CN220626705U - 一种滤光膜、滤光部件、抬头显示器及交通工具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供一种滤光膜、滤光部件、抬头显示器及交通工具,该滤光膜能够选择性地透射具有第一波长特性的第一光线且能够吸收或反射具有第二波长特性的第二光线,其中,所述第一光线的光透过率大于或等于60%。本实用新型通过将滤光膜设置为能够选择性地透射具有第一波长特性的第一光线,并能够吸收或反射具有第二波长特性的第二光线,可以保证HUD的光路上,像源发出的图像光线高度透过该滤光膜后成像,同时,对太阳光中其他波段的光线进行截止,防止太阳光中其他波段的光线透过滤光膜照射在像源处聚焦而导致温度过高,有效避免烧坏像源,便于提高抬头显示器的工作可靠性和稳定性,延长抬头显示器的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及滤光技术领域,具体地涉及一种滤光膜、滤光部件、抬头显示器及交通工具。
背景技术
HUD(head up display,抬头显示器)也称为平视显示器,通过将HUD的像源发出的光线投射到成像窗(如后装的成像板或者车辆的挡风窗等)上,用户无需低头就可以直接看到画面,从而可以提高用户体验。现有技术中,阳光照射到HUD时,可能会导致显示屏等像源温度升高,出现烧屏的情况,影响显示屏的正常工作和使用寿命。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种滤光膜、滤光部件、抬头显示器及交通工具,以解决现有技术中抬头显示器的像源容易因阳光照射而被烧坏的技术问题。
为了解决上述技术问题,本实用新型的实施例采用了如下技术方案:
一种滤光膜,所述滤光膜能够选择性地透射具有第一波长特性的第一光线且能够吸收或反射具有第二波长特性的第二光线,其中,所述第一光线的光透过率大于或等于60%。
在一些实施例中,具有所述第一波长特性的第一光线为具有三个预设波长的光线,具有所述预设波长的所述第一光线的光透过率≥90%。
在一些实施例中,所述预设波长为440nm、545nm和600nm。
在一些实施例中,具有所述第一波长特性的第一光线为具有三个预设波段的光线,具有所述预设波段的所述第一光线的光透过率≥
80%,入射至所述滤光膜的除所述第一光线之外的第二光线的平均透射率≤20%。
在一些实施例中,所述预设波段的波长范围为420~460nm、525~565nm和580~620nm;和/或,所述滤光膜为三个通带分别对应红、绿、蓝三基色的三通滤光膜。
在一些实施例中,具有所述第一波长特性的第一光线为具有S偏振特性或P偏振特性的光线。
在一些实施例中,所述滤光膜为选择性波长透射膜或选择性波长透反膜。
在一些实施例中,所述滤光膜为镀膜,所述滤光膜包括交替层叠设置的第一折射率膜层和第二折射率膜层,所述第一折射率膜层的折射率大于所述第二折射率膜层的折射率。
在一些实施例中,所述第一折射率膜层的折射率范围为1.6~2.6,所述第二折射率膜层的折射率范围为1.3~2.0;和/或,
所述第一折射率膜层的层数为5~25,所述第二折射率膜层的层数为5~25;和/或,
所述第一折射率膜层为金属化合物膜层,所述第二折射率膜层为无机化合物膜层;和/或,
所述第一折射率膜层的厚度范围为10~300nm,所述第二折射率膜层的厚度范围为10~300nm。
在一些实施例中,所述滤光膜还包括平滑层,所述平滑层设置在所述第一折射率膜层和所述第二折射率膜层形成的膜层组的至少一侧。
本实用新型实施例还提供一种滤光部件,包括玻璃基板和安装在所述玻璃基板的第一侧表面的滤光膜,所述滤光膜为上述的滤光膜。
在一些实施例中,所述滤光部件还包括安装在所述玻璃基板的第二侧表面的增透膜,所述增透膜为镀膜。
在一些实施例中,所述增透膜对从所述滤光膜的一侧入射至所述滤光部件的外部光线的反射率≤1%。
在一些实施例中,所述增透膜包括交替层叠设置的第三折射率膜层和第四折射率膜层,所述第三折射率膜层的折射率大于所述第四折射率膜层的折射率,所述第三折射率膜层的折射率范围≥1.6,所述第四折射率膜层的折射率范围<2。
本实用新型实施例还提供一种抬头显示器,包括:
抬头显示器本体,所述抬头显示器本体包括像源,所述像源用于发出图像光线;
反射装置,安装在车辆的挡风玻璃或安装在靠近挡风玻璃的位置;
