技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及抬頭顯示裝置，特別是涉及一種機(jī)動(dòng)設(shè)備上的消重影的抬頭顯示裝置。

背景技術(shù)：
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隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，抬頭顯示(hud，headupdisplay)系統(tǒng)被越來(lái)越多地在汽車上使用。汽車上的抬頭顯示裝置能夠?qū)⒅匾男熊囆畔?，例如速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、油耗、胎壓、導(dǎo)航以及外接智能設(shè)備的信息實(shí)時(shí)地顯示在前前擋風(fēng)玻璃上駕駛員的視野中，這樣使得駕駛員不必低頭，就可以看到行車信息，從而避免分散對(duì)前方道路的注意力；同時(shí)使得駕駛員不必在觀察遠(yuǎn)方的道路和近處的儀表之間調(diào)節(jié)眼睛，可以避免眼睛的疲勞，能夠極大地增強(qiáng)行車安全和改進(jìn)駕駛體驗(yàn)。

在車輛和飛機(jī)等移動(dòng)體的前擋風(fēng)玻璃上顯示各種運(yùn)行信息，在確認(rèn)外面的背景視野的圖像信息的同時(shí)對(duì)運(yùn)行信息進(jìn)行視覺(jué)辨認(rèn)，在所謂平視顯示器(hud：head-updisplay)中，在前擋風(fēng)玻璃的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的空氣界面上分別有3～4％的反射，由此，投影的圖像就會(huì)產(chǎn)生重影，使可視性惡化。

分鏡一般置于防風(fēng)罩、坐艙罩或其它透明基板上，這里通常稱為窗。一種解決方法是對(duì)窗的內(nèi)外表面加楔，使從一個(gè)表面反射離開(kāi)的(s偏振為主的)光在角度上與從分鏡或相對(duì)表面反射離開(kāi)的光分開(kāi)。然而，對(duì)防風(fēng)罩加楔會(huì)增加成本和制造復(fù)雜性，而且能對(duì)實(shí)用設(shè)備實(shí)現(xiàn)的楔角極為有限，其對(duì)外窗表面反射的依賴性，水、冰、臟物等會(huì)嚴(yán)重畸變或損害像質(zhì)。另一問(wèn)題是依賴于偏振方向變化層：該層在大的入射角下正常工作，但在整個(gè)可見(jiàn)光譜內(nèi)難以如此，一般實(shí)現(xiàn)不了。

其它已知hud系統(tǒng)向觀看者投射其它類型的偏振光，諸如s偏振光或圓形偏振光。此類系統(tǒng)一般遇到這樣的情況：導(dǎo)向觀看者的部分或全部圖像光在水平面內(nèi)偏振這正是被普通偏振太陽(yáng)鏡拒絕的偏振分量。故若使用這類太陽(yáng)鏡，就更難見(jiàn)到投影圖像。

另外，現(xiàn)有技術(shù)中也存在設(shè)置多層聚合物p偏振反射鏡，諸如層數(shù)高達(dá)數(shù)十至數(shù)百層，這樣提高了材料成本和工藝難度，例同時(shí)前前擋風(fēng)玻璃的整體均一性也被破壞，降低了美觀度；此外，夾層玻璃上局部設(shè)置光學(xué)功能層或反射偏振鏡的區(qū)域的粘結(jié)強(qiáng)度可能降低從而造成安全隱患；而且，部分光學(xué)功能層或反射偏振鏡的可見(jiàn)光透過(guò)率偏低，從而對(duì)駕駛員的視野或前前擋風(fēng)玻璃的外觀產(chǎn)生影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)以上提及的現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種能夠清晰無(wú)重影、多色顯示、結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單和成本低廉的抬頭顯示裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：一種抬頭顯示裝置，安裝于機(jī)動(dòng)設(shè)備內(nèi)，其具有辨識(shí)度為0.01mm的消重影效果，其特征在于：包括向所述機(jī)動(dòng)設(shè)備的前擋風(fēng)玻璃投射圖像的投影光源，所述前擋風(fēng)玻璃其中間設(shè)有一轉(zhuǎn)換裝置，

所述轉(zhuǎn)換裝置為三層結(jié)構(gòu)，中間層為對(duì)p光和s光均具有較高的折射率，與中間層鄰接靠近機(jī)動(dòng)設(shè)備的第一層對(duì)p光具有較低的折射率，與中間層鄰接遠(yuǎn)離機(jī)動(dòng)設(shè)備的第二層對(duì)s光具有較低的折射率，所述第一層和第二層和前擋風(fēng)玻璃的折射率差不大于0.1，

圖像的射束由所述投影光源經(jīng)過(guò)在出光側(cè)布置在所述投影光源上的偏振器線性偏振地通過(guò)光學(xué)成像單元被導(dǎo)向前擋風(fēng)玻璃，并且由所述前擋風(fēng)玻璃轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)設(shè)備內(nèi)觀察者的方向，在所述光束的位于所述投影光源和所述前擋風(fēng)玻璃之間的光程中布置有兩個(gè)可反射的線性偏振器，所述兩個(gè)線性偏振器的偏振方向相應(yīng)于由所述成像裝置所射出的光束的偏振方向，并且在由所述前擋風(fēng)玻璃到所述投影光源的光程上對(duì)另一個(gè)偏振所發(fā)射的光線進(jìn)行反射，其中第一線性偏振器設(shè)在第一層的遠(yuǎn)離中間層的一側(cè)，第二線性偏振器設(shè)在第二層的遠(yuǎn)離中間層的一側(cè)。

