CN117295993A - 具有光控制膜的光学*** - Google Patents

Abstract

光学***包括显示器、反射偏振器和眩光陷波器。该眩光陷波器包括多个具有长度L和宽度W的板条，L/W≥10。该板条之间形成有基本上由空气填充的多个细长槽。该反射偏振器对于第一偏振态具有至少40％的平均光学反射率并且对于正交的第二偏振态具有至少40％的平均光学透射率。对于该第一偏振状态和该第二偏振状态中的每一者，该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。对于在可见波长范围中的至少一个波长，该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FWHM小于约30度。

Description

具有光控制膜的光学***

技术领域

本公开整体涉及光学***，特别是用于平视显示器***的光学***。

背景技术

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***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***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。

发明内容

本公开的一些方面涉及一种光学***，该光学***包括显示器、反射偏振器和眩光陷波器。该光学***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。

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。

本发明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。

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***和载具的前挡风玻璃。当图像由光学***的显示器发射时，光学***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。

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：

并且不小于：

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。

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***。

附图说明

将参考附图更详细地讨论本公开的各个方面，其中，

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***的平视显示器***；

图2示意性地示出了根据本公开的一些实施方案的光控制膜的构造；

图3示意性地示出了基本上垂直入射在嵌入载具的挡风玻璃中的反射偏振器上的光；

图4示意性地示出了以入射角入射在光学***的反射偏振器上的光；

图5示意性地示出了以入射角入射在光学***的光控制膜上的光；

图6示意性地示出了包括根据本公开的一个或多个方面的光学***的载具；

图7示意性地示出了根据一些实施方案的光学***的反射偏振器的构造；

图8示意性地示出了根据本公开的一些实施方案的具有固定到框架的板条的眩光陷波器；

图9A至图9C示意性地示出了根据本公开的一些实施方案在板条的一个或多个表面上的反射还原处理的眩光陷波器；

图10至图12图示了根据不同实施方案的相对于入射在光控制膜上的光的入射角的光控制膜的光学透射率；

图13A和图13B分别图示了经处理的光控制膜和未经处理的光控制膜在可见波长范围内的光学透射率和光学反射率；

图14图示了根据一些实施方案的相对于入射在光控制膜上的光的入射角的光控制膜的归一化光学透射率；

图15A至图15C示意性地示出了根据一些实施方案的包括一体式金属片的光控制膜的构造；

图16示意性地示出了根据本公开的一些其他实施方案的眩光陷波器的构造；

图17示意性地示出了沿着至少一个方向弯曲的眩光陷波器的构造；并且

图18示意性地示出了根据一些实施方案的眩光陷波器的不同构造。

图未必按照比例绘制。图中使用的相似数字指代相似的部件。然而，应当理解，在给定图中使用数字指代部件不旨在限制另一图中用相同数字标记的部件。

具体实施方式

在以下说明中参考附图，该附图形成本发明的一部分并且其中以举例说明的方式示出各种实施方案。应当理解，在不脱离本说明书的范围或实质的情况下，可设想并进行其他实施方案。因此，以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。

无论是在载具诸如飞行器、船舶或机动车辆(诸如汽车、卡车和摩托车)的窗户或挡风玻璃中、在更小规模***诸如护镜透镜或头盔护目镜中还是在其他多种应用中采用，术语平视显示器(HUD)在本文中都用于指此类显示***。

例如，HUD***将图像投影到载具的挡风玻璃上，并且允许观看者(例如，驾驶员)观看呈虚像的形式的信息。HUD***可被配置为显示一种或多种载具操作信息，诸如载具速度、导航信息(诸如方向和/或地图)、环境信息(诸如温度、无线电站或轨道列表)、通信信息(诸如呼叫方信息)和道路标志信息或限制(诸如有效限速等)。由于潜在的大量信息被显示出来，因此希望具有更大的视场来覆盖观看者正在聚焦的信息。随着视场和聚焦深度的增加，HUD投影仪的体积也因光学元件而增加。可利用反射偏振器(诸如多层光学膜(MOF))的折叠光学设计来减小HUD***的总体积。在一些情况下，杂散光线(诸如太阳的杂散光线)可进入***并且沿着HUD图像离开以及进入观看者的眼睛中的相同射线路径被直接反射回来。本文所述的实施方案解决这些和其他挑战。

