CN217718279U - 一种车载抬头显示系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车载抬头显示系统及汽车，属于智能汽车技术领域。车载抬头显示系统包括透光玻璃、影像装置、纵向偏振膜和横向偏振膜。其中，透光玻璃在靠近驾驶室的一面设置有楔形反光膜，图像从影像装置的出光口投射至楔形反光膜，楔形反光膜用于将图像反射至驾驶室内。横向偏振膜设置于透光玻璃和楔形反光膜之间，纵向偏振膜设置于出光口处。本申请提供的车载抬头显示系统，在透光玻璃和楔形反光膜之间部署了横向偏振膜，同时在影像装置的出光口处部署了纵向偏振膜，通过横向偏振膜阻挡有害光线的纵向分量，通过纵向偏振膜进一步阻挡有害光线的横向分量，进而改善了有害光线对影像装置功能的影响。

Description

一种车载抬头显示系统及汽车

技术领域

本申请涉及智能汽车技术领域，尤其涉及一种车载抬头显示系统及汽车。

背景技术

汽车抬头显示系统(Head Up Display)简称HUD，又称为汽车平视显示系统。HUD是利用平面镜成像原理，将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在驾驶员的正前方，驾驶员不必低头，就可以看到车辆信息，例如车速、油耗、导航等，从而避免分散对前方道路的注意力。同时驾驶员不必在观察远方的道路和近处前仪表之间调节眼睛，可避免眼睛疲劳，确保驾驶舒适安全。

现有的HUD系统一般包括固定屏幕(投影仪)、反光镜、楔形反光膜和汽车前挡风玻璃，投影仪图像的发散光线经反光镜反射收敛和楔形反光膜去虚影后进入驾驶员眼睛，驾驶员的主观感觉是看到车前方某个距离的像平面上的成像，此成像是投影仪图像的放大。

然而，该HUD系统存在一定缺陷，在外界有害强光下(阳光、灯光)，由于光路的可逆性，有害光可以顺着光路投射至投影仪，导致其温度生高以及清晰度、对比度降低。

鉴于此，本申请旨在设计一种抗光害的车载抬头显示系统，通过横向偏振膜和纵向偏振膜分别阻挡有害强光的纵向分量和横向分量，从而缓解或避免有害强光对HUD系统的干扰。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种车载抬头显示系统及汽车，以解决现有技术中有害光线干扰HUD系统的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请提供了：

一种车载抬头显示系统，包括：

透光玻璃，所述透光玻璃靠近驾驶室的一面设置有楔形反光膜；

影像装置，用于投射图像，所述图像从所述影像装置的出光口投射至所述楔形反光膜，所述楔形反光膜将所述图像反射至所述驾驶室内；

横向偏振膜，所述横向偏振膜设置在所述透光玻璃和所述楔形反光膜之间；

纵向偏振膜，所述纵向偏振膜设置于所述出光口处。

在一种可能的实施方式中，所述横向偏振膜垂直于所述纵向偏振膜，且所述影像装置投射的所述图像沿垂直于所述纵向偏振膜的方向投射至所述楔形反光膜。

在一种可能的实施方式中，所述影像装置包括机箱、投影仪和反光镜，所述机箱上开设有所述出光口，所述投影仪和所述反光镜分别设置于所述机箱内，所述出光口设置于所述反光镜的出光方向上，所述反光镜设置于所述投影仪的出光方向上，所述反光镜的出光方向垂直于所述纵向偏振膜。

