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特表2023-502234ゴースト低減のためのガラスラミネートの標準的なくさび形プロファイル
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-01-23
(54)【発明の名称】ゴースト低減のためのガラスラミネートの標準的なくさび形プロファイル
(51)【国際特許分類】
G02B 27/01 20060101AFI20230116BHJP
G02B 27/28 20060101ALI20230116BHJP
B60K 35/00 20060101ALI20230116BHJP
【ＦＩ】
G02B27/01
G02B27/28 Z
B60K35/00 A
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022528940
(86)(22)【出願日】2020-11-13
(85)【翻訳文提出日】2022-05-18
(86)【国際出願番号】 IB2020060709
(87)【国際公開番号】W WO2021099905
(87)【国際公開日】2021-05-27
(31)【優先権主張番号】62/937,353
(32)【優先日】2019-11-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】505005049
【氏名又は名称】スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100130339
【弁理士】
【氏名又は名称】藤井 憲
(74)【代理人】
【識別番号】100135909
【弁理士】
【氏名又は名称】野村 和歌子
(74)【代理人】
【識別番号】100133042
【弁理士】
【氏名又は名称】佃 誠玄
(74)【代理人】
【識別番号】100171701
【弁理士】
【氏名又は名称】浅村 敬一
(72)【発明者】
【氏名】パンクラッツ，ステファン ジェイ．
(72)【発明者】
【氏名】エドモンド，ウィリアム エフ．
(72)【発明者】
【氏名】ジョンソン，マシュー ビー．
(72)【発明者】
【氏名】ヴァン デルロフスク，ジョン エフ．， サード
【テーマコード（参考）】
2H199
3D344
【Ｆターム（参考）】
2H199AB12
2H199AB52
2H199AB62
2H199DA03
2H199DA22
2H199DA24
2H199DA33
2H199DA42
3D344AA08
3D344AA19
3D344AA21
3D344AB01
3D344AC24
3D344AC25
(57)【要約】
ヘッドアップディスプレイは、標準的なくさび形プロファイルを有するウィンドシールド（１０）と、ｐ偏光された光のための埋め込まれた反射偏光子（２０）と、ディスプレイ（４０）と、を含む。反射偏光子は、ウィンドシールドの最も外側にある反対向きの第１の主ガラス表面（１１）と第２の主ガラス表面（１２）との間に配置され、最も外側の反対向きの第１の主ガラス表面（１１）及び第２の主ガラス表面（１２）から間隔をあけている。ヘッドアップディスプレイは、搭乗者の眼で見るための、仮想画像を形成する。ディスプレイによって発出された画像は、ディスプレイの所定の領域からから発出され、ウィンドシールドの最も外側の第１の主ガラス表面に約６０度超の入射角で入射する第１の画像光線を含んでもよく、入射した第１の発出画像光線の少なくとも９０％は、第１の発出画像光線の入射面内で偏光される。ヘッドアップディスプレイは、標準的なくさび形プロファイルを有するウィンドシールド（１０）と、ｐ偏光された光のための埋め込まれた反射偏光子（２０）と、ディスプレイ（４０）と、を含む。反射偏光子は、ウィンドシールドの最も外側の反対向きの第１の主ガラス表面（１１）と第２の主ガラス表面（１２）との間に配置され、最も外側の反対向きの第１の主ガラス表面（１１）及び第２の主ガラス表面（１２）から間隔をあけている。ヘッドアップディスプレイは、搭乗者の眼で見るための、仮想画像を形成する。ディスプレイによって発出された画像は、ディスプレイの所定の領域からから発出され、ウィンドシールドの最も外側の第１の主ガラス表面に約６０度超の入射角で入射する第１の画像光線を含んでもよく、入射した第１の発出画像光線の少なくとも９０％は、第１の発出画像光線の入射面内で偏光される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
乗り物の搭乗者の眼で見るためのヘッドアップディスプレイであって、ウィンドシールドであって、前記ウィンドシールドの最も外側にある反対向きの第１の主ガラス表面と第２の主ガラス表面との間に配置され、最も外側にある反対向きの前記第１の主ガラス表面及び前記第２の主ガラス表面から間隔をあけた反射偏光子を備え、実質的な垂直入射光について、かつ約４２０ｎｍ～約６８０ｎｍにわたる可視波長範囲内の少なくとも第１の波長について、前記反射偏光子は、第１の偏光状態を有する前記入射光の少なくとも１５％を反射し、かつ直交する第２の偏光状態を有する前記入射光の少なくとも６０％を透過する、ウィンドシールドと、
最大横寸法Ｄを有し、画像を発出するように構成されたアクティブディスプレイ領域を備える、ディスプレイと、を備え、前記ヘッドアップディスプレイは、前記搭乗者の前記眼で見るための、前記発出された画像の仮想画像を形成し、前記仮想画像と前記搭乗者の前記眼との間の間隔は、少なくとも約２メートルであり、前記アクティブディスプレイ領域は、ディスプレイ中心と、前記ディスプレイ中心を含む所定の領域とを含み、前記所定の領域は、最大横寸法ｄを有し、ｄ／Ｄ≦０．２５であり、
前記ウィンドシールドは、前記アクティブディスプレイ領域によって発出された前記画像を受け取り、前記受け取った画像の少なくとも一部分を前記搭乗者の前記眼に向かって反射するように構成されており、前記アクティブディスプレイ領域の前記所定の領域内の少なくとも１つの第１の位置について、前記発出された画像は、前記第１の位置から発出され、前記ウィンドシールドの前記最も外側にある第１の主ガラス表面に約６０度超の入射角で入射する第１の発出画像光線を備え、入射した前記第１の発出画像光線の少なくとも９０％は、前記第１の発出画像光線の入射面内で偏光される、
ヘッドアップディスプレイ。
【請求項2】
前記搭乗者は、前記乗り物の運転者である、請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項3】
前記ウィンドシールドの最も外側にある反対向きの前記第１の主ガラス表面及び前記第２の主ガラス表面のうちの少なくとも一方は、前記反射偏光子と、約０．００１０～０．００６０度のくさび角をなしている、請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項4】
前記反射偏光子は、前記ウィンドシールド内に埋め込まれている、請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項5】
