CN109324412B - 消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖 - Google Patents

Abstract

本发明提供了消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖。该消杂光器件包括接收来自光源的光的入光表面，其中，所述入光表面为双焦曲面，且所述入光表面配置为使得所述光源位于所述双焦曲面的第一焦点，以将从所述第一焦点入射的光反射到作为光线的汇聚点的第二焦点。本发明提供的消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖可以消除反射的杂光的影响，从而消除对用户的视觉干扰。

Description

消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖

技术领域

本发明涉及车载设备领域，特别是用于消除反射的杂光的影响的消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖。

背景技术

平视型显示器(HUD)最初是应用于航空器中的飞行辅助仪器，其主要功能是让飞行员不需要低头就可以在平视方向看到他需要的信息。HUD可以图像、字符等形式，通过光学部件将特定信息投影到位于人员的平视方向上的投影面上，此时，人员几乎不用改变眼睛焦距就可以在方便看到前方视线物的同时，随时查看到各种特定需要参数信息。HUD的应用可以大大地方便人员的使用，但是由于HUD的造价较高，故长期以来都应用在航空领域。

随着科技的进步以及HUD技术的发展，越来越多的HUD也被应用在汽车领域，被称之为车载平视型显示器。一般而言，车载HUD采用内嵌式的方式被嵌入到汽车中，具体而言，车载HUD通常被以一定的角度和方式安装在汽车的挡风玻璃下方，进而将重要的车辆信息(比如速度、导航路线、行驶情况)投影成像在驾驶人员的视线前方。此时，驾驶人员就可以在直视前方的时候查看到重要的车载信息。这样的方式可有效避免驾驶人员在行车过程中由于低头查看行车信息而导致的注意力分散等现象。

有过驾驶经验的人都知道，在行车过程中，驾驶人员需要高度集中精神注意力，驾驶人员不仅仅需要直观前方路线还要注意两侧以及后方的车辆情况，另外，驾驶人员还需要查看各种行车信息以控制自己的行车情况。当驾驶人员低头查看仪器表上的油量、行驶速度等信息或者低头调整查看导航信息时，驾驶人员的注意力会被分散到这些行车信息当中，此时，驾驶人员的视线并没有停留在驾驶路线前方，这样就极有可能引发交通事故。另外，驾驶人员必须不断地更换自己的视线范围，并且在短时间内对不同视线范围进行识别适应，这对驾驶人员的大脑以及视力都是极大的挑战。

车载HUD可以初步解决所述驾驶问题，然而，所述车载HUD在使用过程中也存在一定的缺陷。图1A和图1B是现有技术中的车载HUD的使用的示意图。如图1A和图1B所示，为了防止外界环境对所述车载HUD 1P造成污染和伤害，所述车载HUD 1P上被安置有一防尘盖2P，所述带有防尘盖2P的车载HUD 1P被安置在所述车辆的前方以及所述挡风玻璃3P的下方，所述防尘盖2P通常为平面结构。所述HUD 1P将所述驾驶信息投影在所述挡风玻璃3P上。然而，当环境光照射在所述车辆上时，所述防尘盖2P会将所述光线反射在所述挡风玻璃3P上，反射光最后进入到所述驾驶人员的视线中，所述防尘盖2P所引起的杂光将极大地影响所述车载HUD1成像的对比度，并且造成对所述驾驶人员的视觉干扰，甚至会引发所述驾驶人员的行车安全问题。

因此，需要改进车载HUD的杂光反射问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖，其能够消除反射的杂光的影响。

本发明的优点在于提供一种消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖，通过双焦曲面设置使得从光源入射的光线被反射并汇聚到另一焦点，可以消除反射的杂光的影响。

本发明的优点在于提供一种消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖，通过多种形式的消光单元的配置消除汇聚的杂光，可以适于在各种不同的应用场景下消除反射的杂光。

本发明的优点在于提供一种消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖，通过设置双焦曲面以使得光源到曲面端点的距离显著大于光线的汇聚点到曲面端点的距离，可以在一定程度上消除光源的移动对于反射的光线的汇聚的影响，从而不影响消杂光性能。

本发明的优点在于提供一种消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖，通过设置双焦曲面的形状参数为第一焦点到曲面端点的距离和第二焦点到曲面端点的距离的函数，可以保证在光源发生移动的情况，光线的汇聚点仅在很小的范围内移动，从而便于消光单元的设置。

