CN203480127U - 一种hud亮度改善装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种HUD亮度改善装置：基于激光微投的高亮度HUD光学系统。所述装置包括图像解析系统、图像接收系统和目镜系统，其特征在于，所述图像解析系统中采用了红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器作为信号光源；所述目镜系统中引入了一种光学薄膜，使得激光器发出的相应红光、绿光和蓝光被反射，而其他波长的光直接透过或者部分透过。本实用新型公开的HUD亮度改善装置兼具高亮度的信息显示效果和高清晰的外部环境显示视野。

Description

一种HUD亮度改善装置

技术领域

本实用新型涉及显示领域，尤其涉及一种HUD亮度改善装置。更具体地，涉及一种通过引入激光微投和光学薄膜来提高HUD显示亮度的装置。

背景技术

HUD是平视显示器（Head Up Display）的简称，它最早出现在军用飞机上，平视的意思是指飞行员不需要低头就能够看到他需要的重要资讯。 HUD是利用光学反射的原理，将重要的飞行相关资讯投射在一片玻璃上面。这片玻璃位于座舱前端，高度大致与飞行员的眼睛成水平，投射的文字和影像调整在焦距无限远的距离上面，飞行员透过HUD往前方看的时候，能够轻易的将外界的景象与HUD显示的资料融合在一起。HUD设计的用意是让飞行员不需要低头查看仪表的显示与资料，始终保持抬头的姿态，降低低头与抬头之间忽略外界环境的快速变化以及眼睛焦距需要不断调整产生的延迟与不适。因为HUD的方便性以及能够提高飞行安全，陆地交通工具比如汽车也纷纷尝试跟进安装。

现有HUD装置的信息显示是主要有两种方式：一是汽车前挡玻璃采用一种特殊的夹层玻璃，即该夹层玻璃内置了液晶显示薄膜，投射装置把信息投射在汽车前挡玻璃上，即可显示信息。夹层玻璃的制作工艺难度大，因而产品质量稳定性差，此外，夹层玻璃容易出现重影，显示效果差；另一种是在最后一块进入人眼的目镜上镀一层透明反光膜，目的是让来自于面板的光线一部分经过反射进入人眼，一部分透过以便观察车外环境。由于透明反光膜会将一部分光线反射出去而无法透过，这会降低HUD本身的亮度，以至于很难在高亮度的环境下使用。

WO2007122427公开了一种可开光控制的液晶显示汽车夹层玻璃，其结构为两片玻璃中间夹有液晶膜，液晶膜和玻璃之间还夹有高分子聚合物层，但该技术仅提供了一个供投影仪投影图像的显示背景区域，没有提供用于汽车玻璃前挡时电极引出，显示区域边界附近的光学变形的解决方法，以及外观的一体化整合，因此该项技术无法直接使用在汽车前挡风玻璃上。

中国专利CN103018906A公开了一种平视显示装置，包括图像发射器及设置于图像发射器前方的透明屏，透明屏设置了一层将由图像发射器发射出来的图像反射至人眼的透明反光膜。由于透明反光膜会将一部分光线反射出去而无法透过，这会降低HUD本身的亮度，以至于很难在高亮度的环境下使用。

实用新型内容

本实用新型提供一种HUD亮度改善装置，解决了提高HUD亮度和光利用效率，使其可在高亮度环境下使用，并避免出现重影的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

本实用新型提供一种HUD亮度改善装置，包括：

图像解析系统，用于将电信号解析成激光信号并投影出画面；

图像接收系统，用于接收来自所述图像解析系统投影出的画面，消除激光散斑；

目镜系统，包括折光系统和聚光系统，所述折光系统用于反射具有设定波长的所述激光，并透过除具有设定波长的所述激光以外的光。

进一步地，所述图像解析系统包括红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器、微机电系统和投影镜头；

所述三种激光器都能发出具有设定波长的激光；

所述微机电系统接收光信号并将接收到的光信号转换成电信号，继而又将电信号转换成光信号；

所述投影镜头用于将图像投影出来。 

进一步地，所述图像接收系统包括扩散面板，所述扩散面板用于接收所述投影镜头投影出的画面，并消除激光散斑。

进一步地，所述折光系统包括折光目镜，所述折光目镜包括基底和镀在基底表面上的光学薄膜，所述光学薄膜由不同折射率的镀膜层组成。

更进一步地，所述光学薄膜的薄膜膜堆分别为TiO₂和SiO₂两种材料交替设置。

更进一步地，所述光学薄膜采用真空镀膜工艺镀于所述基底表面上。

更进一步地，所述基底的表面为玻璃或者光学塑胶。

进一步地，所述聚光系统用于将图像聚焦于所述光学薄膜。

 本实用新型公开的HUD亮度改善装置，在目镜系统中引入光学薄膜，该薄膜可以让设定波长的光反射，而除设定波长以外的光直接透过或者部分透过。两种光互不干扰，角色分明，极大的提高了光利用效率，既提高了车辆行驶相关信息的显示亮度，又提高了从目镜观察车外环境的清晰度。另一方面，光学薄膜具有均一的折射率值，避免了重影的出现。

