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平行显示装置及车辆的制作方法

2022-12-31 20:57:49 来源:中国专利 TAG:


1.本实用新型涉及光学显示技术领域,尤其涉及一种平行显示装置及车辆。


背景技术:

2.为保障驾驶员的驾驶安全,常采用平行显示装置将车速或导航等重要信息投射至挡风玻璃上,使得驾驶员无需低头或转头即可看到车速或导航等重要信息,进而提高驾驶安全性。在相关技术中,平行显示装置通过垂直偏振光(s光)和水平偏振光(p光)将近景成像和远景成像投射至挡风玻璃上,然而,由于水平偏振光的成像光效比垂直偏振光的成像光效低20倍及以上,导致近景成像的亮度和远景成像的亮度差异较大,使得平行显示装置的成像质量较差。


技术实现要素:

3.本实用新型实施例公开了一种平行显示装置及车辆,能够降低近景成像和远景成像的亮度差异,提高平行显示装置的成像质量。
4.为了实现上述目的,第一方面,本实用新型公开了一种平行显示装置,该平行显示装置包括:
5.显示部件,所述显示部件用于发出第一偏振光和第二偏振光;
6.第一镜片,设于所述显示部件的显示侧,所述第一镜片用于反射所述第一偏振光和透出所述第二偏振光;
7.第二镜片,设于所述第一镜片的背离所述显示部件的一侧,所述第二镜片用于反射经所述第一镜片透出的所述第二偏振光至所述第一镜片;
8.反射镜,设于所述第一镜片靠近所述显示部件的一侧,所述反射镜用于反射经所述第一镜片反射的所述第一偏振光至成像部件,以形成第一虚像,所述反射镜还用于反射经所述第二镜片反射至所述第一镜片并经所述第一镜片透出的所述第二偏振光;以及
9.波片,设于所述反射镜的反射侧,所述波片用于透出经所述反射镜反射的所述第二偏振光至所述成像部件,以形成第二虚像。
10.本实施例提供的平行显示装置中,通过设置第一镜片和反射镜,以使显示部件发出的第一偏振光能够经第一镜片和反射镜反射后在成像部件上形成第一虚像,即,形成近景成像;同时还通过设置第二镜片和波片,以使显示部件发出的第二偏振光首先透过第一镜片至第二镜片,然后经第二镜片反射至第一镜片,接着再次透过第一镜片至反射镜,接着再经反射镜反射至波片,最后透过波片至成像部件上形成第二虚像,即,形成远景成像。由于透过波片后的第二偏振光的振动方向与第一偏振光的振动方向相同,从而在保证第一虚像和第二虚像能够反映近景成像和远景成像的同时,降低第一虚像和第二虚像的亮度差异,也即,采用本实用新型提供的平行显示装置,能够降低近景成像和远景成像的亮度差异,提高平行显示装置的成像效果。
11.此外,采用本实用新型提供的平行显示装置仅需设置一个显示部件,不仅有利于
平行显示装置的小型化设计,还有利于降低平行显示装置的生产成本。
12.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述第一偏振光射入所述成像部件的入射角为60
°
~85
°
,所述第二偏振光射入所述成像部件的入射角为60
°
~85
°

13.当第一偏振光和第二偏振光射入成像部件的入射角满足上述范围时,第一偏振光和第二偏振光在成像部件上的反射率之比小于20,能够解决相关技术中第一偏振光和第二偏振光的反射率之比大于20的问题,有效地降低了第一虚像和第二虚像的亮度差异,即降低近景成像和远景成像的亮度差异,进而提高平行显示装置的成像效果。
14.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述波片为二分之一波片。
15.二分之一波片,也称半波片,当法向入射的光透过二分之一波片时,能够使得寻常光和非常光之间的相位差等于π或其奇数倍。采用二分之一波片能够使得透过波片的第二偏振光的振动方向与第一偏振光的振动方向相同,也即,第二偏振光112与第一偏振光111是相同的光,进而降低了第一偏振光和第二偏振光在成像部件上的成像亮度差异。也即,采用二分之一波片有利于降低第一虚像和第二虚像的亮度差异,提高平行显示装置的成像质量。
16.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述波片的入射面平行于所述显示部件的显示面。在波片的尺寸大小不变的情况下,将波片的入射面平行于显示部件的显示面能够使得更多的经反射镜反射后的第二偏振光能够透过波片,使得更多的第二偏振光的振动方向与第一偏振光的振动方向相等,进而有利于降低第一虚像和第二虚像的亮度差异,提高平行显示装置的成像质量。