進(jìn)一步地，所述中間層的折射率為2.0～2.5，所述第一層和第二層的折射率為1.65～1.85。

進(jìn)一步地，所述中間層厚為10～20nm，所述第一層和第二層厚為50～80nm，所述前擋風(fēng)玻璃厚為8～40mm。

進(jìn)一步地，所述前擋風(fēng)玻璃可以為兩個(gè)相互平行的內(nèi)玻璃板和外玻璃板。

進(jìn)一步地，在高折射率層/低折射率層的疊層結(jié)構(gòu)中，高折射率層或低折射率層還包括多個(gè)子層。

進(jìn)一步地，所述投影光源可包括激光投影儀，其含有一個(gè)激光器和用于使激光器的輻射轉(zhuǎn)向的光學(xué)系統(tǒng)，光檢測(cè)器，其檢測(cè)發(fā)光顏料的發(fā)光輻射，和控制單元，其電子連接光檢測(cè)器和激光投影儀。

進(jìn)一步地，當(dāng)光檢測(cè)器沒(méi)有檢測(cè)到發(fā)光輻射時(shí)，控制單元中斷來(lái)自激光投影儀的輻射的發(fā)射。

優(yōu)選地，其中光檢測(cè)器包括至少一個(gè)單像素光傳感器。

進(jìn)一步地，發(fā)光顏料包括至少一種具有化學(xué)式r1-coo-ph(oh)x-coo-r2的對(duì)苯二甲酸羥烷基酯，其中，r1、r2是具有12至15個(gè)c原子的烯丙基，ph是苯基環(huán)，oh是鍵合到苯基環(huán)上的羥基，且x是7～8的整數(shù)。

本發(fā)明還提供了一種機(jī)動(dòng)設(shè)備，其采用上述相應(yīng)的可消重影的抬頭顯示裝置。

本發(fā)明由于采取了上述技術(shù)方案，其具有如下有益效果：

本發(fā)明所述的抬頭顯示裝置，通過(guò)在擋風(fēng)玻璃其中間設(shè)有三層不同折射率的轉(zhuǎn)換裝置，以及兩側(cè)低折射層上對(duì)不同p光和s光反射的線性偏振器，阻止射入前擋風(fēng)玻璃的光被前擋風(fēng)玻璃的后表面反射至人眼，并提高了進(jìn)入人眼的投影圖像的光，從而消除重影并提高了辨識(shí)度。該裝置消重影效果好，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，不需在汽車內(nèi)或前擋風(fēng)玻璃表面增加其他部件，不會(huì)造成結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜化，且不受視線范圍的限制，應(yīng)用方便且不影響美觀。另外投影光源可包括激光投影儀，其含有一個(gè)激光器和用于使激光器的輻射轉(zhuǎn)向的光學(xué)系統(tǒng)、光檢測(cè)器和控制單元，提高了多彩性和便于調(diào)控。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明所述的抬頭顯示裝置的整體示意圖。

圖2為抬頭顯示裝置中對(duì)偏振光的原理示意圖。

圖3為抬頭顯示裝置中的液晶顯示器的剖視圖。

圖4為抬頭顯示裝置中轉(zhuǎn)換裝置的透射率與波長(zhǎng)曲線。

圖5為采用了本發(fā)明所述的抬頭顯示裝置的機(jī)動(dòng)設(shè)備。

具體實(shí)施方式：

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明所述的抬頭顯示裝置100，安裝于機(jī)動(dòng)設(shè)備300內(nèi)，其具有辨識(shí)度為0.01mm的消重影效果，包括向所述機(jī)動(dòng)設(shè)備300的前擋風(fēng)玻璃2投射圖像的投影光源1，所述前擋風(fēng)玻璃2其中間設(shè)有一轉(zhuǎn)換裝置3，所述轉(zhuǎn)換裝置3為三層結(jié)構(gòu)，中間層為對(duì)p光和s光均具有較高的折射率，與中間層鄰接靠近機(jī)動(dòng)設(shè)備300的第一層對(duì)p光具有較低的折射率，與中間層鄰接遠(yuǎn)離機(jī)動(dòng)設(shè)備300的第二層對(duì)s光具有較低的折射率，所述第一層和第二層和前擋風(fēng)玻璃2的折射率差不大于0.1，圖像的射束由所述投影光源1經(jīng)過(guò)在出光側(cè)布置在所述投影光源1上的偏振器線性偏振地通過(guò)光學(xué)成像單元被導(dǎo)向前擋風(fēng)玻璃2，并且由所述前擋風(fēng)玻璃2轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)設(shè)備300內(nèi)觀察者400的方向，在所述光束的位于所述投影光源1和所述前擋風(fēng)玻璃2之間的光程中布置有兩個(gè)可反射的線性偏振器4，所述兩個(gè)線性偏振器4的偏振方向相應(yīng)于由所述成像裝置所射出的光束的偏振方向，并且在由所述前擋風(fēng)玻璃2到所述投影光源1的光程上對(duì)另一個(gè)偏振所發(fā)射的光線進(jìn)行反射，其中第一線性偏振器41設(shè)在第一層的遠(yuǎn)離中間層的一側(cè)，第二線性偏振器42設(shè)在第二層的遠(yuǎn)離中間層的一側(cè)。

所述中間層的折射率為2.0～2.5，所述第一層和第二層的折射率為1.65～1.85。另外所述中間層厚可設(shè)為10～20nm，所述第一層和第二層厚可設(shè)為50～80nm，所述前擋風(fēng)玻璃厚可設(shè)為8～40mm。

