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特許7608421ヘッドアップディスプレイ装置、ヘッドアップディスプレイシステム、位相差フィルム及び車両用合わせガラス
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-20
(45)【発行日】2025-01-06
(54)【発明の名称】ヘッドアップディスプレイ装置、ヘッドアップディスプレイシステム、位相差フィルム及び車両用合わせガラス
(51)【国際特許分類】
G02B 27/01 20060101AFI20241223BHJP
B60K 35/23 20240101ALI20241223BHJP
B60J 1/02 20060101ALI20241223BHJP
B60J 1/00 20060101ALI20241223BHJP
【ＦＩ】
G02B27/01
B60K35/23
B60J1/02 M
B60J1/00 J
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2022500325
(86)(22)【出願日】2021-02-01
(86)【国際出願番号】 JP2021003464
(87)【国際公開番号】W WO2021161829
(87)【国際公開日】2021-08-19
【審査請求日】2023-12-14
(31)【優先権主張番号】P 2020022342
(32)【優先日】2020-02-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2020027920
(32)【優先日】2020-02-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2020140713
(32)【優先日】2020-08-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】523220503
【氏名又は名称】セントラル硝子プロダクツ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】弁理士法人ＷｉｓｅＰｌｕｓ
(72)【発明者】
【氏名】中村 洋貴
(72)【発明者】
【氏名】泉谷 健介
(72)【発明者】
【氏名】森 直也
(72)【発明者】
【氏名】奥田 晃史
【審査官】河村 麻梨子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－２２５２３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１３／１４５５５０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／１７７０２７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１８／１６８７２６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－０７１０７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／２４４６１９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平１１－０９５１５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３０７１７６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ２７／０１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
移動体に搭載され、投影光の投影部での反射像に基づく虚像を前記移動体の乗員である視認者に認識させる、ヘッドアップディスプレイ装置であって、地面と水平かつ前記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＸ軸、地面と水平かつ前記移動体が前進する時の進行方向をＹ軸、及び地面と垂直な方向をＺ軸とし、
前記視認者の視点と前記投影光の発光点と前記投影光が反射する点である反射点とを有する面を入射面とした時、
前記ヘッドアップディスプレイ装置は、
前記投影光を照射する映像部と、
前記映像部と前記投影部との間に、前記映像部とは別部材として設けられ、前記投影光に含まれる特定方向に振動する光を透過させる偏光部と、
前記偏光部を透過した投影光が投影される前記投影部と、を備え、
前記投影部は、前記投影光の入射側である室内側から室外側へ、第二ガラス板、位相差フィルム、第一ガラス板の順になるように配置された合わせガラスであり、
前記視認者の正面である視認者正面領域と、前記Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、前記視認者正面領域よりも遠くなる領域である視認者斜め前方領域とを有し、
前記投影光は、少なくとも前記視認者斜め前方領域に投影され、
前記視認者から前記投影部を見た時のＸ軸を０°、前記位相差フィルムに沿った面を投影面とした時、
前記位相差フィルムは、前記投影面において、Ｘ軸に対してθｒ傾いた光軸を有し、前記光軸により前記投影面に入射する前記投影光の振動方向を変えるものであり、
前記特定方向は、前記入射面と平行な方向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2】
前記視認者が前記第二ガラス板の室内側面以外に形成された反射像に基づく虚像を観察する請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項3】
前記視認者が前記第一ガラス板の室外側面に形成された反射像に基づく虚像を観察する請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項4】
移動体に搭載され、投影光の投影部での反射像に基づく虚像を前記移動体の乗員である視認者に認識させる、ヘッドアップディスプレイ装置であって、地面と水平かつ前記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＸ軸、地面と水平かつ前記移動体が前進する時の進行方向をＹ軸、及び地面と垂直な方向をＺ軸とし、
前記視認者の視点と前記投影光の発光点と前記投影光が反射する点である反射点とを有する面を入射面とした時、
前記ヘッドアップディスプレイ装置は、
前記投影光を照射する映像部と、
前記映像部と前記投影部との間に設けられ、前記投影光に含まれる特定方向に振動する光を透過させる偏光部と、
前記偏光部を透過した投影光が投影される前記投影部と、を備え、
前記投影部は、前記投影光の入射側である室内側から室外側へ、第二ガラス板、位相差フィルム、第一ガラス板の順になるように配置された合わせガラスであり、
前記視認者の正面である視認者正面領域と、前記Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、前記視認者正面領域よりも遠くなる領域である視認者斜め前方領域とを有し、
前記投影光は、少なくとも前記視認者斜め前方領域に投影され、
前記視認者から前記投影部を見た時のＸ軸を０°、前記位相差フィルムに沿った面を投影面とした時、
前記位相差フィルムは、前記投影面において、Ｘ軸に対してθｒ傾いた光軸を有し、前記投影面に入射する前記投影光の振動方向θαと前記光軸とがなす角度をｄθとした場合に、入射する前記投影光の振動方向を２ｄθ回転させるものであり、
前記振動方向θαは、前記投影面におけるＸ軸に対する前記入射面の角度をθｐとした場合に前記投影面において２θｒ－θｐの方向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5】
前記視認者が前記第二ガラス板の室内側面に形成された反射像に基づく虚像を観察する請求項４に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項6】
前記視認者が複数名であり、各視認者のそれぞれに対して、前記映像部と前記投影部との間に前記偏光部が設けられ、視認者毎に設けられた入射面である各入射面を有し、
それぞれの前記偏光部は、前記各入射面に対応した前記特定方向に振動する投影光を透過させる、請求項１～５のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項7】
前記偏光部は、透過した投影光の振動方向が前記特定方向となる透過軸を有し、それぞれの前記透過軸の向きが異なる請求項６に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項8】
前記投影光が、前記複数名の視認者のそれぞれの前記視認者正面領域の間であり、前記複数名の視認者のそれぞれの前記視認者斜め前方領域に相当する領域である中央領域に投影される請求項７に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項9】
前記投影部において、前記投影光が投影される投影位置が変更可能であり、前記投影位置の変更に伴う入射面の変更に対応して、前記偏光部が可動であり、前記偏光部を透過させる光の振動方向を変えることができる請求項１～８のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項10】
移動体に搭載され、投影光の投影部での反射像に基づく虚像を前記移動体の乗員である視認者に視認させる、へッドアップディスプレイシステムであって、地面と水平かつ前記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＸ軸、地面と水平かつ前記移動体が前進する時の進行方向をＹ軸、及び地面と垂直な方向をＺ軸とし、
前記視認者の視点と前記投影光の発光点と前記投影光が反射する点である反射点とを有する面を入射面とした時、
前記ヘッドアップディスプレイシステムは、
前記投影光を照射する映像部と、
前記映像部と前記投影部との間に設けられ、前記投影光に含まれる特定方向に振動する光を透過させる偏光部と、
前記投影光が投影される前記投影部と、を備え、
前記投影部は、前記投影光の入射側である室内側から室外側へ、第二ガラス板、位相差フィルム、第一ガラス板の順になるように配置された合わせガラスであり、
前記視認者の正面である視認者正面領域と、前記Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、前記視認者正面領域よりも遠くなる領域である視認者斜め前方領域とを有し、
前記投影光は、少なくとも前記視認者斜め前方領域に投影され、
前記視認者から前記投影部を見た時のＸ軸を０°、前記位相差フィルムに沿った面を投影面とした時、
前記位相差フィルムは、前記投影面において、Ｘ軸に対してθｒ傾いた光軸を有し、前記光軸により前記投影面に入射する前記投影光の振動方向を変えるものであり、
前記偏光部が可動であり、前記偏光部を透過させる光の振動方向を変えることにより、以下の（Ａ）及び（Ｂ）を切り替え可能であることを特徴とする、ヘッドアップディスプレイシステム。
（Ａ）前記第二ガラス板へ入射する光の振動方向を、前記入射面と平行な方向とする。
（Ｂ）前記位相差フィルムが、前記投影面に入射する前記投影光の振動方向θαと前記光軸とがなす角度をｄθとした場合に、入射する前記投影光の振動方向を２ｄθ回転させるものであるとして、前記第二ガラス板を透過した光の振動方向を、前記投影面におけるＸ軸に対する前記入射面の角度をθｐとした場合に前記投影面において２θｒ－θｐの方向となるようにする。
【請求項11】
前記投影部において、前記投影光が投影される投影位置が変更可能であり、前記投影位置の変更に伴う入射面の変更に対応して、前記偏光部が可動であり、前記偏光部を透過する投影光の振動方向を変えることができる請求項１０に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項12】
移動体に搭載され、投影光の投影部での反射像に基づく虚像を前記移動体の乗員である視認者に視認させる、へッドアップディスプレイ装置であって、地面と水平かつ前記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＸ軸、地面と水平かつ前記移動体が前進する時の進行方向をＹ軸、及び地面と垂直な方向をＺ軸とし、
前記視認者の視点と前記投影光の発光点と前記投影光が反射する点である反射点とを有する面を入射面とした時、
前記ヘッドアップディスプレイ装置は、
振動方向がＸ軸方向である前記投影光を照射する映像部と、
前記投影光が投影される投影部と、を備え、
前記投影部は、前記視認者よりも、前記移動体が前進する時の進行方向に配置され、前記投影光の入射側に配置される第二ガラス板と、前記投影光の出射側に配置される第一ガラス板と、前記第二ガラス板と、前記第一ガラス板との間に配置される、位相差フィルムとを、備える合わせガラスからなり、
前記第一ガラス板は、室外側に露出される第一主面と、前記第一主面の反対側の第二主面とを備え、
前記第二ガラス板は、室内側に露出される第四主面と、前記第四主面の反対側の第三主面とを備え、
前記投影光を、前記位相差フィルムへ入射させることによって、前記投影光の振動方向を前記入射面に対して平行方向へ変換することができ、
前記投影部は、前記視認者の正面である視認者正面領域と、Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、前記視認者正面領域に対して遠くなる領域である視認者斜め前方領域を有し、
前記視認者が前記視認者正面領域に形成された反射像を見る場合に、前記視認者正面領域に配置される前記位相差フィルムは、前記第四主面との平行面において前記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°であり、
前記視認者が前記視認者斜め前方領域に形成された反射像を見る場合に、前記視認者斜め前方領域に配置される前記位相差フィルムは、前記第四主面との平行面において前記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向に傾いており、
前記虚像は、前記第二ガラス板の前記第四主面に形成された反射像に基づき、
前記視認者正面領域及び前記視認者斜め前方領域のいずれにおいても、前記第一ガラス板の前記第一主面から出射される光は、主として前記入射面に対して平行方向に振動する前記投影光である、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13】
移動体に搭載され、投影光の投影部での反射像に基づく虚像を前記移動体の乗員である視認者に視認させる、へッドアップディスプレイ装置であって、地面と水平かつ前記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＸ軸、地面と水平かつ前記移動体が前進する時の進行方向をＹ軸、及び地面と垂直な方向をＺ軸とし、
前記視認者の視点と前記投影光の発光点と前記投影光が反射する点である反射点とを有する面を入射面とした時、
前記ヘッドアップディスプレイ装置は、
振動方向がＹＺ平面に平行な方向である前記投影光を照射する映像部と、
前記投影光が投影される投影部と、を備え、
前記投影部は、前記視認者よりも、前記移動体が前進する時の進行方向に配置され、前記投影光の入射側に配置される第二ガラス板と、前記投影光の出射側に配置される第一ガラス板と、前記第二ガラス板と、前記第一ガラス板との間に配置される、位相差フィルムとを、備える合わせガラスからなり、
前記第一ガラス板は、室外側に露出される第一主面と、前記第一主面の反対側の第二主面とを備え、
前記第二ガラス板は、室内側に露出される第四主面と、前記第四主面の反対側の第三主面とを備え、
前記投影光を、前記位相差フィルムへ入射させることによって、前記投影光の振動方向を前記入射面に対して垂直方向へ変換することができ、
前記投影部は、前記視認者の正面である視認者正面領域と、Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、前記視認者正面領域に対して遠くなる領域である視認者斜め前方領域を有し、
前記視認者が前記視認者正面領域に形成された反射像を見る場合に、前記視認者正面領域に配置される前記位相差フィルムは、前記第四主面との平行面において前記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°であり、
前記視認者が前記視認者斜め前方領域に形成された反射像を見る場合に、前記視認者斜め前方領域に配置される前記位相差フィルムは、前記第四主面との平行面において前記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向に傾いており、
前記虚像は、前記第一ガラス板の前記第一主面に形成された反射像に基づき、
前記視認者正面領域及び前記視認者斜め前方領域のいずれにおいても、前記第一ガラス板の前記第一主面で反射される光は、主として前記入射面に対して垂直方向に振動する前記投影光である、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14】
前記視認者斜め前方領域のうち、前記視認者正面領域の右側に位置する右側周辺領域と、前記視認者正面領域の左側に位置する左側周辺領域では、前記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向の向きが反対である請求項１２又は１３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項15】
前記視認者斜め前方領域における前記位相差フィルムの光軸の方向の傾きの変化が、Ｘ軸方向に沿って連続的になされている請求項１２～１４のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項16】
前記視認者斜め前方領域における前記位相差フィルムの光軸の方向の傾きの変化が、Ｘ軸方向に沿って非連続的になされている請求項１２～１４のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項17】
第一ガラス板と、第二ガラス板と、前記第一ガラス板と前記第二ガラス板との間に配置される位相差フィルムと、を備える車両用合わせガラスであって、
前記位相差フィルムが、上下方向の縦軸及び左右方向の横軸を有する、一体物である位相差フィルムであって、前記縦軸に沿った複数の地点において、前記位相差フィルムの光軸と前記横軸とがなす角は一定であり、前記横軸方向に沿って、前記位相差フィルムの光軸と前記横軸とがなす角が一定傾向で変化する位相差フィルムであることを特徴とする車両用合わせガラス。
【請求項18】
前記横軸方向に沿って、前記位相差フィルムの光軸と前記横軸とがなす角が連続的に変化する請求項１７に記載の車両用合わせガラス。
【請求項19】
前記横軸方向に沿って、前記位相差フィルムの光軸と前記横軸とがなす角が非連続的に変化する請求項１７に記載の車両用合わせガラス。
【請求項20】
移動体に搭載され、投影光の投影部での反射像に基づく虚像を前記移動体の乗員である視認者に視認させる、へッドアップディスプレイシステムであって、地面と水平かつ前記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＸ軸、地面と水平かつ前記移動体が前進する時の進行方向をＹ軸、及び地面と垂直な方向をＺ軸とし、
前記視認者の視点と前記投影光の発光点と前記投影光が反射する点である反射点とを有する面を入射面とした時、
前記ヘッドアップディスプレイシステムは、
前記投影光を照射する映像部と、
前記投影光が投影される投影部と、を備え、
前記投影部は、前記視認者よりも、前記移動体が前進する時の進行方向に配置され、前記投影光の入射側に配置される第二ガラス板と、前記投影光の出射側に配置される第一ガラス板と、前記第二ガラス板と、前記第一ガラス板との間に配置される、位相差フィルムとを、備える合わせガラスからなり、
前記第一ガラス板は、室外側に露出される第一主面と、前記第一主面の反対側の第二主面とを備え、
前記第二ガラス板は、室内側に露出される第四主面と、前記第四主面の反対側の第三主面とを備え、
前記投影光を、前記位相差フィルムへ入射させることによって、前記投影光の振動方向を前記入射面に対して平行方向又は垂直方向へ変換することができ、
前記投影部は、前記視認者の正面である視認者正面領域と、Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、前記視認者正面領域に対して遠くなる領域である視認者斜め前方領域を有し、
前記視認者が前記視認者正面領域に形成された反射像を見る場合に、前記視認者正面領域に配置される前記位相差フィルムは、前記第四主面との平行面において前記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°であり、
前記視認者が前記視認者斜め前方領域に形成された反射像を見る場合に、前記視認者斜め前方領域に配置される前記位相差フィルムは、前記第四主面との平行面において前記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向に傾いており、
前記映像部は、振動方向がＸ軸方向である第一の投影光、及び、振動方向がＹＺ平面に平行な方向である第二の投影光を切り替えて照射することができ、
前記視認者が偏光板を介さずに虚像を視認する場合は、前記映像部から前記第一の投影光を照射し、前記虚像は、前記第二ガラス板の前記第四主面に形成された反射像に基づき、前記視認者正面領域及び前記視認者斜め前方領域のいずれにおいても、前記第一ガラス板の前記第一主面から出射される光は、主として前記入射面に対して平行方向に振動する投影光であり、
前記視認者が偏光板を介して虚像を視認する場合は、前記映像部から前記第二の投影光を照射し、前記虚像は、前記第一ガラス板の前記第一主面に形成された反射像に基づき、前記視認者正面領域及び前記視認者斜め前方領域のいずれにおいても、前記第一ガラス板の前記第一主面で反射される光は、主として前記入射面に対して垂直方向に振動する投影光である、ことを特徴とする、ヘッドアップディスプレイシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ヘッドアップディスプレイ装置、ヘッドアップディスプレイシステム、位相差フィルム及び車両用合わせガラスに関する。
【背景技術】
【0002】
ヘッドアップディスプレイ（以降、ＨＵＤと表記する場合がある）装置の投影部として、移動体の前方部に設置されるウィンドシールドが用いられている。乗員は、投影部における投影光の反射像に基づく虚像を視認する。投影部では、室内側主面、室外側主面の両主面に反射像が形成され得る。
【0003】
投影部での、室内側主面、室外側主面の両主面での反射像の形成は、二重像として、乗員に視認され得る虚像（二重像発生の機構は、非特許文献１を参照されたい）につながる。ＨＵＤ装置における二重像を抑制する方式として、楔ＨＵＤ方式と、偏光ＨＵＤ方式とがある。
【0004】
楔ＨＵＤ方式では、投影部を、厚さが徐々に変動する楔角プロファイルを備えるものとすることで、乗員から見て室内側主面に形成された反射像に基づく虚像と、室外側主面に形成された反射像に基づく虚像とが一致するように、投影光の光路が調整される（二重像抑制の機構は、非特許文献１を参照されたい）。
【0005】
特許文献１には、偏光ＨＵＤ方式のＨＵＤ装置が開示されている。
偏光ＨＵＤ方式では、乗員は、投影部におけるＳ偏光又はＰ偏光の投影光の反射像に基づく虚像表示を視認する。ここで、Ｓ偏光は入射面に対して、振動の方向が垂直方向である投影光、他方、Ｐ偏光とは、入射面に対して振動の方向が平行方向である投影光のことを言う。
偏光ＨＵＤ方式では、乗員は、投影部におけるＳ偏光又はＰ偏光の投影光の反射像に基づく虚像表示を視認する。ここで、Ｓ偏光は入射面に対して、振動の方向が垂直方向である投影光、他方、Ｐ偏光とは、入射面に対して振動の方向が平行方向である投影光のことを言う。
【0006】
このＨＵＤ装置では、反射像の二重像、すなわち虚像表示の二重像の抑制は、次のような機構でなされている。投影部を、室外側に配置される第一ガラス板と、室内側に配置される第二ガラス板と、第一ガラス板と第二ガラス板との間に配置される位相差フィルムとを備え、積層部材の各材料は、可視光領域での屈折率が同等になるように調整されたものとする。そして、投影部に対し前述したＳ偏光又はＰ偏光を含む投影光がブリュースター角で入射される。
【0007】
入射される投影光がＳ偏光からなる場合、第二ガラス板の室内側主面に反射像が形成される。そして、投影部を通過する投影光は位相差フィルムによりＰ偏光となる。該Ｐ偏光は、第一ガラス板の室外側主面に達したときは、該主面で反射されることなく、室外側へと出射される。乗員は、第二ガラス板の室内側主面に形成された、Ｓ偏光の反射像に基づく虚像表示を視認する。この場合を、Ｓ－ＨＵＤと表記する。
【0008】
また、入射される投影光がＰ偏光からなる場合、第二ガラス板の室内側主面で反射される投影光の割合は低い。投影部を通過する投影光は位相差フィルムによりＳ偏光となる。該Ｓ偏光は、第一ガラス板の室外側主面に達したとき、一部は該主面で反射され、残部は室外側から出射される。この反射像を形成した投影光は投影部の位相差フィルムを再度通過するので、Ｐ偏光へ変化する。乗員は、第一ガラス板の室外側主面に形成された反射像に基づく、Ｐ偏光による虚像表示を視認する。この場合を、Ｐ－ＨＵＤと表記する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【文献】国際公開第２０１９／２４４６１９号
【文献】特開２０００－２４９９６６号公報
【非特許文献】
【0010】
【文献】「新型アクティブドライビングディスプレイの開発」、マツダ技法、Ｎｏ．３３（２０１６）、６０頁－６５頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
近年、ＨＵＤ装置で表示する情報の多様化が求められている。例えば、標識や歩行者などをマーキングした情報を表示し、運転をアシストする用途が挙げられる。また、運転席と助手席での画像情報を共有する要望もある。共有する情報としてはカーナビゲーションシステムにより表示される情報や天気等の情報が挙げられる。
【0012】
このように、ＨＵＤ装置で表示する情報を多様化するという用途に応えるためには、運転者の正面のみに情報を表示するだけでは足りず、運転者の正面以外の領域、例えば、運転者の正面よりもフロントガラス面の外周に近い領域や、助手席と運転者との間の領域に情報を表示するといったことが必要となる場合がある。
【0013】
特許文献１のように偏光ＨＵＤ方式において虚像表示をさせる場合、ＨＵＤにより情報を視認する乗員である視認者の正面に像を表示することを念頭に置いて位相差フィルムの光軸と投影光の振動方向のなす角度を調整して、二重像の発生を抑制する。
【0014】
特許文献２には、偏光ＨＵＤ方式において大面積表示をさせようとすると、表示面積全体にブリュースター角で表示光を入射することが困難になり、大面積表示ができないということが課題として挙げられている。
そして、大面積化に伴うブリュースター角のずれを楔角を変化させることで解決すると記載されている。
そして、大面積化に伴うブリュースター角のずれを楔角を変化させることで解決すると記載されている。
【0015】
