具有光控制膜的光学系统技术方案

光学系统包括显示器

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有光控制膜的光学系统


[0001]本公开整体涉及光学系统，特别是用于平视显示器系统的光学系统
。

技术介绍

[0002]许多应用中提供了电子显示器以将数字信息呈现给观看者
。
随着汽车工业向更多的连接和传感器的方向发展，需要向驾驶员传达越来越大量的信息
。
平视显示器
(HUD)
在显示该信息的同时，大大减少了将视线从道路上移开的情况
。
因此，观看者可能能够观看所显示的信息，同时不丢失透过
HUD
观看真实世界的能力
。HUD
可实施在多种表面和窗口
(
例如，载具的前挡风玻璃
)
中
。
因此，对于在载具中的乘员，可在所说的前挡风玻璃上将载具操作信息
(
诸如载具速度和
/
或导航方向等
)
相应地显示给乘员
。HUD
系统可以位于方向盘和载具的前部之间，例如在载具的仪表板区域中或附近，以产生被投影到挡风玻璃上以供驾驶员观看的信息承载图像
。
在更小规模中，
HUD
系统用作护镜透镜或头盔护目镜，或者用在其他多种虚拟现实
(VR)、
增强现实
(AR)
或混合现实
(MR)
应用中
。

技术实现思路

[0003]本公开的一些方面涉及一种光学系统，该光学系统包括显示器
、
反射偏振器和眩光陷波器
。
该光学系统被配置为在显示器发射的图像被该眩光陷波器透射并且被该反射偏振器至少反射一次并且至少透射一次之后向观看者显示所发射的图像的虚像
。
该眩光陷波器包括沿着第一方向延伸并且沿着不同的第二方向排布的多个间隔开的基本上平行的板条，具有沿着该第一方向的长度
L
和沿着该第二方向的宽度
W
，其中
L/W≥10。
多个间隔开的基本上平行的板条中的板条之间形成有基本上由空气填充的多个细长槽
。
对于以小于约5度的入射角入射的光和从约
420nm
延伸至约
650nm
的可见波长范围，反射偏振器对于具有第一偏振态的入射光具有至少
40
％的平均光学反射率，并且对于具有正交的第二偏振态的入射光具有至少
40
％的平均光学透射率，并且对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，眩光陷波器具有在约
20
％至约
80
％之间的平均镜面光学透射率和小于约
20
％的平均总光学反射率
。
对于以入射角入射的光和对于在从约
420nm
延伸至约
650nm
的可见波长范围中的至少一个波长，相对于基本上垂直于第一方向的入射平面中的入射角，眩光陷波器的光学透射率包括在第一峰角处的第一透射率峰，对应的半峰全宽小于约
30
度
。
[0004]本公开的一些其他方面涉及一种光控制膜，该光控制膜包括沿着第一方向延伸并且沿着正交的第二方向排布的多个间隔开的基本上平行的光阻挡区域
。
每个光阻挡区域包括沿着光阻挡区域的长度连续地延伸的金属板条
。
金属板条具有沿着第一方向的长度
L
和沿着金属板条的宽度方向的宽度
W
，其中
L/W≥10。
光阻挡区域之间形成有基本上由空气填充的多个细长通槽
。
对于入射在光控制膜上的光和对于在从约
420nm
延伸至约
650nm
的可见波长范围中的至少一个波长，相对于入射在基本上垂直于第一方向的入射平面中的入射光的入射角，光控制膜的光学透射率包括在第一峰角处的第一透射率峰，对应的半峰全宽小于约
25
度
。
[0005]本专利技术的一些其他方面涉及一种制备光控制膜的方法，该方法包括提供具有相对的顶部主表面和底部主表面的金属片，以及在金属片中形成多个间隔开的基本上平行的细长通槽的步骤
。
该细长通槽沿着第一方向延伸并且沿着正交的第二方向排布
。
每个细长通槽在金属片的相应的相对的顶部主表面和底部主表面处限定相对的顶部开口表面和底部开口表面
。
对于入射在光控制膜上的光和对于在从约
420nm
延伸至约
650nm
的可见波长范围中的至少一个波长，相对于入射在基本上垂直于第一方向的入射平面中的入射光的入射角，光控制膜的光学透射率包括在第一峰角处的第一透射率峰，对应的半峰全宽小于约
25
度
。
[0006]本公开的其他方面涉及一种平视显示器，该平视显示器包括根据本公开的一个或多个实施方案的光学系统和载具的前挡风玻璃
。
当图像由光学系统的显示器发射时，光学系统朝向前挡风玻璃透射所发射的图像，前挡风玻璃朝向载具中的观看者反射所透射的图像，并且观看者观看所发射的图像的虚像