本发明的优点在于提供一种消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖，通过特殊的面型设计，使得从一定范围内投射到入光表面上的环境杂光经所述入光表面反射后，均能汇聚到某一特定的区域，不会再次反射进入用户的眼睛，从而消除了所述入光表面反射的光线对用户造成的视觉干扰。

本发明的优点在于提供一种消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖，通过在入光表面涂覆特殊膜层以全反射光源发出的光中的特定波段，尤其是太阳光中的红外波段，可以减少透过的光线进入电子系统，避免光线汇聚于电子系统内部导致温度过高而损坏电子组件。

本发明的优点在于提供一种消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖，通过采用具有稳定的光学性能的特殊材质消杂光器件，可以避免经长时间光照而产生的材质黄变现象。

根据本发明的一方面，提供了一种消杂光器件，包括接收来自光源的光的入光表面，其中，所述入光表面为双焦曲面，和，所述入光表面配置为使得所述光源位于所述双焦曲面的第一焦点，以将从所述第一焦点入射的光反射到作为光线的汇聚点的第二焦点。

在上述消杂光器件中，由所述双焦曲面反射到第二焦点的光进一步由一位于第二焦点处的消光单元消除。

在上述消杂光器件中，所述消光单元吸收由所述双焦曲面反射到第二焦点的光。

在上述消杂光器件中，所述消光单元透射由所述双焦曲面反射到第二焦点的光。

在上述消杂光器件中，所述消光单元向预定方向反射由所述双焦曲面反射到第二焦点的光。

在上述消杂光器件中，所述双焦曲面设置为使得所述光源到曲面端点的距离显著大于所述光线的汇聚点到曲面端点的距离。

在上述消杂光器件中，所述双焦曲面的曲面顶点处的曲率半径设置为所述光源到曲面端点的距离和所述光线的汇聚点到曲面端点的距离的函数，和，所述双焦曲面的曲面的偏心率设置为所述光源到曲面端点的距离和所述光线的汇聚点到曲面端点的距离的函数。

在上述消杂光器件中，所述入光表面进一步涂覆有特定膜层，所述特定膜层用于全反射所述光源发出的光中的特定波段。

在上述消杂光器件中，所述消杂光器件采用具有稳定光学性能的材料制成。

在上述消杂光器件中，所述消杂光器件被处理以增加光线的透过率并减小表面杂光的反射率。

根据本发明的另一方面，提供了一种车载平视型显示器的防尘盖，所述防尘盖是如上所述的消杂光器件。

在上述防尘盖中，所述光源是太阳。

在上述防尘盖中，所述消光单元是设置在前挡风玻璃的下部的黑色消光带。

根据本发明的又一方面，提供了一种车载平视型显示器，包括如上所述的防尘盖。

本发明提供的消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖可以消除反射的杂光的影响，从而消除对用户的视觉干扰。

附图说明

图1A和图1B是现有技术中的车载HUD的使用的示意图；

图2是根据本发明实施例的消杂光器件的双焦曲面的函数表示示意图；

图3是根据本发明实施例的作为消杂光器件的防尘盖的示意图；

图4A和图4B是根据本发明实施例的车载HUD的使用的示意图。

具体实施方式

以下描述用于公开本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

以下说明书和权利要求中使用的术语和词不限于字面的含义，而是仅由本发明人使用以使得能够清楚和一致地理解本发明。因此，对本领域技术人员很明显仅为了说明的目的而不是为了如所附权利要求和它们的等效物所定义的限制本发明的目的而提供本发明的各种实施例的以下描述。

在这里使用的术语仅用于描述各种实施例的目的且不意在限制。如在此使用的，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地指示例外。另外将理解术语“包括”和/或“具有”当在该说明书中使用时指定所述的特征、数目、步骤、操作、组件、元件或其组合的存在，而不排除一个或多个其它特征、数目、步骤、操作、组件、元件或其组的存在或者附加。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的公开中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

包括技术和科学术语的在这里使用的术语具有与本领域技术人员通常理解的术语相同的含义，只要不是不同地限定该术语。应当理解在通常使用的词典中限定的术语具有与现有技术中的术语的含义一致的含义。

