもよい。また、粘接着層３２及び粘接着層３６は、偏光板３４と第１支持板３０又は第２支持板３８との間に熱応力等の力が働いた場合にその力を吸収（緩衝）させるような材料としてもよい。粘接着層に用いられる粘接着剤としては、特に限定されないが、ポリビニルアルコール系樹脂、ウレタン樹脂等にイソシアネート系化合物、エポキシ化合物等を配合した接着剤成分、又はアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂等の粘着剤成分が挙げられる。粘接着層３２及び粘接着層３６の膜厚は、層間の密着性やカバー部材のうねり（光学的な歪み）による外観特性等を考慮し、一般に、０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲で設計に応じて適宜選択される。
粘接着層３２は、偏光板３４と第１支持板３０とを貼り合わせるための層である。また、粘接着層３６は、偏光板３４と第２支持板３８とを貼り合わせるための層である。粘接着層３２及び粘接着層３６に用いられる粘着剤又は接着剤は、特に限定されるものではなく、後述する遮熱性や難燃性を付与する材料を含む粘接着剤であってもよい。また、粘接着層３２及び粘接着層３６は、偏光板３４と第１支持板３０又は第２支持板３８との間に熱応力等の力が働いた場合にその力を吸収（緩衝）させるような材料としてもよい。粘接着層に用いられる粘接着剤としては、特に限定されないが、ポリビニルアルコール系樹脂、ウレタン樹脂等にイソシアネート系化合物、エポキシ化合物等を配合した接着剤成分、又はアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂等の粘着剤成分が挙げられる。粘接着層３２及び粘接着層３６の膜厚は、層間の密着性やカバー部材のうねり（光学的な歪み）による外観特性等を考慮し、一般に、０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲で設計に応じて適宜選択される。
粘接着層３２，粘接着層３６を形成する方法は、特に制限されず、例えば、粘着剤として形成する場合では、アクリル系又はポリエステル系樹脂と硬化剤等を含む固形成分をトルエンやメチルエチルケトン（ＭＥＫ）等の溶剤で希釈した粘着剤組成物を被接着物体に塗布し、さらにラミネートした後に、塗布された粘着剤組成物を硬化させる方式とすることができる。また、液滴方式等を適用してもよい。
［支持板］
第１支持板３０及び第２支持板３８は、偏光部材１８を機械的に支持するための部材である。すなわち、第１支持板３０は、粘接着層３２を介して偏光板３４の表面に貼り付けられる。また、第２支持板３８は、粘接着層３６を介して偏光板３４の裏面に貼り付けられる。
第１支持板３０及び第２支持板３８は、偏光部材１８を機械的に支持するための部材である。すなわち、第１支持板３０は、粘接着層３２を介して偏光板３４の表面に貼り付けられる。また、第２支持板３８は、粘接着層３６を介して偏光板３４の裏面に貼り付けられる。
第１支持板３０及び第２支持板３８は、難燃性プラスチック板を含んでもよい。すなわち、第１支持板３０及び第２支持板３８を難燃性プラスチック板で構成とすることによって、偏光部材１８として難燃性が要求される自動車等に搭載するための規格にあったＨＵＤ装置１００を実現することができる。
例えば、第１支持板３０及び第２支持板３８は、ポリカーボネート（ＰＣ）板、アクリル樹脂板、セルロース板、ナイロン板等としてもよい。アクリル樹脂板は、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等とすることができる。また、第１支持板３０及び第２支持板３８は、可燃材料を不燃処理した材料としてもよい。偏光部材１８の機械的な強度を考慮すると、第１支持板３０及び第２支持板３８は、それぞれ５０μｍ以上の厚さとしてもよい。
また、第１支持板３０及び第２支持板３８は、ポリカーボネート（ＰＣ）に金属酸化物、ハロゲン化合物、リン化合物の少なくとも１つを混合させた、又は、コーティングして難燃性化させた材料を用いてもよい。価格、色づき、ポリカーボネート（ＰＣ）の特性及び環境への影響を考慮すると、ハロゲン化合物のうち臭素を用いてもよい。ポリカーボネート（ＰＣ）に金属、ハロゲン化合物、リン化合物の少なくとも１つを混合させる場合、選択した原料をポリカーボネート（ＰＣ）に混練させてもよい。