在一种可能的实施方式中，所述楔形反光膜靠近所述驾驶室的一面设置有第一抗静电薄膜，所述纵向偏振膜靠近所述反光镜的一面设置有第二抗静电薄膜。

在一种可能的实施方式中，所述纵向偏振膜转动地设置于所述机箱的所述出光口处，且所述纵向偏振膜的转动轴线垂直于所述投影仪的出光方向。

在一种可能的实施方式中，所述车载抬头显示系统还包括透光基板，所述透光基板安装于所述出光口处并位于所述纵向偏振膜和所述楔形反光膜之间。

在一种可能的实施方式中，所述透光基板与所述纵向偏振膜之间的距离t，满足：3mm≤t≤5mm。

在一种可能的实施方式中，所述透光基板为防尘玻璃，所述防尘玻璃的可见光透光率大于或等于90％。

在一种可能的实施方式中，所述透光玻璃为前挡风玻璃或者车窗玻璃。

本申请还提供了一种汽车，包括上述实施方式中任一项所述的车载抬头显示系统。

本申请的有益效果：

本申请提出一种车载抬头显示系统，包括透光玻璃、影像装置、纵向偏振膜和横向偏振膜。其中，透光玻璃在靠近驾驶室的一面设置有楔形反光膜，图像从影像装置的出光口投射至楔形反光膜，楔形反光膜用于将图像反射至驾驶室内。横向偏振膜设置于透光玻璃和楔形反光膜之间，纵向偏振膜设置于出光口处。

本申请提供的车载抬头显示系统，在透光玻璃和楔形反光膜之间部署了横向偏振膜，同时在影像装置的出光口处部署了纵向偏振膜，通过横向偏振膜阻挡有害光线的纵向分量，通过纵向偏振膜进一步阻挡有害光线的横向分量，进而改善了有害光线对影像装置功能的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了一些实施例中有害光线进入车载抬头显示系统的路径示意图；

图2示出了一些实施例中车载抬头显示系统的原理示意图；

图3示出了一些实施例中车载抬头显示系统的反光膜的结构示意图；

图4示出了一些实施例中车载抬头显示系统纵向偏振膜和透光基板的结构示意图。

主要元件符号说明：

100-车载抬头显示系统；10-影像装置；11-机箱；12-投影仪；13-反光镜；14-出光口；20-透光玻璃；30-楔形反光膜；31-第一抗静电薄膜；40-横向偏振膜；50-纵向偏振膜；51-第二抗静电薄膜；60-透光基板；70-驾驶室；80-有害光线。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，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，术语“第一”、“第二”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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，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，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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。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，第一特征在第二特征“上”或“下”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。

参阅图2，本申请的实施例提供了一种车载抬头显示系统100，属于智能汽车技术领域，主要应用于汽车中，用于改善有害光线80对影像装置10的干扰。

本申请提供的车载抬头显示系统100可包括透光玻璃20、影像装置10、纵向偏振膜50和横向偏振膜40。

其中，透光玻璃20在靠近驾驶室70的一面设置有楔形反光膜30，图像从影像装置10的出光口14投射至楔形反光膜30，楔形反光膜30用于将图像反射至驾驶室70内，使驾驶员的双眼能够观测到图像信息。横向偏振膜40设置于透光玻璃20和楔形反光膜30之间，纵向偏振膜50设置于出光口14处。

具体而言，楔形反光膜30可将影像装置10投射的图像反射至驾驶室70内，使驾驶员观测到二维或者三维的影像信息。楔形反光膜30用于去除影像装置10的图像虚影，改善图像的重影现象，使驾驶室70内的驾驶员能够看到更加清晰的图像信息。

本申请中提出的有害光线80可包括自然光、灯光以及其他可能干扰影像装置10成像质量的汽车外部光线。

容易理解的是，光具有多向性，其总体上可以分为横向分量和纵向分量，这些有害光线80可顺着车载抬头显示系统100的光路从出光口14进入到影像装置10内部，对影像装置10的功能产生干扰。

具体参阅图1，现有技术中，有害光线80依次穿过透光玻璃20和楔形反光膜30，并从影像装置10的出光口14进入到影像装置10中，从而导致影像装置10温度升高以及清晰度、对比度的降低，这种现象不仅降低了影像装置10的成像质量，还降低了影像装置10的使用寿命。

而本申请中，在透光玻璃20和楔形反光膜30之间部署了横向偏振膜40，同时在影像装置10的出光口14处部署了纵向偏振膜50。偏振膜是一种光滤波器，是可使自然光变成偏振光的膜层，偏振膜对入射的光线具有遮蔽和透过的功能，通常是某一方向的线偏振光可以通过，而偏振方向与其垂直的光则不能通过，也即，偏振膜能够消除不需要的偏振光。

