JP2018059965A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 表示画像を表す表示光を透光性部材に向かって照射し、前記表示画像を虚像として視認可能に表示する表示装置であって、前記透光性部材の下方に配置される筐体と、前記筐体内に設けられた前記表示光を照射する光照射部と前記筐体に配置され、前記表示光或いは外光の入射光角度により直線透過率が変化する異方性光拡散層であって、マトリックス領域と複数の柱状構造体である柱状領域とを有する異方性光拡散層を少なくとも備えた異方性光学フィルムと、を少なくとも備え、前記異方性光学フィルムが、前記光照射部と前記透光性部材との間の前記表示光光路上に位置する前記筐体の一部に配置されていることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
示されている。特許文献1においては、外光が明るい条件下でも視認性のよいヘッドアップディスプレイ装置を提供するために、反射ミラー上に反射指向性を有する拡散層を積層した技術が開示されている。
表示画像を表す表示光を透光性部材に向かって照射し、前記表示画像を虚像として視認可能に表示する表示装置であって、
前記透光性部材の下方に配置される筐体と、
前記筐体内に設けられた前記表示光を照射する光照射部と、
前記筐体に配置され、前記表示光或いは外光の入射光角度により直線透過率が変化する異方性光拡散層であって、マトリックス領域と複数の柱状構造体である柱状領域とを有する異方性光拡散層を少なくとも備えた異方性光学フィルムと、
を少なくとも備え、
前記異方性光学フィルムが、前記光照射部と前記透光性部材との間の前記表示光光路上に位置する前記筐体の一部に配置されていることを特徴とする。
<<表示装置(ヘッドアップディスプレイ)3の配置及び虚像50と光路の説明>>
まず、本実施の形態に係る表示装置としてのヘッドアップディスプレイ装置3(以下、HUD装置と称する)について説明する。HUD装置3は、一般的な車両に搭載されて用いられる。図1は、本発明第1の実施形態による車両の側方から見たHUD装置3の車両への設置状態及び光路を示す概略構成図である。なお、以下の説明では、静止状態にある車両において、重力に沿う方向を下方向とし、下方向とは反対の方向を上方向とする。
HUD装置3は、ウインドシールド40の投射エリア41上に光照射部31から照射される表示画像を表す表示光Lを、反射部材32、異方性光学フィルム100(異方性光拡散層)を介して照射(投射、投影)して光路を経由させる。そして、運転者のアイポイント(視点)EPと投射エリア41とを結ぶ線の車両前方延長線上に、表示画像を結像させ、表示画像を虚像50として形成する。この結果、運転者のアイポイント(視点)EPからウインドシールド40を通じて車両前方の景色と虚像50とを運転者に同時に視認させるものである。
ウインドシールド40(透光性部材)は、車両のフロント側のウインドシールド(フロントガラス)であり、例えば2枚のガラスとその中間に設けられる中間膜とから形成された合わせガラスが使用されている。ウインドシールド40は、車両上下方向に対する左右方向と、車両側方に対するウインドシールド40のラインに沿う方向と、にわずかな曲率を有しており、凹面鏡と同一の効果により、運転者のアイポイント(視点)EPからでは、虚像が遠くに見えるようになっている。ウインドシールド40は、車両前方から入射する光を透過する透光性を有するので、運転者は車両前方の景色と虚像50とを同時に視認することができる。なお、本実施形態において、ウインドシールド40は、コンバイナの役割をなすための処理がなされていることが好適である。
光照射部31から照射される表示画像としては、例えば、車両用ナビゲーションシステムにおける地図情報、地図上における自車の現在位置情報、或いは目的地への案内情報等とすることができる。また、表示画像としては、車両走行時における車両情報としての、車速、エンジン回転数、エンジン冷却水温、及びバッテリ電圧等の情報としても良い。