根据本发明实施例的一方面，提供了一种消杂光器件，包括接收来自光源的光的入光表面，其中，所述入光表面为双焦曲面，和，所述入光表面配置为使得所述光源位于所述双焦曲面的第一焦点，以将从所述第一焦点入射的光反射到作为光线的汇聚点的第二焦点。

通过根据本发明实施例的消杂光器件，由于使得光源位于该双焦曲面的第一焦点，可以将从光源入射的光反射到第二焦点，并且，经由该双焦曲面反射的光在该第二焦点处汇聚，从而可以消除反射的杂光的影响。

也就是说，对于根据本发明实施例的消杂光器件，需要考虑入光表面的形状和位置两者。具体地说，在入光表面是双焦曲面的情况下，才能保证从一个焦点入射的光被反射并汇聚到另一焦点。此外，需要设置入光表面的位置，使得光源处于一个焦点的位置或者其附近，以最大程度地保证由光源发出的光可以被反射并汇聚到另一焦点。

这样，由于光源发出的光由消杂光器件的入光表面反射并汇聚到一个点，通过在该点设置消光单元，就可以消除反射的杂光。

也就是说，在上述消杂光器件中，由所述双焦曲面反射到第二焦点的光进一步由一位于第二焦点处的消光单元消除。

这里，本领域技术人员可以理解，根据本发明实施例的消杂光器件的本质在于保证将光源发出的光由入光表面反射并汇聚到一个点，如何在该汇聚点进一步消除光线可以有多种具体的实现方式。

在一个实施方式中，在上述消杂光器件中，所述消光单元吸收由所述双焦曲面反射到第二焦点的光。

具体地，可以在第二焦点处设置吸收光线的消光单元，比如黑色物体，这样，由于被反射到第二焦点处的光线被吸收，将不会进一步经由其它物体传播和反射，从而不会对用户造成视觉干扰。

例如，当根据本发明实施例的消杂光器件应用于车载HUD时，由于车载HUD安装在挡风玻璃的下方，可以通过设置所述入光表面，使得第二焦点位于前挡风玻璃的下部的某一特定位置。并且，可以在该特定位置在前挡风玻璃上设置黑色消光带。这样，反射到该黑色消光带的光线被吸收，从而不会在经由前挡风玻璃反射到用户的眼睛而对用户造成视觉干扰。

另一实施方式中，在上述消杂光器件中，所述消光单元透射由所述双焦曲面反射到第二焦点的光。

具体地，可以在第二焦点处设置透射光线的消光单元，比如特定材料的透明物体，这样，由于被反射到第二焦点处的光线透射通过消光单元，将不会进一步经由其它物体传播和反射，从而不会对用户造成视觉干扰。

例如，当根据本发明实施例的消杂光器件应用于车载HUD时，由于车载HUD安装在挡风玻璃的下方，可以通过设置所述入光表面，使得第二焦点位于前挡风玻璃的某一特定位置。并且，可以在该特定位置的一定区域内，将前挡风玻璃的材料设置为具有高透射率的特定材料。这样，反射到该区域的光线全部透射通过前挡风玻璃，这样就不会经由前挡风玻璃反射到用户的眼睛而对用户造成视觉干扰。

又一实施方式中，在上述消杂光器件中，所述消光单元向预定方向反射由所述双焦曲面反射到第二焦点的光。

具体地，可以在第二焦点处设置向预定方向反射光线的消光单元，比如具有特定表面形状的物体，从而将由消杂光器件反射到第二焦点处的光线进一步反射到不易于经由其它物体传播和反射的特定方向上，从而避免光线向着用户的眼睛的方向反射，而对用户造成视觉干扰。

例如，当根据本发明实施例的消杂光器件应用于车载HUD时，由于车载HUD安装在挡风玻璃的下方，可以通过设置所述入光表面，使得第二焦点位于前挡风玻璃的下部的某一特定位置。并且，可以通过进一步设置入光表面的位置，或者前挡风玻璃在该特定位置的形状，或者同时设置该两者，使得反射到该位置的光线被进一步向着下方或者斜下方的位置反射，例如反射到汽车的中控台的位置。这样，产生的杂光就不会经由前挡风玻璃反射到用户的眼睛而对用户造成视觉干扰。