また、第１支持板３０及び第２支持板３８は、単層ではなく、複数の層を積層した構造としてもよい。例えば、主板をポリカーボネート（ＰＣ）板とし、それに副板としてアクリル樹脂板を積層した構造としてもよい。
ここで、第１支持板３０及び第２支持板３８は、偏光部材１８を透過した像に歪みを生じさせないために表面が平坦なものを使用してもよい。また、第１支持板３０及び第２支持板３８は、偏光部材１８を透過した光（偏光）が乱されないように、透過光に位相差を生じさせないような低位相差のものを使用してもよい。
さらに、第１支持板３０及び第２支持板３８の表面には、耐擦傷性を付与するハードコート層（ＨＣ：Ｈａｒｄ Ｃｏａｔ）の他に、防眩層（ＡＧ：Ａｎｔｉ－Ｇｌａｒｅ）、反射防止層（ＡＲ：Ａｎｔｉ－Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）、低反射層（ＬＲ：Ｌｏｗ－Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）等の表面機能層を設けてもよい。
ただし、後述する通り、熱応力による偏光部材１８の反り（曲がり）の発生を抑制するために、副板や表面機能層を設ける場合には偏光部材１８の膜厚方向に沿って上下対称の構造としてもよい。
また、偏光板３４の表面及び裏面を第１支持板３０及び第２支持板３８で支持することによって偏光部材１８の機械的な強度を高めることができる。
さらに、偏光板３４を表面側及び裏面側から膜厚方向に対称となるように第１支持板３０及び第２支持板３８で挟み込むことによって、偏光部材１８に熱応力が加わったときの反りを抑制することができる。すなわち、表示器１２からの光や外部からの太陽光の照射によって偏光部材１８が加熱された場合に、偏光板３４の表面側において第１支持板３０との界面に発生する応力と偏光板３４の裏面側において第２支持板３８との界面に発生する応力とをバランスさせることで偏光部材１８に生ずる反り（曲がり）や変形を抑制することができる。このような構成は、特に、耐熱性が必要とされる車両用のＨＵＤ装置１００において有利な効果となる。
その他に、偏光部材１８は、複数の偏光板３４を粘接着層を介して、互いの透過軸が平行となるように積層した構成としてもよい。その際、偏光板３４は、偏光部材１８に強度と剛性を付与するために、偏光膜に基材に貼り合わせた構造であることが好ましい。また、熱応力による反りや変形を抑制のため、偏光板３４は、同一のもので積層することが好ましい。
また、第１支持板３０、第２支持板３８、粘接着層３２，３６、表面機能層は、紫外線吸収、赤外吸収等の光吸収剤を含んでよい。
紫外線吸収の光吸収剤の付与は、偏光部材１８に耐光性を設けるためのものであり、太陽光に含まれる紫外線をカットし、偏光部材の変色や樹脂劣化を抑制することができる。紫外線吸収剤としては、例えば、オキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の有機系紫外線吸収剤等が挙げられる。これらの材料は、１種単独で用いても又は複数種添加してもよい。後述する樹脂フィルム中の紫外線吸収剤の配合割合は、使用する樹脂フィルム形成材料や表面機能層の材料により異なるが、０．１重量％以上２０重量％であることが好ましく、０．５重量％以上１０重量％以下であることがより好ましい。配合量が０．１重量％未満の場合、波長３８０ｎｍ以下の透過率を十分に下げることができず、長期間の耐光性を得ることができない。配合量が２０重量％を超える場合、紫外線吸収層からブリードアウト（フィルムの表面に添加物が浮き出てくる現象）し、さらに、ブリードアウトしたものが外観上の欠点となるおそれがある。
赤外吸収の光吸収剤の付与は、偏光部材１８に遮熱層を設けるためのものであり、太陽光からの赤外線（熱線）をカットし、太陽光によるＨＵＤ装置１００の内部の温度上昇を緩和することができる。遮熱層は赤外線をカットする（透過させない）特性を有する材料を含む層であり、赤外線を吸収する吸収型と赤外線を反射する反射型とに大別される。偏光部材１８に吸収型または反射型のいずれの態様を適用しても、可視光域に着色が少なく透明性に優れるものが望ましい。遮熱層は、偏光部材１８を構成する粘接着層３２，３６に遮熱性を有する材料を含ませてもよいし、偏光部材１８を構成するいずれかのフィルム表面に遮熱性を有する材料を製膜して設けてもよい。
