CN108594438A - 一种可配合偏光墨镜使用并消除重影的hud光路系统 - Google Patents

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朱妙贤
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Abstract

本发明涉及HUD技术领域，具体公开了一种可配合偏光墨镜使用并消除重影的HUD光路系统，包括光源模组和反射模组，所述光源模组出射P偏振光，所述反射模组包括设于HUD内的反射镜模组和能够反射P光、透射S光的汽车风挡玻璃。其有益效果在于：采用包括玻璃内表面、P光反射层和玻璃外表面该三层结构的汽车风挡玻璃，可以反射P光透射S光，驾驶员佩戴偏光墨镜的时候S光不会被过滤，使其观察图像时没有影响，且本发明对风挡玻璃的内外表面角度无要求，并不限制为楔形玻璃，制作难度降低，成本低。P光反射的风挡玻璃配合P光出射的HUD，图像投影时不会产生重影，对HUD内部的光路及结构设计要求也较低。

Description

一种可配合偏光墨镜使用并消除重影的HUD光路系统
技术领域
本发明涉及HUD技术领域，尤其涉及一种可配合偏光墨镜使用并消除重影的HUD光路系统。
背景技术
光从空气射入玻璃，会在玻璃表面产生折射(透射)、反射现象，折射光和反射光的比例与入射角度有关系，由图1所示的振幅反射率、光强反射率与入射角的关系曲线可知：入射角度越大，反射光越多，并且反射光中P光和S光的比例是在变化的，如图2所示，当入射角度达到布儒斯特角i0的时候，反射光基本为S光，P光全部透射，随着入射角度进一步加大，反射光比例会进一步加大，但是S光的反射比例提升更快。
在风挡式HUD(也称作WHUD)的实际应用中，当HUD透射光在风挡玻璃的入射角大约在55°～65°之间时，此处区域几乎不反射P光。
偏光墨镜的工作原理也是基于布儒斯特反射的原理，如图3所示，在距离比较远的时候，粗糙的路面看起来也和镜面一样，如果反射太阳光也会形成眩光，路面反光基本为大角度反射光，S偏振光占非常大的比例，墨镜的一个重要作用是过滤路面反射的S光，因此拦截偏振方向与路面S光方向一致。
普通风挡玻璃配合HUD工作，风挡玻璃反射光为S光，S光在驾驶员佩戴墨镜的时候被过滤，影响驾驶员观察图像。普通的风挡玻璃采用普通PVB，玻璃内外表面是平行的，主像与副像分离，容易导致重影，如图4。针对重影问题，风挡玻璃可采用楔形PVB，顶部玻璃的厚度大于底部玻璃的厚度，主像与副像重合，如图5，但楔形玻璃加工受工艺限制，制作成本高昂，且楔形角度会对HUD设计产生约束，提升设计难度。
楔形玻璃消除重影，只能针对某一角度去消除，无法在整个投影区域完全消除投影，而且楔形玻璃会对HUD的投影距离提出要求，提升设计难度。
发明内容
本发明提供一种可配合偏光墨镜使用并消除重影的HUD光路系统，解决的技术问题是普通风挡玻璃配合HUD工作时，其表面反射的S光在驾驶员佩戴墨镜的时候被过滤，影响驾驶员观察图像，且因普通风挡玻璃的材质与结构导致重影现象难以简单有效地消除。
为解决以上技术问题，本发明提供一种可配合偏光墨镜使用并消除重影的HUD光路系统，包括光源模组和反射模组，所述光源模组出射P偏振光，所述反射模组包括设于HUD内的反射镜模组和能够反射P光、透射S光的汽车风挡玻璃。
具体地，所述汽车风挡玻璃为三层结构，包括玻璃内表面、P光反射层和玻璃外表面，所述P光反射层对P光的反射控制在5％～20％，以保证所述汽车风挡玻璃的透光性>70％。
在本发明的一优选实施例中，所述光源模组为TFT模组，所述TFT模组采用90°偏光的TFT，其出射光偏振方向与所述P光反射层的反射光偏振方向一致。
在本发明的另一优选实施例中，所述光源模组为TFT模组，所述TFT模组采用0°偏光的TFT，，所述0°偏光的TFT表面设有二分之一玻片，以保证所述TFT的出射光偏振方向与所述P光反射层的反射光偏振方向一致。
在本发明的另一优选实施例中，所述光源模组为微投GPU。
优选的，所述微投GPU为DLP，所述DLP的图像面增加有一P光偏振片，用于透射P光，以保证所述DLP的出射光偏振方向与所述P光反射层的反射光偏振方向一致。
另一优选的，所述微投GPU为LCOS，所述LCOS使用P光投影。
本发明提供的一种可配合偏光墨镜使用并消除重影的HUD光路系统，采用包括玻璃内表面、P光反射层和玻璃外表面该三层结构的汽车风挡玻璃，可以反射P光透射S光，驾驶员佩戴偏光墨镜的时候S光不会被过滤，使其观察图像时没有影响，且本发明对风挡玻璃的内外表面角度无要求，并不限制为楔形玻璃，制作难度降低，成本低。P光反射的风挡玻璃配合P光出射的HUD，图像投影时不会产生重影，对HUD内部的光路及结构设计要求也较低。
