JP2023524805A - 乗物用ディスプレイシステム - Google Patents

Abstract

ディスプレイシステムは、第１の偏光状態と、青色、緑色、及び赤色半値全幅（ＦＷＨＭ）をそれぞれ有する実質的に異なる青色、緑色、及び赤色発光スペクトルと、を有する偏光光を放出するように構成されたディスプレイパネルを含む。ディスプレイシステムは、偏光画像光を第１の反射偏光画像光として反射するように構成された反射偏光子を含む。実質的な垂直入射光について、かつ第１の偏光状態について、反射偏光子は、青色ＦＷＨＭ及び赤色ＦＷＨＭのそれぞれにわたって約６０％を超える反射率を有し、青色発光スペクトルのＦＷＨＭと緑色発光スペクトルのＦＷＨＭとの間の少なくとも第１の波長について、及び緑色発光スペクトルのＦＷＨＭと赤色発光スペクトルのＦＷＨＭとの間の少なくとも第２の波長について、少なくとも約５０％の透過率を有する。

Description

本開示は、概して、乗物内で使用されるディスプレイシステムに関し、特に、乗物の乗客が見るための仮想画像を形成及び表示するためのディスプレイシステムに関する。

ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）は、乗物内で、乗客が乗物の周囲から目を逸らす必要なく、乗物のフロントガラスを介して見ることのできる情報を乗客に提示するために使用される。ＨＵＤは、自動車などの乗物の安全機能としての使用が増加しつつある。典型的なＨＵＤは、ディスプレイと、ディスプレイから放出された光を反射して乗客に向けるためのいくつかのミラーと、を含む。

第１の態様では、本開示は、乗物の乗客に仮想画像を表示するためのディスプレイシステムを提供する。ディスプレイシステムは、ディスプレイパネル、反射偏光子、及びミラーを含む。ディスプレイパネルは、第１の偏光状態と、青色、緑色、及び赤色半値全幅（ＦＷＨＭ）をそれぞれ有する実質的に異なる青色、緑色、及び赤色発光スペクトルと、を有する偏光画像光を放出するように構成されている。反射偏光子は、偏光画像光を受けて、第１の反射偏光画像光として反射するように構成されている。反射偏光子は、青色、緑色、及び赤色ＦＷＨＭをそれぞれ有する実質的に異なる青色、緑色、及び赤色反射帯域を有する反射スペクトルを有する。ミラーは、第１の反射偏光画像光を受けて、第２の反射偏光画像光として、乗物のフロントガラスに向かって反射するように構成されており、実質的な垂直入射光について、第１の偏光状態について、反射偏光子が、青色、緑色、及び赤色反射帯域の各ＦＷＨＭ内の少なくとも１つの波長について入射光の少なくとも約６０％を反射する。更に、第１の偏光状態について、反射偏光子が、青色反射帯域のＦＷＨＭと緑色反射帯域のＦＷＨＭとの間、及び青色発光スペクトルのＦＷＨＭと緑色発光スペクトルのＦＷＨＭとの間の少なくとも１つの同じ第１の波長について、並びに緑色反射帯域のＦＷＨＭと赤色反射帯域のＦＷＨＭとの間、及び緑色発光スペクトルのＦＷＨＭと赤色発光スペクトルのＦＷＨＭとの間の少なくとも１つの同じ第２の波長について、入射光の少なくとも約５０％を透過する。直交する第２の偏光状態について、反射偏光子は、青色反射帯域のＦＷＨＭ、赤色反射帯域のＦＷＨＭ内、及び青色発光スペクトルのＦＷＨＭ、赤色発光スペクトルのＦＷＨＭ内の各波長について、並びに青色反射帯域のＦＷＨＭと赤色反射帯域のＦＷＨＭとの間、及び青色発光スペクトルのＦＷＨＭと赤色発光スペクトルのＦＷＨＭとの間の各波長について、入射光の少なくとも約６０％を透過する。更に、少なくとも第１の偏光状態について、ミラーが、青色、緑色、及び赤色発光スペクトルのＦＷＨＭ内の各波長について、入射光の少なくとも約７０％を反射する。

第２の態様では、本開示は、乗物の乗客に仮想画像を表示するためのディスプレイシステムを提供する。ディスプレイシステムは、ディスプレイパネル及び反射偏光子を含む。ディスプレイパネルは、第１の偏光状態と、青色、緑色、及び赤色半値全幅（ＦＷＨＭ）をそれぞれ有する実質的に異なる青色、緑色、及び赤色発光スペクトルと、を有する偏光光を放出するように構成されている。反射偏光子は、偏光画像光を受けて、第１の反射偏光画像光として反射するように構成されており、第１の反射偏光画像光は、乗物の少なくともフロントガラスでの反射後に観察者に向かって反射されるように構成されており、実質的な垂直入射光について、反射偏光子は、第１の偏光状態について、青色ＦＷＨＭ及び赤色ＦＷＨＭのそれぞれにわたって約６０％を超える平均全反射率を有し、第１の偏光状態について、緑色ＦＷＨＭにわたって約３０％未満の平均全反射率を有する。反射偏光子は、青色発光スペクトルのＦＷＨＭと緑色発光スペクトルのＦＷＨＭとの間の少なくとも第１の波長について、及び緑色発光スペクトルのＦＷＨＭと赤色発光スペクトルのＦＷＨＭとの間の少なくとも第２の波長について、第１の偏光状態について、少なくとも約５０％の透過率を更に有する。反射偏光子は、直交する第２の偏光状態について、少なくとも青色ＦＷＨＭ、緑色ＦＷＨＭ、及び赤色ＦＷＨＭのそれぞれを含む可視波長範囲にわたって約７０％を超える平均全透過率を更に有する。