这样，根据本发明实施例的消杂光器件可以采用多种形式的消光单元来消除汇聚的杂光，从而可以适于在各种不同的应用场景下消除反射的杂光。

值得注意的是，根据本发明实施例的消杂光器件可以用于消除各种杂光的影响，而不仅限于在车载HUD中消除外部环境杂光，比如太阳光。也就是说，根据本发明实施例的消杂光器件可以消除从各种光源发出的，不希望反射到用户的眼睛而造成用户的视觉干扰的杂光。

这里，当根据本发明实施例的消杂光器件应用于车载HUD，并且用户消除太阳光的反射杂光时，相对于所述消杂光器件，太阳并非是固定光源，而是移动光源。因此，本领域技术人员可以理解，在实际使用过程中，太阳并非一直相对于消杂光器件的固定位置，而是会产生位置的移动。这时，可以设置根据本发明实施例的消杂光器件为可移动器件，使得入光表面的位置发生移动，总是使得太阳位于入光表面的第一焦点的位置。

另外，还可以通过设置根据本发明实施例的消杂光器件的入光表面的形状参数，使得尽可能地减小光源移动对于消杂光效果的影响。例如，因为太阳相对于入光表面的位置虽然发生变化，但是太阳相对于入光表面的距离，即第一焦点的焦距基本上恒定，并且，该距离是非常大的数值。而通常情况下，如上所述，当根据本发明实施例的消杂光器件应用于车载HUD时，消光单元的位置基本上在汽车的前挡风玻璃处，也就是说，第二焦点的焦距相对较小。因此，可以通过设置消杂光器件的入光表面的形状参数，使得在第一焦点的位置发生移动时，第二焦点的位置仅在很小的范围内移动。这样，在考虑汽车的前挡风玻璃上的消光单元的设置时，仅需要根据第二焦点的移动范围设置相对较小的区域即可，例如，前述的车辆前挡风玻璃上的消光带，特定的透射区域或者反射区域都是基于这样的考虑。

下面，将结合图2对根据本发明实施例的消杂光器件的入光表面的双焦曲面的具体设置进行具体描述。图2是根据本发明实施例的消杂光器件的双焦曲面的函数表示示意图。

如图2所示，以所述双焦曲面的端点作为原点O设置直角坐标系，则所述双焦曲面满足下面的函数表达式(1)：

y²＝2R₀x-(1-e²)x² (1)

其中，x和y是所述双焦曲面在坐标系中的坐标，R₀是曲面顶点处的曲率半径，且e是曲面的偏心率。

并且，R₀和e满足以下条件表达式(2)和(3)：

其中，f₁是太阳光汇聚中心到O点的距离，即第二焦点到O点的距离，而且，f₂是太阳到O点的距离，即第一焦点到O点的距离。并且，图2中的F₁为太阳光汇聚中心，F₂为太阳所在的位置。

从图2可以看出，因为f₂远大于f₁，所以，尽管太阳处于移动而并非静止的位置，R₀和e的取值仅发生非常微小的变化。所以，即使维持双焦曲面的位置和形状不变，第二焦点F₁的位置也仅会发生很小的变化，从而使得所述双焦曲面仍然能够将从第一焦点入射到表面上的光线反射并汇聚到第二焦点，从而消除反射的杂光的影响。

本领域技术人员可以理解，虽然在图2中以太阳作为光源为例对根据本发明实施例的消杂光器件的双焦曲面的函数表示进行了描述，这也可以同样地应用于其它光源所发出的光的情况，例如，在行车过程中可能在车内或者车外存在其它光源，且所发出的光可能会对用户造成视觉干扰的情况。

另外，本领域技术人员可以理解，图2所示的函数表示方式仅是根据本发明实施例的消杂光器件的入光表面的示例。只要满足通过双焦曲面的设置，将从光源发出的光反射并汇聚到另一焦点，都可以起到消除反射的杂光的影响的作用，本发明实施例并不意在限定双焦曲面的具体函数表示。

而且，只要满足双焦曲面的设置使得所述光源到曲面端点的距离显著大于所述光线的汇聚点到曲面端点的距离，都可以在一定程度上消除光源的移动对于反射的光线的汇聚的影响，从而不影响消杂光性能。

