WO2017022568A1 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a head-up display device.
- a head-up display device is used in which an image is displayed on a display device such as a display, and the image is reflected on a mirror and displayed as a virtual image on glass or the like.
- the head-up display device is used to display information or the like in a superimposed manner with the normal field of view of the user.
- the head-up display device has various application examples such as an automobile that displays information such as a vehicle speed on a windshield.
- a translucent cover is provided so that dust and dirt do not enter from a projection port for projecting an image from a device main body onto a projection unit such as glass.
- a polycarbonate plate is used as the translucent cover.
- One aspect of the present invention includes a display that outputs an image and a housing that houses the display, and the housing transmits a light output from the display to the outside.
- the translucent cover has a structure in which a plurality of polarizing plates are laminated.
- a head-up display device including a cover having excellent heat resistance while suppressing image distortion.
- the head-up display device 100 includes a housing 10, a display device 12, a plane mirror 14, a concave mirror 16, a translucent cover 18, and a projection unit 20.
- the housing 10 houses components such as the display 12, the flat mirror 14, and the concave mirror 16 that constitute the head-up display 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 head-up display device 100.
- the display 12 is configured by a liquid crystal display (LCD) or the like. Image light emitted from the display 12 is linearly polarized.
- LCD liquid crystal display
- the plane mirror 14 is provided to reflect the image light emitted from the display device 12 toward the concave mirror 16.
- the concave mirror 16 is provided to reflect the image light that has arrived from the plane mirror 14 and reflect it toward the projection unit 20.
- the concave mirror 16 enlarges the image light at a desired magnification and projects it onto the projection unit 20.
- the translucent cover 18 is a translucent plate-like member attached to an opening provided in the housing 10.
- the translucent cover 18 is provided so as to transmit the image light reflected by the concave mirror 16 to the outside of the housing 10 and prevent dust and dirt from entering the housing 10.
- the configuration of the translucent cover 18 will be described later.
- the projection unit 20 receives the image light reaching from the concave mirror 16 and projects the virtual image as a projection image.
- the projection unit 20 may use a half mirror or a holographic element in order to ensure normal vision of the user. It is also preferable that the projection unit 20 be configured so that the mounting angle and mounting position can be changed with respect to the housing 10. Thereby, according to a user's eyes
- the translucent cover 18 is configured by laminating a plurality of polarizing plates.
- FIG. 2 shows a cross-sectional structure of an example of the translucent cover 18.
- the translucent cover 18 is configured by laminating the first polarizing plate 30, the adhesive layer 32, and the second polarizing plate 34.
- the polarizing plate is not limited to two layers, and three or more polarizing plates may be stacked.
- the first polarizing plate 30 and the second polarizing plate 34 are layers including a polarizer that transmits only light polarized in a specific direction.
- the 1st polarizing plate 30 and the 2nd polarizing plate 34 can be selected arbitrarily, it is suitable for it to be set as the dye-type polarizing plate which dye
- PVA film As an example of the PVA film, Kuraray VF-PS # 7500 can be applied. The PVA film is stretched, for example, until a film having a thickness of 75 ⁇ m is stretched before stretching to about 30 ⁇ m.
- the first polarizing plate 30 is formed on one surface of the PVA film.
- the first polarizing plate 30 is preferably composed of a dye-based material.
- the dye material is more preferably a dichroic dye.
- the dye-based material preferably contains an azo compound and / or a salt thereof.
- R1 and R2 each independently represent a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a lower alkoxyl group, and n is an azo compound represented by 1 or 2, or a salt thereof.
- R1 and R2 are each independently a hydrogen atom, a methyl group, or a methoxy group.
- R1 and R2 are hydrogen atoms.