以下の図と共に以下の「発明を実施するための形態」を検討することで、本明細書に開示する例示的実施形態は、より完全に理解することができる。図は、必ずしも原寸に比例して描かれているとは限らない。図面で使用されている同様の番号は同様の構成要素を示す。しかし、所与の図内で構成要素を示すための番号の使用は、同じ番号で示されている別の図内の構成要素を限定することを意図していないことが理解されよう。

フロントガラスを有する乗物の一例の概略側面図である。 本開示の一実施形態によるディスプレイシステムの概略図である。 図２のディスプレイシステムのディスプレイパネルの概略図である。 本開示の一実施形態によるディスプレイシステムの反射偏光子の詳細な概略図である。 本開示の一実施形態によるディスプレイシステムの反射偏光子の概略図である。 本開示の一実施形態によるディスプレイシステムのミラーの概略図である。 本開示の別の実施形態によるティスプレイシステムの反射偏光子の概略図である。 本開示の別の実施形態によるディスプレイシステムのミラーの概略図である。 本開示の一実施形態による反射偏光子の透過率対波長を示すグラフである。 本開示の別の実施形態による反射偏光子の透過率対波長を示すグラフである。

以下の説明では、説明の一部を構成し、様々な実施形態が実例として示される、添付の図面が参照される。本開示の範囲又は趣旨から逸脱することなく、他の実施形態が想定され、実施され得ることを理解されたい。したがって、以下の発明を実施するための形態は、限定的な意味では解釈されない。

本開示は、乗物の乗客が見るための仮想画像を形成及び表示するためのディスプレイシステムに関する。ディスプレイシステムは、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）であり得る。ディスプレイシステムは、航空機、船舶、又は陸上乗物（自動車、トラック、及びオートバイなどモータービークルを含む）などの様々な乗物に使用され得る。

ディスプレイシステムは、ディスプレイパネル及び反射偏光子を含む。ディスプレイシステムは、ミラーを更に含み得る。ディスプレイパネルは、第１の偏光状態と、青色、緑色、及び赤色半値全幅（ＦＷＨＭ）をそれぞれ有する実質的に異なる青色、緑色、及び赤色発光スペクトルと、を有する偏光画像光を放出する。反射偏光子は、偏光画像光を受けて、第１の反射偏光画像光として反射する。

反射偏光子は、青色、緑色、及び赤色ＦＷＨＭをそれぞれ有する実質的に異なる青色、緑色、及び赤色反射帯域を有する反射スペクトルを有する。ミラーは、第１の反射偏光画像光を受けて、第２の反射偏光画像として、乗物のフロントガラスに向かって反射し、実質的な垂直入射光について、第１の偏光状態について、反射偏光子が、青色、緑色、及び赤色反射帯域の各ＦＷＨＭ内の少なくとも１つの波長について入射光の少なくとも約６０％を反射する。更に、第１の偏光状態について、反射偏光子が、青色反射帯域のＦＷＨＭと緑色反射帯域のＦＷＨＭとの間、及び青色発光スペクトルのＦＷＨＭと緑色発光スペクトルのＦＷＨＭとの間の少なくとも１つの同じ第１の波長について、並びに緑色反射帯域のＦＷＨＭと赤色反射帯域のＦＷＨＭとの間、及び緑色発光スペクトルのＦＷＨＭと赤色発光スペクトルのＦＷＨＭとの間の少なくとも１つの同じ第２の波長について、入射光の少なくとも約５０％を透過する。直交する第２の偏光状態ついて、反射偏光子は、青色反射帯域のＦＷＨＭ、赤色反射帯域のＦＷＨＭ内、及び青色発光スペクトルのＦＷＨＭ、赤色発光スペクトルのＦＷＨＭ内の各波長について、並びに青色反射帯域のＦＷＨＭと赤色反射帯域のＦＷＨＭとの間、及び青色発光スペクトルのＦＷＨＭと赤色発光スペクトルのＦＷＨＭとの間の各波長について、入射光の少なくとも約６０％を透過する。更に、少なくとも第１の偏光状態について、ミラーが、青色、緑色、及び赤色発光スペクトルのＦＷＨＭ内の各波長について、入射光の少なくとも約７０％を反射する。

従来のディスプレイシステム又はＨＵＤのディスプレイパネルに入射する太陽光は、ディスプレイパネルを加熱することにより熱管理の問題を引き起こすことがある。場合によっては、可視波長範囲内の太陽光を反射する一方で、太陽光の一部をヒートシンクに通すコールドミラーがＨＵＤに使用される。しかしながら、コールドミラーは一般に広帯域ミラーである。かなりの量の太陽エネルギーが可視波長範囲内にあるため、コールドミラーは依然として大量の太陽エネルギーをディスプレイパネルに向けて反射する。

本開示の反射偏光子は、ディスプレイパネルの発光スペクトルに基づいて選択される複数の反射帯域を含み得、反射偏光子は、発光スペクトルの外側の波長について、第１の偏光状態の入射光の大部分を透過する。反射偏光子はまた、第２の偏光状態の入射光を実質的に透過し得る。発光スペクトルの外側の波長について、第１の偏光状態の入射光は、外部源（例えば、太陽光）からのものであり得、仮想画像を生成するためには使用されない。第２の偏光状態の入射光もまた、外部源からのものであり得る。入射光の、反射偏光子によって透過された部分は、ディスプレイパネルによって受光されない場合がある。したがって、反射偏光子は、外部源からの入射光によるディスプレイパネルの加熱を軽減し得る。

反射偏光子は、第１の偏光状態について、かつ、青色、緑色、及び赤色反射帯域の各ＦＷＨＭ内の波長について、入射光を実質的に反射し得る。反射偏光子は、第１の偏光状態について、かつ、青色反射帯域のＦＷＨＭと緑色反射帯域のＦＷＨＭとの間の波長、及び青色発光スペクトルのＦＷＨＭと緑色発光スペクトルのＦＷＨＭとの間の波長について、入射光を実質的に透過し得る。反射偏光子は、更に、第１の偏光状態について、かつ、緑色反射帯域のＦＷＨＭと赤色反射帯域のＦＷＨＭとの間の波長、及び緑色発光スペクトルのＦＷＨＭと赤色発光スペクトルのＦＷＨＭとの間の波長について、入射光を実質的に透過し得る。したがって、反射偏光子は、ディスプレイパネルの熱管理を改善することができる。

