CN110392859B - 车辆投影组件 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了车辆投影组件。具体地，描述了在外壳中包括投影模块和选择性反射偏振元件的车辆投影组件。特定的选择性反射偏振元件可实现此类车辆投影组件的有利配置。

Description

车辆投影组件
背景技术
投影仪可定位或内置到车辆中，以便向驾驶员或乘客提供信息。平视显示器可使用投影仪来显示对于处于向前和竖直头部位置的驾驶员或乘客可见的信息。定位在车辆中的投影系统经受显著的极端环境条件，包括阳光辐照和温度波动。
发明内容
在一个方面，本公开涉及车辆投影组件。车辆投影组件包括：非透射的外壳，该外壳包围外壳腔体；投影模块，该投影模块设置在外壳腔体内、具有图像射投方向；透射出口光阑，该出口光阑设置在外壳中；和选择性反射偏振元件，该选择性反射偏振元件设置在外壳腔体内并且沿着图像射投方向与投影模块间隔开。选择性反射偏振元件被对准成使得沿着图像射投方向入射在选择性反射偏振元件上的至少一些光被重定向至穿过出口光阑的光路。选择性反射偏振元件基本上反射具有一种偏振态的光，但基本上透射第二正交偏振的光。选择性反射偏振元件在近红外光谱处基本上透射两种偏振的光。
附图说明
图1为车辆投影组件的示意性侧正视图。
图2为车辆投影组件的示意性俯视平面图。
图3为示出两个层合样品的表面粗糙度的图。
图4为示出比较例1的透射百分比的图。
图5为示出比较例2的反射百分比的图。
图6为示出比较例3的透射百分比的图。
图7为示出实施例1的反射百分比的图。
图8为比较例和实施例的性能比较。
具体实施方式
图1为车辆投影组件的示意性侧正视图。车辆投影组件100包括外壳102、发射穿过偏振光112和阻挡偏振光114两者的投影模块110、反射反射图像光122的选择性反射偏振元件120、出口光阑130、阳光132以及光吸收元件140。
车辆投影组件100总体上可为任何合适的大小和形状。在一些实施方案中，车辆投影组件100被设计成配合在汽车的仪表板内。车辆投影组件可被设计成提供投影组件与车辆的其它部件的有效整合。
具体地，外壳102可为任何合适的三维形状和大小以设置在车辆的仪表板内。在一些实施方案中，可优选地允许在具有最少显见特征部(例如，只有出口光阑对驾驶员或乘客可见)的情况下包括车辆投影组件。外壳102可包括脊、锁定特征部或其它机械元件，以允许车辆投影组件的安装并且可能地允许车辆投影组件的移除和修复。
外壳102可由任何合适的材料形成。在一些实施方案中，外壳102由聚合物材料形成。例如，外壳102可以是注塑成型的。在一些实施方案中，外壳102为不透明塑料。在一些实施方案中，外壳102为深色或其它可见光吸收材料。外壳102可针对环境稳定性进行选择；例如，外壳102可具有高玻璃化转变温度以承受车辆仪表板上或内所存在的极端环境条件。外壳102可为或可包括碳纤维材料、轻型塑料(例如，包括玻璃泡的塑料)、或另一种轻型材料，以有助于总体车辆重量和效率。在一些实施方案中，特别是在外壳102的一部分或全部对乘客或驾驶员可见的情况下，外壳102可包括风格或美观元件以使外壳的外观与相邻表面融合或协调。例如，外壳102可包括实木或合成木、真皮或合成皮、或者一种或多种有光泽或无光泽涂层。在一些实施方案中，外壳102可包括伪装膜或其它选择性透射的膜。
投影模块110可为能够投射图像光的任何合适的投影模块。例如，投影模块110可包括一个或多个光源以及液晶光选通元件。在这些实施方案中，液晶光选通元件可为透射性的，作为传统LCD投影，或者可为反射性的，作为LCoS(硅上液晶)投影系统。
在一些实施方案中，投影模块110可为或可包括直接成像光源，诸如有机发光二极管(OLED)显示器。可视情况使用其它投影模块和光源类型；例如，可使用利用数字微镜装置(DLP投影仪)或偏振分束器的投影仪。