本公开的一些实施方案描述了一种光学***，该光学***包括光控制膜以减轻杂散光线。光控制膜能够放置于光学***中的位置，使得它允许从显示器出射的光穿过，但是阻挡来自某些角度的光进入或离开***。光控制膜的用途是允许减少观看者观看到的眩光。

在如图1所示的一些实施方案中，平视显示器***(HUD)(400)包括光学***(300)，该光学***被配置为向观看者(50)显示由显示器发射的图像(40)的虚像(41)。在一些方面，光学***包括发射图像(40)的显示器(10)，该图像朝向前挡风玻璃(80)透射。前挡风玻璃将所透射的图像(43)朝向载具中的观看者(50)反射，并且观看者观看所发射的图像(40)的虚像(41)。

在一些方面，光学***(300)还可以包括第一反射偏振器(20)和光控制膜(30)。在一些实施方案中，光控制膜(30)可以是眩光陷波器，该眩光陷波器被配置为减轻进入光学***的杂散光线并且减少观看者观看到的眩光。

在一些实施方案中，光学***被配置为在由显示器发射的图像(40)被光控制膜(30)透射并且被第一反射偏振器(20)至少反射一次并且至少透射一次之后观看者(50)显示所发射的图像(40)的虚像(41)。图6示出了包括在其上显示虚像(41)以供观看者(50)观看的前挡风玻璃(80)和被配置为显示虚像(41)的光学***(300)的载具(90)。在一些方面，光控制膜(30)可被配置为设置在光学***(300)的第一反射偏振器(20)与载具(90)的前挡风玻璃(80)之间。

在一些实施方案中，HUD(400)可以包括第二反射偏振器(410)，该第二反射偏振器被配置为接收所透射的图像(43)并且将所接收的图像的一部分(44)朝向眼睛(50)反射。在一些情况下，载具的前挡风玻璃(80)可以包括嵌入其中的第二反射偏振器(410)。所透射的图像(43)可以以在约20度和约80度之间、或约30度和约70度之间、或约40度和约65度之间、或约50度和约65度之间、或约55度和约65度之间的入射角入射在挡风玻璃(80)上。

如图3和图4所示，对于基本上垂直入射光(411)和对于在约420nm和约670nm之间的至少一个波长，第二反射偏振器(410)可以反射沿着第一方向(x1轴)偏振的入射光的约20％至约40％，并且可以透射沿着正交的第二方向(y1轴)偏振的入射光的至少60％。第二反射偏振器(410)可被配置为接收所透射的图像(43)并且将所接收的图像的一部分(44)朝向眼睛(50)反射。

在一些方面，第一反射偏振器和第二反射偏振器(20,410)通常可包括透射第一偏振的光并且反射不同的第二偏振的光的材料。反射偏振器包括作为示例但不限于漫反射偏振器、多层反射偏振器、线栅反射偏振器和胆甾型反射偏振器。第一反射偏振器和第二反射偏振器(20,410)可以是宽带反射偏振器或陷波反射偏振器。在其他情况下，第一反射偏振器和第二反射偏振器(20,410)可以是吸收型线性偏振器、多层聚合物反射偏振器或反射偏振器的层压件中的一者或多者，其基本上透射具有第一偏振态的光并且基本上反射具有正交的第二偏振态的光。基本上单轴取向的反射偏振器可以商品名Advanced PolarizingFilm或APF购自3M公司(3MCompany)。也可使用其他类型的多层光学膜反射偏振器(例如，购自3M公司的反射式偏光增亮膜或DBEF)。也可使用其他类型的反射偏振器(例如，线栅偏振器)。

