用于车辆的具有对太阳负荷的改进的耐受性的平视显示器的制作方法

本公开一般涉及平视显示器(hud)领域。更具体地，本公开涉及用于车辆中的具有对太阳负荷的改进的耐受性的hud。

背景技术：

1、在现有技术中，在车辆中使用平视显示器(hud)是已知的。hud是一种将图像直接投影到用户的视野中以便交叠背景场景而不干扰用户对背景场景的观看的装置。在汽车中，这通常意味着包含在图像中的信息以半透明的方式被投影到车辆的风挡的一部分上，使得车辆驾驶员能够快速且容易地获取信息，例如但不限于速度、导航辅助、发动机性能和操作条件，而不会将驾驶员的注意力从道路上移开。

2、通常，hud利用图像生成设备和一组透镜在液晶显示器(lcd)上生成背光图像。然后，背光被反射离开或透射通过多个透镜和/或反射镜，以在风挡或其它类似的反射表面上限定放大图像。随着hud变得越来越流行，消费者要求hud中的更大视场和更大像距。实现这些像距和视场要求的一种方式是将投影在风挡上的图像放大到lcd上的图像的至少十五倍。

3、然而，在某些太阳配置下，日光可以沿着与来自图像生成设备的光行进的路径相反的路径行进。基于太阳和车辆的位置，日光可以反射或透射离开或通过多个反射镜和/或透镜以聚焦在lcd上。来自日光的热量然后可能损害lcd。实验结果已经表明，lcd表面温度增加到大于117℃(或242.6°f)可以导致lcd功能的暂时或永久退化。当日光沿hud图像路径逆向反射时，日光的放大使得lcd表面温度更可能上升到这些水平，因此图像放大使得lcd更容易受到这种类型的损害。

4、因此，存在对解决现有技术中的上述问题的利用lcd技术的具有对来自日光的热量的改进的耐受性的hud的未满足的需求。

技术实现思路

1、本公开提供了一种用于车辆中的改进的平视显示器(hud)，包括液晶显示器(lcd)，其中该设计提供了对lcd免受由来自日光的热所引起的损害的更大的保护。本公开优选地包括图像生成设备、lcd组件、光学结合组件和折叠镜。

2、在优选实施例中，图像生成设备包括发光二极管(led)阵列和散热器。

3、lcd组件优选地包括lcd和具有前侧和背侧的热镜玻璃，其中热镜涂层覆盖热镜玻璃的前侧，并且偏振膜覆盖热镜玻璃的背侧。热镜涂层将红外(ir)和紫外(uv)波长的光反射离开lcd，并且偏振膜从日光中截除p偏振光。入射的日光是非偏振的，这意味着是线性或圆形偏振光的非相干组合，并且因此具有随机的、时间相关的和快速偏移的偏振。通过去除一个偏振场，即通过滤除p偏振能量，偏振膜将由日光传送的热能的总量截除一半。

4、在优选实施例中，光学结合组件包括光学结合粘合剂，以将光学结合(“ob”)玻璃片结合到lcd的背侧。该ob玻璃片优选地与冷镜膜(cmf)叠层，该冷镜膜进一步使光偏振并截除p偏振光。总之，光学结合组件增加了lcd的比热，并且有助于减少由于日光引起的温度升高。

5、优选实施例还包括在lcd和风挡之间的折叠镜。优选地，在折叠镜上施加冷镜涂层，其仅将可见光谱的光朝着lcd反射。

6、总之，折叠镜上的冷镜涂层、lcd上的热镜涂层和偏振膜、以及具有结合到lcd的cmf的光学结合组件减少了通过日光传输到lcd的热量。此外，在启动车辆时，空气调节平均花费三分钟以将hud温度降低到正常温度，优选地大约25摄氏度，在该点处，损害lcd的风险较低。本文所公开的对抗措施的添加将日光将lcd表面加热到117℃所需的时间量增加到超过四分钟，借此减少由于日光的强度或太阳负荷而导致lcd损害的风险。