特許文献２では、旋光子フィルムを挿入した位置から下辺方向にフロント合わせガラスの厚みを薄くし、該厚みの変化を挿入する旋光子フィルムの厚みによって調整すると記載されている。そして、この方法であると、旋光子フィルムを挿入した部位とその下部で反射像を表示することにより表示面積が拡大できるとされている。
【0016】
しかし、この方法による表示面積の拡大は、旋光子フィルムを挿入した部位とその下部に限られ、フロントガラス面の上下方向に対する表示面積の拡大方法に限られる。
また、下辺方向にフロント合わせガラスの厚みを薄くするのは製造過程での手間が増大するというデメリットがある。
また、下辺方向にフロント合わせガラスの厚みを薄くするのは製造過程での手間が増大するというデメリットがある。
【0017】
乗員が移動体の運転席側及び助手席側に着座し、フロントガラス面の中央領域にＨＵＤによる像を表示する場合、像の表示領域は、２名の乗員（視認者）のいずれからも斜め方向となる。
このような場合、たとえ偏光ＨＵＤ方式により各々の視認者の正面に表示される像に対して二重像の発生を抑制するようにヘッドアップディスプレイ装置を設計していても、視認者が斜め方向の像を見ることになるために、２名の視認者のいずれもが像を二重像として視認することがある。
このような場合、たとえ偏光ＨＵＤ方式により各々の視認者の正面に表示される像に対して二重像の発生を抑制するようにヘッドアップディスプレイ装置を設計していても、視認者が斜め方向の像を見ることになるために、２名の視認者のいずれもが像を二重像として視認することがある。
【0018】
本開示は、上記を踏まえて、フロントガラス面の外周に近い領域や、フロントガラス面の中央領域に表示された像を視認者が斜めから視認した場合に、二重像の発生を抑制し得るヘッドアップディスプレイ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0019】
本開示の第１実施形態の第１の態様に係るヘッドアップディスプレイ装置は、移動体に搭載され、投影光の投影部での反射像に基づく虚像を上記移動体の乗員である視認者に認識させる、ヘッドアップディスプレイ装置であって、
地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＸ軸、地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向をＹ軸、及び地面と垂直な方向をＺ軸とし、
上記視認者の視点と上記投影光の発光点と上記投影光が反射する点である反射点とを有する面を入射面とした時、
上記ヘッドアップディスプレイ装置は、
上記投影光を照射する映像部と、
上記映像部と上記投影部との間に設けられ、上記投影光に含まれる特定方向に振動する光を透過させる偏光部と、
上記偏光部を透過した投影光が投影される上記投影部と、を備え、
上記投影部は、上記投影光の入射側である室内側から室外側へ、第二ガラス板、位相差フィルム、第一ガラス板の順になるように配置された合わせガラスであり、
上記視認者の正面である視認者正面領域と、上記Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、上記視認者正面領域よりも遠くなる領域である視認者斜め前方領域とを有し、
上記投影光は、少なくとも上記視認者斜め前方領域に投影され、
上記視認者から上記投影部を見た時のＸ軸を０°、上記位相差フィルムに沿った面を投影面とした時、
上記位相差フィルムは、上記投影面において、Ｘ軸に対してθｒ傾いた光軸を有し、上記光軸により上記投影面に入射する上記投影光の振動方向を変えるものであり、
上記特定方向は、上記入射面と平行な方向であることを特徴とする。
地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＸ軸、地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向をＹ軸、及び地面と垂直な方向をＺ軸とし、
上記視認者の視点と上記投影光の発光点と上記投影光が反射する点である反射点とを有する面を入射面とした時、
上記ヘッドアップディスプレイ装置は、
上記投影光を照射する映像部と、
上記映像部と上記投影部との間に設けられ、上記投影光に含まれる特定方向に振動する光を透過させる偏光部と、
上記偏光部を透過した投影光が投影される上記投影部と、を備え、
上記投影部は、上記投影光の入射側である室内側から室外側へ、第二ガラス板、位相差フィルム、第一ガラス板の順になるように配置された合わせガラスであり、
上記視認者の正面である視認者正面領域と、上記Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、上記視認者正面領域よりも遠くなる領域である視認者斜め前方領域とを有し、
上記投影光は、少なくとも上記視認者斜め前方領域に投影され、
上記視認者から上記投影部を見た時のＸ軸を０°、上記位相差フィルムに沿った面を投影面とした時、
上記位相差フィルムは、上記投影面において、Ｘ軸に対してθｒ傾いた光軸を有し、上記光軸により上記投影面に入射する上記投影光の振動方向を変えるものであり、
上記特定方向は、上記入射面と平行な方向であることを特徴とする。
【0020】
本開示の第１実施形態の第１の態様に係るヘッドアップディスプレイ装置では、投影光を照射する映像部と、投影光が投影される投影部との間に偏光部が設けられている。
偏光部は、投影光に含まれる特定方向に振動する光を透過させ、偏光部を透過した投影光が投影部に投影される。
偏光部において投影光を透過させる特定の方向は、入射面に平行な方向である。この場合、Ｐ－ＨＵＤ方式のヘッドアップディスプレイ装置として使用することができる。
このヘッドアップディスプレイ装置は、偏光サングラスを使用するサングラスモードで使用することに適している。
偏光部によって透過させる光の振動方向を調整することにより、フロントガラス面の外周に近い領域や、フロントガラス面の中央領域に表示された像を視認者が斜めから視認した場合に、二重像の発生を抑制することができる。
偏光部は、投影光に含まれる特定方向に振動する光を透過させ、偏光部を透過した投影光が投影部に投影される。
偏光部において投影光を透過させる特定の方向は、入射面に平行な方向である。この場合、Ｐ－ＨＵＤ方式のヘッドアップディスプレイ装置として使用することができる。
このヘッドアップディスプレイ装置は、偏光サングラスを使用するサングラスモードで使用することに適している。
偏光部によって透過させる光の振動方向を調整することにより、フロントガラス面の外周に近い領域や、フロントガラス面の中央領域に表示された像を視認者が斜めから視認した場合に、二重像の発生を抑制することができる。
【0021】
また、本開示の第１実施形態の第１の態様に係るヘッドアップディスプレイ装置においては、上記視認者が上記第二ガラス板の室内側面以外に形成された反射像に基づく虚像を観察するようにすることが好ましい。
本開示のヘッドアップディスプレイ装置においては、上記視認者が上記第一ガラス板の室外側面に形成された反射像に基づく虚像を観察することが好ましい。
本開示のヘッドアップディスプレイ装置においては、上記視認者が上記第一ガラス板の室外側面に形成された反射像に基づく虚像を観察することが好ましい。
【0022】
また、本開示の第１実施形態の第２の態様に係るヘッドアップディスプレイ装置は、移動体に搭載され、投影光の投影部での反射像に基づく虚像を上記移動体の乗員である視認者に認識させる、ヘッドアップディスプレイ装置であって、
地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＸ軸、地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向をＹ軸、及び地面と垂直な方向をＺ軸とし、
上記視認者の視点と上記投影光の発光点と上記投影光が反射する点である反射点とを有する面を入射面とした時、
上記ヘッドアップディスプレイ装置は、
上記投影光を照射する映像部と、
上記映像部と上記投影部との間に設けられ、上記投影光に含まれる特定方向に振動する光を透過させる偏光部と、
上記偏光部を透過した投影光が投影される上記投影部と、を備え、
上記投影部は、上記投影光の入射側である室内側から室外側へ、第二ガラス板、位相差フィルム、第一ガラス板の順になるように配置された合わせガラスであり、
上記視認者の正面である視認者正面領域と、上記Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、上記視認者正面領域よりも遠くなる領域である視認者斜め前方領域とを有し、
上記投影光は、少なくとも上記視認者斜め前方領域に投影され、
上記視認者から上記投影部を見た時のＸ軸を０°、上記位相差フィルムに沿った面を投影面とした時、
上記位相差フィルムは、上記投影面において、Ｘ軸に対してθｒ傾いた光軸を有し、上記投影面に入射する上記投影光の振動方向θαと上記光軸とがなす角度をｄθとした場合に、入射する上記投影光の振動方向を２ｄθ回転させるものであり、
上記振動方向θαは、上記投影面におけるＸ軸に対する上記入射面の角度をθｐとした場合に上記投影面において２θｒ－θｐの方向であることを特徴とする。
地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＸ軸、地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向をＹ軸、及び地面と垂直な方向をＺ軸とし、
上記視認者の視点と上記投影光の発光点と上記投影光が反射する点である反射点とを有する面を入射面とした時、
上記ヘッドアップディスプレイ装置は、
上記投影光を照射する映像部と、
上記映像部と上記投影部との間に設けられ、上記投影光に含まれる特定方向に振動する光を透過させる偏光部と、
上記偏光部を透過した投影光が投影される上記投影部と、を備え、
上記投影部は、上記投影光の入射側である室内側から室外側へ、第二ガラス板、位相差フィルム、第一ガラス板の順になるように配置された合わせガラスであり、
上記視認者の正面である視認者正面領域と、上記Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、上記視認者正面領域よりも遠くなる領域である視認者斜め前方領域とを有し、
上記投影光は、少なくとも上記視認者斜め前方領域に投影され、
上記視認者から上記投影部を見た時のＸ軸を０°、上記位相差フィルムに沿った面を投影面とした時、
上記位相差フィルムは、上記投影面において、Ｘ軸に対してθｒ傾いた光軸を有し、上記投影面に入射する上記投影光の振動方向θαと上記光軸とがなす角度をｄθとした場合に、入射する上記投影光の振動方向を２ｄθ回転させるものであり、
上記振動方向θαは、上記投影面におけるＸ軸に対する上記入射面の角度をθｐとした場合に上記投影面において２θｒ－θｐの方向であることを特徴とする。
【0023】
本開示の第１実施形態の第２の態様に係るヘッドアップディスプレイ装置では、投影面に入射する投影光の振動方向をθαとし、Ｘ軸に対して位相差フィルムの光軸が傾く角度をθｒとし、投影面におけるＸ軸に対する入射面の角度をθｐとした場合に、上記振動方向θαが上記投影面において２θｒ－θｐの方向である。
投影面に入射する投影光の振動方向が上記条件を満たすと、Ｓ－ＨＵＤ方式のヘッドアップディスプレイ装置として使用することができる。Ｓ－ＨＵＤ方式のヘッドアップディスプレイ装置は、Ｐ－ＨＵＤ方式のように雨天時に像が歪むことがないので、像を鮮明に表示させることができる。
また、斜め方向に投影する場合、例えばθｒ＝４５°の時の２θｒ－θｐの方向は、入射面と直交しない。
投影面に入射する投影光の振動方向が上記条件を満たすと、Ｓ－ＨＵＤ方式のヘッドアップディスプレイ装置として使用することができる。Ｓ－ＨＵＤ方式のヘッドアップディスプレイ装置は、Ｐ－ＨＵＤ方式のように雨天時に像が歪むことがないので、像を鮮明に表示させることができる。
また、斜め方向に投影する場合、例えばθｒ＝４５°の時の２θｒ－θｐの方向は、入射面と直交しない。
【0024】
本開示の第１実施形態の第２の態様に係るヘッドアップディスプレイ装置においては、上記視認者が上記第二ガラス板の室内側面に形成された反射像に基づく虚像を観察することが好ましい。
【0025】
本開示の第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置では、上記視認者が複数名であり、各視認者のそれぞれに対して、上記映像部と上記投影部との間に上記偏光部が設けられ、視認者毎に設けられた入射面である各入射面を有し、それぞれの上記偏光部は、上記各入射面に対応した上記特定方向に振動する投影光を透過させることが好ましい。
また、上記偏光部は、透過した投影光の振動方向が上記特定方向となる透過軸を有し、それぞれの上記透過軸の向きが異なることが好ましい。
また、上記投影光が、上記複数名の視認者のそれぞれの上記視認者正面領域の間であり、上記複数名の視認者のそれぞれの上記視認者斜め前方領域に相当する領域である中央領域に投影されることが好ましい。
また、上記偏光部は、透過した投影光の振動方向が上記特定方向となる透過軸を有し、それぞれの上記透過軸の向きが異なることが好ましい。
また、上記投影光が、上記複数名の視認者のそれぞれの上記視認者正面領域の間であり、上記複数名の視認者のそれぞれの上記視認者斜め前方領域に相当する領域である中央領域に投影されることが好ましい。
【0026】
複数名の視認者のそれぞれに対して偏光部を設けて、各視認者毎に設けられた入射面と投影面の位置の関係に合わせて、偏光部において透過させる投影光の振動方向を調整する。これにより、フロントガラス面の中央領域に表示された像を複数名の視認者が斜めから視認した場合に、いずれの視認者からみても二重像の発生を抑制し得るヘッドアップディスプレイ装置とすることができる。
【0027】
本開示の第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置においては、上記投影部において、上記投影光が投影される投影位置が変更可能であり、
上記投影位置の変更に伴う入射面の変更に対応して、上記偏光部が可動であり、上記偏光部を透過させる光の振動方向を変えることができることが好ましい。
投影位置が変更されると、入射面が変更される。入射面の変更に対して偏光部が可動して偏光部を透過させる光の振動方向を変えることができると、投影位置が変更された場合でも二重像を抑制することができる。
上記投影位置の変更に伴う入射面の変更に対応して、上記偏光部が可動であり、上記偏光部を透過させる光の振動方向を変えることができることが好ましい。
投影位置が変更されると、入射面が変更される。入射面の変更に対して偏光部が可動して偏光部を透過させる光の振動方向を変えることができると、投影位置が変更された場合でも二重像を抑制することができる。
【0028】
本開示の第１実施形態に係るへッドアップディスプレイシステムは、移動体に搭載され、投影光の投影部での反射像に基づく虚像を上記移動体の乗員である視認者に視認させる、へッドアップディスプレイシステムであって、
地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＸ軸、地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向をＹ軸、及び地面と垂直な方向をＺ軸とし、
上記視認者の視点と上記投影光の発光点と上記投影光が反射する点である反射点とを有する面を入射面とした時、
上記ヘッドアップディスプレイシステムは、
上記投影光を照射する映像部と、
上記映像部と上記投影部との間に設けられ、上記投影光に含まれる特定方向に振動する光を透過させる偏光部と、
上記投影光が投影される上記投影部と、を備え、
上記投影部は、上記投影光の入射側である室内側から室外側へ、第二ガラス板、位相差フィルム、第一ガラス板の順になるように配置された合わせガラスであり、
上記視認者の正面である視認者正面領域と、上記Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、上記視認者正面領域よりも遠くなる領域である視認者斜め前方領域とを有し、
上記投影光は、少なくとも上記視認者斜め前方領域に投影され、
上記視認者から上記投影部を見た時のＸ軸を０°、上記位相差フィルムに沿った面を投影面とした時、
上記位相差フィルムは、上記投影面において、Ｘ軸に対してθｒ傾いた光軸を有し、上記光軸により上記投影面に入射する上記投影光の振動方向を変えるものであり、
上記偏光部が可動であり、上記偏光部を透過させる光の振動方向を変えることにより、以下の（Ａ）及び（Ｂ）を切り替え可能であることを特徴とする。
（Ａ）上記第二ガラス板へ入射する光の振動方向を、上記入射面と平行な方向とする。
（Ｂ）上記位相差フィルムが、上記投影面に入射する上記投影光の振動方向θαと上記光軸とがなす角度をｄθとした場合に、入射する上記投影光の振動方向を２ｄθ回転させるものであるとして、上記第二ガラス板を透過した光の振動方向を、上記投影面におけるＸ軸に対する上記入射面の角度をθｐとした場合に上記投影面において２θｒ－θｐの方向となるようにする。
地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＸ軸、地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向をＹ軸、及び地面と垂直な方向をＺ軸とし、
上記視認者の視点と上記投影光の発光点と上記投影光が反射する点である反射点とを有する面を入射面とした時、
上記ヘッドアップディスプレイシステムは、
上記投影光を照射する映像部と、
上記映像部と上記投影部との間に設けられ、上記投影光に含まれる特定方向に振動する光を透過させる偏光部と、
上記投影光が投影される上記投影部と、を備え、
上記投影部は、上記投影光の入射側である室内側から室外側へ、第二ガラス板、位相差フィルム、第一ガラス板の順になるように配置された合わせガラスであり、
上記視認者の正面である視認者正面領域と、上記Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、上記視認者正面領域よりも遠くなる領域である視認者斜め前方領域とを有し、
上記投影光は、少なくとも上記視認者斜め前方領域に投影され、
上記視認者から上記投影部を見た時のＸ軸を０°、上記位相差フィルムに沿った面を投影面とした時、
上記位相差フィルムは、上記投影面において、Ｘ軸に対してθｒ傾いた光軸を有し、上記光軸により上記投影面に入射する上記投影光の振動方向を変えるものであり、
上記偏光部が可動であり、上記偏光部を透過させる光の振動方向を変えることにより、以下の（Ａ）及び（Ｂ）を切り替え可能であることを特徴とする。
（Ａ）上記第二ガラス板へ入射する光の振動方向を、上記入射面と平行な方向とする。
（Ｂ）上記位相差フィルムが、上記投影面に入射する上記投影光の振動方向θαと上記光軸とがなす角度をｄθとした場合に、入射する上記投影光の振動方向を２ｄθ回転させるものであるとして、上記第二ガラス板を透過した光の振動方向を、上記投影面におけるＸ軸に対する上記入射面の角度をθｐとした場合に上記投影面において２θｒ－θｐの方向となるようにする。
【0029】
本開示の第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイシステムでは、上記偏光部が可動であり、上記偏光部を透過させる光の振動方向を変えることができる。これによりＳ－ＨＵＤ方式とＰ－ＨＵＤ方式の切り替えを行うことができる。
これにより、複数種類の二重像抑制方式を備えるヘッドアップディスプレイシステムとすることができる。
これにより、複数種類の二重像抑制方式を備えるヘッドアップディスプレイシステムとすることができる。
【0030】
本開示の第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイシステムでは、上記投影部において、上記投影光が投影される投影位置が変更可能であり、
上記投影位置の変更に伴う入射面の変更に対応して、上記偏光部が可動であり、上記偏光部を透過する投影光の振動方向を変えることができることが好ましい。
投影位置が変更されると、入射面が変更される。入射面の変更に対して偏光部が可動して偏光部を透過する投影光の振動方向を変えることができると、投影位置が変更された場合でも二重像を抑制することができる。
上記投影位置の変更に伴う入射面の変更に対応して、上記偏光部が可動であり、上記偏光部を透過する投影光の振動方向を変えることができることが好ましい。
投影位置が変更されると、入射面が変更される。入射面の変更に対して偏光部が可動して偏光部を透過する投影光の振動方向を変えることができると、投影位置が変更された場合でも二重像を抑制することができる。
【0031】
本開示の第２実施形態の第１の態様に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
移動体に搭載され、投影光の投影部での反射像に基づく虚像を上記移動体の乗員である視認者に視認させる、へッドアップディスプレイ装置であって、
地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＸ軸、地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向をＹ軸、及び地面と垂直な方向をＺ軸とし、
上記視認者の視点と上記投影光の発光点と上記投影光が反射する点である反射点とを有する面を入射面とした時、
上記ヘッドアップディスプレイ装置は、
振動方向がＸ軸方向である上記投影光を照射する映像部と、
上記投影光が投影される投影部と、を備え、
上記投影部は、上記視認者よりも、上記移動体が前進する時の進行方向に配置され、上記投影光の入射側に配置される第二ガラス板と、上記投影光の出射側に配置される第一ガラス板と、上記第二ガラス板と、上記第一ガラス板との間に配置される、位相差フィルムとを、備える合わせガラスからなり、
上記第一ガラス板は、室外側に露出される第一主面と、上記第一主面の反対側の第二主面とを備え、
上記第二ガラス板は、室内側に露出される第四主面と、上記第四主面の反対側の第三主面とを備え、
上記投影光を、上記位相差フィルムへ入射させることによって、上記投影光の振動方向を上記入射面に対して平行方向へ変換することができ、
上記投影部は、上記視認者の正面である視認者正面領域と、Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、上記視認者正面領域に対して遠くなる領域である視認者斜め前方領域を有し、
上記視認者が上記視認者正面領域に形成された反射像を見る場合に、上記視認者正面領域に配置される上記位相差フィルムは、上記第四主面との平行面において上記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°であり、
上記視認者が上記視認者斜め前方領域に形成された反射像を見る場合に、上記視認者斜め前方領域に配置される上記位相差フィルムは、上記第四主面との平行面において上記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向に傾いており、
上記虚像は、上記第二ガラス板の上記第四主面に形成された反射像に基づき、
上記視認者正面領域及び上記視認者斜め前方領域のいずれにおいても、上記第一ガラス板の上記第一主面から出射される光は、主として上記入射面に対して平行方向に振動する上記投影光である、ことを特徴とする。
移動体に搭載され、投影光の投影部での反射像に基づく虚像を上記移動体の乗員である視認者に視認させる、へッドアップディスプレイ装置であって、
地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＸ軸、地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向をＹ軸、及び地面と垂直な方向をＺ軸とし、
上記視認者の視点と上記投影光の発光点と上記投影光が反射する点である反射点とを有する面を入射面とした時、
上記ヘッドアップディスプレイ装置は、
振動方向がＸ軸方向である上記投影光を照射する映像部と、
上記投影光が投影される投影部と、を備え、
上記投影部は、上記視認者よりも、上記移動体が前進する時の進行方向に配置され、上記投影光の入射側に配置される第二ガラス板と、上記投影光の出射側に配置される第一ガラス板と、上記第二ガラス板と、上記第一ガラス板との間に配置される、位相差フィルムとを、備える合わせガラスからなり、
上記第一ガラス板は、室外側に露出される第一主面と、上記第一主面の反対側の第二主面とを備え、
上記第二ガラス板は、室内側に露出される第四主面と、上記第四主面の反対側の第三主面とを備え、
上記投影光を、上記位相差フィルムへ入射させることによって、上記投影光の振動方向を上記入射面に対して平行方向へ変換することができ、
上記投影部は、上記視認者の正面である視認者正面領域と、Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、上記視認者正面領域に対して遠くなる領域である視認者斜め前方領域を有し、
上記視認者が上記視認者正面領域に形成された反射像を見る場合に、上記視認者正面領域に配置される上記位相差フィルムは、上記第四主面との平行面において上記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°であり、
上記視認者が上記視認者斜め前方領域に形成された反射像を見る場合に、上記視認者斜め前方領域に配置される上記位相差フィルムは、上記第四主面との平行面において上記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向に傾いており、
上記虚像は、上記第二ガラス板の上記第四主面に形成された反射像に基づき、
上記視認者正面領域及び上記視認者斜め前方領域のいずれにおいても、上記第一ガラス板の上記第一主面から出射される光は、主として上記入射面に対して平行方向に振動する上記投影光である、ことを特徴とする。
【0032】
本開示の第２実施形態の説明では、視認者の視点と投影部を結ぶ線のうち、Ｙ軸に沿った線の長さ（視点から投影部までの距離）を１０００ｍｍとし、上記のＹ軸に沿った線を０°としたときの、Ｘ軸方向に沿って±１０°の範囲を視認者正面領域とする。
視認者正面領域から、Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、上記視認者正面領域に対して遠くなる領域を視認者斜め前方領域とする。
視認者正面領域から、Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、上記視認者正面領域に対して遠くなる領域を視認者斜め前方領域とする。
【0033】
本開示の第２実施形態の第１の態様に係るヘッドアップディスプレイ装置では、視認者の正面である視認者正面領域に形成された反射像を見る場合に、第四主面との平行面において位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°となっている。視認者正面領域では投影光は殆どＳ偏光となる。視認者正面領域では位相差フィルムに入射された投影光（Ｓ偏光）がＰ偏光に変換される効率が高いので、二重像の発生が抑制される。
【0034】
Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、上記視認者正面領域に対して遠くなる領域である視認者斜め前方領域に形成された反射像を見る場合に、第四主面との平行面において位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向に傾いている。