- a material obtained in the following steps Add 13.7 parts of 4-aminobenzoic acid to 500 parts of water and dissolve with sodium hydroxide. The obtained material is cooled, 32 parts of 35% hydrochloric acid is added at 10 ° C. or lower, 6.9 parts of sodium nitrite is added, and the mixture is stirred at 5-10 ° C. for 1 hour. Thereto is added 20.9 parts of aniline- ⁇ -sodium methanesulfonate, and sodium carbonate is added to adjust the pH to 3.5 while stirring at 20-30 ° C. Furthermore, stirring is completed to complete the coupling reaction, and filtration is performed to obtain a monoazo compound. The obtained monoazo compound is stirred at 90 ° C. in the presence of sodium hydroxide to obtain 17 parts of a monoazo compound of the chemical formula (2).
- the first polarizing plate 30 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 becomes a protective layer of the first polarizing plate 30.
- a base material can be selected arbitrarily, for example, it is preferable to use a triacetyl cellulose (TAC) film, an acrylic film, a cyclic olefin film, or the like.
- TAC triacetyl cellulose
- P960GL manufactured by TacBright, etc. can be applied.
- the thickness of a base material is not limited to this, It is suitable to set it as 20 micrometers or more and 200 micrometers or less.
- the first polarizing plate 30 can be formed. Further, the second polarizing plate 34 can be formed in the same manner as the first polarizing plate 30.
- the adhesive layer 32 is a member for bonding the first polarizing plate 30 and the second polarizing plate 34 together.
- the adhesive layer 32 is preferably formed using an acrylic pressure-sensitive adhesive.
- the adhesive layer 32 is formed by drying a pressure-sensitive adhesive obtained by diluting a solid component of an acrylic or polyester pressure-sensitive adhesive with a solvent such as toluene or methyl ethyl ketone (MEK). That is, the pressure-sensitive adhesive layer 32 is formed by applying a pressure-sensitive adhesive to one surface of the first polarizing plate 30 and drying the pressure-sensitive adhesive in a state of being bonded to the second polarizing plate 34.
- the pressure-sensitive adhesive is not particularly limited as long as it is acrylic or polyester, and other pressure-sensitive adhesives may be used.
- the thickness of the adhesive layer 32 is preferably 10 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
- each polarization direction may become an appropriate angle.
- the translucent cover 18 having sufficient mechanical strength can be provided. That is, the translucent cover 18 having a polarization characteristic with a thickness of several hundred ⁇ m can be provided.
- the translucent cover 18 having polarization characteristics it is possible to reduce the transmittance of light that enters the housing 10 from the outside.
- the image light is transmitted to the outside of the housing 10 with higher transmittance than incident light from the outside. Can be transmitted.
- the polarizing film is discolored by heating at 90 ° C. or more, and the light transmittance is lowered.
- the light-transmitting cover 18 is bent even in a usage environment of 90 ° C. or higher. Suppressing and maintaining high light transmittance without discoloration.
- the occurrence of bending due to heat can be further suppressed by making the translucent cover 18 a plane-symmetrical structure, that is, a vertically symmetric structure along the film thickness direction.
- the first polarizing plate 30 and the second polarizing plate 34 are provided with protection such as HC (Hard Coat), AG (Anti-Glare), AR (Anti-Reflection), and LR (Low-Reflection) for surface protection.
- a layer may be provided.