更に、反射偏光子は、第２の偏光状態について、入射光を実質的に透過し、それによってディスプレイパネルの熱管理を更に改善することができる。

ここで図を参照すると、図１は、本開示の例示的な実施形態を実装し得る例示的な乗物１０の側面図を概略的に示す。乗物１０は、路面上で運行され得るどのような通行可能乗物を含んでもよく、乗用車、バス、オートバイ、オフロード乗物、及びトラックを含むが、それらに限定されない。いくつかの他の実施形態では、乗物１０はまた、水上乗物及び航空機を含んでもよい。乗物１０は、フロントガラス５０を含む。フロントガラス５０は、多種多様な透明部材のいずれを含んでもよく、一体型又は積層型であり得、平坦であっても又は湾曲（単純曲率又は複合曲率）していてもよく、無色透明であっても又は着色されていてもよく、集束特性を有し得（例えば、ゴーグル又は他のアイウェアの場合）、従来の任意のガラス及び／又はプラスチックで構成され得る。いくつかの事例では、フロントガラス５０は、互いに反対を向いた２つの表面を有するガラス又は他の透明材料のシートを含んでもよい。

図２は、仮想画像１２を乗物１０（図１に示す）の乗客１１に表示するためのディスプレイシステム３００を示す。ディスプレイシステム３００は、ディスプレイパネル２０及び反射偏光子３０を含む。図２の図示された実施形態では、ディスプレイシステム３００は、ミラー４０を更に含む。いくつかの実施形態では、ディスプレイシステム３００は、ＨＵＤである。ディスプレイシステム３００は、乗物１０の乗客１１に対して情報を表示する。乗客１１は、乗物１０の運転者であってもよい。ディスプレイシステム３００は、表示された情報を見るために運転者が運転中にフロントガラス５０から目を逸らさなくてもよいように、情報を運転者の視野内に表示する。本開示に開示される乗物１０のディスプレイシステム３００は、地図関連情報、ナビゲーション指示、あるタイプの警告又は警報、自動運転支援情報、乗物の速度、燃料レベル、エンジン温度、通信イベント、及び、その他の関連情報などの、どのようなタイプの情報でも乗物１０のフロントガラス５０に表示するように構成されていてもよいが、それらに限定されない。乗物１０のフロントガラス５０上のそのような情報の表示はまた、デジタルゲージ、テキストボックス、アニメーション画像、又は他の任意のグラフィック表現など任意の形式で表現されてもよいが、それらに限定されない。更に、乗物１０のディスプレイシステム３００はまた、乗物１０を取り囲む物理的環境をリアルタイム情報を使用して拡張する、拡張現実グラフィック要素を提示してもよい。

ディスプレイパネル２０は、エレクトロルミネッセンスパネル、白熱光源若しくは燐光光源、陰極管（ＣＲＴ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レンズ、コリメータ、反射器、及び／又は偏光子などの様々な要素を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ディスプレイパネル２０は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイパネルを含んでもよい。いくつかの他の実施形態では、ディスプレイパネル２０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルを含んでもよい。仮想画像１２は、実質的に単色、多色、狭帯域、又は広帯域であってもよいが、好ましくは、可視スペクトルの少なくとも一部と重なる。更に、ディスプレイパネル２０はまた、異なる場所又は高さにいる乗客１１に対応できるように、仮想画像１２の角度及び／又は位置を変更するための可倒式ミラー又は変位手段などの機構を含んでもよい。

図１、図２、及び図７を参照すると、ディスプレイパネル２０は、第１の偏光状態と、青色ＦＷＨＭ Ｗｂ、緑色ＦＷＨＭ Ｗｇ、赤色ＦＷＨＭ Ｗｒをそれぞれ有する実質的に異なる青色スペクトル２２ｂ、緑色スペクトル２２ｇ、赤色発光スペクトル２２ｒと、を有する偏光画像光２１を放出するように構成されている。

反射偏光子３０は、偏光画像光２１を受けて、第１の反射偏光画像光２２として反射するように構成されている。反射偏光子３０は、複数のノッチ又は帯域を有するノッチ反射偏光子であり得る。反射偏光子３０は、第１の偏光状態について反射スペクトル３１ｘを有する。反射スペクトル３１ｘは、青色ＦＷＨＭ３２ｂ、緑色ＦＷＨＭ３２ｇ、赤色ＦＷＨＭ３２ｒをそれぞれ有する実質的に異なる青色反射帯域Ｒｂ、緑色反射帯域Ｒｇ、赤色反射帯域Ｒｒを有する。反射偏光子３０は、第１の偏光状態に直交する第２の偏光状態について反射スペクトル３１ｙを有する。いくつかの他の実施形態では、第１の偏光状態はＰ偏光状態であり、一方で、第２の偏光状態はＳ偏光状態である。いくつかの他の実施形態では、第１の偏光状態はＳ偏光状態であり、一方で、第２の偏光状態はＰ偏光状態である。

第１の反射偏光画像光２２は、乗物１０の少なくともフロントガラス５０での反射後に乗客１１に向かって反射されるように構成されている。いくつかの実施形態では、フロントガラス５０は、第２の反射偏光画像光２３を受けて、その５％～４０％を第３の反射偏光画像光２７として乗物１０の乗客１１に向かって反射するように構成されている。図２の図示された実施形態では、ミラー４０は、第１の反射偏光画像光２２を受けて、第２の反射偏光画像２３として乗物１０のフロントガラス５０に向かって反射するように構成されている。

