一种光学薄膜及光学成像系统技术方案

本申请公开了一种光学薄膜及光学成像系统，该光学薄膜贴合在挡风玻璃上，至少包括依次层叠设置的相位抵消层、反射层以及微结构层；反射层用于反射图像光束形成第一反射光束；相位抵消层用于对第二反射光束进行放大和/或偏折，以引导至第二出射方向；所述微结构层的法向矢量朝向第一出射方向，所述微结构层用于将所述第一反射光束引导至所述第一出射方向；所述相位抵消层用于抵消光束经过所述微结构层所产生的相位差异；其中，第二反射光束为挡风玻璃反射图像光束形成，所述第一出射方向和所述第二出射方向不同。通过上述方式，本申请能够使得光学薄膜贴合在挡风玻璃表面时直接形成虚像，还能够消除重影。还能够消除重影。还能够消除重影。

【技术实现步骤摘要】
一种光学薄膜及光学成像系统


[0001]本申请涉及显示
，具体涉及一种光学薄膜及光学成像系统。

技术介绍

[0002]抬头显示(HUD，Head Up Display)可以将有用的驾驶信息透射到挡风玻璃后产生一个远处的虚像，提升驾驶的安全性，减少驾驶员视线离开路面带来的风险。
[0003]现有HUD的解决方案是将挡风玻璃作为成像的最终光学表面，通过一系列的镜面反射实现图像的放大和成像；由于挡风玻璃本身不具有很好的放大成像作用，成像组要通过一片或者两片自由曲面反射镜来实现，如图1所示，同时，还需要调节自由曲面反射镜的旋转角度来配合不同驾驶员的身高；由于多片自由曲面反射镜需要占用一定的空间，并且需要安装在挡风玻璃下，目前的做法是将该自由曲面反射镜植入挡风玻璃下的仪表盘所在的位置，但是直接利用挡风玻璃成像具有很多缺点，包括前后表面产生重影、需要多个自由曲面反射镜才能搭建光路以及占用汽车仪表盘内的空间等；产生重影的原理如图2所示，入射到挡风玻璃的光束会分别在挡风玻璃的两个表面发生反射，分别产生一个远处的虚像图像2和一个近处的虚像图像1，两个虚像重叠会影响观看的效果。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种光学薄膜及光学成像系统，能够使得光学薄膜贴合在挡风玻璃表面时直接形成虚像，还能够消除重影。
[0005]为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种光学薄膜，该光学薄膜贴合在挡风玻璃上，至少包括依次层叠设置的相位抵消层、反射层以及微结构层；反射层用于反射图像光束形成第一反射光束；相位抵消层用于对第二反射光束进行放大和/或偏折，以引导至第二出射方向；述微结构层的法向矢量朝向第一出射方向，所述微结构层用于将所述第一反射光束引导至所述第一出射方向；所述相位抵消层用于抵消光束经过所述微结构层所产生的相位差异；其中，第二反射光束为挡风玻璃反射图像光束形成，所述第一出射方向和所述第二出射方向不同。
[0006]为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种光学成像系统，该光学成像系统包括光学薄膜和图像发生器，图像发生器用于产生图像光束，并将图像光束射入光学薄膜，光学薄膜用于反射图像光束至第一出射方向，以形成虚像，并引导挡风玻璃反射的图像光束至第二出射方向，其中，光学薄膜为上述的光学薄膜。
[0007]通过上述方案，本申请的有益效果是：在将光学薄膜贴合在挡风玻璃的表面时，可通过光学薄膜中的反射层形成虚像，不需要额外的光学成像器件就可以将图像光束成像，呈现到人眼中；同时由于反射层所反射的图像光束被引导至第一出射方向，而挡风玻璃反射的图像光束被引导至第二出射方向方向，使得由挡风玻璃反射的图像光束所形成的虚像与由反射层反射的图像光束所形成的虚像能够区分开来，消除两个虚像部分重叠造成的重影，方便观察虚像。
附图说明
[0008]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
[0009]图1是现有技术中实现HUD方案的光路示意图；
[0010]图2是现有技术中实现HUD方案中存在图像重影的示意图；
[0011]图3是本申请提供的一种实施例中光学薄膜的层结构示意图；
[0012]图4是图3所示的实施例中成像的光路示意图；
[0013]图5是本申请提供的另一种实施例中光学薄膜的层结构示意图；
[0014]图6(a)是图5所示的实施例中微结构单元按照四边形排布的示意图；
[0015]图6(b)是图5所示的实施例中微结构单元按照六边形排布的示意图；
[0016]图7是图5所示的实施例中成像的光路示意图；