位相差フィルムの光軸の方向を、Ｘ軸に対して４５°±５°からずれる方向に傾けることにより、投影光の入射面の変化に対応させて、位相差フィルムを通過した光のうち、入射面に対して平行方向に振動する光の割合を向上させる。その結果、視認者斜め前方領域でも位相差フィルムに入射された投影光がＰ偏光に変換される効率が高くなるので、二重像の発生が抑制される。
視認者正面領域及び視認者斜め前方領域のいずれにおいても位相差フィルムに入射された投影光がＰ偏光に変換される効率が高くなるので、二重像の発生が抑制される。
その結果、フロントガラス面の横方向にＨＵＤの表示領域を拡大した場合においても、二重像の発生を抑制し得る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。
位相差フィルムの光軸の方向を、Ｘ軸に対して４５°±５°からずれる方向に傾けることにより、投影光の入射面の変化に対応させて、位相差フィルムを通過した光のうち、入射面に対して平行方向に振動する光の割合を向上させる。その結果、視認者斜め前方領域でも位相差フィルムに入射された投影光がＰ偏光に変換される効率が高くなるので、二重像の発生が抑制される。
視認者正面領域及び視認者斜め前方領域のいずれにおいても位相差フィルムに入射された投影光がＰ偏光に変換される効率が高くなるので、二重像の発生が抑制される。
その結果、フロントガラス面の横方向にＨＵＤの表示領域を拡大した場合においても、二重像の発生を抑制し得る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。
【0035】
また、本開示の第２実施形態の第２の態様に係るヘッドアップディスプレイ装置は、移動体に搭載され、投影光の投影部での反射像に基づく虚像を上記移動体の乗員である視認者に視認させる、へッドアップディスプレイ装置であって、
地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＸ軸、地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向をＹ軸、及び地面と垂直な方向をＺ軸とし、
上記視認者の視点と上記投影光の発光点と上記投影光が反射する点である反射点とを有する面を入射面とした時、
上記ヘッドアップディスプレイ装置は、
振動方向がＹＺ平面に平行な方向である上記投影光を照射する映像部と、
上記投影光が投影される投影部と、を備え、
上記投影部は、上記視認者よりも、上記移動体が前進する時の進行方向に配置され、上記投影光の入射側に配置される第二ガラス板と、上記投影光の出射側に配置される第一ガラス板と、上記第二ガラス板と、上記第一ガラス板との間に配置される、位相差フィルムとを、備える合わせガラスからなり、
上記第一ガラス板は、室外側に露出される第一主面と、上記第一主面の反対側の第二主面とを備え、
上記第二ガラス板は、室内側に露出される第四主面と、上記第四主面の反対側の第三主面とを備え、
上記投影光を、上記位相差フィルムへ入射させることによって、上記投影光の振動方向を上記入射面に対して垂直方向へ変換することができ、
上記投影部は、上記視認者の正面である視認者正面領域と、Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、上記視認者正面領域に対して遠くなる領域である視認者斜め前方領域を有し、
上記視認者が上記視認者正面領域に形成された反射像を見る場合に、上記視認者正面領域に配置される上記位相差フィルムは、上記第四主面との平行面において上記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°であり、
上記視認者が上記視認者斜め前方領域に形成された反射像を見る場合に、上記視認者斜め前方領域に配置される上記位相差フィルムは、上記第四主面との平行面において上記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向に傾いており、
上記虚像は、上記第一ガラス板の上記第一主面に形成された反射像に基づき、
上記視認者正面領域及び上記視認者斜め前方領域のいずれにおいても、上記第一ガラス板の上記第一主面で反射される光は、主として上記入射面に対して垂直方向に振動する上記投影光である、ことを特徴とする。
地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＸ軸、地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向をＹ軸、及び地面と垂直な方向をＺ軸とし、
上記視認者の視点と上記投影光の発光点と上記投影光が反射する点である反射点とを有する面を入射面とした時、
上記ヘッドアップディスプレイ装置は、
振動方向がＹＺ平面に平行な方向である上記投影光を照射する映像部と、
上記投影光が投影される投影部と、を備え、
上記投影部は、上記視認者よりも、上記移動体が前進する時の進行方向に配置され、上記投影光の入射側に配置される第二ガラス板と、上記投影光の出射側に配置される第一ガラス板と、上記第二ガラス板と、上記第一ガラス板との間に配置される、位相差フィルムとを、備える合わせガラスからなり、
上記第一ガラス板は、室外側に露出される第一主面と、上記第一主面の反対側の第二主面とを備え、
上記第二ガラス板は、室内側に露出される第四主面と、上記第四主面の反対側の第三主面とを備え、
上記投影光を、上記位相差フィルムへ入射させることによって、上記投影光の振動方向を上記入射面に対して垂直方向へ変換することができ、
上記投影部は、上記視認者の正面である視認者正面領域と、Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、上記視認者正面領域に対して遠くなる領域である視認者斜め前方領域を有し、
上記視認者が上記視認者正面領域に形成された反射像を見る場合に、上記視認者正面領域に配置される上記位相差フィルムは、上記第四主面との平行面において上記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°であり、
上記視認者が上記視認者斜め前方領域に形成された反射像を見る場合に、上記視認者斜め前方領域に配置される上記位相差フィルムは、上記第四主面との平行面において上記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向に傾いており、
上記虚像は、上記第一ガラス板の上記第一主面に形成された反射像に基づき、
上記視認者正面領域及び上記視認者斜め前方領域のいずれにおいても、上記第一ガラス板の上記第一主面で反射される光は、主として上記入射面に対して垂直方向に振動する上記投影光である、ことを特徴とする。
【0036】
このヘッドアップディスプレイ装置は、偏光サングラスを使用するサングラスモードでも使用できる。
このヘッドアップディスプレイ装置では、視認者の正面である視認者正面領域に形成された反射像を見る場合に、第四主面との平行面において位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°となっている。視認者正面領域では投影光は殆どＰ偏光となる。視認者正面領域では位相差フィルムに入射された投影光（Ｐ偏光）がＳ偏光に変換される効率が高いので、第一ガラス板の第一主面に形成された反射像に基づく虚像表示が強くなる。そのため、相対的に第四主面で反射される投影光の影響が弱くなって、二重像の発生が抑制される。
このヘッドアップディスプレイ装置では、視認者の正面である視認者正面領域に形成された反射像を見る場合に、第四主面との平行面において位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°となっている。視認者正面領域では投影光は殆どＰ偏光となる。視認者正面領域では位相差フィルムに入射された投影光（Ｐ偏光）がＳ偏光に変換される効率が高いので、第一ガラス板の第一主面に形成された反射像に基づく虚像表示が強くなる。そのため、相対的に第四主面で反射される投影光の影響が弱くなって、二重像の発生が抑制される。
【0037】
Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、上記視認者正面領域に対して遠くなる領域である視認者斜め前方領域に形成された反射像を見る場合に、第四主面との平行面において位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向に傾いている。
位相差フィルムの光軸の方向を、Ｘ軸に対して４５°±５°からずれる方向に傾けることにより、投影光の入射面の変化に対応させて、位相差フィルムを通過した光のうち、入射面に対して垂直方向に振動する光の割合を向上させる。その結果、視認者斜め前方領域でも第一ガラス板の第一主面に形成された反射像に基づく虚像表示が強くなる。そのため、相対的に第四主面で反射される投影光の影響が弱くなって、二重像の発生が抑制される。視認者正面領域及び視認者斜め前方領域のいずれにおいても位相差フィルムに入射された投影光がＳ偏光に変換される効率が高くなるので、二重像の発生が抑制される。
その結果、フロントガラス面の横方向にＨＵＤの表示領域を拡大した場合においても、二重像の発生を抑制し得る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。
位相差フィルムの光軸の方向を、Ｘ軸に対して４５°±５°からずれる方向に傾けることにより、投影光の入射面の変化に対応させて、位相差フィルムを通過した光のうち、入射面に対して垂直方向に振動する光の割合を向上させる。その結果、視認者斜め前方領域でも第一ガラス板の第一主面に形成された反射像に基づく虚像表示が強くなる。そのため、相対的に第四主面で反射される投影光の影響が弱くなって、二重像の発生が抑制される。視認者正面領域及び視認者斜め前方領域のいずれにおいても位相差フィルムに入射された投影光がＳ偏光に変換される効率が高くなるので、二重像の発生が抑制される。
その結果、フロントガラス面の横方向にＨＵＤの表示領域を拡大した場合においても、二重像の発生を抑制し得る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。
【0038】
本開示の第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置では、上記視認者斜め前方領域のうち、上記視認者正面領域の右側に位置する右側周辺領域と、上記視認者正面領域の左側に位置する左側周辺領域では、上記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向の向きが反対であることが好ましい。
このように定めることで、視認者の左右両側において二重像の発生を抑制することができる。
このように定めることで、視認者の左右両側において二重像の発生を抑制することができる。
【0039】
本開示の第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置では、上記視認者斜め前方領域における上記位相差フィルムの光軸の方向の傾きの変化が、Ｘ軸方向に沿って連続的になされていることが好ましい。
また、上記視認者斜め前方領域における上記位相差フィルムの光軸の方向の傾きの変化が、Ｘ軸方向に沿って非連続的になされていることが好ましい。
また、上記視認者斜め前方領域における上記位相差フィルムの光軸の方向の傾きの変化が、Ｘ軸方向に沿って非連続的になされていることが好ましい。
【0040】
また、本開示の第２実施形態に係る位相差フィルムは、上下方向の縦軸及び左右方向の横軸を有する、一体物である位相差フィルムであって、
上記縦軸に沿った複数の地点において、上記位相差フィルムの光軸と上記横軸とがなす角は一定であり、
上記横軸方向に沿って、上記位相差フィルムの光軸と上記横軸とがなす角が一定傾向で変化することを特徴とする。
上記縦軸に沿った複数の地点において、上記位相差フィルムの光軸と上記横軸とがなす角は一定であり、
上記横軸方向に沿って、上記位相差フィルムの光軸と上記横軸とがなす角が一定傾向で変化することを特徴とする。
【0041】
このような位相差フィルムを、フロントガラスの横方向と位相差フィルムの横軸方向を揃えて配置することにより、フロントガラス面の横方向に広い表示領域を有するＨＵＤ装置を提供することができる。
【0042】
本開示の第２実施形態に係る位相差フィルムでは、上記横軸方向に沿って、上記位相差フィルムの光軸と上記横軸とがなす角が連続的に変化することが好ましい。
また、上記横軸方向に沿って、上記位相差フィルムの光軸と上記横軸とがなす角が非連続的に変化することが好ましい。
また、上記横軸方向に沿って、上記位相差フィルムの光軸と上記横軸とがなす角が非連続的に変化することが好ましい。
【0043】
また、本開示の第２実施形態に係る車両用合わせガラスは、第一ガラス板と、第二ガラス板と、上記第一ガラス板と上記第二ガラス板との間に配置される位相差フィルムと、を備える車両用合わせガラスであって、
上記位相差フィルムが、本開示の第２実施形態に係る位相差フィルムであることを特徴とする。
上記位相差フィルムが、本開示の第２実施形態に係る位相差フィルムであることを特徴とする。
【0044】
このような車両用合わせガラスを使用すると、フロントガラス面の横方向に広い表示領域を有するＨＵＤ装置を提供することができる。
【0045】
本開示の第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイシステムは、移動体に搭載され、投影光の投影部での反射像に基づく虚像を上記移動体の乗員である視認者に視認させる、へッドアップディスプレイシステムであって、
地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＸ軸、地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向をＹ軸、及び地面と垂直な方向をＺ軸とし、
上記視認者の視点と上記投影光の発光点と上記投影光が反射する点である反射点とを有する面を入射面とした時、
上記ヘッドアップディスプレイシステムは、
上記投影光を照射する映像部と、
上記投影光が投影される投影部と、を備え、
上記投影部は、上記視認者よりも、上記移動体が前進する時の進行方向に配置され、上記投影光の入射側に配置される第二ガラス板と、上記投影光の出射側に配置される第一ガラス板と、上記第二ガラス板と、上記第一ガラス板との間に配置される、位相差フィルムとを、備える合わせガラスからなり、
上記第一ガラス板は、室外側に露出される第一主面と、上記第一主面の反対側の第二主面とを備え、
上記第二ガラス板は、室内側に露出される第四主面と、上記第四主面の反対側の第三主面とを備え、
上記投影光を、上記位相差フィルムへ入射させることによって、上記投影光の振動方向を上記入射面に対して平行方向又は垂直方向へ変換することができ、
上記投影部は、上記視認者の正面である視認者正面領域と、Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、上記視認者正面領域に対して遠くなる領域である視認者斜め前方領域を有し、
上記視認者が上記視認者正面領域に形成された反射像を見る場合に、上記視認者正面領域に配置される上記位相差フィルムは、上記第四主面との平行面において上記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°であり、
上記視認者が上記視認者斜め前方領域に形成された反射像を見る場合に、上記視認者斜め前方領域に配置される上記位相差フィルムは、上記第四主面との平行面において上記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向に傾いており、
上記映像部は、振動方向がＸ軸方向である第一の投影光、及び、振動方向がＹＺ平面に平行な方向である第二の投影光を切り替えて照射することができ、
上記視認者が偏光板を介さずに虚像を視認する場合は、上記映像部から上記第一の投影光を照射し、上記虚像は、上記第二ガラス板の上記第四主面に形成された反射像に基づき、上記視認者正面領域及び上記視認者斜め前方領域のいずれにおいても、上記第一ガラス板の上記第一主面から出射される光は、主として上記入射面に対して平行方向に振動する投影光であり、
上記視認者が偏光板を介して虚像を視認する場合は、上記映像部から上記第二の投影光を照射し、上記虚像は、上記第一ガラス板の上記第一主面に形成された反射像に基づき、上記視認者正面領域及び上記視認者斜め前方領域のいずれにおいても、上記第一ガラス板の上記第一主面で反射される光は、主として上記入射面に対して垂直方向に振動する投影光である、ことを特徴とする。
地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＸ軸、地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向をＹ軸、及び地面と垂直な方向をＺ軸とし、
上記視認者の視点と上記投影光の発光点と上記投影光が反射する点である反射点とを有する面を入射面とした時、
上記ヘッドアップディスプレイシステムは、
上記投影光を照射する映像部と、
上記投影光が投影される投影部と、を備え、
上記投影部は、上記視認者よりも、上記移動体が前進する時の進行方向に配置され、上記投影光の入射側に配置される第二ガラス板と、上記投影光の出射側に配置される第一ガラス板と、上記第二ガラス板と、上記第一ガラス板との間に配置される、位相差フィルムとを、備える合わせガラスからなり、
上記第一ガラス板は、室外側に露出される第一主面と、上記第一主面の反対側の第二主面とを備え、
上記第二ガラス板は、室内側に露出される第四主面と、上記第四主面の反対側の第三主面とを備え、
上記投影光を、上記位相差フィルムへ入射させることによって、上記投影光の振動方向を上記入射面に対して平行方向又は垂直方向へ変換することができ、
上記投影部は、上記視認者の正面である視認者正面領域と、Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、上記視認者正面領域に対して遠くなる領域である視認者斜め前方領域を有し、
上記視認者が上記視認者正面領域に形成された反射像を見る場合に、上記視認者正面領域に配置される上記位相差フィルムは、上記第四主面との平行面において上記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°であり、
上記視認者が上記視認者斜め前方領域に形成された反射像を見る場合に、上記視認者斜め前方領域に配置される上記位相差フィルムは、上記第四主面との平行面において上記位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向に傾いており、
上記映像部は、振動方向がＸ軸方向である第一の投影光、及び、振動方向がＹＺ平面に平行な方向である第二の投影光を切り替えて照射することができ、
上記視認者が偏光板を介さずに虚像を視認する場合は、上記映像部から上記第一の投影光を照射し、上記虚像は、上記第二ガラス板の上記第四主面に形成された反射像に基づき、上記視認者正面領域及び上記視認者斜め前方領域のいずれにおいても、上記第一ガラス板の上記第一主面から出射される光は、主として上記入射面に対して平行方向に振動する投影光であり、
上記視認者が偏光板を介して虚像を視認する場合は、上記映像部から上記第二の投影光を照射し、上記虚像は、上記第一ガラス板の上記第一主面に形成された反射像に基づき、上記視認者正面領域及び上記視認者斜め前方領域のいずれにおいても、上記第一ガラス板の上記第一主面で反射される光は、主として上記入射面に対して垂直方向に振動する投影光である、ことを特徴とする。
【0046】
本開示の第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイシステムは、映像部から照射する２種類の投影光を切り替えることにより、偏光サングラス等の偏光板を介して虚像を視認するサングラスモードと、偏光板を介さずに虚像を視認する通常モードを切り替えて使用することができる。
そして、フロントガラス面の横方向にＨＵＤの表示領域を拡大した場合に、いずれのモードにおいても、二重像の発生を抑制することができる。
そして、フロントガラス面の横方向にＨＵＤの表示領域を拡大した場合に、いずれのモードにおいても、二重像の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【0047】
本開示によると、フロントガラス面の外周に近い領域や、フロントガラス面の中央領域に表示された像を視認者が斜めから視認した場合に、二重像の発生を抑制し得る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。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【発明を実施するための形態】
【0049】
（第１実施形態）
本開示の第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）及びヘッドアップディスプレイシステム（ＨＵＤシステム）について、それぞれ図面を用いて説明する。
本開示の第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）及びヘッドアップディスプレイシステム（ＨＵＤシステム）について、それぞれ図面を用いて説明する。
【0050】
なお、本開示の第１実施形態に係るＨＵＤ装置としては、視認者が第二ガラス板の室内側面以外に形成された反射像に基づく虚像を観察するＨＵＤ装置（Ｐ－ＨＵＤ方式のＨＵＤ装置）と、視認者が第二ガラス板の室内側面に形成された反射像に基づく虚像を観察するＨＵＤ装置（Ｓ－ＨＵＤ方式のＨＵＤ装置）があり、それぞれを第一のＨＵＤ装置、第二のＨＵＤ装置ともいう。本開示の第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の説明において、第一のＨＵＤ装置と第二のＨＵＤ装置を区別しないときは単に本開示の第１実施形態に係るＨＵＤ装置という。
また、本開示の第１実施形態に係るＨＵＤシステムは、一つのシステムにおいて偏光部を透過させる光の振動方向を切り替えることによって第一のＨＵＤ装置としても第二のＨＵＤ装置としても使用することができるようにしたシステムである。
また、本開示の第１実施形態に係るＨＵＤシステムは、一つのシステムにおいて偏光部を透過させる光の振動方向を切り替えることによって第一のＨＵＤ装置としても第二のＨＵＤ装置としても使用することができるようにしたシステムである。
【0051】
また、本開示の第１実施形態の説明では、視認者の視点と投影部を結ぶ線のうち、Ｙ軸に沿った線の長さ（視点から投影部までの距離）を１０００ｍｍとし、上記のＹ軸に沿った線を０°としたときの、Ｘ軸方向に沿って±３°の範囲を視認者正面領域とする。また、Ｚ軸方向に沿って範囲を拡げた場合も、視認者正面領域とする。
視認者正面領域から、Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、上記視認者正面領域に対して遠くなる領域を視認者斜め前方領域とする。また、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に沿って、上記視認者正面領域に対して遠くなる領域も視認者斜め前方領域とする。
また、本開示の第１実施形態の説明では、位相差フィルムに沿った面であり、投影光が位相差フィルムに入射する面を投影面という。投影面は位相差フィルムの主面を含む面である。
視認者正面領域から、Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、上記視認者正面領域に対して遠くなる領域を視認者斜め前方領域とする。また、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に沿って、上記視認者正面領域に対して遠くなる領域も視認者斜め前方領域とする。
また、本開示の第１実施形態の説明では、位相差フィルムに沿った面であり、投影光が位相差フィルムに入射する面を投影面という。投影面は位相差フィルムの主面を含む面である。
【0052】
［ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）］
本開示の第１実施形態に係るＨＵＤ装置には、第一のＨＵＤ装置と第二のＨＵＤ装置の２種類がある。まず、両方のＨＵＤ装置に共通の事項であるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の定義及び移動体について説明する。
図１は、ＨＵＤ装置を備える移動体の上面図であり、図２は、ＨＵＤ装置に使用する車両用合わせガラスを第二ガラス板の室内側面（第四主面）側から見た図である。
図１及び図２を参照して、本開示におけるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の向きについて説明する。図１には移動体としての車両２０を示しており、Ｘ軸を横方向、Ｙ軸を縦方向に示している。Ｚ軸は紙面に垂直な方向となる。
Ｙ軸は、地面と水平且つ移動体である車両２０が前進する時の進行方向である。
Ｘ軸は、地面と水平且つ移動体である車両２０が前進する時の進行方向（Ｙ軸）と直交する方向である。
Ｚ軸は地面と垂直な方向である。
また、第二ガラス板側から第一ガラス板側を見た時の、第一ガラス板の方向を「前方」とする。
本開示の第１実施形態に係るＨＵＤ装置には、第一のＨＵＤ装置と第二のＨＵＤ装置の２種類がある。まず、両方のＨＵＤ装置に共通の事項であるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の定義及び移動体について説明する。
図１は、ＨＵＤ装置を備える移動体の上面図であり、図２は、ＨＵＤ装置に使用する車両用合わせガラスを第二ガラス板の室内側面（第四主面）側から見た図である。
図１及び図２を参照して、本開示におけるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の向きについて説明する。図１には移動体としての車両２０を示しており、Ｘ軸を横方向、Ｙ軸を縦方向に示している。Ｚ軸は紙面に垂直な方向となる。
Ｙ軸は、地面と水平且つ移動体である車両２０が前進する時の進行方向である。
Ｘ軸は、地面と水平且つ移動体である車両２０が前進する時の進行方向（Ｙ軸）と直交する方向である。
Ｚ軸は地面と垂直な方向である。
また、第二ガラス板側から第一ガラス板側を見た時の、第一ガラス板の方向を「前方」とする。
【0053】
移動体としては、車両（乗用車、トラック、バス、電車等）、汽車、船、飛行機等が挙げられる。これらの中では車両であることが好ましい。
【0054】
図２には車両用合わせガラス１０を示している。車両用合わせガラス１０は車両に設置される際にはそのガラス面はＸＺ平面とは平行とはならず、ＸＺ平面から傾けて配置されることが多い。
【0055】
次に、車両用合わせガラスについて説明する。
図３は、車両用合わせガラスの一例を模式的に示す分解斜視図である。
第一ガラス板は、室外側に露出される第一主面と、第一主面の反対側の第二主面とを備える。
また、第二ガラス板は、室内側に露出される第四主面と、第四主面の反対側の第三主面とを備える。
なお、上記の「露出される」とは、車両用合わせガラスの機能を損なわない範囲で、防曇性、耐傷性等の各種機能を付与する為のフィルムや膜等を、各主面上に有していてもよいものとする。
図３には車両用合わせガラス１０を示している。
図３には図面の手前側に第二ガラス板１２を配置した図を示しており、手前側に見える面が第四主面１２４である。第四主面１２４の反対側の面が第三主面１２３である。
