CN116520577A - 抬头显示模组及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种抬头显示模组及车辆，抬头显示模组包括保护壳、透光保护盖以及调光膜。保护壳设有出光口，透光保护盖设于保护壳上，且透光保护盖遮盖出光口。调光膜与透光保护盖层叠设置，且调光膜配置为用于将部分环境光反射至保护壳外。该抬头显示模组能够解决目前抬头显示器内部用于产生影像的发光源容易损坏而导致显示的影像出现黑点的问题。

Description

抬头显示模组及车辆

技术领域

本申请涉及显示技术领域，特别是涉及一种抬头显示模组及车辆。

背景技术

抬头显示器能够根据需求将行车信息等影像投影至挡风玻璃上，便于驾驶员观察。然而，在使用过程中，抬头显示器容易受到环境因素影响而损坏，导致抬头显示效果不佳。

发明内容

基于此，有必要针对抬头显示器容易受到环境因素影响而损坏，导致抬头显示效果不佳的问题，提供一种抬头显示模组及车辆。

根据本申请的一个方面，提供一种抬头显示模组，包括：保护壳，所述保护壳设有出光口；透光保护盖，所述透光保护盖设于所述保护壳上，且所述透光保护盖遮盖所述出光口；以及调光膜，所述调光膜与所述透光保护盖层叠设置，且所述调光膜配置为用于将部分环境光反射至所述保护壳外。

在一些实施例中，所述调光膜包括沿背离所述透光保护盖的方向依次层叠设置的多个子调光层；其中，任意相邻的两个所述子调光层的折射率相异。

在一些实施例中，所述多个子调光层包括若干第一调光层和若干第二调光层；所述第一调光层的折射率与所述第二调光层的折射率相异；所述第一调光层和所述第二调光层沿背离所述透光保护盖的方向交替排布。

在一些实施例中，所述子调光层的层数小于或等于10；任一所述子调光层的厚度小于或等于1μm；和/或任一所述子调光层的折射率为1.0至3.0。

在一些实施例中，所述调光膜的透光率小于或等于60％。

在一些实施例中，所述调光膜镀设于所述透光保护盖的表面。

根据本申请的另一个方面，提供一种抬头显示模组，包括：保护壳，所述保护壳设有出光口；以及透光保护盖，所述透光保护盖设于所述保护壳上，且所述透光保护盖遮盖所述出光口；其中，所述透光保护盖构造为玻璃盖板。

在一些实施例中，所述玻璃盖板的厚度小于或等于100μm；和/或所述玻璃盖板构造为朝向所述保护壳的内部凹陷的弧形，且所述玻璃盖板的弯曲半径大于或等于50mm。

在一些实施例中，所述抬头显示模组还包括调光膜，所述调光膜与所述透光保护盖层叠设置，且所述调光膜配置为用于将部分环境光反射至所述保护壳外。

根据本申请的另一个方面，提供一种车辆，包括如权利要求1-9任一项所述的抬头显示模组。

本申请提供的抬头显示模组，通过调光膜将部分环境光反射至保护壳外，减少了进入保护壳内部的环境光，使得保护壳内的能量聚集较少，从而达到防止保护壳内的零部件因能量聚集被被损坏的效果。

附图说明

图1示出了相关技术中环境光进入抬头显示器内部击穿抬头显示器内的零件的光路示意图；

图2示出了本申请一实施例中抬头显示模组的结构示意简图；

图3示出了本申请一实施例中透光保护盖与调光膜的结构示意图；

图4示出了本申请另一实施例中抬头显示模组的结构示意简图。

附图标号说明：

10：抬头显示器 22：透光保护盖

20：抬头显示模组 23：调光膜

21：保护壳 231a：第一调光层

211：出光口 231b：第二调光层

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

抬头显示器(Head Up Display，HUD)通过光学镜组将发光源产生的影像导向挡风玻璃，从而能够把时速、导航等重要的行车信息，投影到驾驶员前面的挡风玻璃上，让驾驶员尽量做到不低头、不转头就能看到时速、导航等重要的驾驶信息。

通常情况下，会将发光源、光学镜组等零件隐藏在保护壳内，以对发光源、光学镜组等零件进行保护。具体地，保护壳具有与底壁相对设置的出光口，发光源设置在保护壳的底部，光学组件例如反射镜根据光路设计需求布置在保护壳内，以将发光源发出的光线导向保护壳的出光口。并且，为了防止灰尘等杂物进入保护壳内，通常会在出光口设置防尘膜，阻挡灰尘的同时能够供光线穿透。如此，发光源发出的光线依次通过光学镜组、防尘膜、挡风玻璃，然后达到人眼，使驾驶员能够观察到放大的虚像。然而，在实际应用过程中，抬头显示器的发光源容易损坏，导致抬头显示器的影像显示功能失效。