此外，通过将双焦曲面的形状参数，比如曲面顶点处的曲率半径和曲面的偏心率设置为第一焦点到曲面端点的距离和第二焦点到曲面端点的距离的函数，可以保证在光源发生移动的情况，光线的汇聚点仅在很小的范围内移动，从而便于消光单元的设置。

这样，根据本发明实施例的消杂光器件通过特殊的面型设计，使得从一定范围内投射到入光表面上的环境杂光经所述入光表面反射后，均能汇聚到某一特定的区域，不会再次反射进入用户的眼睛，从而消除了所述入光表面反射的光线对用户造成的视觉干扰。

因此，在上述消杂光器件中，所述双焦曲面设置为使得所述光源到曲面端点的距离显著大于所述光线的汇聚点到曲面端点的距离。

并且，在上述消杂光器件中，所述双焦曲面的曲面顶点处的曲率半径设置为所述光源到曲面端点的距离和所述光线的汇聚点到曲面端点的距离的函数，和，所述双焦曲面的曲面的偏心率设置为所述光源到曲面端点的距离和所述光线的汇聚点到曲面端点的距离的函数。

如上所述，根据本发明实施例的消杂光器件可以用作车载HUD的防尘盖，并且，防尘盖表面可选择镀有特殊膜层，从而全反射太阳光中的红外波段。这样，根据本发明实施例的消杂光器件可以进一步减少太阳光中的红外光进入HUD系统，避免红外光经HUD系统汇聚于HUD内部，导致HUD内部温度过高，损坏图像生成单元等HUD的组件。

此外，根据本发明实施例的消杂光器件可以采用选取具有稳定的光学性能的特殊材质制造，这样，当用作车载HUD的防尘盖时，可以避免防尘盖经长时间日光照射而产生的材质黄变现象。

另外，可以对根据本发明实施例的消杂光器件的入光表面进一步进行特殊的工艺处理，从而增加光线的透过率，并减小表面杂光的反射率。

因此，在上述消杂光器件中，所述入光表面进一步涂覆有特定膜层，所述特定膜层用于全反射所述光源发出的光中的特定波段。

并且，在上述消杂光器件中，所述消杂光器件采用具有稳定光学性能的材料制成。

此外，在上述消杂光器件中，所述消杂光器件被处理以增加光线的透过率并减小表面杂光的反射率。

根据本发明实施例的消杂光器件的上述效果将在下面结合图3的描述中进一步详细说明。

综上所述，根据本发明实施例的消杂光器件从材质特性、加工工艺及面型参数出发，解决了消除反射的杂光的影响的问题。

这里，本领域技术人员可以理解，根据本发明实施例的消杂光器件除了用作车载HUD的防尘盖以外，还可以应用于其它需要消除反射的杂光的影响的情况，只需要相应地设置双焦曲面的形状和位置即可。

根据本发明的另一方面，提供了一种车载平视型显示器的防尘盖，所述防尘盖包括接收来自光源的光的入光表面，其中，所述入光表面为双焦曲面，和，所述入光表面配置为使得所述光源位于所述双焦曲面的第一焦点，以将从所述第一焦点入射的光反射到作为光线的汇聚点的第二焦点。

在上述防尘盖中，由所述双焦曲面反射到第二焦点的光进一步由一位于第二焦点处的消光单元消除。

在上述防尘盖中，所述消光单元吸收由所述双焦曲面反射到第二焦点的光。

在上述防尘盖中，所述消光单元透射由所述双焦曲面反射到第二焦点的光。

在上述防尘盖中，所述消光单元向预定方向反射由所述双焦曲面反射到第二焦点的光。

在上述防尘盖中，所述双焦曲面设置为使得所述光源到曲面端点的距离显著大于所述光线的汇聚点到曲面端点的距离。

在上述防尘盖中，所述双焦曲面的曲面顶点处的曲率半径设置为所述光源到曲面端点的距离和所述光线的汇聚点到曲面端点的距离的函数，和，所述双焦曲面的曲面的偏心率设置为所述光源到曲面端点的距离和所述光线的汇聚点到曲面端点的距离的函数。