投影模块可包括任何合适的部件并且可具有任何合适的特征。例如，根据本申请，投影模块可消耗不同水平的功率并产生一定水平的光强度。投影模块可具有任何合适的对比率和亮度。投影模块可生成任何合适的波长或波长组合或任何白点，但来自投影仪的光中的至少一些光应当在可见光谱内。出于本说明书的目的，可认为可见光谱为400nm至720nm。为了便于在图1中展示，未示出诸如电力布线、输出透镜光学器件以及在一些实施方案中冷却风扇或流体循环散热器的部件。
投影模块具有图像射投方向，图像光沿着该图像射投方向被投射。在图1的图示中，穿过偏振光112和阻挡偏振光114两者沿着图像射投方向行进。在一些实施方案中，如图所示，投影模块生成两种正交偏振的光(或非偏振光，该非偏振光总体上将包括具有每种正交偏振的近似相等分量的随机偏振混合)。在一些实施方案中，这些为正交线性偏振态。在一些实施方案中，这些为左旋和右旋圆形偏振。在一些实施方案中，投影模块可生成仅一种偏振的光。如在考虑整个车辆投影组件之后将变得显而易见的，在这些实施方案中，光中的至少一些光应为阻挡偏振光，因为这是基本上穿过出口光阑130的唯一光。
在图1的图示中，穿过偏振光112和阻挡偏振光114两者入射在选择性反射偏振元件120上。选择性反射偏振元件120基本上反射阻挡偏振光114，同时基本上透射穿过偏振光112。另外，选择性反射偏振元件120基本上透射两种偏振的近红外光谱光(例如，介于800nm和1400nm之间、或甚至800nm至2500nm之间的光)。出于本说明书的目的，可认为近红外光谱为800nm至2500nm。根据本申请，所谓基本上反射以及基本上透射可意味着相关光的至少50％经历这种效应。在一些实施方案中，相关光的至少70％经历这种效应。在一些实施方案中，相关光的至少90％经历这种效应。在一些实施方案中，相关光的至少95％或99％经历这种效应。测量应当在45度入射下进行，从而对s偏振光和p偏振光两者取平均。在一些实施方案中，反射偏振器被定位成使得穿过态光为p偏振并且阻挡态光为s偏振，这可使可见和近红外波长的穿过态光的透射最大化。
选择性反射偏振元件120可为提供期望光学性能的任何合适的材料。例如，选择性反射偏振元件可为或可包括线栅偏振器或胆甾型反射偏振器。在一些实施方案中，选择性反射偏振元件120可包括多层光学膜，或更具体地多层反射偏振器。在一些实施方案中，选择性反射偏振元件120可包括多层反射偏振器和反射镜。在一些实施方案中，反射镜可为冷反射镜(反射可见光，但透射红外光)。在一些实施方案中，冷反射镜可为多层光学冷反射镜。在一些实施方案中，这些部分可经由光学透明粘合剂或其它合适的粘结方法或工艺层合在一起。
多层光学膜，即至少部分地通过具有不同折射率的微层的布置提供期望的透射和/或反射特性的膜是已知的。众所周知，此类多层光学膜通过在真空室中将一系列无机材料以光学薄层(“微层”)的形式沉积于基材上而制成。无机多层光学膜描述在教科书中，例如H.A.Macleod，薄膜滤光器，第二版，麦克米伦出版公司(1986年)(H.A.Macleod,Thin-Film Optical Filters,2nd Ed.,Macmillan Publishing Co.(1986))和A.Thelan，光学干涉滤波器的设计，麦格劳希尔公司(1989年)(A.Thelan,Design of Optical InterferenceFilters,McGraw-Hill,Inc.(1989))。
也已通过共挤出交替的聚合物层展示多层光学膜。参见例如美国专利3,610,729(Rogers)、4,446,305(Rogers等人)、4,540,623(Im等人)、5,448,404(Schrenk等人)以及5,882,774(Jonza等人)。在这些种聚合物多层光学膜中，聚合物材料主要或专门用于各个层的制备中。此类膜适合高产量制造工艺，并且可制成大型片材和卷材。