17.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述第一镜片的朝向所述显示部件的一面设有第一偏振分离膜,所述第一偏振分离膜用于反射所述第一偏振光和透出所述第二偏振光,所述第二镜片的朝向所述第一镜片的一面设有第二偏振分离膜,所述第二偏振分离膜用于反射所述第二偏振光和透出所述第一偏振光。
18.在第一镜片和第二镜片朝向显示部件的一侧上分别设有第一偏振分离膜和第二偏振分离膜,可以实现将显示部件发出的第一偏振光经第一镜片反射至反射镜,以及使得显示部件发出的第二偏振光能够透过第一镜片后经第二镜片反射后再次透过第一镜片到达反射镜的设计目的。此外,设置第一偏振分离膜和第二偏振分离膜可以防止阳光倒灌对平行显示装置的影响,也即是说,第一偏振分离膜能够吸收太阳光中的第二偏振光,第二偏振分离膜能够吸收太阳光中的第一偏振光,防止大量太阳光照射到显示部件上,进而影响第一虚像和第二虚像的成像质量。
19.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述第一镜片和所述第二镜片均为平面镜,所述反射镜为曲面反射镜。
20.将第一镜片设置为平面镜有利于反射第一偏振光,第二镜片设置为平面镜有利于反射第二偏振光,反射镜设置为曲面反射镜有利于汇聚和反射第一偏振光和第二偏振光,提高经反射镜反射后的第一偏振光和第二偏振光在成像部件上形成的第一虚像和第二虚像的成像亮度。
21.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述显示部件具有第一偏光片和第二偏光片,所述第一偏光片具有第一吸收轴,所述第二偏光片具有第二吸收轴,所述第一吸收轴与所述第二吸收轴垂直设置。
22.第一偏光片用于使显示部件能够发出第一偏振光,第二偏光片用于使显示部件能够发出第二偏振光。将第一吸收轴和第二吸收轴相互垂直设置,可以使得第一偏振光和第二偏振光的出射角度相互垂直,以实现将第一偏振光和第二偏振光分离的设计目的。
23.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述显示部件位于所述第一镜片和所述反射镜之间。
24.将显示部件设置于第一镜片和反射镜之间能够避免反射镜挡住显示部件发出的光线,且将显示部件设置于第一镜片和反射镜之间能够使得显示部件、第一镜片和反射镜之间的位置关系更加紧凑,有利于减小平行显示装置的整体体积,实现平行显示装置小型化的设计要求。
25.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述平行显示装置还包括马达单元,所述马达单元与所述反射镜电连接,所述马达单元用于驱动所述反射镜运动,以改变所述反射镜的位置。
26.马达单元可以控制反射镜以改变反射镜的位置,进而调节第一虚像和第二虚像的位置。示例性地,当该平行显示装置应用于车辆时,驾驶员可利用马达单元调整反射镜的位置,以控制第一虚像和第二虚像在成像部件上的位置,以使得第一虚像和第二虚像的位置能够调节至较为合适驾驶员的视线的位置,以使平行显示装置能够适应不同身高的驾驶员,提高驾驶员的驾驶体验。
27.第二方面,本实用新型还公开了一种车辆,该车辆包括车辆主体以及如第一方面所述的平行显示装置,所述车辆主体设有成像部件,所述平行显示装置设于所述车辆主体内,所述第一偏振光依次经所述第一镜片和所述反射镜反射至所述成像部件,以形成第一虚像,所述第二偏振光透过所述第一镜片至所述第二镜片并经所述第二镜片反射至所述第一镜片,然后透过所述第一镜片至所述反射镜并经过所述反射镜反射后透过所述波片至所述成像部件,以形成第二虚像。
28.具有上述第一方面的平行显示装置的车辆,能够降低平行显示装置在车辆的成像部件上形成的近景成像和远景成像的亮度差异,提高平行显示装置的成像效果。
29.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述成像部件为楔形风挡玻璃。
30.一方面,由于风挡玻璃是车辆自身的结构部件,将风档玻璃作为成像部件,可以减少车辆所需部件的数量,能够有效降低车辆的生产成本;另一方面,采用楔形形状的风挡玻璃可以避免第一虚像和第二虚像分别存在重影的问题,有利于提高车辆的平行显示装置的成像效果。
31.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述第一偏振光和所述第二偏振光射入所述风挡玻璃的入射角为60
°
~85
°

32.当第一偏振光和第二偏振光射入风挡玻璃的入射角满足上述范围时,第一偏振光和第二偏振光在成像部件上的反射率之比小于20,能够解决相关技术中第一偏振光和第二偏振光的反射率之比大于20的问题,有效地降低了第一虚像和第二虚像的亮度差异,即降低近景成像和远景成像的亮度差异,进而提高平行显示装置的成像效果。