7、本发明的优选实施例包括：

8、一种用于车辆中的具有改进的抗日载荷性能的平视显示器(hud)，所述hud包括：

9、液晶显示器(lcd)组件；

10、光学结合组件；以及

11、图像生成设备；

12、其中，lcd组件包括lcd和热镜玻璃；

13、其中热镜玻璃包括热镜涂层和偏振膜；以及

14、其中所述光学结合组件包括结合到所述lcd的光学结合(ob)玻璃片、以及冷镜膜(cmf)。

技术特征：

1.一种用于车辆中的具有对太阳负荷的改进的耐受性的平视显示器(hud)，所述hud包括：

2.如权利要求1所述的hud，其中所述光学结合组件可操作地连接到所述图像生成设备，被配置成接收由所述图像生成设备产生的背光，并被配置成将背光透射到所述lcd组件。

3.如权利要求2所述的hud，其中所述ob玻璃片被配置成增加所述lcd的热质量并增加所述hud的比热。

4.如权利要求2所述的hud，其中所述lcd组件可操作地连接到所述光学结合组件，并被配置成从所述光学结合组件接收所述背光。

5.如权利要求4所述的hud，其中所述热镜涂层覆盖所述热镜玻璃的前侧，被配置成将日光的红外(ir)和紫外(uv)波长反射离开所述lcd，并且被配置成允许所述背光从所述lcd透射通过所述热镜玻璃。

6.如权利要求4所述的hud，其中所述偏振膜覆盖所述热镜玻璃的背面，并且被配置成从反射到所述lcd上的日光中截除p偏振光，从而减少反射到所述lcd上的日光的热量。

7.如权利要求4所述的hud，附加地包括折叠镜，其中所述折叠镜与所述lcd组件可操作地连接，被配置成从所述lcd组件接收背光，并且被配置成将背光透射到诸如风挡之类的合适的反射表面。

8.如权利要求7所述的hud，附加地包括凹面镜，其中所述折叠镜与所述lcd组件可操作地连接，被配置成从所述lcd组件接收背光，并且被配置成将背光透射到所述凹面镜，并由此透射到诸如风挡之类的合适的反射表面。

9.如权利要求7所述的hud，附加地包括被施加到所述折叠镜的冷镜涂层，其中所述冷镜涂层被配置成仅将可见光谱的光朝向所述lcd组件反射，并且被配置成使红外光透射通过所述折叠镜并远离所述lcd。

10.如权利要求1所述的hud，其中所述图像生成设备包括图像阵列和散热器。

11.如权利要求10所述的hud，其中所述图像阵列包括led阵列和多个透镜。

12.如权利要求11所述的hud，其中所述多个透镜包括至少一个聚光透镜和至少一个双凸透镜。

13.如权利要求1所述的hud，其中所述lcd包括薄膜晶体管(tft)。

14.如权利要求1所述的hud，其中所述折叠镜是平面镜。

15.如权利要求1所述的hud，其中所述折叠镜是非球面镜。

16.如权利要求1所述的hud，附加地包括眩光陷波器。

17.如权利要求1所述的hud，其中所述cmf限定至少1.65的有效透射率。

18.根据权利要求1所述的hud，其中所述cmf限定0.008的δx的色移0°和0.008的δy的色移0°，其中δ是相对于没有增强膜的背光而言的。

19.根据权利要求1所述的hud，其中所述cmf限定0.015的δx的色移60°以及0.015的δy的色移60°。

20.根据权利要求1所述的hud，其中所述cmf限定最大值为1.5％的雾度、最小值为43％的总透射率以及最小值为50％的反射率。

技术总结
本发明涉及用于车辆的具有对太阳负荷的改进的耐受性的平视显示器。一种用于车辆中的具有对太阳负荷的改进的耐受性的平视显示器(LCD)，包括图像生成设备、LCD组件、光学结合组件和折叠镜，具有特定的设计对策以对抗由来自日光的热对LCD造成的损害。这些包括作为光学结合组件的部件的OB玻璃和冷镜膜(CMF)、作为LCD组件的部件的热镜涂层和偏振膜、以及在折叠镜上的冷镜涂层。当日光进入HUD时，冷镜涂层仅将可见光朝着LCD反射。热镜涂层将红外和紫外波长的光反射离开LCD。偏振膜截除p偏振光。OB玻璃和CMF增加HUD的比热。HUD由此减少了太阳负荷，否则太阳负荷将由于热应力而损害LCD。

技术研发人员：E·H·多,S·S·韦格尔,A·克里希纳,田中胜弘,I·古普塔
受保护的技术使用者：N.S.国际有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5