一种抬头显示系统技术方案

本发明专利技术涉及抬头显示技术领域，特别是涉及一种汽车上的抬头显示系统。该抬头显示系统包括投影光源和夹层玻璃，还包括透明纳米膜，透明纳米膜包括至少两个介质层和至少一个金属层；投影光源用于产生P偏振光，所述P偏振光入射到内玻璃板上远离中间膜片的表面，其入射角度为42～72度，透明纳米膜能够反射部分入射的所述P偏振光。本发明专利技术能够显著提升显示质量，适合高清图像显示；结构和工艺非常简单，只需在设置有透明纳米膜的前挡风玻璃的交通工具上安装能够产生P偏振光的投影光源就可以实现高质量的抬头显示功能，因此成本非常低；结合不同的透明纳米膜的结构组成可实现单色显示、多色显示甚至全彩显示。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及抬头显示
，特别是涉及一种汽车上的抬头显示系统。该抬头显示系统包括投影光源和夹层玻璃，还包括透明纳米膜，透明纳米膜包括至少两个介质层和至少一个金属层；投影光源用于产生P偏振光，所述P偏振光入射到内玻璃板上远离中间膜片的表面，其入射角度为42～72度，透明纳米膜能够反射部分入射的所述P偏振光。本专利技术能够显著提升显示质量，适合高清图像显示；结构和工艺非常简单，只需在设置有透明纳米膜的前挡风玻璃的交通工具上安装能够产生P偏振光的投影光源就可以实现高质量的抬头显示功能，因此成本非常低；结合不同的透明纳米膜的结构组成可实现单色显示、多色显示甚至全彩显示。【专利说明】一种抬头显示系统
： 本专利技术涉及抬头显示
，特别是涉及一种汽车上的抬头显示系统。
技术介绍
： 随着科学技术的发展，抬头显示（HUD，Head Up Display)系统被越来越多地在汽 车上使用。汽车上的抬头显示系统能够将重要的行车信息，例如速度、发动机转数、油耗、胎 压、导航以及外接智能设备的信息实时地显示在前挡风玻璃上驾驶员的视野中，这样使得 驾驶员不必低头，就可以看到行车信息，从而避免分散对前方道路的注意力；同时使得驾驶 员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛，可以避免眼睛的疲劳，能够极大地 增强行车安全和改进驾驶体验。 目前抬头显示技术的实现主要通过发光成像和投影成像两种方式，其中投影成像 利用汽车前挡风玻璃本身或者额外设置的光学元件进行投影显示，而采用前挡风玻璃来反 射投影图像是结构最简单的方式。一般的前挡风玻璃均为夹层玻璃，其是由至少两片具有 一定曲率的玻璃基板中间夹设热塑性聚合物膜片（如聚乙烯醇缩丁醛即PVB)构成，抬头 显示系统的投影光源发出的光经过夹层玻璃与空气接触的两个表面时会发生反射，两个表 面上的反射影像会产生偏移从而形成两个相互干扰的重影，特别是在夹层玻璃的厚度较厚 (一般超过3_)的情况下会更加明显，这极大地限制了投影显示图像的清晰度。 为解决汽车前挡风玻璃上抬头显示系统的重影问题，现有技术中已经存在若干方 案。例如专利 CN101038349(A)、US2002172804(A1)和 US2007148472(A1)公开了其中的一 种解决方案是采用楔形的聚合物膜片作为夹层玻璃的中间层，使得夹层玻璃上、下厚度呈 楔形变化，从而使驾驶员看到的两个表面上的反射影像基本重合，最终大幅度地消除重影 问题。与上述技术方案类似的是局部采用楔形厚度的玻璃基板，其在专利US6414796(B1) 中公开。但这些技术方案存在如下缺点：1、未能彻底消除重影，不适合高清图像显示；2、需 要采用特殊规格的PVB膜片，其价格是普通PVB膜片的7?10倍，且工艺难度高，使得材料 和工艺成本很高；3、对车型的光学设计敏感，需针对具体车型的前挡风玻璃进行重新设计。 还有一种解决方案是在夹层玻璃的表面或中间设置能够改变偏振光方向的光 学功能层或能够反射P偏振光或S偏振光的反射偏振镜，并结合抬头显示系统的投影光 源发出的P偏振光或S偏振光以特定角度（如布儒斯特角）入射，从而利用夹层玻璃对 不同偏振光的反射特性以尽可能消除某个表面的反射影像，最终消除重影。