滤光部件,安装在所述像源和所述反射装置之间的光路上,所述滤光部件为上述的滤光部件。
在一些实施例中,所述抬头显示器本体还包括放大反射元件,所述滤光部件设在所述像源朝与所述放大反射元件之间,或所述滤光部件设在所述放大反射元件与所述反射装置之间;和/或,
所述滤光部件与所述像源贴合设置,或所述滤光部件与所述像源间隔设置。
本实用新型实施例还提供一种交通工具,包括上述的抬头显示器。
本实用新型实施例提供的滤光膜、滤光部件、抬头显示器及交通工具,通过将滤光膜设置为能够选择性地透射具有第一波长特性的第一光线,并能够吸收或反射具有第二波长特性的第二光线,可以保证HUD的光路上,像源发出的图像光线高度透过该滤光膜后成像,同时,对太阳光中其他波段的光线进行截止,防止太阳光中其他波段的光线透过滤光膜照射在像源处聚焦而导致温度过高,有效避免烧坏像源,便于提高抬头显示器的工作可靠性和稳定性,延长抬头显示器的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例的抬头显示器的成像原理图;
图2为本实用新型实施例的滤光部件(包括滤光膜)的结构示意图;
图3为本实用新型实施例的第一光线的波长和透射率的曲线图;
图4为本实用新型实施例的增透膜和玻璃基板的结构示意图;
图5为本实用新型实施例的抬头显示器的结构示意图。
具体实施方式
此处参考附图描述本实用新型的各种方案以及特征。
应理解的是,可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此,上述说明书不应该视为限制,而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本实用新型的范围和精神内的其他修改。
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例,并且与上面给出的对本实用新型的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本实用新型的原理。
通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述,本实用新型的这些和其它特性将会变得显而易见。
还应当理解,尽管已经参照一些具体实例对本实用新型进行了描述,但本领域技术人员能够确定地实现本实用新型的很多其它等效形式,它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
当结合附图时,鉴于以下详细说明,本实用新型的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
此后参照附图描述本实用新型的具体实施例;然而,应当理解,所申请的实施例仅仅是本实用新型的实例,其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本实用新型模糊不清。因此,本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定,而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本实用新型。
本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”,其均可指代根据本实用新型的相同或不同实施例中的一个或多个。
图1示出了抬头显示器的成像示意图。如图1所示,抬头显示器利用光学反射原理,将例如汽车驾驶辅助信息、导航信息、检查控制信息以及ADAS信息等以投影方式显示在挡风玻璃上。抬头显示器的本体包括像源110和放大反射元件120,像源110发出的图像光线可以入射至放大反射元件120,并在放大反射元件120的反射作用下入射至挡风玻璃,利用挡风玻璃这一外部反射装置成像形成虚像画面,并将所成的虚像画面投射在挡风玻璃附近或挡风玻璃前方,以供用户查看。像源110可以为显示屏,显示屏可以为LCD液晶显示屏或LED屏;像源110还可以为DLP(Digital Light Processing,数字光处理)像源、LBS(Laser BeamScanning,激光扫描)像源、扩散片(diffuser)和背光模组组成的像源等。扩散片和背光模组组成的像源可以为LCOS(Liquid Crystal on Silicon,硅基液晶)像源,将具有较高功率的红、绿、蓝三色激光器或LED为光源通过合光系统照射在LCOS上,最终在Diffuser上形成影像。本实施例中,像源110以显示屏为例,对像源110与滤光膜的配合成像进行说明。