根据如图7所示的实施方案，第一反射偏振器(20)可以为包括多个聚合物层(21,22)的多层光学膜。在一些情况下，该多个聚合物层(21,22)的总数可以为至少10层。在一些情况下，该多个聚合物层(21,22)的总数可以为至少50层、或至少100层、或至少200层、或至少300层、或至少400层、或至少500层。聚合物层(21,22)中的每一层可具有小于约500nm、或小于约400nm、或小于约300nm、或小于约200nm、或小于约150nm的平均厚度。在一些实施方案中，出于膜厚度、柔韧性和经济性的原因，可选择第一反射偏振器(20)的层数以使用最少层数实现期望的光学特性。

在一些方面，如图4所示，对于以入射角(θ)入射的光(42)和从约420nm延伸至约650nm的可见波长范围，并且对于小于约5度的入射角(θ)，第一反射偏振器(20)对于具有第一偏振态(x1轴)的入射光可具有至少40％、或至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％、或至少90％的平均光学反射率。在一些其他方面，对于小于约5度的入射角(θ)，第一反射偏振器(20)对于具有正交的第二偏振态(y1轴)的入射光可具有至少40％、或至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％、或至少90％的平均光学透射率。

如图1所示，HUD包括在显示器(10)和观看者(50)之间延伸的光轴(11)。光控制膜(30)可以被配置为定位成使得所发射的图像(40)沿着光控制膜(30)和观看者(50)之间的光轴(11)传播距离D。

将参考图2解释根据一些实施方案的光控制膜(30)的构造。光控制膜(30)可以包括沿着第一方向(x轴)延伸并且沿着不同的第二方向(y轴)排布的多个间隔开的基本上平行的板条(60)。每个板条具有沿着第一方向的长度L和沿着第二方向的宽度W，使得在一些情况下，L/W≥10。在一些情况下，L/W可小于约5000、或小于约4500、或小于约4000。例如，每个板条(60)的长度L可以是至少50mm、或至少100mm、或至少150mm、或至少200mm、或至少250mm、或至少300mm、或至少500mm、或至少1000mm。每个板条(60)的宽度W可以小于约2mm、或小于约1mm、或小于约0.8mm、或小于约0.6mm、或小于约0.4mm、或小于约0.3mm、或小于约0.2mm、或小于约0.15mm、或小于约0.1mm、或小于约0.05mm。每个板条还包括沿着与第一(x轴)方向和第二(y轴)方向正交的第三方向(z轴)的厚度H，使得在一些情况下，H/W≥2。在一些情况下，H/W≥3，或H/W≥4，或H/W≥5，或H/W≥7，或H/W≥10。例如，每个板条的厚度H可以小于约10mm、或小于约8mm、或小于约6mm、或小于约4mm、或小于约3mm、或小于约2mm、或小于约1.5mm。

例如，多个间隔开的基本上平行的板条(60)中的板条之间形成有基本上由透明材料(诸如空气)填充的多个细长槽(70)。在其他情况下，板条(60)之间的槽(70)可填充有折射率接近1的任何透明材料。

在如图8所示的一些实施方案中，眩光陷波器(30)可还包括框架(100)。多个间隔开的基本上平行的板条中的板条(60)可以至少部分地设置在该框架内部(101)并且至少部分地被框架(100)包围。在一些方面，板条(60)中的每一者的相反两纵向末端(61,62)可在张力下固定到框架(100)。在张力下将板条(60)固定到框架(100)减少了随时间推移的下垂并且保持了眩光陷波器的形状，这在处理高温变化时变得尤其重要。

参考图16，在其他实施方案中，眩光陷波器(30c)还可以包括具有彼此组装的相对的顶部(151)框架部分和底部(152)框架部分的框架(150)。眩光陷波器(30c)的金属片(140)的实心周边部分的至少一些部分可以固定在相对的顶部(151)框架部分和底部(152)框架部分之间。顶部框架部分和底部框架部分(151,152)中的每一者具有暴露多个间隔开的基本上平行的板条中的板条(60)的内部切口部分(153)。

在一些情况下，如图17所示，眩光陷波器(30b)可以沿着至少一个方向弯曲。在图18所示的其他实施方案中，光控制膜(30d)的宽度方向(160)可以与厚度方向(z轴)形成倾斜角(β)。