図面の奥側に第一ガラス板１１を配置しており、手前側に見える面が第二主面１１２である。第二主面１１２の反対側の面が第一主面１１１である。
第一ガラス板１１と第二ガラス板１２との間に、位相差フィルム１００が配置されている。
第四主面１２４は室内側に露出される面であるので、車両に車両用合わせガラスを配置した際に視認者が直接視認する面になる。すなわち、図３には視認者が車内から直接視認する位置関係を示している。
図３は、車両用合わせガラスの一例を模式的に示す分解斜視図である。
第一ガラス板は、室外側に露出される第一主面と、第一主面の反対側の第二主面とを備える。
また、第二ガラス板は、室内側に露出される第四主面と、第四主面の反対側の第三主面とを備える。
なお、上記の「露出される」とは、車両用合わせガラスの機能を損なわない範囲で、防曇性、耐傷性等の各種機能を付与する為のフィルムや膜等を、各主面上に有していてもよいものとする。
図３には車両用合わせガラス１０を示している。
図３には図面の手前側に第二ガラス板１２を配置した図を示しており、手前側に見える面が第四主面１２４である。第四主面１２４の反対側の面が第三主面１２３である。
図面の奥側に第一ガラス板１１を配置しており、手前側に見える面が第二主面１１２である。第二主面１１２の反対側の面が第一主面１１１である。
第一ガラス板１１と第二ガラス板１２との間に、位相差フィルム１００が配置されている。
第四主面１２４は室内側に露出される面であるので、車両に車両用合わせガラスを配置した際に視認者が直接視認する面になる。すなわち、図３には視認者が車内から直接視認する位置関係を示している。
【0056】
車両用合わせガラスにおいては、第一ガラス板と、第二ガラス板とが、中間膜を介して接合され、一体構造となっていることが好ましい。中間膜は、中間膜を構成するポリマーが軟化する温度で、加熱することで、第一ガラス板と、第二ガラス板とを合わせ化するもので、ポリマーとして、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ウレタン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）等を使用することができる。なお、中間膜は複数の樹脂層で構成されていても良い。
【0057】
車両用合わせガラスを構成するガラス材料としては、平板状のガラス板が湾曲形状に加工されたものを好適に使用することができる。ガラス板の材質としては、ＩＳＯ１６２９３－１で規定されているようなソーダ石灰珪酸塩ガラスの他、アルミノシリケートガラスやホウケイ酸塩ガラス、無アルカリガラス等の公知のガラス組成のものを使用することができる。第一ガラス板、第二ガラス板の、それぞれの厚みは、例えば、０．４ｍｍ～３ｍｍとしてもよい。また、第一ガラス板と、第二ガラス板との間隔は、０．０１ｍｍ～２．５ｍｍとしてもよい。
【0058】
位相差フィルム１００は、投影面において、Ｘ軸に対してθｒ傾いた光軸を有し、上記光軸により上記投影面に入射する上記投影光の振動方向を変えるものである。例えば、位相差フィルムが１／２波長フィルムの場合は、上記投影面に入射する投影光の振動方向と、上記光軸とがなす角度をｄθとしたとき、入射する上記投影光の振動方向を２ｄθ回転させる。
なお、本開示の第１実施形態において、位相差フィルムの光軸とは、位相差フィルムにおける屈折率が最も大きい方向の軸を意味する。また、位相差フィルムとしては、基材を持たない層や膜を含んでもよい。例えば、投影部内に光軸を有する層を、塗布、積層、添着、付着、圧着、転写等により形成したものが挙げられる。
なお、本開示の第１実施形態において、位相差フィルムの光軸とは、位相差フィルムにおける屈折率が最も大きい方向の軸を意味する。また、位相差フィルムとしては、基材を持たない層や膜を含んでもよい。例えば、投影部内に光軸を有する層を、塗布、積層、添着、付着、圧着、転写等により形成したものが挙げられる。
【0059】
位相差フィルムは、第一ガラス板と第二ガラス板との間に配置される。
位相差フィルムは中間膜の内部に配置されていてもよいし、第一ガラス板に接する位置に配置されていてもよいし、第二ガラス板に接する位置に配置されていてもよい。また、図３に示したように、位相差フィルムの面が第二主面及び第三主面と面するように配置されるとしてもよい。また、位相差フィルムは全面に配置されても、部分的に配置されてもよく、第二主面や第三主面と面する位相差フィルムの面の面積の合計が、第二主面や第三主面の面積と同等以下であることが好ましい。
また、必要に応じて複数の位相差フィルムを用いてもよく、異なる種類の位相差フィルムや、位相差フィルム以外のフィルムを組み合わせて用いるものでもよい。
上記の位相差フィルムを配置した車両用合わせガラスの辺を、Ｘ軸に沿うように配置することによりフロントガラスとしての車両用合わせガラスとすることができる。
位相差フィルムは中間膜の内部に配置されていてもよいし、第一ガラス板に接する位置に配置されていてもよいし、第二ガラス板に接する位置に配置されていてもよい。また、図３に示したように、位相差フィルムの面が第二主面及び第三主面と面するように配置されるとしてもよい。また、位相差フィルムは全面に配置されても、部分的に配置されてもよく、第二主面や第三主面と面する位相差フィルムの面の面積の合計が、第二主面や第三主面の面積と同等以下であることが好ましい。
また、必要に応じて複数の位相差フィルムを用いてもよく、異なる種類の位相差フィルムや、位相差フィルム以外のフィルムを組み合わせて用いるものでもよい。
上記の位相差フィルムを配置した車両用合わせガラスの辺を、Ｘ軸に沿うように配置することによりフロントガラスとしての車両用合わせガラスとすることができる。
【0060】
位相差フィルムとしては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のプラスチックフィルムを一軸又は二軸延伸した位相差素子や、液晶ポリマーを特定方向に配向させて配向状態を固定化した位相差素子を用いることができる。
前者のプラスチックフィルムを一軸又は二軸延伸した位相差素子としては、例えば、高分子樹脂を溶媒に溶解した後、ステンレスベルトやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの平滑な表面上に塗布し、溶媒を蒸発させた後にフィルムを巻き取る溶剤キャスト法や、高分子樹脂を押し出し機に入れて加熱溶融し、スリット（Ｔダイ）から押し出し冷却した後にフィルムを巻き取る溶融押出法などの方法により製膜したものを使用できる。延伸には一般的に延伸機が用いられ、縦、横、斜めなどに延伸された位相差フィルムを得ることができる。
後者の位相差素子としては、例えば、液晶ポリマーを配向処理したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等の透明プラスチックフィルムなどの透明基板上に塗布し、熱処理、冷却して液晶配向を固定化したものを使用できる。
上記の液晶ポリマーの例としては、特定の方向に配向する際、ネマティック液晶、ねじれネマティック液晶、ディスコティック液晶、コレステリック液晶などの液晶性を示す化合物であれば特に限定されない。例えば、液晶状態でねじれネマティック配向し、液晶転移点以下ではガラス状態となるものは使用することができ、光学活性なポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステルイミドなどの主鎖型液晶ポリマー、光学活性なポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリマロート、ポリシロキサンなどの側鎖型液晶ポリマーなどが挙げられる。また、光学活性でないこれらの主鎖型あるいは側鎖型ポリマーに、他の低分子あるいは高分子の光学活性化合物を加えたポリマー組成物などを例示することができる。
第一のＨＵＤ装置、第二のＨＵＤ装置のそれぞれにおける位相差フィルムの役割については、後にそれぞれ説明する。
前者のプラスチックフィルムを一軸又は二軸延伸した位相差素子としては、例えば、高分子樹脂を溶媒に溶解した後、ステンレスベルトやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの平滑な表面上に塗布し、溶媒を蒸発させた後にフィルムを巻き取る溶剤キャスト法や、高分子樹脂を押し出し機に入れて加熱溶融し、スリット（Ｔダイ）から押し出し冷却した後にフィルムを巻き取る溶融押出法などの方法により製膜したものを使用できる。延伸には一般的に延伸機が用いられ、縦、横、斜めなどに延伸された位相差フィルムを得ることができる。
後者の位相差素子としては、例えば、液晶ポリマーを配向処理したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等の透明プラスチックフィルムなどの透明基板上に塗布し、熱処理、冷却して液晶配向を固定化したものを使用できる。
上記の液晶ポリマーの例としては、特定の方向に配向する際、ネマティック液晶、ねじれネマティック液晶、ディスコティック液晶、コレステリック液晶などの液晶性を示す化合物であれば特に限定されない。例えば、液晶状態でねじれネマティック配向し、液晶転移点以下ではガラス状態となるものは使用することができ、光学活性なポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステルイミドなどの主鎖型液晶ポリマー、光学活性なポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリマロート、ポリシロキサンなどの側鎖型液晶ポリマーなどが挙げられる。また、光学活性でないこれらの主鎖型あるいは側鎖型ポリマーに、他の低分子あるいは高分子の光学活性化合物を加えたポリマー組成物などを例示することができる。
第一のＨＵＤ装置、第二のＨＵＤ装置のそれぞれにおける位相差フィルムの役割については、後にそれぞれ説明する。
【0061】
［第一のＨＵＤ装置］
まず、第一のＨＵＤ装置を例にして本開示の第１実施形態の第１の態様に係るＨＵＤ装置について説明する。
図４は、本開示の第１実施形態の第１の態様に係る第一のＨＵＤ装置の概略と、該装置での光路を示す模式図である。
図４では、投影光の光路は実線で示されている。
第一のＨＵＤ装置１において、投影部は図３に示した車両用合わせガラス１０である。
まず、第一のＨＵＤ装置を例にして本開示の第１実施形態の第１の態様に係るＨＵＤ装置について説明する。
図４は、本開示の第１実施形態の第１の態様に係る第一のＨＵＤ装置の概略と、該装置での光路を示す模式図である。
図４では、投影光の光路は実線で示されている。
第一のＨＵＤ装置１において、投影部は図３に示した車両用合わせガラス１０である。
【0062】
図４に示す第一のＨＵＤ装置１では、映像部３１から投影光６０が照射される。
ここで、映像部３１の発光点３２、第一主面１１１で投影光６０が反射する反射点３３、視認者３５の視点３４の３点を含む平面が入射面である。
ここで、映像部３１の発光点３２、第一主面１１１で投影光６０が反射する反射点３３、視認者３５の視点３４の３点を含む平面が入射面である。
【0063】
映像部３１から照射された投影光６０は、振動方向が限定される必要はないが、振動方向が入射面と平行であるＰ偏光の光だと、偏光部８１を通過する光の量が多くなり、第一主面へ到達する光の量を多く出来るため好ましい。
車両において、映像部３１は車両のダッシュボード等に配置することが好ましい。
映像部３１から投影光６０を照射する向きを変えたり、映像部３１の位置を動かすことによって、投影光６０を照射する位置を移動させることができる。
車両において、映像部３１は車両のダッシュボード等に配置することが好ましい。
映像部３１から投影光６０を照射する向きを変えたり、映像部３１の位置を動かすことによって、投影光６０を照射する位置を移動させることができる。
【0064】
映像部３１と投影部（車両用合わせガラス１０）の間には偏光部８１が設けられている。偏光部８１は、透過した投影光６０の振動方向が特定方向となる透過軸を有する部材であり、例えば、公知の偏光板等を用いることができる。
上記の偏光板は上記の特定方向と垂直方向に振動する光を吸収する吸収軸を有するのが望ましい。上記のような透過軸及び吸収軸を有すると、例えば透過軸及び吸収軸のどちらにも沿わない方向に振動する光が入射した際、透過後の光の振動方向を上記特定方向とすることが容易となる。
偏光部８１は、投影光６０が投影部に到達するより前に、当該偏光部８１を通過可能な位置に配置されていればよい。例えば、車両において、偏光部８１は上記の映像部３１と同様にダッシュボードの中に配置され、光源からの光が迅速に偏光部８１を透過するように、光源と隣接して配置されることが好ましい。
上記の偏光板は上記の特定方向と垂直方向に振動する光を吸収する吸収軸を有するのが望ましい。上記のような透過軸及び吸収軸を有すると、例えば透過軸及び吸収軸のどちらにも沿わない方向に振動する光が入射した際、透過後の光の振動方向を上記特定方向とすることが容易となる。
偏光部８１は、投影光６０が投影部に到達するより前に、当該偏光部８１を通過可能な位置に配置されていればよい。例えば、車両において、偏光部８１は上記の映像部３１と同様にダッシュボードの中に配置され、光源からの光が迅速に偏光部８１を透過するように、光源と隣接して配置されることが好ましい。
【0065】
第一のＨＵＤ装置１において、偏光部８１は、入射面と平行な方向に振動する光を透過させる。すなわち、偏光部８１を透過した後の投影光６１はＰ偏光となる。
【0066】
偏光部８１を透過した後の投影光６１がＰ偏光である場合、偏光サングラス越しで虚像を観察する、サングラスモードでも使用することができる。また、図４では偏光サングラス３６を用いているが、当然裸眼でも虚像を観察可能である。まず、映像部３１から出射された投影光６０は、偏光部８１を透過することで、Ｐ偏光の投影光６１として第四主面１２４に照射される。この時の角度はブリュースター角が望ましい。一般的に、ブリュースター角で入射したＰ偏光は反射を生じない為、二重像の原因となる第四主面１２４での反射を抑制することが可能となる。
映像部は、投影光６１が第四主面１２４に照射されるときの角度がブリュースター角となるように、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動させることができる。
次に、投影部内を進行した投影光６１は、位相差フィルム１００に入射されると振動方向が変わる。
第一のＨＵＤ装置１においては、第四主面以外のいずれかの面で反射が生じればよいので、位相差フィルム１００として１／２波長フィルム（半波長フィルム）や、１／４波長フィルム等を用いることが可能である。
位相差フィルム１００を通過した後の光の振動方向は、位相差フィルムの種類や光軸の向きによって様々だが、例えば、位相差フィルムとして１／２波長フィルムを用いている場合は、投影面に入射する投影光の振動方向と、位相差フィルムの光軸とがなす角度をｄθとしたとき、投影光の振動方向を２ｄθ回転させた方向になる。
次に、上記の投影光が第一主面１１１へ到達すると、反射して反射像を形成する。この時、反射光としてＳ偏光が反射され、反射しなかった他の光は第一主面１１１を通過し、室外側へ放出される。
次に、第一主面１１１で形成された反射像は、再度、位相差フィルム１００を通過し、Ｐ偏光になる。視認者３５は、第一主面１１１での反射像に基づく光路６２の延長上にある虚像６２１を視認する。
この虚像６２１はＰ偏光からなるので、視認者３５は偏光サングラス３６越しでも、虚像６２１を視認することができる。
この場合、視認者は、第一ガラス板の室外側面（すなわち第一主面）に形成された反射像に基づく虚像を観察することになる。
映像部は、投影光６１が第四主面１２４に照射されるときの角度がブリュースター角となるように、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動させることができる。
次に、投影部内を進行した投影光６１は、位相差フィルム１００に入射されると振動方向が変わる。
第一のＨＵＤ装置１においては、第四主面以外のいずれかの面で反射が生じればよいので、位相差フィルム１００として１／２波長フィルム（半波長フィルム）や、１／４波長フィルム等を用いることが可能である。
位相差フィルム１００を通過した後の光の振動方向は、位相差フィルムの種類や光軸の向きによって様々だが、例えば、位相差フィルムとして１／２波長フィルムを用いている場合は、投影面に入射する投影光の振動方向と、位相差フィルムの光軸とがなす角度をｄθとしたとき、投影光の振動方向を２ｄθ回転させた方向になる。
次に、上記の投影光が第一主面１１１へ到達すると、反射して反射像を形成する。この時、反射光としてＳ偏光が反射され、反射しなかった他の光は第一主面１１１を通過し、室外側へ放出される。
次に、第一主面１１１で形成された反射像は、再度、位相差フィルム１００を通過し、Ｐ偏光になる。視認者３５は、第一主面１１１での反射像に基づく光路６２の延長上にある虚像６２１を視認する。
この虚像６２１はＰ偏光からなるので、視認者３５は偏光サングラス３６越しでも、虚像６２１を視認することができる。
この場合、視認者は、第一ガラス板の室外側面（すなわち第一主面）に形成された反射像に基づく虚像を観察することになる。
【0067】
また、第一主面１１１へ到達する前に光を反射させる反射用の層がある場合は、当該層で反射が生じる。その場合、反射しなかった光が第一主面１１１へ到達し、更なる反射が生じると、この反射が二重像の原因となってしまう場合がある。その為、第一主面１１１へ到達する前に反射が生じる場合は、第一主面１１１へ到達する前に、再度Ｐ偏光となるように光の振動方向を変えることが好ましい。
このような場合も含めると、視認者は、第二ガラス板の室内側面以外に形成された反射像に基づく虚像を観察するようにすることが好ましい。「第二ガラス板の室内側面以外に形成された反射像」には、「第一ガラス板の室外側面に形成された反射像」も含む。
このような場合も含めると、視認者は、第二ガラス板の室内側面以外に形成された反射像に基づく虚像を観察するようにすることが好ましい。「第二ガラス板の室内側面以外に形成された反射像」には、「第一ガラス板の室外側面に形成された反射像」も含む。
【0068】
また、第一のＨＵＤ装置において、偏光部８１は可動であり、偏光部８１を透過させる光の振動方向を変えることができることが好ましい。
偏光部８１が可動であると、入射面が変化した場合に、偏光部８１が動くことによって、上記特定方向を入射面と平行な方向に合わせることができる。当該特定方向を入射面と平行な方向に合わせることによって、Ｐ－ＨＵＤ方式のＨＵＤ装置として好適に使用することができる。
偏光部８１が可動であると、入射面が変化した場合に、偏光部８１が動くことによって、上記特定方向を入射面と平行な方向に合わせることができる。当該特定方向を入射面と平行な方向に合わせることによって、Ｐ－ＨＵＤ方式のＨＵＤ装置として好適に使用することができる。
【0069】
［第二のＨＵＤ装置］
次に、第二のＨＵＤ装置を例にして本開示の第１実施形態の第２の態様に係るＨＵＤ装置について説明する。
図５は、本開示の第１実施形態の第２の態様に係る第二のＨＵＤ装置の概略と、該装置での光路を示す模式図である。
図５では、投影光の光路は実線で示されている。
第二のＨＵＤ装置２において、投影部は図３に示した車両用合わせガラス１０である。
次に、第二のＨＵＤ装置を例にして本開示の第１実施形態の第２の態様に係るＨＵＤ装置について説明する。
図５は、本開示の第１実施形態の第２の態様に係る第二のＨＵＤ装置の概略と、該装置での光路を示す模式図である。
図５では、投影光の光路は実線で示されている。
第二のＨＵＤ装置２において、投影部は図３に示した車両用合わせガラス１０である。
【0070】
映像部３１と投影部（車両用合わせガラス１０）の間には偏光部８２が設けられている。偏光部８２は、投影光に含まれる特定方向に振動する光を透過させる透過軸を有する部材であり、例えば、公知の偏光板等を用いることができる。
偏光部８２は、投影光４０が投影部に到達するより前に、当該偏光部８２を通過可能な位置に配置されていればよい。例えば、車両において、偏光部８２は上記の映像部３１と同様にダッシュボードの中に配置され、光源からの光が迅速に偏光部８２を透過するように、光源と隣接して配置されることが好ましい。
偏光部８２は、投影光４０が投影部に到達するより前に、当該偏光部８２を通過可能な位置に配置されていればよい。例えば、車両において、偏光部８２は上記の映像部３１と同様にダッシュボードの中に配置され、光源からの光が迅速に偏光部８２を透過するように、光源と隣接して配置されることが好ましい。
【0071】
第二のＨＵＤ装置２において、偏光部８２は、投影光４０に含まれる特定方向に振動する光を透過させる。
【0072】
第二のＨＵＤ装置２では、映像部３１から投影光４０が照射される。
投影光４０が偏光部８２を透過した後の投影光４１が第四主面１２４に照射され、第四主面１２４には反射像が形成される。視認者３５は第四主面１２４に形成された反射像に基づく光路４２の延長上にある虚像４２１を観察する。
投影光４０が偏光部８２を透過した後の投影光４１が第四主面１２４に照射され、第四主面１２４には反射像が形成される。視認者３５は第四主面１２４に形成された反射像に基づく光路４２の延長上にある虚像４２１を観察する。
【0073】
映像部３１の発光点３２、第四主面１２４で投影光４１が反射する反射点３３、視認者３５の視点３４の３点を含む平面が入射面である。
【0074】
映像部３１から照射された投影光４０は、光の振動方向が特に限定されるものではないが、偏光部８２を透過する特定方向に振動する光の量を多くする目的で、偏光部８２の透過軸に平行な方向に振動する光を含むことが望ましい。
特定方向に振動する投影光は、第二ガラス板を透過する透過光及び第二ガラス板の室内側面で反射する反射光となるものである。偏光部を透過した特定方向に振動する投影光の振動方向は、第二ガラス板を透過後に下記する振動方向θαとなる。
特定方向に振動する投影光は、第二ガラス板を透過する透過光及び第二ガラス板の室内側面で反射する反射光となるものである。偏光部を透過した特定方向に振動する投影光の振動方向は、第二ガラス板を透過後に下記する振動方向θαとなる。
【0075】
車両において、映像部３１は車両のダッシュボードに配置することが好ましい。
映像部３１から投影光４０を照射する向きを変えたり、映像部３１の位置を動かすことによって、投影光４０を照射する位置を移動させることができる。
映像部３１から投影光４０を照射する向きを変えたり、映像部３１の位置を動かすことによって、投影光４０を照射する位置を移動させることができる。
【0076】
偏光部８２を透過した後の投影光４１の一部が第四主面１２４で反射せずに、第四主面１２４を透過すると、投影部内を進行した投影光４１の振動方向が、位相差フィルム１００を通過することで変化する。
位相差フィルム１００が投影面においてＸ軸に対してθｒ傾いた光軸を有していて、第二ガラス板１２を透過し、投影面に入射する投影光４１の振動方向θαが、投影面におけるＸ軸に対する入射面の角度をθｐとした場合に投影面において２θｒ－θｐの方向となっていると、位相差フィルム１００を通過することによって、投影光の振動方向が前述したように２ｄθ回転し、入射面と平行な方向、すなわちＰ偏光と同様の振動方向になる。
投影光４１の振動方向の変化については、図面を参照して以下に説明する。
位相差フィルム１００が投影面においてＸ軸に対してθｒ傾いた光軸を有していて、第二ガラス板１２を透過し、投影面に入射する投影光４１の振動方向θαが、投影面におけるＸ軸に対する入射面の角度をθｐとした場合に投影面において２θｒ－θｐの方向となっていると、位相差フィルム１００を通過することによって、投影光の振動方向が前述したように２ｄθ回転し、入射面と平行な方向、すなわちＰ偏光と同様の振動方向になる。
投影光４１の振動方向の変化については、図面を参照して以下に説明する。
【0077】
図６は、第二のＨＵＤ装置において、位相差フィルム１００へ入射させる光の振動方向を説明するための模式図である。また、図６は視認者が前方（第四主面側から第一主面側を見た方向）を見た場合を示す。
図６ではＸ軸を０°として示している。
Ｘ軸に対する位相差フィルムの光軸の角度がθｒである。ここでは、θｒを４５°で示している。
Ｐ偏光の振動方向は入射面に対して平行な方向であり、Ｓ偏光の振動方向は入射面に対して垂直な方向である。
投影光４１の振動方向と位相差フィルムの光軸のなす角度をｄθとする。投影光４１が位相差フィルムを通過すると、投影光の振動方向が２ｄθ回転する。すなわち、投影光４１の振動方向が図面において時計回り又は反時計回りに２ｄθ回転する。この回転により、投影光４１の振動方向が入射面に平行になるようにする。
このような条件を満たす場合に、投影光４１が位相差フィルムを通過することによってＰ偏光に変化することになる。
図６ではＸ軸を０°として示している。
Ｘ軸に対する位相差フィルムの光軸の角度がθｒである。ここでは、θｒを４５°で示している。
Ｐ偏光の振動方向は入射面に対して平行な方向であり、Ｓ偏光の振動方向は入射面に対して垂直な方向である。
投影光４１の振動方向と位相差フィルムの光軸のなす角度をｄθとする。投影光４１が位相差フィルムを通過すると、投影光の振動方向が２ｄθ回転する。すなわち、投影光４１の振動方向が図面において時計回り又は反時計回りに２ｄθ回転する。この回転により、投影光４１の振動方向が入射面に平行になるようにする。
このような条件を満たす場合に、投影光４１が位相差フィルムを通過することによってＰ偏光に変化することになる。
【0078】
この条件を満たすような投影面に入射する投影光振動方向をθαと置く。
θαは以下のようにして求められる。
Ｘ軸に対する入射面の角度が、図６においてθｐで示される角度である。
図６より、ｄθ＝θｐ－θｒである。・・・式（１）
図６より、θα＝θｒ－ｄθである。・・・式（２）
上記式（１）、式（２）より、θα＝２θｒ－θｐ
となる。
上記式（１）が＋の場合は図６において反時計回りに振動方向が回転し、－の場合は時計回りに回転する。
すなわち、θα＝２θｒ－θｐを満たす投影光４１を位相差フィルムに入射させると、位相差フィルムを通過した後の光の振動方向が入射面と平行な方向になる。
投影光を位相差フィルム１００に入射させる前に、投影光の振動方向θαをθα＝２θｒ－θｐを満たすようにすることにより、二重像の原因となる他の振動方向の光が位相差フィルムに入射しないようにしている。
θαは以下のようにして求められる。
Ｘ軸に対する入射面の角度が、図６においてθｐで示される角度である。
図６より、ｄθ＝θｐ－θｒである。・・・式（１）
図６より、θα＝θｒ－ｄθである。・・・式（２）
上記式（１）、式（２）より、θα＝２θｒ－θｐ
となる。
上記式（１）が＋の場合は図６において反時計回りに振動方向が回転し、－の場合は時計回りに回転する。
すなわち、θα＝２θｒ－θｐを満たす投影光４１を位相差フィルムに入射させると、位相差フィルムを通過した後の光の振動方向が入射面と平行な方向になる。
投影光を位相差フィルム１００に入射させる前に、投影光の振動方向θαをθα＝２θｒ－θｐを満たすようにすることにより、二重像の原因となる他の振動方向の光が位相差フィルムに入射しないようにしている。
【0079】
位相差フィルム１００を通過してＰ偏光となった投影光は、第一主面１１１で反射が生じることなく、投影光はＰ偏光のまま室外側へ放出される。
このように、第四主面１２４で反射しなかった投影光について、第一主面１１１での反射を抑制することができれば、二重像の発生が抑制される。
このように、第四主面１２４で反射しなかった投影光について、第一主面１１１での反射を抑制することができれば、二重像の発生が抑制される。
【0080】