如图1所示,阳光倒灌时,外界的太阳光线会入射至挡风玻璃,并在挡风玻璃的透射和放大反射元件120的反射作用下入射至像源110,太阳光照射像源110且在像源110聚焦,导致像源110的温度升高过多,像源110可能会被聚焦之后的太阳光烧坏。例如,像源110为显示屏时,可能出现烧屏现象。
有鉴于此,本实用新型实施例提供一种滤光膜、滤光部件、抬头显示器及交通工具。
图2示出了本实用新型实施例的滤光部件(包括滤光膜)的结构示意图。如图2所示,本实用新型的第一实施例提供一种滤光膜1,所述滤光膜1能够选择性地透射具有第一波长特性的第一光线,且能够吸收或反射具有第二波长特性的第二光线,其中,所述第一光线的光透过率大于或等于60%。
其中,具有第一波长特性的第一光线是指像源110发射出的能够透过上述滤光膜1,并在透过滤光膜1后能够形成虚像画面的图像光线。该图像光线以至少60%的透过率透过滤光膜1,便于提高该图像光线投射至挡风玻璃的总量,以保证形成完整、质量较佳的虚像画面,即设置能够选择性地透射具有第一波长特性的第一光线的滤光膜1,不影响抬头显示器的成像过程。
第一光线可以为与HUD的背光光谱和像源110的透过光谱相对应的光线。
具有第二波长特性的第二光线是指外部太阳光发射出的外部光线中具有第二波长特性的光线,换言之,第二光线是指自然光中具有第二波长特性的光线,例如具有第二波长特性的第二光线可以为在180~3000nm波长范围内除去第一光线波长范围的光,例如第一光线的波长范围为420~460nm、525~565nm和580~620nm(均包含端点),第二光线的波长范围则为180~420nm、460~525nm、565~580nm、620~3000nm(均不包含端点)。第二光线在入射至滤光膜1后,能够被滤光膜1吸收或反射,避免其透过滤光膜1后照射至像源110,在像源110聚焦而导致像源110温升过大,即滤光膜1通过吸收或反射外部光线中具有第二波长特性的光线,可以降低外部光线入射至像源110的强度,避免因外部光线过强而烧坏像源110。
可选地,第一波长特性与第二波长特性不同,以避免第二光线影响第一光线的成像,换言之,可以避免因滤光膜1吸收或反射第一光线而影响抬头显示器的成像效果。本实施例中,第二光线可以是太阳光谱中除上述第一光线之外的任意光线。
本实用新型实施例提供的滤光膜1通过将滤光膜设置为能够选择性地透射具有第一波长特性的第一光线,并能够吸收或反射具有第二波长特性的第二光线,可以保证HUD的光路上,像源110发出的图像光线高度透过该滤光膜1后成像,同时,对太阳光中其他波段的光线进行截止,防止太阳光中其他波段的光线透过滤光膜1照射在像源110处聚焦而导致温度过高,有效避免烧坏像源110,便于提高抬头显示器的工作可靠性和稳定性,延长抬头显示器的使用寿命。
例如,具有所述第一波长特性的第一光线为具有至少三个预设波长的光线,具有所述预设波长的所述第一光线的光透过率≥70%,或者所述第一光线的光透过率≥80%,或者所述第一光线的光透过率≥85%。
在一些实施例中,具有所述第一波长特性的第一光线为具有三个预设波长的光线,具有所述预设波长的所述第一光线的光透过率≥90%。
当第一光线为具有三个特定波长的光线时,可以将第一光线的光透过率设置的较高,以实现抬头显示器的高质量成像。
例如,所述预设波长的三个特定波长,可以分别为红绿蓝三原色中的选定波长。
可选地,如图3所示,所述预设波长为440nm、545nm和600nm。
上述三个预设波长的第一光线可以是具有固定波长的可见光(400~760nm)光线,其中,440nm波长的光为靛光,545nm波长的光为黄色光,600nm波长的光为橙光,可以利用靛、黄、橙三种颜色的可见光混合形成颜色丰富的光线,避免滤光膜1影响抬头显示器的成像及成像后虚像的显示亮度。同时,第一光线的波长范围较小,可以尽可能的增加第二光线的波长范围,从而提高滤光膜1对太阳光的过滤效果。
例如,具有所述第一波长特性的第一光线为具有至少三个预设波段的光线,可以分别为红绿蓝三原色中的选定波段。具有所述预设波段的所述第一光线的光透过率≥80%,入射至所述滤光膜1的除所述第一光线之外的第二光线的平均透射率≤20%。