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Abstract
画像を出力する表示器と、表示器を収納する筐体と、を備え、筐体は、表示器から出力される画像を外部へ透過する透光カバーを備え、透光カバーは、第1偏光板及び第2偏光板を積層した構造を有するヘッドアップディスプレイ装置とする。
Description
本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。
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が用いられている。ヘッドアップディスプレイ装置は、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る。ヘッドアップディスプレイ装置は、フロントガラスに車速等の情報を表示させる自動車等の多様な応用例がある。
ところで、車載用等のヘッドアップディスプレイ装置では、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。透光性のカバーとしてはポリカーボネイト板が使用されている。ここで、出射光の輝度を低下させることなく外から入射する太陽光を遮蔽するために、カバーに偏光特性を持たせたいという要望がある。
しかしながら、カバーに偏光特性を持たせるためにポリカーボネイト板に一般的な偏光板を貼り合わせ場合、熱によりポリカーボネイト板に曲がりが生じ、投影される画像にゆがみが生じたり、カールによって筐体から外れたりするおそれがある。また、ポリカーボネイト板は複屈折を起こす性質をもっているため、出射される偏光光を乱し、画質が低下するおそれがある。
本発明の1つの態様は、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、前記筐体は、前記表示器から出力される画像を外部へ透過する透光カバーを備え、前記透光カバーは、複数の偏光板を積層した構造を有することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置である。
本発明によれば、画像の歪みを抑制しつつ、耐熱性に優れたカバーを備えたヘッドアップディスプレイ装置を提供することができる。
本発明の実施の形態におけるヘッドアップディスプレイ装置100は、図1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、透光カバー18及び投影部20を含んで構成される。
筐体10は、ヘッドアップディスプレイ装置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、ヘッドアップディスプレイ装置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。
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。
透光カバー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。透光カバー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設けられる。透光カバー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、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を用いてもよい。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することも好適である。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。
透光カバー18は、複数の偏光板を積層して構成される。図2は、透光カバー18の一例の断面構造を示す。本実施の形態では、透光カバー18は、第1偏光板30、粘接着層32及び第2偏光板34を積層した構成とされる。ただし、偏光板は2層に限定されるものではなく、3層以上の偏光板を積層した構成としてもよい。
第1偏光板30及び第2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。第1偏光板30及び第2偏光板34は、任意に選択することができるが、例えばポリビニルアルコール(PVA)フィルムを二色性染料により染色した染料系偏光板とすることが好適である。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、延伸前に厚さ75μmのフィルムを延伸後において30μm程度となるまで延伸する。
第1偏光板30は、PVAフィルムの一面に形成される。第1偏光板30は、染料系材料によって構成することが好適である。染料系材料は、二色性染料とすることがより好適である。ここで、染料系材料は、アゾ化合物及び/又はその塩を含有することが好適である。
すなわち、以下の化学式を満たす染料系材料を用いることが好適である。
(1)式中R1、R2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を示し、nは1又は2で示されるアゾ化合物及びその塩。
(2)R1、R2が各々独立に水素原子、メチル基、メトキシ基のいずれかである(1)記載のアゾ化合物及びその塩。
(3)R1、R2が水素原子である(1)記載のアゾ化合物及びその塩。
(2)R1、R2が各々独立に水素原子、メチル基、メトキシ基のいずれかである(1)記載のアゾ化合物及びその塩。
(3)R1、R2が水素原子である(1)記載のアゾ化合物及びその塩。
例えば、以下に示す工程で得られる材料を用いることが好適である。4-アミノ安息香酸13.7部を水500部に加え、水酸化ナトリウムで溶解する。得られた物質を冷却して10℃以下で35%塩酸32部を加え、次に亜硝酸ナトリウム6.9部を加え、5~10℃で1時間攪拌する。そこへアニリン-ω-メタンスルホン酸ソーダ20.9部を加え、20~30℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウムを加えてpH3.5とする。さらに、攪拌してカップリング反応を完結させ、濾過して、モノアゾ化合物を得る。得られたモノアゾ化合物を水酸化ナトリウム存在下、90℃で攪拌し、化学式(2)のモノアゾ化合物17部を得る。
化学式(2)のモノアゾ化合物12部、4,4’-ジニトロスチルベン-2,2’-スルホン酸21部を水300部に溶解させた後、水酸化ナトリウム12部を加え、90℃で縮合反応させる。続いて、グルコース9部で還元し、塩化ナトリウムで塩析した後、濾過して化学式(3)で示されるアゾ化合物16部を得る。