在一些方面中，板条(60)可由具有小于4％反射率的漫射表面的材料制成，以便将从板条(60)反射的阳光的亮度保持在1000cd/m²下，这是在日光驾驶条件下典型HUD图像的亮度的约10％。

参考图9A至图9C，根据一些实施方案的光控制膜(30)可包括沿着第一方向(x轴)延伸并且沿着正交的第二方向(y轴)排布的多个间隔开的基本上平行的光阻挡区域(110)。每个光阻挡区域(110)可以包括沿着光阻挡区域(110)的长度连续地延伸的金属板条(60)。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(y轴)的宽度W，使得在一些情况下，L/W≥10。例如，光阻挡区域(110)之间形成有基本上由透明材料(诸如空气)填充的多个细长的通槽(70)。在这种情况下，光控制膜可被称为空气百叶窗。在其他情况下，金属板条(60)之间的槽(70)可填充有折射率接近1的任何透明材料。光控制膜(30)还包括沿着其厚度方向(z轴)的厚度H，该厚度方向基本上正交于光控制膜(30)的相对主表面(143,144)。

在一些实施方案中，眩光陷波器(30)可以包括沿着第一方向(x轴)延伸并且沿着不同的第二方向(y轴)排布的多个间隔开的基本上平行的金属板条(60)。每个板条(60)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(z轴)的厚度H。在一些情况下，厚度H(以mm计)可以不大于：

并且，在其他情况下，H(以mm计)可以不小于：

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(41a)(图1)的以弧度为单位的视场角(field angle)的一半，

“D”是由所发射的图像(40)沿着眩光陷波器(30)和观看者(50)之间的光轴(11)传播的距离(以mm计)，并且

“W”是每个板条的宽度(以mm计)。

在一些情况下，n可以小于1.5、或小于1.4、或小于1.3、或小于1.2、或小于1.1。在一些其他情况下，φ可以小于约0.35弧度、或小于约0.3弧度、或小于约0.25弧度、或小于约0.2弧度、或小于约0.15弧度、或小于约0.1弧度、或小于约0.05弧度。

在一些方面，如图9B中最佳的示出，光阻挡区域(110)中的至少一个光阻挡区域可以包括在光阻挡区域的金属板条(60)的主表面(64)的至少一部分上的反射还原处理(63)。在其他方面，如图9C中最佳的示出，光阻挡区域(110)中的至少一个光阻挡区域可以包括在光阻挡区域(110)的金属板条(60)的相对主表面(64,65)中的每一个相对主表面的至少一部分上的反射还原处理(63)。

例如，反射还原处理(63)可以包括设置在主表面(64,65)中的一个或每一个主表面上的抗反射涂层。在一些其他情况下，反射还原处理(63)可包括设置在主表面(64,65)中的一个或每一个主表面上的黑色涂层，或者在一些情况下，可包括黑化主表面(64,65)中的一个或每一个主表面。在一些其他情况下，反射还原处理(63)可包括阳极氧化主表面(64,65)中的一个或每一个主表面。在其他情况下，反射还原处理(63)可包括粗糙化主表面(64,65)中的一个或每一个主表面。例如，粗糙化主表面(64,65)中的一个或每一个主表面可包括主表面(64,65)中的一个或每一个主表面的湿式化学蚀刻。

根据一些实施方案的眩光陷波器(30a)的构造在图15A至图15C中最佳的示出。眩光陷波器(30a)可以包括具有多个交替的板条(60)和在其内部部分(141)中形成的细长通槽(70)的一体式金属片(140)。一体式金属片(140)的实心周边部分(142)基本上围绕多个交替的板条(60)和细长通槽(70)。每个细长通槽70可在金属片的相对主表面(143,144)之间延伸。板条(60)形成眩光陷波器(30)的多个间隔开的基本上平行的板条。金属可包括钢、黄铜、青铜、铁、不锈钢、铝、铜、镍、金、锌和钛中的一者或多者。