在另一些实施例中,具有所述第一波长特性的第一光线为具有三个预设波段的光线,具有所述预设波段的所述第一光线的光透过率≥80%,入射至所述滤光膜1的除所述第一光线之外的第二光线的平均透射率≤20%。
当第一光线为具有三个预设波段的光线时,便于降低对像源110的设置要求,降低像源110的成本。第一光线的波长范围相对较小,可以尽可能的增加第二光线的波长范围,从而提高滤光膜1对太阳光的过滤效果。
同时,将入射至所述滤光膜1的除所述第一光线之外的第二光线的平均透射率设置为≤20%,可以尽量保证滤光膜1将第二光线进行吸收或反射,有效降低未被滤光膜1吸收或反射的第二光线透过滤光膜1照射至像源110,进一步降低外部光线入射至像源110的强度,实现防烧屏的目的。
可选地,如图3所示,所述预设波段的波长范围为420~460nm、525~565nm和580~620nm。
其中,420nm~460nm波长范围的光线为具有相对波长较短、能量较高的高能短波蓝光,525~565nm波长范围的光线为绿光,580~620nm波长范围的光线为黄光、橙光和红光,在利用红、绿、蓝三基色光形成丰富的颜色完整成像的同时,利用黄光、橙光对所成的虚像进行修正,实现高质量成像。
特别地,如图3所示,本实施例中,当具有所述第一波长特性的第一光线为具有三个预设波段的光线,可以将三个预设波段的光线设置为透射率随光线波长变化的光线,在满足高透过率的同时,提高成像质量。
具体实施中,第一光线的有效波段的范围可以根据像源110的需要进行选择,此处不再赘述。例如,滤光膜1的所述预设波段的波长范围分别为:622~760nm、492~577nm、435~450nm。
另一些实施例中,所述滤光膜1为三个通带分别对应红、绿、蓝(R、G、B)三基色的三通滤光膜。滤光膜1可以直接为具有RGB三基色的三通滤光膜,与HUD的背光光谱和像源110的透过光谱相对应,以使有利于成像的光以较高透过率透过,其他波长范围的光具有低透过率,无法透过滤光膜1或仅有少量光线透过,不影响抬头显示成像及成像后虚像的显示亮度,并能够实现防烧屏的目的。三通滤光膜加工方便,成本较低。
在一些实施例中,具有所述第一波长特性的第一光线为具有S偏振特性或P偏振特性的光线。
光线以非垂直角度穿透光学元件(如分光镜)的表面时,反射和透射特性均依赖于偏振现象。因此,为保证滤光膜1的光线传输性能,可以将第一光线设置为具有偏振特性的光线。其中,具有S偏振特性的光线的偏振方向垂直于入射、反射、折射光与法线组成的平面;而具有P偏振特性的光线的偏振方向在入射、反射、折射光与法线组成的平面内。
具体实施中,可以通过对像源110进行控制,使其发出具有特定偏振特性的光线,进而得到上述具有S偏振特性或P偏振特性的光线。像源110可以发出S偏振光或P偏振光,或者同时发出S偏振光和P偏振光。同时,滤光膜1可以与像源110发出的图像光线的特性相配合,进一步使第一光线的波长范围限定在相对较小,可以尽可能的增加第二光线的波长范围,从而提高滤光膜1对太阳光的过滤效果。
例如,像源110发出具有S偏振特性的波长范围在第一光线,则第二光线可以为除第一光线以外的具有S偏振特性的光线,以及所有具有P偏振特性的光线。
举例而言,像源110发出具有S偏振特性的波长范围为420~460nm、525~565nm和580~620nm的第一光线(均包含端点),则第二光线为除第一光线以外的具有S偏振特性的光线(例如第二光线为在180~3000nm波长范围内除去第一光线波长范围的光,第二光线的波长范围则为180~420nm、460~525nm、565~580nm、620~3000nm(均不包含端点)),以及所有具有P偏振特性的光线(例如第二光线为在180~3000nm波长范围内的所有具有P偏振特性的光线)。
本实施例中,第一光线优选为在上述预设波长或预设波段范围内具有S偏振特性的光线。由于S偏振特性的光线的反射率随入射角的增大而增大,如图2所示,当第一光线以较小的角度(与滤光膜1的法线的夹角为0~±15°)入射至滤光膜1时,可以有效保证第一光线以较高的透射率透过滤光膜1。
示例性地,当第一光线仅具有一个预设波段,该预设波段为500nm~600nm,第一光线为第一偏振方向的线偏振光。第二光线为第一偏振方向中除预设波段外的光线以及除第一偏振方向外的所有其他偏振方向的光线。