在上述防尘盖中，所述入光表面进一步涂覆有特定膜层，所述特定膜层用于全反射所述光源发出的光中的特定波段。

在上述防尘盖中，所述消杂光器件采用具有稳定光学性能的材料制成。

在上述防尘盖中，所述消杂光器件被处理以增加光线的透过率并减小表面杂光的反射率。

在上述防尘盖中，所述光源是太阳。

在上述防尘盖中，所述消光单元是设置在前挡风玻璃的下部的黑色消光带。

图3是根据本发明实施例的作为消杂光器件的防尘盖的示意图。如图3所示，根据本发明实施例的防尘盖2具有双焦曲面结构。具体地，所述防尘盖2具有一双焦曲面20。当所述防尘盖2被应用在车载平视显示器上时，所述双焦曲面20被背向所述车载平视显示器设置安装。即当所述防尘盖2被设置在所述车载平视显示器1上时，所述双焦曲面20面向所述车载平视器1的外侧，以反射入射光线。

所述双焦曲面20可保证从外端一个焦点出发的光线经过所述双焦曲面20被反射后能汇聚到外端的另一个焦点上，即从一个焦点出发的所述入射光线经过所述双焦曲面20后会抵达另一个焦点，从而汇聚反射的光线。

也就是说，根据本发明的实施例，将所述传统防尘盖1P的平面结构改进为所述防尘盖1的所述双焦曲面20，进而使得在一定范围内入射到所述防尘盖20上的光线经过所述双焦曲面20的反射后，均能汇聚到所述反射区域301上，并且不会再进入所述驾驶人员的视线范围内，以消除杂光所述驾驶人员造成的视觉干扰。

另外，如图3所示，所述防尘盖2由稳定材质21构建而成，所述稳定材料21具有稳定的光学性能，可避免所述防尘盖2在长时间的日照之后产生的材质变黄现象的出现。相应的，所述稳定材质21又包括顶端层211和底端层212，所述顶端层211定义形成所述双焦曲面20。

其中所述顶端层211长期被太阳直晒，为了避免所述顶端层211过早地被氧化失效，所述顶端层211由稳定抗氧化材质制备而成，同时所述顶端层211由防水透气材料制备而成，进而保证所述防尘盖20在很好地完成对所述车载平视显示器1的密封防尘的同时，完成对所述车载平视显示器1的透气处理。

其中所述底端层212优选被实施为弹性透光材料，以保证所述车载平视显示器1的数据信息可以通过所述底端层212投射出去以被驾驶人员查看。所述底端层212极有可能与所述车载平视显示器1接触，进而弹性软质的所述底端层212可以保证所述防尘盖2可不磨损伤害所述车载平视显示器1。

另外，所述顶端层211被进行特殊工艺处理，即所述顶端层211可便于所述车载平视显示器1的成像光线的透出，即所述顶端层211应满足不影响所述车载平视显示器1的成像效果的效果。另外所述顶端层211也可被实施为减少所述入射光线5的杂光反射率。

换言之，所述防尘盖2由所述稳定材质21制备而成，以这样的方式满足所述防尘盖2可在长期被暴晒的情况下依旧正常工作。另外，所述防尘盖2被经过特殊工艺处理，以使得所述车载平视显示器1内的成像光可方便透出所述防尘盖2，并减少所述入射光线4的反射率，使得所述防尘盖2有更好的消杂光效果。

另外，如图3所示，所述防尘盖20上可选择性地被覆盖有一薄膜22，所述薄膜22可部分或者全部覆盖于所述防尘盖20上，以全反射太阳光中的红外波段。即所述薄膜22可被实施为一滤光膜，滤去所述入射光线4中的红外光，以保护所述车载平视显示器1。

一旦所述红外光线进入到所述车载平视显示器1中时，所述红外光线可能会汇聚到所述车载平视显示器1内部，导致所述车载平视显示器1的内部温度过高，进而损坏所述车载平视显示器1的内部精密光线构件。

值得一提的，所示防尘盖20上的所述薄膜22可被实施为多种功能，而不仅仅限于红外滤光膜。所述薄膜22可根据需要被实施为滤去各种颜色光线，或者所述薄膜22可被实施为降温材料或者防水材料。本发明的内涵包括所述薄膜22被实施为多功能以增加所述防尘盖2的使用功能。