33.与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:
34.本实用新型实施例提供了一种平行显示装置及车辆,通过设置第一镜片和反射
镜,以使显示部件发出的第一偏振光能够经第一镜片和反射镜反射后在成像部件上形成第一虚像,即,形成近景成像;同时还通过设置第二镜片和波片,以使显示部件发出的第二偏振光透过第一镜片后经第二镜片反射至第一镜片,反射至第一镜片后的第二偏振光再次透过第一镜片后经反射镜反射至波片,最终经反射镜反射至波片的第二偏振光透过波片后在成像部件上形成第二虚像,即,形成远景成像。由于透过波片后的第二偏振光的振动方向与第一偏振光的振动方向相同,使得第一虚像和第二虚像的亮度差异降低,也即,采用本实用新型提供的平行显示装置,能够降低近景成像和远景成像的亮度差异,提高平行显示装置的成像效果。
35.此外,采用本实用新型提供的平行显示装置仅需设置一个显示部件,不仅有利于平行显示装置的小型化设计,还有利于降低平行显示装置的生产成本。
附图说明
36.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1是本实用新型实施例公开的平行显示装置的结构示意图;
38.图2是本实用新型实施例公开的车辆的结构示意图。
39.主要附图标记说明:10、平行显示装置;11、显示部件;111、第一偏振光;112、第二偏振光;113、显示面;12、第一镜片;13、第二镜片;14、反射镜;15、波片;151、入射面;16、马达单元;20、车辆主体;21、成像部件;211、第一端;212、第二端;100、车辆。
具体实施方式
40.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做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。
41.在本实用新型中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。
42.并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。
43.此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
44.此外,术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体
的种类和构造可能相同也可能不同),并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明,“多个”的含义为两个或两个以上。
45.驾驶员在驾驶交通工具(例如汽车或飞机等)时,常需低头或转头查看行车信息或导航信息等重要信息,在驾驶员低头或转头查看信息时会存在安全问题。因此,相关技术中常采用平行显示装置来解决驾驶员需低头或转头查看行车信息或导航信息等重要信息的问题,进而提高驾驶的安全性。举例来说,当平行显示装置用于反映导航信息时,由于导航信息包括近景图像和远景图像,相关技术通常采用垂直偏振光(s光)和水平偏振光(p光)来区分近景图像和远景图像,使得能够在同一区域显示近景图像和远景图像。当平行显示装置应用于车辆时,由于水平偏振光(p光)的成像光效比垂直偏振光(s光)的成像光效低20倍及以上,使得水平偏振光(p光)在成像部件上的成像亮度远远小于垂直偏振光(s光)在成像部件上的成像亮度,这导致平行显示装置的近景图像和远景图像的亮度差异较大,使得平行显示装置的成像效果差。
46.基于此,本技术公开了一种平行显示装置及车辆,该平行显示装置能够降低近景成像和远景成像的亮度差异,提高平行显示装置的成像效果。
47.下面将结合实施例和附图对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
48.请参阅图1,本实用新型提供了一种平行显示装置10,该平行显示装置10可应用于汽车、飞机等交通工具上。该平行显示装置10包括显示部件11、第一镜片12、第二镜片13、反射镜14和波片15。具体地,显示部件11用于发出第一偏振光111和第二偏振光112。第一镜片12设于显示部件11的显示侧,第一镜片12用于反射第一偏振光111和透出第二偏振光112。第二镜片13设于所第一镜片12的背离显示部件11的一侧,第二镜片13用于反射经第一镜片12透出的第二偏振光112至第一镜片12。反射镜14设于第一镜片12靠近显示部件11的一侧,反射镜14用于反射经第一镜片12反射的第一偏振光111至成像部件,以形成第一虚像,即形成近景成像,反射镜14还用于反射经第二镜片13反射至第一镜片12并经第一镜片12透出的第二偏振光112。波片15设于反射镜14的反射侧,波片15用于透出经反射镜14反射的第二偏振光112至成像部件,以形成第二虚像,即,形成远景成像。