另一些实施例中,若第一光线和第二光线的波长特性相同,可以将与第一光线具有不同偏振特性的外部光线确定为第二光线。例如,第一光线仅具有一个预设波段,该预设波段为500nm~600nm,第一光线为第一偏振方向的线偏振;外部光线中的某部分光线的谱带为500nm~600nm,但是该光线是第二偏振方向的线偏振,可以将该部分光线认为是能够被滤光膜1吸收或反射的第二光线。
在一些实施例中,所述滤光膜1为选择性波长透射膜或选择性波长透反膜。这里需要理解的是,选择性波长透射膜可以透射第一光线且吸收第二光线,选择性波长透反膜可以透射第一光线且反射第二光线。
滤光膜1为选择性波长透射膜时,可以使具有第一波长特性的第一光线以较高的光透过率(至少为60%)透过,将其他光线吸收(包括吸收第二光线),在利用第一光线成像的同时,大大降低外部光线入射至像源110的强度。例如,外部光线中仅与第一光线相同(例如与第一光线波长相同)或相近(例如与第一光线同样具有S偏振特性)的光线可以透过滤光膜1入射至像源110。
滤光膜1为选择性波长透反膜时,可以使具有第一波长特性的第一光线以较高的光透过率(至少为60%)透过,并使具有第二波长特性的第二光线反射,而将除第一光线和第二光线之外的其他光线吸收,能够对具有不同传输特性的第一光线和第二光线进行针对性处理,提高成像质量,并有效避免像源110被烧坏。
在一些实施例中,所述滤光膜1为镀膜,例如滤光膜1可以为镀设在光学元件或独立衬底上的介电薄膜或金属薄膜,或两种薄膜的结合。例如,滤光膜1可以利用蒸发、溅射和随后的冷凝方法,涂覆在金属、玻璃、陶瓷、半导体和塑料零件等衬底上。滤光膜1采用镀膜,方便滤光膜1的装配固定,能够有效改变光的传输、反射、吸收、散射、偏振和相变等传输特性。
滤光膜1可以为单层或多层结构。本实施例中,滤光膜1为多层结构,包括交替层叠设置的第一折射率膜层和第二折射率膜层,所述第一折射率膜层的折射率大于所述第二折射率膜层的折射率,即第一折射率膜层为高折射率膜层,第二折射率膜层为低折射率膜层。通过将不同种折射率膜层交替层叠设置可以在实现增透、增反、分束等功能的基础上,满足滤光膜1的更高质量要求。例如,通过不同种折射率膜层可以在满足等效折射率的同时,使得形成的部分滤光膜1中第一光线聚光,提高成像质量,而另一部分滤光膜1具有增亮效果,以提高成像后虚像的亮度。
可选地,所述第一折射率膜层的折射率范围为1.6~2.6,所述第二折射率膜层的折射率范围为1.3~2.0,以达到较佳的光学性能。
例如,第一折射率膜层的折射率范围可以使第一光线以较高的光透光率透射,使第二光线以较高的反射率反射;第二折射率膜层的折射率范围能较好地匹配空气介质,从而降低色散振。
可选地,所述第一折射率膜层的层数为5~25,所述第二折射率膜层的层数为5~25。
第一折射率膜层和第二折射率膜层的层数优选为相同,例如均为15层,在达到较佳滤光效果的同时,避免某一种折射率膜层层数过多而增加滤光膜1的成本和厚度,避免某一种折射率膜层层数过少而影响滤光膜1的光学特性。
第一折射率膜层和第二折射率膜层的层数也可以不同,例如,可以将位于最外两侧的膜层设置为第一折射率膜层或第二折射率膜层,例如最外两侧的膜层均为第一折射率膜层,此时,第一折射率膜层的层数大于第二折射率膜层的层数,使得像源110的图像光线和太阳光发出的外部光线入射至滤光膜1时,先入射至第一折射率膜层。再例如,由于透光率增益值随着膜层折射率的增加而减少,为保证具有第一波长特性的第一光线有效透射,可以将第二折射率膜层的层数设置的较多。
可选的,所述第一折射率膜层的厚度范围为10~300nm,所述第二折射率膜层的厚度范围为10~300nm,可以避免第一折射率膜层和第二折射率膜层厚度太薄不方便加工,也可以避免厚度过厚而导致滤光膜1的厚度增加、避免导致折射效果差,从而可以达到较佳的光学效果。
可选地,所述第一折射率膜层为金属化合物膜层,所述第二折射率膜层为无机化合物膜层。
滤光膜1可以是基于现有工艺制作的具有选择性波长透射膜或选择性波长透反膜,例如,可以为由无机电介质材料或有机高分子材料制成的具有透射功能或透反功能的光学膜。