另外，所述防尘盖2还可以被实施为不同形状与大小，而不改变所述防尘盖2的功能效果。

这里，本领域技术人员可以理解，根据本发明实施例的车载HUD的防尘盖的其它细节与之前关于根据本发明实施例的消杂光器件中所描述的相应细节相同，为了避免冗余便不再赘述。

根据本发明实施例的又一方面，提供了一种车载平视型显示器，包括防尘盖，所述防尘盖包括接收来自光源的光的入光表面，其中，所述入光表面为双焦曲面，和，所述入光表面配置为使得所述光源位于所述双焦曲面的第一焦点，以将从所述第一焦点入射的光反射到作为光线的汇聚点的第二焦点。

在上述车载平视型显示器中，由所述双焦曲面反射到第二焦点的光进一步由一位于第二焦点处的消光单元消除。

在上述车载平视型显示器中，所述消光单元吸收由所述双焦曲面反射到第二焦点的光。

在上述车载平视型显示器中，所述消光单元透射由所述双焦曲面反射到第二焦点的光。

在上述车载平视型显示器中，所述消光单元向预定方向反射由所述双焦曲面反射到第二焦点的光。

在上述车载平视型显示器中，所述双焦曲面设置为使得所述光源到曲面端点的距离显著大于所述光线的汇聚点到曲面端点的距离。

在上述车载平视型显示器中，所述双焦曲面的曲面顶点处的曲率半径设置为所述光源到曲面端点的距离和所述光线的汇聚点到曲面端点的距离的函数，和，所述双焦曲面的曲面的偏心率设置为所述光源到曲面端点的距离和所述光线的汇聚点到曲面端点的距离的函数。

在上述车载平视型显示器中，所述入光表面进一步涂覆有特定膜层，所述特定膜层用于全反射所述光源发出的光中的特定波段。

在上述车载平视型显示器中，所述消杂光器件采用具有稳定光学性能的材料制成。

在上述车载平视型显示器中，所述消杂光器件被处理以增加光线的透过率并减小表面杂光的反射率。

在上述车载平视型显示器中，所述光源是太阳。

在上述车载平视型显示器中，所述消光单元是设置在前挡风玻璃的下部的黑色消光带。

图4A和图4B是根据本发明实施例的车载HUD的使用的示意图。如图4A和图4B所示，一入射光线4从所述入射焦点F2的位置入射，所述入射光线4沿直线传播穿过所述前置玻璃3抵达所述双焦曲面20时，所述入射光线4在所述双焦曲面20上被反射产生一反射光线5，所述反射光线5落在所述前置玻璃3上的汇聚焦点F1上。值得一提的是，从所述入射焦点F2入射的所述入射光线4经过所述双焦曲面20的反射后都将落入到所述汇聚焦点F1上。

另外，所述双焦曲面20朝着所述车载平视显示器1的方向弯曲，即所述双焦曲面20被凹陷向内延伸，从而保证所述反射光线5抵达所述前置玻璃3上的所述汇聚焦点F1上时再被反射到所述前置玻璃3的下侧，而不会抵达驾驶人员的视线内，以这样的方式，彻底消除所述双焦曲面20的杂光影响。

然而，如图4A和图4B所示，在一天的不同时段内，所述入射焦点F2的位置为发生变动，即太阳位置会随着一天的时间变化而变化。当所述入射焦点F2的位置发生变动时，随之改变的是所述汇聚焦点F1的位置，即可认为对于所述双焦曲面20来说，单独一个所述入射焦点F2对应于一个所述汇聚焦点F1的位置。即一定范围内的入射焦点F2发出的光线经过所述双焦曲面20后会落入一定范围的所述汇聚焦点F1中。所述汇聚焦点F1在所述前置玻璃20上定义形成一反射区域301，经过所述双焦曲面20的光线都将落入所述反射区域301内。

所述车载平视显示器1位于所述前置玻璃3的下方，所述车载平视显示器1将信息投影到所述前置玻璃3上，并落入所述前置玻璃3的投影区域302中。值得一提的是，所述反射区域301不重叠于所述投影区域302，进而保证所述防尘盖20不会影响到所述车载平视显示器1的投影效果，进而也确保了所述驾驶人员有良好的驾驶体验。