［偏光部材の光学特性］
偏光部材１８の透過率は、太陽光等の外光の遮光効果と液晶から出射される偏光の光量（出射光の輝度）のバランスより設定され得る。これらの効果を両立させる場合、偏光部材１８の自然光透過率は、３０％以上５０％以下が好ましく、３５％以上４５％以下がより好ましく、３７．５％以上４２．５％以下が特に好ましい。すなわち、これに対応する偏光部材１８の直線偏光透過率としては、６０％以上９５％以下が好ましく、７０％以上９０％以下がより好ましく、７５％以上８５％以下が特に好ましい。自然光透過率が３０％未満の場合、太陽光等の外光の遮光効果が高くなるが、表示装置からの出射光量が遮られ、十分な表示輝度が得られないおそれがある。反対に、自然光透過率が５０％を超える場合は、より高い表示輝度が得られるが、外光の遮蔽効果が薄れることになる。
偏光部材１８の透過率は、太陽光等の外光の遮光効果と液晶から出射される偏光の光量（出射光の輝度）のバランスより設定され得る。これらの効果を両立させる場合、偏光部材１８の自然光透過率は、３０％以上５０％以下が好ましく、３５％以上４５％以下がより好ましく、３７．５％以上４２．５％以下が特に好ましい。すなわち、これに対応する偏光部材１８の直線偏光透過率としては、６０％以上９５％以下が好ましく、７０％以上９０％以下がより好ましく、７５％以上８５％以下が特に好ましい。自然光透過率が３０％未満の場合、太陽光等の外光の遮光効果が高くなるが、表示装置からの出射光量が遮られ、十分な表示輝度が得られないおそれがある。反対に、自然光透過率が５０％を超える場合は、より高い表示輝度が得られるが、外光の遮蔽効果が薄れることになる。
自然光透過率は、例えば、日本分光株式会社製Ｖ－７１００、株式会社日立製作所製Ｕ－４１００により測定することができる。具体的には、偏光板を作製し、該偏光板を１枚使用したときの透過率を単体透過率Ｙｓ、２枚の該偏光板を吸収軸方向が同一となるように重ねた場合の透過率を平行位透過率Ｙｐ、２枚の該偏光板を吸収軸が直交するように重ねた場合の透過率を直交位透過率Ｙｃとする。それぞれの透過率は、例えば、４００ｎｍ～７００ｎｍの波長領域で、所定波長間隔ｄλ（ここでは５ｎｍ）おきに分光透過率τλを求め、数式（１）により算出する。数式（１）において、Ｐλは標準光（Ｃ光源）の分光分布を表し、ｙλは２度視野等色関数を表し、τλは分光透過率を表す。
直線偏光の透過率は、偏光板に絶対偏光を入射し、その絶対偏光の振動方向と本実施の形態の偏光板の吸収軸方向が直交となるようにして測定して得られる透過率であり、絶対平行透過率Ｋｙと表す。ここで、絶対平行透過率Ｋｙは、上記で求めた単体透過率Ｙｓ及び直交位透過率Ｙｃを数式（２）に代入して求めることができる。なお、絶対平行透過率Ｋｙは、表示装置の設計や偏光板の波形特性に応じて、例えば４００ｎｍ～７００ｎｍの各波長の所定の波長の透過率のみを求めてもよいし、所定の波長範囲の平均値で表してもよい。
［偏光部材と表示器の配置］
偏光部材（偏光カバー）１８をＨＵＤ装置１００に搭載する際には、表示器１２から出力されて偏光部材１８を透過する水平方向の偏光（Ｓ偏光）と偏光部材１８の偏光板３４の透過軸とが平行になるように配置する。この場合、表示器１２から出射させる光は最大となり、投影部２０へ表示される画像（虚像）は最大の輝度となる。
偏光部材（偏光カバー）１８をＨＵＤ装置１００に搭載する際には、表示器１２から出力されて偏光部材１８を透過する水平方向の偏光（Ｓ偏光）と偏光部材１８の偏光板３４の透過軸とが平行になるように配置する。この場合、表示器１２から出射させる光は最大となり、投影部２０へ表示される画像（虚像）は最大の輝度となる。
これにより、ＨＵＤ装置１００の外部から偏光部材１８に入射する光（太陽光等）を大幅にカットできると共に、表示器１２から出力される光の大部分を透過できる偏光部材１８を提供することができる。したがって、この場合、偏光サングラスの非着用時において画像の視認性と品位に優れたＨＵＤ装置１００を実現することができる。
また、偏光サングラスの着用時において画像の視認性を得る方法としては、上述の配置において、表示器１２から偏光部材１８に至る光路、または偏光部材１８の出射側において、例えば、λ／２、λ／４（λは波長を表す）と称する位相差板や、３０００ｎｍ～１００００ｎｍ以上の高位相差値を有する位相差板を少なくとも一層配置する。当該位相差板は、例えば、ポリカーボネートやポリエステル等を含む樹脂の延伸フィルムや高分子液晶材料を基材上に塗布し配向させたもの用いることができる。