第１のガラスセグメントと第２のガラスセグメントとの間に配置され、前記第１のガラスセグメント及び前記第２のガラスセグメントに接合された反射偏光子を備える、乗り物のウィンドシールドであって、前記第１のガラスセグメント及び前記第２のガラスセグメントは、それぞれの平均厚さｔ１及びｔ２を有し、ｔ２はｔ１以上であり、前記第１のガラスセグメント及び前記第２のガラスセグメントの各々は、反対向きの内側ガラス境界面と外側ガラス境界面とを備え、前記第１のガラスセグメント及び前記第２のガラスセグメントの前記内側境界面は、前記反射偏光子に面しており、前記第１のガラスセグメント及び前記第２のガラスセグメントの前記外側ガラス境界面は、前記反射偏光子から離れる方に面し、かつ前記反射偏光子とそれぞれの角度θ１及びθ２をなしており、θ１及びθ２のうちの少なくとも一方は、約０．００１０～０．００６０度の値を有する、ウィンドシールド。
【請求項6】
乗り物の搭乗者の眼で見るための仮想画像を形成するヘッドアップディスプレイであって、ガラスウィンドシールドであって、最も外側にある反対向きの第１のガラス境界面及び第２のガラス境界面と、ガラスウィンドシールド内に埋め込まれ、最も外側にある前記第１のガラス境界面及び前記第２のガラス境界面から間隔をあけた反射偏光子と、を備え、実質的な垂直入射する光について、かつ約４２０ｎｍ～約６８０ｎｍにわたる可視波長範囲内の少なくとも第１の波長について、前記反射偏光子は、第１の偏光状態を有する前記入射光の少なくとも１５％を反射し、かつ直交する第２の偏光状態を有する前記入射光の少なくとも６０％を透過する、ガラスウィンドシールドと、
前記第１のガラス境界面のより近くに、かつ前記第２のガラス境界面からより遠くに位置付けられ、画像を発出するように構成されたアクティブディスプレイ領域を備える、ディスプレイと、を備え、第１の角度だけ角度的に間隔をあけ、かつ同じ発出面内で前記アクティブディスプレイ領域内の同じ位置から発出される、少なくとも第１の発出画像光線及び第２の発出画像光線は、前記発出面と一致する同じ入射面内で、前記ウィンドシールドに約６０度超の入射角で入射し、第２の角度だけ角度的に間隔をあけた少なくともそれぞれの第１の反射画像光線及び第２の反射画像光線として、前記ウィンドシールドによって反射され、前記第１の反射画像光線及び前記第２の反射画像光線は、前記搭乗者の前記眼に入射し、前記第２の角度は、前記第１の角度よりも少なくとも２０％小さい、
ヘッドアップディスプレイ。
【請求項7】
前記第１の反射画像光線と前記第２の反射画像光線とは一致する、請求項６に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項8】
前記第１の発出画像光線及び前記第２の発出画像光線からそれぞれの第３の角度及び第４の角度だけ角度的に間隔をあけ、かつ前記発出面内で前記アクティブディスプレイ領域内の前記同じ位置から発出される、少なくとも第３の発出画像光線は、前記発出面と一致する前記入射面内で前記ウィンドシールドに約６０度超の入射角で入射し、前記第１の反射画像光線及び前記第２の反射画像光線からそれぞれの第５の角度及び第６の角度だけ角度的に間隔をあけた第３の反射画像光線として、前記ウィンドシールドによって反射され、前記第３の反射画像光線は、前記搭乗者の前記眼に入射し、前記第５の角度及び前記第６の角度は、前記第３の角度及び前記第４の角度よりも少なくとも２０％小さい、請求項６に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項9】
前記第１の反射画像光線と前記第２の反射画像光線と前記第３の反射画像光線とは一致する、請求項８に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項10】
乗り物のウィンドシールドにおいて使用するための光学積層体であって、第１のポリマーフィルムと第２のポリマーフィルムとの間に配置された反射偏光子を備え、前記第１のポリマーフィルム及び前記第２のポリマーフィルムの各々は、前記反射偏光子に面し、かつ前記反射偏光子に接合されている第１の主表面と、前記反射偏光子から離れる方に面している反対向きの第２の主表面と、を備え、前記第１のポリマーフィルム及び前記第２のポリマーフィルムの前記第２の主表面は、前記反射偏光子とそれぞれの角度ω１及びω２をなしており、ω１及びω２のうちの少なくとも一方は、約０．００１０～０．００６０度の値を有する、光学積層体。
【請求項11】
前記第１のポリマーフィルム及び前記第２のポリマーフィルムのうちの少なくとも一方は、ポリビニルブチラールを含む、請求項１０に記載の光学積層体。
【請求項12】
ω１は、ω２と異なる、請求項１０に記載の光学積層体。
【請求項13】
前記第１のポリマーフィルムと前記第２のポリマーフィルムとは、異なる平均厚さを有する、請求項１０に記載の光学積層体。
【請求項14】
第１のガラスセグメントと第２のガラスセグメントとの間に配置され、前記第１のガラスセグメント及び前記第２のガラスセグメントに接合された請求項に記載の光学積層体を備える、乗り物のウィンドシールドであって、前記第１のポリマーフィルム及び前記第２のポリマーフィルムの前記第２の主表面は、それぞれの前記第１のガラスセグメント及び前記第２のガラスセグメントに面し、それぞれの前記第１のガラスセグメント及び前記第２のガラスセグメントに接合されている、ウィンドシールド。
【請求項15】
前記第１のガラスセグメント及び前記第２のガラスセグメントのうちの少なくとも一方は、くさび形でない、請求項１４に記載のウィンドシールド。
【請求項16】
前記第１のポリマーフィルムの前記第２の主表面と前記第２のポリマーフィルムの前記第２の主表面との間の間隔は、前記ウィンドシールドの底部において、前記ウィンドシールドの上部よりも小さくなるように乗り物に組み付けられている、請求項１４に記載のウィンドシールド。
【請求項17】
乗り物のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）において使用するためのウィンドシールドであって、前記ウィンドシールドが前記乗り物に組み付けられる場合、前記ＨＵＤは、前記乗り物の搭乗者の眼で見るための、前記ＨＵＤのディスプレイによって発出された画像の仮想画像を形成するように構成されており、前記仮想画像と前記搭乗者の前記眼との間の間隔は、約２メートル～約１６メートルであり、前記ディスプレイの中央領域から発出され、前記ウィンドシールドの第１の位置に約６４度～約７０度の入射角で入射する各画像光線について、前記発出された画像光線は、それぞれの第１の反射画像光線及び第２の反射画像光線として、前記ウィンドシールドの最も外側にある第１の表面及び第２の表面によって反射され、前記第１の反射画像光線及び前記第２の反射画像光線は、前記搭乗者の前記眼に向かって伝播し、前記第１の反射画像光線と前記第２の反射画像光線との間に第１の角度をなしており、前記第１の位置における前記第１の表面と前記第２の表面との間のくさび角は、前記くさび角が約０．０４度未満となるように選択されている、ウィンドシールド。
【請求項18】
前記第１の表面と前記第２の表面との間の前記くさび角は、前記第１の位置と共に変動する、請求項１７に記載のウィンドシールド。
【請求項19】
前記第１の表面と前記第２の表面との間の前記くさび角は、前記ウィンドシールドの少なくとも２つの異なる第１の位置に対して異なっている、請求項１７に記載のウィンドシールド。
【請求項20】
約１０ｍｍ未満の平均厚さを有する、請求項１７に記載のウィンドシールド。
【請求項21】
約８ｍｍ未満の平均厚さを有する、請求項１７に記載のウィンドシールド。
【請求項22】
約６ｍｍ未満の平均厚さを有する、請求項１７に記載のウィンドシールド。
【請求項23】
約５ｍｍ未満の平均厚さを有する、請求項１７に記載のウィンドシールド。
【請求項24】
前記くさび角は、約０．００４～０．０１度である、請求項１７に記載のウィンドシールド。