多层光学膜包括具有不同折射率特征的各个微层，使得一些光在相邻微层之间的界面处被反射。微层是足够薄的，使得在多个界面处反射的光经受相长干涉或相消干涉作用，以便赋予多层光学膜期望的反射或透射特性。对于被设计成反射处于紫外波长、可见波长或近红外波长的光的多层光学膜，每个微层通常具有小于约1μm的光学厚度(物理厚度乘以折射率)。也可包括更厚的层，诸如在多层光学膜的外表面处的表层，或设置在多层光学膜内、分离微层的连贯分组(在本文称为“层组”)的保护性边界层(PBL)。
对于偏振应用，例如对于反射偏振器，光学层中的至少一些光学层是使用双折射聚合物形成的，其中聚合物的折射率沿着聚合物的正交笛卡尔轴具有不同值。通常，双折射聚合物微层具有由层平面的法线(z轴)定义的正交笛卡尔轴，其中x轴和y轴位于层平面内。双折射聚合物也可用于非偏振应用中。
在一些情况下，微层具有对应于1/4波长叠堆的厚度和折射率值，即布置于光学重复单元或单元格中，每个光学重复单元或单元格具有相等光学厚度的两个相邻微层(f-比＝50％)，此类光学重复单元通过相长干涉有效地反射光，被反射光的波长λ是光学重复单元的总体光学厚度的两倍。其它层布置也是已知的，诸如具有f-比不同于50％的双微层光学重复单元的多层光学膜，或光学重复单元包括多于两个微层的膜。可以配置这些光学重复单元设计以减少或增加某些更高阶反射。参见例如美国专利5,360,659(Arends等人)和5,103,337(Schrenk等人)。沿着膜厚度轴(例如z轴)的厚度梯度可用于提供加宽的反射谱带，诸如在人的整个可视区域内延伸并进入近红外区的反射谱带，使得当谱带在斜入射角处转移到较短波长时，微层叠堆继续在整个可见光谱内反射。通过调整厚度梯度来锐化谱带边缘(即高反射与高透射之间的波长过渡)在美国专利6,157,490(Wheatley等人)中有所讨论。
多层光学膜以及相关设计和构造的另外细节在美国专利5,882,774(Jonza等人)和6,531,230(Weber等人)、PCT公布WO 95/17303(Ouderkirk等人)和WO 99/39224(Ouderkirk等人)、以及标题为“多层聚合物反射镜中的巨大双折射光学器件”，科学，第287卷，2000年3月(Weber等人)(“Giant Birefringent Optics in Multilayer PolymerMirrors”,Science,Vol.287,March 2000(Weber et al.))的公布中有所讨论。多层光学膜和相关制品可包括针对其光学特性、机械特性和/或化学特性而选择的附加层和涂层。使用可UV固化的丙烯酸酯粘合剂或其它合适的材料可以将多层光学膜附接到机械增强层。此类增强层可包含诸如PET或聚碳酸酯的聚合物，并且也可包括例如通过使用小珠或棱镜提供诸如光漫射或光准直的光学功能的结构化表面。附加层和涂层也可包括诸如硬质涂膜的抗刮涂层、抗撕裂层和硬化剂。参见例如美国专利6,368,699(Gilbert等人)。用于制备多层光学膜的方法和装置在美国专利6,783,349(Neavin等人)中有所讨论。
多层光学膜的反射特性和透射特性取决于各自微层的折射率以及微层的厚度和厚度分布。每个微层(至少在膜的局部位置处)可以通过平面内折射率nx、ny以及与膜的厚度轴相关联的折射率nz来表征。这些折射率分别表示主题材料对于沿着相互正交的x轴、y轴和z轴偏振的光的折射率。为便于在本专利申请中说明，除非另外指明，否则假设x轴、y轴和z轴为适用于多层光学膜上任何感兴趣点的局部笛卡尔坐标，其中微层平行于x-y平面延伸，并且其中x轴在膜平面内取向以最大化Δnx的量值。因此，Δny的量值可以等于或小于(但不大于)Δnx的量值。此外，选择哪个材料层(以开始计算差值Δnx、Δny、Δnz)由需要Δnx为非负值来决定。换句话说，形成界面的两层之间的折射率差值为Δnj＝n1j-n2j，其中j＝x、y或z，并且其中选择层标号1、2，使得n1x≥n2x，即Δnx≥0。