49.其中,第一偏振光111和第二偏振光112二者之一为垂直偏振光(s光),二者之另一为水平偏振光(p光)。也即是说,当第一偏振光111为垂直偏振光(s光)时,第二偏振光112为水平偏振光(p光);当第一偏振光111为水平偏振光(p光)时,第二偏振光112为垂直偏振光(s光)。可以理解的是,入射光和反射光决定了一个平面,当光线的偏振方向平行于这个平面时,该光线为水平偏振光(p光);当光线的偏振方向垂直于这平面时,该光线为垂直偏振光(s光)。当该平行显示装置10应用于车辆时,车辆的风挡玻璃可相当于前述的成像部件。
50.由上述可知,本技术中的显示部件11发出的第一偏振光111能够依次经过第一镜片12和反射镜14反射后在成像部件上形成第一虚像,而显示部件11发出的第二偏振光112则是首先透过第一镜片12至第二镜片13,然后经第二镜片13反射至第一镜片12,接着再次透过第一镜片12至反射镜14,接着再经反射镜14反射至波片15,最后透过波片15至成像部件上形成第二虚像。由于透过波片15后的第二偏振光112的振动方向与第一偏振光111的振动方向相同,也即透过波片15后的第二偏振光112转化为与第一偏振光111相同的光,举例来说,假设显示部件11发出的第二偏振光112为水平偏振光(p光),则第二偏振光112经过波片15后可转化为垂直偏振光(s光),假设显示部件11发出的第二偏振光112为垂直偏振光(s
光),则第二偏振光112经过波片15后可转化为水平偏振光(p光),从而在保证第一虚像和第二虚像能够反映近景成像和远景成像的同时,降低第一虚像和第二虚像的亮度差异,也即,采用本实用新型提供的平行显示装置10,能够降低近景成像和远景成像的亮度差异,提高平行显示装置10的成像效果。此外,采用本实用新型提供的平行显示装置10仅需设置一个显示部件11,不仅有利于平行显示装置10的小型化设计,还有利于降低平行显示装置10的生产成本。
51.一些实施例中,第一镜片12与第二镜片13间隔设置,以在第一镜片12和第二镜片13之间形成有空隙,能够使得第二偏振光112的光程大于第一偏振光111的光程,以利于实现第二偏振光112形成的第二虚像为远景成像,第一偏振光111形成的第一虚像为近景成像,进而实现远近距离的成像。此外,第一镜片12和第二镜片13之间形成空隙有利于实现第二虚像比第一虚像大的设计目的,进而使得近景成像和远景成像的视觉效果更好,使得平行显示装置10的成像质量更加真实。
52.示例性地,当该平行显示装置10应用于车辆时,车辆的风挡玻璃可相当于成像部件。本实施例提供的平行显示装置10需控制第一偏振光111入射到成像部件的入射角为60
°
~85
°
,即第一偏振光111入射到风挡玻璃的入射角为60
°
~85
°
,例如,第一偏振光111入射到风挡玻璃的入射角可为60
°
、65
°
、70
°
、75
°
、80
°
或85
°
等,以及控制第二偏振光112入射到成像部件的入射角为60
°
~85
°
,即第二偏振光112入射到风挡玻璃的入射角为60
°
~85
°
,例如,第二偏振光112入射到风挡玻璃的入射角可为60
°
、65
°
、70
°
、75
°
、80
°
或85
°
等。
53.举例来说,本实施例以第一偏振光111为垂直偏振光(s光),第二偏振光112为水平偏振光(p光),第一偏振光111和第二偏振光112入射到风挡玻璃的入射角均为65
°
,风挡玻璃的折射率为1.5为例,由折射率公式n1sinθa=n2sinθb计算得到,第一偏振光111经风挡玻璃折射后的折射角为:
54.θ2=arcsin(n1×
sinθ1÷
n2)=arcsin(1
×
sin65
°÷
1.5)=37.17
°
55.其中,n1为空气折射率,其数值为1;θ1为第一偏振光111入射到风挡玻璃的入射角;n2为风挡玻璃的折射率;θ2为第一偏振光111经风挡玻璃折射后的折射角。
56.同理可得,第二偏振光112经风挡玻璃折射后的折射角为:
57.θ4=arcsin(n1×
sinθ3÷
n2)=arcsin(1
×
sin65
°÷
1.5)=37.17
°
58.其中,θ3为第二偏振光112入射到风挡玻璃的入射角;θ4为第二偏振光112经风挡玻璃折射后的折射角。
59.由菲涅尔反射公式得到,风挡玻璃对第一偏振光111的反射率为:
[0060][0061]
风挡玻璃对经过波片15后的第二偏振光112的反射率为:
[0062][0063]
