[實用新型]一種抬頭顯示系統

有效

• 申請號: 201420593200.8
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN204143067U
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 曹暉;袁軍林;曾東;張朋輝;林柱;盧國水;彭穎昊;福原康太
• 申請（專利權）人: 福耀玻璃工業集團股份有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;B32B17/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本實用新型涉及抬頭顯示技術領域，特別是涉及一種汽車上的抬頭顯示系統。

背景技術：

隨著科學技術的發展，抬頭顯示(HUD，Head?Up?Display)系統被越來越多地在汽車上使用。汽車上的抬頭顯示系統能夠將重要的行車信息，例如速度、發動機轉數、油耗、胎壓、導航以及外接智能設備的信息實時地顯示在前擋風玻璃上駕駛員的視野中，這樣使得駕駛員不必低頭，就可以看到行車信息，從而避免分散對前方道路的注意力；同時使得駕駛員不必在觀察遠方的道路和近處的儀表之間調節眼睛，可以避免眼睛的疲勞，能夠極大地增強行車安全和改進駕駛體驗。

目前抬頭顯示技術的實現主要通過發光成像和投影成像兩種方式，其中投影成像利用汽車前擋風玻璃本身或者額外設置的光學元件進行投影顯示，而采用前擋風玻璃來反射投影圖像是結構最簡單的方式。一般的前擋風玻璃均為夾層玻璃，其是由至少兩片具有一定曲率的玻璃基板中間夾設熱塑性聚合物膜片(如聚乙烯醇縮丁醛即PVB)構成，抬頭顯示系統的投影光源發出的光經過夾層玻璃與空氣接觸的兩個表面時會發生反射，兩個表面上的反射影像會產生偏移從而形成兩個相互干擾的重影，特別是在夾層玻璃的厚度較厚(一般超過3mm)的情況下會更加明顯，這極大地限制了投影顯示圖像的清晰度。

為解決汽車前擋風玻璃上抬頭顯示系統的重影問題，現有技術中已經存在若干方案。例如專利CN101038349(A)、US2002172804(A1)和US2007148472(A1)公開了其中的一種解決方案是采用楔形的聚合物膜片作為夾層玻璃的中間層，使得夾層玻璃上、下厚度呈楔形變化，從而使駕駛員看到的兩個表面上的反射影像基本重合，最終大幅度地消除重影問題。與上述技術方案類似的是局部采用楔形厚度的玻璃基板，其在專利US6414796(B1)中公開。但這些技術方案存在如下缺點：1、未能徹底消除重影，不適合高清圖像顯示；2、需要采用特殊規格的PVB膜片，其價格是普通PVB膜片的7～10倍，且工藝難度高，使得材料和工藝成本很高；3、對車型的光學設計敏感，需針對具體車型的前擋風玻璃進行重新設計。

還有一種解決方案是在夾層玻璃的表面或中間設置能夠改變偏振光方向的光學功能層或能夠反射P偏振光或S偏振光的反射偏振鏡，并結合抬頭顯示系統的投影光源發出的P偏振光或S偏振光以特定角度(如布儒斯特角)入射，從而利用夾層玻璃對不同偏振光的反射特性以盡可能消除某個表面的反射影像，最終消除重影。這種技術方案在EP0836108(A2)、EP0844507(A1)、US6327089(B1)、CN1969219(A)、US7355796(B2)、CN101151568(A)、US7839574(B2)、CN1732404(A)和CN102256910(A)等專利中均有公開，然而這種技術方案實現的前提是必須在夾層玻璃的局部(即抬頭顯示投影區域)增設額外的光學功能層或反射偏振鏡，這就必然提高了材料成本和工藝難度，例如CN1732404(A)中披露的多層聚合物P偏振反射鏡層數高達數十至數百層；同時前擋風玻璃的整體均一性也被破壞，降低了美觀度；此外，夾層玻璃上局部設置光學功能層或反射偏振鏡的區域的粘結強度可能降低從而造成安全隱患；而且，部分光學功能層或反射偏振鏡的可見光透過率偏低，從而對駕駛員的視野或前擋風玻璃的外觀產生影響。

另外，現有技術中也存在通過在夾層玻璃表面上增設減反射(AR)膜來減少其中一個界面上形成的反射影像的亮度，例如專利US7864431(B2)中公開了將減反射膜設置在夾層玻璃與空氣接觸的表面上或者在未設置減反射膜的表面上增設低輻射(Low-E)鍍膜的技術方案。然而這種技術方案存在以下缺點：1、減反射膜沉積在夾層玻璃與空氣接觸的表面上，特別是沉積在夾層玻璃朝向車外的表面上時，其難以承受惡劣的使用環境，比如酸雨、粉塵、雨刮器的摩擦或堿性清洗劑等；2、減反射膜結構較為復雜，特別是具有良好的寬帶減反、反射率幾乎為零以及低角度和高角度均具有良好外觀性質的減反射膜往往需要沉積多層，其總厚度可達數百納米，所以不適合在汽車前擋風玻璃上大面積沉積；3、減反射膜難以完全消除重影，特別是從高角度觀察時依然存在淡藍色或淡紫色的反光；4、沉積在夾層玻璃朝向車外的表面上的減反射膜遇到下雨天時會覆蓋一層水膜，此時減反射效果會顯著降低，最終導致重影現象嚴重；5、減反射膜設置在夾層玻璃與空氣接觸的表面上，不能消除在增設的低輻射鍍膜界面上產生的反射影像，還是存在一定程度的重影現象。