所述前擋風(fēng)玻璃為兩個(gè)相互平行的內(nèi)玻璃板和外玻璃板。

在高折射率層/低折射率層的疊層結(jié)構(gòu)中，高折射率層或低折射率層還包括多個(gè)子層。

使p偏振光的入射光以布儒斯特角θb的入射角射入上述結(jié)構(gòu)的平視顯示器用光學(xué)薄膜中。即，在第一光學(xué)層的第一主面上p偏振光的入射光以布儒斯特角θb入射。入射光在第一光學(xué)層中傳播，到達(dá)第一光學(xué)層的第二主面。這里，由于第一光學(xué)層的折射率n1和中間光學(xué)層的折射率n2不同，在第一光學(xué)層和中間光學(xué)層的界面上，入射光發(fā)生反射，產(chǎn)生第一反射光。此時(shí)，在第一光學(xué)層的第二主面上，由于入射光被變換成s偏振光，因此能得到s偏振光的反射率。例如，如果將第一光學(xué)層的折射率n1設(shè)為1.5，中間光學(xué)層的折射率n2設(shè)為2.0，在第一光學(xué)層和中間光學(xué)層的界面上的第一反射光的反射率就變成大約3.5％。而且，當(dāng)該第一反射光在第一光學(xué)層和中間光學(xué)層的界面上以s偏振光狀態(tài)發(fā)生反射后，在第一光學(xué)層中傳播，到達(dá)第一光學(xué)層的第一主面。此時(shí)，第一反射光變?yōu)閜偏振光。所以，第一反射光以p偏振光的狀態(tài)從平視顯示器用光學(xué)薄膜射出。

另一方面，入射光在中間光學(xué)層中傳播，到達(dá)中間光學(xué)層和第2光學(xué)層的界面(第2光學(xué)層的第一主面231)。這里，由于中間光學(xué)層的折射率n2和第二光學(xué)層的折射率n3不同，因此入射光在中間光學(xué)層和第二光學(xué)層的界面上發(fā)生反射，產(chǎn)生第二反射光122。此時(shí)，在中間光學(xué)層中，由于光以s偏振光狀態(tài)進(jìn)行傳播，因此能得到s偏振光的反射率。例如，如果將第二光學(xué)層的折射率n3設(shè)為1.5，將中間光學(xué)層的折射率n2設(shè)為2.0，那么在中間光學(xué)層和第二光學(xué)層的界面上的第二反射光122的反射率大約為3.5％。然后，當(dāng)該第二反射光在中間光學(xué)層和第二光學(xué)層的界面上以s偏振光的狀態(tài)發(fā)生反射后，在中間光學(xué)層及第一光學(xué)層中傳播，到達(dá)第一光學(xué)層的第一主面。此時(shí)，第2反射光變?yōu)閜偏振光。所以，第二反射光以p偏振光的狀態(tài)從平視顯示器用光學(xué)薄膜射出。

可以將這些第一反射光和第二反射光作為平視顯示器的顯示而進(jìn)行視覺(jué)辨認(rèn)。即，能夠?qū)Φ谝环瓷涔夂偷诙瓷涔獾目偤偷暮嫌?jì)反射光進(jìn)行視覺(jué)辨認(rèn)。該合計(jì)反射光的反射率為第一反射光和第二反射光的反射率的總和，在上述例子中，能夠以反射率大約7％的亮度來(lái)對(duì)該顯示進(jìn)行視覺(jué)辨認(rèn)。并且，這些第一反射光和第二反射光，由于都是p偏振光，所以即使使用可遮斷s偏振光的偏光太陽(yáng)鏡也能夠進(jìn)行視覺(jué)辨認(rèn)。

這樣，根據(jù)圖1中所例示的抬頭顯示裝置的轉(zhuǎn)換裝置3，就能夠使p偏振光的入射光高效地反射，能夠在p偏振光的狀態(tài)下生成反射光。

另外，在上述內(nèi)容中，在第一光學(xué)層和中間光學(xué)層的界面以及中間光學(xué)層和第二光學(xué)層的界面中，雖然能夠得到s偏振光的反射率，但是，假如在p偏振光射入這些界面的情況下，p偏振光的反射率大約為1％，合計(jì)只能得到大約2％左右的反射率，不能夠得到明亮的顯示。

另外，第一光學(xué)層或第二光學(xué)層，例如，可以使用由有機(jī)樹(shù)脂的延伸薄膜形成的1/2波長(zhǎng)板。此時(shí)，根據(jù)所使用的有機(jī)樹(shù)脂的不同，能夠得到1.45～1.6的折射率。

此外，就上述的中間光學(xué)層而言，作為高折射率樹(shù)脂，可以使用由高折射率tio2或zro2形成的，將例如粒直徑在50nm以下的微粒子混合到環(huán)氧樹(shù)脂后的樹(shù)脂。此時(shí)，能夠得到1.8～2.2的折射率。此外，也可以利用將tio2或zro2等高折射材料噴鍍到第一光學(xué)層或第二光學(xué)層的表面等的方法來(lái)成膜。另外，中間光學(xué)層可以使用低折射率材料。在這種情況下，作為低折射率材料，可以使用例如多孔二氧化硅。由此，能夠得到約1.3的折射率。