[0017]图8是图5所示的实施例中反射率与透射率之间的曲线示意图；
[0018]图9是图5所示的实施例中成像的另一光路示意图；
[0019]图10是本申请提供的光学成像系统一实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0021]本申请提供一种光学薄膜成像器件，贴附在汽车挡风玻璃内侧即可实现HUD显示，不需要在汽车的其他位置配合设置器件，节省了实现HUD所占有的空间并简化了安装过程；另外，本申请提供的光学薄膜成像器件能够克服现有技术实现HUD时存在图像重影的问题，提升了用户视觉感受。
[0022]请参阅图3与图4，图3是本申请提供的一种实施例中光学薄膜的层结构示意图，图4是图3所示的实施例中成像的光路示意图。
[0023]光学薄膜10包括微结构层11与反射层12，光学薄膜10通过微结构层11贴附在挡风玻璃20上，如图4所示，图像发生器30用于产生图像光束，以形成虚像。
[0024]为了保证从微结构层11透过的光束不受微结构层11形状的影响，可制作一相位抵消层13，相位抵消层13可抵消光束经过微结构层11所产生的相位差异，具体地，相位抵消层13和微结构层11的折射率相同，且相位抵消层13和微结构层11为旋转对称结构，以抵消光束经过微结构层11所产生的相位差异，即光学薄膜10至少包括依次层叠设置的微结构层11、反射层12以及相位抵消层13。
[0025]图像发生器30出射的图像光束入射至光学薄膜10中的相位抵消层13，经过相位抵消层13后到达反射层12。
[0026]反射层12用于反射从相位抵消层13出射的图像光束，形成第一反射光束，该第一反射光束经过相位抵消层13后沿着第一出射方向射出，出射的第一反射光束在第一出射方
向的反方向形成第一虚像；微结构层11可将第一反射光束引导至第一出射方向，微结构层11的法向矢量朝向第一出射方向。
[0027]进一步地，为了保证光学薄膜10贴附在挡风玻璃20上时，不影响挡风玻璃20的透光性，反射层12为半透半反的金属膜或者介质膜。因此，反射层12能够透射部分图像光，部分图像光可经过微结构层11入射至挡风玻璃20，该部分图像光被挡风玻璃20反射后形成第二反射光束，相位抵消层13可对第二反射光束进行放大和/或偏折，以引导至第二出射方向；具体地，该第二反射光束依次经过微结构层11、反射层12以及相位抵消层13后，从光学薄膜10出射，出射的第二反射光束在第二出射方向的反方向形成有第二虚像，第一出射方向与第二出射方向不同，以使得第一虚像与第二虚像能够区分开。
[0028]由于挡风玻璃20具有一定的厚度，经反射层12透射至挡风玻璃20的部分图像光被挡风玻璃20的两个表面反射，形成相互交叠的两个第二虚像，如图4所示。为了避免第二虚像与第一虚像相互重叠，造成重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学薄膜，其特征在于，所述光学薄膜贴合在挡风玻璃上，至少包括依次层叠设置的相位抵消层、反射层以及微结构层；所述反射层用于反射图像光束形成第一反射光束；所述相位抵消层用于对第二反射光束进行放大和/或偏折，以引导至第二出射方向；所述微结构层的法向矢量朝向第一出射方向，所述微结构层用于将所述第一反射光束引导至所述第一出射方向；所述相位抵消层用于抵消光束经过所述微结构层所产生的相位差异；其中，所述第二反射光束为所述挡风玻璃反射所述图像光束形成，所述第一出射方向和所述第二出射方向不同。2.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，所述相位抵消层和所述微结构层的折射率相同，所述相位抵消层和所述微结构层为旋转对称结构。3.根据权利要求2所述的光学薄膜，其特征在于，所述相位抵消层包括多个正向微结构单元，所述微结构层包括多个反向微结构单元，所述正向微结构单元与所述反向微结构单元为互补结构。4.根据权利要求3所述的光学薄膜，其特征在于，所述正向微结构单元与所述反向微结构单元的包络直径为10～500μm，所述多个正向微结构单元/所述多个反向微结构单元按照阵列的形式排列。5.根据权利要求3所述的光学薄膜，其特征在于，所述反射层至少部分覆盖所述正向微结构单元与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王霖，唐晓峰，张红秀，胡飞，李屹，
申请(专利权)人：深圳光峰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：