02和极化器(极化过滤器)203，用以投射极化图像212。
[0028]在这个示例性实施例中，合成器204是飞机中的挡风玻璃；然而，在其他示例性实施例中，合成器204可以是透明层，其可以用于除了偏转风以外的其他用途。根据该示例性实施例，合成器204可以使用适于以操作者可视格式显现文本、图形和/或图标信息的多个已知合成器或者今后研发的合成器的任意一种来实现。例如，除了针对HUD使用描述的益处之外，可以考虑所描述的配置的进一步益处。
[0029]投影仪202可以各种各样地配置为实现用户所期望的投射信息的其功能，例如，在航空环境中使用时与飞行参数或者条件相关的信息。特别地，HUD系统200可以配置为处理主飞机的当前飞行状态数据。在这点上，飞行状态数据源生成、测量和/或提供不同类型的与主飞机操作状态、主飞机在其中操作的环境、飞行参数等有关的数据。由飞行状态数据源所提供的数据可以包括而不限于:空速数据；地速数据；海拔数据；包括俯仰数据和翻滚数据的姿态数据；偏航(yaw)数据；地理位置数据，例如GPS数据；时间/日期信息；航向信息；天气信息；飞行路径数据；追踪数据；雷达海拔数据；几何海拔数据；风速数据；风向数据；等等。
[0030]将意识到的是，投影仪202可各种各样地实现且可以“有共形能力”。本文所用术语“有共形能力”指示所描述的(多个)实施例可以配置为显示影像，所述影像与通过合成器或者其他图像合成器元件可观察的前向景象共形，但是系统也可以使用在非共形模式和应用以及几乎不或不看穿外侧景象的配置中。
[0031]极化器203定位于投影仪202之上或者以其他方式与其结合，用于极化图像212的电磁辐射。可替换地，如果极化图像212固有地通过极化图像生成系统201极化，极化器203可省略。尽管优选的极化器203是单轴吸收极化器元件，但是这并不旨在进行限制，并且其他类型的极化元件(例如，反射、介电及分束极化器、线栅极化器或者具有合适四分之一波长延迟膜的胆留极化器的组合)可以用于极化器203。
[0032]应该理解，出于解释和易于描述的目的，图2为显示系统200的简化表示，且图2并不旨在以任何方式对本主题的应用或者范围进行限制。实践中，显示系统200可包括多个其他装置和部件(或者单独的或者与额外的系统组合)用以提供额外的功能和特征，如在本领域中将意识到的。
[0033]根据示例性实施例，本文所描述的设备和方法利用这样的事实:极化一般是三维参数而不是二维参数。图2为示例性实施例，其中来自前向外部景象并具有任意的极化的光218 (可以被称为外侧视图)通过合成器204向眼睛206发送，并与反射的图像213合成。来自极化图像生成系统201 (准直光学器件是可选的)的图像212被引导向合成器204，且图像212的第一部分被反射为向着眼睛206的图像213 (与外侧视图218合成)。第二部分214 ( “折射光线”)进入合成器，其部分215由合成器的后表面210反射。这个随后成为反射光线215的折射光线214可作为潜在的重影(光线216)向着眼睛前进；然而本文所描述的发明消除或者大量减少了第二部分214，215，216，并因而消除或者大量减少了重影，如后文所讨论的。应该注意到，虽然各个附图均将合成器204的反射表面或者部件示出为前表面208，但是可以可选择地在前表面上存在额外的层。不要求合成器的前或者反射表面是与空气交接的外表面，但是所公开的实施例假设与图像相关联的光线将在到达极化层205之前到达该前或者反射表面。
[0034]尽管图2追踪来自显示器的单个光线的(多个)路径，但是本发明能良好地处理多种图像问题。对于具有多个图像的示例，参见美国专利5，013，134的图2，其示出了从(非准直)图像上共同点发出的两个光线可以如何终结于观看者视网膜上的单独位置。该专利也教导了锥形风挡方法(参见图6)，其允许在某些角度和位置范围内至少在一定程度上在初像上叠加幻象。其中重影相互叠加和叠置的另一个良好建立的特殊情况是从平和平行的表面良好准直影像反射的情况。
[0035]图2的实施例通过包括极化层205解决了多图像问题，该极化层205具有倾斜轴线209(用短平行线表示)。对于在这个合成器204中的单由吸收轴线来说，具有基本上与倾斜轴线209对齐的传播方向的任意光不会被吸收，因为该光的两个极化轴线与倾斜轴线209正交。倾斜轴线209定向为关于极化层205的平面(或者，如果是曲面的话，在该特定周围区域或位置与极化层相关联的局部平面或者切平面)呈非零角度。