図３は、図２に示すディスプレイシステム３００のディスプレイパネル２０の概略図を示す。ディスプレイパネル２０は、複数の青色ピクセル２６ｂ、緑色ピクセル２６ｇ、及び赤色ピクセル２６ｒを含む。複数の青色ピクセル２６ｂ、緑色ピクセル２６ｇ、及び赤色ピクセル２６ｒは、第１の偏光状態を有する偏光画像光２１を放出するように構成されている。複数の青色ピクセル２６ｂ、緑色ピクセル２６ｇ、及び赤色ピクセル２６ｒによって放出された光は、それぞれ、青色発光スペクトル２２ｂ、緑色発光スペクトル２２ｇ、及び赤色発光スペクトル２２ｒを有する（図７に示す）。

図４は、本開示の一実施形態による反射偏光子３０の詳細な概略図を示す。反射偏光子３０は、互いに直交するｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸を画定している。ｘ軸及びｙ軸は反射偏光子３０の面内軸であり、一方で、ｚ軸は反射偏光子３０の厚さに沿って配置された横軸である。言い換えれば、ｘ軸及びｙ軸は、反射偏光子３０の平面に沿って配置されており、一方で、ｚ軸は、反射偏光子３０の平面に対して垂直である。第１の偏光状態は、ｘ軸に沿って画定され、一方で、第２の偏光状態は、ｙ軸に沿って画定される。

図４に示されるように、反射偏光子３０は、複数の交互の第１のポリマー層３３及び第２のポリマー層３４を含む。いくつかの実施形態では、複数の交互の第１のポリマー層３３及び第２のポリマー層３４は、合計で少なくとも４０個に達する。いくつかの他の実施形態では、複数の交互の第１のポリマー層３３及び第２のポリマー層３４は、合計で少なくとも５０個に達する。

いくつかの実施形態では、交互の第１のポリマー層３３及び第２のポリマー層３４のそれぞれは、約３５０ｎｍ未満の平均厚さを有する。いくつかの実施形態では、交互の第１のポリマー層３３及び第２のポリマー層３４のそれぞれは、約４００ｎｍ未満又は約５００ｎｍ未満の平均厚さを有する。

図５Ａは、本開示の一実施形態による反射偏光子３０の概略図を示す。いくつかの実施形態では、反射偏光子３０は湾曲している。図２、図５Ａ、及び図７を参照すると、実質的な垂直入射光６０について、第１の偏光状態について、反射偏光子３０は、青色反射帯域ＲｂのＦＷＨＭ３２ｂ、緑色反射帯域ＲｇのＦＷＨＭ３２ｇ、及び赤色反射帯域ＲｒのＦＷＨＭ３２ｒのそれぞれの内の少なくとも１つの波長２４ｂ、２４ｇ、２４ｒについて、入射光６０の少なくとも約６０％を反射する。波長２４ｂ、２４ｇ、２４ｒは、それぞれ、青色反射帯域ＲｂのＦＷＨＭ３２ｂ、緑色反射帯域ＲｇのＦＷＨＭ３２ｇ、及び赤色反射帯域ＲｒのＦＷＨＭ３２ｒ内にある。したがって、反射偏光子３０は、青色反射帯域Ｒｂの青色ＦＷＨＭ３２ｂ内の少なくとも１つの波長２４ｂについて、入射光６０の少なくとも６０％を反射する。反射偏光子３０は、緑色反射帯域Ｒｇの緑色ＦＷＨＭ３２ｇ内の少なくとも１つの波長２４ｇについて、入射光６０の少なくとも６０％を更に反射する。反射偏光子３０は、赤色反射帯域Ｒｒの赤色ＦＷＨＭ３２ｒ内の少なくとも１つの波長２４ｒについて、入射光６０の少なくとも６０％を更に反射する。いくつかの実施形態では、反射偏光子３０は、青色反射帯域ＲｂのＦＷＨＭ３２ｂ、緑色反射帯域ＲｇのＦＷＨＭ３２ｇ、及び赤色反射帯域ＲｒのＦＷＨＭ３２ｒのそれぞれの内の少なくとも１つの波長２４ｂ、２４ｇ、２４ｒについて、入射光６０の少なくとも約７０％、少なくとも約７５％、少なくとも約８０％、又は少なくとも約８５％を反射する。

いくつかの実施形態では、実質的な垂直入射光６０について、反射偏光子３０は、第１の偏光状態について、青色ＦＷＨＭ３２ｂ及び赤色ＦＷＨＭ３２ｒのそれぞれにわたって約６０％を超える平均全反射率を有し、第１の偏光状態について、緑色ＦＷＨＭ３２ｇにわたって約３０％未満の平均全反射率を有する。

いくつかの実施形態では、実質的な垂直入射光６０について、第１の偏光状態について、反射偏光子３０が、青色反射帯域ＲｂのＦＷＨＭ３２ｂと緑色反射帯域ＲｇのＦＷＨＭ３２ｇとの間、及び青色発光スペクトル２２ｂのＦＷＨＭ Ｗｂと緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇとの間の少なくとも１つの同じ第１の波長２５ｂｇについて、並びに緑色反射帯域ＲｇのＦＷＨＭ３２ｇと赤色反射帯域ＲｒのＦＷＨＭ３２ｒとの間、及び緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇと赤色発光スペクトル２２ｒのＦＷＨＭ Ｗｒとの間の少なくとも１つの同じ第２の波長２５ｇｒについて、入射光６０の少なくとも約５０％を透過する。第１の波長２５ｂｇは、青色反射帯域ＲｂのＦＷＨＭ３２ｂと緑色反射帯域ＲｇのＦＷＨＭ３２ｇとの間、かつ、青色発光スペクトル２２ｂのＦＷＨＭ Ｗｂと緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇとの間にある。第２の波長２５ｇｒは、緑色反射帯域ＲｇのＦＷＨＭ３２ｇと赤色反射帯域ＲｒのＦＷＨＭ３２ｒとの間、かつ、緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇと赤色発光スペクトル２２ｒのＦＷＨＭ Ｗｒとの間にある。いくつかの実施形態では、反射偏光子３０は、青色反射帯域ＲｂのＦＷＨＭ３２ｂと緑色反射帯域ＲｇのＦＷＨＭ３２ｇとの間、及び青色発光スペクトル２２ｂのＦＷＨＭ Ｗｂと緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇとの間の少なくとも１つの同じ第１の波長２５ｂｇについて、並びに緑色反射帯域ＲｇのＦＷＨＭ３２ｇと赤色反射帯域ＲｒのＦＷＨＭ３２ｒとの間、及び緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇと赤色発光スペクトル２２ｒのＦＷＨＭ Ｗｒとの間の少なくとも１つの同じ第２の波長２５ｇｒについて、入射光６０の少なくとも約５５％、少なくとも約６０％、又は少なくとも約６５％を透過する。

