KR20190117597A - 차량 투영 조립체 - Google Patents

차량 투영 조립체 Download PDF

Info

Publication number
KR20190117597A
KR20190117597A KR1020197026275A KR20197026275A KR20190117597A KR 20190117597 A KR20190117597 A KR 20190117597A KR 1020197026275 A KR1020197026275 A KR 1020197026275A KR 20197026275 A KR20197026275 A KR 20197026275A KR 20190117597 A KR20190117597 A KR 20190117597A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
projection assembly
selective reflective
vehicle projection
polarization element
Prior art date
Application number
KR1020197026275A
Other languages
English (en)
Inventor
윌리엄 에프 에드몬즈
메튜 비 존슨
칼 에이 스토버
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 filed Critical 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Publication of KR20190117597A publication Critical patent/KR20190117597A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/23—Head-up displays [HUD]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/60—Instruments characterised by their location or relative disposition in or on vehicles
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • H04N5/7408—Direct viewing projectors, e.g. an image displayed on a video CRT or LCD display being projected on a screen
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3167—Modulator illumination systems for polarizing the light beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/20—Optical features of instruments
    • B60K2360/23—Optical features of instruments using reflectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/20—Optical features of instruments
    • B60K2360/33—Illumination features
    • B60K2360/334—Projection means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Arrangements Of Lighting Devices For Vehicle Interiors, Mounting And Supporting Thereof, Circuits Therefore (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)

Abstract

차량 투영 조립체가 기술된다. 특히, 투영 모듈 및 선택적 반사 편광 요소를 구비하는, 하우징 내의 차량 투영 조립체가 기술된다. 특별한 선택적 반사 편광 요소는 그러한 차량 투영 조립체를 위한 유리한 구성을 용이하게 할 수 있다.