此外，在上述內(nèi)容中，雖然使p偏振光射入平視顯示器用光學(xué)薄膜中，可以使用如下的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)該p偏振光，例如，直線偏振光的激光器，由偏光濾光片進(jìn)行了直線偏振光處理后的的led或各種電燈，或者使用了偏振光片的各種的液晶顯示器(display)、mems(micro-electro-mechanicalsystem：微機(jī)電系統(tǒng))光學(xué)開(kāi)關(guān)和偏光濾光片的組合的裝置等。

另外，在上述內(nèi)容中，第一反射光和第二反射光，雖然產(chǎn)生了與中間光學(xué)層的厚度相對(duì)應(yīng)的光束的偏移，但是由于中間光學(xué)層的厚度較薄，僅為例如數(shù)十微米以下，所以在實(shí)際應(yīng)用上該偏移不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。

另外，在入射一側(cè)介質(zhì)的折射率設(shè)為ni，射出一側(cè)介質(zhì)的折射率設(shè)為n。的情況下，布儒斯特角θb被表示為arctan(n。/ni)。在本實(shí)施方式的情況下，入射一側(cè)介質(zhì)可以是空氣，此時(shí)，ni＝1。而且，第一光學(xué)層使用由有機(jī)樹(shù)脂的延伸薄膜形成的1/2波長(zhǎng)板，在折射率為1.51的情況下，嚴(yán)密地講，布儒斯特角θb為56.5度。此時(shí)，雖然p偏振光的反射率為0，但由于即使入射角偏離精密的布儒斯特角θb，p偏振光的反射率也不會(huì)急劇的變大，所以在實(shí)際應(yīng)用上，入射角也可以偏離精密的布儒斯特角θb。本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)中，在“以布儒斯特角入射”的情況下，包括以精密的布儒斯特角θb為中心偏離正負(fù)5度的范圍。

另外，在上述內(nèi)容中，各折射率可以是對(duì)可視光的折射率，作為代表，可以是對(duì)550nm的波長(zhǎng)的光的折射率。另外，在上述的光學(xué)設(shè)計(jì)中，考慮到第一光學(xué)層、中間光學(xué)層、第二光學(xué)層各自的折射率的波長(zhǎng)分散，或者，根據(jù)修正能見(jiàn)度的特性，能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)定第一光學(xué)層、中間光學(xué)層、第二光學(xué)層的各種特性。

另外，第一光學(xué)層和第二光學(xué)層，雖然將入射光的偏光面變換了90度，這里的“90度”不表示精密的角度，只要具有將入射光的p偏振光實(shí)際變換為s偏振光，或者將入射光的s偏振光實(shí)際變換為p偏振光的功能即可，另外，關(guān)于用于顯示的光的實(shí)際波長(zhǎng)，只要具有能夠相互變換p偏振光和s偏振光的功能即可。

進(jìn)一步地，所述投影光源可包括激光投影儀，其含有一個(gè)激光器和用于使激光器的輻射轉(zhuǎn)向的光學(xué)系統(tǒng)，光檢測(cè)器，其檢測(cè)發(fā)光顏料的發(fā)光輻射，和控制單元，其電子連接光檢測(cè)器和激光投影儀。

進(jìn)一步地，當(dāng)光檢測(cè)器沒(méi)有檢測(cè)到發(fā)光輻射時(shí)，控制單元中斷來(lái)自激光投影儀的輻射的發(fā)射。

優(yōu)選地，其中光檢測(cè)器包括至少一個(gè)單像素光傳感器。

進(jìn)一步地，發(fā)光顏料包括至少一種具有化學(xué)式r1-coo-ph(oh)x-coo-r2的對(duì)苯二甲酸羥烷基酯，其中，r1、r2是具有12至15個(gè)c原子的烯丙基，ph是苯基環(huán)，oh是鍵合到苯基環(huán)上的羥基，且x是7～8的整數(shù)。

在本發(fā)明的一個(gè)有利的實(shí)施方案中，光檢測(cè)器包括具有二維圖像傳感器，例如ccd傳感器的照相機(jī)。光檢測(cè)器優(yōu)選包括具有有源像素傳感器(aps傳感器，cmos傳感器)的照相機(jī)。特定優(yōu)點(diǎn)在于aps傳感器的高讀數(shù)速度和低功率要求。

通過(guò)激光投影儀的光學(xué)系統(tǒng)確定激光輻射在復(fù)合玻璃板上的位置。激光輻射在復(fù)合玻璃板上的位置決定檢測(cè)到的發(fā)光輻射在照相機(jī)的二維圖像傳感器上的位置。在本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，控制單元向該照相機(jī)傳送關(guān)于激光輻射在玻璃板上的預(yù)期位置的信息。因此，不需要讀取整個(gè)aps傳感器，而是僅讀取包括發(fā)光輻射在aps傳感器上的位置的傳感器子區(qū)域。這從讀數(shù)速度的角度看特別有利。

接連輻射至照相機(jī)的二維圖像傳感器的像素或像素組的序列可通過(guò)控制單元與要生成的圖像的形狀相比較。這能有利地檢查在復(fù)合玻璃板上生成顯示圖像的裝置的根據(jù)本發(fā)明的功能性。