このとき、当該位相差板の遅相軸は、偏光部材１８または表示器１２から出射される偏光方向に対して、平行方向と垂直方向を除く関係となるように配置する。この光軸関係は、出射さるＳ偏光成分の一部をＰ偏光成分（垂直方向の偏光）に変換する、すなわち、直線偏光成分を楕円偏光成分に変換するためであり、これにより、偏光サングラス着用時においても、偏光サングラスで全ての光が吸収されないから、投影部２０の画像を視認できるようになる。
また、当該位相差板を光路に配置する場合、当該位相差板を遅相軸角度の配置を調整するともに、さらに偏光板３４の光軸配置を調整することで、表示器１２からの出射光量が最大となるようにしてもよい。
一方、Ｐ偏光成分の利用は、画像の二重映りの問題や、偏光サングラスの非着用時においては、画像の輝度低下等の画像品質低下の要因となる。そのため、位相差板の位相差値と前記光軸の関係は、一般に、偏光部材１８から出射されるＳ偏光成分とＰ偏光成分のバランスを考慮し設計することが望ましい。
上述の他、偏光部材１８をＨＵＤ装置１００に搭載するシステムにおいて、位相差板を光路上に配置せずに偏光サングラスの着用時において画像の視認性を得る方法として、偏光部材１８の透過軸方向を、出射される偏光方向に対して平行方向と垂直方向を除く関係となるように配置してもよい。
すなわち、ＨＵＤ装置１００では、図５に示すように、表示器１２から出力された画像の偏光方向と偏光部材１８の透過軸Ｔ（吸収軸に対して９０°ずれた軸）とが成す角度を平行方向Ｈ及び直交方向Ｖの角度を除く角度とする。なお、図５において、表示器１２から出力された画像光の進行方向は紙面に対して垂直方向とする。
具体的には、表示器１２から出力された画像の偏光方向（平行方向Ｈ）に対して偏光部材１８の透過軸Ｔが成す角度θは１°以上４５°以下の角度となるように配置することが好ましく、さらに５°以上４５°以下となるように配置することが好ましい。偏光サングラスの着用時／非着用時における視認性を両立させる観点では、角度θは１０°以上３０°以下の範囲で配置することがより好ましい。尚、角度θは、偏光板３４の透過軸方向を０°とし、当該透過軸Ｔから反時計周りの方向が正、及び当該透過軸Ｔから時計周りの方向が負（マイナス：－）で示す。本開示においては、角度θの正及び負の表記は、原理上同じである。
角度θが１°以上４°以下の範囲では、偏光サングラス着用時において充分な画像の輝度が得られず、画像をはっきりと視認し難くなる。また、角度θが４５°を超える場合では、偏光サングラス着用時における画像の視認性は反対に低下し、さらに偏光サングラス非着用時における画像の輝度低下を招くことになる。
上述したように、偏光サングラス着用時における視認性を確保するためには、平行方向Ｈ及び直交方向Ｖの角度を除く角度θを用いることができるが、位相差板を光路上に用いる場合と同様に、最終的に投影部２０に出射されるＳ偏光成分とＰ偏光成分のバランスを考慮して角度θの配置を設計することが望ましい。また、偏光サングラスの着用時／非着用時における、画像の視認性と品位を両立させる観点では、角度θは、Ｓ偏光成分の利用が多くるように平行方向側に近いように配置することが好ましい。
さらに、車両等のＨＵＤ装置１００の使用において、偏光部材１８の熱応力による変形の発生を考慮すれば、偏光板３４の光軸方向は、平行方向により近い配置としてもよい。これにより、偏光部材１８を熱収縮方向の対称性を維持することができるから、熱変形に伴う偏光部材１８の歪み発生を少なくすることができる。
また、偏光板３４は、高分子の一軸延伸されたＰＶＡフィルムであるから、上述の位相差板と同様に光学的に異方性を有するものとして扱うことができる。すなわち、上述の偏光板３４の角度θによる効果は、偏光板３４の偏光膜における位相差値（Ｒｅ）として数値で示すことができる。但し、偏光板３４の偏光膜の位相差値の測定は、位相差測定装置（例えば王子計測製ＫＯＢＲＡ－ＷＰＲ等）により行うが、原理上、困難である。そのため、当該位相差値の見積もるには、偏光板３４の偏光膜と同じ作製条件で二色性色素を含まないＰＶＡフィルムを作製するか、あるいは、前記測定に影響の少ない偏光特性の低い偏光板を用いて測定を行う。前記偏光板の例としては、ポラテクノ製高透過染料系偏光板ＳＨＣ－１０ＵＥ（７０）（ＴＡＣ基材で挟持された偏光膜、視感度補正透過率Ｙs=７０％、視感度補正偏光度Ｐy＝２９％）が挙げられる。前記偏光板の位相差値測定により、偏光板３４の偏光膜の有する波長５５０ｎｍの位相差値Ｒｅ（５５０）は５５０ｎｍと算出した。この場合、ＴＡＣ基材による影響は光学的に無視できるものであった。この値は、偏光板３４が位相差板としての作用が小さいことを示唆する。