对于无机电介质材料的膜层,该膜层的成分可选自五氧化二钽、二氧化钛、氧化镁、氧化锌、氧化锆、二氧化硅、氟化镁、氮化硅、氮氧化硅、氟化铝中的一种或多种。对于有机高分子材料的膜层,该有机高分子材料的膜层包括至少两种热塑性有机聚合物膜层;两种热塑性聚合物膜层交替排列形成光学膜,且两种热塑性聚合物膜层的折射率不同。其中,有机高分子材料的分子为链状结构,拉伸后分子朝某个方向排列,造成不同方向上折射率不同,即通过特定的拉伸工艺即可形成所需的薄膜。该热塑性聚合物具体可以为不同聚合程度的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)及其衍生物、不同聚合程度的PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)及其衍生物、不同聚合程度的PBT(聚对苯二酸丁二酯)及其衍生物等,本实用新型不具体限定。
在一具体实施例中,所述第一折射率膜层为五氧化三钛膜层,且五氧化三钛膜层的折射率为2.4,膜层层数为15,膜层厚度为30~270nm;所述第二折射率膜层可以为二氧化硅膜层,且二氧化硅膜层的折射率为1.45~1.49(1.47较优),膜层层数为15,膜层厚度为10~230nm。通过对第一折射率膜层和第二折射率膜层的结构进行设计,可以有效提高滤光膜1的光学性能。
上述实施例中,滤光膜1由两种具有不同折射率的膜层堆叠而成。具体实施中,滤光膜1可以由更多种具有不同折射率的膜层堆叠而成。
可以理解的是,上述“不同折射率”是指膜层在XYZ三个方向上至少有一个方向上的折射率不同。制作滤光膜1时,预先选取所需的不同折射率的膜层,并按照预先设置好的顺序对膜层进行堆叠,可以形成上述具备选择透射和/或选择反射特性的滤光膜1,该滤光膜1可以选择性透过第一波长特性的第一光线、并选择性吸收或反射具有第二波长特性的第二光线。
上述实施例中,滤光膜1由两种具有不同折射率的膜层交替堆叠而成,如此,利用交替变化的膜层折射率,使得第一光线以较高的透过率透过。另一些实施例中,滤光膜1也可以由同种折射率膜层堆叠后,与堆叠后的另一种折射率膜层堆叠形成,本实用新型不具体限定。
在一些实施例中,所述滤光膜1还包括平滑层,所述平滑层设置在所述第一折射率膜层和所述第二折射率膜层形成的膜层组的至少一侧。即平滑层设置在滤光膜1的最外侧,使得经过滤光膜1的光谱更平滑。
如图2所示,本实用新型实施例的第二实施例提供一种滤光部件,包括玻璃基板2和安装在所述玻璃基板2的第一侧表面的滤光膜,所述滤光膜为上述的滤光膜1。
玻璃基板2为厚度均匀的透明玻璃,例如,玻璃基板2的材质优选为超白玻璃,其单面反射率约为4%,折射率约为1.5左右。可以在玻璃基板2的第一侧表面镀设介质膜形成滤光膜1。
如图2所示,滤光部件的光线入射角度优选为0~±15°,光线入射角度是指光线与玻璃基板2法线之间的夹角,也就是说,光线可以沿透明基板的法线入射或者在与法线夹角为15°的锥形体范围内入射,以匹配上述滤光膜1,使具有第一波长特性的第一光线以较高的光透过率透过滤光膜1,且滤光膜1能够有效吸收或反射具有第二波长特性的第二光线。
在一些实施例中,所述滤光部件还包括安装在所述玻璃基板2的第二侧表面的增透膜(AR膜)3,以抑制玻璃基板2上的反射,从而增加第一光线的透光量。
可选地,所述增透膜3为镀膜(光学镀膜),增透膜3的镀设方式以及制备材料等与上述的滤光膜1类似,此处不再赘述。
在一些实施例中,所述增透膜3对从所述滤光膜1的一侧入射至所述滤光部件的光线的反射率≤1%,使得第一光线能够以较高的光透过率透过玻璃基板2,进而成像,提高成像质量。
更为优选地,从所述滤光膜1的一侧入射至所述滤光部件的光线在玻璃基板2的表面,其反射率≤0.1%,使得滤光部件具有较佳的性能。
在一些实施例中,如图4所示,所述增透膜3包括交替层叠设置的第三折射率膜层(包括膜层31.1和膜层31.2)和第四折射率膜层(包括膜层32.1和膜层32.2),所述第三折射率膜层的折射率大于所述第四折射率膜层的折射率,即第三折射率膜层为高折射率膜层,第四折射率膜层为低折射率膜层,所述第三折射率膜层的折射率范围≥1.6,所述第四折射率膜层的折射率范围<2。
与上述滤光膜1的结构类似,增透膜3也可以为由至少两种折射率膜层堆叠形成为多层膜结构。第三折射率膜层和第四折射率膜层交替层叠设置,单层第三折射率膜层和单层第四折射率膜层构成一个膜层单元,每个膜层单元的厚度可以相同也可以不同,例如本实施例中,膜层31.1和膜层32.1的厚度均为第一厚度,膜层31.2和膜层32.2的厚度均为第二厚度,以使得单层第三折射率膜层和单层第四折射率膜层一一匹配,提高增透膜3性能。
