光波导镜片、抬头显示系统及车辆技术方案

本发明专利技术提供了光波导镜片、抬头显示系统及车辆。光波导镜包括镜片本体、光栅结构以及反射层，镜片本体包括沿第一方向相对设置的第一表面和第二表面；光栅结构设置于镜片本体上，光栅结构包括入射光栅和出射光栅，入射光栅位于第一表面所在的一侧，出射光栅位于第二表面所在的一侧；反射层设置于镜片本体上，且反射层位于第一表面所在的一侧，沿第一方向，反射层与出射光栅相对设置，反射层能够降低镜片本体内部的光线从非光栅位置离开镜片本体的风险，提升了光波导镜片的输出光线的强度，并提升了抬头显示系统的成像效果以及使用者与车辆的交互体验。辆的交互体验。辆的交互体验。

【技术实现步骤摘要】
光波导镜片、抬头显示系统及车辆


[0001]本专利技术涉及抬头显示
，尤其涉及一种光波导镜片、抬头显示系统及车辆。

技术介绍

[0002]车辆上的抬头显示系统能够将仪表盘上的信息显示在挡风玻璃上，以增加人车交互体验。现有技术的抬头显示系统包括位于仪表盘上的显示元件以及位于显示元件与挡风玻璃之间的多组曲面反射镜，通过曲面反射镜对光线进行多次反射使得光线进入人眼，但曲面反射镜的尺寸较大、数量较多，所需的安装空间较大，使得抬头显示系统占用了车内较大的空间。
[0003]为了解决抬头显示系统尺寸较大的问题，通常将多组曲面反射镜更换为一个光波导镜片，显示元件发出的光线经光波导镜片的入射光栅的衍射进入镜片本体内部，并在镜片本体内部进行全反射后经出射光栅的衍射到达挡风玻璃表面，最后被挡风玻璃反射至人眼以实现抬头显示功能，但光线在出射光栅处进行衍射时，部分光线会向背离挡风玻璃的方向传播，导致光波导镜片输出的光线强度减弱，使得抬头显示系统的光效降低。
[0004]因此，有必要提供一种输出光强较高的光波导镜片、抬头显示系统及车辆。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种输出光强较高的光波导镜片、抬头显示系统及车辆。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]本专利技术第一方面提供一种光波导镜片，包括：
[0008]镜片本体，镜片本体包括沿第一方向相对设置的第一表面和第二表面；
[0009]光栅结构，光栅结构设置于镜片本体上，光栅结构包括入射光栅和出射光栅，入射光栅位于第一表面所在的一侧，出射光栅位于第二表面所在的一侧，且入射光栅与出射光栅在第二方向上交错设置，第一方向与镜片本体的厚度方向平行，第二方向与第一方向垂直；
[0010]反射层，反射层设置于镜片本体上，且反射层位于第一表面所在的一侧，沿第一方向，反射层与出射光栅相对设置。
[0011]在一些实施例中，沿第一方向，出射光栅的投影的至少部分位于反射层的投影范围内。
[0012]在一些实施例中，反射层为镀银层、镀铝层、镀铜层或镀金层。
[0013]在一些实施例中，光栅结构包括多个间隔设置的衍射沟槽，衍射沟槽的延伸方向与第一方向之间的夹角α满足：0＜α＜90
°
。
[0014]在一些实施例中，入射光栅在第二方向上的长度尺寸小于出射光栅在第二方向上的长度尺寸。
[0015]在一些实施例中，入射光栅与镜片本体分体设置并固定连接，或者，入射光栅与镜片本体一体成型；和/或，
[0016]出射光栅与镜片本体分体设置并固定连接，或者，入射光栅与镜片本体一体成型。
[0017]本专利技术第二方面提供一种抬头显示系统，包括：
[0018]以上任一项所述的光波导镜片；
[0019]显示元件，沿第一方向，显示元件位于光波导镜片的入射光栅所在的一侧，且显示元件与入射光栅相对设置，显示元件用于向光波导镜片发射光源；
[0020]反射元件，沿第一方向，反射元件位于光波导镜片的出射光栅所在的一侧，且显示元件与出射光栅相对设置，反射元件用于将出射光栅处的出射光线反射至人眼。
[0021]在一些实施例中，抬头显示系统还包括透射镜，沿第一方向，透射镜位于显示元件与光波导镜片之间，透射镜用于将显示元件发出的光源调整为准直光。
[0022]在一些实施例中，显示元件为硅基液晶元件或数字光处理元件。
[0023]本专利技术第三方面提供一种车辆，包括：
[0024]车身，车身上安装有挡风玻璃，车身与挡风玻璃围成驾驶室；
[0025]车轮，车轮安装于车身上；
[0026]仪表盘，仪表盘安装于车身并位于驾驶室内；
[0027]以上任一项所述的抬头显示系统；
[0028]其中，显示元件位于仪表盘内；
[0029]反射元件设置于挡风玻璃上，或者，挡风玻璃为反射元件。