したがって、上記の算出結果より、偏光板３４の偏光膜における位相差値としては、以下のように表すことができる。表示器１２から出力された画像の偏光に対する偏光部材１８中の偏光膜の有する波長５５０ｎｍでの位相差値（Ｒｅ（５５０））は、ｎ×５５０±１５０ｎｍ（ｎは０、１、２・・・の整数）としてもよい。ここで、±１５０ｎｍは、当該位相差板の作用効果及び波長分散特性を加味した位相差値の公差範囲を考慮した値である。Ｒｅ（５５０）が上記値となる偏光膜を有する偏光板を構成することによって、位相差板としての作用が小さく、さらに、波長依存による色付きを抑える効果を齎すことができる。
上述の角度θを有する偏光部材１８の作製は、例えば、所定の光軸関係となるように偏光板３４を切り出して、その後、第１支持板３０及び第２支持板３８等を積層してもよいし、ロールまたはシート状の偏光部材１８を形成した後、刃型による打ち抜き（トムソン加工）により行ってもよい。
［応用例１］
偏光部材１８の偏光板３４は、可視光の波長域（３８０ｎｍ～７８０ｎｍ、特には４００ｎｍ～７００ｎｍ）に亘って、当該波長の透過率がほぼ均一な特性を示す無彩色な偏光板（「無彩色偏光板」ともいう）を用いてよい。また、当該偏光板の特性は、例えば、Ｙｓ、Ｙｐ、Ｙｃの透過率測定に基づいて、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系における色相値（ａ＊、ｂ＊）を用いて表わすことができる。前記無彩色偏光板は、耐久性や色相調整の容易さを考慮し、偏光子を形成する二色性色素は、無彩色偏光板用に設計された染料系材料で構成してもよい。これにより、光路上に複数の偏光板が平行位で設置されることによる投影部２０の画像の色づきが少なくなり、投影部２０には、表示器１２から出射される本来の画像の色味に近づけることができる。
偏光部材１８の偏光板３４は、可視光の波長域（３８０ｎｍ～７８０ｎｍ、特には４００ｎｍ～７００ｎｍ）に亘って、当該波長の透過率がほぼ均一な特性を示す無彩色な偏光板（「無彩色偏光板」ともいう）を用いてよい。また、当該偏光板の特性は、例えば、Ｙｓ、Ｙｐ、Ｙｃの透過率測定に基づいて、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系における色相値（ａ＊、ｂ＊）を用いて表わすことができる。前記無彩色偏光板は、耐久性や色相調整の容易さを考慮し、偏光子を形成する二色性色素は、無彩色偏光板用に設計された染料系材料で構成してもよい。これにより、光路上に複数の偏光板が平行位で設置されることによる投影部２０の画像の色づきが少なくなり、投影部２０には、表示器１２から出射される本来の画像の色味に近づけることができる。
前記の無彩色偏光板用として相応しく設計された染料系材料であるアゾ系化合物染料としては下記の染料を例示することができる。
再公表特許ＷＯ２０１７／１４６２１２（Ａ１）で開示されている化学式（８）で表されるアゾ化合物又はその塩。
（式中、Ａｇ１は置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有するナフチル基を示し、Ｂｇ及びＣｇは、各々独立に化学式９（ＢＣ－Ｎ）又は化学式１０（ＢＣ－Ｐ）で表され、両方又は一方が式（ＢＣ－Ｎ）を示し、Ｘｇ１は、置換基を有してもよいアミノ基、置換基を有してもよいフェニルアミノ基、置換基を有してもよいベンゾイルアミノ基、置換基を有してもよいナフトトリアゾール、又は置換基を有してもよいフェニルアゾ基を示す）
（式中、Ｒｇ１ は水素原子、炭素数１～５のアルキル基、炭素数１～５のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数１～５のアルコキシ基を示し、ｋは０～２の整数を示す）