Description

차량 투영 조립체
운전자 또는 승객에게 정보를 제공하기 위해 차량 내에 투영기(projector)가 배치되거나 또는 내장될 수 있다. 헤드업 디스플레이(head up display)는 투영기를 사용하여 운전자 또는 승객에게 보이는 정보를 전방 직립 헤드 위치에 표시할 수 있다. 차량 내에 배치된 투영 시스템은 태양 방사선 및 온도 변동을 포함하는 상당한 환경적 극한(extreme)을 받게 된다.
일 태양에서, 본 발명은 차량 투영 조립체(vehicle projection assembly)에 관한 것이다. 차량 투영 조립체는 하우징 공동(housing cavity)을 둘러싸는 비투과성 하우징; 이미지 투사 방향(image throw direction)을 갖는, 하우징 공동 내에 배치된 투영 모듈; 하우징 내에 배치된 투과성 출사 개구(exit aperture); 및 하우징 공동 내에 배치되고 이미지 투사 방향을 따라 투영 모듈로부터 이격된 선택적 반사 편광 요소를 포함한다. 선택적 반사 편광 요소는 이미지 투사 방향을 따라 선택적 반사 편광 요소 상에 입사하는 적어도 일부의 광이 출사 개구를 통과하는 광 경로로 방향전환되도록 정렬된다. 선택적 반사 편광 요소는 하나의 편광 상태의 광을 실질적으로 반사하지만 제2의 직교 편광의 광을 실질적으로 투과한다. 선택적 반사 편광 요소는 근적외선 스펙트럼에서의 양 편광의 광을 실질적으로 투과한다.
도 1은 차량 투영 조립체의 개략적인 측면도이다.
도 2는 차량 투영 조립체의 개략적인 평면도이다.
도 3은 2개의 적층된 샘플의 표면 거칠기를 나타내는 그래프이다.
도 4는 비교예 1의 퍼센트 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 5는 비교예 2의 퍼센트 반사율을 나타내는 그래프이다.
도 6은 비교예 3의 퍼센트 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 7은 예 1의 퍼센트 반사율을 나타내는 그래프이다.
도 8은 비교예들과 예의 성능 비교이다.
도 1은 차량 투영 조립체의 개략적인 측면도이다. 차량 투영 조립체(100)는 하우징(102), 통과 편광된 광(112) 및 차단 편광된 광(114) 둘 모두를 방출하는 투영 모듈(110), 반사 이미지 광(122)을 반사하는 선택적 반사 편광 요소(120), 출사 개구(130), 태양광(132) 및 광 흡수 요소(140)를 포함한다.
차량 투영 조립체(100)는 전반적으로 임의의 적절한 크기 및 형상일 수 있다. 일부 실시예들에서, 차량 투영 조립체(100)는 자동차의 대시보드 내에 장착되도록 설계된다. 차량 투영 조립체는 투영 조립체와 차량의 나머지 구성요소(component)들의 효율적인 합체를 제공하도록 설계될 수 있다.
특히, 하우징(102)은 차량의 대시보드 내에 제공되도록 임의의 적절한 3차원 형상 및 크기일 수 있다. 일부 실시예들에서, 차량 투영 조립체가 최소한의 현저한 특징(예를 들어, 운전자 또는 승객에게만 보이는 출사 개구)을 갖고서 포함되는 것을 가능하게 하는 것이 바람직할 수 있다. 하우징(102)은 차량 투영 조립체의 설치 및 아마도 제거 및 수리를 가능하게 하기 위한 리지(ridge), 잠금 특징부 또는 다른 기계 요소를 포함할 수 있다.
하우징(102)은 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하우징(102)은 중합체 재료로 형성된다. 예를 들어, 하우징(102)은 사출 성형될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하우징(102)은 불투명한 플라스틱이다. 일부 실시예들에서, 하우징(102)은 어두운 색상이거나 또는 다른 가시광 흡수 재료이다. 하우징(102)은 환경 안정성을 위해 선택될 수 있는데; 예를 들어 하우징(102)은 차량 대시보드 상에 또는 안에 존재하는 극단적인 환경 조건에 견디기 위해 높은 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 하우징(102)은 전체적인 차량 무게 및 효율에 도움이 되도록 탄소 섬유 재료, 경량 플라스틱(예를 들어, 유리 버블(bubble)을 포함하는 플라스틱) 또는 다른 경량 재료일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 특히 하우징(102)의 일부 또는 전부가 승객 또는 운전자에게 보일 수 있는 경우, 하우징(102)은 하우징의 외관을 인접 표면과 혼합하거나 조화시키기 위한 양식적 또는 심미적 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징(102)은 실제 또는 합성 목재, 실제 또는 합성 가죽 또는 하나 이상의 광택 또는 무광택 코팅을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하우징(102)은 위장(camouflage) 필름 또는 다른 선택적 투과성 필름을 포함할 수 있다.
투영 모듈(110)은 이미지 광을 투영할 수 있는 임의의 적절한 투영 모듈일 수 있다. 예를 들어, 투영 모듈(110)은 하나 이상의 광원 및 액정 광 게이팅 요소를 포함할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 액정 광 게이팅 요소는 전통적인 LCD 프로젝션과 같이 투과성일 수 있거나, 또는 LCoS(liquid crystal on silicon: 실리콘 상 액정) 투영 시스템과 같이 반사성일 수 있다.
일부 실시예들에서, 투영 모듈(110)은 유기 발광 다이오드(0LED) 디스플레이와 같은 직접 이미징 광원일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 다른 투영 모듈 및 광원 타입이 적절히 사용될 수 있는데, 예를 들어 디지털 마이크로미러 디바이스(DLP 투영기) 또는 편광 빔 분할기(splitter)를 이용하는 투영기가 사용될 수 있다.
투영 모듈은 임의의 적절한 구성요소를 포함할 수 있고, 임의의 적절한 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 투영 모듈은 응용에 따라 상이한 레벨의 전력을 소비하고 소정 레벨의 광 강도를 생성할 수 있다. 투영 모듈은 임의의 적절한 콘트라스트 비 및 휘도를 가질 수 있다. 투영 모듈은 임의의 적절한 파장 또는 파장들의 조합 또는 임의의 화이트 포인트(white point)를 생성할 수 있지만, 투영기로부터의 광 중 적어도 일부는 가시 스펙트럼 내에 있어야 한다. 이러한 설명을 위해, 가시 스펙트럼은 400 nm 내지 720 nm인 것으로 간주될 수 있다. 전력 와이어링, 출력 렌즈 광학기기, 및 일부 실시예들에서 냉각 팬 또는 유체 순환 히트 싱크(heat sink)와 같은 구성요소는 예시의 편의를 위해 도 1에 도시되지 않는다.
투영 모듈은 이미지 투사 방향(image throw direction)을 가지며, 이를 따라 이미지 광이 투영된다. 도 1의 예시에서, 통과 편광된 광(112) 및 차단 편광된 광(114) 둘 모두는 이미지 투사 방향을 따라 이동한다. 일부 실시예들에서, 도시된 바와 같이, 투영 모듈은 2개의 직교 편광의 광(또는 전반적으로 각각의 직교 편광의 대략 동일한 성분들을 포함하는 편광들의 무작위 혼합을 포함할 비편광된 광)을 생성한다. 일부 실시예들에서, 이들은 직교 선형 편광 상태들이다. 일부 실시예들에서, 이들은 좌측 및 우측 원형 편광들이다. 일부 실시예들에서, 단 하나의 편광의 광이 투영 모듈에 의해 생성될 수 있다. 전체 차량 투영 조립체를 고려한 후에 명백하게 되는 바와 같이, 이러한 실시예들에서는 광의 적어도 일부는 차단 편광된 광이어야 하는데, 이는 그것이 출사 개구(130)를 실질적으로 통과하는 유일한 광이기 때문이다.