另一些实施例中,增透膜3也可以由同种折射率膜层堆叠后,与堆叠后的另一种折射率膜层堆叠形成。
增透膜3随着膜层层数的增加,表面的剩余反射减小(光透过率增大),因此,本实施例中,通过多层结构的增透膜3以有效提高第一光线的光透过率。
图5示出了本实用新型实施例的抬头显示器的结构示意图(包括成像原理)。如图5所示,本实用新型实施例的第三实施例提供一种抬头显示器,包括:
抬头显示器本体10,所述抬头显示器本体10包括像源110,所述像源110用于发出图像光线;
反射装置20,安装在车辆的挡风玻璃或安装在靠近挡风玻璃的位置;
滤光部件100,安装在所述像源110和所述反射装置20之间的光路上,所述滤光部件100为上述任一技术方案所述的滤光部件。
反射装置20设置为安装在车辆的挡风玻璃或者安装在靠近挡风玻璃的位置的独立反射装置,例如,在挡风玻璃贴附光学膜或在车辆仪表台设置反射装置,像源110发出的图像光线(光线A)可以入射至反射装置20,利用反射装置20成像。抬头显示器安装有滤光部件100后,像源110发出的图像光线(光线A)中,具有第一波长特性的第一光线可以透过该滤光部件100,入射至反射装置20,利用反射装置20成像,该滤光部件100不影响抬头显示设备的成像过程。同时,由于滤光部件100可以吸收或反射具有第二波长特性的第二光线,因此,当太阳光发出的外部光线(光线B)入射至抬头显示设备内部时,该滤光部件100可以吸收或反射外部光线中具有第二波长特性的第二光线,从而可以降低外部光线入射至像源110的强度(仅光线C入射至像源110),避免因外部光线过强而烧坏像源110。
例如,如图5所示,像源110发出的图像光线(光线A)与外部光线入射至像源110的光线(光线C)的光线特性相同。
需要说明的是,本实施例中,车辆的挡风玻璃可以直接作为反射装置20。
在一些实施例中,如图5所示,抬头显示器本体10还包括放大反射元件120,像源110发出的图像光线(光线A)入射至放大反射元件120后,经放大反射元件120反射至反射装置20,利用反射装置20成像。
滤光部件100可以设在像源110与放大反射元件120之间(如图5所示),或滤光部件100设在放大反射元件120与反射装置20之间。由此,使得像源110发出的图像光线能够及时通过滤光部件100进行滤光,减少光线散射等,提高光透过量,且便于对像源110进行保护;同时,便于滤光部件100的安装,无需设置专门的安装设备等安装滤光部件。
这里需要理解的是,在光线的传播方向上,像源110的投影至少部分在滤光部件100的投影内,优选像源110的投影完全在滤光部件100的投影内,以便于保证外界的光线能够经过滤光部件100处理后再照射像源110,从而实现像源110的防烧屏效果。
进一步地,所述滤光部件100与所述像源110贴合设置,以保证图像光线及时通过滤光部件100滤光,且使尽可能多的图像光线入射至滤光部件100;或所述滤光部件100与所述像源110间隔设置,便于使光线沿着对应的光路进行传输,减少光线混合,提高成像质量。
进一步地,放大反射元件120可以为多个,滤光部件100也可设在两个放大反射元件120之间,只要保证滤光部件100设置在像源110与反射装置20之间的光路上即可。
放大反射元件120优选为曲面镜,反射元件可以为曲面镜或平面镜,所述曲面镜为自由曲面镜、球面镜、双曲面镜或抛物面镜。即抬头显示器本体10可以包含一个或多个曲面镜,或者包含一个曲面镜和一个平面镜,或者包含一个曲面镜和多个平面镜等。
本实用新型实施例的第四实施例提供一种交通工具,包括上述的抬头显示器。交通工具可以为汽车、货车、皮卡、火车、飞机等中的任意一种。交通工具对应于上述实施例的抬头显示器,抬头显示器实施例中的任何可选项也适用于交通工具的实施例,此处不再赘述。
以上描述仅为本实用新型的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本实用新型中所涉及的公开范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本实用新型中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