さらに、化合物(3)の染料を0.01%、シー・アイ・ダイレクト・レッド81を0.01%、特許2622748号公報の実施例1において示されている下記構造式(4)で示される染料を0.03%、特開昭60-156759号公報の実施例23において公開されている下記構造式(5)で示される染料0.03%及び芒硝0.1%の濃度とした45℃の水溶液に基板として厚さ75μmのポリビニルアルコール(PVA)を4分間浸漬する。このフィルムを3%ホウ酸水溶液中で50℃で5倍に延伸し、緊張状態を保ったまま水洗、乾燥する。これによって、中性色(平行位ではグレーで、直交位では黒色)となる染料系材料を得ることができる。
また、第1偏光板30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、第1偏光板30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ることが好適である。一例として、TacBright社製P960GL等を適用することができる。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以下とすることが好適である。
以上のように、第1偏光板30を形成することができる。また、第2偏光板34も、第1偏光板30と同様に形成することができる。
粘接着層32は、第1偏光板30と第2偏光板34とを貼り合わせるための部材である。粘接着層32は、アクリル系の粘着剤を用いて形成することが好適である。粘接着層32は、アクリル系又はポリエステル系の粘着剤の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を乾燥させることによって形成される。すなわち、第1偏光板30の一面に粘着剤を塗布し、第2偏光板34と貼り合わせた状態において粘着剤を乾燥させることによって粘接着層32が形成される。ただし、粘着剤は、アクリル系、ポリエステル系であれば特に限定されるものではなく、さらにこれら以外の粘着剤を使用してもよい。粘接着層32の膜厚は、10μm以上50μm以下とすることが好適である。
第1偏光板30と第2偏光板34とを貼り合わせる際には、それぞれの偏光方向を適切な角度となるように貼り合わせる。例えば、第1偏光板30と第2偏光板34との偏光方向が一致、すなわち偏光方向が互いに並行となるように貼り合わせることが好適である。
以上のように、本実施の形態によれば、機械的に十分な強度をもった透光カバー18を提供することができる。すなわち、数100μmの厚みの偏光特性を有する透光カバー18を提供することができる。偏光特性を有する透光カバー18を用いることによって、外部から筐体10内に入射する光の透過率を低減することができる。一方、表示器12から放射される画像光の偏光方向と透光カバー18の偏光方向とを一致させることによって、画像光は外部からの入射光に比べて高い透過率で筐体10の外部へ透過させることができる。
また、透光カバー18にヨウ素系の偏光膜を適用した場合、90℃以上の加熱によって偏光膜に変色が生じて光の透過性が低下してしまう。これに対して、本実施の形態のように、第1偏光板30及び第2偏光板34として染料系材料を用いることによって、90℃以上の使用環境であっても透光カバー18の曲がりを抑制し、変色することなく高い光透過性を維持することができる。特に、図2に示すように、透光カバー18を面対称、すなわち膜厚方向に沿って上下対称の構造とすることによって熱による曲がりの発生をより抑制することができる。
なお、第1偏光板30及び第2偏光板34には、表面保護のためにHC(Hard Coat)、AG(Anti-Glare)、AR(Anti-Reflection)、LR(Low-Reflection)等の保護層を設けてもよい。ただし、透光カバー18の曲がりの発生を抑制するために、これらの保護層を設ける場合には透光カバー18の膜厚方向に沿って上下対称の構造とすることが好適である。
Claims (8)
- 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、
前記筐体は、前記表示器から出力される画像を外部へ透過する透光カバーを備え、
前記透光カバーは、複数の偏光板を積層した構造を有することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 - 請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記偏光板は、染色系偏光板であることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 - 請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記透光カバーは、粘接着層を介して複数の偏光板を接着した構造を有することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 - 請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記透光カバーは、粘接着層を介して複数の偏光板を接着した構造を有することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 - 請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記透光カバーは、厚さ方向に沿って面対称の構造を有することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 - 請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記透光カバーは、厚さ方向に沿って面対称の構造を有することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 - 請求項3に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記透光カバーは、厚さ方向に沿って面対称の構造を有することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 - 請求項4に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記透光カバーは、厚さ方向に沿って面対称の構造を有することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
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