도 1의 예시에서, 통과 편광된 광(112) 및 차단 편광된 광(114) 둘 모두는 선택적 반사 편광 요소(120) 상에 입사한다. 선택적 반사 편광 요소(120)는 차단 편광된 광(114)을 실질적으로 반사하는 반면, 통과 편광된 광(112)을 실질적으로 투과한다. 또한, 선택적 반사 편광 요소(120)는 편광 둘 모두의 근적외선 스펙트럼 광(예를 들어, 800 nm 내지 1400 nm 또는 심지어는 800 nm 내지 2500 nm의 광)을 실질적으로 투과한다. 이러한 설명을 위해, 근적외선 스펙트럼은 800 nm 내지 2500 nm인 것으로 간주될 수 있다. 응용에 따라, 실질적으로 반사하고 실질적으로 투과한다는 것은 관련 광의 50% 이상이 그러한 효과를 경험한다는 것을 의미할 수 있다. 일부 실시예들에서, 관련 광의 70% 이상이 그러한 효과를 경험한다. 일부 실시예들에서, 관련 광의 90% 이상이 그러한 효과를 경험한다. 일부 실시예들에서, 관련 광의 95% 또는 99% 이상이 그러한 효과를 경험한다. 측정은 45도의 입사각에서 수행되어야 하며, 이는 s 편광된 광 및 p 편광된 광 둘 모두에 걸쳐 평균된다. 일부 실시예들에서, 반사 편광기는 통과 상태 광이 p 편광되고 차단 상태 광이 s 편광되도록 배치되며, 이는 가시광 파장 및 근적외선 파장에 대한 통과 상태 광의 투과를 최대화할 수 있다.
선택적 반사 편광 요소(120)는 원하는 광학 성능을 제공하는 임의의 적절한 재료일 수 있다. 예를 들어, 선택적 반사 편광 요소는 와이어-그리드 편광기 또는 콜레스테릭(cholesteric) 반사 편광기일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 선택적 반사 편광 요소(120)는 다층 광학 필름 또는 더 구체적으로 다층 반사 편광기를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 선택적 반사 편광 요소(120)는 다층 반사 편광기 및 미러를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 미러는 (가시광을 반사하지만 적외선 광을 투과하는) 콜드 미러(cold mirror)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 콜드 미러는 다층 광학 콜드 미러일 수 있다. 일부 실시예들에서, 이들 부분은 광학적으로 투명한 접착제 또는 다른 적절한 접합 방법 또는 공정을 통해 함께 적층될 수 있다.
다층 광학 필름, 즉 상이한 굴절률의 미세층의 배열에 의해 적어도 부분적으로 바람직한 투과 및/또는 반사 특성을 제공하는 필름이 알려져 있다. 진공 챔버 내에서 기재 상에 광학적으로 얇은 층("미세층")으로 일련의 무기 재료를 침착시킴으로써 그러한 다층 광학 필름을 제조하는 것이 알려져 있다. 무기 다층 광학 필름은, 예를 들어 문헌[H. A. Macleod, Thin-Film Optical Filters, 2nd Ed., Macmillan Publishing Co. (1986) and by A. Thelan, Design of Optical Interference Filters, McGraw-Hill, Inc. (1989)]의 교재에 기술되어 있다.
다층 광학 필름은 또한 교번하는 중합체 층의 공압출에 의해 입증되었다. 예컨대, 미국 특허 제3,610,729호(로저스(Rogers)), 제4,446,305호(로저스 등), 제4,540,623호(임(Im) 등), 제5,448,404호(슈렝크(Schrenk) 등), 및 제5,882,774호(존자(Jonza) 등)를 참조한다. 이들 중합체 다층 광학 필름에서, 중합체 재료가 개별 층의 구성에 주로 또는 전적으로 사용된다. 그러한 필름은 대량 제조 공정에 적합하고 대형 시트(sheet) 및 롤(roll) 제품으로 제조될 수 있다.
다층 광학 필름은 일부 광이 인접한 미세층들 사이의 계면에서 반사되도록 상이한 굴절률 특성을 갖는 개별 미세층을 포함한다. 미세층은 다층 광학 필름에 원하는 반사 또는 투과 특성을 제공하기 위해 복수의 계면에서 반사된 광이 보강 또는 상쇄 간섭을 겪도록 충분히 얇다. 자외선, 가시광, 또는 근적외선 파장에서 광을 반사시키도록 설계된 다층 광학 필름의 경우, 각각의 미세층은 대체적으로 약 1 μm 미만의 광학 두께(즉, 물리적 두께에 굴절률을 곱한 것)를 갖는다. 다층 광학 필름의 외부 표면에 있는 스킨 층, 또는 미세층의 일관된(coherent) 그룹(본 명세서에서는 "패킷"으로 지칭됨)을 분리시키는 다층 광학 필름 내에 배치된 보호 경계층(PBL)과 같은 두꺼운 층이 포함될 수 있다.
편광 응용의 경우, 예컨대 반사 편광기의 경우, 광학 층 중 적어도 일부는 중합체의 굴절률이 중합체의 직교좌표축을 따라 상이한 값을 갖는 복굴절 중합체를 사용하여 형성된다. 일반적으로, 복굴절 중합체 미세층은 층 평면에 대한 법선(z-축)에 의해 정의되는 직교좌표축을 가지며, 여기서 x-축 및 y-축은 층 평면 내에 있다. 복굴절 중합체는 또한 비편광 응용에서 사용될 수 있다.
일부 경우에서, 미세층은 1/4 파장 적층물에 대응하는 두께 및 굴절률 값을 갖는데, 즉, 이들은 각각이 동일한 광학 두께(f-비 = 50%)의 2개의 인접한 미세층을 갖는 광학 반복 유닛 또는 유닛 셀 내에 배열되며, 그러한 광학 반복 유닛은 파장 λ가 광학 반복 유닛의 전체 광학 두께의 2배인 보강 간섭광에 의한 반사에 효과적이다. 다른 층 배열, 예컨대 그의 f-비가 50%와 상이한 2-미세층 광학 반복 유닛을 갖는 다층 광학 필름, 또는 그의 광학 반복 유닛이 2개 초과의 미세층을 포함하는 필름이 또한 알려져 있다. 이들 광학 반복 유닛 설계는 소정의 고차 반사(higher-order reflection)를 감소시키거나 증가시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제5,360,659호(아렌즈(Arends) 등) 및 제5,103,337호(슈렝크 등)를 참조한다. 사람의 가시 영역 전체에 걸쳐 그리고 근적외선 내로 연장되는 반사 대역과 같은 확장된 반사 대역을 제공하도록 필름의 두께 축(예를 들어, z-축)을 따른 두께 구배가 이용될 수 있어, 이 대역이 경사 입사각에서 보다 짧은 파장으로 이동될 때 미세층 적층물이 전체 가시 스펙트럼에 걸쳐 계속하여 반사하도록 한다. 대역 에지, 즉 고 반사와 고 투과 사이의 파장 전이를 선명하게 하도록 맞춰진 두께 구배가 미국 특허 제6,157,490호(휘틀리(Wheatley) 등)에 논의되어 있다.
다층 광학 필름 및 관련된 설계와 구조의 추가의 상세 사항이 미국 특허 제5,882,774호(존자 등) 및 제6,531,230호(웨버(Weber) 등), PCT 공개 WO 95/17303호(오더커크(Ouderkirk) 등) 및 WO 99/39224호(오더커크 등), 및 문헌["Giant Birefringent Optics in Multilayer Polymer Mirrors", Science, Vol. 287, March 2000 (Weber et al.)]에 논의되어 있다. 다층 광학 필름 및 관련된 물품은 그들의 광학적, 기계적, 및/또는 화학적 특성을 위해 선택되는 추가의 층 및 코팅을 포함할 수 있다. 다층 광학 필름은 UV-경화성 아크릴레이트 접착제 또는 다른 적합한 재료를 사용하여 기계적 강화 층에 부착될 수 있다. 그러한 강화 층은 PET 또는 폴리카르보네이트와 같은 중합체를 포함할 수 있고, 또한 예컨대 비드(bead) 또는 프리즘의 사용에 의해, 광 확산 또는 시준과 같은 광학 기능을 제공하는 구조화된 표면을 포함할 수 있다. 추가의 층 및 코팅은 또한 내스크래치성 층(scratch resistant layer), 예를 들어 하드코트, 내인열성 층(tear resistant layer), 및 경화제(stiffening agent)를 포함할 수 있다. 예컨대, 미국 특허 제6,368,699호(길버트(Gilbert) 등)를 참조한다. 다층 광학 필름을 제조하기 위한 방법 및 장치가 미국 특허 제6,783,349호(네빈(Neavin) 등)에 논의되어 있다.
다층 광학 필름의 반사 및 투과 특성은 각각의 미세층의 굴절률 및 미세층의 두께와 두께 분포의 함수이다. 각각의 미세층은 적어도 필름 내의 국소화된 위치에서, 평면내(in-plane) 굴절률 nx, ny, 및 필름의 두께 축과 연관된 굴절률 nz에 의해 특징지어질 수 있다. 이들 굴절률은 각각 상호 직교하는 x-축, y-축, 및 z-축을 따라 편광되는 광에 대한 당해 재료의 굴절률을 나타낸다. 본 특허 출원에서 설명의 용이함을 위해, 달리 특정되지 않는 한, x-축, y-축, 및 z-축은 다층 광학 필름 상의 관심대상의 임의의 지점에 적용가능한 국소 직교 좌표(local Cartesian coordinate)인 것으로 가정되며, 여기서 미세층은 x-y 평면에 평행하게 연장되고, x-축은 Δnx의 크기를 최대화하도록 필름의 평면 내에 배향된다. 따라서, Δny의 크기는 Δnx의 크기 이하 - 그러나, 초과하지는 않음 - 일 수 있다. 또한, 차이 Δnx, Δny, Δnz를 계산함에 있어서 어떤 재료 층으로 시작할지의 선택은 Δnx가 음이 되지 않을 것을 요구함으로써 정해진다. 다시 말하면, 계면을 형성하는 2개의 층들 사이의 굴절률 차이가 Δnj = n1j - n2j이고, 여기서 j = x, y, 또는 z이고, 층의 번호 1, 2는 n1x ≥ n2x, 즉 Δnx ≥ 0이 되도록 선택된다.