図1に示すように、HUD装置3は、ウインドシールド40の下方向のインストルメントパネル42の内部に収容されている。HUD装置3は、筐体30と、筐体30の一部に設けられた開口部33とを有し、この開口部33から、インストルメントパネル42の外側のウインドシールド40に向けて表示画像を表す表示光Lを照射することができる。また、インストルメントパネル42には、表示光Lをウインドシールド40に通すために、例えば、開口部33と同じ大きさの開口窓が設けられている。
なお、開口部33又は開口窓には、塵や埃がHUD装置3内へ侵入するのを防止するために、例えば、ガラス等からなる透明性カバー(防塵カバー)を設けてもよい。
光照射部31は、表示画像を表す表示光Lを照射する部材である。例えば、映像投射装置である。映像投射装置は具体的に例えば、図示しないプロジェクターやバックライト付きの液晶ディスプレイ等から構成される。
反射部材32は、光照射部31からの表示画像を表す表示光Lを、開口部33を通して、ウインドシールド40の投射エリア41に向け、反射させて光路を変更する部材である。
筐体30には、反射部材32の反射面側に入射した表示光或いは外光の入射光角度により直線透過率が変化する、すなわち入射光角度依存性を有する異方性光学フィルム(異方性光拡散層)100が設けられている。
ここで、異方性光学フィルム100(異方性光拡散層)に関して、主な用語の定義をしておく。
「異方性光学フィルム」とは、異方性光拡散層が単層(一層のみ)の場合、異方性光拡散層が2層以上積層されて構成された場合(その際、異方性光拡散層は粘着層等を介して積層されていてもよい)等を含むことを意味する。従って、例えば、異方性光拡散層が単層の場合には、単層の異方性光拡散層が異方性光学フィルムであることを意味する。
「異方性光拡散層」は、光の拡散、透過及び拡散分布が、光の入射角度によって変化する入射光角度依存性を有する異方性及び指向性を有するものである(詳細は後述する)。従って、入射光角度依存性が無い指向性拡散フィルム、等方性拡散フィルム、特定方位に配向する拡散フィルムとは異なるものである。
「低屈折率領域」と「高屈折率領域」は、本発明に係る異方性光学フィルムを構成する材料の局所的な屈折率の高低差により形成される領域であって、他方に比べて屈折率が低いか高いかを示した相対的なものである。これらの領域は、異方性光学フィルムを形成する材料が硬化する際に形成される。
直線透過率(%)=(直線透過光量/入射光量)×100
図2〜図5を参照しながら、本実施形態に係る単層の異方性光学フィルム(本形態で言う「異方性光拡散層」が一層のみの場合の異方性光学フィルム)の構造と特性について説明する。
異方性光拡散層とは、フィルムの膜厚方向に、フィルムのマトリックス領域とは屈折率の異なる領域が形成された層である。屈折率の異なる領域の形状は、特に制限されるものではないが、例えば、図2(a)に示すように、マトリックス領域11中に、短径と長径のアスペクト比の小さな柱状(例えば、棒状)に形成された屈折率の異なる複数の柱状構造体13(柱状領域)が形成された異方性光拡散層(ピラー構造の異方性光拡散層)10や、図2(b)に示すように、マトリックス領域21中に、アスペクト比の大きな柱状(例えば、略板状)に形成された屈折率の異なる複数の柱状構造体23(柱状領域)が形成された異方性光拡散層(ルーバー構造の異方性光拡散層)20等がある。
上述した構造を有する異方性光学フィルムは、当該フィルムへの入射光角度により光拡散性が異なる、すなわち入射光角度依存性を有する光拡散フィルムである。この異方性光学フィルムに所定の入射光角度で入射した光は、屈折率の異なる領域の配向方向(例えば、ピラー構造における複数の柱状構造体13の延在方向(異方性光学フィルムの膜厚方向、又は法線方向)やルーバー構造における複数の柱状構造体23の高さ方向(異方性光学フィルムの膜厚方向、又は法線方向))と略平行である場合には拡散が優先され、当該方向に平行でない場合には透過が優先される。