いくつかの実施形態では、実質的な垂直入射光６０について、反射偏光子３０は、青色発光スペクトル２２ｂのＦＷＨＭ Ｗｂと緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇとの間の少なくとも第１の波長２５ｂｇについて、及び緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇと赤色発光スペクトル２２ｒのＦＷＨＭ Ｗｒとの間の少なくとも第２の波長２５ｇｒについて、第１の偏光状態について、少なくとも約５０％の透過率を有する。いくつかの実施形態では、実質的な垂直入射光６０について、反射偏光子３０は、青色発光スペクトル２２ｂのＦＷＨＭ Ｗｂと緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇとの間の少なくとも第１の波長２５ｂｇについて、及び緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇと赤色発光スペクトル２２ｒのＦＷＨＭ Ｗｒとの間の少なくとも第２の波長２５ｇｒについて、第１の偏光状態について、少なくとも約５５％、少なくとも約６０％、又は少なくとも約６５％の透過率を有する。

第２の偏光状態について、反射偏光子３０は、青色反射帯域ＲｂのＦＷＨＭ３２ｂ、赤色反射帯域ＲｒのＦＷＨＭ３２ｒ、及び青色発光スペクトル２２ｂのＦＷＨＭ Ｗｂ、赤色発光スペクトル２２ｒのＦＷＨＭ Ｗｒ内の各波長について、並びにそれらの間の各波長について、入射光６０の少なくとも約６０％を透過する。言い換えれば、反射偏光子３０は、青色反射帯域ＲｂのＦＷＨＭ３２ｂ及び赤色反射帯域ＲｒのＦＷＨＭ３２ｒ内の各波長について、更にＦＷＨＭ３２ｂとＦＷＨＭ３２ｒとの間の各波長について、入射光６０の少なくとも約６０％の透過率を透過する。反射偏光子３０は、発光スペクトル２２ｂのＦＷＨＭ Ｗｂ及び発光スペクトル２２ｒのＦＷＨＭ Ｗｒ内の各波長について、更にＦＷＨＭ ＷｂとＦＷＨＭ Ｗｒとの間の各波長について、入射光６０の少なくとも約６０％を更に透過する。いくつかの実施形態では、第２の偏光状態について、反射偏光子３０は、約４００ナノメートル（ｎｍ）～約７００ｎｍの可視波長範囲内の各波長について、入射光６０の少なくとも約６０％を透過し得る。

いくつかの実施形態では、第２の偏光状態について、反射偏光子３０は、青色反射帯域ＲｂのＦＷＨＭ３２ｂ、赤色反射帯域ＲｒのＦＷＨＭ３２ｒ、及び青色発光スペクトル２２ｂのＦＷＨＭ Ｗｂ、赤色発光スペクトル２２ｒのＦＷＨＭ Ｗｒ内の各波長について、並びにそれらの間の各波長について、入射光６０の少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、又は少なくとも約８５％を透過する。

いくつかの実施形態では、実質的な垂直入射光６０について、第２の偏光状態について、反射偏光子３０は、青色ＦＷＨＭ３２ｂ、緑色ＦＷＨＭ３２ｇ、及び赤色ＦＷＨＭ３２ｒを含む可視波長範囲にわたって約７０％を超える平均全透過率を有する。

反射偏光子３０は、第１の偏光状態について、青色反射帯域ＲｂのＦＷＨＭ３２ｂ、緑色反射帯域ＲｇのＦＷＨＭ３２ｇ、赤色反射帯域ＲｒのＦＷＨＭ３２ｒのそれぞれの内の波長について、入射光を実質的に反射し得る（例えば、入射光の少なくとも６０％）。反射偏光子３０は、第１の偏光状態について、青色反射帯域ＲｂのＦＷＨＭ３２ｂと緑色反射帯域ＲｇのＦＷＨＭ３２ｇとの間の波長について、更に、青色発光スペクトル２２ｂのＦＷＨＭ Ｗｂと緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇとの間の波長について、入射光を実質的に透過し得る（例えば、入射光の少なくとも５０％）。反射偏光子３０は、更に、第１の偏光状態について、緑色反射帯域ＲｇのＦＷＨＭ３２ｇと赤色反射帯域ＲｒのＦＷＨＭ３２ｒとの間の波長について、更に、緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇと赤色発光スペクトル２２ｒのＦＷＨＭ Ｗｒとの間の波長について、入射光を実質的に透過し得る（例えば、入射光の少なくとも５０％）。したがって、反射偏光子は、ディスプレイパネル２０の熱管理を改善することができる。

加えて、反射偏光子３０は、第２の偏光状態について、入射光を実質的に透過し（入射光の少なくとも６０％）、それによって、ディスプレイパネル２０の熱管理を更に改善することができる。