【請求項25】
前記間隔は、約２メートル～約４メートルであり、前記くさび角は、約０．０１度である、請求項１７に記載のウィンドシールド。【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【0001】
本明細書のいくつかの態様では、ウィンドシールド及びディスプレイを含む、乗り物の搭乗者の眼で見るためのヘッドアップディスプレイが提供される。いくつかの実施形態では、ウィンドシールドは、ウィンドシールドの最も外側にある反対向きの第１の主ガラス表面と第２の主ガラス表面との間に配置され、最も外側にある反対向きの第１の主ガラス表面及び第２の主ガラス表面から間隔をあけた反射偏光子を備え、実質的な垂直入射光について、かつ約４２０ｎｍ～約６８０ｎｍにわたる可視波長範囲内の少なくとも第１の波長について、反射偏光子は、第１の偏光状態を有する入射光の少なくとも１５％を反射し、かつ直交する第２の偏光状態を有する入射光の少なくとも６０％を透過する。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、画像を発出するように構成されている、最大横寸法Ｄを有するアクティブディスプレイ領域を含む。ヘッドアップディスプレイは、搭乗者の眼で見るための、発出された画像の仮想画像を形成する。いくつかの実施形態では、仮想画像と搭乗者の眼との間の間隔は、少なくとも２メートルであってもよい。いくつかの実施形態では、アクティブディスプレイ領域は、ディスプレイ中心と、ディスプレイ中心を含む所定の領域と、を有し、所定の領域は、最大横寸法ｄを有し、比ｄ／Ｄは約０．２５以下である。いくつかの実施形態では、ウィンドシールドは、アクティブディスプレイ領域によって発出された画像を受け取り、受け取った画像の少なくとも一部分を搭乗者の眼に向かって反射するように構成され得る。アクティブディスプレイ領域の所定の領域内の少なくとも１つの第１の位置について、発出された画像は、第１の位置から発出され、ウィンドシールドの最も外側にある第１の主ガラス表面に約６０度超の入射角で入射する第１の発出画像光線を含んでもよく、入射した第１の発出画像光線の少なくとも９０％は、第１の発出画像光線の入射面内で偏光される。
【0002】
本明細書のいくつかの態様では、乗り物のウィンドシールドが提供され、ウィンドシールドは、第１のガラスセグメントと第２のガラスセグメントとの間に配置され、第１のガラスセグメント及び第２のガラスセグメントに接合された反射偏光子を含む。いくつかの実施形態では、第１のガラスセグメント及び第２のガラスセグメントは、それぞれの平均厚さｔ１及びｔ２を有し、ｔ２はｔ１以上である。いくつかの実施形態では、第１のガラスセグメント及び第２のガラスセグメントの各々は、反対向きの内側ガラス境界面と外側ガラス境界面とを含み、第１のガラスセグメント及び第２のガラスセグメントの内側境界面は、反射偏光子に面している。いくつかの実施形態では、第１のガラスセグメント及び第２のガラスセグメントの外側ガラス境界面は、反射偏光子から離れる方に面し、反射偏光子とそれぞれの角度θ１及びθ２をなしてもよく、θ１及びθ２のうちの少なくとも一方は、約０．００１０～約０．００６０度の値を有する。
【0003】
本明細書のいくつかの態様では、ガラスウィンドシールド及びディスプレイを含む、乗り物の搭乗者の眼で見るための仮想画像を形成するヘッドアップディスプレイが提供される。いくつかの実施形態では、ガラスウィンドシールドは、最も外側にある反対向きの第１のガラス境界面及び第２のガラス境界面と、ガラスウィンドシールド内に埋め込まれ、最も外側にある第１のガラス境界面及び第２のガラス境界面から間隔をあけた反射偏光子と、を含む。実質的な垂直入射光について、かつ約４２０ｎｍ～約６８０ｎｍにわたる可視波長範囲内の少なくとも第１の波長について、反射偏光子は、第１の偏光状態を有する入射光の少なくとも１５％を反射し、かつ直交する第２の偏光状態を有する入射光の少なくとも６０％を透過する。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、第１のガラス境界面のより近くに、かつ第２のガラス境界面からより遠くに位置付けられてもよく、画像を発出するように構成されたアクティブディスプレイ領域を含んでもよい。いくつかの実施形態では、第１の角度だけ角度的に間隔をあけ、かつ同じ発出面内でアクティブディスプレイ領域内の同じ位置から発出される、少なくとも第１の発出画像光線及び第２の発出画像光線は、発出面と一致する同じ入射面内で、ウィンドシールドに約６０度超の入射角で入射してもよく、第２の角度だけ角度的に間隔をあけた少なくともそれぞれの第１の反射画像光線及び第２の反射画像光線としてウィンドシールドによって反射されてもよく、第１の反射画像光線及び第２の反射画像光線は、搭乗者の眼に入射し、第２の角度は、第１の角度よりも少なくとも２０％小さい。
【0004】
本明細書のいくつかの態様では、第１のポリマーフィルムと第２のポリマーフィルムとの間に配置された反射偏光子を含む、乗り物のウィンドシールドにおいて使用するための光学積層体が提供される。いくつかの実施形態では、第１のポリマーフィルム及び第２のポリマーフィルムの各々は、反射偏光子に面し、かつ反射偏光子に接合されている第１の主表面と、反射偏光子から離れる方に面している反対向きの第２の主表面と、を含んでもよく、第１のポリマーフィルム及び第２のポリマーフィルムの第２の主表面は、反射偏光子とそれぞれの角度ω１及びω２をなしており、ω１及びω２のうちの少なくとも一方は、約０．００１０～約０．００６０度の値を有する。
【0005】
本明細書のいくつかの態様では、乗り物のヘッドアップディスプレイ（heads-up display、ＨＵＤ）において使用するためのウィンドシールドが提供される。ウィンドシールドが乗り物に組み付けられる場合、ＨＵＤは、乗り物の搭乗者の眼で見るための、ＨＵＤのディスプレイによって発出された画像の仮想画像を形成するように構成されており、仮想画像と搭乗者の眼との間の間隔は、約２メートル～約１６メートルであり、ディスプレイの中央領域から発出され、ウィンドシールドに約６４度～約７０度の入射角で入射する各画像光線について、発出された画像光線は、それぞれの第１の反射画像光線及び第２の反射画像光線として、ウィンドシールドの最も外側にある第１の表面及び第２の表面によって反射され、第１の反射画像光線及び第２の反射画像光線は、搭乗者の眼に向かって伝播し、第１の反射画像光線と第２の反射画像光線との間に角度をなしており、第１の表面と第２の表面との間の角度は、第１の反射画像光線と第２の反射画像光線の間の角度が約０．０４度未満となるように選択されている。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1A】本明細書の一実施形態に係る、ヘッドアップディスプレイの切り欠き側面図である。
【図1B】本明細書の一実施形態に係る、様々なウィンドシールドのプロファイル形状の図である。
【図1C】本明細書の一実施形態に係る、様々なウィンドシールドのプロファイル形状の図である。
【図2】本明細書の一実施形態に係る、ヘッドアップディスプレイのためのディスプレイの正面図ある。
【図3】本明細書の一実施形態に係る、ヘッドアップディスプレイにおけるウィンドシールドと画像光線との相互作用を詳細に示す。
【図4】本明細書の一実施形態に係る、ヘッドアップディスプレイのための光学積層体の切り欠き側面図である。
