用于真空成形非球面镜的系统与方法技术方案

一种形成用于平视显示器(HUD)系统的3D镜子的方法包括提供基于玻璃的预成形件，所述基于玻璃的预成形件具有第一主表面、第二主表面及连接所述第一主表面与所述第二主表面的次表面；且进一步包括将所述基于玻璃的预成形件安置于具有凹表面的模具上，使得所述第一及第二纵向侧表面邻近外壳的纵向壁。所述纵向壁自所述凹表面延伸至所述基于玻璃的预成形件的所述第二主表面的至少一高度。所述方法进一步包括供应真空，及使用所述真空使所述第二主表面与所述模具的所述凹表面保形。所述第一及第二横向侧表面具有对应于所述凹表面的曲线的弯曲形状，在所述第二主表面的所述保形期间保持与所述凹表面重合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于真空成形非球面镜的系统与方法相关申请的交叉引用本申请案依据35U.S.C.§119要求2017年11月30日提交的美国临时申请案号62/592,570的优先权权益，所述申请案的内容受依赖且被以引用方式全部并入本文中。
本公开涉及用于真空成形非球面镜的系统与方法。
技术介绍
平视显示器(Head-UpDisplay/Heads-UpDisplay；HUD)系统将视觉信息投影至透明表面上，使得用户可在不将其凝视目光自其主视野移开的情况下看到信息。HUD系统通常使用镜子来将影像反射及投影至所述透明表面。HUD系统的一个应用为在交通中，诸如，汽车、飞机、海上舰艇及其他载具。举例而言，HUD系统可部署于载具中，使得所述载具的操作者或驾驶者可在维持向前凝视目光的同时且在不必朝向显示萤幕向下或向旁边看的情况下看到与载具的操作有关的信息。因此，据信HUD系统通过使载具操作者自安全操作视点向旁边看的需求最小化来改良安全性。然而，HUD系统已常常遭受到投影的影像的不良光学品质的问题，此可导致投影的影像的不合需要的美学品质。不良光学品质可甚至降低HUD系统的安全性，因为模糊或不清晰的投影影像可使用户阅读或理解投影的信息更困难，从而导致用户对信息的处理时间增加、基于信息的延迟的用户反应时间及增加的用户分散注意力。降低的光学品质可自在HUD系统中使用的次佳镜子产生，次佳镜常自镜子的不当成形或在镜子预成形件的弯曲期间引入至镜子的缺陷而产生。因此，存在对于以下各者的需求：HUD系统，且具体地，具有改良的光学品质的用于HUD系统的改良镜子以及形成此类镜子的改良方法。
技术实现思路
在本公开的一些实施方式中，提供一种形成用于平视显示器(Heads-UpDisplay；HUD)系统的三维镜子的方法。所述方法包括提供基于玻璃的预成形件，其具有第一主表面、与所述第一主表面相对的第二主表面及连接所述第一主表面与所述第二主表面的次表面，所述次表面包括彼此相对的第一及第二纵向侧表面及连接所述纵向侧表面的第一及第二横向侧表面。所述方法包括将所述基于玻璃的预成形件安置于具有凹表面的模具上，使得所述第二主表面面向所述模具的所述凹表面，及使得所述第一及第二纵向侧表面邻近外壳的纵向壁，所述纵向壁自所述凹表面延伸至所述基于玻璃的预成形件的所述第二主表面的至少一高度。所述方法还包括将真空供应至所述第二主表面与所述凹表面之间的间隙，及使用所述真空使所述第二主表面与所述模具的所述凹表面保形。所述第一及第二横向侧表面具有对应于所述凹表面的曲线的弯曲形状，使得所述第一及第二横向侧表面在所述第二主表面的所述保形期间保持与所述凹表面重合。在本公开的附加实施方式中，提供一种用于形成用于平视显示器(Heads-UpDisplay；HUD)的三维镜子的装置。所述装置包括模具，所述模具包含：具有至少一个开口的凹表面，所述至少一个开口经配置以当将基于玻璃的预成形件安置于所述模具上时将真空供应至在所述凹表面上方的空间；及外壳，所述外壳邻近且至少部分包围所述凹表面。当将所述镜子预成形件安置于所述模具上时，所述外壳自所述凹表面延伸至所述基于玻璃的预成形件的至少一高度，且所述外壳经定大小以防止在所述基于玻璃的预成形件与所述凹表面之间的所述空间的一部分处的所述真空的泄漏。在本公开的其他实施方式中，提供一种自二维基于玻璃的预成形件形成非球面镜的方法。所述方法包括提供基于玻璃的预成形件，其包含第一主表面、与所述第一主表面相对的第二主表面及连接所述第一主表面与所述第二主表面的次表面。所述次表面包括彼此相对的第一及第二纵向侧表面，及连接所述纵向侧表面的第一及第二横向侧表面，所述基于玻璃的预成形件具有实质上二维形状。所述方法还包括将所述基于玻璃的预成形件安置于下部模具上，所述下部模具包含面向所述第二主表面的具有非球面形状的弯曲表面，所述下部模具经配置以将真空供应至在所述弯曲表面与所述第二主表面之间的间隙，及通过当壳包围所述基于玻璃的预成形件时将真空压力供应至所述间隙来预成形主成形步骤，使得所述壳的实质上垂直壁自所述弯曲表面延伸至至少所述第二主表面，所述实质上垂直壁面向所述次表面。