加えて、反射偏光子３０は、第２の偏光状態を有する入射光６０を実質的に透過し、それによって、ディスプレイパネル２０の熱管理を更に改善する。

図５Ｂは、本開示の一実施形態によるミラー４０の概略図を示す。いくつかの実施形態では、ミラー４０は湾曲している。ここで図２、図５Ｂ、及び図７を参照すると、実質的な垂直入射光６１について、少なくとも第１の偏光状態について、ミラー４０は、青色発光スペクトル２２ｂのＦＷＨＭ Ｗｂ、緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇ、及び赤色発光スペクトル２２ｒのＦＷＨＭ Ｗｒ内の各波長について、入射光６１の少なくとも約７０％を反射する。言い換えれば、少なくとも第１の偏光状態について、ミラー４０は、青色ＦＷＨＭ Ｗｂ、緑色ＦＷＨＭ Ｗｇ、及び赤色ＦＷＨＭ Ｗｒ内の各波長について、入射光６１の少なくとも約７０％を反射する。

いくつかの実施形態では、実質的な垂直入射光６１について、少なくとも第１の偏光状態について、ミラー４０は、青色発光スペクトル２２ｂのＦＷＨＭ Ｗｂ、緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇ、及び赤色発光スペクトル２２ｒのＦＷＨＭ Ｗｒ内の各波長について、入射光６１の少なくとも約８０％、又は少なくとも約９０％を反射する。

いくつかの実施形態では、第１及び第２の偏光状態のそれぞれについて、ミラー４０は、青色反射帯域ＲｂのＦＷＨＭ３２ｂ、赤色反射帯域ＲｒのＦＷＨＭ３２ｒ、及び青色発光スペクトル２２ｂのＦＷＨＭ Ｗｂ、赤色発光スペクトル２２ｒのＦＷＨＭ Ｗｒ内の各波長について、並びにそれらの間の各波長について、入射光６１の少なくとも約７０％を反射する。言い換えれば、第１及び第２の偏光状態のそれぞれについて、ミラー４０は、それぞれ青色反射帯域ＲｂのＦＷＨＭ３２ｂ及び赤色反射帯域ＲｒのＦＷＨＭ３２ｒ内の各波長について、更にＦＷＨＭ３２ｂとＦＷＨＭ３２ｒとの間の各波長について、入射光６１の少なくとも約７０％を反射する。第１及び第２の偏光状態のそれぞれについて、ミラー４０は、発光スペクトル２２ｂのＦＷＨＭ Ｗｂ及び発光スペクトル２２ｒのＦＷＨＭ Ｗｒ内の各波長について、更にＦＷＨＭ ＷｂとＦＷＨＭ Ｗｒとの間の各波長について、入射光６１の少なくとも約７０％を更に反射する。

いくつかの実施形態では、第１及び第２の偏光状態のそれぞれについて、ミラー４０は、青色反射帯域ＲｂのＦＷＨＭ３２ｂ、赤色反射帯域ＲｒのＦＷＨＭ３２ｒ、及び青色発光スペクトル２２ｂのＦＷＨＭ Ｗｂ、赤色発光スペクトル２２ｒのＦＷＨＭ Ｗｒ内の各波長について、並びにそれらの間の各波長について、入射光６１の少なくとも約８０％、又は少なくとも約９０％を反射する。

いくつかの実施形態では、第１及び第２の偏光状態のそれぞれについて、ミラー４０は、約４００ｎｍ～約７００ｎｍの可視波長範囲内の各波長について、入射光６１の少なくとも約７０％を反射し得る。

図６Ａは、湾曲した反射偏光子３０’の概略図を示す。湾曲した反射偏光子３０’は、凹状であってもよい。いくつかの他の実施形態では、湾曲した反射偏光子３０’は、凸状であってもよい。

図６Ｂは、湾曲したミラー４０’の概略図を示す。湾曲したミラー４０’は、凹状あってもよい。いくつかの他の実施形態では、湾曲したミラー４０’は、凸状であってもよい。

いくつかの実施形態では、ディスプレイシステム３００（図２に示す）は、湾曲した反射偏光子３０’及び湾曲したミラー４０’のうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態では、ディスプレイシステム３００は、湾曲した反射偏光子３０’を含む。別の実施形態では、ディスプレイシステム３００は、湾曲したミラー４０’を含む。いくつかの他の例では、ディスプレイシステム３００は、湾曲した反射偏光子３０’及び湾曲したミラー４０’の両方を含む。

図７及び図８は、反射偏光子３０（図２に示す）についての、入射光６０（図５Ａに示す）の透過率の波長による変化を示すグラフ７００、８００を示す。波長は、可視波長範囲にわたってナノメートル（ｎｍ）で表される。透過率は、左縦座標において透過率パーセンテージとして表され、反射率は、右縦座標において反射率パーセンテージとして表される。反射率は、透過率と相補的であり、すなわち、反射率＝（１００－透過率）である。グラフ７００、８００は、第１の偏光状態についての反射偏光子３０の反射スペクトル３１ｘ、及び第２の偏光状態についての反射偏光子３０の反射スペクトル３１ｙを示す。第１の偏光状態についての反射スペクトル３１ｘは、青色ＦＷＨＭ３２ｂ、緑色ＦＷＨＭ３２ｇ、及び赤色ＦＷＨＭ３２ｒをそれぞれ有する青色反射帯域Ｒｂ、緑色反射帯域Ｒｇ、及び赤色反射帯域Ｒｒを含む。

グラフ７００、８００は、ディスプレイパネル２０（図２に示す）によって放出される偏光画像光２１の、青色ＦＷＨＭ Ｗｂ、緑色ＦＷＨＭ Ｗｇ、及び赤色ＦＷＨＭ Ｗｒをそれぞれ有する青色発光スペクトル２２ｂ、緑色発光スペクトル２２ｇ、及びの赤色発光スペクトル２２ｒを更に示す。任意の好適なエネルギー単位を使用して、グラフ７００、８００においてディスプレイパネル２０の発光スペクトルを示すことができる。