图1示出了相关技术中环境光进入抬头显示器内部击穿抬头显示器内的零件的光路示意图。

参阅图1，本申请发明人对该问题进行研究发现，外界环境光例如太阳光，会经由与发光源的影像投影方向相反的方向进入抬头显示器10内部，并在抬头显示器10内部聚集，产生强大的单位能量入射(大于1000kw/m2)，此强大能量会击穿抬头显示器10内的零件，导致抬头显示器10的显示功能失效。例如，当抬头显示器10内的发光源为液晶显示屏时，外界环境光在抬头显示器10内聚集会烧坏液晶显示屏内的液晶，导致液晶功能失效，从而导致显示画面产生黑点。

基于此，本申请发明人考虑通过改变抬头显示器内的光学路径，例如延长光学路径来减少聚集在抬头显示器内的能量。但受到抬头显示器的体积限制，改变光学路径的方式难以显著改善能量在抬头显示器内的聚集。

为解决上述问题，本申请提供一种用于抬头显示模组，包括保护壳和设于保护壳的出光口处的透光保护盖，透光保护盖上层叠设有调光膜，通过调光膜的设置，将部分环境光反射至保护壳外，减少进入保护壳内部的环境光，以减少保护壳内的能量聚集，从而防止保护壳内的零部件因能量聚集被被损坏。

图2示出了本申请一实施例中抬头显示模组的结构示意简图。

参阅图2，本申请一实施例提供的抬头显示模组20，包括保护壳21、透光保护盖22以及调光膜23。保护壳21设有出光口211，透光保护盖22设于保护壳21上，且透光保护盖22遮盖出光口211；调光膜23与透光保护盖22层叠设置，且调光膜23配置为用于将部分环境光反射至保护壳21外。如此，保护壳21内部的空间可以容纳用于显示影像的显示模组和用于调节光路的光学镜组。其中，保护壳21的材质为塑胶或者金属，以提供整体的支撑和保护。显示模组具体可以是液晶显示模组，光学镜组具体可以是反射镜。透光保护盖22遮盖在出光口211处，可以阻挡灰尘、水汽等进入保护壳21内，同时又能供影像投射至保护壳21外。调光膜23将部分环境光反射至保护壳21外，减少了进入保护壳21内部的环境光，使得保护壳21内的能量聚集较少。换言之，本申请不同于传统的采用热传导的方式将保护壳21内部的热能传导至外界环境，而是在热能进入保护壳21之前将其进行反射，如此，能够有效防止保护壳21内的零部件因能量聚集而受到损伤。

可选地，调光膜23可以设置在透光保护盖22朝向保护壳21内部的一侧的表面，也可以设置在透光保护盖22背离保护壳21内部的一侧的表面，或者，透光保护盖22的相对两侧表面均设有保护膜。

可选地，抬头显示模组20的光路设计为反射式，通过多片反射镜反射实现抬头显示功能。其中，反射镜的数量可以为一个，也可以为多个，例如，2个或者3个。进一步地，反射镜具体可以是平面镜或者曲面镜，也可以是平面镜与曲面镜的组合。如此，可以获得较好的光路调节效果，同时占用空间较小。

图3示出了本申请一实施例中透光保护盖与调光膜的结构示意图。

参阅图2和图3，在一些实施例中，调光膜23包括沿背离透光保护盖22的方向依次层叠设置的多个子调光层，其中，任意相邻的两个子调光层的折射率相异。其中，每一个子调节层的厚度相同或相异。可选地，多个子调光层包括若干第一调光层231a和若干第二调光层231b。其中，第一调光层231a的折射率与第二调光层231b的折射率相异，且第一调光层231a和第二调光层231b沿背离透光保护盖22的方向交替排布。如此，通过多个子调光层的配合，使调光膜23能够达到对外界环境光高反射、低穿透的效果。基于此，参照图3中实线箭头所示，外界环境光例如太阳光传播进入保护壳21内部之前，需要先经过调光膜23的反射作用，使得进入保护壳21内部的光的能量降低，从而防止能量在保护壳21内部聚集而击穿保护壳21内部的零件。与此同时，参照图3中虚线箭头所示，保护壳21内的光源发出的光可透射至保护壳外。

可选地，调光膜23包括沿背离透光保护盖22的方向依次层叠设置的多个子调光层，任意相邻的两个子调光层的折射率相异，且子调光层的层数小于或等于10，例如，子调光层的层数为7、8、9。需要注意的是，当子调光层的层数较多时，环境光对调光膜23的穿透率越低，保护壳21内的能量聚集越少；当子调光层的层数增加时，调光膜23的厚度增大，工艺成本增加。而本实施例综合考虑调光膜23的透光率以及工艺成本，实现在较低成本下减少保护壳21内的能量聚集。

