抬头显示系统及具有抬头显示系统的汽车的制作方法

本发明实施例涉及汽车技术领域，具体涉及一种抬头显示系统及具有抬头显示系统的汽车。

背景技术：

随着社会的进步，科技的发展，车载抬头显示器(Head Up Display，HUD)已经广泛应用于汽车上。车载抬头显示装置可将汽车当前的行驶速度、方向、当航信息、路况等信息，通过HUD显示在驾驶员的前方，避免驾驶员低头查看相关信息，做到目不离路，从而使得驾驶更加安全。

目前，现有的车载抬头显示器的出射光均为线偏振光。发明人在实现发明的过程中发现，当驾驶员佩戴偏振光太阳镜时，如果出射光的偏振方向为水平方向，偏振光太阳镜采用的是纵偏振片，纵偏振片只能通过竖直方向的偏振光，而水平方向的偏振光全部被偏振光太阳镜阻挡，进入不了驾驶员的眼睛，观察不到HUD的显示内容，存在安全隐患。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种抬头显示系统及具有抬头显示系统的汽车，将线偏振光转变为椭圆偏振光，避免出射光全部被偏振光眼镜阻挡，消除驾驶员佩戴偏振光太阳镜观察HUD显示内容的影响。

本发明实施例一种抬头显示系统，其包括投射部和相位补偿部，所述投射部用于投射影像，所述相位补偿部的光轴与所述投射部出射光的偏振方向呈预定角度，以使所述投射部的出射光穿出所述相位补偿部后转变为椭圆偏振光。

可选地，所述相位补偿部为1/4波片。

可选地，其中，所述预定角度为θ，0＜θ＜90°。

可选地，其中，θ＝45°。

可选地，其中，所述相位补偿部为相位补偿膜或者液晶膜。

可选地，其中，所述光轴与所述相位补偿膜或者液晶膜的表面平行。

可选地，所述抬头显示系统还包括用于保护投射部的保护罩，其中，所述相位补偿部贴合在所述保护罩上，投射部的出射光穿过保护罩，从所述相位补偿部穿出。

可选地，所述抬头显示系统还包括用于反射投射部出射光的反射屏，其中，所述相位补偿部贴合在所述反射屏上，所述投射部的出射光经所述反射屏反射，从所述相位补偿部穿出。

本发明实施例还提供一种具有抬头显示系统的车辆，其包括如上任一所述的抬头显示系统。

可选地，所述抬头显示系统设置在驾驶室内，位于驾驶座的前方。

本发明实施例提供的抬头显示系统及具有抬头显示系统的汽车通过设置相位补偿部，将投射部出射光转化为椭圆偏振光，当驾驶员佩戴偏振光太阳镜时，椭圆偏振光形成的影像无法被偏振光太阳镜完全阻挡，使得投影影像进入驾驶员眼睛，以观察到HUD的显示内容，消除驾驶员佩戴偏振光太阳镜观察HUD显示内容的影响，提高驾驶的安全性。。

附图说明

图1是本发明实施例提供的线性偏振光的分解结构示意图。

图2是本发明实施例提供的抬头显示系统的工作原理图。

具体实施方式

以下结合附图以及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。

当一束光线射入各向异性晶体中时，由于双折射，该束光要分裂为两束沿不同方向传播的折线。发生双折射的两束光线都是偏振光。在发生双折射的两束光线中，当改变入射方向时传播速度不发生变化的光线称为寻常光线，用o表示；另一束光线不遵守折射定律，当入射光线方向变化时，它的传播速度也随之变化，光的折射率不同，这束光称为非常光线，用e来表示，如图1所示。

在各向异性晶体中，存在有某些特殊方向，在这些特殊方向上不发生双折射，即寻常光线和非常光线传播方向和传播速度相同，这些特殊方向称为晶体的光轴。有一个光轴的晶体叫一轴晶，有两个光轴的晶体叫二轴晶。对于二轴晶，双折射后的两束光线均为非常光线。

一束自然光以垂直于一轴晶的光轴方向入射，所产生的振动面互相垂直的两束偏振光是不相干的。因为自然光是由光源中的不同分子和原子产生的，没有固定的相位差，所以不发生干涉。但是当一束单色偏振光通过双折射物质后，所产生的两束偏振光是可以相干的。

当一束线偏振光垂直于晶体的光轴入射时，产生两束偏振光，即o光和e光。令线偏振光的振动方向MM’与晶体的光轴CC’成一夹角θ(θ≠0)。于是，在晶体的表面上，振幅为A的线偏振光分解为振幅为Ao＝Asinθ的o光和振幅为Ae＝Acosθ的e光，并且此时o光和e光有相同的相位，如图1所示。当线偏振光进入晶体内，o光和e光虽在相同的方向传播，但是传播速度不同，因而产生了相位差。由于o光和e光的相位差不同而合成不同的偏振光，如圆偏振光、椭圆偏振光。o光和e光的相位差由两束光在晶体中的折射率和晶体的厚度决定。令No、Ne分别为o光和e光的折射率，d为晶体的厚度，λ为o光和e光的波长，所产生的相位差为则

其中，d(No-Ne)为o光和e光的光程差。

改变晶体的厚度可得到不同相位差的o光和e光。当为π/2的奇数倍时，可产生圆偏振光；当不是π/2的整数倍时均可产生椭圆偏振光。圆偏振光的振动端点在光的传播方向上投影为一个圆，椭圆偏振光的振动端点在光的传播方向上投影为一个椭圆。圆偏振光和椭圆偏振光在每一瞬间只有一个振动方向。圆偏振光为椭圆偏振光的特殊情况，圆偏振光也属于本发明保护的范围。