실제로, 굴절률은 적절한 재료 선택 및 처리 조건에 의해 제어된다. 다층 필름은 2개의 교호하는 중합체들(A, B)을 많은, 예를 들어 수십 또는 수백 개의 층들로 공압출하고, 전형적으로 이어서 다층 압출물을 하나 이상의 다중화 다이로 통과시키며, 그리고 나서 최종 필름을 형성하도록 압출물을 연신 또는 달리 배향시킴으로써 제조된다. 생성된 필름은 전형적으로 원하는 스펙트럼의 영역(들)에서, 예컨대 가시 또는 근적외선에서 하나 이상의 반사 대역을 제공하도록 그의 두께 및 굴절률이 맞춰진 수백 개의 개별 미세층으로 구성된다. 적당한 수의 층에 의한 고 반사율을 달성하기 위해, 인접한 미세층은 전형적으로 x-축을 따라 편광되는 광에 대해 0.05 이상의 굴절률 차이(Δnx)를 나타낸다. 일부 실시예에서, 재료는 x-축을 따라 편광되는 광에 대한 굴절률 차이가 배향 후에 가능한 한 크도록 선택된다. 2개의 직교하는 편광에 대해 고 반사율이 요구되는 경우, 인접한 미세층은 또한 y-축을 따라 편광되는 광에 대해 0.05 이상의 굴절률 차이(Δny)를 나타내도록 제조될 수 있다.
위에서 참조된 '774호(존자 등) 특허는 특히 z-축을 따라 편광되는 광에 대한 인접한 미세층들 사이의 굴절률 차이(Δnz)가 경사 입사 광의 p-편광 성분에 대한 바람직한 반사율 특성을 달성하도록 맞춰질 수 있는 방법을 기술한다. 경사 입사각에서의 p-편광된 광의 고 반사율을 유지하기 위해, 미세층들 사이의 z-굴절률 부정합 Δnz는 최대 평면내 굴절률 차이 Δnx보다 실질적으로 작도록 제어될 수 있고, 따라서 Δnz ≤ 0.5*Δnx, 또는 Δnz ≤ 0.25 * Δnx가 된다. 0 또는 거의 0인 크기의 z-굴절률 부정합은 p-편광된 광에 대한 그의 반사율이 입사각의 함수로서 일정하거나 거의 일정한 미세층들 사이의 계면을 생성한다. 또한, z-굴절률 부정합 Δnz는 평면내 굴절률 차이 Δnx와 비교해 반대 극성을 갖도록, 즉 Δnz < 0이 되도록 제어될 수 있다. 이러한 조건은, s-편광된 광에 대한 경우에서와 같이, p-편광된 광에 대한 그의 반사율이 입사각이 증가함에 따라 증가하는 계면을 생성한다.
선택적 반사 편광 요소(120)는 또한 지연 층을 포함할 수 있다. 지연 층은 1/2 파 지연 층, 1/4 파 지연 층, 1/8 파 지연 층, 또는 가시 스펙트럼 중 적어도 일부에 대해 임의의 다른 지연을 갖는 지연 층일 수 있다. 일부 실시예들에서, 선택적 반사 편광 요소(120)는 자외선 광 흡수기를 포함할 수 있다. 이들 자외선 흡수기는 미세층 전반에 분포될 수 있거나, 소정의 미세층에만 존재할 수 있거나, 소정의 비-광학 스킨 또는 보호 경계층에만 존재할 수 있다. 일부 실시예들에서, 선택적 반사 편광 요소(120)는 간섭 아민 광 안정화기(hindered amine light stabilizer)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 선택적 반사 편광 요소(120)는 적어도 부분적으로 만곡된다.
일부 실시예들에서, 선택적 반사 편광 요소(120)가 광학적으로 평탄한 것이 중요할 수 있다. 특히, 선택적 반사 편광 요소는 적어도 일부의 이미지 광을 반사하므로, 선택적 반사 편광 요소의 표면 거칠기가 이미지 품질을 왜곡 또는 저하시키지 않도록 너무 크지 않는 것이 중요하다. 일부 실시예들에서, 가시광 파장에 기초하여, 선택적 반사 편광 요소의 평균 표면 거칠기(제곱 평균 제곱근)는 200 nm 미만이다. 일부 실시예들에서, 이것은 100 nm 미만이다. 일부 실시예들에서, 이것은 50 nm 미만 또는 심지어는 25 nm 미만이다. 특히, 0.67 mm x 0.50 mm의 영역 스캔에 대해 250 nm보다 더 큰 피크 대 밸리(PV) 범위 또는 50 nm보다 더 큰 제곱 평균 제곱근(RMS) 값 또는 40 nm보다 더 큰 Ra 거칠기를 갖는 적층된 물품에 대한 평탄도 값은 시각적 외관에서 부적절한 것으로 밝혀졌다. 따라서, 일부 실시예들에서, 적층된 물품에 대한 평탄도는 허용 가능한 시각적 품질을 위해 250 nm PV보다 더 양호한(더 낮은), 그리고 50 nm RMS보다 더 낮은, 그리고 40 nm Ra보다 더 낮은 평탄도를 가져야 한다. 다른 실시예들에서, 적층된 물품에 대한 평탄도는 허용 가능한 시각적 외관을 위해 200 nm PV보다 더 양호한, 그리고 35 nm RMS보다 더 낮은, 그리고 30 nm Ra보다 더 낮은 평탄도를 가져야 한다. 평탄도는 예를 들어 적층 접착제, 압력, 롤러 타입 및 다른 공정, 취급 및 재료 고려 사항들의 주의 깊은 선택을 통해 관리될 수 있다.
일부 실시예들에서, 유사한 이유로(즉, 반사 이미지의 충실도(fidelity를 보존하기 위해), 선택적 반사 편광 요소가 낮은 헤이즈(haze)를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 일부 실시예들에서, 허용 가능하게 낮은 헤이즈는 (헤이즈미터; 예를 들어, 독일 베젤 소재의 비와이케이-가드너(BYK-Gardner)로부터 입수 가능한 헤이즈-가드 플러스(HAZE-GARD PLUS) 헤이즈미터로 측정된 바와 같이) 10% 미만의 헤이즈일 수 있다. 일부 실시예들에서, 낮은 헤이즈는 5% 미만의 헤이즈, 2% 미만의 헤이즈 또는 심지어 1% 미만의 헤이즈를 의미할 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사광에 대한 헤이즈가 가장 중요하기 때문에, 관련 헤이즈 값은 투영기 모듈에 대면하는 필름의 면에 대한 것만일 수 있다는 점에 유의한다.
통과 편광된 광(112)의 경우, 이 광은 선택적 반사 편광 요소(120)를 통해 실질적으로 투과되고, 이어서 광 흡수 요소(140) 상에 입사한다. 광 흡수 요소(140)는 하우징(102)의 일부일 수 있거나 그에 연결될 수 있다. 사실상, 광 흡수 요소는 하우징(102)과 동시에 또는 그와 동일한 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 흡수 요소(140)는 광 흡수 재료이다. 광 흡수 요소(140)는 적어도 근적외선 스펙트럼의 광을 흡수해야 한다. 일부 실시예들에서, 광 흡수 요소(140)는 하나 이상의 히트 싱크 또는 열 확산 층을 포함한다. 일부 실시예들에서, 광 흡수 요소(140)는 반사 방지 층을 포함한다.
차단 편광된 광(114)의 경우, 이 광은 출사 개구(130)를 통과하는 광 경로 상으로 실질적으로 반사된다. 이는 반사 이미지 광(122)이 선택적 반사 편광 요소(120)로부터 출사 개구(130)를 통해 이동하는 것에 의해 표현된다. 이러한 예시에서, 선택적 반사 편광 요소(120)는 이미지 투사 방향에 대해 약 45도 각도로 배치되어, 투영 모듈로부터 출사 개구로의 광 경로의 2개 부분은 대략 직교한다는 점에 유의한다. 차량 투영 조립체(100)의 설계, 전체 형상 및 크기에 따라 다른 설계 및 기하학적 형상이 이용 가능하며, 이는 당업자에게 명백할 것이다. 일부 실시예들에서, 반사 이미지 광(122)은 선택적 반사 편광 요소(120)에 의해 반사된 후에 하나 이상의 광학 요소를 통과할 수 있다. 예를 들어, 필름 또는 다른 기판(중합체, 유리 등)에 배치된 자외선 광 흡수 요소 또는 지연기(retarder), 예를 들어 1/2 파 또는 1/4 파 지연기 또는 임의의 다른 지연을 갖는 지연기가 선택적 반사 편광 요소로부터 출사 개구까지의 광 경로 내에 배치될 수 있다. 이들 선택적인 구성 및 요소는 예시의 간소화를 위해 도 1에 도시되지 않는다.
출사 개구(130)는 하우징(102) 내에 배치되고, 임의의 적절한 실질적으로 투명한 개구일 수 있다. 출사 개구(130)는 차량 투영 조립체 내의 먼지의 진입 및 축적을 방지하기 위해 단순히 공기 갭이 되는 것 대신에 투명한 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 출사 개구(130)는 90% 초과, 95% 초과 또는 심지어 99% 초과의 투과율을 갖는다. 일부 실시예들에서, 출사 개구(130)는 굴절률 변화 매체로 인해 프레넬 반사율을 제외한 어떠한 반사율도 갖지 않는다. 일부 실시예들에서, 출사 개구(130)는 폴리카르보네이트 렌즈이다. 일부 실시예들에서, 출사 개구(130)는 아크릴 렌즈이다. 일부 실시예들에서, 출사 개구(130)는 환형 올레핀 렌즈이다.