【図5】本明細書の一実施形態に係る、ヘッドアップディスプレイのためのウィンドシールドの切り欠き側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下の説明では、本明細書の一部を形成し様々な実施形態が例示として示されている添付図面が参照される。図面は、必ずしも実際の縮尺ではない。他の実施形態が想到され、本明細書の範囲又は趣旨から逸脱することなく実施されてもよい点を理解されたい。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。
【0008】
乗り物のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）システムにおける一般的な問題は、乗り物のウィンドシールドの内側面と外側面の両方からの反射によって生成されたゴースト画像の出現である。すなわち、現在のＨＵＤシステムは、ウィンドシールドのガラスと空気との境界面の反射性に依存して、観察者（例えば、運転者）の眼の前のいくらかの知覚距離で見ることができる仮想画像を投影している。残念ながら、ウィンドシールドには、ガラスと空気との境界面が２つあり、１つはウィンドシールドの内側にあり（すなわち、運転者に面しており）、１つはウィンドシールドの外側にある。２つの外面（すなわち、乗り物の中側に面する面と、乗り物の外側に面する面）は、いくらかの距離（すなわち、ウィンドシールドの厚さ）だけ間隔があいているので、内側のガラスと空気との境界面と外側のガラスと空気との境界面からの反射画像光線は揃わず、意図される仮想画像の鮮明度及び知覚される輝度を低減するゴースト画像を生成する。
【0009】
ゴースト発生の問題を低減する１つの方法は、ウィンドシールドのためのくさび形状の厚さプロファイルを作成することによって行われる角度補償によるものであり、前方画像及び後方画像を反射させて、それらの間の角変位を著しく低減する。しかしながら、この角度補償の手法は、ウィンドシールドのすくい角及びスキュー角に応じて、各ウィンドシールドの設計及び／又は向きについて、固有のカスタマイズされた厚さプロファイルを必要とする。加えて、各固有の厚さプロファイルは、限定された範囲の視野位置に対してほぼ「完璧な」角度補償を提供するように設計される。すなわち、長身の運転者にとって良好に機能する厚さプロファイルは、異なる視野角を有する小柄な運転者（すなわち、運転者の身長が低いため、眼がより下方になる）には良好に機能しないことがある。
【0010】
ゴースト発生を低減する第２の方法は、２枚のガラスの間に弱反射偏光子を埋め込んで（すなわち、ウィンドシールドの内側ガラス層と外側ガラス層との間に挟んで）、直線偏光された光を反射偏光子に反射させることである。反射偏光子の１つのそのような例は、３Ｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造される３Ｍ（商標）Ｗｉｎｄｓｈｉｅｌｄ Ｃｏｍｂｉｎｅｒ Ｆｉｌｍ（３Ｍ（商標）ＷＣＦ）である。反射偏光子が使用されるとき、ディスプレイからの画像光線は、（例えば、Ｐ偏光状態、又はＰ偏光画像光線で）直線偏光され、ブルースター角の一定の角度で、又はブルースター角に非常に近い角度で、ウィンドシールドに向かって方向付けられる。ブルースター角は、Ｐ偏光された光が反射せずに内側のガラスと空気との境界面を通過して反射偏光子に衝突し、Ｐ偏光された光の少なくとも一部分（例えば、３０％）が、単一の画像として観察者に向かって反射される（すなわち、画像は、反射偏光子でのみ反射し、内側又は外側のガラスと空気との境界面では反射しない）、入射角である。反射偏光子は、弱Ｐ偏光反射体にすぎないので、ブルースター角度に近いウィンドシールドの入射角について、ガラスと空気との境界面で弱反射のみするＰ偏光された光を出力するＨＵＤの使用が可能になる。ゴースト画像の明度が十分に低い場合には、主画像から角変位しているとしても、ＨＵＤ画像の読み取り易さを低下させない。しかしながら、ＨＵＤ画像の読み取り易さを維持するのにゴーストの輝度低減のみが十分である入射角の範囲は限定される。ＨＵＤの視野が大きい場合、及び／又はウィンドシールドのすくい角が最適でない場合、ブルースター角から遠い入射角は、画像の読み取り易さを低減するのに十分な明るさのガラスと空気との境界面からのＰ偏光反射を生成し得る。ウィンドシールドのガラス表面の一方又は両方に反射防止コーティングを付加することにより、ゴーストの輝度を低減し得るが、これは高価であり、ウィンドシールド表面の耐久性を低下させる。
【0011】
本明細書のいくつかの態様によれば、弱反射偏光子と組み合わせて、より大きな範囲の視野角にわたって改善された（例えば、ゴースト発生が低減されている）仮想画像を提供することができ、かつ、様々なすくい角及びスキュー角のウィンドシールドと共に使用することができる、単一の標準的な（すなわち、カスタマイズされていない）ウィンドシールドのくさび形プロファイルを生成する方法及びシステムが提供される。
【0012】
本明細書のいくつかの態様によれば、乗り物の搭乗者の眼で見るためのヘッドアップディスプレイは、反射偏光子を含むウィンドシールドと、ディスプレイとを、含む。本明細書の目的のために、「搭乗者（passenger）」という用語は、乗り物の操作者（operator）又は運転者（driver）を含むがこれらに限定されない、乗り物の任意の乗員（occupant）を指すために使用されるものとする。いくつかの実施形態では、反射偏光子は、ウィンドシールドの最も外側にある反対向きの第１の主ガラス表面と第２の主ガラス表面との間に配置され、最も外側にある反対向きの第１の主ガラス表面及び第２の主ガラス表面から間隔をあけていてもよい（すなわち、ウィンドシールドの内側ガラス層と外側ガラス層との間に「挟まれて」いてもよい）。いくつかの実施形態では、反射偏光子は、ウィンドシールド内に埋め込まれていてもよい。実質的な垂直入射光について、かつ約４２０ｎｍ～約６８０ｎｍにわたる可視波長範囲内の少なくとも第１の波長について、反射偏光子は、第１の偏光状態を有する入射光（例えば、直線Ｐ偏光タイプの光、又はＰ偏光された光）の少なくとも１５％を反射してもよく、かつ直交する第２の偏光状態を有する入射光（例えば、直線Ｓ偏光タイプの光、又はＳ偏光された光）の少なくとも６０％を透過してもよい。Ｐ偏光及びＳ偏光の偏光タイプの使用は、１つの可能な例として使用され、いずれの方法でも限定することを意図するものではない。代替実施形態では、他の偏光状態を使用してもよい。
【0013】
いくつかの実施形態では、ディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）、デジタル光処理（ＤＬＰ）ディスプレイ、又は任意の他の適切な画像生成ユニットであってもよい。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、画像を発出するように構成されている、最大横寸法Ｄ（例えば、矩形ディスプレイの対角線）を有するアクティブディスプレイ領域を含んでもよい。ヘッドアップディスプレイは、搭乗者の眼で見るための、発出された画像の仮想画像（例えば、画像がウィンドシールドの表面上に投影され、その画像（仮想画像）がウィンドシールドの向こう側の何らかの空間に浮いているように知覚される）を形成してもよい。いくつかの実施形態では、仮想画像と搭乗者の眼との間の間隔（すなわち、観察者の眼と仮想画像との間の知覚距離）は、少なくとも約２メートルであってもよい。いくつかの実施形態では、アクティブディスプレイ領域は、ディスプレイ中心と、ディスプレイ中心を含む所定の領域（例えば、アクティブディスプレイ領域のサブエリア）を有する。いくつかの実施形態では、所定の領域は、最大横寸法ｄを有してもよく、比ｄ／Ｄは、約０．２５以下である。別の言い方をすると、所定の領域は、アクティブディスプレイエリア全体よりも小さい領域であり、アクティブディスプレイエリアの中心の近くに位置し、中心を含んでいる。