可选地，调光膜23包括沿背离透光保护盖22的方向依次层叠设置的多个子调光层，任意相邻的两个子调光层的折射率相异，且任一子调光层的厚度小于或等于1μm。基于此，可通过调光膜23对环境光进行部分反射，减少进入保护壳21内的环境光。并且，由于每一个子调光层的厚度较小，使得调光膜23的整体厚度较小，从而降低工艺成本。

可选地，每一个子调光层的折射率的可选范围为1.0至3.0。基于此，可通过对第一调光层231a的折射率、第二调光层231b的折射率、第一调光层231a的厚度、第二调光层231b的厚度、第一调光层231a的层数、第二调光层231b的层数中的其中至少一个参数进行调整，改变调光膜23的透光率。例如，通过增加第一调光层231a的折射率与第二调光层231b的折射率的差值，或者，增加第一调光层231a的层数以及第二调光层231b的层数，来降低调光膜23的透光率，从而减少保护壳21内的能量聚集。

在一些实施例中，调光膜23的透光率小于或等于60％。例如，调光膜23对太阳光的透光率为60％。如此，可控制进入保护壳21内的环境光较少，从而使保护壳21内的能量聚集较少。

可以理解的是，当调光膜23的透光率降低时，进入保护壳21内的环境光减少，同时，保护壳21内的发光源发出的光线对调光膜23的穿透率也降低，即穿透调光膜23而传播至保护壳21外的光线也减少。如此，会导致投影至挡风玻璃的影像亮度降低。基于此，本实施例综合考虑环境光的透过率和影像的透过率，设置调光膜23的透光率为50％至60％，例如，调光膜23的透光率为57％、58％、59％，从而在保障驾驶员能够较清楚地观察到投影至挡风玻璃上的影像的同时，减少保护壳21内的能量聚集。

可选地，调光膜23镀设于透光保护盖22的表面。其中，调光膜23的子调光层具体可以是氧化膜，例如TiOx膜、AlOx膜。具体地，可采用物理性的溅镀方式或者化学性的气相沉积方式在透光保护盖22的表面沉积薄膜。例如，先在透光保护盖22的表面沉积一层TiOx膜，然后在TiOx膜背离透光保护盖22的一侧的表面沉积一层AlOx膜，再在AlOx膜背离TiOx膜的一侧的表面沉积另一层TiOx膜，形成TiOx/AlOx/TiOx复合的调光膜23。在其他实施例中，也可仅沉积一层TiOx膜和一层AlOx膜，或者交替沉积多层TiOx膜和多层AlOx膜。其中，TiOx膜的厚度与AlOx膜的厚度相同或相异。基于此，进一步设置TiOx膜和AlOx膜的厚度均小于1μm，TiOx膜和AlOx膜的总层数小于10层，一方面能够降低材料成本，另一方面能够节省薄膜沉积所需的时间。

本申请发明人在研究环境因素对抬头显示器的影响的过程中还发现，为了避免保护壳内的光学镜组、螺丝等零件直接通过出光口显露出来而被驾驶员观察到，目前的抬头显示器中通常会将防尘膜设置为曲面型结构，防尘膜的弯曲程度具体根据不同的抬头显示器的形状设计需求进行调整，如此，可利用曲面型的防尘膜对光路进行调整，使保护壳内的零件在驾驶员的视角不可见。

而为了实现良好的弯曲效果，目前防尘膜的材质选择通常为高分子材料，例如塑胶。塑胶材质的防尘膜通常是在大气环境下，采用滚轮滚压或者设备贴合的方式，利用双面感压胶将防尘膜贴合在保护壳的出光口。其中，防尘膜的制作过程涉及双轴向拉伸，通过拉伸机器将防尘膜做0度和90度的拉伸，以将防尘膜拉长，但塑胶材料在0度的物理特性和在90度的物理特性不同。另外，塑胶材质的防尘膜存在容易在太阳光照射发生老化的问题。并且，塑胶材质的防尘膜在80度或者80度以上的高温环境下的可靠性测试也存在问题。因此，在抬头显示器的使用过程中，容易出现因防尘膜的性能不佳而导致抬头显示效果不佳的问题。

基于此，本申请提供一种抬头显示模组20，通过玻璃材质的薄板起到防尘和保护的作用。

图4示出了本申请另一实施例中抬头显示模组的结构示意简图。

参阅图4，在本申请一实施例中，抬头显示模组20包括保护壳21以及透光保护盖22，保护壳21设有出光口211，透光保护盖22设于保护壳21上，且透光保护盖22遮盖出光口211，其中，透光保护盖22构造为玻璃盖板。如此，保护壳21内部的空间可以容纳用于显示影像的显示模组和用于调节光路的光学镜组。其中，保护壳21的材质为塑胶或者金属，以提供整体的支撑和保护。显示模组具体可以是液晶显示模组，光学镜组具体可以是反射镜。透光保护盖22遮盖在出光口211处，可以阻挡灰尘、水汽等进入保护壳21内，同时又能供影像投射至保护壳21外。