在实践中，折射率是通过审慎的材料选择和加工条件来控制的。多层膜通过以下制备：将大量(例如数十或数百)层的两种交替的聚合物A、聚合物B共挤出，通常接着将多层挤出物穿过一个或多个倍增模头，并且然后对挤出物进行拉伸或者以其它方式对挤出物进行取向以形成最终的膜。所得膜通常由数百个单独的微层构成，这些微层的厚度和折射率被调整以在一个或多个期望光谱区域(诸如可见光区或近红外光区)中提供一个或多个反射谱带。为了在适当层数下获得高反射率，相邻微层通常表现出对于沿着x轴偏振的光为至少0.05的折射率差值(Δnx)。在一些实施方案中，选择材料，使得对于沿着x轴偏振的光的折射率差值在进行取向之后尽可能高。如果期望对两种正交偏振的高反射率，那么也可以将相邻微层制成表现出对于沿着y轴偏振的光为至少0.05的折射率差值(Δny)。
除其它事项之外，以上引用的‘774(Jonza等人)专利描述了对于沿着z轴偏振的光可如何调整相邻微层之间的折射率差值(Δnz)以实现对斜入射光的p偏振分量的期望反射率特性。为了保持处于斜入射角的p偏振光的高反射率，可将微层之间的z轴折射率失配Δnz控制成基本上小于平面内折射率差值Δnx的最大值，使得Δnz≤0.5*Δnx，或Δnz≤0.25*Δnx。量值为零或几乎为零的z轴折射率失配产生了微层之间的这样的界面，该界面对p偏振光的反射率为作为入射角的函数的常数或几乎为常数。此外，可将z轴折射率失配Δnz控制成具有相比于平面内折射率差值Δnx相反的极性，即Δnz<0。该条件会产生其反射率对于p偏振光随入射角增加而增大的界面，对于s偏振光的情形也一样。
选择性反射偏振元件120还可包括延迟层。延迟层可为半波延迟层、四分之一波延迟层、八分之一波延迟层，或对可见光谱的至少一部分具有任何其它延迟性的延迟层。在一些实施方案中，选择性反射偏振元件120可包括紫外光吸收剂。这些紫外吸收剂可分布在整个微层中，可仅在某些微层中，或可仅在某些非光学表层或保护性边界层中。在一些实施方案中，选择性反射偏振元件120包括受阻胺光稳定剂。在一些实施方案中，选择性反射偏振元件120为至少部分弯曲的。
在一些实施方案中，选择性反射偏振元件120在光学上光滑可能是重要的。尤其是因为选择性反射偏振元件反射至少一些图像光，所以重要的是选择性反射偏振元件的表面粗糙度不能太大以扭曲或降低图像质量。基于可见波长，在一些实施方案中，选择性反射偏振元件的平均表面粗糙度(均方根)小于200nm。在一些实施方案中，平均表面粗糙度小于100nm。在一些实施方案中，平均表面粗糙度小于50nm或甚至小于25nm。具体地，已发现针对0.67mm乘0.50mm的区域扫描具有大于250nm的峰-谷(PV)范围、或大于50nm的均方根(RMS)值、或大于40nm的Ra粗糙度的层合制品的光滑度值在视觉外观上是令人讨厌的。因此，在一些实施方案中，为了获得可接受的视觉质量，层合制品的光滑度必须具有优于(低于)250nm的PV、和小于50nm的RMS以及小于40nm的Ra的光滑度。在其它实施方案中，为了获得可接受的视觉外观，层合制品的光滑度必须具有优于200nm的PV、和小于35nm的RMS以及小于30nm的Ra的光滑度。可例如通过仔细选择层合粘合剂、压力、辊类型以及其它工艺、处理和材料考虑来管理光滑度。
在一些实施方案中，出于类似的原因(即，为了保持反射图像的保真度)，可能期望选择性反射偏振元件具有低雾度。在一些实施方案中，可接受的低雾度可小于10％的雾度(如通过雾度计测量；例如，购自德国韦塞尔的毕克-加特纳公司(BYK-Gardner,Wesel,Germany)的HAZE-GARDPLUS雾度计)。在一些实施方案中，低雾度可意味着小于5％的雾度、小于2％的雾度或甚至小于1％的雾度。需注意，在一些实施方案中，由于反射光的雾度是最重要的，因此相关的雾度值可仅针对膜的面向投影仪模块的一侧。