所述壳的所述实质上垂直壁与所述次表面间距开一段距离以改良所述间隙中的所述真空压力。所述方法可进一步包括次成形步骤，所述次成形步骤通过将夹紧环应用至所述第一主表面的周边部分以在所述周边部分处抵靠所述弯曲表面固持所述第二主表面，其中当所述下部模具正将真空供应至所述间隙时，执行所述第二成形步骤。所要求保护的标的的附加特征及优势将在接下来的详细描述中阐述，且部分将易于为本领域技术人员自该描述而显而易见，或通过实践如本文中描述的所要求保护的标的来认识，包括接下来的详细描述、权利要求书以及随附图式。应理解，前述大体描述及以下详细描述都提出本公开的实施方式，且旨在提供用于理解所要求保护的标的的本质及特性的综述或框架。包括随附图式以提供对本公开的进一步理解，且其并入本说明书内且构成本说明书的一部分。所述图式说明各种实施方式，且与描述一起用以解释所要求保护的标的的原理及操作。附图说明为了说明的目的，存在目前优选的在图式中展示的形式，然而，应理解，本文中揭示及讨论的实施方式不限于展示的精确布置及手段。图1为根据本公开的一些实施方式的在载具中的HUD系统的图示。图2为根据一些实施方式的当使用图1的HUD系统时的汽车驾驶者的视点的图示。图3为根据本公开的一些实施方式的在一些HUD系统中使用的组合器的相片。图4为根据一些实施方式的当使用具有类似于图3中展示的组合器的组合器的HUD系统时的汽车驾驶者的视点的图示。图5为根据一些实施方式的2D镜子预成形件及自所述2D镜子预成形件形成的所得非球面镜的平面图。图6为根据一些实施方式的在弯曲模具上的2D镜子预成形件的等角视图。图7为对应于在经历3D成形步骤前的2D预成形件及在经历所述成形步骤后的3D镜子的2D参考平面的示意性表面。图8为用于根据一些实施方式的HUD系统的非球面镜的等角图示。图9为根据一些实施方式的在形模具上的2D镜子预成形件的等角视图。图10为在成形期间在成形模具与预成形件的边缘之间的间隙的横截面示意图。图11A及图11B为用于弯曲镜的改良成形的外壳总成的示例的等角视图。图12为根据一些实施方式的矩形镜子预成形件的平面图(顶部)及具有弯曲端边缘的镜子预成形件的平面图(底部)。图13A展示在成形模具上的图12的矩形镜子预成形件的等角视图。图13B展示根据一些实施方式的在成形模具上的图12的具有弯曲端边缘的镜子预成形件的等角视图。图14A及图14B展示在成形模具上的图13A的矩形镜子预成形件的分别长侧及短侧边缘的横截面图。图15A及图15B展示根据一些实施方式的在成形模具上的图13B的具有弯曲端边缘的镜子预成形件的分别长侧及短侧边缘的横截面图。图16A及图16B展示根据一些实施方式的供具有弯曲端边缘的镜子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成用于平视显示器(HUD)系统的三维镜子的方法，所述方法包含以下步骤：/n提供基于玻璃的预成形件，其具有第一主表面、与所述第一主表面相对的第二主表面及连接所述第一主表面与所述第二主表面的次表面，所述次表面包含彼此相对的第一及第二纵向侧表面及连接所述纵向侧表面的第一及第二横向侧表面；/n将所述基于玻璃的预成形件安置于具有凹表面的模具上，使得所述第二主表面面向所述模具的所述凹表面，及使得所述第一及第二纵向侧表面邻近外壳的纵向壁，所述纵向壁自所述凹表面延伸至所述基于玻璃的预成形件的所述第二主表面的至少一高度；/n将真空供应至所述第二主表面与所述凹表面之间的间隙；及/n使用所述真空使所述第二主表面与所述模具的所述凹表面保形，/n其中所述第一及第二横向侧表面具有对应于所述凹表面的曲线的弯曲形状，使得所述第一及第二横向侧表面在所述第二主表面的所述保形期间保持与所述凹表面重合。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171130 US 62/592,5701.一种形成用于平视显示器(HUD)系统的三维镜子的方法，所述方法包含以下步骤：
提供基于玻璃的预成形件，其具有第一主表面、与所述第一主表面相对的第二主表面及连接所述第一主表面与所述第二主表面的次表面，所述次表面包含彼此相对的第一及第二纵向侧表面及连接所述纵向侧表面的第一及第二横向侧表面；
将所述基于玻璃的预成形件安置于具有凹表面的模具上，使得所述第二主表面面向所述模具的所述凹表面，及使得所述第一及第二纵向侧表面邻近外壳的纵向壁，所述纵向壁自所述凹表面延伸至所述基于玻璃的预成形件的所述第二主表面的至少一高度；
将真空供应至所述第二主表面与所述凹表面之间的间隙；及
使用所述真空使所述第二主表面与所述模具的所述凹表面保形，
其中所述第一及第二横向侧表面具有对应于所述凹表面的曲线的弯曲形状，使得所述第一及第二横向侧表面在所述第二主表面的所述保形期间保持与所述凹表面重合。


