应用于汽车的超短焦透明投影系统的制作方法

1.本实用新型涉及投影显示技术领域，尤其涉及一种应用于汽车的超短焦透明投影系统。


背景技术：

2.随着家用汽车的普及，汽车功能性越来越多样化，为了使乘客拥有更好的乘坐体验，车载显示技术作为汽车功能化的一部分，也在不断进步。现有车载显示技术主要是利用led屏幕进行车况信息及语音多媒体系统的呈现和播放。当前，大多数用于车载多媒体室的led屏幕不具备透明功能，无法与车窗玻璃进行结合；而具有透明功能的led屏幕的尺寸又比较单一，仅有55英寸一种规格，也无法与车窗玻璃进行结合。因此，无论是不透明的led屏幕还是透明的led屏幕将其安装在车内时，均非常占据空间，尤其是家用轿车。
3.随着透明显示技术的兴起，由于透明显示技术中的透明投影屏具有使用时可以作为投影屏，在不使用时可以作为透明玻璃的优点，很多人已经将其结合到商业大楼透明窗、展览柜等视野比较宽阔的场所，为了保证投影画面的清晰度，与其配套的投影仪一般会选用长焦透明投影仪，但长焦透明投影仪与透明投影屏的距离较远，很难在车子内部适用。因此，很多科研工作者提出了将短焦透明投影系统结合到汽车上，但因汽车作为一种移动工具，会处在各种不同的环境下，即便应用了超短焦透明投影系统，其投影效果也并不理想。