図6を参照しながら、本形態に係る異方性光学フィルム100の構成について説明する。図6は、本形態に係る異方性光学フィルム100における異方性光拡散層110及び120の構成の一例を示す図である。なお、以下においては、異方性光学フィルム100とした場合、単に、異方性光拡散層110又は120の各単層を有する異方性光拡散層を示す場合がある。
図6に示すように、異方性光学フィルム100は、入射光角度により直線透過率が変化する異方性光拡散層110又は120を少なくとも有する異方性光学フィルムである。
異方性光拡散層110は、上述したルーバー構造(図2(b)の異方性光拡散層20と同様の構成)を有しており、入射光角度により直線透過率が変化する光拡散性を有している。また、異方性光拡散層110は、光重合性化合物を含む組成物の硬化物からなり、図6Aに示すように、マトリックス領域111と、当該マトリックス領域111とは屈折率の異なる複数の柱状構造体113(柱状領域)を有している。この柱状構造体113の配向方向(延在方向)Pは、散乱中心軸と平行になるように形成されており、異方性光拡散層110が所望の直線透過率及び拡散性を有するように適宜定められている。なお、散乱中心軸と柱状領域の配向方向とが平行であるとは、屈折率の法則(Snellの法則)を満たすものであればよく、厳密に平行である必要はない。Snellの法則は、屈折率n1の媒質から屈折率n2の媒質の界面に対して光が入射する場合、その入射光角度θ1と屈折角θ2との間に、n1sinθ1=n2sinθ2の関係が成立するものである。例えば、n1=1(空気)、n2=1.51(異方性光学フィルム)とすると、入射光角度が30°の場合、柱状構造体の配向方向(屈折角)は約19°となるが、このように入射光角度と屈折角が異なっていてもSnellの法則を満たしていれば、本形態においては平行の概念に包含される。
本形態に係る柱状構造体113は、マトリックス領域111中に、複数の柱状の硬化領域として設けられており、各々の柱状構造体113は、それぞれ配向方向が散乱中心軸と平行になるように形成されたものである。従って、同一の異方性光拡散層110における複数の柱状構造体113は、互いに平行となるように形成されている。
異方性光拡散層120は、ピラー構造(図2(a)の異方性光拡散層10と同様の構成)を有しており、入射光角度により直線透過率が変化する光拡散性を有している。また、図6Bに示すように、異方性光拡散層120は、光重合性化合物を含む組成物の硬化物からなり、マトリックス領域121と、当該マトリックス領域121とは屈折率の異なる複数の柱状構造体123(柱状領域)を有している。複数の柱状構造体123並びにマトリックス領域121は、不規則な分布や形状を有するが、異方性光拡散層120の全面にわたって形成されることで、得られる光学特性(例えば、直線透過率等)は略同じとなる。複数の柱状構造体123並びにマトリックス領域121が不規則な分布や形状を有するため、本形態に係る異方性光拡散層120は、光の干渉(虹)が発生することが少ない。
本形態に係る柱状構造体123は、マトリックス領域121中に、複数の柱状の硬化領域として設けられており、各々の柱状構造体123は、それぞれ配向方向が散乱中心軸と平行になるように形成されたものである。従って、同一の異方性光拡散層120における複数の柱状構造体123は、互いに平行となるように形成されている。
<柱状構造体113、123のアスペクト比>
複数の柱状構造体113は、短径SAの平均値(平均短径)と長径LAの平均値(平均長径)のアスペクト比(=平均長径/平均短径)が2以上であることが好ましく、2以上50未満であることがより好ましく、2〜10であることが更に好ましく、2〜5であることが特に好ましい。