（Ｒｇ２及びＲｇ３は各々独立に水素原子、炭素数１～５のアルキル基、炭素数１～５のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数１～５のアルコキシ基を示す）
国際公開ＷＯ２０１９／１１７１３１（Ａ１）で開示されている化学式（１１）で表されるアゾ化合物又はその塩。
（式中、Ａｒ１は置換基を有するフェニル基又は置換基を有するナフチル基を示し、Ｒｒ１～Ｒｒ４は各々独立に、水素原子、炭素数１～４のアルキル基、炭素数１～４のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数１～４のアルコキシ基を示し、ｊは０又は１を示し、Ｘｒ１は置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、置換基を有していてもよいベンゾイル基、又は、置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基を示す）
［応用例２］
偏光部材１８が複数の偏光板３４を粘接着層を介して積層した構成とする場合は、投影部２０への出射側（ＨＵＤ装置１００の外側）となる偏光板３４の少なくとも１つにおいて、当該透過軸を上述の角度θとなるように配置する。これにより、偏光部材１８が複数の偏光板３４を粘接着層を介して積層した構成であっても、偏光サングラスの着用時の画像の視認性を得ることができる。
偏光部材１８が複数の偏光板３４を粘接着層を介して積層した構成とする場合は、投影部２０への出射側（ＨＵＤ装置１００の外側）となる偏光板３４の少なくとも１つにおいて、当該透過軸を上述の角度θとなるように配置する。これにより、偏光部材１８が複数の偏光板３４を粘接着層を介して積層した構成であっても、偏光サングラスの着用時の画像の視認性を得ることができる。
以下、偏光サングラス着用時のＨＵＤ表示像の視認性の確認方法について具体的に説明するが、ＨＵＤ装置１００の表示原理に基づき簡易的に効果を検証するための方法であり、以下に限定されるものではない。
［実施例１］
偏光部材１８に使用される偏光板３４としてポラテクノ社製の染料系偏光板ＥＨＣ－１２５Ｕ（視感度補正透過率Ｙｓ＝４０．０％、視感度補正偏光度Ｐｙ＝９９．５％）を使用した。次に、図６のように表示器１２として市販のカラーＩＰＳ液晶ディスプレイ（以下、「ＬＣＤ」とする）を上向きに平置きし、その上方に青板ガラス５０（厚さ１．１ｍｍ）を４５°に傾けて設置し、ＬＣＤの表示像が青板ガラス５０の表面に虚像として観察できるように設置した。この時、ガラス板に投射される虚像の輝度が最大となるように、ＬＣＤから出射される偏光が水平に投射される位置に青板ガラス５０を設置した。さらに、偏光板ＥＨＣ－１２５ＵをＬＣＤの上に偏光カバー１８として設置した。この時、偏光カバー１８の透過軸は、ＬＣＤのフロント側（出射側）の偏光層の透過軸に対して５°（角度θ＝５°）となるように設置した。
偏光部材１８に使用される偏光板３４としてポラテクノ社製の染料系偏光板ＥＨＣ－１２５Ｕ（視感度補正透過率Ｙｓ＝４０．０％、視感度補正偏光度Ｐｙ＝９９．５％）を使用した。次に、図６のように表示器１２として市販のカラーＩＰＳ液晶ディスプレイ（以下、「ＬＣＤ」とする）を上向きに平置きし、その上方に青板ガラス５０（厚さ１．１ｍｍ）を４５°に傾けて設置し、ＬＣＤの表示像が青板ガラス５０の表面に虚像として観察できるように設置した。この時、ガラス板に投射される虚像の輝度が最大となるように、ＬＣＤから出射される偏光が水平に投射される位置に青板ガラス５０を設置した。さらに、偏光板ＥＨＣ－１２５ＵをＬＣＤの上に偏光カバー１８として設置した。この時、偏光カバー１８の透過軸は、ＬＣＤのフロント側（出射側）の偏光層の透過軸に対して５°（角度θ＝５°）となるように設置した。
青板ガラス５０の虚像の視認性は、以下の通り、観察者による官能評価で行った。車両のＨＵＤ装置１００を想定した配置関係となるように、青板ガラス５０の虚像が観察できる位置に観察者を配置した。ここで、観察者の視線の前面には偏光サングラスと同様の機能となるように、吸収型の偏光板５２としてポラテクノ社製ヨウ素系偏光板ＳＫＮ－１８２４３（視感度補正透過率Ｙｓ＝４３％、視感度補正偏光度Ｐｙ＝９９．９％）を当該吸収軸が水平となるように設置し、観察者による青板ガラス５０の表面の虚像の視認性を確認した。
