本發(fā)明實(shí)施例涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抬頭顯示系統(tǒng)及具有抬頭顯示系統(tǒng)的汽車。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，車載抬頭顯示器(Head Up Display，HUD)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車上。車載抬頭顯示裝置可將汽車當(dāng)前的行駛速度、方向、當(dāng)航信息、路況等信息，通過(guò)HUD顯示在駕駛員的前方，避免駕駛員低頭查看相關(guān)信息，做到目不離路，從而使得駕駛更加安全。

目前，現(xiàn)有的車載抬頭顯示器的出射光均為線偏振光。發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)發(fā)明的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)駕駛員佩戴偏振光太陽(yáng)鏡時(shí)，如果出射光的偏振方向?yàn)樗椒较?，偏振光太?yáng)鏡采用的是縱偏振片，縱偏振片只能通過(guò)豎直方向的偏振光，而水平方向的偏振光全部被偏振光太陽(yáng)鏡阻擋，進(jìn)入不了駕駛員的眼睛，觀察不到HUD的顯示內(nèi)容，存在安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種抬頭顯示系統(tǒng)及具有抬頭顯示系統(tǒng)的汽車，將線偏振光轉(zhuǎn)變?yōu)闄E圓偏振光，避免出射光全部被偏振光眼鏡阻擋，消除駕駛員佩戴偏振光太陽(yáng)鏡觀察HUD顯示內(nèi)容的影響。

本發(fā)明實(shí)施例一種抬頭顯示系統(tǒng)，其包括投射部和相位補(bǔ)償部，所述投射部用于投射影像，所述相位補(bǔ)償部的光軸與所述投射部出射光的偏振方向呈預(yù)定角度，以使所述投射部的出射光穿出所述相位補(bǔ)償部后轉(zhuǎn)變?yōu)闄E圓偏振光。

可選地，所述相位補(bǔ)償部為1/4波片。

可選地，其中，所述預(yù)定角度為θ，0＜θ＜90°。

可選地，其中，θ＝45°。

可選地，其中，所述相位補(bǔ)償部為相位補(bǔ)償膜或者液晶膜。

可選地，其中，所述光軸與所述相位補(bǔ)償膜或者液晶膜的表面平行。

可選地，所述抬頭顯示系統(tǒng)還包括用于保護(hù)投射部的保護(hù)罩，其中，所述相位補(bǔ)償部貼合在所述保護(hù)罩上，投射部的出射光穿過(guò)保護(hù)罩，從所述相位補(bǔ)償部穿出。

可選地，所述抬頭顯示系統(tǒng)還包括用于反射投射部出射光的反射屏，其中，所述相位補(bǔ)償部貼合在所述反射屏上，所述投射部的出射光經(jīng)所述反射屏反射，從所述相位補(bǔ)償部穿出。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種具有抬頭顯示系統(tǒng)的車輛，其包括如上任一所述的抬頭顯示系統(tǒng)。

可選地，所述抬頭顯示系統(tǒng)設(shè)置在駕駛室內(nèi)，位于駕駛座的前方。

本發(fā)明實(shí)施例提供的抬頭顯示系統(tǒng)及具有抬頭顯示系統(tǒng)的汽車通過(guò)設(shè)置相位補(bǔ)償部，將投射部出射光轉(zhuǎn)化為橢圓偏振光，當(dāng)駕駛員佩戴偏振光太陽(yáng)鏡時(shí)，橢圓偏振光形成的影像無(wú)法被偏振光太陽(yáng)鏡完全阻擋，使得投影影像進(jìn)入駕駛員眼睛，以觀察到HUD的顯示內(nèi)容，消除駕駛員佩戴偏振光太陽(yáng)鏡觀察HUD顯示內(nèi)容的影響，提高駕駛的安全性。。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的線性偏振光的分解結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的抬頭顯示系統(tǒng)的工作原理圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。

當(dāng)一束光線射入各向異性晶體中時(shí)，由于雙折射，該束光要分裂為兩束沿不同方向傳播的折線。發(fā)生雙折射的兩束光線都是偏振光。在發(fā)生雙折射的兩束光線中，當(dāng)改變?nèi)肷浞较驎r(shí)傳播速度不發(fā)生變化的光線稱為尋常光線，用o表示；另一束光線不遵守折射定律，當(dāng)入射光線方向變化時(shí)，它的傳播速度也隨之變化，光的折射率不同，這束光稱為非常光線，用e來(lái)表示，如圖1所示。

在各向異性晶體中，存在有某些特殊方向，在這些特殊方向上不發(fā)生雙折射，即尋常光線和非常光線傳播方向和傳播速度相同，這些特殊方向稱為晶體的光軸。有一個(gè)光軸的晶體叫一軸晶，有兩個(gè)光軸的晶體叫二軸晶。對(duì)于二軸晶，雙折射后的兩束光線均為非常光線。