また、複数の柱状構造体113の短径SAの平均値(平均短径)は0.5μm以上であることが好ましく、1.0μm以上であることがより好ましく、1.5μm以上であることが更に好ましい。一方、複数の柱状構造体113の短径SAの平均値(平均短径)は5.0μm以下であることが好ましく、4.0μm以下であることがより好ましく、3.0μm以下であることが更に好ましい。これら複数の柱状構造体113の平均短径の下限値及び上限値は、適宜組み合わせることができる。
複数の柱状構造体113、123の厚さTは、10μm〜200μmであるのが好ましく、20μm以上100μm未満であることがより好ましく、20μm以上50μm未満であることが更に好ましい。厚さTが200μmを超える場合、材料費がよりかかるだけでなく、UV照射にかかる費用も増すため、コストがかかるだけなく、厚さT方向での拡散性増加により、画像ボケやコントラスト低下が起こりやすくなる。また、厚さTが10μm未満の場合、光の拡散性及び集光性を十分なものとすることが難しい場合がある。本発明では、厚さTを該規定範囲内とすることにより、コストの問題を少なくし、光の拡散性及び集光性に優れ、かつ、厚さT方向での光拡散性低下により、画像ボケが発生し難くなり、コントラストも向上させることができる。
上述したように、異方性光学フィルム100は、異方性光拡散層110と120とのいずれか、又は両者を有する。より具体的には、異方性光拡散層110は、ルーバー構造(好適にはアスペクト比が2以上の複数の柱状構造体を有する構造)を有する。異方性光拡散層120は、ピラー構造(好ましくはアスペクト比が2未満の複数の柱状構造体を有する構造)を有する。以下、このような異方性光学フィルム100の性質に関して説明する。
ここで、直線透過率が最大となる入射光角度で異方性光学フィルム100(異方性光拡散層110、120)に入射した光の直線透過率を「最大直線透過率」と定義すると、異方性光学フィルム100(異方性光拡散層110、120)は、最大直線透過率が20%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましく、50%以上であることが更に好ましく、70%以上であることが特に好ましく、90%未満であることが尚特に好ましい。
上述の方法により、異方性光学フィルム100(異方性光拡散層110、120)の最大直線透過率及び最小直線透過率を求め、最大直線透過率と最小直線透過率との中間値の直線透過率を求める。続いてこの中間値の直線透過率に対する2つの入射光角度の交点を読み取る。光学プロファイルにおいては、異方性光学フィルムの法線方向を0°とし、入射光角度をマイナス方向及びプラス方向で示している。従って、入射光角度及び上述の2つの交点に対応する入射光角度は、マイナスの値を有する場合がある。上述の2つの入射光角度の交点の値がプラスの入射光角度値と、マイナスの入射光角度値を有するものであれば、マイナスの入射光角度値の絶対値とプラスの入射光角度値の和が入射光の拡散領域の角度範囲である拡散幅となる。上述の2つの入射光角度の交点の値が両方ともプラスである場合、より大きい値からより小さい値を引いた差が拡散幅となる。上述の2つの入射光角度の交点の値が両方ともマイナスである場合、それぞれの絶対値をとり、より大きい値からより小さい値を引いた差が拡散幅となる。
次に、図7を参照しながら、異方性光拡散層における散乱中心軸Pについて説明する。図7は、異方性光拡散層における散乱中心軸Pを説明するための3次元極座標図である。
異方性光拡散層110、120は、光重合性化合物を含む組成物を硬化したものであるが、この組成物としては、次のような組み合わせが使用可能である。
(1)単独の光重合性化合物を使用するもの
(2)複数の光重合性化合物を混合使用するもの
(3)単独又は複数の光重合性化合物と、光重合性を有しない高分子化合物とを混合して使用するもの