经计算,第一偏振光111和第二偏振光112的反射率之比为1,解决了相关技术中的第一偏振光111和第二偏振光112的反射率之比大于20的问题,同时还有效地降低了第一虚像和第二虚像的亮度差异,即降低近景成像和远景成像的亮度差异,进而提高了平行显示
装置10的成像效果。
[0064]
假设第二偏振光112没有经过波片15,则风挡玻璃对第二偏振光112的反射率为:
[0065][0066]
经计算,第一偏振光111和第二偏振光112的反射率之比为0.228/0.013=17.54,虽然解决了相关技术中的第一偏振光111和第二偏振光112的反射率之比大于20的问题,但第一虚像和第二虚像的亮度差异仍较大,即近景成像和远景成像的亮度差异仍较大。
[0067]
当以第一偏振光111为垂直偏振光(s光),第二偏振光112为水平偏振光(p光),第一偏振光111和第二偏振光112入射到风挡玻璃的入射角均为80
°
,风挡玻璃的折射率为1.5为例时,由折射率公式n1sinθa=n2sinθb计算得到,第一偏振光111经风挡玻璃折射后的折射角为:
[0068]
θ2=arcsin(n1×
sinθ1÷
n2)=arcsin(1
×
sin80
°÷
1.5)=41.04
°
[0069]
同理可得,第二偏振光112经风挡玻璃折射后的折射角为:
[0070]
θ4=arcsin(n1×
sinθ3÷
n2)=arcsin(1
×
sin80
°÷
1.5)=41.04
°
[0071]
由菲涅尔反射公式得到,风挡玻璃对第一偏振光111的反射率为:
[0072][0073]
风挡玻璃对经过波片15后的第二偏振光112的反射率为:
[0074][0075]
经计算,第一偏振光111和第二偏振光112的反射率之比为1,解决了相关技术中的第一偏振光111和第二偏振光112的反射率之比大于20的问题,同时还有效地降低了第一虚像和第二虚像的亮度差异,即降低近景成像和远景成像的亮度差异,进而提高了平行显示装置10的成像效果。
[0076]
假设第二偏振光112没有经过波片15,则风挡玻璃对第二偏振光112的反射率为:
[0077][0078]
经计算,第一偏振光111和第二偏振光112的反射率之比为0.539/0.237=2.27,解决了相关技术中的第一偏振光111和第二偏振光112的反射率之比大于20的问题,但第一虚像和第二虚像的亮度仍有一定的差异,即近景成像和远景成像的亮度仍有一定的差异。
[0079]
当以第一偏振光111为垂直偏振光(s光),第二偏振光112为水平偏振光(p光),第一偏振光111入射到风挡玻璃的入射角为65
°
和第二偏振光112入射到风挡玻璃的入射角为70
°
,风挡玻璃的折射率为1.5为例时,由折射率公式n1sinθa=n2sinθb计算得到,第一偏振光111经风挡玻璃折射后的折射角为:
[0080]
θ2=arcsin(n1×
sinθ1÷
n2)=arcsin(1
×
sin65
°÷
1.5)=37.17
°
[0081]
同理可得,第二偏振光112经风挡玻璃折射后的折射角为:
[0082]
θ4=arcsin(n1×
sinθ3÷
n2)=arcsin(1
×
sin70
°÷
1.5)=38.79
°
[0083]
由菲涅尔反射公式得到,风挡玻璃对第一偏振光111的反射率为:
[0084][0085]
风挡玻璃对经过波片15后的第二偏振光112的反射率为:
[0086][0087]
经计算,第一偏振光111和第二偏振光112的反射率之比为0.228/0.300=0.76,解决了相关技术中的第一偏振光111和第二偏振光112的反射率之比大于20的问题,同时还有效地降低了第一虚像和第二虚像的亮度差异,即降低近景成像和远景成像的亮度差异,进而提高了平行显示装置10的成像效果。
[0088]
假设第二偏振光112没有经过波片15,则风挡玻璃对第二偏振光112的反射率为:
[0089][0090]
经计算,第一偏振光111和第二偏振光112的反射率之比为0.228/0.042=5.43,虽然解决了相关技术中的第一偏振光111和第二偏振光112的反射率之比大于20的问题,但第一虚像和第二虚像的亮度差异仍较大,即近景成像和远景成像的亮度差异仍较大。
[0091]
综上,当第一偏振光111入射到成像部件的入射角和第二偏振光112入射到成像部件的入射角满足前述范围时,无论第一偏振光111入射到成像部件的入射角与第二偏振光112入射到成像部件的入射角是否相等,均能有效解决相关技术中第一偏振光111和第二偏振光112的反射率之比大于20的问题。此外,让第二偏振光112经过波片15,能够更加有效地降低第一偏振光111和第二偏振光112的反射率之比,从而提高平行显示装置10的成像效果。