附图说明

图1是本实用新型的HUD亮度改善装置的组成示意图；

图2 是本实用新型的折光系统组成示意图。 

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，为本实用新型实施例中HUD亮度改善装置的组成示意图，主要可分为以下三个模块，详述如下：

图像解析系统：包括蓝色激光器101、绿色激光器102、红色激光器103，以及微机电系统104，投影镜头105。车辆行驶相关信息加载在由所述蓝色激光器101、绿色激光器102和红色激光器103发出来的三色光中传递，经过光路传输到达所述微机电系统104，微机电系统104接收传输过来的光信号并将之转换成为电信号，即可实现人机交互式操作，用户可以根据自己需求通过所述微机电系统104选择自己需要的信息，所述微机电系统104再将用户选择的信息转换成为光信号输出，经过所述投影镜头105将图像调整清晰并且放大。

图像接收系统：包括一块扩散面板201，其作用是接收来自于图像解析系统中所述投影镜头105投影出的画面，并将接收到的画面消除激光散斑，从而使得经过扩散面板201后的光已经失去了激光的相干性，从而避免了长时间的激光反射对人眼造成的伤害。

目镜系统：包括聚光系统301和折光系统302，聚光系统301将所述扩散面板201接收到的图像聚焦于折光系统302当中的光学薄膜，所述折光系统302包括折光目镜，所述折光目镜包括基底和镀在基底表面上的光学薄膜，所述光学薄膜由不同折射率的镀膜层组成。 

如图2，为本实用新型实施例中折光系统组成示意图。图中3202为基底，可以为玻璃或者光学塑胶表面，图中3021为光学薄膜，采用真空镀膜工艺镀于所述基底表面，所述光学薄膜由不同折射率的镀膜材料组成，每层厚度十几到几百纳米，所述光学薄膜的薄膜膜堆分别为TiO₂和SiO₂两种材料交替，也可以是其他替代薄膜材料。当聚光系统301将所述扩散面板201接收到的图像聚焦于折光系统302当中的光学薄膜3201，该薄膜可以让特定波长的光反射，如图2中所示，L_in为入射光，L_out为反射光，R_out为透射光，波长为638nm、516nm和450nm的光被反射，而除这三种波长以外的光会直接透过或者部分透过。被反射的那部分光进入人眼，从而让人看到汽车行驶的相关信息；被透过的光穿过汽车前挡玻璃，可以让人看到车外环境。两种光互不干扰，角色分明，极大的提高了光利用效率，既提高了车辆行驶相关信息的显示亮度，又提高了从目镜观察车外环境的清晰度。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种HUD亮度改善装置，其特征在于，包括：

图像解析系统，用于将电信号解析成激光信号并投影出画面；

图像接收系统，用于接收来自所述图像解析系统投影出的画面，消除激光散斑；

目镜系统，包括折光系统和聚光系统，所述折光系统用于反射具有设定波长的所述激光，并透过除具有设定波长的所述激光以外的光。

2.如权利要求1所述的HUD亮度改善装置，其特征在于：

所述图像解析系统包括红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器、微机电系统和投影镜头；

所述三种激光器都能发出具有设定波长的激光；

所述微机电系统接收光信号并将接收到的光信号转换成电信号，继而又将电信号转换成光信号；

所述投影镜头用于将图像投影出来。

3.如权利要求1所述的HUD亮度改善装置，其特征在于：

所述图像接收系统包括扩散面板，所述扩散面板用于接收所述投影镜头投影出的画面，并消除激光散斑。

4.如权利要求1所述的HUD亮度改善装置，其特征在于：

所述折光系统包括折光目镜，所述折光目镜包括基底和镀在基底表面上的光学薄膜，所述光学薄膜由不同折射率的镀膜层组成。

5.如权利要求4所述的HUD亮度改善装置，其特征在于：

所述光学薄膜的薄膜膜堆分别为TiO₂和SiO₂两种材料交替设置。

6.如权利要求4所述的HUD亮度改善装置，其特征在于：

所述光学薄膜采用真空镀膜工艺镀于所述基底表面上。

7.如权利要求4所述的HUD亮度改善装置，其特征在于：

所述基底的表面为玻璃或者光学塑胶。

8.如权利要求1所述的HUD亮度改善装置，其特征在于：

所述聚光系统用于将图像聚焦于所述光学薄膜。

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