制备光控制膜(30,30a)的方法可包括提供具有相对的顶部(143)主表面和底部(144)主表面的金属片(140)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(70)的步骤。例如，金属片(140)中的多个间隔开的基本上平行的细长通槽(70)可以通过电火花线切割(放电加工)方法形成。在其他情况下，细长通槽(70)可通过研磨、蚀刻、激光加工、超声加工、电化学加工和冲压中的至少一者形成。细长通槽(70)可被形成为沿着第一方向(x)延伸并且可沿着正交的第二方向(y)排布。每个细长通槽(70)在金属片的相应的相对的顶部(143)主表面和底部(144)主表面处限定相对的顶部(73)开口表面和底部(74)开口表面，如图9A中最佳的示出。

实施例

根据一个或多个实施方案的光控制膜(30,30a)通过将槽加工成具有218mm×98mm的外部尺寸和1.2mm的厚度的轧制钢板而制得。通过电火花线切割(EDM)使槽平行于板的长轴。每个槽的宽度被测量为0.3mm，并且与相邻槽间隔开0.45mm，从而在每个槽之间留出0.15mm宽的金属肋。制得了大约1655个槽以形成195mm宽×74mm高的光控制区域。使用购自明尼苏达州伊甸草原的伯奇伍德实验室有限责任公司(Birchwood Laboratories LLC,Eden Prairie,MN)的TRU TEMP XL低温黑氧化物对光控制膜(30)进行表面处理以黑化该表面。黑化方法根据制造商推荐的方法进行。

在一些实施方案中，对于如图5所示的小于约5度的入射角(θ)和对于第一偏振状态和第二偏振状态中的每一者，光控制膜(30)可具有在约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。在一些情况下，光控制膜(30)的平均镜面光学透射率可以在30％至约80％之间，或30％至约70％之间，或35％至约70％之间，或40％至约70％之间。在一些情况下，光控制膜(30)的平均总光学反射率可小于约15％、或小于约10％、或小于约5％、或小于约4％、或小于约3％、或小于约2％。

通常，本文记录的光学测量是使用常规Lambda 1050分光光度计进行的。使用用于测量来自漫射光源的亮度分布的以下方法采用ELDIM L80锥光镜进行角度测量，如WO2020121112中所述。

将膜样品放置在朗伯光源上。使用Eldim L80锥光镜(法国埃鲁维尔圣克莱尔的艾尔迪姆公司(Eldim S.A.,HEROUVILLE SAINT CLAIR,France))在所有极角和方位角处同时以半球方式检测光输出。朗伯光源由来自光箱的漫透射组成。该光箱为六面中空立方体，尺寸约为12.5cm×12.5cm×11.5cm(长×宽×高)，由厚大约6mm的漫射聚四氟乙烯(PTFE)板制成。箱的一面被选作为样品表面。中空光箱在样本表面处测得漫反射率为约0.83(例如在400ran至700ran波长范围内平均为约83％)。在测试期间，通过位于箱的底部(与样品表面相背)中的约1cm的圆形孔从光箱内照亮箱(光线从内部照向样品表面)。使用附接到用于指引光的光纤束的LED光源(具有来自加利福尼亚州圣塞何市的茉丽特北美股份有限公司(Moritex North America，Inc.)的茉丽特直线光导的茉丽特A20980/3000K)提供照明。

图10示出了相对于入射在基本上垂直于第一方向(x轴)的入射平面(xz,yz平面)中的光控制膜(30)上的光(42)的入射角(θ)的光控制膜(30)的光学透射率(120)。在一些实施方案中，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，光控制膜(30)的光学透射率(120)可包括在第一峰角(122)处的第一透射率峰(121)，对应的半峰全宽(FWHM)(123)小于约30度、或小于约25度、或小于约20度。

如图11所示，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二方向的入射平面(yz-平面)中的入射角，眩光陷波器(30)的光学透射率(125)在入射角的至少30度、或50度、或70度、或90度、或110度、或130度范围内变化小于约15％、或小于约10％、或小于约7％、或小于约5％。

