CN214474250U - 一种汽车平视显示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车平视显示器，包括背光源和液晶显示器，背光源设置在液晶显示器的背面，其特征在于：还包括光路延长组件，光路延长组件设置在所述液晶显示器与所述汽车的挡风玻璃之间；液晶显示器设有垂直配向层，液晶显示器的出射光与液晶显示器中的液晶分子之间的夹角小于等于5°。这种汽车平视显示器所显示的背景区域能够保持黑色，减少对驾驶员的视觉干扰，确保驾驶的安全性。

Description

一种汽车平视显示器

技术领域

本实用新型涉及显示器技术领域，尤其涉及一种汽车平视显示器。

背景技术

HUD（汽车平视显示器）一般应用在汽车上。目前，HUD多采用液晶显示器来显示驾驶信息，液晶显示器的画面通过汽车的挡风玻璃反射到驾驶员的视野中，并且液晶显示器的画面与挡风玻璃前的景物重合，因此驾驶员无需低下头即可在驾驶过程中看到所需的驾驶信息。

然而，液晶显示器一般容易发生漏光现象，使液晶显示器在显示图案（如字符、笔段或像素）之外的底色区域变为灰色，而不是正常的黑色，由于底色区域也会通过挡风玻璃反射到驾驶员的视野中，如果底色区域面积较大，特别是在夜晚时，会严重干扰驾驶员的视觉判断，降低了驾驶的安全性。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种汽车平视显示器，这种汽车平视显示器所显示的背景区域能够保持黑色，减少对驾驶员的视觉干扰，确保驾驶的安全性。采用的技术方案如下：

一种汽车平视显示器，包括背光源和液晶显示器，背光源设置在液晶显示器的背面，其特征在于：还包括光路延长组件，光路延长组件设置在所述液晶显示器与所述汽车的挡风玻璃之间；液晶显示器设有垂直配向层，液晶显示器的出射光与液晶显示器中的液晶分子之间的夹角小于等于5°。

上述光路延长组件可以根据实际的应用环境而进行不同的设计，比如采用两个或多个反射镜的反射，使得光路被延长。

上述垂直配向层用于使液晶分子与相对应的玻璃基板垂直，并且垂直配向层可预先做定向摩擦，使得液晶分子往一个方向倾斜。

上述液晶分子一般为向列相液晶分子，其分子具有长轴，出射光与液晶显示器中的液晶分子之间的夹角小于等于5°，即出射光与液晶分子的长轴的夹角小于等于5°。

由液晶显示器发出的光线经过光路延长组件，光线的路径得到大幅度延长。通过对光线延长组件的具体设置，可以使进入眼睛的反射光与反射光的主轴之间的夹角小于或等于5°，同时这些光线原先在通过液晶显示器的液晶层时与液晶分子之间的夹角小于或等于5°，其光程差非常小，因此，其漏光现象被遏制而不会对背景的黑度产生太大影响，使得背景能够在任何环境下都能保持黑色，减少对驾驶员的视觉干扰，确保驾驶的安全性。

作为本实用新型的优选方案，所述液晶显示器设置在所述汽车的挡风玻璃的下方。

作为本实用新型的优选方案，所述液晶显示器包括液晶盒，液晶盒由前玻璃基板、后玻璃基板、以及填充在前玻璃基板与后玻璃基板之间的负性液晶层构成；前玻璃基板的外侧面上设有前偏光片，后玻璃基板的外侧面上设有后偏光片，前偏光片与后偏光片的吸收轴相互垂直；前玻璃基板的内侧面和后玻璃基板的内侧面均设有图形化的电极以及所述垂直配向层。

上述液晶显示器可以采用一般液晶显示器的单路或多路的无源矩阵驱动。

上述前玻璃基板与后玻璃基板之间可通过一定的垫隔物（如边框垫隔、加入垫隔子垫隔）的垫隔形成一定的缝隙，在缝隙中填充了液晶材料以得到液晶层，并由此构成液晶盒。

上述前玻璃基板的图形化电极与后玻璃基板的图形化电极的交叠区域形成所要显示的图案。

光线的光程差Δl与液晶层厚度d、液晶的折射率各向异性Δn、以及光线与液晶分子的夹角θ之间具有如下式的关系：

Δl≈dΔnsinθ；

通过对液晶显示器具体结构的设置，使得背光源发出的光线经后偏光片起偏，经过液晶层时，垂直液晶分子与光线的夹角非常小，其光程差非常小，不会导致光的偏振状态发生变化，由此光线几乎被前偏光片吸收，使得底色为黑色；而当电极施加电压时，图案区域的液晶分子会倾斜而产生光程差，进而导致图案区域产生透光。