また、第二のＨＵＤ装置において、偏光部８２は可動であり、偏光部８２を透過させる光の振動方向を変えることができることが好ましい。
偏光部８２が可動であると、入射面が変化した場合に、偏光部８２が動くことによって、偏光部８２を透過した光の振動方向を変化させることができ、投影面に入射する投影光の振動方向θαをθα＝２θｒ－θｐを満たす方向に合わせることができる。偏光部８２が可動であることによって、投影位置を変えても投影面に入射する投影光の振動方向θαをθα＝２θｒ－θｐを満たす方向に合わせやすくなる為、Ｓ－ＨＵＤ方式のＨＵＤ装置として好適に使用することができる。
偏光部８２が可動であると、入射面が変化した場合に、偏光部８２が動くことによって、偏光部８２を透過した光の振動方向を変化させることができ、投影面に入射する投影光の振動方向θαをθα＝２θｒ－θｐを満たす方向に合わせることができる。偏光部８２が可動であることによって、投影位置を変えても投影面に入射する投影光の振動方向θαをθα＝２θｒ－θｐを満たす方向に合わせやすくなる為、Ｓ－ＨＵＤ方式のＨＵＤ装置として好適に使用することができる。
【0081】
［偏光部の透過軸の向きの例］
続いて、第一のＨＵＤ装置、第二のＨＵＤ装置のそれぞれにおける偏光部の透過軸の向きの例について説明する。なお、本開示のＨＵＤ装置は以下に挙げる例に限定されるものではない。
以下の例では、視認者は右ハンドル車の運転者の位置に着座している。
視認者の正面が視認者正面領域であり、Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、視認者正面領域よりも遠くなる領域を視認者斜め前方領域とする。
続いて、第一のＨＵＤ装置、第二のＨＵＤ装置のそれぞれにおける偏光部の透過軸の向きの例について説明する。なお、本開示のＨＵＤ装置は以下に挙げる例に限定されるものではない。
以下の例では、視認者は右ハンドル車の運転者の位置に着座している。
視認者の正面が視認者正面領域であり、Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、視認者正面領域よりも遠くなる領域を視認者斜め前方領域とする。
【0082】
図７は、第一のＨＵＤ装置における、視認者、投影部の位置と偏光部の透過軸の向きの関係の一例を模式的に示す図である。
図７において、視認者３５は右ハンドル車の運転者の位置に着座している。
図７には、視認者３５の左側の視認者斜め前方領域に投影した像６２１Ｌと、像６２１Ｌを見る場合に使用する偏光部８１Ｌの透過軸の向きを示している。また、視認者の右側の視認者斜め前方領域に投影した像６２１Ｒと、像６２１Ｒを見る場合に使用する偏光部８１Ｒの透過軸の向きを示している。
図７において、視認者３５は右ハンドル車の運転者の位置に着座している。
図７には、視認者３５の左側の視認者斜め前方領域に投影した像６２１Ｌと、像６２１Ｌを見る場合に使用する偏光部８１Ｌの透過軸の向きを示している。また、視認者の右側の視認者斜め前方領域に投影した像６２１Ｒと、像６２１Ｒを見る場合に使用する偏光部８１Ｒの透過軸の向きを示している。
【0083】
視認者がそれぞれの像を見る場合に、偏光部の透過軸の向きを調整する。
図７における偏光部の透過軸の向きは、視認者正面領域であればＺ軸に沿った向きであり、この場合を基準線として偏光部８１Ｌ、偏光部８１Ｒの中に点線で示している。
これに対して、偏光部８１Ｌ、偏光部８１Ｒの透過軸は、偏光部８１Ｌ、偏光部８１Ｒの中に示す実線である。
図７の場合、例えば、視認者の左側に設ける偏光部８１Ｌでは透過軸を、Ｘ－Ｚ面に沿った面上で反時計回りに回転させる。一方、視認者の右側に設ける偏光部８１Ｒでは透過軸を時計回りに回転させる。透過軸を回転させる角度は二重像が最も低減されるような角度に調整すればよい。また、透過軸が入射面と平行な方向になるように調整するのが好ましい。
なお、図７では透過軸がＺ軸上にある為、Ｚ軸方向に沿った向きを基準としているが、図８のように透過軸がＸ軸上にある場合はＸ軸に沿った向きを基準とする。
図７における偏光部の透過軸の向きは、視認者正面領域であればＺ軸に沿った向きであり、この場合を基準線として偏光部８１Ｌ、偏光部８１Ｒの中に点線で示している。
これに対して、偏光部８１Ｌ、偏光部８１Ｒの透過軸は、偏光部８１Ｌ、偏光部８１Ｒの中に示す実線である。
図７の場合、例えば、視認者の左側に設ける偏光部８１Ｌでは透過軸を、Ｘ－Ｚ面に沿った面上で反時計回りに回転させる。一方、視認者の右側に設ける偏光部８１Ｒでは透過軸を時計回りに回転させる。透過軸を回転させる角度は二重像が最も低減されるような角度に調整すればよい。また、透過軸が入射面と平行な方向になるように調整するのが好ましい。
なお、図７では透過軸がＺ軸上にある為、Ｚ軸方向に沿った向きを基準としているが、図８のように透過軸がＸ軸上にある場合はＸ軸に沿った向きを基準とする。
【0084】
図８は、第二のＨＵＤ装置における、視認者、投影部の位置と偏光部の透過軸の向きの関係の一例を模式的に示す図である。
図８において、視認者３５は右ハンドル車の運転者の位置に着座している。
図８には、視認者３５の左側の視認者斜め前方領域に投影した像４２１Ｌと、像４２１Ｌを見る場合に使用する偏光部８２Ｌの透過軸の向きを示している。また、視認者の右側の視認者斜め前方領域に投影した像４２１Ｒと、像４２１Ｒを見る場合に使用する偏光部８２Ｒの透過軸の向きを示している。
図８において、視認者３５は右ハンドル車の運転者の位置に着座している。
図８には、視認者３５の左側の視認者斜め前方領域に投影した像４２１Ｌと、像４２１Ｌを見る場合に使用する偏光部８２Ｌの透過軸の向きを示している。また、視認者の右側の視認者斜め前方領域に投影した像４２１Ｒと、像４２１Ｒを見る場合に使用する偏光部８２Ｒの透過軸の向きを示している。
【0085】
視認者がそれぞれの像を見る場合に、偏光部の透過軸の向きを調整する。
図８における偏光部の透過軸の向きは、視認者正面領域であればＸ軸に沿った向きであり、この場合を基準線として偏光部８２Ｌ、偏光部８２Ｒの中に点線で示している。
これに対して、偏光部８２Ｌ、偏光部８２Ｒの透過軸は、偏光部８２Ｌ、偏光部８２Ｒの中に示す実線である。
図８の場合、例えば、視認者の左側に設ける偏光部８２Ｌでは透過軸を、Ｘ－Ｚ面に沿った面上で時計回りに回転させる。一方、視認者の右側に設ける偏光部８２Ｒでは透過軸を反時計回りに回転させる。
透過軸を回転させる角度は二重像が最も低減されるような角度に調整すればよい。
図８における偏光部の透過軸の向きは、視認者正面領域であればＸ軸に沿った向きであり、この場合を基準線として偏光部８２Ｌ、偏光部８２Ｒの中に点線で示している。
これに対して、偏光部８２Ｌ、偏光部８２Ｒの透過軸は、偏光部８２Ｌ、偏光部８２Ｒの中に示す実線である。
図８の場合、例えば、視認者の左側に設ける偏光部８２Ｌでは透過軸を、Ｘ－Ｚ面に沿った面上で時計回りに回転させる。一方、視認者の右側に設ける偏光部８２Ｒでは透過軸を反時計回りに回転させる。
透過軸を回転させる角度は二重像が最も低減されるような角度に調整すればよい。
【0086】
【0087】
［任意形態］
前述したＨＵＤ装置は、特に自動車のフロントガラスに映像を投影する際に適したものであるが、当然、自動車のサイドガラス等に映像を投影してもよい。サイドガラスに映像を投影する場合は、サイドガラスに位相差フィルムを配置し、地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＹ軸、地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向をＸ軸として、その他はフロントガラスの場合と同様に投影光を照射すればよい。
前述したＨＵＤ装置は、特に自動車のフロントガラスに映像を投影する際に適したものであるが、当然、自動車のサイドガラス等に映像を投影してもよい。サイドガラスに映像を投影する場合は、サイドガラスに位相差フィルムを配置し、地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向と直交する方向をＹ軸、地面と水平かつ上記移動体が前進する時の進行方向をＸ軸として、その他はフロントガラスの場合と同様に投影光を照射すればよい。
【0088】
［視認者が複数名である場合の例］
本開示の第１実施形態に係るＨＵＤ装置は、視認者が複数名である場合に、フロントガラス面の中央領域に表示された像を複数名の視認者が斜めから視認した場合に、いずれの視認者からみても二重像の発生を抑制し得るヘッドアップディスプレイ装置とすることができる。
以下に、視認者が、右ハンドル車の運転者の位置に着座する運転者と助手席に着座する同乗者の２名である場合の二重像の発生の抑制について説明する。
運転者、同乗者のそれぞれの正面がそれぞれの視認者の正面の視認者正面領域であり、Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、視認者正面領域よりも遠くなる領域を視認者斜め前方領域とする。また、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に沿って、上記視認者正面領域に対して遠くなる領域も視認者斜め前方領域とする。
投影光は、運転者と同乗者のそれぞれの視認者正面領域の間であり、運転者と同乗者のそれぞれの視認者斜め前方領域に相当する領域である中央領域に投影される。
本開示の第１実施形態に係るＨＵＤ装置は、視認者が複数名である場合に、フロントガラス面の中央領域に表示された像を複数名の視認者が斜めから視認した場合に、いずれの視認者からみても二重像の発生を抑制し得るヘッドアップディスプレイ装置とすることができる。
以下に、視認者が、右ハンドル車の運転者の位置に着座する運転者と助手席に着座する同乗者の２名である場合の二重像の発生の抑制について説明する。
運転者、同乗者のそれぞれの正面がそれぞれの視認者の正面の視認者正面領域であり、Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、視認者正面領域よりも遠くなる領域を視認者斜め前方領域とする。また、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に沿って、上記視認者正面領域に対して遠くなる領域も視認者斜め前方領域とする。
投影光は、運転者と同乗者のそれぞれの視認者正面領域の間であり、運転者と同乗者のそれぞれの視認者斜め前方領域に相当する領域である中央領域に投影される。
【0089】
図９は、第一のＨＵＤ装置において視認者が複数名である場合の視認者、投影部の位置と偏光部の透過軸の向きの関係の一例を模式的に示す図である。
図９に示す第一のＨＵＤ装置１において、視認者である運転者３５Ｄ、同乗者３５Ｐは、中央領域に投影された像６２１Ｃを視認する。
なお、図９では像６２１Ｃを１つ表示させているが、複数表示させてもよい。
図９に示す第一のＨＵＤ装置１において、視認者である運転者３５Ｄ、同乗者３５Ｐは、中央領域に投影された像６２１Ｃを視認する。
なお、図９では像６２１Ｃを１つ表示させているが、複数表示させてもよい。
【0090】
図９においては、運転者３５Ｄ、同乗者３５Ｐのそれぞれに対して映像部（図示省略）が設けられており、各映像部は、中央領域において像６２１Ｃが重なるように投影光を投影部（フロントガラス面）に照射する。
車両において、映像部は車両のダッシュボードに、複数の視認者に合わせて複数配置されることが好ましい。
また、運転者３５Ｄ、同乗者３５Ｐのそれぞれに対して、偏光部８１Ｄ、偏光部８１Ｐが設けられている。偏光部８１Ｄ、偏光部８１Ｐは運転者３５Ｄ、同乗者３５Ｐのそれぞれに対応する映像部と投影部の間に設けられる。
車両において、偏光部８１Ｄ及び偏光部８１Ｐは映像部と同様にダッシュボードの中に配置され、光源からの光が迅速に偏光部８１Ｄ又は偏光部８１Ｐを透過するように、光源と隣接して配置されることが好ましい。
車両において、映像部は車両のダッシュボードに、複数の視認者に合わせて複数配置されることが好ましい。
また、運転者３５Ｄ、同乗者３５Ｐのそれぞれに対して、偏光部８１Ｄ、偏光部８１Ｐが設けられている。偏光部８１Ｄ、偏光部８１Ｐは運転者３５Ｄ、同乗者３５Ｐのそれぞれに対応する映像部と投影部の間に設けられる。
車両において、偏光部８１Ｄ及び偏光部８１Ｐは映像部と同様にダッシュボードの中に配置され、光源からの光が迅速に偏光部８１Ｄ又は偏光部８１Ｐを透過するように、光源と隣接して配置されることが好ましい。
【0091】
偏光部８１Ｄは運転者３５Ｄの入射面に平行な方向に振動する投影光を透過させる透過軸を有し、偏光部８１Ｐは同乗者３５Ｐの入射面に平行な方向に振動する投影光を透過させる透過軸を有する。
偏光部８１Ｄの透過軸の向きと、偏光部８１Ｐの透過軸の向きは異なっている。
具体的には、図９における偏光部８１Ｄの透過軸の向きは、視認者正面領域であればＹ－Ｚ面に沿った向きであり、この場合を基準線として反時計回りに回転した方向である。偏光部８１Ｐの透過軸の向きは、視認者正面領域であればＹ－Ｚ面に沿った向きであり、この場合を基準線として時計回りに回転した方向である。
偏光部８１Ｄの透過軸の向きと偏光部８１Ｐの透過軸の向きが、視認者毎に設けられた入射面と投影面の位置の関係に合わせて調整される。このようにすることによって、フロントガラス面の中央領域に表示された像を複数名の視認者（運転者及び同乗者）が斜めから視認した場合に、いずれの視認者からみても二重像の発生を抑制し得るヘッドアップディスプレイ装置とすることができる。
偏光部８１Ｄの透過軸の向きと、偏光部８１Ｐの透過軸の向きは異なっている。
具体的には、図９における偏光部８１Ｄの透過軸の向きは、視認者正面領域であればＹ－Ｚ面に沿った向きであり、この場合を基準線として反時計回りに回転した方向である。偏光部８１Ｐの透過軸の向きは、視認者正面領域であればＹ－Ｚ面に沿った向きであり、この場合を基準線として時計回りに回転した方向である。
偏光部８１Ｄの透過軸の向きと偏光部８１Ｐの透過軸の向きが、視認者毎に設けられた入射面と投影面の位置の関係に合わせて調整される。このようにすることによって、フロントガラス面の中央領域に表示された像を複数名の視認者（運転者及び同乗者）が斜めから視認した場合に、いずれの視認者からみても二重像の発生を抑制し得るヘッドアップディスプレイ装置とすることができる。
【0092】
図１０は、第二のＨＵＤ装置において視認者が複数名である場合の視認者、投影部の位置と偏光部の透過軸の向きの関係の一例を模式的に示す図である。
図１０に示す第二のＨＵＤ装置２において、視認者である運転者３５Ｄ、同乗者３５Ｐは、中央領域に投影された像４２１Ｃを視認する。
図１０に示す第二のＨＵＤ装置２において、視認者である運転者３５Ｄ、同乗者３５Ｐは、中央領域に投影された像４２１Ｃを視認する。
【0093】
運転者３５Ｄ、同乗者３５Ｐのそれぞれに対して入射面が設けられている。
また、運転者３５Ｄ、同乗者３５Ｐのそれぞれに対して、偏光部８２Ｄ、偏光部８２Ｐが設けられている。
偏光部８２Ｄは、位相差フィルムの光軸の角度をθｒとし、投影面におけるＸ軸に対する、運転者３５Ｄにとっての入射面の角度をθｐとした場合に、偏光部８２Ｄを透過して、投影面に入射する投影光の振動方向θαがθα＝２θｒ－θｐを満たすように設けられている。
また、偏光部８２Ｐは、位相差フィルムの光軸の角度をθｒとし、投影面におけるＸ軸に対する、同乗者３５Ｐにとっての入射面の角度をθｐとした場合に、偏光部８２Ｐを透過して、投影面に入射する投影光の振動方向θαがθα＝２θｒ－θｐを満たすように設けられている。
偏光部８２Ｄの透過軸の向きと、偏光部８２Ｐの透過軸の向きは異なっている。
具体的には、図１０における偏光部８２Ｄの透過軸の向きは、視認者正面領域であればＸ－Ｙ面に沿った向きであり、この場合を基準線として時計回りに回転した方向である。偏光部８２Ｐの透過軸の向きは、視認者正面領域であればＸ－Ｙ面に沿った向きであり、この場合を基準線として反時計回りに回転した方向である。
偏光部８２Ｄの透過軸の向きと偏光部８２Ｐの透過軸の向きが、視認者毎に設けられた入射面と投影面の位置の関係に合わせて調整される。このようにすることによって、フロントガラス面の中央領域に表示された像を複数名の視認者（運転者及び同乗者）が斜めから視認した場合に、いずれの視認者からみても二重像の発生を抑制し得るヘッドアップディスプレイ装置とすることができる。
また、運転者３５Ｄ、同乗者３５Ｐのそれぞれに対して、偏光部８２Ｄ、偏光部８２Ｐが設けられている。
偏光部８２Ｄは、位相差フィルムの光軸の角度をθｒとし、投影面におけるＸ軸に対する、運転者３５Ｄにとっての入射面の角度をθｐとした場合に、偏光部８２Ｄを透過して、投影面に入射する投影光の振動方向θαがθα＝２θｒ－θｐを満たすように設けられている。
また、偏光部８２Ｐは、位相差フィルムの光軸の角度をθｒとし、投影面におけるＸ軸に対する、同乗者３５Ｐにとっての入射面の角度をθｐとした場合に、偏光部８２Ｐを透過して、投影面に入射する投影光の振動方向θαがθα＝２θｒ－θｐを満たすように設けられている。
偏光部８２Ｄの透過軸の向きと、偏光部８２Ｐの透過軸の向きは異なっている。
具体的には、図１０における偏光部８２Ｄの透過軸の向きは、視認者正面領域であればＸ－Ｙ面に沿った向きであり、この場合を基準線として時計回りに回転した方向である。偏光部８２Ｐの透過軸の向きは、視認者正面領域であればＸ－Ｙ面に沿った向きであり、この場合を基準線として反時計回りに回転した方向である。
偏光部８２Ｄの透過軸の向きと偏光部８２Ｐの透過軸の向きが、視認者毎に設けられた入射面と投影面の位置の関係に合わせて調整される。このようにすることによって、フロントガラス面の中央領域に表示された像を複数名の視認者（運転者及び同乗者）が斜めから視認した場合に、いずれの視認者からみても二重像の発生を抑制し得るヘッドアップディスプレイ装置とすることができる。
【0094】
［ヘッドアップディスプレイシステム（ＨＵＤシステム）］
本開示の第１実施形態に係るＨＵＤシステムは、一つのシステムにおいて偏光部を透過させる光の振動方向を切り替えることができるようにしたシステムである。
そして、偏光部を透過させる光の振動方向を変えることによって、第一のＨＵＤ装置としても第二のＨＵＤ装置としても使用することができるようにしたシステムである。
具体的には以下の（Ａ）及び（Ｂ）を切り替え可能である。
（Ａ）上記第二ガラス板へ入射する光の振動方向を、上記入射面と平行な方向とする。
（Ｂ）上記位相差フィルムが、上記投影面に入射する上記投影光の振動方向θαと上記光軸とがなす角度をｄθとした場合に、入射する上記投影光の振動方向を２ｄθ回転させるものであるとして、上記第二ガラス板を透過した光の振動方向を、上記投影面におけるＸ軸に対する上記入射面の角度をθｐとした場合に上記投影面において２θｒ－θｐの方向となるようにする。
上記（Ａ）のようにした場合はＰ－ＨＵＤとなり、第一のＨＵＤ装置として使用することができる。
上記（Ｂ）のようにした場合はＳ－ＨＵＤとなり、第二のＨＵＤ装置として使用することができる。
本開示の第１実施形態に係るＨＵＤシステムは、一つのシステムにおいて偏光部を透過させる光の振動方向を切り替えることができるようにしたシステムである。
そして、偏光部を透過させる光の振動方向を変えることによって、第一のＨＵＤ装置としても第二のＨＵＤ装置としても使用することができるようにしたシステムである。
具体的には以下の（Ａ）及び（Ｂ）を切り替え可能である。
（Ａ）上記第二ガラス板へ入射する光の振動方向を、上記入射面と平行な方向とする。
（Ｂ）上記位相差フィルムが、上記投影面に入射する上記投影光の振動方向θαと上記光軸とがなす角度をｄθとした場合に、入射する上記投影光の振動方向を２ｄθ回転させるものであるとして、上記第二ガラス板を透過した光の振動方向を、上記投影面におけるＸ軸に対する上記入射面の角度をθｐとした場合に上記投影面において２θｒ－θｐの方向となるようにする。
上記（Ａ）のようにした場合はＰ－ＨＵＤとなり、第一のＨＵＤ装置として使用することができる。
上記（Ｂ）のようにした場合はＳ－ＨＵＤとなり、第二のＨＵＤ装置として使用することができる。
【0095】
また、投影部において、投影光が投影される投影位置が変更可能であるようにしてもよい。
第一のＨＵＤ装置の場合、偏光部は、入射面と平行な特定方向に振動する光を透過させる透過軸を有している。
ここで、投影位置が変更になると、入射面が変更になる。
入射面が変更になった場合に偏光部の位置がそのままであると、偏光部を透過した光の振動方向が入射面と平行な方向からずれてしまう。そのため、偏光部を透過した後にＰ偏光ではない光の割合が高くなり、二重像が生じやすくなる。
そこで、投影位置が変更になった場合に、投影位置に合わせて偏光部を可動させて、偏光部を透過する投影光の振動方向を変えて、変更された入射面と平行な方向に振動する光を透過させるようにする。
これにより、投影位置が変更になった場合でも、二重像を抑制することができる。
第一のＨＵＤ装置の場合、偏光部は、入射面と平行な特定方向に振動する光を透過させる透過軸を有している。
ここで、投影位置が変更になると、入射面が変更になる。
入射面が変更になった場合に偏光部の位置がそのままであると、偏光部を透過した光の振動方向が入射面と平行な方向からずれてしまう。そのため、偏光部を透過した後にＰ偏光ではない光の割合が高くなり、二重像が生じやすくなる。
そこで、投影位置が変更になった場合に、投影位置に合わせて偏光部を可動させて、偏光部を透過する投影光の振動方向を変えて、変更された入射面と平行な方向に振動する光を透過させるようにする。
これにより、投影位置が変更になった場合でも、二重像を抑制することができる。
【0096】
第二のＨＵＤ装置の場合でも同様であり、投影位置が変更されて入射面が変更されたことに合わせて、偏光部及び透過軸を可動させる。
具体的には、変更された投影面におけるＸ軸に対する変更された入射面の角度をθｐとした場合に変更された投影面において２θｒ－θｐの方向（位相差フィルムの光軸の角度がθｒ）となる光を透過させるようにする。
これにより、投影位置が変更になった場合でも、二重像を抑制することができる。
具体的には、変更された投影面におけるＸ軸に対する変更された入射面の角度をθｐとした場合に変更された投影面において２θｒ－θｐの方向（位相差フィルムの光軸の角度がθｒ）となる光を透過させるようにする。
これにより、投影位置が変更になった場合でも、二重像を抑制することができる。
【0097】
（本開示の第１の実施形態に係る実施例）
視認者正面領域と視認者斜め前方領域のそれぞれにおいて、偏光部を透過させる光の振動方向を変化させた場合の二重像の発生の様子を比較する実験を行った。
まず、第一のＨＵＤ装置を使用した場合の実験結果を示す。
図１１は、実施例及び比較例で使用した第一のＨＵＤ装置を模式的に示す配置図である。図１２は、実施例１における実験系を模式的に示す図であり、図１３は、比較例１における実験系を模式的に示す図である。
視認者正面領域と視認者斜め前方領域のそれぞれにおいて、偏光部を透過させる光の振動方向を変化させた場合の二重像の発生の様子を比較する実験を行った。
まず、第一のＨＵＤ装置を使用した場合の実験結果を示す。
図１１は、実施例及び比較例で使用した第一のＨＵＤ装置を模式的に示す配置図である。図１２は、実施例１における実験系を模式的に示す図であり、図１３は、比較例１における実験系を模式的に示す図である。
【0098】
図１１に示すような第一のＨＵＤ装置を準備した。第一のＨＵＤ装置１は、Ｐ－ＨＵＤ方式用の、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの正方形の投影部を有する。第一のＨＵＤ装置１内の位相差フィルムの光軸は４５°とした。
図１１に示すとおり、映像部３１を水平に置き、車両用合わせガラス１０を、映像部３１に対して、ブリュースター角を形成する５７°の位置関係で配置する。
映像部３１の上に偏光部８１としての偏光板を載置することにより、映像部３１と車両用合わせガラス１０の間に偏光部８１を配置する。
映像部３１から、垂直上方へ向けて、投影光を照射し、視認者３５は、第一主面１１１での反射像に基づく光路の延長上にある虚像を観察する。
視認者の視点と車両用合わせガラスの高さは同じである。
映像部３１としてはタブレットを使用し、タブレットから緑色格子像を表示する。タブレットの上に偏光板を載置して車両用合わせガラスの直下に配置する。
また、移動体の夜間での走行を模擬するために、視認者３５が視認する方向で、車両用合わせガラス１０の向こう側には、黒の背景板３７が配置されている。
図１１に示すとおり、映像部３１を水平に置き、車両用合わせガラス１０を、映像部３１に対して、ブリュースター角を形成する５７°の位置関係で配置する。
映像部３１の上に偏光部８１としての偏光板を載置することにより、映像部３１と車両用合わせガラス１０の間に偏光部８１を配置する。
映像部３１から、垂直上方へ向けて、投影光を照射し、視認者３５は、第一主面１１１での反射像に基づく光路の延長上にある虚像を観察する。
視認者の視点と車両用合わせガラスの高さは同じである。
映像部３１としてはタブレットを使用し、タブレットから緑色格子像を表示する。タブレットの上に偏光板を載置して車両用合わせガラスの直下に配置する。
また、移動体の夜間での走行を模擬するために、視認者３５が視認する方向で、車両用合わせガラス１０の向こう側には、黒の背景板３７が配置されている。
【0099】
図１２及び図１３に示すように、観察点として視認者３５の正面をＸ軸方向の位置０の地点として、左側に－２００ｍｍ地点、－４００ｍｍ地点を設けた。
なお、Ｘ軸方向の左側を「－」方向、右側を「＋」方向としている。
実施例１では、図１２に示す通り、視認者正面領域（Ｘ軸方向の位置０の地点）では偏光部８１の透過軸をＹ軸方向を基準線として０°としている。
図１２及び図１３並びに後述する図１５及び図１６では、偏光部の位置はＸ－Ｙ面での位置として示し、車両用合わせガラスの位置はＸ－Ｚ面での位置として示している。
視認者斜め前方領域である－２００ｍｍ地点、－４００ｍｍ地点では偏光部８１の透過軸を反時計回りに回転させた。回転角はそれぞれ＋１０°、＋２５°とした。回転角は反時計回り方向を＋、時計回り方向を－としている。
上記実験は、視認者３５の位置を固定して、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの正方形の投影部の位置をそれぞれＸ軸方向に－２００ｍｍずつずらし、さらに映像部をＸ軸方向に－２００ｍｍずつずらし、偏光部も投影部と映像部の間に配置されるように、同様にＸ軸方向に－２００ｍｍずつずらすことによって行った。
比較例１では、図１３に示す通り、すべての観察点で偏光部８１の透過軸をＹ軸方向を基準線として０°とした。
なお、Ｘ軸方向の左側を「－」方向、右側を「＋」方向としている。
実施例１では、図１２に示す通り、視認者正面領域（Ｘ軸方向の位置０の地点）では偏光部８１の透過軸をＹ軸方向を基準線として０°としている。
図１２及び図１３並びに後述する図１５及び図１６では、偏光部の位置はＸ－Ｙ面での位置として示し、車両用合わせガラスの位置はＸ－Ｚ面での位置として示している。
視認者斜め前方領域である－２００ｍｍ地点、－４００ｍｍ地点では偏光部８１の透過軸を反時計回りに回転させた。回転角はそれぞれ＋１０°、＋２５°とした。回転角は反時計回り方向を＋、時計回り方向を－としている。
上記実験は、視認者３５の位置を固定して、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの正方形の投影部の位置をそれぞれＸ軸方向に－２００ｍｍずつずらし、さらに映像部をＸ軸方向に－２００ｍｍずつずらし、偏光部も投影部と映像部の間に配置されるように、同様にＸ軸方向に－２００ｍｍずつずらすことによって行った。