青板ガラス５０の虚像の輝度は、ＬＣＤに白画像を点灯させ、青板ガラス５０に投影された虚像をコニカミノルタ製２次元色彩輝度計ＣＡ―２０００を用いて測定した。偏光サングラスの代わりとなる偏光板５２（偏光板ＳＫＮ－１８２４３）を配置せず、角度θ＝０°の条件の時の輝度を１００として、偏光板５２の有無における輝度を比較した。
［実施例２］
偏光カバー１８の透過軸をＬＣＤのフロント側（出射側）の偏光層の透過軸に対して１５°（角度θ＝１５°）となるように設置した以外は、実施例１と同じとした。
偏光カバー１８の透過軸をＬＣＤのフロント側（出射側）の偏光層の透過軸に対して１５°（角度θ＝１５°）となるように設置した以外は、実施例１と同じとした。
［実施例３］
偏光カバー１８の透過軸をＬＣＤのフロント側（出射側）の偏光層の透過軸に対して３０°（角度θ＝３０°）となるように設置した以外は、実施例１と同じとした。
偏光カバー１８の透過軸をＬＣＤのフロント側（出射側）の偏光層の透過軸に対して３０°（角度θ＝３０°）となるように設置した以外は、実施例１と同じとした。
［実施例４］
偏光カバー１８の透過軸をＬＣＤのフロント側（出射側）の偏光層の透過軸に対して４５°（角度θ＝４５°）となるように設置した以外は、実施例１と同じとした。
偏光カバー１８の透過軸をＬＣＤのフロント側（出射側）の偏光層の透過軸に対して４５°（角度θ＝４５°）となるように設置した以外は、実施例１と同じとした。
［比較例１］
偏光カバー１８の透過軸をＬＣＤのフロント側（出射側）の偏光層の透過軸と平行（角度θ＝０°）となるように設置したこと以外は、実施例１と同じとした。
偏光カバー１８の透過軸をＬＣＤのフロント側（出射側）の偏光層の透過軸と平行（角度θ＝０°）となるように設置したこと以外は、実施例１と同じとした。
［比較例２］
偏光カバー１８の透過軸をＬＣＤのフロント側（出射側）の偏光層の透過軸に対して２°（角度θ＝２°）となるように設置した以外は、実施例１と同じとした。
偏光カバー１８の透過軸をＬＣＤのフロント側（出射側）の偏光層の透過軸に対して２°（角度θ＝２°）となるように設置した以外は、実施例１と同じとした。
［比較例３］
偏光カバー１８の透過軸をＬＣＤのフロント側（出射側）の偏光層の透過軸に対して６０°（角度θ＝６０°）となるように設置した以外は、実施例１と同じとした。
偏光カバー１８の透過軸をＬＣＤのフロント側（出射側）の偏光層の透過軸に対して６０°（角度θ＝６０°）となるように設置した以外は、実施例１と同じとした。
表１に示すように、偏光カバー１８の透過軸をＬＣＤのフロント側（出射側）の偏光層の透過軸に対して５°～４５°に配置した実施例１～４の場合では、偏光板５２を配置した時でも虚像を視認することができた。また、比較例１，２で示す通り、角度θが５°より小さい場合では、偏光板５２の配置時の虚像の輝度も十分に得られず、虚像の視認が困難であった。また、比較例３の角度θが６０°の場合では、偏光板５２の配置有り／無しにおいて虚像を視認性することができたが、偏光板５２の配置無しにおける虚像の輝度は大きく低下した。したがって、偏光カバー１８を備えるＨＵＤ装置１００において偏光サングラス対応の設計とする場合は、偏光サングラスの着用時／非着用時における視認性と共に、表示品位を両立する角度θとすることが必要である。
以上のことから、本開示のＨＵＤ装置１００によれば、装置内への太陽光の入射を軽減すると共に、位相差板をＨＵＤ装置１００内及び透光カバーに使用せずに偏光サングラスの着用時にいても表示像を視認できるヘッドアップディスプレイを提供することができる。また、ＨＵＤ装置１００に新たな光学部材を配置する必要がないことから、透光カバーの配置を調整するだけで容易に偏光サングラス対応のＨＵＤ装置１００とすることができる。
Claims (4)
- 偏光層と、前記偏光層の少なくとも一方の面に設けられた支持板と、を含む偏光部材と、
直線偏光成分を含む画像を出力する表示器と、
前記表示器を収納する筐体と、を備え、
前記偏光部材は、前記画像を前記筐体の外部へ透過する透光カバーとして用いられ、
前記偏光層の透過軸と前記表示器から出力された前記画像の偏光方向のなす角度は、平行と直交の角度を除く関係に設置され、
前記偏光部材を透過した前記画像は、水平方向と垂直方向の偏光を含む虚像を投影画像として投影するヘッドアップディスプレイ。 - 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイであって、