[0092]
一些实施例中,显示部件11为特制的液晶显示屏(thin film transistor,简称为tft屏),该显示部件11包括第一偏光片和第二偏光片(图中未示出),第一偏光片用于使显示部件11能够发出第一偏振光111,第二偏光片用于使显示部件11能够发出第二偏振光112。具体地,第一偏光片具有第一吸收轴,第二偏光片具有第二吸收轴,第一吸收轴和第二吸收轴相互垂直设置,可以使得第一偏振光111和第二偏振光112的出射角度相互垂直,以实现将第一偏振光111和第二偏振光112分离的设计目的。
[0093]
进一步地,显示部件11位于第一镜片12和反射镜14之间。这样能够避免反射镜14挡住显示部件11发出的光线,且将显示部件11设置于第一镜片12和反射镜14之间,能够使得显示部件11、第一镜片12和反射镜14之间的位置关系更加紧凑,有利于减小平行显示装置10的整体体积,实现平行显示装置10小型化的设计要求。
[0094]
一些实施例中,第一镜片12上设置有第一偏振分离膜,当光线照射到第一偏振分离膜时,第一偏振分离膜能够反射第一偏振光111和透过第二偏振光112。第一偏振分离膜可设置于第一镜片12的基材上的各个表面,当然,为节约成本,本实施例优选在第一镜片12的朝向显示部件11的一面设有第一偏振分离膜,仅在第一镜片12朝向显示部件11的一侧上设有第一偏振分离膜,也可以实现将显示部件11发出的第一偏振光111经第一镜片12反射至反射镜14,以及使得显示部件11发出的第二偏振光112能够透过第一镜片12的设计目的。
此外,设置第一偏振分离膜可以防止阳光倒灌对平行显示装置10的成像质量造成影响,也即是说,第一偏振分离膜能够吸收太阳光中的第二偏振光112,防止大量太阳光照射到显示部件11上,进而影响第二虚像的成像质量。可以理解的是,第一偏振分离膜为偏振分光膜,其可由石英晶体或玻璃制作而成。
[0095]
可选地,第一镜片12的基材为玻璃或者透明的塑料。也即是说,第一偏振分离膜是设在玻璃片或透明的塑料片上的,最终形成了第一镜片12。
[0096]
进一步地,第一镜片12为平面镜,这样有利于第一镜片12反射第一偏振光111,减少第一偏振光111因反射面不平滑存在散射现象而产生损耗,进而保证第一偏振光111在成像部件上形成的第一虚像的成像亮度。
[0097]
一些实施例中,第二镜片13上设置有第二偏振分离膜,当光线照射到第二偏振分离膜时,第二偏振分离膜能够反射第二偏振光112和透过第一偏振光111。第二偏振分离膜可设置于第二镜片13的基材上的各个表面,当然,为节约成本,本实施例优选在第二镜片13的朝向显示部件11的一面设有第二偏振分离膜,仅在第二镜片13朝向显示部件11的一侧上设有第二偏振分离膜,也可以实现将显示部件11发出的第二偏振光112透过第一镜片12后经第二镜片13反射至反射镜14的设计目的。此外,设置第二偏振分离膜可以防止阳光倒灌对平行显示装置10的成像质量造成影响,也即是说,第二偏振分离膜能够吸收太阳光中的第一偏振光111,防止大量太阳光照射到显示部件11上,进而影响第一虚像的成像质量。可以理解的是,第二偏振分离膜为偏振分光膜,其可由石英晶体或玻璃制作而成。
[0098]
可选地,第二镜片13的基材为玻璃或者透明的塑料。也即是说,第二偏振分离膜是设在玻璃片或透明的塑料片上的,最终形成第二镜片13。
[0099]
进一步地,第二镜片13为平面镜,这样有利于第二镜片13反射第二偏振光112,减少第二偏振光112因反射面不平滑存在散射现象而产生损耗,进而保证第二偏振光112在成像部件上形成的第二虚像的成像亮度。
[0100]
一些实施例中,反射镜14为曲面反射镜14,这样,反射镜14能够汇聚和反射第一偏振光111和第二偏振光112,提高经反射镜14反射后的第一偏振光111和第二偏振光112在成像部件上形成的第一虚像和第二虚像的成像亮度。
[0101]
一些实施例中,波片15为二分之一波片。二分之一波片也称半波片,当法向入射的光透过二分之一波片时,能够使得寻常光和非常光之间的相位差等于π或其奇数倍。采用二分之一波片能够使得透过波片15的第二偏振光112的振动方向与第一偏振光111的振动方向相同,也即,第二偏振光112与第一偏振光111是相同的光,进而降低了第一偏振光111和第二偏振光112在成像部件上的成像亮度差异。也即,采用二分之一波片有利于降低第一虚像和第二虚像的亮度差异,提高平行显示装置10的成像质量。
[0102]
进一步地,二分之一波片由云母片制成,具体由多硅白云母、石英、石榴石或金红石等材料组成。
[0103]
