增强现实抬头显示装置、车辆及反射单元的制备方法制造方法及图纸

本申请涉及一种增强现实抬头显示装置，包括图像单元、光波导单元和反射单元，反射单元包括具有反射功能的透明件和设置在透明件上的多光谱反射层，透明件包括至少两层层叠设置的透明板，多光谱反射层设置在靠近光波导单元的第一透明板上，多光谱反射层对红绿蓝多波段光具备一定带宽的高反射率，使得较少的图像光线透过第一透光板入射到其他透明板，从而能够有效消除重影现象，提高显示图像的质量和效率，同时，该多光谱反射层对红绿蓝主波段处较窄带宽进行高反射，通过了部分光线，避免全部光线均被反射，从而避免产生镜面效应，提高安全性能。全性能。全性能。

【技术实现步骤摘要】
增强现实抬头显示装置、车辆及反射单元的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种增强现实抬头显示装置、车辆及反射单元的制备方法，属于显示设备


技术介绍

[0002]抬头显示((head up display，HUD)，在功能上充当了汽车信息“投影仪”的角色。该技术可以将汽车相关信息投影到驾驶员视线前方，从而减少驾驶过程中低头查看仪表或中控屏的频率。传统HUD是一种光机电耦合部件，主要由主控PCB板、光源、显示介质、光学镜组、直流电机等组成构成，由显示光源经过多次镜面结构反射，将信息反射到透明介质(显示屏或挡风玻璃)上，从而使人眼看到仿佛悬浮在眼前的虚像。HUD的使用大大提升驾驶舒适度和安全性，预计在2025年全球HUD装机量将达到1500万台。
[0003]按照产品形态，目前主流的HUD主要分为组合型(C
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HUD)和风挡型(W
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HUD)。技术上C
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HUD光学结构简单，设计相对容易，但其显示尺寸与投影距离有限，且可能在车辆碰撞时会对驾驶员产生二次伤害；W
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HUD显示效果更加一体化，但其光学结构复杂，设计与布置难度较高，占据体积大，且其光学原理需要配合复杂面型的挡风玻璃，无疑增加了制备与量产难度。
[0004]近年来兴起的基于光波导实现的增强现实抬头显示(AR
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HUD)，将数字图像叠加在车外真实环境上，使得驾驶员获得增强现实的视觉效果，可用于AR导航、自适应巡航、车道偏离预警等。
[0005]AR
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HUD与目前主流的C
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HUD和W
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HUD相比，具备体积小、投影距离远、视场角大、普适性高等特点。现有技术中，由于挡风玻璃普遍采用双层结构，因此光线经过挡风玻璃，会造成二次反射，形成视觉重影，极大带来视觉体验不舒适感。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种能够有效消除重影，提高显示图像的质量和效率的增强现实抬头显示装置。
[0007]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种增强现实抬头显示装置，包括图像单元、光波导单元和反射单元，所述图像单元用于产生图像光线且引导所述图像光线入射至所述光波导单元的表面，所述光波导单元将所述图像光线传导并朝向所述反射单元射出，所述反射单元将所述图像光线反射至人眼并产生虚像，所述反射单元包括具有反射功能的透明件和设置在所述透明件上的多光谱反射层，所述透明件包括至少两层层叠设置的透明板，所述多光谱反射层设置在靠近所述光波导单元的第一透明板上。
[0008]进一步地，所述多光谱反射层包括至少一层低折射率层和至少一层高折射率层，所述多光谱反射层可表达为(LH)^m，其中，L为低折射率层，H为高折射率层，m为层叠周期数，所述高折射率层的折射率和所述低折射率层的折射率相差至少为0.1。
[0009]进一步地，所述低折射率层的厚度范围为0～300nm；所述高折射率层的厚度范围
为0～100nm；所述层叠周期数m为2～50，靠近所述第一透明板设置的第一层低折射率层的厚度范围大于0。
[0010]进一步地，所述低折射率层的折射率范围为1.3～1.78；所述高折射率层的折射率范围为1.8～2.9。
[0011]进一步地，所述低折射率层的材质为氧化硅、氧化铝、及氟化镁中任一种或多种；所述高折射率层的材质为氧化钛、氧化铁、氧化铌、氧化钽、氧化锆、氧化铬、氧化铈、及氧化钴中任一种或多种。
[0012]进一步地，所述多光谱反射层和所述第一透明板之间还设置有匹配层，所述匹配层的折射率为2.0～2.9。