在本發(fā)明的另一有利的實(shí)施方案中，光檢測(cè)器包括至少一個(gè)單像素光傳感器，例如光敏電阻、光電晶體管或二次電子倍增管，優(yōu)選光電二極管。該光電二極管是通過(guò)內(nèi)部光電效應(yīng)將p-n-躍遷或pin-躍遷上的可見(jiàn)光轉(zhuǎn)化成電流的半導(dǎo)體二極管。適合在可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)檢測(cè)的半導(dǎo)體材料包括例如硅或iii-v-化合物半導(dǎo)體，如鎵、鋁和/或銦的砷化物、磷化物或氮化物。光電二極管的特定優(yōu)點(diǎn)在于其短反應(yīng)時(shí)間。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，例如通過(guò)消波器周期性地中斷離開(kāi)激光投影儀的激光束?？梢詮募ぐl(fā)玻璃板中的發(fā)光顏料的階段中檢出的輻射中減去在激光輻射中斷的階段中光檢測(cè)器檢出的輻射。因此有利地降低外部光源，例如日光或消防隊(duì)或警察的示警燈(“藍(lán)光“)的干擾作用。借助鎖定放大器可以改進(jìn)信噪比。

在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，用最佳濾波器法(匹配濾波器)改進(jìn)光檢測(cè)器的信噪比。在這種情況中，以特有的周期性重復(fù)的脈沖序列從激光投影儀中發(fā)出激光輻射。可以例如通過(guò)消波器或通過(guò)中斷激光器的電壓供應(yīng)生成脈沖序列。離開(kāi)復(fù)合玻璃板的發(fā)光輻射隨后以相同的特有脈沖序列存在。分析光檢測(cè)器的信號(hào)的特有脈沖序列的存在。因此，可以有利地將發(fā)光輻射區(qū)別于背景輻射。

光檢測(cè)器可檢測(cè)的波長(zhǎng)范圍優(yōu)選適應(yīng)于發(fā)光顏料的發(fā)光輻射的波長(zhǎng)范圍。這可例如通過(guò)在光檢測(cè)器的活性表面前方的合適的光譜過(guò)濾器實(shí)現(xiàn)。因此有利地降低其它光源的干擾影響。如果反射或散射一部分激光輻射，一種這樣的其它光源例如甚至可以是激光器。

光檢測(cè)器還可包括透鏡和/或其它光學(xué)、電子或機(jī)械組件。

激光投影儀包括至少一個(gè)激光器作為輻射源，和規(guī)定激光輻射的方向并因此規(guī)定在復(fù)合玻璃板上的照射位置的光學(xué)系統(tǒng)。

激光投影儀的光學(xué)系統(tǒng)包括至少一個(gè)鏡子，其連接到可活動(dòng)組件上。該可活動(dòng)組件可包括例如至少一個(gè)壓電元件。該可活動(dòng)組件優(yōu)選包括基于微型系統(tǒng)原理的組件(微電機(jī)械系統(tǒng)，mems)。鏡子與可活動(dòng)mems組件形成所謂的微鏡裝置(mikrospiegelaktor)，更確切地，所謂的微型掃描儀。特定優(yōu)點(diǎn)在于小尺寸、輕重量、小功率消耗和抗環(huán)境影響的穩(wěn)固性。

借助可活動(dòng)組件，該鏡子可以以兩個(gè)方向，優(yōu)選兩個(gè)互相垂直的方向，特別優(yōu)選水平和垂直傾斜。該光學(xué)系統(tǒng)甚至可含有多個(gè)分別與一個(gè)可活動(dòng)組件相連的鏡子。例如，該光學(xué)系統(tǒng)可包括兩個(gè)鏡子，一個(gè)鏡子能夠水平傾斜，另一個(gè)鏡子能夠垂直傾斜。該光學(xué)系統(tǒng)還可包括其它機(jī)械、電子和/或光學(xué)組件，例如透鏡。

鏡子的排列確定激光輻射在復(fù)合玻璃板上的目標(biāo)位置。如果激光輻射離開(kāi)激光投影儀，該激光輻射照亮該激光輻射在復(fù)合玻璃板上的目標(biāo)位置。

激光輻射在復(fù)合玻璃板上的目標(biāo)位置在激光輻射可達(dá)的復(fù)合玻璃板區(qū)域內(nèi)移動(dòng)以生成圖像。當(dāng)激光輻射在復(fù)合玻璃板上的目標(biāo)位置位于要生成圖像的區(qū)域內(nèi)時(shí)，激光輻射離開(kāi)激光投影儀并到達(dá)復(fù)合玻璃板。當(dāng)激光輻射在復(fù)合玻璃板上的目標(biāo)位置不在要生成圖像的區(qū)域內(nèi)時(shí)，沒(méi)有激光輻射離開(kāi)激光投影儀。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，通過(guò)光柵掃描法生成復(fù)合玻璃板上的圖像。激光輻射在復(fù)合玻璃板上的目標(biāo)位置在激光輻射可達(dá)的至少一部分復(fù)合玻璃板區(qū)域上周期性地逐行移動(dòng)。兩個(gè)鄰行之間的距離可以與激光束在復(fù)合玻璃板上的寬度相同?；蛘撸瑑蓚€(gè)鄰行之間的距離可以小于或大于激光束在復(fù)合玻璃板上的寬度。光柵掃描法的特定優(yōu)點(diǎn)在于激光輻射在要生成圖像的區(qū)域中的均勻分布。因此，實(shí)現(xiàn)圖像的均勻亮度。