对于穿过偏振光112，它基本上透射穿过选择性反射偏振元件120，并且接着入射在光吸收元件140上。光吸收元件140可为外壳102的一部分或连接至外壳102。事实上，光吸收元件可与外壳102同时形成或由与外壳102相同的材料形成。在一些实施方案中，光吸收元件140为光吸收材料。光吸收元件140应吸收至少在近红外光谱处的光。在一些实施方案中，光吸收元件140包括一个或多个散热器或散热层。在一些实施方案中，光吸收元件140包括防反射层。
对于阻挡偏振光114，它基本上反射到穿过出口光阑130的光路上。这由从选择性反射偏振元件120行进穿过出口光阑130的反射图像光122表示。需注意，在该图示中，选择性反射偏振元件120相对于图像射投方向被设置成处于近似45度角，使得从投影模块到出口光阑的光路的两个部分近似正交。根据车辆投影组件100的设计、总体形状和大小，其它设计和几何形状是可用的并且对于技术人员而言将是显而易见的。在一些实施方案中，反射图像光122可在被选择性反射偏振元件120反射之后穿过一个或多个光学元件。例如，设置在膜或其它基材(聚合物、玻璃等)中的紫外光吸收元件或者延迟器(诸如半波或四分之一波延迟器，或具有任何其它延迟性的延迟器)可设置在来自选择性反射偏振元件和出口光阑的光路中。为了简化展示，图1中未示出这些任选的配置和元件。
出口光阑130设置在外壳102中并且可为任何合适的基本上透明的光阑。出口光阑130可由透明材料形成，而不是简单地为气隙，以防止灰尘进入并积聚在车辆投影组件内。在一些实施方案中，出口光阑130具有大于90％、大于95％或甚至大于99％的透射率。在一些实施方案中，由于折射率介质的变化，因此出口光阑130不具有除了菲涅耳反射率之外的反射率。在一些实施方案中，出口光阑130为聚碳酸酯透镜。在一些实施方案中，出口光阑130为丙烯酸类透镜。在一些实施方案中，出口光阑130为环烯烃透镜。
由于车辆投影组件通常设置在用于户外旅行的车辆内，因此在至少一些环境条件下，出口光阑130必然传递一些阳光132。阳光132是总体阳光光谱的一部分，但对敏感光学部件和电子器件可能特别有害。具体地，被该光辐照可将部件加热至超过其故障点，从而劣化、损坏或甚至破坏车辆投影组件的功能。然而，在目前描述的车辆投影组件中，阳光132入射在选择性反射偏振元件120上并且使其所有偏振基本上透射。接着，阳光132入射在光吸收元件140上并且被吸收。因此，极少阳光132入射在投影模块上。这可通过保持投影模块更冷而显著改善车辆投影组件内的热管理。在一些实施方案中，由选择性反射偏振元件120透射的阳光132入射在传感器上，该传感器用于检测或管理环境条件，并且针对投影模块提供例如呈亮度或对比度修改的形式的反馈或针对诸如气候控制的无关车辆系统提供反馈。
该配置的另一个优点是在出口光阑处不需要反射膜。用于车辆投影仪组件的热管理的典型解决方案是在出口光阑透镜上提供反射膜或反射偏振器膜。因为难以层合光学膜或提供反射涂层而不引入光学粗糙度或缺陷，因此图像质量由于穿过部分透射的膜而劣化。另外，因为反射膜或反射偏振器膜是部分反射的，因此来自环境的光可反射离开出口光阑透镜，并且在车辆的挡风玻璃上提供“杂光—”分散反射光。因为本文所述的配置允许出口光阑为基本上非反射的，所以供环境光反射回到挡风玻璃上的看似合理的或实用的光路很少。
图2为车辆投影组件的示意性俯视平面图。车辆投影组件200包括外壳202、发射穿过偏振光212和阻挡偏振光214两者的投影模块210、反射反射图像光222的选择性反射偏振元件220、阳光232、光吸收元件240以及自由形式反射镜250。