附图说明
图1是本发明提供的振幅反射率、光强反射率与入射角的关系曲线图；
图2是本发明提供的布儒斯特定律的光路原理图；
图3是本发明提供的偏光墨镜工作的光路原理图；
图4是本发明提供的采用普通PVB型风挡玻璃产生重影的光路原理图；
图5是本发明提供的采用楔形PVB型风挡玻璃的不产生重影的光路原理图；
图6是本发明实施例提供的一种可配合偏光墨镜使用并消除重影的HUD光路系统的光路结构图；
图7是本发明提供的图6实施例中风挡玻璃的结构及运作原理图。
图8是本发明提供的图6实施例中风挡玻璃应用在HUD上、驾驶员用墨镜观看的实现效果图。
具体实施方式
下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。
本发明实施例提供了一种可配合偏光墨镜使用并消除重影的HUD光路系统，其光路结构图如图6所示，包括光源模组1和反射模组2，所述光源模组1出射P偏振光，所述反射模组2包括设于HUD内的反射镜模组21和能够反射P光、透射S光的汽车风挡玻璃22。
具体地，所述汽车风挡玻璃22为三层结构，包括玻璃内表面、P光反射层和玻璃外表面，如图7所示，清楚地展现了本发明提供的图6实施例中风挡玻璃22的结构及运作原理，所述P光反射层对P光的反射控制在5％～20％，以保证所述汽车风挡玻璃的透光性>70％。如果将该风挡玻璃22应用在HUD上，则驾驶员用墨镜观看HUD影像时，其观看效果如图8所示。
在本实施例中，所述光源模组1为TFT模组，所述TFT模组采用90°偏光的TFT，其出射光偏振方向与所述P光反射层的反射光偏振方向一致，也即所述TFT出射光的偏振方向与所述TFT的短边方向平行。
在本发明的另一优选实施例中，所述光源模组1为TFT模组，所述TFT模组采用0°偏光的TFT，所述0°偏光的TFT表面设有二分之一玻片，可以将偏振态选择90°，即把S偏振光改为P偏振光，以保证所述TFT的出射光偏振方向与所述P光反射层的反射光偏振方向一致。
在本发明的另一优选实施例中，所述光源模组1为微投GPU。
在本实施例中，优选的，所述微投GPU为DLP，所述DLP的图像面增加有一P光偏振片，可以将自然光转换为P光出射，以保证所述DLP的出射光偏振方向与所述P光反射层的反射光偏振方向一致。
另一优选的，所述微投GPU为LCOS，所述LCOS使用P光投影。
本发明实施例提供的一种可配合偏光墨镜使用并消除重影的HUD光路系统，采用包括玻璃内表面、P光反射层和玻璃外表面该三层结构的汽车风挡玻璃22，可以反射P光透射S光，驾驶员佩戴偏光墨镜的时候S光不会被过滤，使其观察图像时没有影响，且本发明对风挡玻璃的内外表面角度无要求，并不限制为楔形玻璃，制作难度降低，成本低，配合P光出射HUD，不会产生重影，对HUD内部的光路及结构设计要求也较低。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可配合偏光墨镜使用并消除WHUD重影的光路系统，包括光源模组和反射模组，其特征在于，所述光源模组出射P偏振光，所述反射模组包括设于HUD内的反射镜模组和能够反射P光、透射S光的汽车风挡玻璃。
2.一种可配合偏光墨镜使用并消除WHUD重影的光路系统，其特征在于：所述汽车风挡玻璃为三层结构，包括玻璃内表面、P光反射层和玻璃外表面，所述P光反射层对P光的反射控制在5％～20％，以保证所述汽车风挡玻璃的透光性>70％。
3.如权利要求2所述的一种可配合偏光墨镜使用并消除重影的HUD光路系统，其特征在于：所述光源模组为TFT模组，所述TFT模组采用90°偏光的TFT，其出射光偏振方向与所述P光反射层的反射光偏振方向一致，也即所述TFT出射光的偏振方向与所述TFT的短边方向平行。
4.如权利要求2所述的一种可配合偏光墨镜使用并消除重影的HUD光路系统，其特征在于：所述光源模组为TFT模组，所述TFT模组采用0°偏光的TFT，所述0°偏光的TFT表面设有二分之一玻片，以保证所述TFT的出射光偏振方向与所述P光反射层的反射光偏振方向一致。
5.如权利要求1所述的一种可配合偏光墨镜使用并消除重影的HUD光路系统，其特征在于：所述光源模组为微投GPU。
6.如权利要求5所述的一种可配合偏光墨镜使用并消除重影的HUD光路系统，其特征在于：所述微投GPU为DLP，所述DLP的图像面增加有一P光偏振片，用于透射P光，以保证所述DLP的出射光偏振方向与所述P光反射层的反射光偏振方向一致。
7.如权利要求5所述的一种可配合偏光墨镜使用并消除重影的HUD光路系统，其特征在于：所述微投GPU为LCOS，所述LCOS使用P光投影，其出射光偏振方向与所述P光反射层的反射光偏振方向一致。
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