在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，通過(guò)向量掃描法生成復(fù)合玻璃板上的圖像。通過(guò)激光輻射在復(fù)合玻璃板上的目標(biāo)位置的移動(dòng)再現(xiàn)要生成的圖像的形狀。當(dāng)圖像具有單個(gè)相連區(qū)域(例如數(shù)字“0”)時(shí)，在激光輻射在要生成圖像的區(qū)域內(nèi)移動(dòng)的全程中目標(biāo)位置都定域在復(fù)合玻璃板上。因此，在激光輻射移動(dòng)的全程中，激光輻射都離開(kāi)激光投影儀。這有利地提供發(fā)光顏料的高激發(fā)速率和圖像的高亮度。在具有互相分隔的多個(gè)區(qū)域(例如數(shù)字“10”)的圖像的生成過(guò)程中，激光束在復(fù)合玻璃上的預(yù)期位置在激光移動(dòng)的大部分期間局限于要生成圖像的區(qū)域內(nèi)。

也可以通過(guò)向量掃描法與光柵掃描法的組合生成圖像。

該激光器優(yōu)選是二極管激光器。該激光器優(yōu)選發(fā)射波長(zhǎng)為360納米至420納米的電磁輻射。合適的市售二極管激光器是例如具有約405納米的發(fā)射波長(zhǎng)的二極管激光器。

在本發(fā)明的一個(gè)特別有利的實(shí)施方案中，該激光器發(fā)射波長(zhǎng)為375納米至400納米，例如395納米的電磁輻射。這從發(fā)射波長(zhǎng)在可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的發(fā)光顏料的激發(fā)角度看是有利的。激光輻射的波長(zhǎng)在這種情況中在電磁譜的uv-a范圍中。特定優(yōu)點(diǎn)在于在uv-a范圍(315納米至400納米)中比在可見(jiàn)光范圍(400納米至780納米)中更高的最大允許照射量。該較高的最大允許照射量來(lái)自輻射在眼中的不同作用機(jī)制。uv-a輻射作用于眼球晶狀體；可見(jiàn)光輻射作用于視網(wǎng)膜。較高的最大允許照射量使得在相同照射強(qiáng)度下在uv-a范圍中的最大允許照射期比在可見(jiàn)光范圍中更長(zhǎng)。例如，在可見(jiàn)光范圍中在1x10⁶w/m²照射強(qiáng)度下的最大允許照射期小于1x10^-8s；在uv-a范圍中大于1x10^-3s。因此，有利地延長(zhǎng)所需反應(yīng)時(shí)間——在檢測(cè)到激光投影儀與復(fù)合玻璃板之間的障礙物后必須在該時(shí)間內(nèi)中斷激光輻射。

激光投影儀還可包括多個(gè)激光器。各種激光器可具有相同的發(fā)射波長(zhǎng)或不同的發(fā)射波長(zhǎng)。

激光投影儀發(fā)出的激光輻射的功率優(yōu)選為5mw至1000mw，特別優(yōu)選50mw至600mw。這從生成足夠明亮圖像的角度看特別有利。

激光器發(fā)出的電磁輻射通常為線性偏振。借助線性偏振，電場(chǎng)的振蕩方向恒定。電場(chǎng)的絕對(duì)值和符號(hào)周期性改變。優(yōu)選振蕩方向被稱作偏振方向。線性偏振光可分解成具有相同頻率和相同傳播方向的兩個(gè)組分，它們彼此垂直地以相等的振幅和同相振蕩。這兩個(gè)組分的強(qiáng)度比被稱作偏振比。偏振比根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選為至少50:1，特別優(yōu)選至少90:1。

在本發(fā)明的一個(gè)有利的實(shí)施方案中，該激光輻射相對(duì)于復(fù)合玻璃板的表面平行(p-)偏振或主要p-偏振。p-偏振是指激光輻射到達(dá)復(fù)合玻璃板時(shí)的偏振方向在入射面中。入射向量和激光輻射到達(dá)復(fù)合玻璃板的位置處該復(fù)合玻璃板的表面法線跨越入射面。p-偏振的激光輻射在復(fù)合玻璃板的表面處高度折射而非反射。這對(duì)減輕激光輻射在復(fù)合玻璃板上的反射而言特別有利，這種反射會(huì)使觀看者分心或甚至遭受危險(xiǎn)。此外，較大比例的激光輻射到達(dá)含有發(fā)光顏料的復(fù)合玻璃板中間層。這有利地提高發(fā)光顏料的激發(fā)速率?？赏ㄟ^(guò)激光器圍繞由發(fā)射方向確定的軸旋轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)節(jié)偏振方向?；蛘?，可以例如通過(guò)λ/2波片調(diào)節(jié)偏振方向。

為了實(shí)現(xiàn)高偏振比，激光投影儀還可包括一個(gè)或多個(gè)起偏振器，例如偏振濾光器。

線性偏振的激光輻射的反射度取決于激光輻射在復(fù)合玻璃板表面上的入射角。反射度是反射的輻射功率與入射的輻射功率的比率。入射角是入射向量與激光輻射到達(dá)復(fù)合玻璃板表面的位置處該復(fù)合玻璃板的表面法線之間的角度。當(dāng)入射角等于所謂的布儒斯特角時(shí)，線性偏振的激光輻射的反射的降低特別顯著。對(duì)于以布儒斯特角的光入射，對(duì)p-偏振輻射的反射度為0。優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的在空氣/玻璃界面上的布儒斯特角大致為57.2°。

在本發(fā)明的一個(gè)特別有利的實(shí)施方案中，在激光輻射可達(dá)的復(fù)合玻璃板的整個(gè)區(qū)域中，激光輻射到達(dá)復(fù)合玻璃板表面的入射角在20°至70°之間。反射度通常小于或等于0.04。入射角非常特別優(yōu)選在38°至66°之間。反射度通常小于或等于0.02。這對(duì)避免復(fù)合玻璃板表面上的干擾反射特別有利。