在如图12中所示的其他方面中，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二方向的入射平面(yz-平面)中的入射角，眩光陷波器(30)的光学透射率(125)可以包括间隔至少30度的第一(126)透射率峰和第二(127)透射率峰。第一峰和第二峰(126,127)之间可限定有透射率谷(128)，该透射率谷具有比第一透射率峰和第二透射率峰中的较大者小至少1％、或至少1.25％、或至少1.5％的最小透射率(129)。

图13A和图13B分别示出了在可见波长范围内进行和未进行反射还原处理的光控制膜的光学透射率和光学反射率。在一些方面，眩光陷波器(30)可具有在约20％至约80％之间、或30％至约80％之间、或30％至约70％之间、或35％至约70％之间、或40％至约70％之间的平均总光学透射率。在其他方面，眩光陷波器(30)可具有小于约10％、或小于约8％、或小于约6％、或小于约5％、或小于约4％、或小于约3％、或小于约2％、或小于约1％的平均漫射光学透射率。在一些其他方面，眩光陷波器(30)可具有小于约20％、或小于约15％、或小于约10％、或小于约5％、或小于约4％、或小于约3％、或小于约2％的平均漫射光学反射率。在一些其他方面，眩光陷波器(30)可具有小于约10％或小于约8％、或小于约6％、或小于约5％、或小于约4％、或小于约3％、或小于约2％、或小于约1％、或小于约0.5％的平均镜面光学反射率。在其他方面，眩光陷波器(30)可具有小于约60％、或小于约55％、或小于约50％、或小于约45％、或小于约40％的平均光学吸收率。

下表1示出了具有作为反射还原处理(63)的黑色涂层的光控制膜在可见波长范围内的光学透射率和光学反射率。

表1

下表2示出了未进行反射还原处理的光控制膜在可见波长范围内的光学透射率和光学反射率。

表2

在其他实施方案中，由图14最佳的所示，对于在可见波长范围中的至少一个光波长，相对于入射角(θ)，眩光陷波器(30)的归一化光学透射率(130)可包括在第一归一化峰角(132)处的第一归一化透射率峰(131)，对应的归一化半峰全宽(NFWHM)(133)小于约30度、或小于约25、或小于约20度。在一些方面，第一归一化峰角(132)可小于约30度、或小于约25度、或小于约20度、或小于约15度、或小于约10度、或小于约5度。

Claims (10)

1.一种光学***，所述光学***包括显示器、反射偏振器和眩光陷波器，所述光学***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***，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***，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***，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***，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。

6.一种平视显示器(HUD)，所述平视显示器包括：

根据权利要求1所述的光学***，和

载具的前挡风玻璃，使得当图像由所述显示器发射时，所述光学***朝向所述前挡风玻璃透射所发射的图像，所述前挡风玻璃朝向所述载具中的观看者反射所透射的图像，并且所述观看者观看所发射的图像的虚像。

7.一种光控制膜，所述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所述光阻挡区域的长度连续地延伸的金属板条，所述金属板条具有沿着所述第一方向的长度L和沿着所述金属板条的宽度方向的宽度W，L/W≥10，

其中所述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，并且其中对于入射在所述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所述第一方向的入射平面中的入射光的入射角，所述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(FWHM)小于约25度。

8.一种平视显示器(HUD)，所述平视显示器包括：

显示器、反射偏振器和眩光陷波器，所述HUD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HUD包括在所述显示器和所述观看者之间延伸的光轴，所述眩光陷波器被配置为定位成使得所发射的图像沿着所述眩光陷波器和所述观看者之间的所述光轴传播距离D，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金属板条，每个板条包括沿着所述第二方向的宽度W和沿着与所述第一方向和所述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：

并且不小于：

其中n是基本上填充所述板条之间的空间的材料的折射率，φ是所述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。

9.根据权利要求8所述的HUD，所述HUD还包括第二反射偏振器，所述第二反射偏振器被配置为接收所透射的图像并且将所接收的图像的一部分朝向眼睛反射。

10.根据权利要求8所述的HUD，其中φ小于约0.35弧度。