第一实施例

图2示出了本发明实施例的抬头显示系统的工作原理图，其包括投射部1和相位补偿部2，所述投射部1用于投射影像，所述相位补偿部2的光轴与所述投射部1出射光的偏振方向呈预定角度θ，以使所述投射部1的出射光穿出所述相位补偿部2后转变为椭圆偏振光。

在本发明的第一实施例中，相位补偿部2为1/4波片。凡能使o光和e光产生λ/4光程差的波片均称为1/4波片。光轴和晶面平行的一轴晶片为波片。1/4波片的材质可以为相位补偿膜或者有机液晶膜，也可采用其他各向异性晶体。

在本发明的第一实施例中，如图2所示，0＜θ＜90°。

进一步地，当θ＝45°时，椭圆偏振光变为圆偏振光，即o光的振幅Asinθ等于e光的振幅Acosθ。

当0＜θ＜45°和45＜θ＜90°时，Asinθ和Acosθ不相等，即为椭圆偏振光。90-360°之间的变化与0-90°相同，只是偏振光的振动方向不同。

工作时，投射部出射光垂直射入相位补偿部2，经过相位补偿部2后，出射光转变为椭圆偏振光，形成投影影像。当驾驶员佩戴偏振光太阳镜时，椭圆偏振光形成的影像无法被偏振光太阳镜完全阻挡，使得投影影像进入驾驶员眼睛，以观察到HUD的显示内容，消除驾驶员佩戴偏振光太阳镜观察HUD显示内容的影响，提高驾驶的安全性。

第二实施例

在本发明的第二实施例中，所述抬头显示系统为前装HUD。如图2所示，前装HUD的投射部上设置有用于保护投射部1的保护罩，将相位补偿部2直接贴合在保护罩上。投射部1的投射影像投射在驾驶员的正前方，以方便驾驶员查看投影信息。保护罩为一透明玻璃，投射部1的出射光经过保护罩，并不能使得线偏振光发生双反射。

在本发明的第二实施例中，相位补偿部2采用相位补偿膜，相位补偿膜采用粘接方式贴合在保护罩上。相位补偿膜的光轴与相位补偿膜的表面平行，而且光轴的数量为一个。当选用采用1/4波片作为相位补偿膜时，1/4波片的光轴方向与投射部出射光的偏振方向呈45°夹角，此时，o光和e光的振幅相等，以使线偏振光从1/4波片穿出后转化为圆偏振光。相位补偿膜的也可选用其他的厚度，能使得o光和e光产生的相位差是π/2的奇数倍，或者是π/2的非整数倍即可，如光程差为3λ/4等，此时线偏振光转化为椭圆偏振光。

工作时，投射部1的出射光垂直射入相位补偿部2时，通过相位补偿部2将投射部1出射光由线偏振光转化为圆偏振光，使得投射影像的光线能够通过偏振光太阳镜进入到驾驶员的眼睛，以观察到HUD的显示内容，消除驾驶员佩戴偏振光太阳镜观察HUD显示内容的影响，提高驾驶的安全性。

在本发明的其他可选实施例中，相位补偿膜可以直接镀在保护罩上，能够使得投射部的线偏振光的出射光在经过相位补偿膜之后，转变为圆偏振光即可。

第三实施例

在本发明的第三实施例中，所述抬头显示系统为后装HUD。后装HUD具有反射屏，反射屏用于反射投射部1的出射光，以将投影影像反射到驾驶员的前方。投射部1的出射光经过反射屏反射后，并不发生双反射，如图2所示。相位补偿部2贴合在反射屏上。

在本发明的第三实施例中，相位补偿膜也可采用有机液晶膜，在保护罩上涂布有机液晶膜，有机液晶膜的光轴也与有机液晶膜的表面平行，而且光轴的数量也为一个。当发射部出射光进入有机液晶膜时，出射光在有机液晶膜内发生双反射，产生o光和e光。由于o光和e光在有机液晶膜内的传播速度不同，使得o光和e光产生相位差。当相位差为π/2的奇数倍时，并且有机液晶膜的光轴与出射光的振动方向夹角为45°时，出射光从有机液晶膜射出时，o光和e光的振幅相等，线偏振光转化为圆偏振光。当相位差为π/2的非整数倍时，线偏振光转化为椭圆偏振光。

工作时，投射部1的出射光经反射屏垂直反射入相位补偿部2时，通过相位补偿部2将投射部1出射光由线性偏振光转化为圆偏振光，使得投射影像的光线能够通过偏振光太阳镜进入到驾驶员的眼睛，以观察到HUD的显示内容，消除驾驶员佩戴偏振光太阳镜观察HUD显示内容的影响，提高驾驶的安全性。

第四实施例

本发明第四实施例还提供了一种具有抬头显示系统的汽车，包括上述任一实施例中的抬头显示系统。

在本发明第四实施例中，可选地，抬头显示系统可以安装在驾驶室内，位于驾驶座的正前方，以使投射部的投射影像位于驾驶员的正前方，方便驾驶员观察。当驾驶员佩戴偏振光太阳镜时，椭圆偏振光形成的影像无法被偏振光太阳镜完全阻挡，使得投影影像进入驾驶员眼睛，以观察到HUD的显示内容，消除驾驶员佩戴偏振光太阳镜观察HUD显示内容的影响，提高驾驶的安全性。

以上，结合具体实施例对本发明的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本发明的思想。本领域技术人员在本发明具体实施例的基础上做出的推导和变型也属于本发明保护范围之内。