第2の実施形態のHUD装置4について、図10を用いて説明する。第2の実施形態は、第1の実施形態に対して、偏光部材70を異方性光学フィルム100(異方性光拡散層)表面上(平面上、図10においては外光の入射側又は透光性部材側)に設けたものである。ここで偏光部材70の配置は、異方性光学フィルム100(異方性光拡散層)の表面上であれば良く、異方性光学フィルム100(異方性光拡散層)と接していなくても構わなく、また、異方性光学フィルム100(異方性光拡散層)の表面より小さい面積で、異方性光学フィルム100(異方性光拡散層)の一部分の表面上に設けたものであっても構わない。なお、第1の実施形態と同一構成要素は、同一符号を付与して説明をする。
なお、第1の実施形態と同様に、開口部33又は開口窓には、塵や埃がHUD装置4内へ侵入するのを防止するために、例えば、ガラス等からなる透明性カバー(防塵カバー)を設けてもよい。
次に、図11を用いて、偏光部材70と、光照射部31が偏光板を有する場合に光照射部31が有する第2偏光板(表示光出射側偏光板)39との関係について説明する。
つまり、第2偏光板(表示光出射側偏光板)39と、偏光部材70とが、例えば、同じ吸収軸に沿った偏光成分の光(例えば、図11においてはP波と称する)を吸収し、同じ透過軸に沿った偏光成分の光(例えば、図11においてはS波と称する)を透過するように構成されている。
第3の実施形態のHUD装置3について、図12を用いて説明する。第3の実施形態は、第1の実施形態に対し、異方性光学フィルム400(異方性光拡散層)をウインドシールド40の運転者側表面に設けたものである。なお、第1、2の実施形態と同一構成要素は、同一符号を付与して説明をする。また異方性光学フィルム400(異方性光拡散層)は、上述した異方性光学フィルム100(異方性光拡散層)と同様の異方性光学フィルム(異方性光拡散層)を適用するものとする。
なお、第1の実施形態と同様に、開口部33又は開口窓には、塵や埃がHUD装置3内へ侵入するのを防止するために、例えば、ガラス等からなる透明性カバー(防塵カバー)を設けてもよい。
第4の実施形態のHUD装置5について、図13を用いて説明する。第4の実施形態は、第1の実施形態に対し、光照射部31から照射される表示光Lの投射エリア43を、ウインドシールド40ではなく、コンバイナ44としたものである。なお、第1〜3の実施形態と同一構成要素は、同一符号を付与して説明をする。
なお、第1の実施形態と同様に、開口部33又は開口窓には、塵や埃がHUD装置5内へ侵入するのを防止するために、例えば、ガラス等からなる透明性カバー(防塵カバー)を設けてもよい。
第5の実施形態のHUD装置6について、図14を用いて説明する。第5の実施形態は、第1の実施形態に対し、反射部材を構成要素より除いたものである。なお、第1〜4の実施形態と同一構成要素は、同一符号を付与して説明をする。
また、図10で示した第2の実施形態における、異方性光学フィルム100(異方性光拡散層)及び偏光部材70と、図13で示した第4の実施形態における、コンバイナ44と、を組み合せてもよい。
更に、光照射部31から照射された表示画像を表す表示光Lについては、外光からの入射光角度が、異方性光学フィルム(異方性光拡散層)の散乱中心軸方向P(フィルム又は層の法線方向を、散乱中心軸角度を0°及び入射光角度を0°とした場合の方向)に対し、散乱中心軸方向から離れた−60°〜−30°又は+30°〜+60°の入射光角度で入射される様な構成としておけば、表示光Lは透過が優先されて異方性光学フィルム(異方性光拡散層)を透過することとなるので、画像ボケ及びホットスポット(輝点)が発生し難くなり、かつ、コントラストを向上させることができる。
本発明の異方性光学フィルム(異方性光拡散層)は、以下に示す既存の方法(例えば、特開2006−119241)により製造した。
