通过使用全息光学元件观察对象的系统的制作方法

1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年10月19日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0135094号和于2021年10月19日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0139197号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
3.本发明涉及通过使用全息光学元件(hologram optical element，hoe)观察对象的系统，更特别地，涉及通过使用使红外光中的特定波长的光反射的全息光学元件观察对象的系统。


背景技术：

4.近年来，使用红外(ir)光源和传感器来检查车辆驾驶员座位上是否有人。ir光源可以直接照射到驾驶员，然后传感器可以检测从驾驶员反射或散射的光，从而确定驾驶员是否在车辆中。
5.在此，ir光源可以主要使用具有包括约850nm波长的波段的发光二极管(light emitting diode，led)。然而，led具有宽波长谱，因此驾驶员可以看见红光，这可能在驾驶员驾驶车辆时妨碍驾驶员的视野。以上问题可以通过仅使特定波长的光反射并使该光间接传输到驾驶员而不是使ir光源直接传输到驾驶员来解决。
6.为此，有必要开发通过使用全息光学元件而不妨碍驾驶员视野的观察对象的系统，所述全息光学元件包括使从ir光源照射的光中的一些波长的光透射并且使其他波长的光反射的光学元件膜。
7.在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明的背景技术的理解，因此其可以包含不构成在该国对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