차량 투영 조립체가 야외 주행을 위해 차량 내에 전형적으로 배치됨에 따라, 출사 개구(130)는 적어도 일부 환경 조건 내에서 불가피하게 일부 태양광(132)을 통과시킨다. 태양광(132)은 전체 태양 스펙트럼의 일부이지만, 민감한 광학 구성요소 및 전자기기를 특히 손상시킬 수 있다. 특히, 이러한 광에 의한 조사는 구성요소들을 그들의 고장점(failure point)을 넘어 가열할 수 있고, 이는 차량 투영 조립체의 기능성을 저하시키거나, 손상시키거나, 또는 심지어 파괴할 수 있다. 그러나, 현재 설명되는 차량 투영 조립체에서, 태양광(132)은 선택적 반사 편광 요소(120) 상에 입사하고 그의 모든 편광은 실질적으로 투과되게 된다. 다음으로, 태양광(132)은 광 흡수 요소(140) 상에 입사하고, 흡수된다. 따라서, 태양광(132)이 투영 모듈 상에 거의 입사하지 않는다. 이는 투영 모듈을 더 차갑게 유지함으로써 차량 투영 조립체 내의 열 관리를 크게 향상시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 선택적 반사 편광 요소(120)에 의해 투과된 태양광(132)은 주변 조건을 검출 또는 관리하도록 그리고 예컨대 투영 모듈에 대한 또는 기후 제어와 같은 관계없는 차량 시스템에 대한 휘도 또는 콘트라스트 변경의 형태로 피드백을 제공하도록 센서 상에 입사한다.
이러한 구성의 다른 이점은 출사 개구에서 어떠한 반사 필름도 필요하지 않다는 점이다. 차량 투영 조립체의 열 관리를 위한 전형적인 해결책은 출사 개구 렌즈 상에 반사 필름 또는 반사 편광기 필름을 제공하는 것이다. 광학 거칠기 또는 결함을 유발하지 않으면서 광학 필름을 적층하거나 반사 코팅을 제공하기가 어렵기 때문에, 부분적으로 투과성인 필름을 통과함에 따라 이미지 품질이 저하된다. 또한, 반사 필름 또는 반사 편광기 필름이 부분적으로 반사성이기 때문에, 환경으로부터의 광은 출사 개구 렌즈로부터 반사되어 차량의 방풍 창(windshield) 상의 광 반사를 흩뜨리는 "베일링 글레어"(veiling glare)를 제공할 수 있다. 본 명세서에 설명된 구성은 출사 개구가 실질적으로 비반사성이 되게 할 수 있으므로, 환경 광이 방풍 창 상으로 다시 반사되게 하는 그럴듯한 실질적인 광 경로가 거의 없다.
도 2는 차량 투영 조립체의 개략적인 평면도이다. 차량 투영 조립체(200)는 하우징(202), 통과 편광된 광(212) 및 차단 편광된 광(214) 둘 모두를 방출하는 투영 모듈(210), 반사 이미지 광(222)을 반사하는 선택적 반사 편광 요소(220), 태양광(232), 광 흡수 요소(240) 및 자유 형태 미러(250)를 포함한다.
도 2는, 도 2가 자유 형태 미러(250)를 추가로 포함한다는 점 외에는 도 1과 유사하다. 자유 형태 미러(250)는 반사 이미지 광(222)을 확대하기 위해 차량 투영 조립체(200)에 사용될 수 있다. 따라서, 자유 형태 미러(250)는 볼록하거나, 만곡되거나, 달리 비평면일 수 있다. 자유 형태 미러는 다층 광학 반사기, 증기 코팅된 중합체 또는 유리 미러 및 연마된 금속 표면을 포함하는 임의의 적절한 반사 표면일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 자유 형태 미러(250)는 자외선 광 흡수기, 간섭 아민 광 안정화기 또는 지연기와 같은 광학 요소를 포함할 수 있다. 도 2에서, 차단 편광된 광(214)이 방향전환되는 광 경로는 2개의 세그먼트(segment)를 포함하며; 제1 세그먼트는 자유 형태 미러(250) 상에 입사하고 옆의 세그먼트는 출사 개구를 통과하며, 이는 도 2의 구성에서 페이지 밖으로의 방향으로 자유 형태 미러의 바로 "위에" 있는 것으로 간주될 수 있다. 다시 말하면, 특정 기하학적 형태가 응용 및 설계 고려 사항에 기초하여 선택 및 구성될 수 있으며, 이는 현저히 다른 광학 성능 또는 기능성 없이 가능해야 한다.
도면 내의 요소에 대한 설명은 달리 지시되지 않는 한, 다른 도면 내의 대응하는 요소에 동등하게 적용되는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명은 전술된 특정 예 및 실시예로 제한되는 것으로 고려되지 않아야 하는데, 이는 그러한 실시예가 본 발명의 다양한 태양의 설명을 용이하게 하기 위해 상세히 기술되기 때문이다. 오히려, 본 발명은 첨부된 청구범위 및 그의 등가물에 의해 한정되는 바와 같은 본 발명의 범주 내에 속하는 다양한 변형, 등가의 공정, 및 대안적인 장치를 포함하여, 본 발명의 모든 태양을 포괄하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예
시판 재료
(1) (일본 나가오카 소재의 니폰 세이키 컴퍼니 리미티드(Nippon Seiki Co., Ltd.)로부터 입수 가능한) 니폰 세이키 헤드업 디스플레이(HUD)로부터 빼낸 시판 예인 와이어 그리드 편광기. 이러한 요소는 디스플레이 엔진 또는 픽처 생성 유닛(PGU)으로부터의 광을 투과한다.
(2) (일본 나가오카 소재의 니폰 세이키 컴퍼니 리미티드로부터 입수 가능한) 니폰 세이키 HUD로부터 빼낸 시판 예인 콜드 미러. 이러한 요소는 디스플레이 엔진(PGU)로부터의 광을 반사한다.
(3) (미국 미네소타주 세인트 폴 소재의) 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 입수 가능한 3M DBEF-Qv2-PC. DBEF-Qv2는 반사 편광기 타입 다층 필름이다. HUD 응용을 위해, DBEF-Qv2는 폴리카르보네이트(PC) 먼지 커버에 적층되고, (1) LCD-PGU로부터의 편광된 광을 투과시키고 (2) 무작위로 편광된 광의 일부를 반사하는 하프 미러로서 작용하는 출사 개구의 일부로서 이용될 수 있다. 이것은 DBEF-PC로 지칭될 것이다.
(4) (미국 미네소타주 세인트 폴 소재의) 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수 가능한 컬러 중립 반사 편광 필름인 3M APF T50.
적층 평탄도 시험 방법 및 결과:
적층된 물품의 평탄도는 (미국 펜실베이니아주 베르윈 소재의) 자이고 코포레이션(Zygo Corporation)으로부터 입수 가능한 시판 간섭계 시스템으로 5X 대물렌즈를 사용하여 유리/필름 적층의 필름 측에서 측정함으로써 최상으로 특성화되었다. 이러한 기구는, 0.67 mm x 0.50 mm의 영역 패치에서 표면을 스캐닝하여 피크 대 밸리(PV), 제곱 평균 제곱근(RMS) 및 Ra와 같은 표준 표면 거칠기 특성을 가능하게 한다. 이러한 측정은 도 3에 도시된 시각적으로 양호하고 그리고 시각적으로 열악한 외관 및 통계를 갖는 샘플에 대해 수행되었다. #1로 표시된 샘플은 적층 후 시각적으로 양호한 품질이었고, #2로 표시된 샘플은 시각적으로 허용 가능하지 않았다.
비교예들:
이상적인 열 관리 시스템은 열화성 태양 방사선이 PGU에 영향을 주는 것을 최소화하면서 PGU에서 뷰어(viewer)로의 광의 효율을 최대화한다.
HUD 응용에서의 열 관리를 위해, 몇몇 예가 평가되었다.
비교예 1: 니폰 세이키 와이어 그리드 편광기(PGU 광 투과). 이러한 예에 대한 차단 상태 광의 투과 스펙트럼이 도 4에 도시된다.
비교예 2: 니폰 세이키 콜드 미러(PGU 광 반사). 이러한 예에 대한 반사 스펙트럼이 도 5에 도시된다.
비교예 3: 3M DBEF-PC(PGU 광 투과). 이러한 예에 대한 투과 스펙트럼이 도 6에 도시된다.
예 1: APF T50(PGU 광 반사). 이러한 예에 대한 반사 스펙트럼이 도 7에 도시된다.
HUD 태양 열 이득에 대한 효과를 평가하기 위해, PGU 상으로의 태양광 투과율을 ASTM E903-12에 기초하여 계산하였다. 특정 비교예들 및 이들의 조합을 포함하는 몇몇 구성을 평가하였다.
(1) 와이어 그리드 편광기
(2) PC 커버 렌즈에 적용되는 흡수 편광기
(3) DBEF-PC
(4) 콜드 미러
(5) 와이어 그리드 + 콜드 미러
(6) 흡수 편광기 + 콜드 미러
(7) DBEF PC + 콜드 미러
(8) APF 콜드 미러 예