[0013]进一步地，所述多光谱反射层包括基底层和形成在所述基底层上的微结构层，所述微结构层包括若干重复设置的微结构，所述微结构包括至少三个微结构单元，每个所述微结构单元的宽度不相同，所述微结构单元包括凸起和与所述凸起相邻设置的凹槽，所述凸起的宽度范围为100～400nm，所述凸起的高度范围为50～300nm，所述凹槽的宽度范围为50～300nm。
[0014]进一步地，所述基底层和微结构层的折射率为1.4～1.7，所述基底层和微结构层的材质为柔性亚克力、树脂、塑料中的任一种。
[0015]进一步地，所述透明件为双层挡风玻璃。
[0016]进一步地，所述光波导单元至少一层光波导、及设置在所述光波导一侧的第一遮光层和设置在所述光波导另一侧的第二遮光层，所述第一遮光层用以吸收从所述光波导透射出的光线，所述第二遮光层用以吸收从所述光波导透射和/或反射出的光线以及从外界透射进入的太阳光线。
[0017]本专利技术还提供一种用以制备如上所述的所述反射单元的方法，所述方法包括：
[0018]S11：提供转移层，在所述转移层上制作匹配层；
[0019]S12：在所述匹配层上制备低折射率层，再多次制备低折射率层或高折射率层形成多光谱反射层；
[0020]S13：将所述转移层贴合至第一透明板上，得到反射单元。
[0021]本专利技术还提供一种用以制备如上所述的所述反射单元的方法，所述方法包括：
[0022]S21：提供基底层，在所述基底层上旋涂光刻胶；
[0023]S22：在所述光刻胶上制备微结构层的图形；
[0024]S23：将所述微结构层的图形转移至所述基底层上，形成多光谱反射层；
[0025]S24：提供转移层，将形成多光谱反射层转移至转移层；
[0026]S25：将所述转移层贴合至第一透明板上，得到反射单元。
[0027]本专利技术还提供一种车辆，包括如上所述的增强现实抬头显示装置。
[0028]本专利技术的有益效果在于：本专利技术所示的增强现实抬头显示装置在靠近光波导单元的第一透明板上设置有对红绿蓝多波段光具备一定带宽的高反射率的多光谱反射层，用以反射图像光线，使得较少的图像光线透过第一透光板入射到其他透明板，从而能够有效消除重影现象，提高显示图像的质量和效率。
[0029]同时，该多光谱反射层对红绿蓝主波段处较窄带宽进行高反射，通过了部分光线，避免全部光线均被反射，从而避免产生镜面效应，提高安全性能。
[0030]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0031]图1为本申请一实施例所示的增强现实抬头显示装置的光路示意图；
[0032]图2为现有技术中增强现实抬头显示装置的反射单元的光路示意图；
[0033]图3为图2中所示的反射单元形成重影效应的光路示意图；
[0034]图4为图1中所示的部分增强现实抬头显示装置的光路示意图；
[0035]图5为图1中所示的部分增强现实抬头显示装置消除重影的光路示意图；
[0036]图6为实施例一得到的多光谱反射层的反射效率
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波长效果仿真图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强现实抬头显示装置，其特征在于，包括图像单元、光波导单元和反射单元，所述图像单元用于产生图像光线且引导所述图像光线入射至所述光波导单元的表面，所述光波导单元将所述图像光线传导并朝向所述反射单元射出，所述反射单元将所述图像光线反射至人眼并产生虚像，所述反射单元包括具有反射功能的透明件和设置在所述透明件上的多光谱反射层，所述透明件包括至少两层层叠设置的透明板，所述多光谱反射层设置在靠近所述光波导单元的第一透明板上。2.如权利要求1所述的增强现实抬头显示装置，其特征在于，所述多光谱反射层包括至少一层低折射率层和至少一层高折射率层，所述多光谱反射层可表达为(LH)^m，其中，L为低折射率层，H为高折射率层，m为层叠周期数，所述高折射率层的折射率和所述低折射率层的折射率相差至少为0.1。3.如权利要求2所述的增强现实抬头显示装置，其特征在于，所述低折射率层的厚度范围为0～300nm；所述高折射率层的厚度范围为0～100nm；所述层叠周期数m为2～50，靠近所述第一透明板设置的第一层低折射率层的厚度范围大于0。4.如权利要求2所述的增强现实抬头显示装置，其特征在于，所述低折射率层的折射率范围为1.3～1.78；所述高折射率层的折射率范围为1.8～2.9。5.如权利要求2所述的增强现实抬头显示装置，其特征在于，所述低折射率层的材质为氧化硅、氧化铝、及氟化镁中任一种或多种；所述高折射率层的材质为氧化钛、氧化铁、氧化铌、氧化钽、氧化锆、氧化铬、氧化铈、及氧化钴中任一种或多种。6.如权利要求2所述的增强现实抬头显示装置，其特征在于，所述多光谱反射层和所述第一透明板之间还设置有匹配层，所述匹配层的折射率为2.0～2.9。7.如权利要求1所述的增强现实抬头显示装置，其特征在于，所述多光谱反射层包括基底层和形成在所述基底层上的微结构层，所述微结构层包括若干重复设置的微结构，所述微结...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗明辉，乔文，成堂东，李瑞彬，陈林森，
申请(专利权)人：苏州苏大维格科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：