这里，本领域技术人员可以理解，根据本发明实施例的车载平视型显示器的其它细节与之前关于根据本发明实施例的消杂光器件中所描述的相应细节相同，为了避免冗余便不再赘述。

本发明提供的消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖可以设置双焦曲面以使得从光源入射的光线被反射并汇聚到另一焦点，从而消除反射的杂光的影响。

本发明提供的消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖可以通过多种形式的消光单元的配置消除汇聚的杂光，从而适于在各种不同的应用场景下消除反射的杂光。

本发明提供的消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖可以设置双焦曲面以使得光源到曲面端点的距离显著大于光线的汇聚点到曲面端点的距离，从而在一定程度上消除光源的移动对于反射的光线的汇聚的影响，改进消杂光性能。

本发明提供的消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖可以设置双焦曲面的形状参数为第一焦点到曲面端点的距离和第二焦点到曲面端点的距离的函数，从而保证在光源发生移动的情况下光线的汇聚点仅在很小的范围内移动，以便于消光单元的设置。

本发明提供的消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖可以通过特殊的面型设计，使得从一定范围内投射到入光表面上的环境杂光经所述入光表面反射后，均能汇聚到某一特定的区域，不会再次反射进入用户的眼睛，从而消除了所述入光表面反射的光线对用户造成的视觉干扰。

本发明提供的消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖可以通过在入光表面涂覆特殊膜层以全反射光源发出的光中的特定波段，特别是太阳光中的红外波段，从而减少透过的光线进入电子系统，避免光线汇聚于电子系统内部导致温度过高而损坏电子组件。

本发明提供的消杂光器件和车载平视型显示器及其防尘盖可以采用具有稳定的光学性能的特殊材质消杂光器件，从而避免经长时间光照而产生的材质黄变现象。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (13)

1.一种消杂光器件，适于一车载HUD，所述消杂光器件位于所述车载HUD上方，其中所述消杂光器件包括接收来自光源的光的入光表面，

其中，所述入光表面为双焦曲面，和

所述入光表面配置为使得所述光源位于所述双焦曲面的第一焦点，以将从所述第一焦点入射的光反射到作为光线的汇聚点的第二焦点，其中，由所述双焦曲面反射到第二焦点的光进一步由一位于第二焦点处的消光单元消除，其中所述双焦曲面满足下面的函数表达式：

y²＝2R₀x-(1-e²)x²，其中以所述双焦曲面的端点作为原点设置直角坐标系，x和y是所述双焦曲面在坐标系中的坐标，R₀是曲面顶点处的曲率半径，且e是曲面的偏心率。

2.根据权利要求1所述的消杂光器件，其中，所述消光单元吸收由所述双焦曲面反射到第二焦点的光。

3.根据权利要求1所述的消杂光器件，其中，所述消光单元透射由所述双焦曲面反射到第二焦点的光。

4.根据权利要求1所述的消杂光器件，其中，所述消光单元向预定方向反射由所述双焦曲面反射到第二焦点的光。

5.根据权利要求1到4中任意一项所述的消杂光器件，其中，所述双焦曲面设置为使得所述光源到曲面端点的距离显著大于所述光线的汇聚点到曲面端点的距离。

6.根据权利要求5所述的消杂光器件，其中，

所述双焦曲面的曲面顶点处的曲率半径设置为所述光源到曲面端点的距离和所述光线的汇聚点到曲面端点的距离的函数，和

所述双焦曲面的曲面偏心率设置为所述光源到曲面端点的距离和所述光线的汇聚点到曲面端点的距离的函数。

7.根据权利要求1所述的消杂光器件，其中，所述入光表面进一步涂覆有特定膜层，所述特定膜层用于全反射所述光源发出的光中的特定波段。

8.根据权利要求1所述的消杂光器件，其中，所述消杂光器件采用具有稳定光学性能的材料制成。

9.根据权利要求1所述的消杂光器件，其中，所述消杂光器件被处理以增加成像光线的透过率并减小表面杂光的反射率。

10.一种车载平视型显示器的防尘盖，所述防尘盖是如权利要求1到9中任意一项所述的消杂光器件。

11.如权利要求10所述的防尘盖，其中，所述光源是太阳。

12.如权利要求10所述的防尘盖，其中，所述消光单元是设置在前挡风玻璃的下部的黑色消光带。

13.一种车载平视型显示器，包括如权利要求10到12中任意一项所述的防尘盖。

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