在本發(fā)明的另一有利的實(shí)施方案中，在復(fù)合玻璃板的第一板的面向激光投影儀的表面上布置減反射涂層。因此，有利地減輕激光輻射在復(fù)合玻璃板上的反射并有利地提高發(fā)光顏料的激發(fā)速率。該減反射涂層優(yōu)選包括含有二氧化硅的多孔層。特定優(yōu)點(diǎn)在于減反射性質(zhì)不依賴于激光輻射在復(fù)合玻璃板上的入射角。該多孔層可例如通過(guò)蝕刻法制造并例如公開(kāi)在de822714b中?；蛘?，可以在溶膠-凝膠法中由膠態(tài)分散溶液施加該多孔層。例如在de19918811a1和gb2424382a中公開(kāi)了合適的方法。特別優(yōu)選根據(jù)所用激光器的發(fā)射波長(zhǎng)優(yōu)化減反射性質(zhì)，這可通過(guò)減反射涂層的層厚度的選擇實(shí)現(xiàn)。當(dāng)減反射涂層的層厚度為激光器的發(fā)射波長(zhǎng)的1/4或激光器的發(fā)射波長(zhǎng)的1/4的奇數(shù)倍數(shù)時(shí)，減反射性質(zhì)最優(yōu)。

在本發(fā)明的一個(gè)有利的實(shí)施方案中，在復(fù)合玻璃板上生成顯示圖像的裝置進(jìn)一步包括至少一個(gè)在中紅外波長(zhǎng)范圍內(nèi)敏感的光檢測(cè)器，優(yōu)選光電晶體管或光電二極管。該紅外光檢測(cè)器優(yōu)選在4微米至10微米的波長(zhǎng)范圍內(nèi)敏感。在這種波長(zhǎng)范圍中，該復(fù)合玻璃板優(yōu)選具有極低或沒(méi)有透射。適用于光電二極管的半導(dǎo)體材料是例如cdte或geau化合物。安置和校準(zhǔn)該紅外光檢測(cè)器以便檢測(cè)優(yōu)選至少?gòu)募す廨椛淇蛇_(dá)的復(fù)合玻璃板區(qū)域離開(kāi)復(fù)合玻璃板的紅外輻射。特別優(yōu)選地，檢測(cè)僅來(lái)自激光輻射可達(dá)的復(fù)合玻璃板區(qū)域的紅外輻射。為此，可通過(guò)結(jié)構(gòu)元件，例如光圈影響該紅外光檢測(cè)器的方向性。

該紅外光檢測(cè)器優(yōu)選檢測(cè)離開(kāi)復(fù)合玻璃板的熱輻射。就結(jié)構(gòu)可行性而言，優(yōu)選在與來(lái)自激光投影儀的激光輻射發(fā)射位置盡可能最小的距離處安置該紅外光檢測(cè)器。

該紅外光檢測(cè)器優(yōu)選與控制單元相連。在復(fù)合玻璃板前方移動(dòng)的障礙物造成該紅外光檢測(cè)器檢測(cè)到的紅外輻射的突然變化。在檢測(cè)到紅外輻射突然變化的情況中，通過(guò)控制單元中斷來(lái)自激光投影儀的激光輻射發(fā)射。特定優(yōu)點(diǎn)在于進(jìn)一步降低激光輻射對(duì)人類觀看者的危害。特別地，在啟動(dòng)激光輻射前已可以檢測(cè)到復(fù)合玻璃板前方的障礙物。

本發(fā)明的中間層含有至少一種發(fā)光顏料。發(fā)光顏料在本發(fā)明中含有有機(jī)和/或無(wú)機(jī)發(fā)色或發(fā)光化合物、離子、聚集體和/或分子。

當(dāng)該中間層包括多個(gè)單層時(shí)，該發(fā)光顏料可包含在一個(gè)或多個(gè)所述單層中。甚至可以在該中間層的不同單層中含有不同的發(fā)光顏料。

該發(fā)光顏料優(yōu)選具有350納米至450納米，特別優(yōu)選390納米至420納米的局部激發(fā)最大值。在這一范圍中獲得良好結(jié)果。該發(fā)光顏料優(yōu)選具有400納米至800納米，特別優(yōu)選430納米至500納米的局部發(fā)射最大值。在這一范圍中獲得良好結(jié)果。

該發(fā)光顏料優(yōu)選包括式：r1-coo-ph(oh)x-coo-r2的對(duì)苯二甲酸羥烷基酯，其中，r1、r2是具有12至15個(gè)c原子的烯丙基，ph是苯基環(huán)，oh是鍵合到苯基環(huán)上的羥基，且x是7～8的整數(shù)。通用結(jié)構(gòu)式是：

為了更詳細(xì)地說(shuō)明和更具說(shuō)服力地支撐本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)，現(xiàn)列舉一些實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述。

實(shí)施例1～3和對(duì)比例1

以市場(chǎng)上可買到的厚度為3.0毫米的鈉鈣硅酸鹽浮法玻璃為基片，經(jīng)過(guò)切割、磨邊、洗滌和烘干等工序后，進(jìn)入磁控濺射鍍膜線進(jìn)行鍍膜沉積，根據(jù)以下膜層設(shè)置在基片上沉積介質(zhì)層和銀層：