厚さ75μm、76×26mmサイズのPETフィルム(東洋紡社製、商品名:A4300)の縁部全周に、ディスペンサーを使い、硬化性樹脂で高さ200μmの隔壁を形成した。この中に下記の紫外線硬化樹脂組成物を滴下し、別のPETフィルムでカバーした。
・2−(パーフルオロオクチル)−エチルアクリレート 50重量部(フッ素含有率61%、共栄社化学社製、商品名:ライトアクリレートFA−108)
・1,9−ノナンジオールジアクリレート 50重量部(フッ素不含、共栄社化学社製、商品名:ライトアクリレート1.9ND−A)
・2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン 4重量部(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製、商品名:Darocure1173)
この両面をPETフィルムで挟まれた200μmの厚さの液膜に対して、UVスポット光源(浜松ホトニクス社製、商品名:L2859−01)の落射用照射ユニットから垂直に、照射強度30mW/cm2の平行光線である紫外線を1分間照射して、図2(a)又は図6(b)に示すような屈折率の異なる棒状の微小な柱状構造体を多数有するピラー構造の異方性光拡散層を得た。
上述のピラー構造と同じPETフィルムに挟まれた状態の紫外線硬化樹脂組成物に、上述のUVスポット光源の落射用照射ユニットから出射される平行光線の紫外線を、透過光線のアスペクト比が25となる指向性拡散要素を介して変換した線状光線である紫外線を、上述のピラー構造と同じ照射強度にて1分間垂直に照射し、図2(b)又は図6(a)に示すような屈折率の異なる略板状の微小な柱状構造体を多数有するルーバー構造の異方性光拡散層を得た。
またウインドシールドの運転者側表面に異方性光拡散層を用いる場合には、上述したルーバー構造の異方性光拡散層を用いた。
以下説明する実施例の評価に用いたHUD装置について、光照射部としては、液晶プロジェクターを、反射部材は市販のミラーを、偏光部材は透過率42%及び偏光度99.9%の透明ハードコート処理された液晶ディスプレイ向け偏光板を用いて、上述の異方性光拡散層と共に車内のインストルメントパネル内に実施形態と同様に構成した。またコンバイナは、凹面側がビームスプリッターコートで覆われ、凸面側が反射防止コートで覆われた反射率が40%のハーフミラーを用い、カーナビで使用されるホルダーにて、傾斜させて固定させた状態で設けた。
加えて車にHUD装置及びコンバイナを設置する際、HUD装置の筐体の一部に設けられた開口部に閉塞する様に設けた異方性光拡散層に対し、液晶プロジェクターから照射される表示光の入射光角度が、異方性光拡散層の平面(層)法線方向から約45°の位置となる様な位置関係として配置した。
上述した評価装置により、HUD装置の筐体の一部に設けられた開口部に閉塞する様、作製したピラー構造の異方性光拡散層を設け、第1の実施形態と同様の構成とし、評価を行った。なお、実施例1の構成要素を表1に示し、光学特性(輝度、コントラスト、ボケ感、視野角)評価結果を表2に示した。
上述した評価装置により、HUD装置の筐体の一部に設けられた開口部に閉塞する様、作製したルーバー構造の異方性光拡散層を設け、第1の実施形態と同様の構成とし、評価を行った。なお、実施例2の構成要素を表1に示し、光学特性(輝度、コントラスト、ボケ感、視野角)評価結果を表2に示した。
上述した評価装置により、HUD装置の筐体の一部に設けられた開口部に閉塞する様、作製したピラー構造の異方性光拡散層を設け、ピラー構造の異方性光拡散層の外光入射側表面上(透光性部材側)に、上述の偏光部材(透過率が42%及び偏光度が99.9%の透明ハードコート処理された液晶ディスプレイ向け偏光板)を設け第2の実施形態と同様の構成とし、評価を行った。なお、実施例3の構成要素を表1に示し、光学特性(輝度、コントラスト、ボケ感、視野角)評価結果を表2に示した。