比較例１では、図１３に示す通り、すべての観察点で偏光部８１の透過軸をＹ軸方向を基準線として０°とした。
【0100】
図１４は、実施例１及び比較例１において視認される虚像を示す写真である。
それぞれ視認者からの距離が同じ位置で比較すると、実施例１において視認者斜め前方領域にあたる－２００ｍｍ地点、－４００ｍｍ地点において二重像の発生が抑制されていることが確認できた。
一方、比較例１ではこれらの地点で横方向及び縦方向に伸びる二重像が観察された。
それぞれ視認者からの距離が同じ位置で比較すると、実施例１において視認者斜め前方領域にあたる－２００ｍｍ地点、－４００ｍｍ地点において二重像の発生が抑制されていることが確認できた。
一方、比較例１ではこれらの地点で横方向及び縦方向に伸びる二重像が観察された。
【0101】
次に、第二のＨＵＤ装置を使用した場合の実験結果を示す。
実験系自体は図１１に示した第一のＨＵＤ装置と同様である。偏光部８１に代えて第二のＨＵＤ装置で使用する偏光部８２としての偏光板を用いている。また、視認者３５は、第四主面１２４での反射像に基づく光路の延長上にある虚像を観察する。
図１５は、実施例２における実験系を模式的に示す図であり、図１６は、比較例２における実験系を模式的に示す図である。
実験系自体は図１１に示した第一のＨＵＤ装置と同様である。偏光部８１に代えて第二のＨＵＤ装置で使用する偏光部８２としての偏光板を用いている。また、視認者３５は、第四主面１２４での反射像に基づく光路の延長上にある虚像を観察する。
図１５は、実施例２における実験系を模式的に示す図であり、図１６は、比較例２における実験系を模式的に示す図である。
【0102】
図１５及び図１６に示すように、観察点として視認者３５の正面をＸ軸方向の位置０の地点として、左側に－２００ｍｍ地点、－４００ｍｍ地点を設けた。
なお、Ｘ軸方向の左側を「－」方向、右側を「＋」方向としている。
実施例２では、図１５に示す通り、視認者正面領域（Ｘ軸方向の位置０の地点）では偏光部８２の透過軸をＸ軸方向を基準線として０°としている。
視認者斜め前方領域である－２００ｍｍ地点、－４００ｍｍ地点では偏光部８２の透過軸を時計回りに回転させた。回転角はそれぞれ－１５°、－２０°とした。回転角は反時計回り方向を＋、時計回り方向を－としている。
上記実験は、視認者３５の位置を固定して、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの正方形の投影部の位置をそれぞれＸ軸方向に－２００ｍｍずつずらし、さらに映像部をＸ軸方向に－２００ｍｍずつずらし、偏光部も投影部と映像部の間に配置されるように、同様にＸ軸方向に－２００ｍｍずつずらすことによって行った。
比較例２では、図１６に示す通り、すべての観察点で偏光部８２の透過軸をＸ軸方向を基準線として０°とした。
なお、Ｘ軸方向の左側を「－」方向、右側を「＋」方向としている。
実施例２では、図１５に示す通り、視認者正面領域（Ｘ軸方向の位置０の地点）では偏光部８２の透過軸をＸ軸方向を基準線として０°としている。
視認者斜め前方領域である－２００ｍｍ地点、－４００ｍｍ地点では偏光部８２の透過軸を時計回りに回転させた。回転角はそれぞれ－１５°、－２０°とした。回転角は反時計回り方向を＋、時計回り方向を－としている。
上記実験は、視認者３５の位置を固定して、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの正方形の投影部の位置をそれぞれＸ軸方向に－２００ｍｍずつずらし、さらに映像部をＸ軸方向に－２００ｍｍずつずらし、偏光部も投影部と映像部の間に配置されるように、同様にＸ軸方向に－２００ｍｍずつずらすことによって行った。
比較例２では、図１６に示す通り、すべての観察点で偏光部８２の透過軸をＸ軸方向を基準線として０°とした。
【0103】
図１７は、実施例２及び比較例２において視認される虚像を示す写真である。
それぞれ視認者からの距離が同じ位置で比較すると、実施例２において視認者斜め前方領域にあたる－２００ｍｍ地点、－４００ｍｍ地点において二重像の発生が抑制されていることが確認できた。
一方、比較例２ではこれらの地点で横方向及び縦方向に伸びる二重像が観察された。
それぞれ視認者からの距離が同じ位置で比較すると、実施例２において視認者斜め前方領域にあたる－２００ｍｍ地点、－４００ｍｍ地点において二重像の発生が抑制されていることが確認できた。
一方、比較例２ではこれらの地点で横方向及び縦方向に伸びる二重像が観察された。
【0104】
（第２実施形態）
本開示の第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）、位相差フィルム、車両用合わせガラス及びヘッドアップディスプレイシステム（ＨＵＤシステム）について、それぞれ図面を用いて説明する。
本開示の第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）、位相差フィルム、車両用合わせガラス及びヘッドアップディスプレイシステム（ＨＵＤシステム）について、それぞれ図面を用いて説明する。
【0105】
なお、本開示の第２実施形態に係るＨＵＤ装置としては、振動方向がＸ方向である投影光を照射する映像部を備えるＨＵＤ装置と、振動方向がＹＺ平面に平行な方向である投影光を照射する映像部を備えるＨＵＤ装置があり、それぞれを第三のＨＵＤ装置、第四のＨＵＤ装置ともいう。本開示の第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の説明において、第三のＨＵＤ装置と第四のＨＵＤ装置を区別しないときは単に本開示の第２実施形態に係るＨＵＤ装置という。
また、本開示の第２実施形態に係るＨＵＤシステムは、一つのシステムにおいて照射する投影光の種類を切り替えることによって第三のＨＵＤ装置としても第四のＨＵＤ装置としても使用することができるようにしたシステムである。
また、本開示の第２実施形態に係るＨＵＤシステムは、一つのシステムにおいて照射する投影光の種類を切り替えることによって第三のＨＵＤ装置としても第四のＨＵＤ装置としても使用することができるようにしたシステムである。
【0106】
また、本開示の第２実施形態に係る位相差フィルムは、本開示の第２実施形態に係る車両用合わせガラス、ＨＵＤ装置及びＨＵＤシステムに使用可能な位相差フィルムである。また、本開示の第２実施形態に係る車両用合わせガラスは、本開示の第２実施形態に係るＨＵＤ装置及びＨＵＤシステムに使用可能な車両用合わせガラスである。
【0107】
まず、本開示の第２実施形態に係る位相差フィルムについて説明し、次に本開示の第２実施形態に係る車両用合わせガラスについて説明する。
続けて本開示の第２実施形態に係るＨＵＤ装置について説明し、最後に本開示の第２実施形態に係るＨＵＤシステムについて説明する。
続けて本開示の第２実施形態に係るＨＵＤ装置について説明し、最後に本開示の第２実施形態に係るＨＵＤシステムについて説明する。
【0108】
［位相差フィルム］
本開示の第２実施形態に係る位相差フィルムは、上下方向の縦軸及び左右方向の横軸を有する、一体物である位相差フィルムであって、縦軸に沿った複数の地点において、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角は一定であり、横軸方向に沿って、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が一定傾向で変化することを特徴とする。
本開示の第２実施形態において、位相差フィルムの光軸とは、位相差フィルムにおける屈折率が最も大きい方向の軸を意味する。
また、本開示の第２実施形態における位相差フィルムは、１／２波長フィルム（半波長フィルム）である。
本開示の第２実施形態に係る位相差フィルムは、上下方向の縦軸及び左右方向の横軸を有する、一体物である位相差フィルムであって、縦軸に沿った複数の地点において、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角は一定であり、横軸方向に沿って、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が一定傾向で変化することを特徴とする。
本開示の第２実施形態において、位相差フィルムの光軸とは、位相差フィルムにおける屈折率が最も大きい方向の軸を意味する。
また、本開示の第２実施形態における位相差フィルムは、１／２波長フィルム（半波長フィルム）である。
【0109】
図１８は、本開示の第２実施形態に係る位相差フィルムの一例を模式的に示す図面である。
図１８には、位相差フィルム２０１の各地点における位相差フィルムの光軸を模式的に示している。また、「横軸」と「縦軸」の向きを示している。
図１８のＰ１地点において、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角は４５°である。
なお、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角は、２直線の交点で形成される角度のうち小さい方の角度として定める。位相差フィルムの光軸と横軸が平行の場合は、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角は０°とする。
縦軸に沿った複数の地点であるＰ１地点、Ｐ２地点、Ｐ３地点においてはいずれも位相差フィルムの光軸と横軸がなす角は一定であり、４５°である。
図１８には、位相差フィルム２０１の各地点における位相差フィルムの光軸を模式的に示している。また、「横軸」と「縦軸」の向きを示している。
図１８のＰ１地点において、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角は４５°である。
なお、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角は、２直線の交点で形成される角度のうち小さい方の角度として定める。位相差フィルムの光軸と横軸が平行の場合は、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角は０°とする。
縦軸に沿った複数の地点であるＰ１地点、Ｐ２地点、Ｐ３地点においてはいずれも位相差フィルムの光軸と横軸がなす角は一定であり、４５°である。
【0110】
本開示の第２実施形態に係る位相差フィルムでは、横軸方向に沿って、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が一定傾向で変化する。
図１８には、横軸方向に沿って、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が連続的に変化する形態の位相差フィルムを示している。
図１８には、横軸方向に沿って、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が連続的に変化する形態の位相差フィルムを示している。
【0111】
図１８に示す位相差フィルム２０１には、Ｐ１地点から横軸方向に沿って左側に位置する点であるＮ１地点、Ｏ１地点とＰ１地点から横軸方向に沿って右側に位置する点であるＱ１地点、Ｒ１地点を示している。
図１８の左から右に向かう各地点で、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角は、Ｎ１地点では３５°、Ｏ１地点では４０°、Ｐ１地点では４５°、Ｑ１地点では５０°、Ｒ１地点では５５°となっており、横軸方向に沿って、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が一定傾向で変化していることがわかる。
また、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が連続的に変化していることから、例えばＯ１地点とＰ１地点の間では、図１８の左から右に向かう各地点で位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が４０°から４５°に向かって連続的に変化している。
図１８の左から右に向かう各地点で、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角は、Ｎ１地点では３５°、Ｏ１地点では４０°、Ｐ１地点では４５°、Ｑ１地点では５０°、Ｒ１地点では５５°となっており、横軸方向に沿って、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が一定傾向で変化していることがわかる。
また、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が連続的に変化していることから、例えばＯ１地点とＰ１地点の間では、図１８の左から右に向かう各地点で位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が４０°から４５°に向かって連続的に変化している。
【0112】
図１９は、本開示の第２実施形態に係る他の位相差フィルムの一例を模式的に示す図面である。
図１９には、横軸方向に沿って、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が非連続的に変化する形態の位相差フィルムを示している。
図１９に示す位相差フィルム２０２には、その横軸方向中央付近に、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が４５°であるｐ１領域を示している。ｐ１領域の幅を位相差フィルム２０２の上に両矢印で示している。
このｐ１領域においては、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角はすべて同じであり４５°である。
図１９には、横軸方向に沿って、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が非連続的に変化する形態の位相差フィルムを示している。
図１９に示す位相差フィルム２０２には、その横軸方向中央付近に、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が４５°であるｐ１領域を示している。ｐ１領域の幅を位相差フィルム２０２の上に両矢印で示している。
このｐ１領域においては、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角はすべて同じであり４５°である。
【0113】
図１９に示す位相差フィルム２０２には、ｐ１領域から横軸方向に沿って左側に位置する領域であるｎ１領域、ｏ１領域とｐ１領域から横軸方向に沿って右側に位置する領域であるｑ１領域、ｒ１領域を示している。
各領域の境界は図１９中に点線で示している。
各領域内における位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角はすべて同じとなっている。
各領域の境界は図１９中に点線で示している。
各領域内における位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角はすべて同じとなっている。
【0114】
図１９の左から右に向かう各領域で、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角は、ｎ１領域では３５°、ｏ１領域では４０°、ｐ１領域では４５°、ｑ１領域では５０°、ｒ１領域では５５°となっており、横軸方向に沿って、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が一定傾向で変化していることがわかる。
また、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角は各領域内では同じであることから、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が非連続的に変化することがわかる。
また、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角は各領域内では同じであることから、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が非連続的に変化することがわかる。
【0115】
なお、ここまでの説明では、位相差フィルムの光軸と横軸がなす角が４５°である地点又は領域を有する位相差フィルムについて説明したが、位相差フィルムの光軸と横軸がなす角の具体的な値は上述した例の範囲に限定されるものではない。横軸方向に沿って、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が一定傾向で変化する位相差フィルムであれば本開示の第２実施形態に係る位相差フィルムとなる。また、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が非連続的に変化する場合に、隣接する領域間で角度が変化する幅は５°に限定されるものではない。また、隣接する領域間で角度が変化する幅は一定でなくてもよい。
【0116】
位相差フィルムとしては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のプラスチックフィルムを一軸又は二軸延伸した位相差素子や、液晶ポリマーを特定方向に配向させて配向状態を固定化した位相差素子を用いることができる。
前者のプラスチックフィルムを一軸又は二軸延伸した位相差素子としては、例えば、高分子樹脂を溶媒に溶解した後、ステンレスベルトやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの平滑な表面上に塗布し、溶媒を蒸発させた後にフィルムを巻き取る溶剤キャスト法や、高分子樹脂を押し出し機に入れて加熱溶融し、スリット（Ｔダイ）から押し出し冷却した後にフィルムを巻き取る溶融押出法などの方法により製膜したものを使用できる。延伸には一般的に延伸機が用いられ、縦、横、斜めなどに延伸された位相差フィルムを得ることができる。
後者の位相差素子としては、例えば、液晶ポリマーを配向処理したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等の透明プラスチックフィルムなどの透明基板上に塗布し、熱処理、冷却して液晶配向を固定化したものを使用できる。
上記の液晶ポリマーの例としては、特定の方向に配向する際、ネマティック液晶、ねじれネマティック液晶、ディスコティック液晶、コレステリック液晶などの液晶性を示す化合物であれば特に限定されない。例えば、液晶状態でねじれネマティック配向し、液晶転移点以下ではガラス状態となるものは使用することができ、光学活性なポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステルイミドなどの主鎖型液晶ポリマー、光学活性なポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリマロート、ポリシロキサンなどの側鎖型液晶ポリマーなどが挙げられる。また、光学活性でないこれらの主鎖型あるいは側鎖型ポリマーに、他の低分子あるいは高分子の光学活性化合物を加えたポリマー組成物などを例示することができる。
前者のプラスチックフィルムを一軸又は二軸延伸した位相差素子としては、例えば、高分子樹脂を溶媒に溶解した後、ステンレスベルトやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの平滑な表面上に塗布し、溶媒を蒸発させた後にフィルムを巻き取る溶剤キャスト法や、高分子樹脂を押し出し機に入れて加熱溶融し、スリット（Ｔダイ）から押し出し冷却した後にフィルムを巻き取る溶融押出法などの方法により製膜したものを使用できる。延伸には一般的に延伸機が用いられ、縦、横、斜めなどに延伸された位相差フィルムを得ることができる。
後者の位相差素子としては、例えば、液晶ポリマーを配向処理したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等の透明プラスチックフィルムなどの透明基板上に塗布し、熱処理、冷却して液晶配向を固定化したものを使用できる。
上記の液晶ポリマーの例としては、特定の方向に配向する際、ネマティック液晶、ねじれネマティック液晶、ディスコティック液晶、コレステリック液晶などの液晶性を示す化合物であれば特に限定されない。例えば、液晶状態でねじれネマティック配向し、液晶転移点以下ではガラス状態となるものは使用することができ、光学活性なポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステルイミドなどの主鎖型液晶ポリマー、光学活性なポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリマロート、ポリシロキサンなどの側鎖型液晶ポリマーなどが挙げられる。また、光学活性でないこれらの主鎖型あるいは側鎖型ポリマーに、他の低分子あるいは高分子の光学活性化合物を加えたポリマー組成物などを例示することができる。
【0117】
配向処理する方法としては、例えば、透明基板となるプラスチックフィルムの表面をラビング処理する方法や、ガラス板やプラスチックフィルム上にポリイミドなどの有機薄膜（配向膜）を形成し、上記配向膜をラビング処理又は光配向処理する方法等が挙げられる。ラビング処理としては、ナイロンやレーヨンなどのラビング布でプラスチックフィルムや配向膜の表面を擦る方法が適用できる。
液晶ポリマーの塗布方法としては、スピンコート、ダイコート、スプレーコート、カレンダーコート、グラビアコートなど、一般的に知られている方法を用いることができる。
また、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が非連続的に変化する位相差フィルムは、複数の位相差フィルムを領域ごとに位相差フィルムの光軸が異なるように傾けて積層、又は、貼り合わせることによって作製してもよい。
液晶ポリマーの塗布方法としては、スピンコート、ダイコート、スプレーコート、カレンダーコート、グラビアコートなど、一般的に知られている方法を用いることができる。
また、位相差フィルムの光軸と横軸とがなす角が非連続的に変化する位相差フィルムは、複数の位相差フィルムを領域ごとに位相差フィルムの光軸が異なるように傾けて積層、又は、貼り合わせることによって作製してもよい。
【0118】
図１８に示す位相差フィルム２０１、図１９に示す位相差フィルム２０２は、いずれも本開示の第２実施形態に係る車両用合わせガラス、本開示の第２実施形態に係るＨＵＤ装置、本開示の第２実施形態に係るＨＵＤシステムを得るために使用することができる。
すなわち、本開示の第２実施形態に係る位相差フィルムを使用することによって、フロントガラス面の横方向に広い表示領域を有するＨＵＤ装置を提供することができる。
すなわち、本開示の第２実施形態に係る位相差フィルムを使用することによって、フロントガラス面の横方向に広い表示領域を有するＨＵＤ装置を提供することができる。
【0119】
［車両用合わせガラス］
本開示の第２実施形態に係る車両用合わせガラスは、第一ガラス板と、第二ガラス板と、第一ガラス板と第二ガラス板との間に配置される位相差フィルムと、を備える車両用合わせガラスであって、位相差フィルムが、本開示の第２実施形態に係る位相差フィルムであることを特徴とする。
本開示の第２実施形態に係る車両用合わせガラスは、第一ガラス板と、第二ガラス板と、第一ガラス板と第二ガラス板との間に配置される位相差フィルムと、を備える車両用合わせガラスであって、位相差フィルムが、本開示の第２実施形態に係る位相差フィルムであることを特徴とする。
【0120】
図２０は、本開示の第２実施形態に係る車両用合わせガラスの一例を模式的に示す分解斜視図である。
第一ガラス板は、室外側に露出される第一主面と、第一主面の反対側の第二主面とを備える。
また、第二ガラス板は、室内側に露出される第四主面と、第四主面の反対側の第三主面とを備える。
図２０には車両用合わせガラス２１０を示している。
図２０には図面の手前側に第二ガラス板１２を配置した図を示しており、手前側に見える面が第四主面１２４である。第四主面１２４の反対側の面が第三主面１２３である。
図面の奥側に第一ガラス板１１を配置しており、手前側に見える面が第二主面１１２である。第二主面１１２の反対側の面が第一主面１１１である。
第一ガラス板１１と第二ガラス板１２との間に、図１８で説明した位相差フィルム２０１が配置されている。
第四主面１２４は室内側に露出される面であるので、車両に車両用合わせガラスを配置した際に視認者が直接視認する面になる。すなわち、図２０には視認者が車内から直接視認する位置関係を示している。
第一ガラス板は、室外側に露出される第一主面と、第一主面の反対側の第二主面とを備える。
また、第二ガラス板は、室内側に露出される第四主面と、第四主面の反対側の第三主面とを備える。
図２０には車両用合わせガラス２１０を示している。
図２０には図面の手前側に第二ガラス板１２を配置した図を示しており、手前側に見える面が第四主面１２４である。第四主面１２４の反対側の面が第三主面１２３である。
図面の奥側に第一ガラス板１１を配置しており、手前側に見える面が第二主面１１２である。第二主面１１２の反対側の面が第一主面１１１である。
第一ガラス板１１と第二ガラス板１２との間に、図１８で説明した位相差フィルム２０１が配置されている。
第四主面１２４は室内側に露出される面であるので、車両に車両用合わせガラスを配置した際に視認者が直接視認する面になる。すなわち、図２０には視認者が車内から直接視認する位置関係を示している。
【0121】
この車両用合わせガラス２１０は右ハンドル車用の車両用合わせガラスであり、ＨＵＤ像を視認する視認者は運転者である。位相差フィルムにおける光軸と横軸がなす角が４５°となる地点が右ハンドル車において運転者である視認者の正面となるように、位相差フィルム２０１の位置が定められている。
また、視認者の左側で光軸と横軸がなす角が４５°より小さくなっており、視認者の右側で光軸と横軸がなす角が４５°より大きくなっている。
また、視認者の左側で光軸と横軸がなす角が４５°より小さくなっており、視認者の右側で光軸と横軸がなす角が４５°より大きくなっている。
【0122】
図２０には、視認者の正面において光軸が右上がりになっていて光軸と横軸がなす角が４５°となっている場合を示しているが、視認者の正面において光軸が左上がりになっていて光軸と横軸がなす角が４５°となっていてもよい。視認者の正面において光軸が左上がりになっている場合、視認者の左側で光軸と横軸がなす角が４５°より大きくなり、視認者の右側で光軸と横軸がなす角が４５°より小さくなる。
なお、光軸が左上がりになっている場合に光軸と横軸がなす角については、光軸が右上がりになっている場合と同じ角度の取り方では角度が鈍角となるので、当該鈍角の補角となる鋭角の値を指すものとする。
なお、光軸が左上がりになっている場合に光軸と横軸がなす角については、光軸が右上がりになっている場合と同じ角度の取り方では角度が鈍角となるので、当該鈍角の補角となる鋭角の値を指すものとする。
【0123】
車両用合わせガラスにおいては、第一ガラス板と、第二ガラス板とが、中間膜を介して接合され、一体構造となっていることが好ましい。中間膜は、中間膜を構成するポリマーが軟化する温度で、加熱することで、第一ガラス板と、第二ガラス板とを合わせ化するもので、ポリマーとして、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ウレタン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）等を使用することができる。なお、中間膜は複数の樹脂層で構成されていても良い。