グラフ７００、８００は、青色反射帯域Ｒｂの青色ＦＷＨＭ３２ｂ内の波長２４ｂ、緑色反射帯域Ｒｇの緑色ＦＷＨＭ３２ｇ内の波長２４ｇ、及び赤色反射帯域Ｒｒの赤色ＦＷＨＭ３２ｒ内の波長２４ｒを示す。

グラフ７００、８００は、第１の波長２５ｂｇ及び第２の波長２５ｇｒを更に示す。第１の波長２５ｂｇは、青色反射帯域ＲｂのＦＷＨＭ３２ｂと緑色反射帯域ＲｇのＦＷＨＭ３２ｇとの間、かつ、青色発光スペクトル２２ｂのＦＷＨＭ Ｗｂと緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇとの間にある。第２の波長２５ｇｒは、緑色反射帯域ＲｇのＦＷＨＭ３２ｇと赤色反射帯域ＲｒのＦＷＨＭ３２ｒとの間、かつ、緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇと赤色発光スペクトル２２ｒのＦＷＨＭ Ｗｒとの間にある。

いくつかの実施形態では、青色発光スペクトル２２ｂのＦＷＨＭ Ｗｂ及び赤色発光スペクトル２２ｒのＦＷＨＭ Ｗｒの少なくとも約４０％が、反射帯域Ｒｂの青色ＦＷＨＭ３２ｂ及び反射帯域Ｒｒの赤色ＦＷＨＭ３２ｒとそれぞれ重複している。いくつかの実施形態では、青色発光スペクトル２２ｂのＦＷＨＭ Ｗｂ及び赤色発光スペクトル２２ｒのＦＷＨＭ Ｗｒの少なくとも約５０％、少なくとも約６０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、又は少なくとも約９０％が、反射帯域Ｒｂの青色ＦＷＨＭ３２ｂ及び反射帯域Ｒｒの赤色ＦＷＨＭ３２ｒとそれぞれ重複している。

グラフ７００に示されるように、青色発光スペクトル２２ｂのＦＷＨＭ Ｗｂ及び赤色発光スペクトル２２ｒのＦＷＨＭ Ｗｒの少なくとも約８０％が、反射帯域Ｒｂの青色ＦＷＨＭ３２ｂ及び反射帯域Ｒｒの赤色ＦＷＨＭ、３２ｒとそれぞれ重複している。更に、いくつかの実施形態では、緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇの最大で約２０％が、緑色反射帯域Ｒｇの緑色ＦＷＨＭ３２ｇと重複している。いくつかの他の実施形態では、緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇの最大で約１０％が、緑色反射帯域Ｒｇの緑色ＦＷＨＭ３２ｇと重複している。

図７に示すように、反射偏光子３０の青色反射帯域Ｒｂ及び赤色反射帯域Ｒｒは、ディスプレイシステム３００のディスプレイパネル２０（図２に示す）の青色発光スペクトル２２ｂ及び赤色発光スペクトル２２ｇとそれぞれ実質的に整列し得る。しかしながら、緑色反射帯域Ｒｇは、緑色発光スペクトル２２ｇと整列しない場合がある。これにより、緑色発光スペクトル２２ｇの波長について、表示パネル２０に向けた、入射光６０の反射が更に低減され得る。これにより、ディスプレイパネル２０の熱管理を更に改善することができる。

図８を参照すると、青色発光スペクトル２２ｂのＦＷＨＭ Ｗｂ及び赤色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｒの少なくとも約４０％が、反射帯域Ｒｂの青色ＦＷＨＭ３２ｂ及び反射帯域Ｒｇの赤色ＦＷＨＭ３２ｇとそれぞれ重複している。

図８の図示された実施形態では、図７のグラフ７００と比較して、緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇと反射帯域Ｒｇの緑色ＦＷＨＭ３２ｇとの間で重複が増加している。いくつかの実施形態では、緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇの少なくとも約４０％が、緑色反射帯域Ｒｇの緑色ＦＷＨＭ３２ｇと重複している。いくつかの他の実施形態では、緑色発光スペクトル２２ｇのＦＷＨＭ Ｗｇの少なくとも約５０％、少なくとも約７０％、又は少なくとも約８０％が、緑色反射帯域Ｒｇの緑色ＦＷＨＭ３２ｇと重複している。更に、図７のグラフ７００と比較して、赤色発光スペクトル２２ｒのＦＷＨＭ Ｗｒと反射帯域Ｒｒの赤色ＦＷＨＭ３２ｒとの間で重複が減少している。

更に、図８に示すように、反射偏光子３０の青色反射帯域Ｒｂ、緑色反射帯域Ｒｇ、及び赤色反射帯域Ｒｒは、それぞれ、ディスプレイシステム３００のディスプレイパネル２０（図２に示す）の青色発光スペクトル２２ｂ、緑色発光スペクトル２２ｇ、赤色発光スペクトル２２ｒと、異なる程度で整列している。

別段の指示がない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される特徴サイズ、量及び物理的特性を表す全ての数は、用語「約」によって修飾されているものとして理解されるべきである。したがって、特に反対の指示がない限り、上記明細書及び添付の特許請求の範囲に記載されている数値パラメータは、本明細書で開示される教示を利用して当業者が得ようとする所望の特性に応じて変動し得る近似値である。

特定の実施形態が本明細書において図示及び説明されているが、図示及び記載されている特定の実施形態は、本開示の範囲を逸脱することなく、様々な代替的実施態様及び／又は等価の実施態様によって置き換えられ得ることが、当業者には理解されよう。本出願は、本明細書で論じられた特定の実施形態のいずれの適応例又は変形例も包含することが意図されている。したがって、本開示は、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ限定されることが意図されている。

Claims (10)