2.如权利要求1所述的方法，其中所述凹表面包含用于将真空供应至所述间隙的至少一个开口。


3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述外壳的所述纵向壁防止在处于所述第一纵向侧表面与所述凹表面之间及处于所述第二纵向侧表面与所述凹表面之间的所述间隙的一部分处的所述真空的泄漏。


4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述模具的所述凹表面包含用于在所述模具的纵向方向上伸展的第一曲率的第一曲率半径，及用于在所述模具的横向方向上伸展的第二曲率的第二曲率半径，所述第二曲率半径大于所述第一曲率半径。


5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述凹表面经塑形使得在保形期间，所述基于玻璃的预成形件的所述第一与第二纵向侧表面之间的距离减小小于所述基于玻璃的预成形件的所述第一与第二横向侧表面之间的距离。


6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述外壳的横向壁防止在处于所述第一横向侧表面与所述凹表面之间及处于所述第二横向侧表面与所述凹表面之间的所述间隙的一部分处的所述真空的泄漏。


7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述外壳与所述次表面之间的间空小于约0.5mm。


8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述第一及第二横向侧表面中的至少一者的所述弯曲形状包含单一曲率半径。


9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述第一及所述第二横向侧表面中的至少一者的所述弯曲形状包含样条曲线。


10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中在使所述第二主表面保形后所述三维镜子未切割，使得用于所述HUD系统的所述三维镜子具有为凹形的第一主表面、与所述第一主表面相对的第二主表面及连接所述第一主表面与所述第二主表面的次表面，所述次表面对应于所述玻璃预成形件的所述次表面。


11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述第一主表面的至少一部分为反射性表面。


12.如权利要求11所述的方法，其中所述反射性表面包含安置于所述第一主表面上的金属、金属氧化物、陶瓷氧化物或金属-陶瓷氧化物。


13.如权利要求12所述的方法，其中所述金属层包含Al、Ag、TiO2或SiO2。


14.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述使所述第二主表面与所述模具的所述凹表面保形的步骤是在低于所述基于玻璃的基板的玻璃转化温度的温度下执行。


15.如权利要求14所述的方法，其中所述温度比所述基于玻璃的基板的所述玻璃转化温度低约5℃至30℃。


16.如权利要求15所述的方法，其中所述温度比所述基于玻璃的基板的所述玻璃转化温度低约10℃至20℃。


17.如权利要求1至16中任一项所述的方法，所述方法进一步包含以下步骤：在所述使所述第二主表面与所述凹表面保形后在所述第一主表面上形成反射性表面。


18.一种形成用于平视显示器(HUD)的三维镜子的装置，所述装置包含：
模具，所述模具包含：具有至少一个开口的凹表面，所述开口经配置以当将基于玻璃的预成形件安置于所述模具上时将真空供应至在所述凹表面上方的空间；及
外壳，所述外壳邻近且至少部分包围所述凹表面，当将所述镜子预成形件安置于所述模具上时，所述外壳自所述凹表面延伸至所述基于玻璃的预成形件的至少一高度，
其中所述外壳经定大小以防止在所述基于玻璃的预成形件与所述凹表面之间的所述空间的一部分处的所述真空的泄漏。


19.如权利要求18所述的装置，其中所述外壳包含沿着所述凹表面的相对纵向侧的第一及第二纵向侧壁。


20.如权利要求18或权利要求19所述的装置，其中所述外壳包含沿着所述凹表面的相对横向侧的第一及第二横向侧壁，所述第一及第二横向侧壁经弯曲成对应于所述基于玻璃的预成形件的第一及第二边缘的曲线的形状。


21.如权利要求18至20中任一项所述的装置，其中支撑表面具有经配置以使所述基于玻璃的预成形件与非球面形状保形的非球面形状。


22.一种自二维基于玻璃的预成形件形成非球面镜的方法，所述方法包含以下步骤：
提供基于玻璃的预成形件，所述基于玻璃的预成形件包含第一主表面、与所述第一主表面相对的第二主表面及连接所述第一主表面与所述第二主表面的次表面，所述次表面包含彼此相对的第一及第二纵向侧表面及连接所述纵向侧表面的第一及第二横向侧表面，所述基于玻璃的预成形件具有实质上二维形状；
将所述基于玻璃的预成形件安置于包含具有面向所述第二主表面的非球面形状的弯曲表面的下部模具上，所述下部模具经配置以将真空供应至所述弯曲表面与所述第二主表面之间的间隙；及
通过在...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡圭奉，池洪根，金奉徹，金钟和，金泰文，李明世，
申请(专利权)人：康宁公司，
类型：发明
国别省市：美国;US