【0124】
位相差フィルムは、第一ガラス板と第二ガラス板との間に配置される。
位相差フィルムは中間膜の内部に配置されていてもよいし、第一ガラス板に接する位置に配置されていてもよいし、第二ガラス板に接する位置に配置されていてもよい。
第一ガラス板及び第二ガラス板の横方向と位相差フィルムの横軸方向を揃えて配置することによりフロントガラスとしての車両用合わせガラスとすることができる。
位相差フィルムは中間膜の内部に配置されていてもよいし、第一ガラス板に接する位置に配置されていてもよいし、第二ガラス板に接する位置に配置されていてもよい。
第一ガラス板及び第二ガラス板の横方向と位相差フィルムの横軸方向を揃えて配置することによりフロントガラスとしての車両用合わせガラスとすることができる。
【0125】
車両用合わせガラスを構成するガラス材料としては、平板状のガラス板が湾曲形状に加工されたものを好適に使用することができる。ガラス板の材質としては、ＩＳＯ１６２９３－１で規定されているようなソーダ石灰珪酸塩ガラスの他、アルミノシリケートガラスやホウケイ酸塩ガラス、無アルカリガラス等の公知のガラス組成のものを使用することができる。第一ガラス板、第二ガラス板の、それぞれの厚みは、例えば、０．４ｍｍ～３ｍｍとしてもよい。また、第一ガラス板と、第二ガラス板との間隔は、０．０５ｍｍ～１ｍｍとしてもよい。
【0126】
図２０には、図１８で説明した位相差フィルム２０１が配置された車両用合わせガラスを示したが、位相差フィルムとして図１９で説明した位相差フィルム２０２を用いた車両用合わせガラスも、本開示の第２実施形態に係る車両用合わせガラスである。
【0127】
本開示の第２実施形態に係る車両用合わせガラスは、本開示の第２実施形態に係るＨＵＤ装置、本開示の第２実施形態に係るＨＵＤシステムを得るために使用することができる。すなわち、本開示の第２実施形態に係る車両用合わせガラスを使用することによって、フロントガラス面の横方向に広い表示領域を有するＨＵＤ装置を提供することができる。
【0128】
また、フロントガラス同様に、サイドガラスに上記の車両用合わせガラスを用いることによって、ＨＵＤ像が表示される領域を拡大してもよい。この時の投影光が投影される投影部は、視認者の真横よりも前方とするのが好ましい。
【0129】
［ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）］
本開示の第２実施形態に係るＨＵＤ装置には、第三のＨＵＤ装置と第四のＨＵＤ装置の２種類がある。まず、両方のＨＵＤ装置に共通の事項であるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の定義及び移動体の定義並びに移動体の例示は、本開示の第１実施形態に係るＨＵＤ装置及び移動体と同様である。
本開示の第２実施形態に係るＨＵＤ装置には、第三のＨＵＤ装置と第四のＨＵＤ装置の２種類がある。まず、両方のＨＵＤ装置に共通の事項であるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の定義及び移動体の定義並びに移動体の例示は、本開示の第１実施形態に係るＨＵＤ装置及び移動体と同様である。
【0130】
ＨＵＤ装置に使用する車両用合わせガラスとしては、本開示の第２実施形態に係る車両用合わせガラスを使用することができる。
【0131】
［第三のＨＵＤ装置］
第三のＨＵＤ装置は、第二ガラス板の第四主面に形成された反射像を虚像として観察する装置であり、Ｓ－ＨＵＤ方式のＨＵＤ装置である。
図２１は、本開示の第２実施形態の第１の態様に係る第三のＨＵＤ装置の概略と、該装置での光路を示す模式図である。
この模式図では、視認者を運転者とし、視認者の正面である視認者正面領域における断面の模式図を示している。また、紙面に垂直な方向がＸ軸である。
図２１では、投影光の光路は実線で示されている。
第三のＨＵＤ装置３において、投影部は車両用合わせガラス２１０であり、車両用合わせガラス２１０は、移動体である車両の室外側に配置される第一ガラス板１１と、車両の室内側に配置される第二ガラス板１２とを備えている。
第一ガラス板１１は、室外側に露出される第一主面１１１と、第一主面１１１の反対側の第二主面１１２とを備える。
また、第二ガラス板１２は、室内側に露出される第四主面１２４と、第四主面１２４の反対側の第三主面１２３とを備える。
第一ガラス板１１と第二ガラス板１２との間には位相差フィルム２０１が配置されている。
第三のＨＵＤ装置は、第二ガラス板の第四主面に形成された反射像を虚像として観察する装置であり、Ｓ－ＨＵＤ方式のＨＵＤ装置である。
図２１は、本開示の第２実施形態の第１の態様に係る第三のＨＵＤ装置の概略と、該装置での光路を示す模式図である。
この模式図では、視認者を運転者とし、視認者の正面である視認者正面領域における断面の模式図を示している。また、紙面に垂直な方向がＸ軸である。
図２１では、投影光の光路は実線で示されている。
第三のＨＵＤ装置３において、投影部は車両用合わせガラス２１０であり、車両用合わせガラス２１０は、移動体である車両の室外側に配置される第一ガラス板１１と、車両の室内側に配置される第二ガラス板１２とを備えている。
第一ガラス板１１は、室外側に露出される第一主面１１１と、第一主面１１１の反対側の第二主面１１２とを備える。
また、第二ガラス板１２は、室内側に露出される第四主面１２４と、第四主面１２４の反対側の第三主面１２３とを備える。
第一ガラス板１１と第二ガラス板１２との間には位相差フィルム２０１が配置されている。
【0132】
投影光２４０は、映像部３１から第四主面１２４に照射され、第四主面１２４には反射像が形成される。視認者３５は第四主面１２４に形成された反射像に基づく光路２４１の延長上にある虚像４１２を観察する。
【0133】
第三のＨＵＤ装置３では、映像部３１から振動方向がＸ軸方向である投影光２４０が照射される。
ここで、映像部３１の発光点３２、第四主面１２４で投影光２４０が反射する反射点３３、視認者３５の視点３４の３点を含む平面が入射面である。
図２１では紙面が入射面とほぼ同じ面に相当する。
振動方向が入射面に対して垂直となる光がＳ偏光の光である。入射面がＸ軸に対して垂直になる場合、当該入射面に対して振動方向がＸ軸方向である投影光を入射すると、当該投影光はＳ偏光となる。
ここで、映像部３１の発光点３２、第四主面１２４で投影光２４０が反射する反射点３３、視認者３５の視点３４の３点を含む平面が入射面である。
図２１では紙面が入射面とほぼ同じ面に相当する。
振動方向が入射面に対して垂直となる光がＳ偏光の光である。入射面がＸ軸に対して垂直になる場合、当該入射面に対して振動方向がＸ軸方向である投影光を入射すると、当該投影光はＳ偏光となる。
【0134】
投影光がＳ偏光である場合に、第四主面１２４を透過し、投影部内を進行した投影光は、位相差フィルム２０１を通過することで、Ｐ偏光に変換され、第一主面１１１で反射が生じることなく、投影光はＰ偏光のまま室外側へ放出される。
このように第一主面１１１での反射を抑制することができれば、二重像の発生が抑制される。
このように第一主面１１１での反射を抑制することができれば、二重像の発生が抑制される。
【0135】
視認者が視認者正面領域に形成された反射像を見る場合に、視認者正面領域に配置される位相差フィルムは、第四主面との平行面において位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°となっている。
Ｘ軸に沿った振動方向を有するＳ偏光が透過する位相差フィルム２０１の光軸がＸ軸に対して４５°±５°であればＳ偏光がＰ偏光に変換される割合が多いことになる。視認者正面領域においては入射面がＸ軸と垂直になり、投影光がＳ偏光となるのでこれに対応する位相差フィルムの光軸をＸ軸に対して４５°±５°としておくことで二重像の発生を抑制できる。
Ｘ軸に沿った振動方向を有するＳ偏光が透過する位相差フィルム２０１の光軸がＸ軸に対して４５°±５°であればＳ偏光がＰ偏光に変換される割合が多いことになる。視認者正面領域においては入射面がＸ軸と垂直になり、投影光がＳ偏光となるのでこれに対応する位相差フィルムの光軸をＸ軸に対して４５°±５°としておくことで二重像の発生を抑制できる。
【0136】
次に、視認者が、Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、視認者正面領域に対して遠くなる領域である視認者斜め前方領域に形成された反射像を見る場合について説明する。
視認者が視認者斜め前方領域を見る場合、視認者が視認者正面領域を見る場合と入射面が異なる。投影光の振動方向はＸ軸方向のままであるので、入射面に対する投影光の振動方向（Ｘ軸）は垂直方向からずれてしまい、投影光はＳ偏光とＰ偏光の混合光となり、視認者正面領域から遠くなるほどにＰ偏光成分の割合が高くなる。
このような混合光に対して、位相差フィルムの光軸をＸ軸に対して４５°±５°のままにしておくと位相差フィルムを通過した後の投影光に占めるＰ偏光の割合が少なくなり、Ｓ偏光の割合が高くなってしまう。
そこで、視認者が視認者斜め前方領域に形成された反射像を見る場合に、視認者斜め前方領域に配置される位相差フィルムにつき、位相差フィルムの光軸をＸ軸に対して４５°±５°からずらすことによって、Ｓ偏光とＰ偏光の混合光が位相差フィルムを通過した後にＰ偏光となる成分の割合を増やし、二重像の発生を抑制する。
視認者が視認者斜め前方領域を見る場合、視認者が視認者正面領域を見る場合と入射面が異なる。投影光の振動方向はＸ軸方向のままであるので、入射面に対する投影光の振動方向（Ｘ軸）は垂直方向からずれてしまい、投影光はＳ偏光とＰ偏光の混合光となり、視認者正面領域から遠くなるほどにＰ偏光成分の割合が高くなる。
このような混合光に対して、位相差フィルムの光軸をＸ軸に対して４５°±５°のままにしておくと位相差フィルムを通過した後の投影光に占めるＰ偏光の割合が少なくなり、Ｓ偏光の割合が高くなってしまう。
そこで、視認者が視認者斜め前方領域に形成された反射像を見る場合に、視認者斜め前方領域に配置される位相差フィルムにつき、位相差フィルムの光軸をＸ軸に対して４５°±５°からずらすことによって、Ｓ偏光とＰ偏光の混合光が位相差フィルムを通過した後にＰ偏光となる成分の割合を増やし、二重像の発生を抑制する。
【0137】
視認者正面領域、視認者斜め前方領域のいずれにおいても、投影光を位相差フィルムへ入射させることによって、投影光の振動方向を入射面に対して平行方向へ変換するようにする。振動方向が入射面に対して平行方向となる光がＰ偏光である。
位相差フィルムを通過した後の投影光がＰ偏光であると第一主面で反射が生じることなく、投影光はＰ偏光のまま室外側へ放出される。従って視認者正面領域、視認者斜め前方領域のいずれにおいても二重像の発生が抑制されて、フロントガラス面の横方向にＨＵＤの表示領域を拡大した場合においても、二重像の発生を抑制し得るＨＵＤ装置となる。
位相差フィルムを通過した後の投影光がＰ偏光であると第一主面で反射が生じることなく、投影光はＰ偏光のまま室外側へ放出される。従って視認者正面領域、視認者斜め前方領域のいずれにおいても二重像の発生が抑制されて、フロントガラス面の横方向にＨＵＤの表示領域を拡大した場合においても、二重像の発生を抑制し得るＨＵＤ装置となる。
【0138】
図２２は、右ハンドル車における運転者が視認者である場合の視認者正面領域及び視認者斜め前方領域の位置を模式的に示す図である。
図２２には、ＨＵＤ装置を構成する車両用合わせガラス２１０のみを示しており、車両用合わせガラス２１０を構成する位相差フィルムの光軸の方向も模式的に示している。
右ハンドル車においては車両用合わせガラス２１０の図面右側が視認者３５の正面にあたるのでこの部分に視認者正面領域２５０を設ける。視認者正面領域２５０では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°である。
Ｘ軸方向の右方向に沿って視認者正面領域２５０に対して遠くなる領域が右側周辺領域２５１である。一方、Ｘ軸方向の左方向に沿って視認者正面領域２５０に対して遠くなる領域が左側周辺領域２５２である。
右側周辺領域２５１では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して５０°よりも大きくなる方向にずれている。一方、左側周辺領域２５２では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４０°よりも小さくなる方向にずれている。
すなわち、右側周辺領域と左側周辺領域では、位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向の向きが反対である。
なお、左ハンドル車において助手席に乗車する乗員が視認者である場合も同じである。
図２２には、ＨＵＤ装置を構成する車両用合わせガラス２１０のみを示しており、車両用合わせガラス２１０を構成する位相差フィルムの光軸の方向も模式的に示している。
右ハンドル車においては車両用合わせガラス２１０の図面右側が視認者３５の正面にあたるのでこの部分に視認者正面領域２５０を設ける。視認者正面領域２５０では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°である。
Ｘ軸方向の右方向に沿って視認者正面領域２５０に対して遠くなる領域が右側周辺領域２５１である。一方、Ｘ軸方向の左方向に沿って視認者正面領域２５０に対して遠くなる領域が左側周辺領域２５２である。
右側周辺領域２５１では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して５０°よりも大きくなる方向にずれている。一方、左側周辺領域２５２では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４０°よりも小さくなる方向にずれている。
すなわち、右側周辺領域と左側周辺領域では、位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向の向きが反対である。
なお、左ハンドル車において助手席に乗車する乗員が視認者である場合も同じである。
【0139】
図２３は、左ハンドル車における視認者正面領域及び視認者斜め前方領域の位置を模式的に示す図である。
左ハンドル車においては車両用合わせガラス２１０の図面左側が視認者３５の正面にあたるのでこの部分に視認者正面領域２５０を設ける。視認者正面領域２５０では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°である。図２２に示す形態と同様に、Ｘ軸方向の右方向に沿って視認者正面領域２５０に対して遠くなる領域が右側周辺領域２５１であり、Ｘ軸方向の左方向に沿って視認者正面領域２５０に対して遠くなる領域が左側周辺領域２５２である。
右側周辺領域２５１では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して５０°よりも大きくなる方向にずれている。一方、左側周辺領域２５２では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４０°よりも小さくなる方向にずれている。
すなわち、右側周辺領域と左側周辺領域では、位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向の向きが反対である。
なお、右ハンドル車において助手席に乗車する乗員が視認者である場合も同じである。
左ハンドル車においては車両用合わせガラス２１０の図面左側が視認者３５の正面にあたるのでこの部分に視認者正面領域２５０を設ける。視認者正面領域２５０では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°である。図２２に示す形態と同様に、Ｘ軸方向の右方向に沿って視認者正面領域２５０に対して遠くなる領域が右側周辺領域２５１であり、Ｘ軸方向の左方向に沿って視認者正面領域２５０に対して遠くなる領域が左側周辺領域２５２である。
右側周辺領域２５１では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して５０°よりも大きくなる方向にずれている。一方、左側周辺領域２５２では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４０°よりも小さくなる方向にずれている。
すなわち、右側周辺領域と左側周辺領域では、位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向の向きが反対である。
なお、右ハンドル車において助手席に乗車する乗員が視認者である場合も同じである。
【0140】
図２４は、右ハンドル車における運転者が視認者である場合の視認者正面領域及び視認者斜め前方領域の位置の別の態様を模式的に示す図である。
図２２に示す態様とは、位相差フィルムの光軸の方向が異なる。図２２に示す態様では視認者の正面において光軸が右上がりとなっていて光軸と横軸がなす角が４５°となっているが、図２４に示す態様では視認者の正面において光軸が左上がりとなっていて光軸と横軸がなす角が４５°となっている。
右側周辺領域２５１では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４０°よりも小さくなる方向にずれている。一方、左側周辺領域２５２では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して５０°よりも大きくなる方向にずれている。
すなわち、右側周辺領域と左側周辺領域では、位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向の向きが反対である。
なお、左ハンドル車において助手席に乗車する乗員が視認者である場合も同じである。
図２２に示す態様とは、位相差フィルムの光軸の方向が異なる。図２２に示す態様では視認者の正面において光軸が右上がりとなっていて光軸と横軸がなす角が４５°となっているが、図２４に示す態様では視認者の正面において光軸が左上がりとなっていて光軸と横軸がなす角が４５°となっている。
右側周辺領域２５１では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４０°よりも小さくなる方向にずれている。一方、左側周辺領域２５２では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して５０°よりも大きくなる方向にずれている。
すなわち、右側周辺領域と左側周辺領域では、位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向の向きが反対である。
なお、左ハンドル車において助手席に乗車する乗員が視認者である場合も同じである。
【0141】
図２５は、左ハンドル車における運転者が視認者である場合の視認者正面領域及び視認者斜め前方領域の位置の別の態様を模式的に示す図である。
図２３に示す態様とは、位相差フィルムの光軸の方向が異なる。図２３に示す態様では視認者の正面において光軸が右上がりとなっていて光軸と横軸がなす角が４５°となっているが、図２５に示す態様では視認者の正面において光軸が左上がりとなっていて光軸と横軸がなす角が４５°となっている。
右側周辺領域２５１では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４０°よりも小さくなる方向にずれている。一方、左側周辺領域２５２では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して５０°よりも大きくなる方向にずれている。
すなわち、右側周辺領域と左側周辺領域では、位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向の向きが反対である。
なお、右ハンドル車において助手席に乗車する乗員が視認者である場合も同じである。
図２３に示す態様とは、位相差フィルムの光軸の方向が異なる。図２３に示す態様では視認者の正面において光軸が右上がりとなっていて光軸と横軸がなす角が４５°となっているが、図２５に示す態様では視認者の正面において光軸が左上がりとなっていて光軸と横軸がなす角が４５°となっている。
右側周辺領域２５１では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４０°よりも小さくなる方向にずれている。一方、左側周辺領域２５２では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して５０°よりも大きくなる方向にずれている。
すなわち、右側周辺領域と左側周辺領域では、位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°からずれる方向の向きが反対である。
なお、右ハンドル車において助手席に乗車する乗員が視認者である場合も同じである。
【0142】
図２６は、視認者が運転者と助手席の乗員の２名である場合の視認者正面領域及び視認者斜め前方領域の位置を模式的に示す図である。
この態様では、運転者と助手席の乗員の２名のそれぞれに異なる像を視認させる。
各視認者に対して視認者正面領域と視認者斜め前方領域で位相差フィルムの光軸とＸ軸のなす角が最適化されるようにする。
視認者が運転者と助手席の乗員の２名である場合、図２６の右側に示す運転者としての視認者３５に対して視認者正面領域２５０が設けられ、Ｘ軸方向の右方向に沿って視認者正面領域２５０に対して遠くなる領域に右側周辺領域２５１が設けられている。
また、図２６の左側に示す助手席の乗員としての視認者３５´に対して視認者正面領域２５０´が設けられ、Ｘ軸方向の左方向に沿って視認者正面領域２５０´に対して遠くなる領域に左側周辺領域２５２´が設けられている。
なお、図２６は運転席が右側、助手席が左側の右ハンドル車を想定しているが、運転席が左側、助手席が右側の左ハンドル車でも同じである。
この態様では、運転者と助手席の乗員の２名のそれぞれに異なる像を視認させる。
各視認者に対して視認者正面領域と視認者斜め前方領域で位相差フィルムの光軸とＸ軸のなす角が最適化されるようにする。
視認者が運転者と助手席の乗員の２名である場合、図２６の右側に示す運転者としての視認者３５に対して視認者正面領域２５０が設けられ、Ｘ軸方向の右方向に沿って視認者正面領域２５０に対して遠くなる領域に右側周辺領域２５１が設けられている。
また、図２６の左側に示す助手席の乗員としての視認者３５´に対して視認者正面領域２５０´が設けられ、Ｘ軸方向の左方向に沿って視認者正面領域２５０´に対して遠くなる領域に左側周辺領域２５２´が設けられている。
なお、図２６は運転席が右側、助手席が左側の右ハンドル車を想定しているが、運転席が左側、助手席が右側の左ハンドル車でも同じである。
【0143】
図２６に示す態様では、運転者としての視認者３５に対する左側周辺領域、助手席の乗員である視認者３５´に対する右側周辺領域は設けられていないが、運転者としての視認者３５に対する投影部、助手席の乗員である視認者３５´に対する投影部の配置によっては、これらの領域を設けてもよい。
また、それぞれの視認者から投影光を視認可能なように、図２０に示したような位相差フィルムを複数枚組み合わせて用いてもよい。
また、それぞれの視認者から投影光を視認可能なように、図２０に示したような位相差フィルムを複数枚組み合わせて用いてもよい。
【0144】
図２７は、視認者が運転者と助手席の乗員の２名である場合の視認者正面領域及び視認者斜め前方領域の位置の別の態様を模式的に示す図である。
図２６に示す態様とは、位相差フィルムの光軸の方向が異なる。図２６に示す態様では視認者の正面において光軸が右上がりとなっていて光軸と横軸がなす角が４５°となっているが、図２７に示す態様では視認者の正面において光軸が左上がりとなっていて光軸と横軸がなす角が４５°となっている。
運転者としての視認者３５に対する右側周辺領域２５１では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４０°よりも小さくなる方向にずれている。一方、助手席の乗員としての視認者３５´に対する左側周辺領域２５２´では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して５０°よりも大きくなる方向にずれている。
図２６に示す態様とは、位相差フィルムの光軸の方向が異なる。図２６に示す態様では視認者の正面において光軸が右上がりとなっていて光軸と横軸がなす角が４５°となっているが、図２７に示す態様では視認者の正面において光軸が左上がりとなっていて光軸と横軸がなす角が４５°となっている。
運転者としての視認者３５に対する右側周辺領域２５１では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４０°よりも小さくなる方向にずれている。一方、助手席の乗員としての視認者３５´に対する左側周辺領域２５２´では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して５０°よりも大きくなる方向にずれている。
【0145】
視認者斜め前方領域は、視認者の横に配置されるサイドガラスにおける、視認者の斜め前の領域に拡張してもよく、投影部をサイドガラスに拡張してもよい。
図２８は、投影部をサイドガラスにも拡張した態様を模式的に示す図である。
図２８には、車両用合わせガラス２１０の右側に配置されるサイドガラス２７０を示している。視認者は、右側のサイドガラス２７０に投影された投影光を視認することができる。
サイドガラス２７０において投影光が投影される領域を右側拡張領域２７１とする。
右側拡張領域２７１でも、視認者正面領域の右側周辺領域において位相差フィルムの光軸の角度が変化していく。
視認者斜め前方領域をサイドガラスに拡張した拡張領域でも同様の思想によって二重像の発生を抑制することができる。
図２８は、投影部をサイドガラスにも拡張した態様を模式的に示す図である。
図２８には、車両用合わせガラス２１０の右側に配置されるサイドガラス２７０を示している。視認者は、右側のサイドガラス２７０に投影された投影光を視認することができる。
サイドガラス２７０において投影光が投影される領域を右側拡張領域２７１とする。
右側拡張領域２７１でも、視認者正面領域の右側周辺領域において位相差フィルムの光軸の角度が変化していく。
視認者斜め前方領域をサイドガラスに拡張した拡張領域でも同様の思想によって二重像の発生を抑制することができる。
【0146】
［第四のＨＵＤ装置］
第四のＨＵＤ装置は、第一ガラス板の第一主面に形成された反射像を虚像として観察する装置であり、Ｐ－ＨＵＤ方式のＨＵＤ装置である。
図２９は、本開示の第２実施形態の第２の態様に係る第四のＨＵＤ装置の概略と、該装置での光路を示す模式図である。
この模式図では、視認者を運転者とし、視認者の正面である視認者正面領域における断面の模式図を示している。また、紙面がＹＺ平面と平行な面である。
図２９では、投影光の光路は実線で示されている。
第四のＨＵＤ装置４において、投影部は車両用合わせガラス２１０であり、車両用合わせガラス２１０は、移動体である車両の室外側に配置される第一ガラス板１１と、車両の室内側に配置される第二ガラス板１２とを備えている。
第一ガラス板１１は、室外側に露出される第一主面１１１と、第一主面１１１の反対側の第二主面１１２とを備える。
また、第二ガラス板１２は、室内側に露出される第四主面１２４と、第四主面１２４の反対側の第三主面１２３とを備える。
第一ガラス板１１と第二ガラス板１２との間には位相差フィルム２０１が配置されている。