8.技术问题
9.本发明的一个示例性实施方案提供了通过使用全息光学元件观察对象的系统，该系统通过从全息光学元件仅使红外(ir)光源中的特定波长的光反射而不妨碍驾驶员的视野。
10.技术方案
11.根据本发明的一个示例性实施方案，观察对象的系统包括：发射红外光的红外(ir)光源；全息光学元件(hoe)，所述全息光学元件包括使从ir光源发射的红外光中的特定波长的红外光朝向对象反射和衍射的光学元件膜；以及检测从对象反射的特定波长的红外光的ir光检测器。
12.光学元件膜可以包括基础层、堆叠在基础层的一个表面上并且使穿过基础层而入射的红外光中的特定波长的红外光反射和衍射的hoe记录层、以及堆叠在hoe记录层的一个表面上并且保护hoe记录层的保护层。
13.光学元件膜可以使660nm至1510nm范围内的特定波长的红外光反射。
14.光学元件膜可以优选使845nm至855nm或935nm至945nm范围内的特定波长的红外光反射。
15.光学元件膜的衍射角可以被设定在20
°
或更大、30
°
或更大或者40
°
或更大的范围内，85
°
或更小、80
°
或更小或者75
°
或更小的范围内，或者20
°
至85
°
的范围内。光学元件膜的衍射角可以优选被设定在30
°
至85
°
的范围内。光学元件膜的衍射角可以更优选被设定在40
°
至85
°
的范围内。
16.光学元件膜的衍射效率可以表示为从光学元件膜衍射的红外光的强度(d)与入射在光学元件膜上的红外光的强度(i)之比，并且被设定为30％或更大。
17.光学元件膜的衍射效率可以优选被设定为60％或更大、70％或更大、75％或更大或者80％或更大。
18.ir光源可以被设置成允许红外光以-15
°
至 15
°
的入射角入射在全息光学元件上。
19.对象可以定位在光学元件膜的衍射角范围内，以及ir光检测器可以被设置成面向对象以检测从对象反射的特定波长的红外光。
20.有益效果
21.根据本发明的一个示例性实施方案，可以通过仅使从ir光源入射的光中的特定波长的光朝向驾驶员反射而防止驾驶员的视野受到妨碍。
22.在本发明的一个实施方案的详细描述中直接或隐含地公开了通过本发明的一个实施方案可以获得或预测的另外的效果。即，在下面描述的详细描述中公开了基于本装置的一个实施方案预测的各种效果。
附图说明
23.图1是示意性地示出根据本发明的一个示例性实施方案的通过使用全息光学元件观察对象的系统的图。
24.图2是示意性地示出根据本发明的一个示例性实施方案的包括在全息光学元件中的光学元件膜的堆叠结构的图。
25.图3是示意性地示出在入射在根据本发明的一个示例性实施方案的光学元件膜上之后透射和衍射的光的图。
26.图4示出了通过使用光谱仪获得根据本发明的一个示例性实施方案的光学元件膜的透射率和衍射效率的实验而得出的图。
具体实施方式
27.在下文中，将参照附图详细地描述本发明的示例性实施方案，使得本发明所属领域的技术人员可以容易地实施本发明。在下文中将参照其中示出本发明的示例性实施方案的附图更全面地描述本发明。本发明可以以各种不同的形式进行修改，并且不限于本说明书中提供的实施方案。
28.此外，在多个示例性实施方案中，将在一个示例性实施方案中使用相同的附图标记代表性地描述具有相同配置的组件，并且在其他示例性实施方案中将仅描述与一个示例性实施方案的组件不同的组件。
29.应理解，附图是示意性的并且不是按比例绘制。为了清楚且容易地解释附图，附图中组件的尺寸和比例按尺寸相对放大或缩小示出。该任意尺寸仅是说明性而非限制性的。此外，使用相同的附图标记表示在两个或更多个附图中示出的相同的结构、元件或部件的相似特征。当描述一个元件被称为在另一元件“上”或“上方”时，应理解该元件可以直接在另一元件“上”，或者在另一元件“上方”，其间包括其他元件。
30.本发明的一个示例性实施方案可以具体描述本发明的一个实施方案。因此，可以对图进行各种修改。因此，示例性实施方案不限于示出部分的特定形状，而是可以包括例如在生产时修改的形状。
31.在下文中，参照附图详细描述了根据本发明的一个示例性实施方案的通过使用全息光学元件(hoe)观察对象的系统。
32.图1是示意性地示出根据本发明的一个示例性实施方案的通过使用全息光学元件观察对象的系统的图；以及图2是示意性地示出根据本发明的一个示例性实施方案的包括在全息光学元件中的光学元件膜的堆叠结构的图。
33.参照图1，根据本发明的一个示例性实施方案的通过使用全息光学元件观察对象的系统100可以包括红外(ir)光源10、全息光学元件30和ir光检测器40。
34.ir光源10可以设置在车身1中的侧面以朝向全息光学元件30发射红外光。此外，全息光学元件30可以设置在车身1中前侧处的车窗下方。ir光源10可以被安装成从车身1中的侧面朝向设置在车身1内部的前侧处的全息光学元件30发射红外光。在一个示例性实施方案中，ir光源10可以被设置成允许红外光以约-15
°
至约 15
°
的入射角入射在全息光学元件30上。
35.全息光学元件30可以包括光学元件膜20，并且光学元件膜20可以使从ir光源10入射的特定波长的红外光反射。在此，从光学元件膜20反射的红外光的特定波长可以在约660nm至约1510nm的范围内，并且可以优选在约845nm至约855nm或约935nm至约945nm的范围内。
36.ir光检测器40可以检测从全息光学元件30反射的特定波长的红外光。ir光检测器40可以设置在车身1中前侧处的车窗的上部。从ir光源10发射的红外光可以入射在全息光学元件30的光学元件膜20上，并且从光学元件膜20反射的特定波长的红外光可以朝向对象(或驾驶员)2入射。此外，从对象2反射的特定波长的红外光可以通过ir光检测器40检测以确定车辆中是否存在对象2。ir光检测器40可以是ir照相机。
37.图2是示意性地示出根据本发明的一个示例性实施方案的包括在全息光学元件中的光学元件膜的堆叠结构的图。
38.参照图2，光学元件膜20可以包括基础层22、hoe记录层23和保护层25。基础层22可以由光学透明聚合物材料制成，并且可以为硅光学透明粘合剂(optically clear adhesive，oca)的光学粘合剂层。基础层22可以设置在光学板21(的一个表面)上。光学板21不限于此，并且可以为光学透镜或光学波导板。从ir光源10发射的红外光可以穿过光学板21而入射在基础层22上，然后透射到hoe记录层23。
39.hoe记录层23可以堆叠在基础层22(的一个表面)上，并且可以使特定波长的红外光反射。从hoe记录层23反射的红外光的波长可以在约660nm至约1510nm的范围内，并且可以在约845nm至约855nm或约935nm至约945nm的范围内。
40.hoe记录层23的厚度可以为约3μm至约50μm，优选为约8μm至约15μm。
41.保护层25可以堆叠在hoe记录层23(的一个表面)上，并且可以为具有抗反射功能、防湿气渗透功能或这两种功能从而保护hoe记录层23的单层或多层。保护层25可以由光学透明聚合物材料制成，并且可以为抗反射膜。
42.图3是示意性地示出在入射在根据本发明的一个示例性实施方案的光学元件膜上之后透射和衍射的光的图；以及图4示出了通过使用光谱仪获得根据本发明的一个示例性实施方案的光学元件膜的透射率和衍射效率的实验而得出的图。
43.参照图3，入射在光学元件膜20上的红外光(i)的一部分可以被透射(t)，并且其一部分可以被衍射(d)。从hoe记录层23入射的光(i)的一部分可以被衍射并且衍射角(θ)可以被设定在20
°
或更大、30
°
或更大或者40
°
或更大的范围内，85
°
或更小、80
°
或更小或者75
°
或更小的范围内，或者20
°
至85
°
的范围内。光学元件膜的衍射角(θ)可以优选被设定在30
°
至85
°
的范围内。光学元件膜的衍射角(θ)可以更优选被设定在40
°
至85
°
的范围内。对象2可以定位在衍射角(θ)的范围内。
44.此外，入射到光学元件膜20的光(i)的入射角可以在约-15
°
至约 15
°
的范围内。在此，入射到光学元件膜20的光(i)的入射角可以指光(i)所入射的光学元件膜20的表面的法线与入射光(i)之间的角度。
45.此外，参照图4可以看出，主要当入射到光学元件膜20的光的波长可以为约850nm时，透射率低，以及从光学元件膜20反射的光的波长范围可以为约845nm至约855nm。具有约845nm至约855nm的波长范围的红外光可以为用于观察对象并且不会妨碍驾驶员视野的主要波长。
46.在该波长范围内，光学元件膜20的衍射效率(de)可以表示为从光学元件膜20衍射的红外光的强度(d)与入射在光学元件膜20上的红外光的强度(i)之比。
47.参照图4可以确定，当入射在光学元件膜20上的红外光的强度(i)为100％时，约850nm的波长范围的透射率为约35％。因此，表明光学元件膜20的衍射效率(de)为约65％。在一个示例性实施方案中，对于要通过ir光检测器40检测的对象2，光学元件膜20的衍射效率可以被设定为约30％或更大。光学元件膜20的衍射效率可以优选被设定为约60％或更大。光学元件膜20的衍射效率可以更优选被设定为约60％或更大、70％或更大、75％或更大、或者80％或更大。
48.如上所述，根据本发明的一个示例性实施方案，通过使用全息光学元件观察对象的系统可以通过仅使从ir光源入射的特定波长的光朝向驾驶员反射而防止驾驶员的视野受到妨碍。
49.虽然已经结合目前被认为是实用示例性实施方案的内容描述了本发明，但是应理解，本发明不限于所公开的实施方案。相反地，本发明旨在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。