上述した評価装置により、HUD装置の筐体の一部に設けられた開口部に閉塞する様、作製したルーバー構造の異方性光拡散層を設け、ルーバー構造の異方性光拡散層の外光入射側表面上に上述の偏光部材(透過率が42%及び偏光度が99.9%の透明ハードコート処理された液晶ディスプレイ向け偏光板)を設け、第2の実施形態と同様の構成とし、評価を行った。なお、実施例4の構成要素を表1に示し、光学特性(輝度、コントラスト、ボケ感、視野角)評価結果を表2に示した。
上述した評価装置により、HUD装置の筐体の一部に設けられた開口部に閉塞する様、作製したルーバー構造の異方性光拡散層を設け、ルーバー構造の異方性光拡散層の外光入射側表面上(透光性部材側)に上述の偏光部材(透過率が42%及び偏光度が99.9%の透明ハードコート処理された液晶ディスプレイ向け偏光板)を設け、また、ウインドシールドの運転者側表面にルーバー構造の異方性光拡散層を設け、第2の実施形態と第3の実施形態との複合構成とし、評価を行った。なお、実施例5の構成要素を表1に示し、光学特性(輝度、コントラスト、ボケ感、視野角)評価結果を表2に示した。
上述した評価装置により、HUD装置の筐体の一部に設けられた開口部に閉塞する様、作製したピラー構造の異方性光拡散層を設け、開口部近傍のインストルメントルパネル上にコンバイナをカーナビで使用されるホルダーにて、傾斜させた状態で固定させて設け、第4の実施形態同様の構成とし、評価を行った。なお、実施例6の構成要素を表1に示し、光学特性(輝度、コントラスト、ボケ感、視野角)評価結果を表2に示した。
上述した評価装置により、HUD装置の筐体の一部に設けられた開口部に閉塞する様、作製したピラー構造の異方性光拡散層を設け、第5の実施形態同様の構成とし、評価を行った。なお、実施例7の構成要素を表1に示し、光学特性(輝度、コントラスト、ボケ感、視野角)評価結果を表2に示した。
上述した評価装置により、HUD装置の筐体の一部に設けられた開口部に閉塞する様、異方性光拡散層の代わりに透明のガラス板(ヘイズ約1%)を設けた他は、実施例1と同様の構成とし、評価を行った。なお、比較例1の構成要素を表1に示し、光学特性(輝度、コントラスト、ボケ感、視野角)評価結果を表2に示した。
上述した評価装置により、HUD装置の筐体の一部に設けられた開口部に閉塞する様、異方性光拡散層の代わりに微粒子を分散した等方性光拡散層(ヘイズ約29%、全光線透過率約90%)を設けた他は、実施例1と同様の構成とし、評価を行った。なお、比較例2の構成要素を表1に示し、光学特性(輝度、コントラスト、ボケ感、視野角)評価結果を表2に示した。
上述した評価装置により、HUD装置の筐体の一部に設けられた開口部に閉塞する様、異方性光拡散層の代わりに微粒子を分散した等方性光拡散層(ヘイズ約29%、全光線透過率約90%)を設け、等方性光拡散層の外光入射側表面上に、上述の偏光部材(透過率が42%及び偏光度が99.9%の透明ハードコート処理された液晶ディスプレイ向け偏光板)を設けた他は、実施例3と同様の構成とし、評価を行った。なお、比較例3の構成要素を表1に示し、光学特性(輝度、コントラスト、ボケ感、視野角)評価結果を表2に示した。
上述の実施例及び比較例の各評価装置に関し、以下の様にして光学特性の評価を行った。
表2における各評価項目の得点基準は以下の通りである。また、数値としては、3以上が評価項目として良好であり、3未満が不良であるものとした。
「輝度(明所及び暗所)」
1(暗い)〜5(明るい)
「コントラスト(明所)」
1(薄い)〜5(濃い)
「ボケ感」
1(強い)〜5(弱い)
「視野角(視点における)」
1(狭い)〜5(広い)
「総合(合計点)」
13.0以上:HUD装置として十分な視認性を有する。
13.0未満:HUD装置として視認性が十分でない。