此外,虽然采用特定次序描绘了各操作,但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下,多任务和并行处理可能是有利的。同样地,虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节,但是这些不应当被解释为对本实用新型的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地,在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。
Claims (16)
1.一种滤光膜,其特征在于,所述滤光膜为镀膜,所述滤光膜包括交替层叠设置的第一折射率膜层和第二折射率膜层,所述第一折射率膜层的折射率大于所述第二折射率膜层的折射率,所述滤光膜能够选择性地透射具有第一波长特性的第一光线且能够吸收或反射具有第二波长特性的第二光线,其中,所述第一光线的光透过率大于或等于60%。
2.根据权利要求1所述的滤光膜,其特征在于,具有所述第一波长特性的第一光线为具有三个预设波长的光线,具有所述预设波长的所述第一光线的光透过率≥90%。
3.根据权利要求2所述的滤光膜,其特征在于,所述预设波长为440nm、545nm和600nm。
4.根据权利要求1所述的滤光膜,其特征在于,具有所述第一波长特性的第一光线为具有三个预设波段的光线,具有所述预设波段的所述第一光线的光透过率≥80%,入射至所述滤光膜的除所述第一光线之外的第二光线的平均透射率≤20%。
5.根据权利要求4所述的滤光膜,其特征在于,所述预设波段的波长范围为420~460nm、525~565nm和580~620nm;和/或,所述滤光膜为三个通带分别对应红、绿、蓝三基色的三通滤光膜。
6.根据权利要求2-5中任意一项所述的滤光膜,其特征在于,具有所述第一波长特性的第一光线为具有S偏振特性或P偏振特性的光线。
7.根据权利要求1所述的滤光膜,其特征在于,所述滤光膜为选择性波长透射膜或选择性波长透反膜。
8.根据权利要求1所述的滤光膜,其特征在于,所述第一折射率膜层的折射率范围为1.6~2.6,所述第二折射率膜层的折射率范围为1.3~2.0;和/或,
所述第一折射率膜层的层数为5~25,所述第二折射率膜层的层数为5~25;和/或,
所述第一折射率膜层为金属化合物膜层,所述第二折射率膜层为无机化合物膜层;和/或,
所述第一折射率膜层的厚度范围为10~300nm,所述第二折射率膜层的厚度范围为10~300nm。
9.根据权利要求8所述的滤光膜,其特征在于,所述滤光膜还包括平滑层,所述平滑层设置在所述第一折射率膜层和所述第二折射率膜层形成的膜层组的至少一侧。
10.一种滤光部件,其特征在于,包括玻璃基板和安装在所述玻璃基板的第一侧表面的滤光膜,所述滤光膜为权利要求1-9中任一项所述的滤光膜。
11.根据权利要求10所述的滤光部件,其特征在于,所述滤光部件还包括安装在所述玻璃基板的第二侧表面的增透膜,所述增透膜为镀膜。
12.根据权利要求11所述的滤光部件,其特征在于,所述增透膜对从所述滤光膜的一侧入射至所述滤光部件的外部光线的反射率≤1%。
13.根据权利要求11或12所述的滤光部件,其特征在于,所述增透膜包括交替层叠设置的第三折射率膜层和第四折射率膜层,所述第三折射率膜层的折射率大于所述第四折射率膜层的折射率,所述第三折射率膜层的折射率范围≥1.6,所述第四折射率膜层的折射率范围<2。
14.一种抬头显示器,其特征在于,包括:
抬头显示器本体,所述抬头显示器本体包括像源,所述像源用于发出图像光线;
反射装置,安装在车辆的挡风玻璃或安装在靠近挡风玻璃的位置;
滤光部件,安装在所述像源和所述反射装置之间的光路上,所述滤光部件为权利要求10-13中任一项所述的滤光部件。
15.根据权利要求14所述的抬头显示器,其特征在于,所述抬头显示器本体还包括放大反射元件,所述滤光部件设在所述像源与所述放大反射元件之间,或所述滤光部件设在所述放大反射元件与所述反射装置之间;和/或,
所述滤光部件与所述像源贴合设置,或所述滤光部件与所述像源间隔设置。
16.一种交通工具,其特征在于,包括权利要求14或15中所述的抬头显示器。
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GR01 | Patent grant | ||
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