【0014】
いくつかの実施形態では、ウィンドシールドは、アクティブディスプレイ領域によって発出された画像を受け取り、受け取った画像の少なくとも一部分を搭乗者の眼に向かって反射するように構成され得る。アクティブディスプレイ領域の所定の領域内の少なくとも１つの第１の位置について、発出された画像は、第１の位置から発出され、ウィンドシールドの最も外側にある第１の主ガラス表面（すなわち、内側の、搭乗者に面する表面）に約６０度超の（例えば、約６４度～約７０度の範囲内の）入射角で入射する第１の発出画像光線を含んでもよく、入射した第１の発出画像光線の少なくとも９０％は、第１の発出画像光線の入射面内で偏光される。
【0015】
いくつかの実施形態では、ウィンドシールドの最も外側にある反対向きの第１の主ガラス表面及び第２の主ガラス表面のうちの少なくとも一方は、反射偏光子と約０．００１０度～約０．００６０度のくさび角をなしてもよい。いくつかの実施形態では、くさび角は、ウィンドシールドラミネート全体が上縁部の近くで最も厚く、底縁部の近くでより薄くなるような角度であってもよい。
【0016】
本明細書のいくつかの態様によれば、乗り物のウィンドシールドは、第１の（内側）ガラスセグメントと第２の（外側）ガラスセグメントとの間に配置され、第１の（内側）ガラスセグメント及び第２の（外側）ガラスセグメントに接合された反射偏光子を含む。いくつかの実施形態では、第１のガラスセグメント及び第２のガラスセグメントは、それぞれの平均厚さｔ１及びｔ２を有し、ｔ２はｔ１以上である。いくつかの実施形態では、第１のガラスセグメント及び第２のガラスセグメントの各々は、反対向きの内側ガラス境界面と外側ガラス境界面とを含み、第１のガラスセグメント及び第２のガラスセグメントの内側境界面（例えば、各ガラスセグメントと別の異なる材料との間の境界面）は、反射偏光子に面している。いくつかの実施形態では、第１のガラスセグメント及び第２のガラスセグメントの外側ガラス境界面は、反射偏光子から離れる方に面し、反射偏光子とそれぞれの角度θ１及びθ２をなしてもよく、θ１及びθ２のうちの少なくとも一方は、約０．００１０～約０．００６０度の値を有する。換言すると、外側ガラス境界面は、埋め込まれた反射偏光子に対して、わずかにくさび形状のウィンドシールドラミネートの断面プロファイルを作り出すように角度付けられていてもよい。
【0017】
本明細書のいくつかの態様によれば、乗り物の搭乗者の眼で見るための仮想画像を形成するヘッドアップディスプレイは、ガラスウィンドシールド及びディスプレイを含む。いくつかの実施形態では、ガラスウィンドシールドは、最も外側にある反対向きの第１のガラス境界面及び第２のガラス境界面（すなわち、ウィンドシールドと空気などの他の異なる材料との間の境界面）と、ガラスウィンドシールド内に埋め込まれ、最も外側にある第１のガラス境界面及び第２のガラス境界面から間隔をあけた反射偏光子と、を含む。実質的な垂直入射光について、かつ約４２０ｎｍ～約６８０ｎｍにわたる可視波長範囲内の少なくとも第１の波長について、反射偏光子は、第１の偏光状態を有する入射光（例えば、Ｐ偏光された光）の少なくとも１５％を反射し、かつ直交する第２の偏光状態を有する入射光（例えば、Ｓ偏光された光）の少なくとも６０％を透過する。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、第１のガラス境界面のより近くに、第２のガラス境界面からより遠くに位置付けられ（すなわち、ウィンドシールドの内側表面のより近くで、乗り物内に配置され）てもよく、画像を発出するように構成されたアクティブディスプレイ領域を含んでもよい。いくつかの実施形態では、第１の角度だけ角度的に間隔をあけ、かつ同じ発出面内でアクティブディスプレイ領域内の同じ位置から発出される、少なくとも第１の発出画像光線及び第２の発出画像光線は、発出面と一致する同じ入射面内で、ウィンドシールドに約６０度超の入射角で入射してもよく、第２の角度だけ角度的に間隔をあけた少なくともそれぞれの第１の反射画像光線及び第２の反射画像光線としてウィンドシールドによって反射されてもよく、第１の反射画像光線及び第２の反射画像光線は、搭乗者の眼に入射し、第２の角度は、第１の角度よりも少なくとも２０％小さい。別の言い方をすると、いくつかの実施形態では、ウィンドシールドは、（搭乗者の眼で見られる）第１の反射画像光線と第２の反射画像光線と間の角度（すなわち、第２の角度）が、第１の発出画像光線と第２の発出画像光線との間の角度（すなわち、第１の角度）よりも小さくなるように構成され得る。いくつかの実施形態では、第２の角度は、第１の反射画像光線と第２の反射画像光線とが実質的に一致するような角度であってもよい。
【0018】
いくつかの実施形態では、少なくとも第３の発出画像光線は、第１の発出画像光線及び第２の発出画像光線からそれぞれの第３の角度及び第４の角度だけ角度的に間隔をあけ、発出面内でアクティブディスプレイ領域内の同じ位置から、発出されてもよい。第３の発出画像光線は、発出プランと一致する入射面内でウィンドシールドに約６０度超の入射角で入射し、第１の反射画像光線及び第２の反射画像光線からそれぞれの第１の角度及び第６の角度だけ角度的に間隔をあけた第３の反射画像光線としてウィンドシールドによって反射され、第３の反射画像光線は、搭乗者の眼に入射し、第５の角度及び第６の角度は、尊敬される第３の角度及び第４の角度よりも少なくとも２０％小さい。別の言い方をすると、いくつかの実施形態では、ウィンドシールドは、（搭乗者の眼で見られる）第１の反射画像光線と第２の反射画像光線と第３の反射画像光線との間の角度が各々、第１の発出画像光線と第２の発出画像光線と第３の発出画像光線との間の角度よりも小さくなるように構成され得る。いくつかの実施形態では、第５の角度及び第６の角度は、第１の反射画像光線と第２の反射画像光線と第３の反射画像光線とが実質的に一致するような角度であってもよい。
【0019】
本明細書のいくつかの態様によれば、乗り物のウィンドシールドにおいて使用するための光学積層体は、第１のポリマーフィルムと第２のポリマーフィルムとの間に配置された反射偏光子を含む。いくつかの実施形態では、第１のポリマーフィルム及び第２のポリマーフィルムの各々は、反射偏光子に面し、かつ反射偏光子に接合されている第１の主表面と、反射偏光子から離れる方に面している反対向きの第２の主表面と、を含んでもよく、第１のポリマーフィルム及び第２のポリマーフィルムの第２の主表面は、反射偏光子とそれぞれの角度ω１及びω２をなしており、ω１及びω２のうちの少なくとも一方は、約０．００１０～約０．００６０度の値を有する。別の言い方をすると、第１のポリマーフィルム及び第２のポリマーフィルムの（反射偏光子とは反対側の）第２の主表面の各々は、光学積層体がくさび形の断面プロファイルを有するように、反射偏光子に対して角度付けられていてもよい。いくつかの実施形態では、第１のポリマーフィルム及び第２のポリマーフィルムのうちの少なくとも一方は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、角度ω１とω２とは実質的に同一であってもよい。いくつかの実施形態では、角度ω１とω２とは異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、第１のポリマーフィルムと第２のポリマーフィルムとは、異なる平均厚さを有してもよい。