由此可知，光线由液晶显示器发出经光路延长组件之后，使进入眼睛的反射光与反射光的主轴之间的夹角小于或等于5°，这些光线原先在通过液晶显示器的液晶层时与液晶分子之间的夹角小于或等于5°，其光程差非常小，其产生的漏光现象非常少，不会对背景的黑度产生太大影响，使得背景能够在任何环境下都能保持黑色，减少对驾驶员的视觉干扰，确保驾驶的安全性。

作为本实用新型的优选方案，所述光路延长组件包括第一反射镜和第二反射镜，第一反射镜处于所述液晶显示器的上方并且与第一反射镜的镜面朝向与液晶显示器的屏幕相对，第二反射镜处于第一反射镜的上方并且第二反射镜的镜面朝向与第一反射镜的镜面相对。根据车内空间的具体大小，调节第一反射镜、第二反射镜的镜面朝向，使液晶显示器上显示的影像能够影射到汽车的挡风玻璃上。

作为本实用新型进一步的优选方案，所述第一反射镜和/或第二反射镜采用凹面镜。当液晶显示器处在凹面镜的一倍焦距之内时，可以起到图像放大的作用，克服因液晶显示器与第一反射镜之间的距离较大而图像变小、导致最后挡风玻璃上的图像不适合观看的问题。

为了限制第一反射镜、第二反射镜将液晶显示器周围的景象也影射到汽车的挡风玻璃上，限制最后影射到挡风玻璃上的图像的范围，缩小肉眼的视角，作为本实用新型进一步的优选方案，所述第二反射镜的镜面边缘设有设置黑色的遮挡框。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

本实用新型汽车平视显示器使液晶显示器发出的光线经过光路延长组件，光线的路径得到大幅度延长。通过对光线延长组件的具体设置，可以将进入眼睛的反射光与反射光的主轴之间的夹角小于或等于5°，这些光线原先在经过液晶显示器的液晶层时与液晶分子之间的夹角小于或等于5°，其光程差非常小，因而几乎不会出现漏光现象，不会对背景的黑度产生太大影响，使得背景能够在任何环境下都能保持黑色，减少对驾驶员的视觉干扰，确保驾驶的安全性。

附图说明

图1为本实用新型优选实施方式实施例一的结构示意图；

图2为图1中液晶显示器的结构示意图；

图3为液晶显示器倾斜角与负性液晶分子预倾角的关系示意图；

图4为本实用新型优选实施方式实施例二的结构示意图；

图5为本实用新型优选实施方式实施例三的结构示意图；

其中，各标示为：1-背光源，2-液晶显示器，2’-液晶显示器虚像，201-前玻璃基板，202-后玻璃基板，203-负性液晶层，204-前偏光板，205-后偏光板，206-电极，207-垂直配向层，3-第一反射镜，4-第二反射镜（平面镜），4’-第二反射镜（凹面镜），401-遮挡框，5-挡风玻璃，6-眼睛。

具体实施方式

下面结合附图和本实用新型的优选实施方式做进一步的说明。

实施例一

如图1所示，一种汽车平视显示器，包括背光源1、液晶显示器2和光路延长组件，液晶显示器2设置在汽车的挡风玻璃5的下方，背光源1设置在液晶显示器2的背面；光路延长组件包括第一反射镜3和第二反射镜4，第一反射镜3处于液晶显示器2的上方并且与第一反射镜3的镜面朝向与液晶显示器2的屏幕相对，第二反射镜4处于第一反射镜3的上方并且第二反射镜4的镜面朝向与第一反射镜3的镜面相对，根据车内空间的具体大小，调节第一反射镜3、第二反射镜4的镜面朝向，使液晶显示器2上显示的影像能够影射到汽车的挡风玻璃5上。