각각의 구성에 대한, 태양 열 이득에 비례하는 태양광 투과율은 다음과 같이 요약된다.
[표 1]
Figure pct00001
태양광 투과율 외에, PGU로부터의 편광된 광의 투과율을 결정하였다. 최적화된 예는 낮은 태양광 투과율을 가지며, PGU로부터의 편광된 가시광의 높은 비율을 중계할 것이다.
[표 2]
Figure pct00002
도 8에 도시된 마지막 차트는 예들 및 비교예들의 성능을 요약한 것이다. 이 차트는 와이어 그리드 편광기(CE-1), 콜드 미러(CE-2), DBEF-PC(CE-3) 및 APF 콜드 미러(예 1)에 대해 PGU에 대한 태양광 투과율과 시스템 밖으로의 PGU 광의 투과율을 비교한다.
하기는 본 발명에 따른 예시적인 실시 형태이다.
항목 1. 차량 투영 조립체로서,
하우징 공동을 둘러싸는 비투과성 하우징;
이미지 투사 방향을 갖는, 하우징 공동 내에 배치된 투영 모듈;
하우징 내에 배치된 투과성 출사 개구; 및
하우징 공동 내에 배치되고
이미지 투사 방향을 따라 투영 모듈로부터 이격된 선택적 반사 편광 요소를 포함하고;
선택적 반사 편광 요소는 이미지 투사 방향을 따라 선택적 반사 편광 요소 상에 입사하는 적어도 일부의 광이 출사 개구를 통과하는 광 경로로 방향전환되도록 정렬되며;
선택적 반사 편광 요소는 하나의 편광 상태의 광을 실질적으로 반사하지만 제2의 직교 편광의 광을 실질적으로 투과하며;
선택적 반사 편광 요소는 근적외선 스펙트럼에서의 양 편광의 광을 실질적으로 투과하는, 차량 투영 조립체.
항목 2. 항목 1에 있어서, 선택적 반사 편광 요소보다 투영 모듈로부터 더 멀리 그리고 선택적 반사 편광 요소보다 출사 개구로부터 더 멀리 하우징 공동 내에 배치된 광 흡수 요소를 추가로 포함하고, 선택적 반사 편광 요소에 의해 투과된 광은 광 흡수 요소 상에 입사하는, 차량 투영 조립체.
항목 3. 항목 2에 있어서, 광 흡수 요소는 하우징의 일부인, 차량 투영 조립체.
항목 4. 항목 1에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 다층 광학 필름을 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 5. 항목 4에 있어서, 다층 광학 필름은 자외선 광 흡수 요소를 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 6. 항목 1에 있어서, 다층 광학 필름은 간섭 아민 광 안정화기를 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 7. 항목 1에 있어서, 투영 모듈은 유기 발광 다이오드 디스플레이를 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 8. 항목 1에 있어서, 투영 모듈은 광원 및 액정 게이팅 요소를 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 9. 항목 8에 있어서, 액정 게이팅 요소는 실리콘 상 액정 요소인, 차량 투영 조립체.
항목 10. 항목 8에 있어서, 액정 게이팅 요소는 액정 패널인, 차량 투영 조립체.
항목 11. 항목 1에 있어서, 투영 모듈은 디지털 마이크로미러 디바이스를 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 12. 항목 1에 있어서, 투영 모듈은 적어도 하나의 편광 빔 분할기를 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 13. 항목 8에 있어서, 광원은 편광된 광원인, 차량 투영 조립체.
항목 14. 항목 8에 있어서, 투영 모듈은 편광된 투영 모듈이고, 편광된 투영 모듈에 의해 생성된 이미지는 주로 선택적 반사 편광 요소에 의해 반사된 하나의 편광 상태의 광인, 차량 투영 조립체.
항목 15. 항목 1에 있어서, 출사 개구를 통과하는 광 경로는 적어도 2개의 직교 구성요소를 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 16. 항목 1에 있어서, 출사 개구를 통과하는 광 경로가 반사기로부터의 반사를 포함하도록 배치된 반사기를 추가로 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 17. 항목 16에 있어서, 반사기는 비평면 반사기인, 차량 투영 조립체.
항목 18. 항목 17에 있어서, 반사기는 확대 반사기인, 차량 투영 조립체.
항목 19. 항목 16에 있어서, 반사기는 광학적으로 평탄한, 차량 투영 조립체.
항목 20. 항목 1에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 광학적으로 평탄한, 차량 투영 조립체.
항목 21. 항목 1에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 지연기를 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 22. 항목 21에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 가시 스펙트럼의 적어도 일부분에 대한 1/4 파 지연기를 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 23. 항목 21에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 전체 가시 스펙트럼에 대한 1/4 파 지연기를 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 24. 항목 21에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 가시 스펙트럼의 적어도 일부분에 대한 1/8 파 지연기를 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 25. 항목 21에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 전체 가시 스펙트럼에 대한 1/8 파 지연기를 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 26. 항목 21에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 가시 스펙트럼의 적어도 일부분에 대한 1/2 파 지연기를 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 27. 항목 21에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 전체 가시 스펙트럼에 대한 1/2 파 지연기를 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 28. 항목 1에 있어서, 출사 개구는 커버 렌즈를 포함하고, 커버 렌즈는 프레넬 반사율 외에 어떠한 반사율도 갖지 않는, 차량 투영 조립체.
항목 29. 항목 1에 있어서, 커버 렌즈는 폴리카르보네이트 렌즈를 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 30. 항목 1에 있어서, 출사 개구를 통과하는 광 경로를 따라 배치된 자외선 광 흡수 요소를 추가로 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 31. 항목 1에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 와이어 그리드 반사 편광기를 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 32. 항목 1에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 콜레스테릭 반사 편광기를 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 33. 항목 1에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 콜드 미러를 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 34. 항목 1에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 다층 반사 편광기 및 다층 콜드 미러를 포함하는, 차량 투영 조립체.
항목 35. 항목 34에 있어서, 다층 반사 편광기 및 다층 콜드 미러는 접착제를 사용하여 적층되는, 차량 투영 조립체.