[0030]本专利技术的有益效果在于：在抬头显示系统工作时，驾驶室内的使用者不用向下低头即可看到仪表盘上的信息，从而提升了人车交互性能。抬头显示系统包括光波导镜片，光波导镜片设置有反射层，以降低镜片本体内部的光线从非光栅位置离开镜片本体的风险，提升了光波导镜片的输出光线的强度，并提升了抬头显示系统的成像效果以及使用者与车辆的交互体验。
【附图说明】
[0031]图1为本专利技术所提供的抬头显示系统在一种实施例中的光线传播路径示意图；
[0032]图2为图1中Ⅰ部分的放大图；
[0033]图3为图1中的光波导镜片在一种实施例中的剖视图；
[0034]图4为图3中II部分的放大图；
[0035]图5为图1中的光波导镜片在另一种实施例中的剖视图。
[0036]附图标记：
[0037]1‑
光波导镜片；
[0038]11
‑
镜片本体；
[0039]111
‑
第一表面；
[0040]112
‑
第二表面；
[0041]12
‑
光栅结构；
[0042]121
‑
入射光栅；
[0043]122
‑
出射光栅；
[0044]123
‑
衍射沟槽；
[0045]13
‑
反射层；
[0046]2‑
显示元件；
[0047]3‑
反射元件；
[0048]4‑
透射镜。
【具体实施方式】
[0049]下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步说明。
[0050]本专利技术提供一种车辆，包括车身、车轮、仪表盘，车身上安装有挡风玻璃，车身与挡风玻璃围成驾驶室；车轮安装于车身上，其中车轮的数量可以为两个、三个、四个甚至更多，本专利技术对车轮的具体数量、车辆的具体类型不做特殊限定；仪表盘安装于车身并位于驾驶室内，此外，车辆还包括抬头显示系统，抬头显示系统通过对光线的反射和衍射将仪表盘上的信息传递至人眼，即在抬头显示系统工作时，驾驶室内的使用者不用向下低头即可看到仪表盘上的信息，从而提升了人车交互性能，降低了使用者开车过程中的低头频率，使得使用者能够将目光集中在车辆前方，从而提升了车辆的使用安全性。
[0051]具体地，如图1所示，抬头显示系统包括光波导镜片1、显示元件2以及反射元件3，沿光波导镜片1的厚度方向，显示元件2和反射元件3分别设置于光波导镜片1的两侧，且在垂直于光波导镜片1的厚度方向的方向上，显示元件2和反射元件3交错设置，为了便于叙述，将光波导镜片1的厚度方向记为第一方向Z、显示元件2与反射元件3的交错设置方向记为第二方向X，即第一方向Z与第二方向X垂直，其中，第二方向X位于光波导镜片1长度方向、宽度方向围成的平面内，为了便于理解，本专利技术中的第二方向X为光波导镜片1的长度方向。
[0052]显示元件2位于仪表盘内，用于显示路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光波导镜片，其特征在于，所述光波导镜片(1)包括：镜片本体(11)，所述镜片本体(11)包括沿第一方向(Z)相对设置的第一表面(111)和第二表面(112)；光栅结构(12)，所述光栅结构(12)设置于所述镜片本体(11)上，所述光栅结构(12)包括入射光栅(121)和出射光栅(122)，所述入射光栅(121)位于所述第一表面(111)所在的一侧，所述出射光栅(122)位于所述第二表面(112)所在的一侧，且所述入射光栅(121)与所述出射光栅(122)在第二方向(X)上交错设置，所述第一方向(Z)与所述镜片本体(11)的厚度方向平行，所述第二方向(X)与所述第一方向(Z)垂直；反射层(13)，所述反射层(13)设置于所述镜片本体(11)上，且所述反射层(13)位于所述第一表面(111)所在的一侧，沿所述第一方向(Z)，所述反射层(13)与所述出射光栅(122)至少部分相对设置。2.根据权利要求1所述的光波导镜片，其特征在于，沿所述第一方向(Z)，所述出射光栅(122)的投影的至少部分位于所述反射层(13)范围内。3.根据权利要求1所述的光波导镜片，其特征在于，所述反射层(13)为镀银层、镀铝层、镀铜层或镀金层。4.根据权利要求1所述的光波导镜片，其特征在于，所述光栅结构(12)包括多个间隔设置的衍射沟槽(123)，所述衍射沟槽(123)的延伸方向与所述第一方向(Z)之间的夹角α满足：0＜α＜90
°
。5.根据权利要求1所述的光波导镜片，其特征在于，所述入射光栅(121)在所述第二方向(X)上的长度尺寸小于所述出射光栅(122)在所述第二方向(X)上的长度尺寸。6.根据权利要求1至5中任一项所述的光波导镜片，其特征在于，所述入射光栅(121)与所述镜片...

【专利技术属性】
技术研发人员：张必明，
申请(专利权)人：诚瑞光学常州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：