一束自然光以垂直于一軸晶的光軸方向入射，所產(chǎn)生的振動(dòng)面互相垂直的兩束偏振光是不相干的。因?yàn)樽匀还馐怯晒庠粗械牟煌肿雍驮赢a(chǎn)生的，沒(méi)有固定的相位差，所以不發(fā)生干涉。但是當(dāng)一束單色偏振光通過(guò)雙折射物質(zhì)后，所產(chǎn)生的兩束偏振光是可以相干的。

當(dāng)一束線偏振光垂直于晶體的光軸入射時(shí)，產(chǎn)生兩束偏振光，即o光和e光。令線偏振光的振動(dòng)方向MM’與晶體的光軸CC’成一夾角θ(θ≠0)。于是，在晶體的表面上，振幅為A的線偏振光分解為振幅為Ao＝Asinθ的o光和振幅為Ae＝Acosθ的e光，并且此時(shí)o光和e光有相同的相位，如圖1所示。當(dāng)線偏振光進(jìn)入晶體內(nèi)，o光和e光雖在相同的方向傳播，但是傳播速度不同，因而產(chǎn)生了相位差。由于o光和e光的相位差不同而合成不同的偏振光，如圓偏振光、橢圓偏振光。o光和e光的相位差由兩束光在晶體中的折射率和晶體的厚度決定。令No、Ne分別為o光和e光的折射率，d為晶體的厚度，λ為o光和e光的波長(zhǎng)，所產(chǎn)生的相位差為則

其中，d(No-Ne)為o光和e光的光程差。

改變晶體的厚度可得到不同相位差的o光和e光。當(dāng)為π/2的奇數(shù)倍時(shí)，可產(chǎn)生圓偏振光；當(dāng)不是π/2的整數(shù)倍時(shí)均可產(chǎn)生橢圓偏振光。圓偏振光的振動(dòng)端點(diǎn)在光的傳播方向上投影為一個(gè)圓，橢圓偏振光的振動(dòng)端點(diǎn)在光的傳播方向上投影為一個(gè)橢圓。圓偏振光和橢圓偏振光在每一瞬間只有一個(gè)振動(dòng)方向。圓偏振光為橢圓偏振光的特殊情況，圓偏振光也屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

第一實(shí)施例

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例的抬頭顯示系統(tǒng)的工作原理圖，其包括投射部1和相位補(bǔ)償部2，所述投射部1用于投射影像，所述相位補(bǔ)償部2的光軸與所述投射部1出射光的偏振方向呈預(yù)定角度θ，以使所述投射部1的出射光穿出所述相位補(bǔ)償部2后轉(zhuǎn)變?yōu)闄E圓偏振光。

在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，相位補(bǔ)償部2為1/4波片。凡能使o光和e光產(chǎn)生λ/4光程差的波片均稱為1/4波片。光軸和晶面平行的一軸晶片為波片。1/4波片的材質(zhì)可以為相位補(bǔ)償膜或者有機(jī)液晶膜，也可采用其他各向異性晶體。

在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，如圖2所示，0＜θ＜90°。

進(jìn)一步地，當(dāng)θ＝45°時(shí)，橢圓偏振光變?yōu)閳A偏振光，即o光的振幅Asinθ等于e光的振幅Acosθ。

當(dāng)0＜θ＜45°和45＜θ＜90°時(shí)，Asinθ和Acosθ不相等，即為橢圓偏振光。90-360°之間的變化與0-90°相同，只是偏振光的振動(dòng)方向不同。

工作時(shí)，投射部出射光垂直射入相位補(bǔ)償部2，經(jīng)過(guò)相位補(bǔ)償部2后，出射光轉(zhuǎn)變?yōu)闄E圓偏振光，形成投影影像。當(dāng)駕駛員佩戴偏振光太陽(yáng)鏡時(shí)，橢圓偏振光形成的影像無(wú)法被偏振光太陽(yáng)鏡完全阻擋，使得投影影像進(jìn)入駕駛員眼睛，以觀察到HUD的顯示內(nèi)容，消除駕駛員佩戴偏振光太陽(yáng)鏡觀察HUD顯示內(nèi)容的影響，提高駕駛的安全性。

第二實(shí)施例

在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，所述抬頭顯示系統(tǒng)為前裝HUD。如圖2所示，前裝HUD的投射部上設(shè)置有用于保護(hù)投射部1的保護(hù)罩，將相位補(bǔ)償部2直接貼合在保護(hù)罩上。投射部1的投射影像投射在駕駛員的正前方，以方便駕駛員查看投影信息。保護(hù)罩為一透明玻璃，投射部1的出射光經(jīng)過(guò)保護(hù)罩，并不能使得線偏振光發(fā)生雙反射。