【0020】
いくつかの実施形態では、光学積層体は、第１のガラスセグメントと第２のガラスセグメントと（すなわち、ガラス層）の間に配置され、第１のガラスセグメント及び第２のガラスセグメントに接合されてもよく、第１のポリマーフィルム及び第２のポリマーフィルムの第２の主表面は、それぞれの第１のガラスステートメント及び第２のガラスステートメントに面し、それぞれの第１のガラスステートメント及び第２のガラスステートメントに接合されている。いくつかの実施形態では、第１のガラスセグメント及び第２のガラスセグメントは、実質的に平坦な矩形の断面プロファイル（すなわち、ほとんど又は全くくさび形でない）を有してもよい。いくつかの実施形態では、第１のガラスセグメント及び第２のガラスセグメントのうちの少なくとも一方は、くさび形状の断面プロファイルを有してもよい。いくつかの実施形態では、第１のガラスセグメントと第２のガラスセグメントとは、実質的に同一の平均厚さを有してもよい。いくつかの実施形態では、第１のガラスセグメントと第２のガラスセグメントとは、異なる平均厚さを有してもよい。いくつかの実施形態では、ウィンドシールドの底部における、第１のポリマーフィルムの第２の主表面と第２のポリマーフィルムの第２の主表面との間の間隔は、ウィンドシールドの上部における、第１のポリマーフィルムの第２の主表面と第２のポリマーフィルムの第２の主表面との間の間隔よりも小さくてもよい。換言すると、ポリマーフィルム及び／又は反射偏光子の構成は、ウィンドシールドのプロファイルが実質的にくさび形状をしており、光学積層体の上部が底部よりも厚くなるような構成であってもよい。
【0021】
本明細書のいくつかの態様によれば、乗り物のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）において使用するためのウィンドシールドが乗り物に組み付けられ、ＨＵＤは、乗り物の搭乗者の眼で見るための、ＨＵＤのディスプレイによって発出された画像の仮想画像を形成するように構成されている。いくつかの実施形態では、仮想画像と搭乗者の眼との間に、少なくとも２メートル～約１６メートルの間隔があってもよい。ディスプレイの中央領域から発出され、ウィンドシールドに約６４度～約７０度の入射角で入射する各画像光線について、発出された画像光線は、それぞれの第１の反射画像光線及び第２の反射画像光線として、ウィンドシールドの最も外側にある第１の表面及び第２の表面によって反射され、第１の反射画像光線及び第２の反射画像光線は、搭乗者の眼に向かって伝播し、第１の反射画像光線と第２の反射画像光線との間に角度をなしており、第１の表面と第２の表面との間の角度は、約２～１６メートルの距離に仮想画像を形成する任意の光線について、第１の反射画像光線と第２の反射画像光線との間の角度が約０．０４度未満となるように選択（設計）されている。
【0022】
いくつかの実施形態では、ウィンドシールドは、約１０ｍｍ未満、約８ｍｍ未満、約６ｍｍ未満、又は約５ｍｍ未満の平均厚さを有してもよい。いくつかの実施形態では、ウィンドシールドの最も外側にある第１の表面と第２の表面との間の角度は、約０．００４～０．０１度である。いくつかの実施形態では、仮想画像と搭乗者の眼との間の間隔は、約２メートル～約４メートルであってもよく、ウィンドシールドの最も外側にある第１の表面と第２の表面との間の角度は、約０．０１度であってもよい。
【0023】
次に図を参照すると、図１Ａは、本明細書に係る、ヘッドアップディスプレイの切り欠き側面図である。ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）３００は、ディスプレイ４０と、ウィンドシールド１０と、を含む。ディスプレイ４０は、画像（発出画像５０）を発出するように構成されており、その少なくとも一部分は、ウィンドシールド１０から搭乗者３１０（例えば、運転者）の眼に向かって、反射画像５２として反射され得る。次いで、搭乗者３１０は、反射画像５２を、搭乗者３１０からいくらかの間隔距離Ｓにあるように搭乗者３１０により知覚される（例えば、ウィンドシールド１０を通して搭乗者に３１０に見える道路又は地形の上に重なり合っているように知覚される）仮想画像５１として知覚することができる。
【0024】
いくつかの実施形態では、ウィンドシールド１０は、反対向きの第１の最も外側にある主ガラス表面１１（例えば、運転者に面している、乗り物の内側のウィンドシールド表面）と第２の最も外側にある主ガラス表面１２（例えば、運転者から離れる方に面している、乗り物の外側のウィンドシールド表面）との間に配置され、反対向きの第１の最も外側の主ガラス表面１１及び第２の最も外側の主ガラス表面１２から間隔をあけている反射偏光子２０を含んでもよい。いくつかの実施形態では、第１の最も外側にある主ガラス表面１１は、第１のガラスセグメント１３の外側ガラス境界面であってもよく、第２の最も外側にある主ガラス表面１２は、第２のガラスセグメントの外側ガラス境界面であってもよい。加えて、第１のガラスセグメント１３は、第１の最も内側のガラス表面１３ａを有してもよく、第２のガラスセグメント１４は、第２の最も内側のガラス表面１４ａを有してもよく、反射偏光子２０は、第１のガラスセグメント１３と第２のガラスセグメント１４との間に配置され、第１の最も内側のガラス表面１３ａにおいて第１のガラスセグメント１３に接合され、第２の最も内側のガラス表面１４ａにおいて第２のガラスセグメント１４に接合されてもよい。いくつかの実施形態では、第１のガラスセグメント１３は平均厚さｔ１を有してもよく、第２のガラスセグメント１４は平均厚さｔ２を有してもよく、ｔ２はｔ１以上である。
【0025】
いくつかの実施形態では、第１のガラスセグメント１３の第１の最も外側にある主ガラス表面１１は、反射偏光子２０の表面に対して（すなわち、第１の最も内側のガラス表面１３ａと）角度θ１であり得る。いくつかの実施形態では、第２の最も外側にある主ガラス表面１２は、反射偏光子２０の表面に対して（すなわち、第２の最も内側にあるガラス表面１４ａと）角度θ２であり得る。いくつかの実施形態では、θ１及びθ２のうちの少なくとも一方は、約０．００１０～約０．００６０度の値を有してもよい。いくつかの実施形態では、θ１とθ２とは、同じ角度であってもよい。いくつかの実施形態では、θ１とθ２とは、異なる角度であってもい。角度θ１及びθ２は、ウィンドシールド１０が全体的なくさび角θｗを有するように選択されてもよく、反射された主画像からの画像光線と反射されたゴースト画像からの画像光線との間の角変位が低減され得る。いくつかの実施形態では、主画像光線とゴースト画像光線との間の角変位の低減を反射偏光子２０と組み合わせると、種々のウィンドシールド及び乗り物の幾何学形状にわたって、単一の（すなわち、カスタマイズされていない）ウィンドシールドくさび構成を使用することが可能になり得る。別の言い方をすると、くさび形の窓プロファイルの利点を反射偏光子と組み合わせると、異なる動作シナリオ（すなわち、視野角、搭乗者の高さ及び位置、ウィンドシールドまでの距離、仮想画像までの距離などによって定義されるシナリオ）ごとに新しいウィンドシールドのくさび構成を必要とせずに、異なる動作シナリオの少なくとも一部分に関する画像のゴースト発生を低減し得る。