与塑胶材料相比，玻璃材料的物理特性更稳定，在高温、高湿环境下的性能更稳定，轴向拉伸率更佳，穿透率等光学效应更佳。因此，玻璃盖板的加工处理不容易受到温度和外力影响，如此，可以根据需求将玻璃盖板加工成所需的形状，例如，平面型或者曲面型。并且，加工得到的玻璃盖板在高温、高湿等条件下的可靠性更好。基于此，玻璃盖板构成的透光保护盖22性能良好且稳定，从而保障抬头显示模组20使用过程中具有良好的显示效果。

可选地，玻璃盖板与保护壳21之间可通过双面胶带进行粘接固定。基于此，玻璃盖板与保护壳21之间的配合关系可沿用传统的防尘膜与保护壳21之间的配合关系。如此，能够避免产生额外的设备费用投入问题。

可选地，玻璃盖板的厚度小于或等于100μm。示例性地，玻璃盖板的厚度为90μm、80μm、70μm。如此，玻璃盖板的厚度较小，有利于抬头显示模组20的轻量化设计。

可选地，玻璃盖板构造为朝向保护壳21的内部凹陷的弧形，且玻璃盖板的弯曲半径大于或等于50mm。如此，可利用曲面型的透光保护盖22对光路进行调整，使保护壳21内的零件在特定视角下不可见。

可以理解的是，在对玻璃盖板进行设计时，可同步调整玻璃盖板的厚度与玻璃盖板的形状，也可仅调整玻璃盖板的厚度与玻璃盖板的形状中的一者。

参阅图2，可选地，抬头显示模组20包括保护壳21、透光保护盖22以及调光膜23，保护壳21设有出光口211，透光保护盖22设于保护壳21上，且透光保护盖22遮盖出光口211，其中，透光保护盖22构造为玻璃盖板。调光膜23与透光保护盖22层叠设置，且调光膜23配置为用于将部分环境光反射至保护壳21外。如此，一方面，透光保护盖22具有良好的可靠性，从而保障抬头显示模组20稳定地具备良好的显示效果；另一方面，调光膜23将部分环境光反射至保护壳21外，减少了进入保护壳21内部的环境光，使得保护壳21内的能量聚集较少，从而防止保护壳21内的零部件因能量聚集被被损坏。

进一步地，在透光保护盖22构造为玻璃盖板的情况下，调光膜23的结构可参考上述实施例中调光膜23的结构，在此不再赘述。

本申请还提供一种车辆，该车辆包括上述实施例中的抬头显示模组。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种抬头显示模组，其特征在于，包括：

保护壳，所述保护壳设有出光口；

透光保护盖，所述透光保护盖设于所述保护壳上，且所述透光保护盖遮盖所述出光口；以及

调光膜，所述调光膜与所述透光保护盖层叠设置，且所述调光膜配置为用于将部分环境光反射至所述保护壳外。

2.根据权利要求1所述的抬头显示模组，其特征在于，所述调光膜包括沿背离所述透光保护盖的方向依次层叠设置的多个子调光层；

其中，任意相邻的两个所述子调光层的折射率相异。

3.根据权利要求2所述的抬头显示模组，其特征在于，所述多个子调光层包括若干第一调光层和若干第二调光层；

所述第一调光层的折射率与所述第二调光层的折射率相异；

所述第一调光层和所述第二调光层沿背离所述透光保护盖的方向交替排布。

4.根据权利要求2所述的抬头显示模组，其特征在于，所述子调光层的层数小于或等于10；

任一所述子调光层的厚度小于或等于1μm；和/或

任一所述子调光层的折射率为1.0至3.0。

5.根据权利要求1-4任一项所述的抬头显示模组，其特征在于，所述调光膜的透光率小于或等于60％。

6.根据权利要求1-4任一项所述的抬头显示模组，其特征在于，所述调光膜镀设于所述透光保护盖的表面。

7.一种抬头显示模组，其特征在于，包括：

保护壳，所述保护壳设有出光口；以及

透光保护盖，所述透光保护盖设于所述保护壳上，且所述透光保护盖遮盖所述出光口；

其中，所述透光保护盖构造为玻璃盖板。

8.根据权利要求7所述的抬头显示模组，其特征在于，所述玻璃盖板的厚度小于或等于100μm；和/或

所述玻璃盖板构造为朝向所述保护壳的内部凹陷的弧形，且所述玻璃盖板的弯曲半径大于或等于50mm。

9.根据权利要求7或8所述的抬头显示模组，其特征在于，所述抬头显示模组还包括调光膜，所述调光膜与所述透光保护盖层叠设置，且所述调光膜配置为用于将部分环境光反射至所述保护壳外。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的抬头显示模组。