。
[0007]本公开的一些其他方面涉及一种平视显示器
(HUD)
，该平视显示器包括显示器
、
反射偏振器和眩光陷波器
。
该
HUD
被配置为在由该显示器发射的图像被该眩光陷波器透射并且被该反射偏振器至少反射一次并且至少透射一次之后向观看者显示所发射的图像的虚像
。
该
HUD
包括在显示器和观看者之间延伸的光轴
。
眩光陷波器被配置为定位成使得所发射的图像沿着眩光陷波器和观看者之间的光轴传播距离
D。
眩光陷波器包括沿着第一方向延伸并且沿着不同的第二方向排布的多个间隔开的基本上平行的金属板条
。
每个板条具有沿着第二方向的宽度
W
和沿着与第一方向和第二方向正交的第三方向的厚度
H
，其中以
mm
为单位的
H
不大于：
[0008][0009]并且不小于：
[0010][0011]其中
n
是基本上填充板条之间的空间的材料的折射率，
φ
是虚像的边缘的以弧度为单位的视场角的一半，并且
D
和
W
以
mm
为单位
。
[0012]其他实施方案涉及一种载具，该载具包括根据本公开的一个或多个实施方案的光学系统
。
附图说明
[0013]将参考附图更详细地讨论本公开的各个方面，其中，
[0014]图1示意性地示出了包括根据本公开的一些实施方案的光学系统的平视显示器系统；
[0015]图2示意性地示出了根据本公开的一些实施方案的光控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种光学系统，所述光学系统包括显示器
、
反射偏振器和眩光陷波器，所述光学系统被配置为在所述显示器发射的图像被所述眩光陷波器透射并且被所述反射偏振器至少反射一次并且至少透射一次之后向观看者显示所发射的图像的虚像，所述眩光陷波器包括沿着第一方向延伸并且沿着不同的第二方向排布的多个间隔开的基本上平行的板条
、
沿着所述第一方向的长度
L
和沿着所述第二方向的宽度
W
，
L/W≥10
，其中所述多个间隔开的基本上平行的板条中的所述板条之间形成有基本上由空气填充的多个细长槽，使得对于以入射角入射的光和从约
420nm
延伸至约
650nm
的可见波长范围：对于小于约5度的所述入射角：反射偏振器对于具有第一偏振态的入射光具有至少
40
％的平均光学反射率，并且对于具有正交的第二偏振态的入射光具有至少
40
％的平均光学透射率，并且对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者，所述眩光陷波器具有在约
20
％至约
80
％之间的平均镜面光学透射率和小于约
20
％的平均总光学反射率；以及对于在所述可见波长范围中的至少一个波长，相对于基本上垂直于所述第一方向的入射平面中的所述入射角，所述眩光陷波器的光学透射率包括在第一峰角处的第一透射率峰，对应的半峰全宽
(FWHM)
小于约
30
度
。2.
根据权利要求1所述的光学系统，其中所述眩光陷波器还包括框架，所述多个间隔开的基本上平行的板条中的所述板条至少部分地设置在所述框架内部并且至少部分地被所述框架包围，其中所述板条中的每个板条的相反两纵向末端在张力下固定到所述框架
。3.
根据权利要求1所述的光学系统，其中所述眩光陷波器包括一体式金属片，所述金属片包括多个交替的板条和在其内部部分中形成的细长通槽，留出基本上围绕所述多个交替的板条和所述细长通槽的实心周边部分，每个细长通槽在所述金属片的相对主表面之间延伸，所述板条形成所述眩光陷波器的所述多个间隔开的基本上平行的板条
。4.
根据权利要求1所述的光学系统，其中对于在所述可见波长范围中的所述至少一个波长，相对于基本上垂直于所述第二方向的入射平面中的所述入射角，所述眩光陷波器的光学透射率包括隔开至少
30
度的第一透射率峰和第二透射率峰，所述第一峰和所述第二峰之间限定有透射率谷，所述透射率谷具有比所述第一透射率峰和所述第二透射率峰中的较大者小至少1％的最小透射率
。5.
根据权利要求1所述的光学系统，其中对于在所述可见波长范围中的所述至少一个波长，相对于所述入射角，所述眩光陷波器的归一化光学透射率包括在第一归一化峰角处的第一归一化透射率峰，对应的归一化半峰全宽
(NFWHM)
小于约
30
度

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔，
申请(专利权)人：三M，
类型：发明
国别省市：