图2与图1类似，不同的是图2还包括自由形式反射镜250。自由形式反射镜250可在车辆投影组件200中使用，以便放大反射图像光222。因此，自由形式反射镜250可为凸形的、弯曲的或以其它方式非平面的。自由形式反射镜可为或可包括任何合适的反射表面，包括多层光学反射器、蒸汽涂覆聚合物或玻璃反射镜以及抛光金属表面。在一些实施方案中，自由形式反射镜250可包括光学元件，诸如紫外光吸收剂、受阻胺光稳定剂或延迟器。注意，在图2中，阻挡偏振光214被重定向的光学路径包括两个部分；入射在自由形式反射镜250上的第一部分以及穿过出口光阑的下一部分，在图2的配置中，出口光阑可被认为是在离开页面方向上处于自由形式反射镜的正“上方”。再次重申，可基于应用和设计考虑来选择和配置具体几何结构，这在没有显著不同的光学性能或功能的情况下应是可能的。
除非另外指明，否则针对附图中元件的描述应被理解为同样应用于其它附图中的对应元件。本发明不应被视为限于上述具体实施例和实施方案，因为详细描述此类实施方案是为了便于说明本发明的各个方面。相反，本发明应被理解为涵盖本发明的所有方面，包括落在由所附权利要求书及其等同物所限定的本发明的范围内的各种修改、等同工艺和替代装置。
实施例
商业材料：
(1)线栅偏振器，从Nippon Seiki平视显示器(HUD)(购自日本长冈的日本精机有限公司(Nippon Seiki Co.,Ltd.,Nagaoka,Japan))得到的商业实施例。该元件透射来自显示引擎或图片生成单元(PGU)的光。
(2)冷反射镜，从Nippon Seiki HUD(购自日本长冈的日本精机有限公司(NipponSeiki Co.,Ltd.,Nagaoka,Japan))得到的商业实施例。该元件反射来自显示引擎(PGU)的光。
(3)3M DBEF-Qv2-PC，购自3M公司(明尼苏达州圣保罗)(3M Company(St.Paul,MN))。DBEF-Qv2为反射偏振器型多层膜。针对HUD应用，将DBEF-Qv2层合到聚碳酸酯(PC)防尘盖，并且可将其用作出口光阑的一部分以充当半反射镜：(1)透射来自LCD-PGU的偏振光并且(2)反射随机偏振光的一部分。这将称为DBEF-PC。
(4)3M APF T50，色中性反射偏振膜，购自3M公司(明尼苏达州圣保罗)(3MCompany(St.Paul,MN))。
层合物光滑度测试方法和结果：
通过使用具有购自Zygo公司(宾夕法尼亚州伯温)(Zygo Corporation(Berwyn,PA))的商业干涉仪系统的5X物镜从玻璃/膜层合物的膜侧进行测量来最佳地表征层合制品的光滑度。以0.67mm乘0.50mm的面积块扫描表面，该仪器允许获得标准表面粗糙度特征，诸如峰-谷(PV)、均方根(RMS)和Ra。对具有视觉上良好外观和视觉上不良外观以及图3所示的统计信息的样品进行这些测量。在层合之后，标记为#1的样品具有视觉上良好质量，而标记为#2的样品为视觉上不可接受的。
实施例对比：
理想的热管理系统使从PGU到观察者的光效率最大化，同时使劣化阳光辐射对PGU的影响最小化。
针对HUD应用中的热管理，评估若干实施例：
比较例1：Nippon Seiki线栅偏振器(透射PGU光)。图4中示出了针对该实施例的阻挡态光的透射光谱。
比较例2：Nippon Seiki冷反射镜(反射PGU光)。图5中示出了针对该实施例的反射光谱。
比较例3：3M DBEF-PC(透射PGU光)。图6中示出了针对该实施例的透射光谱。
实施例1：APF T50(反射PGU光)。图7中示出了针对该实施例的反射光谱。
为了评估对HUD阳光热增益的影响，基于ASTM E903-12计算到PGU上的阳光透射率。评估若干配置，包括具体的比较例以及它们的组合：
(1)线栅偏振器
(2)施加至PC盖板透镜上的吸收偏振器
(3)DBEF-PC
(4)冷反射镜
(5)线栅+冷反射镜
(6)吸收偏振器+冷反射镜