實(shí)施例1：玻璃基片/si3n430nm/tio25nm/zno8nm/ag11.9nm/nicrox3nm/znsnmgox38nm/si3n45nm；

實(shí)施例2：玻璃基片/si3n423nm/zno7nm/ag10nm/nicrox2nm/zno7nm/si3n463nm/zno7nm/ag10nm/nicrox2nm/zno8nm/znsnmgox31nm/si3n44nm；

實(shí)施例3：玻璃基片/si3n422nm/zno7nm/ag10nm/zr1nm/zno7nm/si3n458nm/zno7nm/ag10nm/zr1nm/zno7nm/si3n462nm/zno7nm/ag10nm/zr1nm/zno9nm/znsnmgox30nm/si3n44nm；

膜層沉積結(jié)束后，以市場(chǎng)上可買到的厚度為3.0毫米的鈉鈣硅酸鹽浮法玻璃為配片，按照汽車玻璃高溫成型工藝成型，再中間夾上一片0.76毫米厚度的無(wú)色pvb膠片，再在高壓釜中高壓合片，還經(jīng)過(guò)其他處理例如附件安裝后制成包括透明納米膜的夾層玻璃。

對(duì)比例1為無(wú)鍍膜的普通平板夾層玻璃，其結(jié)構(gòu)為兩片3.0毫米浮法玻璃之間夾上一層0.76毫米無(wú)色pvb膠片；除鍍膜沉積外，其余工藝過(guò)程同上。

實(shí)施例1～3和對(duì)比例1的抬頭顯示裝置中的投影光源為led背光的tft-lcd投影機(jī)，能夠產(chǎn)生p偏振光，其中還包含多個(gè)反射鏡，調(diào)節(jié)投影機(jī)位置和出射光的角度入射方向使觀察者能夠觀察到的顯示圖像達(dá)到最清晰。在用對(duì)比例玻璃進(jìn)行成像時(shí)，在投影機(jī)與玻璃之間附加一片樹(shù)脂半波片使得偏振方向變?yōu)閟偏振用于提高成像亮度，實(shí)施例1～3中保持p偏振光入射。實(shí)施例1～3和對(duì)比例1構(gòu)成的抬頭顯示裝置中將投影光源產(chǎn)生的偏振光以57度的布儒斯特角θb為入射，其他設(shè)置參數(shù)和顯示圖像質(zhì)量均在表1中示出。

表1：實(shí)施例1～3構(gòu)成的抬頭顯示裝置及其顯示圖像質(zhì)量

由表1中可知：實(shí)施例1～3構(gòu)成的抬頭顯示裝置能夠消除重影現(xiàn)象，并且能夠清晰顯示圖像。進(jìn)一步地，p偏振光的入射角度可偏離57度(布儒斯特角θb)，例如實(shí)施例1中p偏振光入射角度可增大到約68度，其成像依然清晰，目視無(wú)重影；實(shí)施例2和實(shí)施例3的p偏振光入射角度可設(shè)置為62度，其成像依然清晰，目視無(wú)重影。

實(shí)施例4～6

以市場(chǎng)上可買到的厚度為3.0毫米的鈉鈣硅酸鹽浮法玻璃為基片，經(jīng)過(guò)切割、磨邊、洗滌和烘干等工序后，與另一片市場(chǎng)上可買到的厚度為3.0毫米的鈉鈣硅酸鹽浮法玻璃作為配片，按照汽車玻璃高溫成型工藝成型。在合片之前，將包含單層銀層透明納米膜的高透型汽車聚酯(pet)貼膜布設(shè)在已成型的汽車前擋至少部分表面上；其中，實(shí)施例4將包含單層銀層透明納米膜的高透型汽車聚酯(pet)貼膜設(shè)置在內(nèi)玻璃板21與中間膜片23之間或外玻璃板22與中間膜片23之間；實(shí)施例5那樣，將包含單層銀層透明納米膜的高透型汽車聚酯(pet)貼膜設(shè)置在內(nèi)玻璃板21上遠(yuǎn)離中間膜片23的表面211即第一表面211上；實(shí)施例6將包含單層銀層透明納米膜的高透型汽車聚酯(pet)膜片設(shè)置在兩片pvb膜片23之間；然后，分別將上述設(shè)置有高透型汽車聚酯(pet)貼膜的玻璃經(jīng)過(guò)后續(xù)工藝?yán)绾掀⒏郊惭b等制成夾層玻璃產(chǎn)品。

實(shí)施例4～6的p偏振光源為led背光的tft-lcd投影光源，tft-lcd投影光源可產(chǎn)生p偏振光。實(shí)施例4～6構(gòu)成的抬頭顯示裝置中將投影光源產(chǎn)生的p偏振光以57°的布儒斯特角θb入射，其中的透明納米膜的種類、位置以及p偏振光的顏色和最終的顯示圖像質(zhì)量均在表2中示出。

表2：實(shí)施例4～6構(gòu)成的抬頭顯示裝置及其顯示圖像質(zhì)量

由表2中可知：實(shí)施例4～6構(gòu)成的抬頭顯示裝置能夠消除重影現(xiàn)象，并且能夠清晰顯示圖像。

本發(fā)明以上所列舉的實(shí)施例均在描述抬頭顯示裝置的結(jié)構(gòu)組成，而如具體的膜層沉積工藝、參數(shù)以及夾層玻璃制品的具體制作工藝和參數(shù)均未描述，可以理解的是這些未描述的部分皆為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知，故未描述的部分不影響本發(fā)明所要保護(hù)的范圍。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。