如图1至图3所示，液晶显示器2包括液晶盒，液晶盒由前玻璃基板201、后玻璃基板202、以及填充在前玻璃基板201与后玻璃基板202之间的负性液晶层203构成；前玻璃基板201的外侧面上设有前偏光片204，后玻璃基板202的外侧面上设有后偏光片205，前偏光片204与后偏光片205的吸收轴相互垂直；前玻璃基板201的内侧面和后玻璃基板202的内侧面均设有图形化的电极206以及垂直配向层207，前玻璃基板201的图形化电极206与后玻璃基板202的图形化电极206的交叠区域形成所要显示的图案；垂直配向层207用于使液晶分子与相对应的玻璃基板垂直，并且垂直配向层207可预先做定向摩擦，使液晶分子往一个方向倾斜并具有预倾角，使得液晶显示器2的出射光与液晶显示器中的液晶分子之间的夹角α小于等于5°，当光经过光路延长组件并经过挡风玻璃5反射进入眼睛时，反射光与反射光主轴之间的夹角β小于等于5°

由液晶显示器2发出的光线经过第一反射镜3和第二反射镜4之后，光线的路径得到大幅度延长。通过对光线延长组件的具体设置，可以将进入眼睛的反射光与反射光的主轴之间的夹角β小于等于5°。这些光线原先在通过液晶显示器2的液晶层203时，其与液晶显示器2中的液晶分子之间的夹角α小于或等于5°，具体地：通过对液晶显示器2具体结构的设置，使得这些光线背光源1发出的光线经后偏光片205起偏，经过液晶层203时垂直液晶分子与光线的夹角非常小，其光程差非常小，不会导致光的偏振状态发生变化，由此光线几乎被前偏光片204吸收，使得底色为黑色（当电极206施加电压时，图案区域的液晶分子会倾斜而产生光程差，进而导致图案区域产生透光）。由此不会发生漏光现象也不会对背景的黑度产生太大影响，使得背景能够在任何环境下都能保持黑色，减少对驾驶员的视觉干扰，确保驾驶的安全性。

实施例二

在其他部分均与实施例一相同的情况下，其区别在于：如图4所示，第二反射镜4’采用凹面镜。当液晶显示器2处在凹面镜的一倍焦距之内时，可以起到图像放大的作用，克服因液晶显示器2与第一反射镜3之间的距离较大而图像变小、导致最后挡风玻璃5上的图像不适合观看的问题。

实施例三

在其他部分均与实施例一相同的情况下，其区别在于：如图5所示，第二反射镜4的镜面边缘设有设置黑色的遮挡框401。为了限制第一反射镜3、第二反射镜4将液晶显示器2周围的景象也影射到汽车的挡风玻璃5上，限制最后影射到挡风玻璃5上的图像的范围，缩小肉眼的视角，因此在第二反射镜4的镜面边缘设有设置黑色的遮挡框401。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种汽车平视显示器，包括背光源和液晶显示器，背光源设置在液晶显示器的背面，其特征在于：还包括光路延长组件，光路延长组件设置在所述液晶显示器与所述汽车的挡风玻璃之间；液晶显示器设有垂直配向层，液晶显示器的出射光与液晶显示器中的液晶分子之间的夹角小于等于5°。

2.根据权利要求1所述的汽车平视显示器，其特征在于：所述液晶显示器设置在所述汽车的挡风玻璃的下方。

3.根据权利要求1所述的汽车平视显示器，其特征在于：所述液晶显示器包括液晶盒，液晶盒由前玻璃基板、后玻璃基板、以及填充在前玻璃基板与后玻璃基板之间的负性液晶层构成；前玻璃基板的外侧面上设有前偏光片，后玻璃基板的外侧面上设有后偏光片，前偏光片与后偏光片的吸收轴相互垂直；前玻璃基板的内侧面和后玻璃基板的内侧面均设有图形化的电极以及所述垂直配向层。

4.根据权利要求1所述的汽车平视显示器，其特征在于：所述光路延长组件包括第一反射镜和第二反射镜，第一反射镜处于所述液晶显示器的上方并且与第一反射镜的镜面朝向与液晶显示器的屏幕相对，第二反射镜处于第一反射镜的上方并且第二反射镜的镜面朝向与第一反射镜的镜面相对。

5.根据权利要求4所述的汽车平视显示器，其特征在于：所述第一反射镜和/或第二反射镜采用凹面镜。

6.根据权利要求4所述的汽车平视显示器，其特征在于：所述第二反射镜的镜面边缘设有设置黑色的遮挡框。

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