第四のＨＵＤ装置は、第一ガラス板の第一主面に形成された反射像を虚像として観察する装置であり、Ｐ－ＨＵＤ方式のＨＵＤ装置である。
図２９は、本開示の第２実施形態の第２の態様に係る第四のＨＵＤ装置の概略と、該装置での光路を示す模式図である。
この模式図では、視認者を運転者とし、視認者の正面である視認者正面領域における断面の模式図を示している。また、紙面がＹＺ平面と平行な面である。
図２９では、投影光の光路は実線で示されている。
第四のＨＵＤ装置４において、投影部は車両用合わせガラス２１０であり、車両用合わせガラス２１０は、移動体である車両の室外側に配置される第一ガラス板１１と、車両の室内側に配置される第二ガラス板１２とを備えている。
第一ガラス板１１は、室外側に露出される第一主面１１１と、第一主面１１１の反対側の第二主面１１２とを備える。
また、第二ガラス板１２は、室内側に露出される第四主面１２４と、第四主面１２４の反対側の第三主面１２３とを備える。
第一ガラス板１１と第二ガラス板１２との間には位相差フィルム２０１が配置されている。
【0147】
第四のＨＵＤ装置４では、映像部３１から振動方向がＹＺ平面に平行な方向である投影光２６０が照射される。
ここで、映像部３１の発光点３２、第一主面１１１で投影光２６０が反射する反射点３３、視認者３５の視点３４の３点を含む平面が入射面である。
図２９では紙面が入射面とほぼ同じ面に相当する。
振動方向が入射面と平行になる光がＰ偏光の光である。入射面がＹＺ平面に平行になる場合、当該入射面に対して振動方向がＹＺ平面に平行な方向である投影光を入射すると、当該投影光はＰ偏光となる。
ここで、映像部３１の発光点３２、第一主面１１１で投影光２６０が反射する反射点３３、視認者３５の視点３４の３点を含む平面が入射面である。
図２９では紙面が入射面とほぼ同じ面に相当する。
振動方向が入射面と平行になる光がＰ偏光の光である。入射面がＹＺ平面に平行になる場合、当該入射面に対して振動方向がＹＺ平面に平行な方向である投影光を入射すると、当該投影光はＰ偏光となる。
【0148】
投影光２６０がＰ偏光である場合、偏光サングラス越しで虚像を観察する、サングラスモードでも使用することができる。
投影光２６０は、映像部３１から第四主面１２４に照射され、投影部内を進行した投影光は、位相差フィルム２０１で、Ｓ偏光に変換され、第一主面１１１で反射像を形成しつつ、反射しなかった一部のＳ偏光は第一主面１１１を通過し、Ｓ偏光のまま室外側へ放出される。
第一主面１１１で形成された反射像は、再度、位相差フィルム２０１を通過し、Ｐ偏光に変換される。視認者３５は、第一主面１１１での反射像に基づく光路２６１の延長上にある虚像６１２を視認する。
この虚像６１２はＰ偏光からなるので、視認者３５は偏光サングラス３６越しでも、虚像を視認することができる。
投影光２６０は、映像部３１から第四主面１２４に照射され、投影部内を進行した投影光は、位相差フィルム２０１で、Ｓ偏光に変換され、第一主面１１１で反射像を形成しつつ、反射しなかった一部のＳ偏光は第一主面１１１を通過し、Ｓ偏光のまま室外側へ放出される。
第一主面１１１で形成された反射像は、再度、位相差フィルム２０１を通過し、Ｐ偏光に変換される。視認者３５は、第一主面１１１での反射像に基づく光路２６１の延長上にある虚像６１２を視認する。
この虚像６１２はＰ偏光からなるので、視認者３５は偏光サングラス３６越しでも、虚像を視認することができる。
【0149】
なお、第四主面１２４では反射像は形成されないか、反射像が少し形成される。第四主面１２４で形成された反射像の強度が第一主面１１１での反射像と比較して相対的に強い場合は、第四主面１２４で形成された反射像が二重像として観察される。
【0150】
視認者が視認者正面領域に形成された反射像を見る場合に、視認者正面領域に配置される位相差フィルムは、第四主面との平行面において位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°±５°となっている。
視認者正面領域では投影光は殆どＰ偏光となる。視認者正面領域においてＰ偏光が透過する位相差フィルム２０１の光軸がＸ軸に対して４５°±５°であればＰ偏光がＳ偏光に変換される割合が多いことになる。
位相差フィルムに入射された投影光（Ｐ偏光）がＳ偏光に変換される効率が高ければ、第一ガラス板の第一主面に形成された反射像に基づく虚像表示が強くなる。そのため、相対的に第四主面で形成された反射像の影響が弱くなって、二重像の発生が抑制される。
視認者正面領域では投影光は殆どＰ偏光となる。視認者正面領域においてＰ偏光が透過する位相差フィルム２０１の光軸がＸ軸に対して４５°±５°であればＰ偏光がＳ偏光に変換される割合が多いことになる。
位相差フィルムに入射された投影光（Ｐ偏光）がＳ偏光に変換される効率が高ければ、第一ガラス板の第一主面に形成された反射像に基づく虚像表示が強くなる。そのため、相対的に第四主面で形成された反射像の影響が弱くなって、二重像の発生が抑制される。
【0151】
次に、視認者が、Ｘ軸方向のいずれかの方向に沿って、視認者正面領域に対して遠くなる領域である視認者斜め前方領域に形成された反射像を見る場合について説明する。
視認者が視認者斜め前方領域を見る場合、視認者が視認者正面領域を見る場合と入射面が異なる。投影光の振動方向はＹＺ平面に平行な方向のままであるので、入射面に対する投影光の振動方向（ＹＺ平面に平行な方向）は平行方向からずれてしまい、投影光はＳ偏光とＰ偏光の混合光となり、視認者正面領域から遠くなるほどにＳ偏光成分の割合が高くなる。
このような混合光に対して、位相差フィルムの光軸をＸ軸に対して４５°±５°のままにしておくと位相差フィルムを通過した後の投影光に占めるＳ偏光の割合が少なくなり、Ｐ偏光の割合が高くなってしまう。
そこで、視認者が視認者斜め前方領域に形成された反射像を見る場合に、視認者斜め前方領域に配置される位相差フィルムにつき、位相差フィルムの光軸をＸ軸に対して４５°±５°からずらすことによって、Ｓ偏光とＰ偏光の混合光が位相差フィルムを通過した後にＳ偏光となる成分の割合を増やし、第一ガラス板の第一主面に形成された反射像に基づく虚像表示を強くする。
第一主面に形成された反射像に基づく虚像表示を強くすることで、相対的に第四主面で反射される投影光の影響が弱くなって、二重像の発生が抑制される。
視認者が視認者斜め前方領域を見る場合、視認者が視認者正面領域を見る場合と入射面が異なる。投影光の振動方向はＹＺ平面に平行な方向のままであるので、入射面に対する投影光の振動方向（ＹＺ平面に平行な方向）は平行方向からずれてしまい、投影光はＳ偏光とＰ偏光の混合光となり、視認者正面領域から遠くなるほどにＳ偏光成分の割合が高くなる。
このような混合光に対して、位相差フィルムの光軸をＸ軸に対して４５°±５°のままにしておくと位相差フィルムを通過した後の投影光に占めるＳ偏光の割合が少なくなり、Ｐ偏光の割合が高くなってしまう。
そこで、視認者が視認者斜め前方領域に形成された反射像を見る場合に、視認者斜め前方領域に配置される位相差フィルムにつき、位相差フィルムの光軸をＸ軸に対して４５°±５°からずらすことによって、Ｓ偏光とＰ偏光の混合光が位相差フィルムを通過した後にＳ偏光となる成分の割合を増やし、第一ガラス板の第一主面に形成された反射像に基づく虚像表示を強くする。
第一主面に形成された反射像に基づく虚像表示を強くすることで、相対的に第四主面で反射される投影光の影響が弱くなって、二重像の発生が抑制される。
【0152】
視認者正面領域、視認者斜め前方領域のいずれにおいても、投影光を位相差フィルムへ入射させることによって、投影光の振動方向を入射面に対して垂直方向へ変換するようにする。振動方向が入射面に対して垂直方向となる光がＳ偏光である。
位相差フィルムを通過した後の投影光がＳ偏光であると第一主面の反射が強くなるので、一ガラス板の第一主面に形成された反射像に基づく虚像表示が強くなる。
従って視認者正面領域、視認者斜め前方領域のいずれにおいても二重像の発生が抑制されて、フロントガラス面の横方向にＨＵＤの表示領域を拡大した場合においても、二重像の発生を抑制し得るＨＵＤ装置となる。
位相差フィルムを通過した後の投影光がＳ偏光であると第一主面の反射が強くなるので、一ガラス板の第一主面に形成された反射像に基づく虚像表示が強くなる。
従って視認者正面領域、視認者斜め前方領域のいずれにおいても二重像の発生が抑制されて、フロントガラス面の横方向にＨＵＤの表示領域を拡大した場合においても、二重像の発生を抑制し得るＨＵＤ装置となる。
【0153】
第四のＨＵＤ装置においても、第三のＨＵＤ装置と同様に視認者正面領域、視認者斜め前方領域の位置を定めることができる。右ハンドル車、左ハンドル車のそれぞれにおける視認者正面領域、視認者斜め前方領域の位置の例は図２２及び図２３を参照して説明した通りとすることができる。
また、位相差フィルムの光軸の方向が左上がりとなる場合の例は図２４及び図２５を参照して説明した通りとすることができる。
また、視認者が２名である場合の例は図２６と図２７を参照して説明した通りとすることができる。
また、投影部をサイドガラスに拡張した場合の例は図２８を参照して説明した通りとすることができる。
また、位相差フィルムの光軸の方向が左上がりとなる場合の例は図２４及び図２５を参照して説明した通りとすることができる。
また、視認者が２名である場合の例は図２６と図２７を参照して説明した通りとすることができる。
また、投影部をサイドガラスに拡張した場合の例は図２８を参照して説明した通りとすることができる。
【0154】
なお、ここまで説明した第三のＨＵＤ装置、第四のＨＵＤ装置とも、視認者斜め前方領域における位相差フィルムの光軸の方向の傾きの変化が、Ｘ軸方向に沿って連続的になされているもの（すなわち、図１８に示す位相差フィルムを使用した例）を図示して説明したが、視認者斜め前方領域における位相差フィルムの光軸の方向の傾きの変化が、Ｘ軸方向に沿って非連続的になされているもの（すなわち、図１９に示す位相差フィルムを使用した例）を使用してもよい。
【0155】
［ヘッドアップディスプレイシステム（ＨＵＤシステム）］
本開示の第２実施形態に係るＨＵＤシステムは、一つのシステムにおいて照射する投影光の種類を切り替えることによって第三のＨＵＤ装置としても第四のＨＵＤ装置としても使用することができるようにしたシステムである。
ＨＵＤシステムにおいて、映像部は、振動方向がＸ軸方向である第一の投影光、及び、振動方向がＹＺ平面に平行な方向である第二の投影光を切り替えて照射することができる。第一の投影光を照射する場合はＳ－ＨＵＤとなり、第三のＨＵＤ装置として使用することができる。第二の投影光を照射する場合はＰ－ＨＵＤとなり、第四のＨＵＤ装置として使用することができる。
視認者が、偏光サングラス等の偏光板を介して虚像を視認する場合に、第四のＨＵＤ装置として使用する。
ＨＵＤシステムにおける映像部以外の構成は、第三のＨＵＤ装置及び第四のＨＵＤ装置と同様の構成とすることができる。
以下には、映像部における第一の投影光と第二の投影光の切り替えについて説明する。
本開示の第２実施形態に係るＨＵＤシステムは、一つのシステムにおいて照射する投影光の種類を切り替えることによって第三のＨＵＤ装置としても第四のＨＵＤ装置としても使用することができるようにしたシステムである。
ＨＵＤシステムにおいて、映像部は、振動方向がＸ軸方向である第一の投影光、及び、振動方向がＹＺ平面に平行な方向である第二の投影光を切り替えて照射することができる。第一の投影光を照射する場合はＳ－ＨＵＤとなり、第三のＨＵＤ装置として使用することができる。第二の投影光を照射する場合はＰ－ＨＵＤとなり、第四のＨＵＤ装置として使用することができる。
視認者が、偏光サングラス等の偏光板を介して虚像を視認する場合に、第四のＨＵＤ装置として使用する。
ＨＵＤシステムにおける映像部以外の構成は、第三のＨＵＤ装置及び第四のＨＵＤ装置と同様の構成とすることができる。
以下には、映像部における第一の投影光と第二の投影光の切り替えについて説明する。
【0156】
映像部は、振動方向がＸ軸方向である第一の投影光を投影することができる装置であってもよく、振動方向がＹＺ平面に平行な方向である第二の投影光を投影することができる装置であってもよい。
また、２種類の投影機構を有していて投影光の種類を切り替えることができる装置であってもよい。
また、ある偏光の光を最初に照射し、その光の光路に偏光制御部を配置することで、投影する光を第一の投影光又は第二の投影光に変換することができる装置であってもよい。
変換前の投影光の種類としては、あらゆる偏光をランダムに含んだもの（無偏光）、円偏光や楕円偏光、Ｐ偏光とＳ偏光との混合光、Ｐ偏光、Ｓ偏光でもない直線偏光などが挙げられる。
映像部としては、投影光を照射できるプロジェクターが好適に使用される。そのようなプロジェクターの例としては、ＤＭＤ投影システム方式プロジェクター、レーザー走査型ＭＥＭＳ投影システム方式プロジェクター、または、反射型液晶方式プロジェクター等が挙げられる。
また、２種類の投影機構を有していて投影光の種類を切り替えることができる装置であってもよい。
また、ある偏光の光を最初に照射し、その光の光路に偏光制御部を配置することで、投影する光を第一の投影光又は第二の投影光に変換することができる装置であってもよい。
変換前の投影光の種類としては、あらゆる偏光をランダムに含んだもの（無偏光）、円偏光や楕円偏光、Ｐ偏光とＳ偏光との混合光、Ｐ偏光、Ｓ偏光でもない直線偏光などが挙げられる。
映像部としては、投影光を照射できるプロジェクターが好適に使用される。そのようなプロジェクターの例としては、ＤＭＤ投影システム方式プロジェクター、レーザー走査型ＭＥＭＳ投影システム方式プロジェクター、または、反射型液晶方式プロジェクター等が挙げられる。
【0157】
例えば、映像部が最初に振動方向がＸ軸方向である第一の投影光を照射する機構を有する場合、その投影光の光路に偏光制御部として半波長板（第一の投影光の振動方向に対する位相差フィルムの光軸が４５°となる位相差フィルム）を設けることで、第一の投影光を第二の投影光に変換することができる。
第一の投影光をそのまま投影光として使用する場合は偏光制御部を通過させないようにして、第二の投影光とする場合は偏光制御部を通過させるようにすればよい。
偏光制御部の通過／非通過を制御することによって、第一の投影光と第二の投影光の切り替えを行うことができる。
第一の投影光をそのまま投影光として使用する場合は偏光制御部を通過させないようにして、第二の投影光とする場合は偏光制御部を通過させるようにすればよい。
偏光制御部の通過／非通過を制御することによって、第一の投影光と第二の投影光の切り替えを行うことができる。
【0158】
映像部が最初に振動方向がＹＺ平面に平行な方向である第二の投影光を照射する機構を有する場合も、同様の構成とすることで第二の投影光を第一の投影光に変換することができるので、偏光制御部の通過／非通過を制御することによって、第二の投影光と第一の投影光の切り替えを行うことができる。
【0159】
第四のＨＵＤ装置では第一ガラス板の第一主面に形成された反射像を虚像として観察するが、投影光の強度が第三のＨＵＤ装置と同じである場合、第三のＨＵＤ装置で第二ガラス板の第四主面に形成された反射像よりも虚像表示が弱くなる。
そのため、第二の投影光を投影する場合の照射強度を、第一の投影光を投影する場合の照射強度よりも高いものとなるようにすることが好ましい。これは、映像部から照射する投影光の照射強度を第一の投影光と第二の投影光の場合で切り替えることにより行うことができる。また、第一の投影光を投影する場合にＮＤフィルター等を透過させることによってその照射強度を低下させるようにしてもよい。
そのため、第二の投影光を投影する場合の照射強度を、第一の投影光を投影する場合の照射強度よりも高いものとなるようにすることが好ましい。これは、映像部から照射する投影光の照射強度を第一の投影光と第二の投影光の場合で切り替えることにより行うことができる。また、第一の投影光を投影する場合にＮＤフィルター等を透過させることによってその照射強度を低下させるようにしてもよい。
【0160】
（本開示の第２の実施形態に係る実施例）
視認者正面領域と視認者斜め前方領域のそれぞれにおける、位相差フィルムの光軸とＸ軸のなす角度とが変化した場合の二重像の発生の様子を比較する実験を行った。
まず、視認者斜め前方領域が視認者の右側にある場合についての実験結果を示す。
図３０は、実施例及び比較例で使用した第三のＨＵＤ装置を模式的に示す配置図である。図３１は、実施例３における実験系を模式的に示す図であり、図３２は、比較例３における実験系を模式的に示す図である。
視認者正面領域と視認者斜め前方領域のそれぞれにおける、位相差フィルムの光軸とＸ軸のなす角度とが変化した場合の二重像の発生の様子を比較する実験を行った。
まず、視認者斜め前方領域が視認者の右側にある場合についての実験結果を示す。
図３０は、実施例及び比較例で使用した第三のＨＵＤ装置を模式的に示す配置図である。図３１は、実施例３における実験系を模式的に示す図であり、図３２は、比較例３における実験系を模式的に示す図である。
【0161】
図３０に示すような第三のＨＵＤ装置を準備した。第三のＨＵＤ装置３は、Ｓ－ＨＵＤ方式用の、２００ｍｍ×２００ｍｍの正方形の投影部を有する。
図３０に示すとおり、映像部３１を水平に置き、車両用合わせガラス２１０を、映像部３１に対して、ブリュースター角を形成する５６°の位置関係で配置する。
映像部３１から、垂直上方へ向けて、Ｘ軸方向に振動する投影光を照射し、視認者３５は、第四主面１２４に表示された虚像を観察する。視認者の視点と車両用合わせガラスの高さは同じである。
映像部３１としてはタブレットを使用し、タブレットから白色格子像を表示する。タブレットは車両用合わせガラスの直下に配置する。
また、移動体の夜間での走行を模擬するために、視認者３５が視認する方向で、車両用合わせガラス２１０の向こう側には、黒の背景板３７が配置されている。
図３０に示すとおり、映像部３１を水平に置き、車両用合わせガラス２１０を、映像部３１に対して、ブリュースター角を形成する５６°の位置関係で配置する。
映像部３１から、垂直上方へ向けて、Ｘ軸方向に振動する投影光を照射し、視認者３５は、第四主面１２４に表示された虚像を観察する。視認者の視点と車両用合わせガラスの高さは同じである。
映像部３１としてはタブレットを使用し、タブレットから白色格子像を表示する。タブレットは車両用合わせガラスの直下に配置する。
また、移動体の夜間での走行を模擬するために、視認者３５が視認する方向で、車両用合わせガラス２１０の向こう側には、黒の背景板３７が配置されている。
【0162】
図３１及び図３２に示すように、観察点として視認者の正面をＸ軸方向の位置０の地点として、右側に＋２００ｍｍ地点、＋４００ｍｍ地点を設けた。
実施例３では、図３１に示す通り、視認者正面領域（Ｘ軸方向の位置０の地点）では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°となるように投影部を配置した。さらに視認者斜め前方領域である＋２００ｍｍ地点、＋４００ｍｍ地点では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対してそれぞれ５５°、６５°となるように投影部を配置した。
上記実験は、２００ｍｍ×２００ｍｍの正方形の投影部の位置をそれぞれ２００ｍｍずつずらし、さらに投影部を傾けることで位相差フィルムの光軸を傾けるように投影部を配置することにより行った。
比較例３では、図３２に示す通り、すべての観察点で位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°となるように投影部を配置した。
実施例３では、図３１に示す通り、視認者正面領域（Ｘ軸方向の位置０の地点）では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°となるように投影部を配置した。さらに視認者斜め前方領域である＋２００ｍｍ地点、＋４００ｍｍ地点では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対してそれぞれ５５°、６５°となるように投影部を配置した。
上記実験は、２００ｍｍ×２００ｍｍの正方形の投影部の位置をそれぞれ２００ｍｍずつずらし、さらに投影部を傾けることで位相差フィルムの光軸を傾けるように投影部を配置することにより行った。
比較例３では、図３２に示す通り、すべての観察点で位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°となるように投影部を配置した。
【0163】
図３３は、実施例３及び比較例３において視認される虚像を示す写真である。
それぞれ視認者からの距離が同じ位置で比較すると、実施例３において視認者斜め前方領域にあたる＋２００ｍｍ地点、＋４００ｍｍ地点において二重像の発生が抑制されていることが確認できた。
一方、比較例３ではこれらの地点で横方向に伸びる二重像が観察された。
それぞれ視認者からの距離が同じ位置で比較すると、実施例３において視認者斜め前方領域にあたる＋２００ｍｍ地点、＋４００ｍｍ地点において二重像の発生が抑制されていることが確認できた。
一方、比較例３ではこれらの地点で横方向に伸びる二重像が観察された。
【0164】
続いて、視認者斜め前方領域が視認者の左側にある場合についての実験結果を示す。
図３４は、実施例４における実験系を模式的に示す図であり、図３５は、比較例４における実験系を模式的に示す図である。実験の手法は実施例３と同様である。
図３４及び図３５に示すように、観察点として視認者の正面をＸ軸方向の位置０の地点として、左側に－１００ｍｍ地点、－２００ｍｍ地点、－３００ｍｍ地点、－４００ｍｍ地点、－５００ｍｍ地点を設けた。
図３４に示す通り、実施例４では視認者正面領域（Ｘ軸方向の位置０の地点）では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°となるようにして、視認者斜め前方領域である－１００ｍｍ地点、－２００ｍｍ地点、－３００ｍｍ地点、－４００ｍｍ地点、－５００ｍｍでは位相差フィルムの光軸がＸ軸に対してそれぞれ４０°、３５°、３０°、２５°、２０°となるようにした。
図３５に示す通り、比較例４ではすべての観察点で位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°となるようにした。
図３４は、実施例４における実験系を模式的に示す図であり、図３５は、比較例４における実験系を模式的に示す図である。実験の手法は実施例３と同様である。
図３４及び図３５に示すように、観察点として視認者の正面をＸ軸方向の位置０の地点として、左側に－１００ｍｍ地点、－２００ｍｍ地点、－３００ｍｍ地点、－４００ｍｍ地点、－５００ｍｍ地点を設けた。
図３４に示す通り、実施例４では視認者正面領域（Ｘ軸方向の位置０の地点）では位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°となるようにして、視認者斜め前方領域である－１００ｍｍ地点、－２００ｍｍ地点、－３００ｍｍ地点、－４００ｍｍ地点、－５００ｍｍでは位相差フィルムの光軸がＸ軸に対してそれぞれ４０°、３５°、３０°、２５°、２０°となるようにした。
図３５に示す通り、比較例４ではすべての観察点で位相差フィルムの光軸がＸ軸に対して４５°となるようにした。
【0165】
図３６は、実施例４及び比較例４において視認される虚像を示す写真である。
それぞれ視認者からの距離が同じ位置で比較すると、実施例４において視認者斜め前方領域にあたる－１００ｍｍ地点、－２００ｍｍ地点、－３００ｍｍ地点、－４００ｍｍ地点、－５００ｍｍにおいて二重像の発生が抑制されていることが確認できた。
一方、比較例４では特に－３００ｍｍ地点、－４００ｍｍ地点、－５００ｍｍにおいて横方向に伸びる二重像が観察された。
それぞれ視認者からの距離が同じ位置で比較すると、実施例４において視認者斜め前方領域にあたる－１００ｍｍ地点、－２００ｍｍ地点、－３００ｍｍ地点、－４００ｍｍ地点、－５００ｍｍにおいて二重像の発生が抑制されていることが確認できた。
一方、比較例４では特に－３００ｍｍ地点、－４００ｍｍ地点、－５００ｍｍにおいて横方向に伸びる二重像が観察された。
【産業上の利用可能性】
【0166】
自動車などの車両のフロントガラス面の外周に近い領域や、フロントガラス面の中央領域に表示された像を視認者が斜めから視認した場合に、二重像の発生を抑制し得るＨＵＤ装置を提供することができる。
【0167】
本願は、２０２０年２月１３日に出願された日本国特許出願２０２０－０２２３４２号、２０２０年２月２１日に出願された日本国特許出願２０２０－０２７９２０号、及び、２０２０年８月２４日に出願された日本国特許出願２０２０－１４０７１３号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
【符号の説明】
【0168】
１ 第一のＨＵＤ装置
２ 第二のＨＵＤ装置
３ 第三のＨＵＤ装置
４ 第四のＨＵＤ装置
１０、２１０ 車両用合わせガラス
１１ 第一ガラス板
１２ 第二ガラス板
２０ 車両
３１ 映像部
３２ 発光点
３３ 反射点
３４ 視点
３５ 視認者
３５Ｄ 運転者（視認者）
３５Ｐ 同乗者（視認者）
３６ 偏光サングラス
４０、６０ 投影光
４１ 偏光部を透過した後の投影光
４２、２４１ 第四主面に形成された反射像に基づく光路
６１ 偏光部を透過した後の投影光
６２、２６１ 第一主面に形成された反射像に基づく光路
８１、８１Ｌ、８１Ｒ、８１Ｄ、８１Ｐ、８２、８２Ｌ、８２Ｒ、８２Ｄ、８２Ｐ 偏光部
１００、２０１、２０２ 位相差フィルム
１１１ 第一主面
１１２ 第二主面
１２３ 第三主面
１２４ 第四主面
２４０ 振動方向がＸ軸方向である投影光
２５０、２５０´ 第２実施形態の視認者正面領域
２５１ 右側周辺領域（第２実施形態の視認者斜め前方領域）
２５２、２５２´ 左側周辺領域（第２実施形態の視認者斜め前方領域）
２６０ 振動方向がＹＺ平面に平行な方向である投影光
２７０ サイドガラス
２７１ 右側拡張領域
４１２、４２１、４２１Ｃ、４２１Ｌ、４２１Ｒ 虚像（第四主面に形成された反射像に基づく光路の延長上にある虚像）
６１２、６２１、６２１Ｃ、６２１Ｌ、６２１Ｒ 虚像（第一主面に形成された反射像に基づく光路の延長上にある虚像）
２ 第二のＨＵＤ装置
３ 第三のＨＵＤ装置
４ 第四のＨＵＤ装置
１０、２１０ 車両用合わせガラス
１１ 第一ガラス板
１２ 第二ガラス板
２０ 車両
３１ 映像部
３２ 発光点
３３ 反射点
３４ 視点
３５ 視認者
３５Ｄ 運転者（視認者）
３５Ｐ 同乗者（視認者）
３６ 偏光サングラス
４０、６０ 投影光
４１ 偏光部を透過した後の投影光
４２、２４１ 第四主面に形成された反射像に基づく光路
６１ 偏光部を透過した後の投影光
６２、２６１ 第一主面に形成された反射像に基づく光路
８１、８１Ｌ、８１Ｒ、８１Ｄ、８１Ｐ、８２、８２Ｌ、８２Ｒ、８２Ｄ、８２Ｐ 偏光部
１００、２０１、２０２ 位相差フィルム
１１１ 第一主面
１１２ 第二主面
１２３ 第三主面
１２４ 第四主面
２４０ 振動方向がＸ軸方向である投影光
２５０、２５０´ 第２実施形態の視認者正面領域
２５１ 右側周辺領域（第２実施形態の視認者斜め前方領域）
２５２、２５２´ 左側周辺領域（第２実施形態の視認者斜め前方領域）
２６０ 振動方向がＹＺ平面に平行な方向である投影光
２７０ サイドガラス
２７１ 右側拡張領域
４１２、４２１、４２１Ｃ、４２１Ｌ、４２１Ｒ 虚像（第四主面に形成された反射像に基づく光路の延長上にある虚像）
６１２、６２１、６２１Ｃ、６２１Ｌ、６２１Ｒ 虚像（第一主面に形成された反射像に基づく光路の延長上にある虚像）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】