一些实施例中,波片15的入射面151平行于显示部件11的显示面113,即波片15的入射面151平行于图1中的x方向。这样,在波片15的尺寸大小不变的情况下,将波片15的入射面151平行于显示部件11的显示面113能够使得更多的经反射镜反射后的第二偏振光112能够透过波片15,使得更多的第二偏振光112的振动方向与第一偏振光111的振动方向相等,进而更有利于降低第一虚像和第二虚像的亮度差异,提高平行显示装置10的成像质量。
可以理解的是,当该平行显示装置10应用于车辆时,波片15的入射面151平行于车辆的行进方向。
[0104]
一些实施例中,平行显示装置10还包括马达单元16,该马达单元16与反射镜14电连接,马达单元16用于驱动反射镜14运动,以改变所述反射镜14的位置。也即是说,马达单元16可以控制反射镜14相对第一镜片12运动,进而改变第一偏振光111和第二偏振光112的反射路线,从而实现调节第一虚像和第二虚像位置的设计目的。示例性地,当该平行显示装置10应用于车辆时,驾驶员可利用马达单元16调整反射镜14的位置,以控制第一虚像和第二虚像在成像部件上的位置,以使得第一虚像和第二虚像的位置能够调节至较为合适驾驶员的视线的位置,以使平行显示装置10能够适应不同身高的驾驶员,提高驾驶员的驾驶体验。
[0105]
请参阅图2,本实用新型还公开了一种车辆100,该车辆100包括车辆主体20以及如第一方面所述的平行显示装置10,车辆主体20设有成像部件21,平行显示装置10设于车辆主体20内,第一偏振光依次经所述第一镜片和反射镜反射至成像部件21上,以形成第一虚像,第二偏振光透过第一镜片至第二镜片并经第二镜片反射至第一镜片,然后透过第一镜片至反射镜并经过反射镜反射后透过波片至成像部件21上,以形成第二虚像。
[0106]
具有上述第一方面的平行显示装置10的车辆100,能够实现降低平行显示装置10在车辆100的成像部件21上形成的近景成像和远景成像的亮度差异的设计目的,提高平行显示装置10的成像效果。
[0107]
进一步地,成像部件21可为车辆100的楔形风挡玻璃。该楔形风挡玻璃是指具有相对的第一端211和第二端212的风挡玻璃,且楔形风挡玻璃的厚度沿着第一端211向第二端212的方向上逐渐减小(具体可参阅图1中所示)。以车辆100的楔形风挡玻璃作为成像部件21,一方面是因为风挡玻璃是车辆100自身的结构部件,将风档玻璃作为成像部件21,可以减少车辆100所需部件的数量,能够有效降低车辆100的生产成本;另一方面,采用楔形形状的风挡玻璃可以避免第一虚像和第二虚像分别存在重影的问题,有利于提高车辆100的平行显示装置10的成像效果。
[0108]
更进一步地,第一偏振光射入风挡玻璃的入射角为60
°
~85
°
,例如,第一偏振光射入风挡玻璃的入射角可为60
°
、65
°
、70
°
、75
°
、80
°
或85
°
等,第二偏振光射入风挡玻璃的入射角为60
°
~85
°
,例如,第二偏振光射入风挡玻璃的入射角可为60
°
、65
°
、70
°
、75
°
、80
°
或85
°
等。当第一偏振光和第二偏振光射入风挡玻璃的入射角满足上述范围时,第一偏振光和第二偏振光在成像部件21上的反射率之比小于20,能够解决相关技术中第一偏振光和第二偏振光的反射率之比大于20的问题,有效地降低了第一虚像和第二虚像的亮度差异,即降低近景成像和远景成像的亮度差异,进而提高平行显示装置的成像效果。
[0109]
举例来说,本实施例以第一偏振光为垂直偏振光(s光),第二偏振光为水平偏振光(p光),第一偏振光和第二偏振光入射到风挡玻璃的入射角均为65
°
,风挡玻璃的折射率为1.5为例,由折射率公式n1sinθa=n2sinθb计算得到,第一偏振光和第二偏振光经风挡玻璃折射后的折射角为:
[0110]
θ2=arcsin(n1×
sinθ1÷
n2)=arcsin(1
×
sin65
°÷
1.5)=17.17
°
[0111]
其中,n1为空气折射率,其数值为1;θ1为第一偏振光入射到风挡玻璃的入射角;n2为风挡玻璃的折射率;θ2为第一偏振光经风挡玻璃折射后的折射角。
[0112]
同理可得,第二偏振光经风挡玻璃折射后的折射角为:
[0113]
θ4=arcsin(n1×
sinθ3÷
n2)=arcsin(1
×
sin65
°÷
1.5)=17.17
°
[0114]
其中,θ3为第二偏振光入射到风挡玻璃的入射角;θ4为第二偏振光经风挡玻璃折射后的折射角。
[0115]
由菲涅尔反射公式得到,风挡玻璃对第一偏振光的反射率为:
[0116][0117]
风挡玻璃对经过波片后的第二偏振光的反射率为:
[0118][0119]
