CN109870813A - 一种采用pbs偏振分光片的ar-hud光路系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及AR‑HUD技术领域，具体公开了一种采用PBS偏振分光片的AR‑HUD光路系统，包括置于PBS偏振分光片底部的投影模组，以及由从左至右依次摆放的反射型扩散板、1/4玻片、所述PBS偏振分光片、自由曲面反射镜所组成的成像系统，还包括置于所述PBS偏振分光片上方的消光机构，所述自由曲面反射镜置于所述PBS偏振分光片的左侧。本发明在投影模组和反射型扩散板之间加入1/4玻片和PBS偏振分光片，成像光线经过PBS偏振分光片、1/4玻片和反射型扩散板之间的分光、折叠，从而P偏振光的成像进入人眼，使得驾驶人员即使戴着偏光太阳镜也能看的清图像，在保证成像效果的前提下也大大地减小了AR‑HUD的体积。
Description
技术领域
本发明涉及AR-HUD技术领域，尤其涉及一种采用PBS偏振分光片的AR-HUD光路系统。
背景技术
HUD的全称是Head Up Display，即平视显示器，最早应用于军用飞机上。上世纪80年代，HUD开始应用于汽车，使得驾驶员在驾驶过程中无需将视线转移到仪表盘或者中控上，使得驾驶员能在保证正常驾驶的同时，关注到汽车的各项指标，提升驾驶的安全性和便捷性。HUD所投影的信息主要是汽车的行驶状况指标，比如仪表盘上所显示的车速、油量等信息；进一步，设计人员希望通过HUD实现智能驾驶的目标，AR-HUD投影距离远，视场角大，成像能覆盖一个车道以上，使成像能与实际环境路况相结合，增强显示的立体感。
目前汽车风挡经玻璃大部分反射的是S偏振光、透射P偏振光，当驾驶员戴上偏光太阳镜(主要反射S偏振光，透射P偏振光)时，因为偏光太阳镜挡住的也正好是S偏振光，所以几乎看不见图像，影响驾驶员获取AR-HUD投影的辅助信息。
发明内容
本发明提供一种采用PBS偏振分光片的AR-HUD光路系统，解决的技术问题是：现有AR-HUD在驾驶员带偏光太阳镜时，由于其偏光特性导致佩戴偏光太阳镜的驾驶员几乎看不清HUD投影的图像信息。
为解决以上技术问题，本发明提供一种采用PBS偏振分光片的AR-HUD光路系统，包括置于PBS偏振分光片底部的投影模组，以及由从左至右依次摆放的反射型扩散板、1/4玻片、所述PBS偏振分光片、自由曲面反射镜所组成的成像系统，还包括置于所述PBS偏振分光片上方的消光机构，所述自由曲面反射镜置于所述PBS偏振分光片的左侧；
所述投影模组出射的投影信息经过所述PBS偏振分光片变成第一P偏振光束和S偏振光束；所述第一P偏振光束透过所述PBS偏振分光片而打到所述消光机构上；所述S偏振光束经过所述PBS偏振分光片反射后，再经过所述1/4玻片和所述反射型扩散板转变成第一P偏振光束并透过所述PBS偏振分光片先后经所述自由曲面反射镜和风挡玻璃反射，在人眼成像。
进一步地，所述风挡玻璃的内表面里加入P偏振光反射夹层或内表面外镀有P偏振光反射膜。
优选地，所述1/4玻片置于所述反射型扩散板前方。
优选地，所述投影模组采用DLP投射模组。
另一优选地，所述投影模组采用激光或TFT投射模组。
优选地，所述自由曲面反射镜设计为可在预设±角度范围内自由翻转。
本发明提供的一种采用PBS偏振分光片的AR-HUD光路系统，投影模组发出的光经过PBS偏振分光片后分成偏振光第一P偏振光束和S偏振光束，由于PBS偏振分光片透P偏振光、反射S偏振光，故经过PBS偏振分光片透射的第一P偏振光束打到消光机构上，使其不再进入成像系统，防止形成杂光。而经过PBS偏振分光片反射的S偏振光束第一次经过1/4玻片后，变成与原来偏振方向相差45°的偏振光，在经过反射型扩散板反射第二次经过1/4玻片偏振方向再旋转45°变成第二P偏振光束，到达自由曲面反射镜并由其反射到风挡玻璃上，风挡玻璃表面镀有或贴着一层P偏振光反射膜，故第二P偏振光束经过风挡玻璃反射，在人眼位置成像；
本发明在投影模组和反射型扩散板之间加入1/4玻片和PBS偏振分光片，成像光线经过PBS偏振分光片、1/4玻片和反射型扩散板之间的分光、折叠，从而P偏振光的成像进入人眼，使得驾驶人员即使戴着偏光太阳镜也能看的清图像，在保证成像效果的前提下也大大地减小了AR-HUD的体积。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种采用PBS偏振分光片的AR-HUD光路系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的风挡玻璃内表面里加P偏振光反射夹层的示意图；
图3是本发明实施例提供的风挡玻璃内表面外镀P偏振光反射膜的示意图；
其中：投影模组1、PBS偏振分光片23、消光机构3、反射型扩散板21、1/4玻片22、自由曲面反射镜24、风挡玻璃4、P偏振光反射夹层41、P偏振光反射膜42。