表2に示される様に、本発明実施例においては、輝度、コントラスト、ボケ感、視野角において、全体的にバランス良く、良好な特性を示し、HUD装置として十分な視認性を有することができたのに対し、比較例では、上述の評価項目のいずれかにおいて、本発明の実施例に対し、劣り、HUD装置として視認性が十分でないものであった。特に、実施例3〜5においては、実施例の中でも高いコントラストを得ることができ、加えて実施例5においては、総合(合計点)が最も高くなり、HUD装置としては本実施例中、最も高い視認性を得られた。
30、34 筐体
31 光照射部
32 反射部材
33、35 開口部
44 コンバイナ(透光性部材)
40 ウインドシールド(透光性部材)
41、43、45 投射エリア
42 インストルメントパネル
50〜54 虚像
70 偏光部材
EP アイポイント(視点)
100 異方性光学フィルム(異方性光拡散層)
400 異方性光学フィルム(異方性光拡散層)
L 表示光
M 外光(太陽光等)
N 出射外光
P 散乱中心軸方向
Claims (8)
- 表示画像を表す表示光を透光性部材に向かって照射し、前記表示画像を虚像として視認可能に表示する表示装置であって、
前記透光性部材の下方に配置される筐体と、
前記筐体内に設けられた前記表示光を照射する光照射部と、
前記筐体に配置され、前記表示光或いは外光の入射光角度により直線透過率が変化する異方性光拡散層であって、マトリックス領域と複数の柱状構造体である柱状領域とを有する異方性光拡散層を少なくとも備えた異方性光学フィルムと、
を少なくとも備え、
前記異方性光学フィルムが、前記光照射部と前記透光性部材との間の前記表示光光路上に位置する前記筐体の一部に配置されていることを特徴とする表示装置。 - 前記筐体は、前記表示光を前記筐体内から前記筐体外の前記透光性部材へ向けて通過させる開口部を有し、
前記異方性光学フィルムが、前記開口部を閉塞するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記表示装置が、前記光照射部から照射される前記表示光を前記筐体外の前記透光性部材へ反射させる反射部を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の表示装置。
- 前記異方性光学フィルムの前記透光性部材側に偏光部材が設けられていることを特徴とする請求項1〜3に記載の表示装置。
- 前記光照射部は、前記表示光が出射される側に配置された出射側偏光板を備え、
前記出射側偏光板と前記偏光部材とは、
前記出射側偏光板の偏光軸と、前記偏光部材の偏光軸とが一致するように配置されていることを特徴とする請求項4に記載の表示装置。 - 前記異方性光拡散層は、少なくとも1つの散乱中心軸を有し、
前記異方性光拡散層は、所定の角度範囲で入射した前記表示光或いは外光に対して拡散性が増加し直線透過率が最小値を示すと共に、前記所定の角度範囲以外の角度範囲で入射した前記表示光或いは外光に対して拡散性が減少し直線透過率が最大値を示し、
前記所定の角度範囲は、前記異方性光拡散層の法線方向を、散乱中心軸角度及び入射光角度を基準とした場合、−20°〜+20°であり、
前記所定の角度範囲以外の角度範囲は、前記異方性光拡散層の法線方向を、散乱中心軸角度及び入射光角度を基準とした場合、−30°〜−60°又は+30°〜+60°であることを特徴とする請求項1〜5に記載の表示装置。 - 前記複数の柱状構造体は、前記異方性光拡散層の一方の表面から他方の表面にかけて配向して構成され、平均短径と平均長径とのアスペクト比が2未満であることを特徴とする請求項1〜6に記載の表示装置。
- 前記複数の柱状構造体は、前記異方性光拡散層の一方の表面から他方の表面にかけて配向して構成され、平均短径と平均長径とのアスペクト比が2以上であることを特徴とする請求項1〜7に記載の表示装置。
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