这种技术方 案在 EP0836108 (A2)、EP0844507 (Al)、US6327089 (Bl)、CN1969219 (A)、US7355796 (B2)、 CN101151568(A)、US7839574(B2)、CN1732404(A)和 CN102256910(A)等专利中均有公开，然 而这种技术方案实现的前提是必须在夹层玻璃的局部（即抬头显示投影区域）增设额外的 光学功能层或反射偏振镜，这就必然提高了材料成本和工艺难度，例如CN1732404(A)中披 露的多层聚合物P偏振反射镜层数高达数十至数百层；同时前挡风玻璃的整体均一性也被 破坏，降低了美观度；此外，夹层玻璃上局部设置光学功能层或反射偏振镜的区域的粘结强 度可能降低从而造成安全隐患；而且，部分光学功能层或反射偏振镜的可见光透过率偏低， 从而对驾驶员的视野或前挡风玻璃的外观产生影响。 另外，现有技术中也存在通过在夹层玻璃表面上增设减反射（AR)膜来减少其中 一个界面上形成的反射影像的亮度，例如专利US7864431 (B2)中公开了将减反射膜设置在 夹层玻璃与空气接触的表面上或者在未设置减反射膜的表面上增设低辐射（Low-E)镀膜 的技术方案。然而这种技术方案存在以下缺点：1、减反射膜沉积在夹层玻璃与空气接触的 表面上，特别是沉积在夹层玻璃朝向车外的表面上时，其难以承受恶劣的使用环境，比如酸 雨、粉尘、雨刮器的摩擦或碱性清洗剂等；2、减反射膜结构较为复杂，特别是具有良好的宽 带减反、反射率几乎为零以及低角度和高角度均具有良好外观性质的减反射膜往往需要沉 积多层，其总厚度可达数百纳米，所以不适合在汽车前挡风玻璃上大面积沉积；3、减反射膜 难以完全消除重影，特别是从高角度观察时依然存在淡蓝色或淡紫色的反光；4、沉积在夹 层玻璃朝向车外的表面上的减反射膜遇到下雨天时会覆盖一层水膜，此时减反射效果会显 著降低，最终导致重影现象严重；5、减反射膜设置在夹层玻璃与空气接触的表面上，不能消 除在增设的低辐射镀膜界面上产生的反射影像，还是存在一定程度的重影现象。 同样地，通过增强在夹层玻璃与空气接触的表面上形成的反射光的方式也可以减 少肉眼可见的重影现象，例如配件市场上常见的贴膜式HUD投影器，其是在HUD投影区域预 先粘贴半透光的反射薄膜；或者如专利US6137630(A)公开了将高、低折射率材料交替的多 层介质层沉积在夹层玻璃与空气接触的一个表面上，从而增强接触表面的反射光的强度， 而另外一个表面上的反射光强度基本不变，因此使人眼能够观察的反射影像主要来自于镀 膜表面的反射光。显然，这种技术方案一方面破坏了汽车前挡风玻璃的整体均一'I"生或外观 的通透性，另一方面也未从根本上消除重影现象。 在汽车抬头显示系统中，除了上述重影问题必须得到解决之外，还需使显示影 像能够具有尽可能的多色显示能力，以满足多种不同信息图像的显示。例如中国专利 CN2694293(Y)通过在基材上镀制复数层不同折射率的膜层以实现抬头显示器具有红、绿、 蓝三基色窄波长反射带；或者如专利US6137630(A)公开了将高、低折射率材料交替的多层 介质层沉积在夹层玻璃与空气接触的一个表面上以实现全彩显示。实际中，若全彩显示要 求不能满足，则需尽可能保证人眼最敏感的绿光反射。
技术实现思路
： 本专利技术所要解决的技术问题是针对以上提及的现有技术存在的缺点，提供一种能 够清晰无重影、多色显示、结构工艺简单和成本低廉的抬头显示系统。 本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种抬头显示系统，包括投影光源 和夹层玻璃，所述夹层玻璃包括内玻璃板、外玻璃板以及夹在内玻璃板和外玻璃板之间的 中间膜片，其特征在于：还包括透明纳米膜，所述透明纳米膜包括至少两个介质层和至少一 个金属层，每个金属层位于两个介质层之间，所述内玻璃板和外玻璃板与所述中间膜片的 折射率差不大于〇. 1 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抬头显示系统，包括投影光源和夹层玻璃，所述夹层玻璃包括内玻璃板、外玻璃板以及夹在内玻璃板和外玻璃板之间的中间膜片，其特征在于：还包括透明纳米膜，所述透明纳米膜包括至少两个介质层和至少一个金属层，每个金属层位于两个介质层之间，所述内玻璃板和外玻璃板与所述中间膜片的折射率差不大于0.1；所述投影光源用于产生P偏振光，所述P偏振光入射到内玻璃板上远离中间膜片的表面，其入射角度为42～72度，所述透明纳米膜能够反射部分入射的所述P偏振光。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹晖，袁军林，曾东，张朋辉，林柱，卢国水，彭颖昊，福原康太，
申请(专利权)人：福耀玻璃工业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35