在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，相位補(bǔ)償部2采用相位補(bǔ)償膜，相位補(bǔ)償膜采用粘接方式貼合在保護(hù)罩上。相位補(bǔ)償膜的光軸與相位補(bǔ)償膜的表面平行，而且光軸的數(shù)量為一個(gè)。當(dāng)選用采用1/4波片作為相位補(bǔ)償膜時(shí)，1/4波片的光軸方向與投射部出射光的偏振方向呈45°夾角，此時(shí)，o光和e光的振幅相等，以使線偏振光從1/4波片穿出后轉(zhuǎn)化為圓偏振光。相位補(bǔ)償膜的也可選用其他的厚度，能使得o光和e光產(chǎn)生的相位差是π/2的奇數(shù)倍，或者是π/2的非整數(shù)倍即可，如光程差為3λ/4等，此時(shí)線偏振光轉(zhuǎn)化為橢圓偏振光。

工作時(shí)，投射部1的出射光垂直射入相位補(bǔ)償部2時(shí)，通過(guò)相位補(bǔ)償部2將投射部1出射光由線偏振光轉(zhuǎn)化為圓偏振光，使得投射影像的光線能夠通過(guò)偏振光太陽(yáng)鏡進(jìn)入到駕駛員的眼睛，以觀察到HUD的顯示內(nèi)容，消除駕駛員佩戴偏振光太陽(yáng)鏡觀察HUD顯示內(nèi)容的影響，提高駕駛的安全性。

在本發(fā)明的其他可選實(shí)施例中，相位補(bǔ)償膜可以直接鍍?cè)诒Ｗo(hù)罩上，能夠使得投射部的線偏振光的出射光在經(jīng)過(guò)相位補(bǔ)償膜之后，轉(zhuǎn)變?yōu)閳A偏振光即可。

第三實(shí)施例

在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，所述抬頭顯示系統(tǒng)為后裝HUD。后裝HUD具有反射屏，反射屏用于反射投射部1的出射光，以將投影影像反射到駕駛員的前方。投射部1的出射光經(jīng)過(guò)反射屏反射后，并不發(fā)生雙反射，如圖2所示。相位補(bǔ)償部2貼合在反射屏上。

在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，相位補(bǔ)償膜也可采用有機(jī)液晶膜，在保護(hù)罩上涂布有機(jī)液晶膜，有機(jī)液晶膜的光軸也與有機(jī)液晶膜的表面平行，而且光軸的數(shù)量也為一個(gè)。當(dāng)發(fā)射部出射光進(jìn)入有機(jī)液晶膜時(shí)，出射光在有機(jī)液晶膜內(nèi)發(fā)生雙反射，產(chǎn)生o光和e光。由于o光和e光在有機(jī)液晶膜內(nèi)的傳播速度不同，使得o光和e光產(chǎn)生相位差。當(dāng)相位差為π/2的奇數(shù)倍時(shí)，并且有機(jī)液晶膜的光軸與出射光的振動(dòng)方向夾角為45°時(shí)，出射光從有機(jī)液晶膜射出時(shí)，o光和e光的振幅相等，線偏振光轉(zhuǎn)化為圓偏振光。當(dāng)相位差為π/2的非整數(shù)倍時(shí)，線偏振光轉(zhuǎn)化為橢圓偏振光。

工作時(shí)，投射部1的出射光經(jīng)反射屏垂直反射入相位補(bǔ)償部2時(shí)，通過(guò)相位補(bǔ)償部2將投射部1出射光由線性偏振光轉(zhuǎn)化為圓偏振光，使得投射影像的光線能夠通過(guò)偏振光太陽(yáng)鏡進(jìn)入到駕駛員的眼睛，以觀察到HUD的顯示內(nèi)容，消除駕駛員佩戴偏振光太陽(yáng)鏡觀察HUD顯示內(nèi)容的影響，提高駕駛的安全性。

第四實(shí)施例

本發(fā)明第四實(shí)施例還提供了一種具有抬頭顯示系統(tǒng)的汽車，包括上述任一實(shí)施例中的抬頭顯示系統(tǒng)。

在本發(fā)明第四實(shí)施例中，可選地，抬頭顯示系統(tǒng)可以安裝在駕駛室內(nèi)，位于駕駛座的正前方，以使投射部的投射影像位于駕駛員的正前方，方便駕駛員觀察。當(dāng)駕駛員佩戴偏振光太陽(yáng)鏡時(shí)，橢圓偏振光形成的影像無(wú)法被偏振光太陽(yáng)鏡完全阻擋，使得投影影像進(jìn)入駕駛員眼睛，以觀察到HUD的顯示內(nèi)容，消除駕駛員佩戴偏振光太陽(yáng)鏡觀察HUD顯示內(nèi)容的影響，提高駕駛的安全性。

以上，結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，所描述的具體實(shí)施例用于幫助理解本發(fā)明的思想。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明具體實(shí)施例的基礎(chǔ)上做出的推導(dǎo)和變型也屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。