【0026】
いくつかの実施形態では、第１のガラスセグメント１３は、くさび形状のプロファイル（すなわち、角度θ１）が、ガラス自体の形状（すなわち、ガラス層の一方の縁部付近が他方よりも厚い）によって作り出されるような単層構造を有する。いくつかの実施形態では、第１のガラスセグメント１３が多層構造を有することが有利であり得、くさび形状は、外側の実質的に平坦なガラス層１３ｇに隣接して配置され、ガラス層１３ｇに接着された内部層１３ｐによって形成される。同様に、いくつかの実施形態では、第２のガラスセグメント１４が多層構造を有してもよく、くさび形状は、内部層１４ｐと外側の実質的に平坦なガラス層１４ｇとによって形成される。
【0027】
いくつかの実施形態では、内部層１３ｐ及び１４ｐは、ポリマーフィルムであってもよい。いくつかの実施形態では、内部層１３ｐ及び１４ｐは、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリウレタン、ポリオレフィン、アクリレート、又は任意の他の適切な材料を含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態では、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）は、ウィンドシールドなどの用途で、自動産業用の安全ガラスの製造において使用され得る。いくつかの実施形態では、２つのガラスシート（例えば、層１３ｇ及び１４ｇ）を、各々が所与の厚さ、組成、及び特性を有するＰＶＢの中間層（例えば、層１３ｐ及び１４ｐ）と組み合わせてもよい。いくつかの実施形態では、本明細書の他の箇所に記載されるように、反射偏光子２０が層に含まれてもよい。この積層された組み合わせは、高い温度及び圧力からなるオートクレーブサイクルによって（例えば、１８～１０気圧の範囲で、２０～１４０℃で、３０分～２時間以上の継続時間にわたって）処理され得る。いくつかの実施形態では、ＰＶＢフィルムは、（例えば、本明細書に記載されるような、ヘッドアップディスプレイ用途のために）ウィンドシールド内にくさび形状で構築されてもよい。くさび形タイプのＰＶＢは、最終製品において適切なくさび形寸法を作り出すために適切なくさび形プロファイルを有するダイを使用して、可塑剤を含む溶融押出のプロセスによって製造され得る。このプロセスは、単に例示的なプロセスであり、いずれの方法でも限定することを意図するものではない。くさび形状の内部層（例えば、ＰＶＢ）、くさび形状の反射偏光子、１つ以上のくさび形状のガラスセグメント、又はそれらの組み合わせの使用を含めて、ウィンドシールドにくさび形プロファイルを作製する任意の適切な方法を使用することができる。
【0028】
いくつかの実施形態では、第１の最も外側にある主ガラス表面１１と第２の最も外側にある主ガラス表面１２との間のくさび角θｗは、入射する画像光線の入射位置に応じて変化し得る（すなわち、最も外側の主ガラス表面１１及び１２の一方又は両方が湾曲していてもよい）。図１Ｂ及び図１Ｃは、くさび角が入射位置に基づいて変化するウィンドシールドの代替実施形態を示す。図１Ｂでは、第２の最も外側にある主ガラス表面１２は湾曲しており、位置１５ａにおけるくさび角θｗ１は、位置１５ｂにおけるくさび角θｗ２と異なっていていてもよい。他の実施形態では、第１の最も外側にある主ガラス表面１１が、代替的に又は追加的に湾曲していてもよい。図１Ｃの実施形態では、第２の最も外側にある主ガラス表面１２は湾曲しており、第１の最も外側にある主ガラス表面１１は、実質的に直線状（すなわち、平坦）である。最も外側にある主ガラス表面１１と１２との間の他の関係（すなわち、他のくさび形プロファイル）が本開示の趣旨の範囲に含まれ得る。
【0029】
いくつかの実施形態では、反射偏光子２０は、実質的な垂直入射光について、かつ約４２０ｎｍ～約６８０ｎｍにわたる可視波長範囲内の少なくとも１つの波長について、第１の偏光を有する入射光（例えば、Ｐ偏光タイプの光、又はＰ偏光された光）の少なくとも１５％、少なくとも２０％、又は少なくとも３０％を反射してもよく、かつ第２の偏光を有する入射光（例えば、Ｓ偏光タイプの光又はＳ偏光された光）の少なくとも６０％、少なくとも７０％、又は少なくとも８０％を透過（すなわち、通過させることを可能に）してもよい。換言すると、いくつかの実施形態では、反射偏光子２０は、第１の偏光状態の光に関して弱反射体であってもよい。
【0030】
ここで図１Ａ及び図２を参照すると、いくつかの実施形態では、ディスプレイ４０は、発出画像５０を発出するように構成されたアクティブディスプレイ領域４１を含んでもよい。いくつかの実施形態では、発出画像５０は、実質的に同じ位置４４から、同じ発出面（例えば、図１Ａに示されるｘ－ｚ平面）内で発出される、第１の発出画像光線５３、第２の発出画像光線５５、及び第３の発出画像５６を含み得る。いくつかの実施形態では、第１の発出画像光線５３は、第２の発出画像光線５５に対して角度α１で発出され得る。第１の発出画像光線５３及び第２の発出画像光線５５は、同じ入射面（例えば、図１Ａのｘ－ｚ平面）内で、それぞれの入射角β１及びβ２でウィンドシールド１０に入射し得る。いくつかの実施形態では、β１及びβ２は、約６０度超であってもよい。第１の発出画像光線５３は、ウィンドシールド１０によって、第１の反射画像光線５３ａとして反射され得、第２の発出画像光線５５は、ウィンドシールド１０によって、第２の反射画像光線５５ａとして反射され得る。いくつかの実施形態では、第１の反射画像光線５３ａと第２の反射画像光線５６ａとは、第２の角度α２だけ角度的に間隔をあけてもよく、第２の角度α２は、第１の角度α１よりも小さい（例えば、約２５％、約２０％、又は約１５％小さい）。別の言い方をすると、角度θ１及びθ２は、反射画像光線５３ａと５５ａとの間の角度が発出画像光線５３と５５との間の角度よりも低減されるように選択され得る。いくつかの実施形態では、第１の反射画像光線５３ａと第２の反射画像光線５５ａとは、一致してもよい。
【0031】
上記の考察と同様に、第３の発出画像光線５６は、第１の発出画像光線５３から第３の角度α３だけ、かつ、第２の発出画像光線５５から第４の角度α４だけ角度的に間隔をあけてもよい。第３の発出画像光線５６は、入射プレイ（ｘ－ｚ平面）内でウィンドシールド１０に入射角β３で、入射してもよく、β３は約６０度超である。いくつかの実施形態では、第３の発出画像光線５６は、第３の反射画像光線５５ａとしてウィンドシールド１０から反射されてもよく、第１の反射画像光線５３ａは、第３の反射画像光線５６ａから第５の角度α５だけ角度的に間隔をあけており、第２の反射画像光線５５ａは、第３の反射画像光線５６ａから第６の角度α６だけ角度的に間隔をあけており、第５の角度α５及び第６の角度α６は、それぞれの第３の角度α３及び第４の角度α４よりも小さい。いくつかの実施形態では、第１の反射画像光線５３ａと第２の反射画像光線５５ａと第３の反射画像光線５６ａとは、一致してもよい。
【0032】
第１の発出画像光線５３、第２の発出画像光線５５及び第３の発出画像光線５６の各々は、ウィンドシールド１０の異なる表面から反射されてもよいことに留意されたい。例えば、図１Ａに示すように、第１の発出画像光線５３は、反射偏光子２０から反射され、第２の発出画像光線５５は、第１のガラスセグメント１３の第１の最も外側にある主ガラス表面１１から反射され、第３の発出画像光線５６は、第２のガラスセグメント１４の第２の最も外側にある主ガラス表面１２の内側から反射される。