(7)DBEF PC+冷反射镜
(8)APF冷反射镜实施例
将与阳光热增益成比例的每种配置的阳光透射率汇总如下：
表1：根据ASTM E903-12确定的到PGU的阳光透射率
除了阳光透射率之外，还确定来自PGU的偏振光的透射率。优化的实施例将具有低的阳光透射率，并且传递高百分比的来自PGU的偏振可见光。
表2：来自PGU的偏振光透射率
图8所示的最终图表汇总了实施例和比较例的性能。它针对线栅偏振器(比较例1)、冷反射镜(比较例2)、DBEF-PC(比较例3)和APF冷反射镜(实施例1)将到PGU的阳光透射率与PGU光离开该系统的透射率进行比较。
以下为根据本公开的示例性实施方案：
项目1.一种车辆投影组件，该车辆投影组件包括：
非透射的外壳，该外壳包围外壳腔体；
投影模块，该投影模块设置在该外壳腔体内、具有图像射投方向；
透射出口光阑，该出口光阑设置在该外壳中；和
选择性反射偏振元件，该选择性反射偏振元件设置在该外壳腔体内并且沿着该图像射投方向与该投影模块间隔开；
其中该选择性反射偏振元件被对准成使得沿着该图像射投方向入射在该选择性反射偏振元件上的至少一些光被重定向至穿过该出口光阑的光路；
其中该选择性反射偏振元件基本上反射具有一种偏振态的光，但基本上透射第二正交偏振的光；并且
其中该选择性反射偏振元件在近红外光谱处基本上透射两种偏振的光。
项目2.根据项目1所述的车辆投影组件，该车辆投影组件还包括光吸收元件，该光吸收元件设置在该外壳腔体内、比该选择性反射偏振元件更远离该投影模块并且比该选择性反射偏振元件更远离该出口光阑，其中由该选择性反射偏振元件透射的光入射在该光吸收元件上。
项目3.根据项目2所述的车辆投影组件，其中该光吸收元件为该外壳的一部分。
项目4.根据项目1所述的车辆投影组件，其中该选择性反射偏振元件包括多层光学膜。
项目5.根据项目4所述的车辆投影组件，其中该多层光学膜包括紫外光吸收元件。
项目6.根据项目1所述的车辆投影组件，其中该多层光学膜包括受阻胺光稳定剂。
项目7.根据项目1所述的车辆投影组件，其中该投影模块包括有机发光二极管显示器。
项目8.根据项目1所述的车辆投影组件，其中该投影模块包括光源和液晶选通元件。
项目9.根据项目8所述的车辆投影组件，其中该液晶选通元件为硅上液晶元件。
项目10.根据项目8所述的车辆投影组件，其中该液晶选通元件为液晶面板。
项目11.根据项目1所述的车辆投影组件，其中该投影模块包括数字微镜装置。
项目12.根据项目1所述的车辆投影组件，其中该投影模块包括至少一个偏振分束器。
项目13.根据项目8所述的车辆投影组件，其中该光源为偏振光源。
项目14.根据项目8所述的车辆投影组件，其中该投影模块为偏振投影模块，并且由该偏振投影模块产生的该图像主要为由该选择性反射偏振元件反射的具有该一种偏振态的光。
项目15.根据项目1所述的车辆投影组件，其中穿过该出口光阑的该光路包括至少两个正交分部。
项目16.根据项目1所述的车辆投影组件，该车辆投影组件还包括反射器，该反射器被设置成使得穿过该出口光阑的该光路包括离开反射器的反射。
项目17.根据项目16所述的车辆投影组件，其中该反射器为非平面反射器。
项目18.根据项目17所述的车辆投影组件，其中该反射器为放大反射器。
项目19.根据项目16所述的车辆投影组件，其中该反射器为光学上光滑的。
项目20.根据项目1所述的车辆投影组件，其中该选择性反射偏振元件为光学上光滑的。
项目21.根据项目1所述的车辆投影组件，其中该选择性反射偏振元件包括延迟器。
项目22.根据项目21所述的车辆投影组件，其中该选择性反射偏振元件包括用于可见光谱的至少一部分的四分之一波延迟器。
项目23.根据项目21所述的车辆投影组件，其中该选择性反射偏振元件包括用于整个可见光谱的四分之一波延迟器。