本申请中，横向偏振膜40配置为只能允许有害光线80的横向分量进入到驾驶室70内，而将有害光线80的纵向分量阻挡，纵向偏振膜50配置为只允许有害光线80的纵向分量进入，而将有害光线80的横向分量阻挡在外，一并设置横向偏振膜40和纵向偏振膜50，可阻挡部分或者全部的有害光线80进入到影像装置10中，从而改善或者避免有害光线80对影像装置10的侵害。

在本申请的一些实施例中，透光玻璃20可为汽车的前挡风玻璃或者汽车的车窗玻璃。

本实施例中，影像装置10的图像也可投射于车窗玻璃上，从而显示汽车周围盲区影像、周围车辆车速等，提高驾驶安全性。

在本申请的一些实施例中，横向偏振膜40可配置为垂直于纵向偏振膜50，且影像装置10投射的图像沿垂直于纵向偏振膜50的方向投射至楔形反光膜30的表面。

本实施例中，将横向偏振膜40和纵向偏振膜50互相垂直设置，可完全阻挡有害光线80的横向分量和纵向分量，从而使有害光线80无法进入影像装置10中，避免有害光线80对影像装置10的干扰。

需要说明的是，本实施例中，由于纵向偏振膜50的原理是只允许纵向光线通过，因此纵向偏振膜50只阻挡了从驾驶室70进入到影像装置10的有害光线80的纵向分量，不影响影像装置10投射的图像由影像装置10投射至楔形反光膜30中，即纵向偏振膜50的设置不影响影像装置10本身的功能实现。

因此，本实施例中将影像装置10投射的图像设置为沿垂直于纵向偏振膜50的方向投射至楔形反光膜30，使影像装置10投射的图像不受纵向偏振膜50的阻挡，使驾驶员获得更好的观测体验。

参阅图2，在本申请的一些实施例中，影像装置10可包括机箱11、投影仪12反光镜13和固定组件，投影仪12和反光镜13通过固定组件固定设置在机箱11内，且机箱11上靠近反光镜13的位置开设有出光口14。

其中，投影仪12和反光镜13分别设置于机箱11内，出光口14设置于反光镜13的出光方向上，反光镜13设置于投影仪12的出光方向上，反光镜13的出光方向垂直于纵向偏振膜50。

具体而言，机箱11的腔壁具有一定的厚度，且机箱11由不透光材料制成，以避免外界光线透过机箱11从而对机箱11内投影仪12和反光镜13等光学器件造成干扰。

本实施例中，机箱11的设置便于投影仪12和反光镜13的安装，且机箱11还用于保护反光镜13和投影仪12，避免二者受到外界环境的冲击和干扰。

参阅图2，反光镜13具体可为抛面反光镜，抛面反光镜的抛面朝向投影仪12设置。

具体而言，参阅图2中的虚线和箭头示意，投影仪12投射光线至反光镜13表面，反光镜13将投影仪12投射的光线反射至楔形反光镜13表面，楔形反光镜13再进一步反射光线至汽车驾驶室70内，从而使驾驶员观测到图像。

参阅图3和图4，在本申请的一些实施例中，楔形反光膜30靠近驾驶室70的一面设置有第一抗静电薄膜31，纵向偏振膜50靠近反光镜13的一面设置有第二抗静电薄膜51。

需要说明的是，楔形反光膜30靠近驾驶室70的一面均暴露在驾驶室70环境内，纵向偏振膜50靠近反光镜13的一面暴露于影像装置10的机箱11环境内，灰尘等杂质容易附着于二者表面，从而造成驾驶员观测的图像清晰度较低、质量较差。

本实施例中，第一抗静电薄膜31和第二抗静电薄膜51分别用于楔形反光膜30和纵向偏振膜50表面的防尘，从而使驾驶员获得更好的图像观测体验。

在本申请的一些实施例中，纵向偏振膜50可转动地设置于机箱11的出光口14处，并且纵向偏振膜50的转动轴线垂直于影像装置10中投影仪12的出光方向。

本实施例中，横向偏振膜40设置于透光玻璃20上，其倾斜角度固定且与透光玻璃20的倾斜角度相同。将纵向偏振膜50转动地设置于机箱11的出光口14处，以便于纵向偏振膜50的角度调节，进而实现对纵向偏振膜50和横向偏振膜40之间形成的预设角度的调节。