前記偏光層の透過軸は、前記表示器から出力された前記画像の偏光方向に対して５～４５度であることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。 - 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイであって、
前記表示器から出力された前記画像の偏光に対する前記偏光層の偏光膜の有する波長５５０ｎｍでの位相差値（Ｒｅ）は、ｎ×５５０±１５０ｎｍ（ｎは０、１、２・・・の整数）であることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。 - 請求項２に記載のヘッドアップディスプレイであって、
前記表示器から出力された前記画像の偏光に対する前記偏光層の偏光膜の有する波長５５０ｎｍでの位相差値（Ｒｅ）は、ｎ×５５０±１５０ｎｍ（ｎは０、１、２・・・の整数）であることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022510534A JPWO2021193614A1 (ja) | 2020-03-27 | 2021-03-23 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020-058090 | 2020-03-27 | ||
| JP2020058090 | 2020-03-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2021193614A1 true WO2021193614A1 (ja) | 2021-09-30 |
Family
ID=77892174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2021/011947 WO2021193614A1 (ja) | 2020-03-27 | 2021-03-23 | ヘッドアップディスプレイ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPWO2021193614A1 (ja) |
| TW (1) | TW202144858A (ja) |
| WO (1) | WO2021193614A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023176507A1 (ja) * | 2022-03-16 | 2023-09-21 | 株式会社小糸製作所 | 画像投影装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017094333A1 (ja) * | 2015-12-03 | 2017-06-08 | 株式会社デンソー | ヘッドアップディスプレイ装置 |
-
2021
- 2021-03-23 JP JP2022510534A patent/JPWO2021193614A1/ja active Pending
- 2021-03-23 WO PCT/JP2021/011947 patent/WO2021193614A1/ja active Application Filing
- 2021-03-23 TW TW110110340A patent/TW202144858A/zh unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017094333A1 (ja) * | 2015-12-03 | 2017-06-08 | 株式会社デンソー | ヘッドアップディスプレイ装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023176507A1 (ja) * | 2022-03-16 | 2023-09-21 | 株式会社小糸製作所 | 画像投影装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202144858A (zh) | 2021-12-01 |
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