1. 仮想画像を乗物の乗客に表示するためのディスプレイシステムであって、
   第１の偏光状態と、青色、緑色、及び赤色半値全幅（ＦＷＨＭ）をそれぞれ有する実質的に異なる青色、緑色、及び赤色発光スペクトルと、を有する偏光画像光を放出するように構成されたディスプレイパネルと、
   前記偏光画像光を受けて、第１の反射偏光画像光として反射するように構成された反射偏光子であって、青色、緑色、及び赤色ＦＷＨＭをそれぞれ有する実質的に異なる青色、緑色、及び赤色反射帯域を含む反射スペクトルを有する反射偏光子と、
   前記第１の反射偏光画像光を受けて、第２の反射偏光画像光として、前記乗物のフロントガラスに向かって反射するように構成されたミラーと、
   を備え、実質的な垂直入射光について、
   前記第１の偏光状態について、前記反射偏光子が、前記青色反射帯域、前記緑色反射帯域、及び前記赤色反射帯域の各ＦＷＨＭ内の少なくとも１つの波長について前記入射光の少なくとも約６０％を反射し、
   前記第１の偏光状態について、前記反射偏光子が、前記青色反射帯域の前記ＦＷＨＭと前記緑色反射帯域の前記ＦＷＨＭとの間及び前記青色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭと前記緑色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭとの間の少なくとも１つの同じ第１の波長について、並びに前記緑色反射帯域の前記ＦＷＨＭと前記赤色反射帯域の前記ＦＷＨＭとの間及び前記緑色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭと前記赤色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭとの間の少なくとも１つの同じ第２の波長について、前記入射光の少なくとも約５０％を透過し、
   直交する第２の偏光状態について、前記反射偏光子が、前記青色反射帯域の前記ＦＷＨＭ、前記赤色反射帯域の前記ＦＷＨＭ内、及び前記青色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭ、前記赤色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭ内の各波長について、並びに前記青色反射帯域の前記ＦＷＨＭと前記赤色反射帯域の前記ＦＷＨＭとの間、及び前記青色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭと前記赤色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭとの間の各波長について、前記入射光の少なくとも約６０％を透過し、
   少なくとも前記第１の偏光状態について、前記ミラーが、前記青色発光スペクトル、前記緑色発光スペクトル、及び前記赤色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭ内の各波長について、前記入射光の少なくとも約７０％を反射する、
   ディスプレイシステム。
2. 前記ディスプレイパネルが、前記第１の偏光状態を有する前記偏光画像光を放出するように構成された複数の青色、緑色、及び赤色ピクセルを備え、前記青色、緑色、及び赤色ピクセルによって放出された光が、それぞれ、青色、緑色、及び赤色発光スペクトルを有する、請求項１に記載のディスプレイシステム。
3. 前記青色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭ及び前記赤色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭの少なくとも約４０％が、前記反射帯域の前記青色ＦＷＨＭ及び前記反射帯域の前記赤色ＦＷＨＭとそれぞれ重複している、請求項１に記載のディスプレイシステム。
4. 前記緑色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭの少なくとも約４０％が、前記反射帯域の前記緑色ＦＷＨＭと重複している、請求項１に記載のディスプレイシステム。
5. 前記緑色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭの最大で約２０％が、前記緑色反射帯域の前記緑色ＦＷＨＭと重複している、請求項１に記載のディスプレイシステム。
6. 前記ディスプレイパネルが、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイパネルを備える、請求項１に記載のディスプレイシステム。
7. 前記フロントガラスが、前記第２の反射偏光画像光を受けて、前記第２の反射偏光画像光の５％～４０％を第３の反射偏光画像光として前記乗物の前記乗客に向かって反射するように構成されている、請求項１に記載のディスプレイシステム。
8. 前記第１の偏光状態及び前記第２の偏光状態のそれぞれについて、前記ミラーが、前記青色反射帯域の前記ＦＷＨＭ、前記赤色反射帯域の前記ＦＷＨＭ内、及び前記青色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭ、前記赤色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭ内の各波長について、並びに前記青色反射帯域の前記ＦＷＨＭと前記赤色反射帯域の前記ＦＷＨＭとの間、及び前記青色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭと前記赤色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭとの間の各波長について、前記入射光の少なくとも約７０％を反射する、請求項１に記載のディスプレイシステム。
9. 前記反射偏光子が、合計で少なくとも４０個に達する複数の交互の第１のポリマー層及び第２のポリマー層を含み、前記第１のポリマー層及び前記第２のポリマー層のそれぞれが、約３５０ｎｍ未満の平均厚さを有する、請求項１に記載のディスプレイシステム。
10. 仮想画像を乗物の乗客に表示するためのディスプレイシステムであって、
    第１の偏光状態と、青色、緑色、及び赤色半値全幅（ＦＷＨＭ）をそれぞれ有する実質的に異なる青色、緑色、及び赤色発光スペクトルと、を有する偏光画像光を放出するように構成されたディスプレイパネルと、
    前記偏光画像光を受けて、第１の反射偏光画像光として反射するように構成された反射偏光子と、
    を備え、前記第１の反射偏光画像光が、前記乗物の少なくともフロントガラスでの反射後に観察者に向かって反射されるように構成されており、実質的な垂直入射光について、前記反射偏光子が、
    前記第１の偏光状態について、前記青色ＦＷＨＭ及び前記赤色ＦＷＨＭのそれぞれにわたって約６０％を超える平均全反射率を有し、前記第１の偏光状態について、前記緑色ＦＷＨＭにわたって約３０％未満の平均全反射率を有し、
    前記青色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭと前記緑色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭとの間の少なくとも第１の波長について、及び前記緑色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭと前記赤色発光スペクトルの前記ＦＷＨＭとの間の少なくとも第２の波長について、前記第１の偏光状態について、少なくとも約５０％の透過率を有し、
    直交する第２の偏光状態について、少なくとも前記青色ＦＷＨＭ、前記緑色ＦＷＨＭ、前記赤色ＦＷＨＭのそれぞれを含む可視波長範囲にわたって約７０％を超える平均全透過率を有する、
    ディスプレイシステム。

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