项目24.根据项目21所述的车辆投影组件，其中该选择性反射偏振元件包括用于该可见光谱的至少一部分的八分之一波延迟器。
项目25.根据项目21所述的车辆投影组件，其中该选择性反射偏振元件包括用于该整个可见光谱的八分之一波延迟器。
项目26.根据项目21所述的车辆投影组件，其中该选择性反射偏振元件包括用于该可见光谱的至少一部分的半波延迟器。
项目27.根据项目21所述的车辆投影组件，其中该选择性反射偏振元件包括用于该整个可见光谱的半波延迟器。
项目28.根据项目1所述的车辆投影组件，其中该出口光阑包括盖板透镜，并且其中该盖板透镜不具有除了菲涅耳反射率之外的反射率。
项目29.根据项目1所述的车辆投影组件，其中该盖板透镜包括聚碳酸酯透镜。
项目30.根据项目1所述的车辆投影组件，该车辆投影组件还包括沿着穿过该出口光阑的该光路设置的紫外光吸收元件。
项目31.根据项目1所述的车辆投影组件，其中该选择性反射偏振元件包括线栅反射偏振器。
项目32.根据项目1所述的车辆投影组件，其中该选择性反射偏振元件包括胆甾型反射偏振器。
项目33.根据项目1所述的车辆投影组件，其中该选择性反射偏振元件包括冷反射镜。
项目34.根据项目1所述的车辆投影组件，其中该选择性反射偏振元件包括多层反射偏振器和多层冷反射镜。
项目35.根据项目34所述的车辆投影组件，其中该多层反射偏振器和该多层冷反射镜用粘合剂层合。

Claims (11)

1.一种车辆投影组件，所述车辆投影组件包括：
非透射的外壳，所述外壳包围外壳腔体；
投影模块，所述投影模块设置在所述外壳腔体内、具有图像射投方向；
透射出口光阑，所述出口光阑设置在所述外壳中；和
选择性反射偏振元件，所述选择性反射偏振元件设置在所述外壳腔体内并且沿着所述图像射投方向与所述投影模块间隔开，所述选择性反射偏振元件包括多层光学膜，所述多层光学膜中的至少一些层包括双折射聚合物；
其中所述选择性反射偏振元件被对准成使得沿着所述图像射投方向入射在所述选择性反射偏振元件上的至少一些光被重定向至穿过所述出口光阑的光路；
其中在可见光光谱，所述选择性反射偏振元件基本上反射具有一种偏振态的光，但基本上透射第二正交偏振的光；
其中所述选择性反射偏振元件在近红外光谱处基本上透射两种偏振的光，并且
阳光入射在所述选择性反射偏振元件上，并且所述选择性反射偏振元件使入射阳光中除了可见光之外的光的所有偏振透射，
其中所述车辆投影组件还包括光吸收元件，所述光吸收元件设置在所述外壳腔体内、比所述选择性反射偏振元件更远离所述投影模块并且比所述选择性反射偏振元件更远离所述出口光阑，其中由所述选择性反射偏振元件透射的光入射在所述光吸收元件上，其中所述光吸收元件吸收至少在所述近红外光谱处的光。
2.根据权利要求1所述的车辆投影组件，其中所述光吸收元件为所述外壳的一部分。
3.根据权利要求1所述的车辆投影组件，其中穿过所述出口光阑的所述光路包括至少两个正交分部。
4.根据权利要求1所述的车辆投影组件，所述车辆投影组件还包括反射器，所述反射器被设置成使得穿过所述出口光阑的所述光路包括离开反射器的反射。
5.根据权利要求4所述的车辆投影组件，其中所述反射器为非平面反射器。
6.根据权利要求5所述的车辆投影组件，其中所述反射器为放大反射器。
7.根据权利要求1所述的车辆投影组件，其中所述选择性反射偏振元件为光学上光滑的。
8.根据权利要求1所述的车辆投影组件，其中所述选择性反射偏振元件包括延迟器。
9.根据权利要求1所述的车辆投影组件，其中所述出口光阑包括盖板透镜，并且其中所述盖板透镜不具有除了菲涅耳反射率之外的反射率。
10.根据权利要求1所述的车辆投影组件，其中所述选择性反射偏振元件包括冷反射镜。
11.根据权利要求1所述的车辆投影组件，其中所述选择性反射偏振元件包括多层反射偏振器和多层冷反射镜。
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