具体实施方式
下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，附图仅为较佳实施例，仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。
发明实施例提供的一种采用PBS偏振分光片的AR-HUD光路系统，如图1所示，包括置于PBS偏振分光片23底部的投影模组1，以及由从左至右依次摆放的反射型扩散板21、1/4玻片22、所述PBS偏振分光片23、自由曲面反射镜24所组成的成像系统2，还包括置于所述PBS偏振分光片23上方的消光机构3，所述自由曲面反射镜24置于所述PBS偏振分光片23的左侧；
所述投影模组1出射的投影信息经过所述PBS偏振分光片23变成第一P偏振光束和S偏振光束；所述第一P偏振光束透过所述PBS偏振分光片23而打到所述消光机构3上；所述S偏振光束经过所述PBS偏振分光片23反射后，再经过所述1/4玻片22和所述反射型扩散板21转变成第一P偏振光束并透过所述PBS偏振分光片23先后经所述自由曲面反射镜24和风挡玻璃4反射，在人眼成像。
在本优选实施例中，如图2所示，所述风挡玻璃4内表面里需要加入P偏振光反射夹层41，或者是如图3所示，所述风挡玻璃4内表面外镀有P偏振光反射膜42，用于反射P偏振光。
在本优选实施例中，所述1/4玻片22置于所述反射型扩散板21前方。
优选地，所述投影模组1采用DLP投射模组，因为DLP体积小，光利用率高，高亮度高分辨率，适合车内空间有限的环境。所述投影模组1也可以采用激光或TFT投射模组，但是占用体积则比本实施例大。
在本实施例中，所述自由曲面反射镜24设计为可在预设±角度范围内自由翻转，以适应不同身高的驾驶员，使其获得最佳观视体验。
再次参见图1，其中细实线代表P偏振光，虚线代表S偏振光，粗实线代表投影模组1的出射光线，箭头所指方向代表光的传播方向。本发明提供的一种采用PBS偏振分光片的AR-HUD光路系统，投影模组1发出的光经过PBS偏振分光片23后分成偏振光第一P偏振光束和S偏振光束，由于PBS偏振分光片23透P偏振光、反射S偏振光，故经过PBS偏振分光片23透射的第一P偏振光束打到消光机构3上，使其不再进入成像系统2，防止形成杂光。而经过PBS偏振分光片23反射的S偏振光束第一次经过1/4玻片22后，变成与原来偏振方向相差45°的偏振光，在经过反射型扩散板21反射第二次经过1/4玻片22偏振方向再旋转45°变成第二P偏振光束，到达自由曲面反射镜24并由其反射到风挡玻璃4上，风挡玻璃4表面镀有或贴着一层P偏振光反射膜42(或风挡玻璃内部设有P偏振光反射夹层)，故第二P偏振光束经过风挡玻璃4反射，在人眼位置成像。
本发明实施例在投影模组1和反射型扩散板21之间加入1/4玻片22和PBS偏振分光片23，成像光线经过PBS偏振分光片23和1/4玻片22之间的折叠，从而P偏振光的成像进入人眼，使得驾驶人员即使戴着偏光太阳镜也能看的清图像，在保证成像效果的前提下也大大地减小了AR-HUD的体积。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种采用PBS偏振分光片的AR-HUD光路系统，其特征在于，包括置于PBS偏振分光片底部的投影模组，以及由从左至右依次摆放的反射型扩散板、1/4玻片、所述PBS偏振分光片、自由曲面反射镜所组成的成像系统，还包括置于所述PBS偏振分光片上方的消光机构，所述自由曲面反射镜置于所述PBS偏振分光片的左侧；
所述投影模组出射的投影信息经过所述PBS偏振分光片变成第一P偏振光束和S偏振光束；所述第一P偏振光束透过所述PBS偏振分光片而打到所述消光机构上；所述S偏振光束经过所述PBS偏振分光片反射后，再经过所述1/4玻片和所述反射型扩散板转变成第一P偏振光束并透过所述PBS偏振分光片先后经所述自由曲面反射镜和风挡玻璃反射，在人眼成像。
2.如权利要求1所述的一种采用PBS偏振分光片的AR-HUD光路系统，其特征在于：所述风挡玻璃的内表面里加入P偏振光反射夹层或内表面外镀有P偏振光反射膜。
3.如权利要求1所述的一种采用PBS偏振分光片的AR-HUD光路系统，其特征在于：所述1/4玻片置于所述反射型扩散板前方。
4.如权利要求1所述的一种采用PBS偏振分光片的AR-HUD光路系统，其特征在于：所述投影模组采用DLP投射模组。
5.如权利要求1所述的一种采用PBS偏振分光片的AR-HUD光路系统，其特征在于：所述投影模组采用激光或TFT投射模组。
6.如权利要求1所述的一种采用PBS偏振分光片的AR-HUD光路系统，其特征在于：所述自由曲面反射镜设计为可在预设±角度范围内自由翻转。
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