经计算,第一偏振光和第二偏振光的反射率之比为1,解决了相关技术中的第一偏振光和第二偏振光的反射率之比大于20的问题,同时还有效地降低了第一虚像和第二虚像的亮度差异,即降低近景成像和远景成像的亮度差异,进而提高了平行显示装置10的成像效果。
[0120]
假设第二偏振光没有经过波片,则风挡玻璃对第二偏振光的反射率为:
[0121][0122]
经计算,第一偏振光和第二偏振光的反射率之比为0.228/0.013=17.54,虽然解决了相关技术中的第一偏振光和第二偏振光的反射率之比大于20的问题,但第一虚像和第二虚像的亮度差异仍较大,即近景成像和远景成像的亮度差异仍较大。
[0123]
当以第一偏振光为垂直偏振光(s光),第二偏振光为水平偏振光(p光),第一偏振光和第二偏振光入射到风挡玻璃的入射角均为80
°
,风挡玻璃的折射率为1.5为例时,由折射率公式n1sinθa=n2sinθb计算得到,第一偏振光经风挡玻璃折射后的折射角为:
[0124]
θ2=arcsin(n1×
sinθ1÷
n2)=arcsin(1
×
sin80
°÷
1.5)=41.04
°
[0125]
同理可得,第二偏振光经风挡玻璃折射后的折射角为:
[0126]
θ4=arcsin(n1×
sinθ3÷
n2)=arcsin(1
×
sin80
°÷
1.5)=41.04
°
[0127]
由菲涅尔反射公式得到,风挡玻璃对第一偏振光的反射率为:
[0128][0129]
风挡玻璃对经过波片后第二偏振光的反射率为:
[0130][0131]
经计算,第一偏振光和第二偏振光的反射率之比为1,解决了相关技术中的第一偏振光和第二偏振光的反射率之比大于20的问题,同时还有效地降低了第一虚像和第二虚像的亮度差异,即降低近景成像和远景成像的亮度差异,进而提高了平行显示装置10的成像效果。
[0132]
假设第二偏振光没有经过波片,则风挡玻璃对第二偏振光的反射率为:
[0133][0134]
经计算,第一偏振光和第二偏振光的反射率之比为0.539/0.237=2.27,解决了相关技术中的第一偏振光和第二偏振光的反射率之比大于20的问题,但第一虚像和第二虚像的亮度仍有一定的差异,即近景成像和远景成像的亮度仍有一定的差异。
[0135]
当以第一偏振光为垂直偏振光(s光),第二偏振光为水平偏振光(p光),第一偏振光入射到风挡玻璃的入射角为65
°
和第二偏振光入射到风挡玻璃的入射角为70
°
,风挡玻璃的折射率为1.5为例时,由折射率公式n1sinθa=n2sinθb计算得到,第一偏振光经风挡玻璃折射后的折射角为:
[0136]
θ2=arcsin(n1×
sinθ1÷
n2)=arcsin(1
×
sin65
°÷
1.5)=37.17
°
[0137]
同理可得,第二偏振光经风挡玻璃折射后的折射角为:
[0138]
θ4=arcsin(n1×
sinθ3÷
n2)=arcsin(1
×
sin70
°÷
1.5)=38.79
°
[0139]
由菲涅尔反射公式得到,风挡玻璃对第一偏振光的反射率为:
[0140][0141]
风挡玻璃对经过波片后的第二偏振光的反射率为:
[0142][0143]
经计算,第一偏振光和第二偏振光的反射率之比为0.228/0.300=0.76,解决了相关技术中的第一偏振光和第二偏振光的反射率之比大于20的问题,同时还有效地降低了第一虚像和第二虚像的亮度差异,即降低近景成像和远景成像的亮度差异,进而提高了平行显示装置10的成像效果。
[0144]
假设第二偏振光没有经过波片,则风挡玻璃对第二偏振光的反射率为:
[0145][0146]
经计算,第一偏振光和第二偏振光的反射率之比为0.228/0.042=5.43,虽然解决了相关技术中的第一偏振光和第二偏振光的反射率之比大于20的问题,但第一虚像和第二虚像的亮度差异仍较大,即近景成像和远景成像的亮度差异仍较大。
[0147]
综上,当第一偏振光入射到风挡玻璃的入射角和第二偏振光入射到风挡玻璃的入射角满足前述范围时,无论第一偏振光入射到风挡玻璃的入射角与第二偏振光入射到风挡玻璃的入射角是否相等,均能有效解决相关技术中第一偏振光和第二偏振光的反射率之比大于20的问题。此外,让第二偏振光经过波片,能够更加有效地降低第一偏振光和第二偏振光的反射率之比,从而提高平行显示装置10的成像效果。
[0148]
以上对本实用新型实施例公开的平行显示装置及车辆进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的平行显示装置及车辆及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
再多了解一些

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