【0033】
図２は、図１Ａのヘッドアップディスプレイ３００のためのディスプレイ４０（アクティブディスプレイ領域４１を見た）の正面図を提供し、以下の考察に関して、図１Ａと同時に検討することができる。ディスプレイ４０は、画像５０（例えば、ＨＵＤ上で搭乗者に表示するための情報を定義する画像）を発出するように構成されたアクティブディスプレイ領域４１を有する。アクティブディスプレイ領域４１は、最大横寸法Ｄを有し、ディスプレイ中心４２と、第１の位置４４（すなわち、図１Ａの考察による第１の発出画像光線５３、第２の発出画像光線５５、及び第３の発出画像５６の発出位置）と、を含む所定の中央領域４３を画定する。所定の中央領域４３は、最大横寸法ｄを有し、比ｄ／Ｄは、約０．２５以下である。
【0034】
図３は、図１Ａのウィンドシールド１０との画像光線の相互作用に関する追加の詳細を提供する。いくつかの実施形態では、第１の発出画像光線５３（例えば）は、ウィンド１０の第１の最も外側にある主ガラス表面１１に入射角β１で入射し、β１は、約６０度超である。いくつかの実施形態では、第１の発出画像光線５３の少なくとも９０％、又は少なくとも９５％は、第１の発出画像光線５３の入射面Ｐ１内で偏光される（光線部分５４として図３に示される）。別の言い方をすると、第１の発出画像光線５３は、入射面Ｐ１内で実質的に偏光される。
【0035】
いくつかの実施形態では、本明細書におけるウィンドシールドに必要なくさび角は、積層されたウィンドシールド内に埋め込まれた光学積層体を使用して作成されてもよく、光学積層体の１つ以上の層は、必要なくさび角をなすように角度付けられている。図４及び図５は、本明細書に係る、（例えば、積層されたウィンドシールドにおいて使用するための）ヘッドアップディスプレイのための光学積層体の一実施形態の切り欠き側面図を提供する。以下の考察に関して、図４及び図５を同時に検討することができる。図４は、いくつかの実施形態においてウィンドシールド７０（図５）で使用され得る光学積層体６０を示している。いくつかの実施形態では、光学積層体６０は、第１のポリマーフィルム８０と第２のポリマーフィルム９０との間に配置された反射偏光子２０を含む。ポリマーフィルム８０は、第１の主表面８１（反射偏光子２０に面し、接合されている）と、反射偏光子２０から離れる方に面している反対向きの第２の主表面８２と含む。ポリマーフィルム９０は、第１の主表面９１（反射偏光子２０に面し、接合されている）と、反射偏光子２０から離れる方に面している反対向きの第２の主表面９２と含む。いくつかの実施形態では、ポリマーフィルム８０の第２の主表面８２は、反射偏光子２０と角度ω２をなし、ポリマーフィルム９０の第２の主表面９２は、反射偏光子２０と角度ω１をなしており、ω１及びω２のうちの少なくとも一方は、約０．００１０～約０．００６０度の値を有する。いくつかの実施形態では、ω１とω２とは、異なる値を有してもよい。いくつかの実施形態では、ω１とω２とは、実質的に同じ値を有してもよい。第１のポリマーフィルム８０及び第２のポリマーフィルム９０に使用される材料の一例は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）であるが、任意の適切なポリマー材料を使用してもよい。いくつかの実施形態では、第１のポリマーフィルム８０及び第２のポリマーフィルム９０の各々は、異なる平均厚さを有してもよい。いくつかの実施形態では、第１のポリマーフィルム８０及び第２のポリマーフィルム９０の各々は、実質的に同一の平均厚さを有してもよい。
【0036】
ここで図５を参照すると、光学積層体６０（図４に詳述される）は、第１のガラスセグメント１００と第２のガラスセグメント１１０との間に配置され、第１のガラスセグメント１００及び第２のガラスセグメント１１０に接合されてもよい。すなわち、ポリマーフィルム８０の第１の主表面８１は、第１のガラスセグメント１００に接合されてもよく、ポリマーフィルム９０の第１の主表面９１は、第２のガラスセグメント１１０に接合されてもよい。いくつかの実施形態では、第１のガラスセグメント１００及び第２のガラスセグメント１１０の一方又は両方がくさび形であってもよい。いくつかの実施形態では、第１のガラスセグメント１００及び第２のガラスセグメント１１０の一方又は両方が実質的に平坦であってもよく、ウィンドシールド７０に必要なくさび角θｗは、主に、第１のポリマーフィルム８０及び第２のポリマーフィルム９０の各々における角度ω１及びω２によって提供される。いくつかの実施形態では、ポリマーフィルム８０の第２の主表面８２とポリマーフィルム９０の第２の主表面９２との間の間隔Ｓ１は、ウィンドシールド７０の一方の縁部（例えば、底縁部）において、反対側の縁部（例えば、反対側の上縁部）よりも小さくてもよい。
【0037】
「約（about）」などの用語は、これらが本明細書に使用及び記載されている文脈において、当業者によって理解されよう。特徴部のサイズ、量、及び物理的特性を表す量に適用される「約」の使用が、本明細書に使用及び記載されている文脈において、当業者にとって明らかではない場合、「約」とは、特定の値の１０パーセント以内を意味すると理解されよう。約特定の値として与えられる量は、正確に特定の値であり得る。例えば、それが本明細書に使用及び記載されている文脈において、当業者にとって明らかではない場合、約１の値を有する量とは、その量が０．９～１．１の値を有することを意味し、その値が１であり得ることを意味する。
【0038】
「実質的に（substantially）」などの用語は、これらが本明細書に使用及び記載されている文脈において、当業者によって理解されよう。「実質的に等しい（substantially equal）」の使用が、本発明の記載に使用及び記載されている文脈において、当業者にとって明らかではない場合、「実質的に等しい」は、ほぼ（about）が上記のとおりであるときには、ほぼ等しいことを意味する。「実質的に平行（substantially parallel）」の使用が、本明細書に使用及び記載されている文脈において、当業者にとって明らかではない場合、「実質的に平行」は、平行の３０度以内を意味する。互いに実質的に平行として記載されている方向又は表面は、いくつかの実施形態において、平行の２０度以内若しくは１０度以内であってもよく、又は平行若しくは名目上平行であってもよい。「実質的に位置合わせされる（substantially aligned）」の使用が、本発明の記載に使用及び記載されている文脈において、当業者にとって明らかではない場合、「実質的に位置合わせされる」は、位置合わせされる対象の幅の２０％以内で位置合わせされることを意味する。実質的に位置合わせされると記載される対象は、いくつかの実施形態において、位置合わせされる対象の幅の１０％以内又は５％以内で位置合わせされてもよい。
【0039】
上記において参照された参照文献、特許、又は特許出願の全ては、それらの全体が参照により本明細書に一貫して組み込まれている。組み込まれた参照文献の部分と本出願との間に不一致又は矛盾がある場合、前述の記載における情報が優先される。
【0040】
図中の要素についての説明は、別段の指示がない限り、他の図中の対応する要素に等しく適用されると理解されたい。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。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【国際調査報告】