Claims (15)

  1. 차량 투영 조립체(vehicle projection assembly)로서,
    하우징 공동(housing cavity)을 둘러싸는 비투과성 하우징;
    이미지 투사 방향(image throw direction)을 갖는, 하우징 공동 내에 배치된 투영 모듈;
    하우징 내에 배치된 투과성 출사 개구(exit aperture); 및
    하우징 공동 내에 배치되고 이미지 투사 방향을 따라 투영 모듈로부터 이격된 선택적 반사 편광 요소
    를 포함하고,
    선택적 반사 편광 요소는 이미지 투사 방향을 따라 선택적 반사 편광 요소 상에 입사하는 적어도 일부의 광이 출사 개구를 통과하는 광 경로로 방향전환되도록 정렬되며;
    선택적 반사 편광 요소는 하나의 편광 상태의 광을 실질적으로 반사하지만 제2의 직교 편광의 광을 실질적으로 투과하며;
    선택적 반사 편광 요소는 근적외선 스펙트럼에서의 양 편광의 광을 실질적으로 투과하는, 차량 투영 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 선택적 반사 편광 요소보다 투영 모듈로부터 더 멀리 그리고 선택적 반사 편광 요소보다 출사 개구로부터 더 멀리 하우징 공동 내에 배치된 광 흡수 요소를 추가로 포함하고, 선택적 반사 편광 요소에 의해 투과된 광은 광 흡수 요소 상에 입사하는, 차량 투영 조립체.
  3. 제2항에 있어서, 광 흡수 요소는 하우징의 일부인, 차량 투영 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 다층 광학 필름을 포함하는, 차량 투영 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 출사 개구를 통과하는 광 경로는 적어도 2개의 직교 구성요소를 포함하는, 차량 투영 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 출사 개구를 통과하는 광 경로가 반사기로부터의 반사를 포함하도록 배치된 반사기를 추가로 포함하는, 차량 투영 조립체.
  7. 제6항에 있어서, 반사기는 비평면 반사기인, 차량 투영 조립체.
  8. 제7항에 있어서, 반사기는 확대 반사기인, 차량 투영 조립체.
  9. 제1항에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 광학적으로 평탄한, 차량 투영 조립체.
  10. 제1항에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 지연기(retarder)를 포함하는, 차량 투영 조립체.
  11. 제1항에 있어서, 출사 개구는 커버 렌즈를 포함하고, 커버 렌즈는 프레넬 반사율 외에 어떠한 반사율도 갖지 않는, 차량 투영 조립체.
  12. 제1항에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 와이어 그리드 반사 편광기를 포함하는, 차량 투영 조립체.
  13. 제1항에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 콜레스테릭(cholesteric) 반사 편광기를 포함하는, 차량 투영 조립체.
  14. 제1항에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 콜드 미러(cold mirror)를 포함하는, 차량 투영 조립체.
  15. 제1항에 있어서, 선택적 반사 편광 요소는 다층 반사 편광기 및 다층 콜드 미러를 포함하는, 차량 투영 조립체.
KR1020197026275A 2017-03-06 2018-03-06 차량 투영 조립체 KR20190117597A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762467722P 2017-03-06 2017-03-06
US62/467,722 2017-03-06
PCT/US2018/021101 WO2018165126A1 (en) 2017-03-06 2018-03-06 Vehicle projection assembly