参阅图2，在本申请的一些实施例中，车载抬头显示系统100还包括透光基板60，透光基板60安装于出光口14处并位于纵向偏振膜50和楔形反光膜30之间。

本实施例中，透光基板60用于封闭机箱11的出光口14，透光基板60可为普通玻璃或防尘玻璃，防尘玻璃的可见光透光率大于或等于90％。

具体而言，防尘玻璃可为超白玻璃等透光率高的玻璃，从而提高影像装置10的图像经过透光基板60后的清晰度符合要求，使驾驶员获得更好的观测体验。

参阅图4，在本申请的一些实施例中，透光基板60与纵向偏振膜50之间的距离t，满足：3mm≤t≤5mm。

本实施例中，透光基板60与纵向偏振膜50以距离t间隔设置，即透光基板60与纵向偏振膜50之间分离设置，以便于二者的装配和更换。

示例性的，透光基板60与纵向偏振膜50之间的距离t可设置为3mm、3.5mm、4mm、4.3mm、5mm等。在实际使用过程中，透光基板60与纵向偏振膜50之间的距离t设置为4mm，此数值为使用过程中所获得的经验值。

在另一些实施例中，纵向偏振膜50贴合设置于透光基板60靠近反光镜13的一面。

本实施例中，纵向偏振膜50与透光基板60贴合设置，二者之间不存在空气介质，因此影像装置10投射的图像经过纵向偏振膜50和透光基板60时的光学损耗较小，有利于提高图像质量。

本申请还提出了一种汽车，包括上述任一实施例中的车载抬头显示系统100，车载抬头显示系统100将重要的行车数据通过楔形反光膜30投射于驾驶室70内，驾驶员不必在观察远方的道路和近处前仪表之间调节眼睛，可避免眼睛疲劳，确保驾驶舒适安全。

同时，本申请的车载抬头显示系统100能够避免有害光线80对车载抬头显示系统100投射图像的清晰度、对比度造成干扰，提高了驾驶员的观测体验。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种车载抬头显示系统，其特征在于，包括：

透光玻璃，所述透光玻璃靠近驾驶室的一面设置有楔形反光膜；

影像装置，用于投射图像，所述图像从所述影像装置的出光口投射至所述楔形反光膜，所述楔形反光膜将所述图像反射至所述驾驶室内；

横向偏振膜，所述横向偏振膜设置在所述透光玻璃和所述楔形反光膜之间；

纵向偏振膜，所述纵向偏振膜设置于所述出光口处。

2.根据权利要求1所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述横向偏振膜垂直于所述纵向偏振膜，且所述影像装置投射的所述图像沿垂直于所述纵向偏振膜的方向投射至所述楔形反光膜。

3.根据权利要求2所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述影像装置包括机箱、投影仪和反光镜，所述机箱上开设有所述出光口，所述投影仪和所述反光镜分别设置于所述机箱内，所述出光口设置于所述反光镜的出光方向上，所述反光镜设置于所述投影仪的出光方向上，所述反光镜的出光方向垂直于所述纵向偏振膜。

4.根据权利要求3所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述楔形反光膜靠近所述驾驶室的一面设置有第一抗静电薄膜，所述纵向偏振膜靠近所述反光镜的一面设置有第二抗静电薄膜。

5.根据权利要求3所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述纵向偏振膜转动地设置于所述机箱的所述出光口处，且所述纵向偏振膜的转动轴线垂直于所述投影仪的出光方向。

6.根据权利要求1所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述车载抬头显示系统还包括透光基板，所述透光基板安装于所述出光口处并位于所述纵向偏振膜和所述楔形反光膜之间。

7.根据权利要求6所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述透光基板与所述纵向偏振膜之间的距离t，满足：3mm≤t≤5mm。

8.根据权利要求6所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述透光基板为防尘玻璃，所述防尘玻璃的可见光透光率大于或等于90％。

9.根据权利要求1所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述透光玻璃为前挡风玻璃或者车窗玻璃。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的车载抬头显示系统。

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