[0036]然而，来自极化图像生成系统201的折射光线214可能具有其光的沿着倾斜轴线209极化的至少一部分，即电场不与倾斜轴线209正交并因而被倾斜轴线209减弱。通过适当调整极化图像生成系统201的输出极化(例如在合成器处促成P-极化)以及倾斜轴线209的极化效率，第二表面210反射216可以被有效地减少或者消除。
[0037]根据另一个示例性实施例，倾斜轴线极化器205是应用到如图2中的合成器204的元件。倾斜轴线极化器205可以是永久性层状，或者可替换地可以是应用的膜，覆盖了合成器204的观看区域，或者可选地覆盖合成器204的较大区域。
[0038]图3的示例性实施例包括浸没在合成器204之中(例如在多层合成器204内侧)的极化器205，具有其倾斜轴线209。
[0039]在又一个示例性实施例中，倾斜轴线209可以正交于极化层205的局部平面(见图4，其中短平行线209垂直于极化层205平面)，即垂直轴线或者Z-轴线，倘若从设计眼点(DEP)的外侧视图减弱保持为可接受，则其并不完全与外侧视图的传播角对齐。尽管折射光线214的外侧视图218和反射215 (如有的话)二者将看到通过层205的一些轻微减弱，但是折射光线214仍然可能经历大量减弱，当然这取决于所涉及的详细反射和折射角。
[0040]额外的涂层可以合并到膜或合成器中或者上，以选择性地修改哪些波长或者极化优选地由所期望的反射表面反射。参考图5，合成器204除了极化层205之外包括涂层205’和205”。这可能是合乎期望的，特别是如果极化图像生成系统201图像212针对合成器204反射被P-极化。可替换地，可以使用极化延迟层205’、205”，例如，以反射具有S-极化的入射光，但然后旋转折射光线的极化以被更为有效地吸收。类似地，延迟层可以添加在倾斜轴线极化器205和合成器204的后表面210之间，以旋转穿过HUD系统200中该区的光的极化。
[0041]参考图6中所示曲面合成器的示例性实施例，极化轴线209的倾斜可以跨合成器204的区域改变，使得其轴线对于从DEP的一角度范围与视线对齐。类似改变也可以在平合成器的情况下应用，如先前几个附图中所描绘的。
[0042]除了描绘具有倾斜单轴定向的单个极化层之外，图6的图也可以解释为描绘了利用传统的极化器技术的额外的实施例。不同于将极化层之中的短线解释为倾斜吸收轴线的是，那些线可以表示浸没在主体层(bulk layer)内的传统的极化器片或者区段。作为一个示例，这样的主体层可以是几毫米厚。额外支撑层(例如玻璃)也有可能存在，尽管未在图6或7中示出。尽管这样的极化器区段将吸收具有不正交于所示线性轴线的极化的入射光的一部分，但是它们将对于观看者的眼睛基本上保持透明，因为那些光线方向中的每一个将具有基本上正交于所示线性轴线的两个极化。这个实施例允许使用传统的极化器来抑制多个反射，但是同时保持了高透射比，例如，大于在诸如飞机领航的某些应用中的HUD的通常所要求的80%的透射比。重要的将是谨慎地指数匹配(index-match)材料以及避免可能导致分散视觉假象的气穴。观看几何形状应该适当匹配设计眼点(DEP)视线布置，以防止视觉假象。此处，DEP被认为是在观看外侧景象的时候飞行员的眼睛206的名义位置。
[0043]取决于厚度和详细的投射几何形状，这个“堆叠的”传统极化器结构可能潜在地是相当稀疏的，其中堆叠层之间合适地分离。
[0044]通过以下可以更为广泛地解释这种替换配置:假设传统片或者区段的吸收轴线正交于页面，使得它们将优选地吸收具有S-极化的入射光线。然而，在这种情况下，甚至将更为重要的是，各层匹配DEP视线以避免在外侧前向景象的合成器透射比中出现明亮和较暗带。
[0045]仍然参考图6并且在又另一个示例性实施例中，每一个堆叠层可以包括交叉的极化器，所述交叉的极化器将基本上吸收折射到所述层中的两个极化。用于实现此的较简单的方法将是对于浸没和堆叠层或者甚至纤维而言非常薄且深调色或者甚至是不透明的黑色，而不需要极化器类型的功能。这将与用于减少偏轴传播的在光纤面板中外部吸收(EMA)材料、用于减少偏轴吞吐量的浸没的百叶窗、