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190117597A true KR20190117597A (ko) 2019-10-16

Family

ID=63448748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197026275A KR20190117597A (ko) 2017-03-06 2018-03-06 차량 투영 조립체

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11586039B2 (ko)
EP (1) EP3593194B1 (ko)
JP (1) JP7129418B2 (ko)
KR (1) KR20190117597A (ko)
CN (1) CN110392859B (ko)
WO (1) WO2018165126A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111752046B (zh) * 2015-10-15 2023-06-02 麦克赛尔株式会社 平视显示装置
JP7476892B2 (ja) 2019-06-06 2024-05-01 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ
JP2023524805A (ja) * 2020-05-08 2023-06-13 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 乗物用ディスプレイシステム
JPWO2022075475A1 (ko) * 2020-10-09 2022-04-14
WO2022123946A1 (ja) * 2020-12-09 2022-06-16 富士フイルム株式会社 反射フィルム、ウインドシールドガラスおよびヘッドアップディスプレイシステム
US11921299B2 (en) 2020-12-21 2024-03-05 3M Innovative Properties Company Display system for vehicle

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3610729A (en) 1969-06-18 1971-10-05 Polaroid Corp Multilayered light polarizer
US4446305A (en) 1981-03-02 1984-05-01 Polaroid Corporation Optical device including birefringent polymer
US4540623A (en) 1983-10-14 1985-09-10 The Dow Chemical Company Coextruded multi-layered articles
US5103337A (en) 1990-07-24 1992-04-07 The Dow Chemical Company Infrared reflective optical interference film
DE69325283T2 (de) 1992-10-29 1999-11-04 Minnesota Mining & Mfg Formbarer reflektierender multischichtenkörper
US5360659A (en) 1993-05-24 1994-11-01 The Dow Chemical Company Two component infrared reflecting film
CN1046664C (zh) 1993-12-21 1999-11-24 美国3M公司 多层聚合物薄膜，其制造方法及其应用
US5882774A (en) 1993-12-21 1999-03-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Optical film
AU6390396A (en) 1995-06-26 1997-01-30 Minnesota Mining And Manufacturing Company Multilayer polymer film with additional coatings or layers
US6529250B1 (en) 1997-05-22 2003-03-04 Seiko Epson Corporation Projector
US6157490A (en) 1998-01-13 2000-12-05 3M Innovative Properties Company Optical film with sharpened bandedge
US6808658B2 (en) 1998-01-13 2004-10-26 3M Innovative Properties Company Method for making texture multilayer optical films
US6531230B1 (en) 1998-01-13 2003-03-11 3M Innovative Properties Company Color shifting film
EP1060416A1 (en) 1998-01-28 2000-12-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Infrared interference filter
JP4114194B2 (ja) 1998-10-29 2008-07-09 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
JP4486274B2 (ja) * 2001-05-11 2010-06-23 矢崎総業株式会社 ヘッドアップディスプレイ用開口部カバーユニット
US6731435B1 (en) * 2001-08-15 2004-05-04 Raytheon Company Method and apparatus for displaying information with a head-up display
JP2003344801A (ja) * 2002-05-28 2003-12-03 Nippon Seiki Co Ltd 表示装置
JP4355134B2 (ja) 2002-10-09 2009-10-28 矢崎総業株式会社 車両用表示装置
JP2004347633A (ja) * 2003-05-20 2004-12-09 Nippon Seiki Co Ltd ヘッドアップディスプレイ装置
JP2005035406A (ja) * 2003-07-15 2005-02-10 Calsonic Kansei Corp ヘッドアップディスプレイ装置
JP4788882B2 (ja) 2005-08-29 2011-10-05 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
JP4479686B2 (ja) 2006-03-28 2010-06-09 セイコーエプソン株式会社 照明装置及びプロジェクタ
US20070279755A1 (en) * 2006-06-01 2007-12-06 3M Innovative Properties Company Head-Up Display System
US20080013051A1 (en) 2006-07-14 2008-01-17 3M Innovative Properties Company Polarizing beam splitters incorporating reflective and absorptive polarizers and image display systems thereof
US9671528B2 (en) 2008-10-07 2017-06-06 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Optical sheet, surface light source device and transmission type display device
JP2012058270A (ja) 2010-09-03 2012-03-22 Yazaki Corp 車両用表示装置
JP2015007763A (ja) * 2013-05-27 2015-01-15 旭化成イーマテリアルズ株式会社 映像表示システム及び映像表示装置の設定方法
JP6131766B2 (ja) 2013-08-06 2017-05-24 株式会社デンソー 車両用ヘッドアップディスプレイ装置
KR101869369B1 (ko) * 2014-10-10 2018-06-21 니폰 가야꾸 가부시끼가이샤 광반사 필름, 및 이를 이용한 광제어 필름, 광학 필름, 기능성 유리 및 헤드업 디스플레이
JP6308162B2 (ja) * 2015-04-03 2018-04-11 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置
JP6451523B2 (ja) * 2015-06-17 2019-01-16 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置
JP6455339B2 (ja) * 2015-06-26 2019-01-23 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置
KR20170019086A (ko) * 2015-08-11 2017-02-21 삼성전자주식회사 백 라이트 유닛 및 디스플레이 장치
KR20180027590A (ko) 2015-08-14 2018-03-14 젠텍스 코포레이션 헤드업 디스플레이 시스템
JP6459921B2 (ja) * 2015-11-19 2019-01-30 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置
JP6593254B2 (ja) * 2016-06-06 2019-10-23 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置及びコールドミラー
JP6572856B2 (ja) * 2016-09-22 2019-09-11 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110392859B (zh) 2024-03-08
EP3593194A1 (en) 2020-01-15
EP3593194A4 (en) 2020-12-16
US20200055400A1 (en) 2020-02-20
JP2020511688A (ja) 2020-04-16
CN110392859A (zh) 2019-10-29
JP7129418B2 (ja) 2022-09-01
WO2018165126A1 (en) 2018-09-13
EP3593194B1 (en) 2024-04-24
US11586039B2 (en) 2023-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7129418B2 (ja) 車両用投影アセンブリ
US11675117B2 (en) Optical film including collimating reflective polarizer
US6952312B2 (en) Head-up display with polarized light source and wide-angle p-polarization reflective polarizer
US10551621B2 (en) Light-transmitting pane for displaying an image of a head-up display for polarized sunglasses
KR102242153B1 (ko) 중합체성 다층 광학 필름
JPH11249062A (ja) 情報表示装置
US20200355859A1 (en) Multilayer Reflective Polarizer with Crystalline Low Index Layers
KR20180086507A (ko) 광대역 가시 반사기
US20230384500A1 (en) Ultraviolet-stable optical films
US12019258B2 (en) Multilayer reflective polarizer with crystalline low index layers
US11740480B2 (en) Polarization beam splitter and hot mirror for heads up display
WO2023176630A1 (ja) 光学積層体、レンズ部および表示方法
US20230302901A1 (en) Heads up display systems
CN117581125A (zh) 用于显示系统的光学膜

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application