技术实现要素：

4.本技术主要解决了现有超短焦透明投影系统结合到汽车上时，受外界环境影响，投影图像不清晰的技术问题。
5.为实现上述目的，本技术提供了一种应用于汽车的超短焦透明投影系统，包括超短焦投影仪、透明投影膜和透明调光器件，所述透明投影膜设置于所述汽车玻璃内侧表面，所述超短焦投影仪设置于所述汽车内部且到所述透明投影膜所在平面的垂直距离为5cm～40cm，所述透明调光器件设置于所述汽车玻璃外侧表面或设置于所述透明投影膜和所述汽车玻璃内侧表面之间。
6.作为本技术进一步的改进，所述透明投影膜包括
7.基层，所述基层具有相对平行设置的基层第一表面和基层第二表面，所述基层第一表面和所述基层第二表面均为平坦的表面；
8.微结构层，所述微结构层包括多个平行设置于所述基层第二表面上的棱镜单元，所述棱镜单元的紧邻所述基层第二表面的面为底面c，多个所述底面c形成所述微结构层第一表面，所述棱镜单元的远离所述基层第二表面的面为侧面a和侧面b，多个所述侧面a和所述侧面b形成所述微结构层第二表面，所述侧面a和所述侧面b的夹角为所述棱镜单元的顶角α，α≥55
°
，所述侧面b和所述侧面c的夹角为所述棱镜单元的底角β，15
°
＜β＜35
°
，所述侧面b面向所述超短焦投影仪的方向设置，在所述侧面b上设置随机结构层，所述微结构层具有第一折射率n1；
9.功能层，所述功能层具有相对设置的功能层第一表面和功能层第二表面，所述功能层第一表面设置在所述微结构层第二表面上，所述功能层第二表面基本上保形于所述微结构层第二表面，使所述功能层形成与所述微结构层第二表面基本一致的结构；
10.折射率匹配层，所述折射率匹配层具有相背的折射率匹配层第一表面和折射率匹配层第二表面，所述折射率匹配层第一表面设置于所述功能层第二表面上并保形于所述功能层第二表面，所述折射率匹配层第二表面为平行于所述基层第一表面的表面，且所述折射率匹配层具有第二折射率n2；
11.其中，所述第一折射率n1与所述第二折射率n2相同或接近。
12.作为本技术进一步的改进，所述微结构层的厚度为5μm～30μm，所述随机结构层的厚度为1μm～10μm。
13.作为本技术进一步的改进，所述随机结构层为表面凸或凹的微结构。
14.作为本技术进一步的改进，所述功能层的厚度为1nm～100nm。
15.作为本技术进一步的改进，所述折射率匹配层的厚度为5μm～60μm。
16.作为本技术进一步的改进，所述透明调光器件通过夹胶或背胶的方式粘附于所述基层第一表面上。
17.作为本技术进一步的改进，所述汽车为轿车，所述透明投影膜贴附于所述汽车天窗内侧表面上，所述超短焦投影仪设置于所述汽车后挡风玻璃与所述汽车天窗之间的顶棚上。
18.作为本技术进一步的改进，所述汽车为轿车，所述透明投影膜贴附于所述汽车侧挡风玻璃内侧表面上，所述超短焦投影仪设置于所述汽车前后排座位之间，并位于车门上方。
19.作为本技术进一步的改进，所述汽车为轿车，所述透明投影膜贴附于所述汽车侧挡风玻璃内侧表面上，所述超短焦投影仪设置于所述侧挡风玻璃的下方，并位于侧门的车饰上。
20.本技术的有益效果在于，提供了一种应用于汽车的超短焦透明投影系统，包括超短焦投影仪、透明投影膜和透明调光器件，所述透明投影膜设置于所述汽车玻璃内侧表面，所述超短焦投影仪设置于所述汽车内部且到所述透明投影膜所在平面的垂直距离为5cm～40cm，所述透明调光器件设置于所述汽车玻璃外侧表面或设置于所述透明投影膜和所述汽车玻璃内侧表面之间。通过将透明调光器件与透明投影膜进行结合，能将透明投影膜直接安装于汽车玻璃内侧表面，使得汽车在任何环境下，均能使透明投影膜显示清晰的画面。
附图说明
21.图1为本技术状态1的透明投影膜与透明调光器件结合的剖面结构示意图；
22.图2为本技术透明投影膜的剖面结构示意图；
23.图3为本技术透明投影膜的正面结构示意图；
24.图4为本技术的超短焦透明投影系统在汽车内状态1的安装结构示意图；
25.图5为本技术的超短焦透明投影系统在汽车内状态2的安装结构示意图。
26.图中：01、超短焦投影仪；1、透明投影膜；2、透明调光器件；11、基层；12、微结构层；13、功能层；14、折射率匹配层；121、棱镜单元；122、随机结构层。
具体实施方式
27.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，不用来限制本技术的范围。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.为了解决超短焦投影系统与汽车结合后，投影图像不清晰的技术问题，本技术提供了一种应用于汽车的超短焦透明投影系统，包括超短焦投影仪01、透明投影膜1和透明调光器件2，所述透明投影膜1设置于所述汽车玻璃内侧表面，所述超短焦投影仪01设置于所述汽车内部且到所述透明投影膜1所在平面的垂直距离为5cm～40cm，参考图1的结构示意图，所述透明调光器件2设置于所述汽车玻璃外侧表面或设置于所述透明投影膜1和所述汽车玻璃内侧表面之间。优选的，当透明调光器件2设置于透明投影膜1和汽车玻璃内侧表面之间时，透明调光器件2可以通过夹胶或背胶的方式粘附到透明投影膜1上。
29.相比于自然光，超短焦投影仪01的亮度非常低，往往只能在晚上使用，当来自超短焦投影仪01的光线到达透明投影膜1成像时，可以通过调节透明调光器件2的透过率，降低环境光亮度，提高透明投影膜1的画面对比度，使得汽车在任何环境下，透明投影膜1对超短焦投影仪01发出的光进行漫反射后均能形成清晰的图像。因此，本技术的超短焦透明投影系统，在使用超短焦投影仪01进行投射时，可以在透明投影膜1上呈现清晰的图像，在不使用超短焦投影仪01进行投射时，依然可以呈现出汽车玻璃外面的真实环境。此外，本技术的超短焦透明投影系统，在不使用超短焦投影仪01时，当外界光线太强或者需要隐私保护的时候，我们同样可以调节透明调光器件2的透过率，降低亮度，起到隐私保护的作用。
30.在一些具体的实施方案中，所述透明调光器件2可以为但不仅仅限于pdlc调光器件、染料类调光器件、spd调光器件中的任意一种。此外，透明调光器件2的控制装置可以设置于中控大屏或者方向盘等位置，进而进行亮度调整。
31.在一些具体的实施方案中，如图2和图3所示，所述透明投影膜1包括基层11，所述基层11具有相对平行设置的基层11第一表面和基层11第二表面，所述基层11第一表面和所述基层11第二表面均为平坦的表面；微结构层12，所述微结构层12包括多个平行设置于所述基层11第二表面上的棱镜单元121，所述棱镜单元121的紧邻所述基层11第二表面的面为底面c，多个所述底面c形成所述微结构层12第一表面，所述棱镜单元121的远离所述基层11第二表面的面为侧面a和侧面b，多个所述侧面a和所述侧面b形成所述微结构层12第二表面，所述侧面a和所述侧面b的夹角为所述棱镜单元121的顶角α，α≥55
°
，所述侧面b和所述侧面c的夹角为所述棱镜单元121的底角β，15
°
＜β＜35
°
，所述侧面b面向所述超短焦投影仪01的方向设置，在所述侧面b上设置随机结构层122，所述微结构层12具有第一折射率n1；功能层13，所述功能层13具有相对设置的功能层13第一表面和功能层13第二表面，所述功能层13第一表面设置在所述微结构层12第二表面上，所述功能层13第二表面基本上保形于所述微结构层12第二表面，使所述功能层13形成与所述微结构层12第二表面基本一致的结构；折射率匹配层14，所述折射率匹配层14具有相背的折射率匹配层14第一表面和折射率匹配层14第二表面，所述折射率匹配层14第一表面设置于所述功能层13第二表面上并保形于所述功能层13第二表面，所述折射率匹配层14第二表面为平行于所述基层11第一表面的
表面，且所述折射率匹配层14具有第二折射率n2；其中，所述第一折射率n1与所述第二折射率n2相同或接近。
32.现有技术中一般是长焦透明投影仪搭配设置长焦透明投影膜1，将长焦透明投影膜1与超短焦投影仪01搭配设置时，超短焦投影仪01输出的光线经传统长焦透明投影膜1漫反射形成图像，由于没有对光线漫反射的方向进行一定程度的修正，导致在此类长焦透明投影膜1上形成的图像画面存在不均匀的问题。而菲涅尔结构的透明投影膜1使得四散的漫反射可以相对的中间集中，对上下左右的光都一定程度的向中间修正，但在汽车等轨道交通载具中使用时，左右方向的光集中向中间导致视角被缩小了。因此，本技术的透明投影膜1中将微结构层12设置为棱镜单元121，并在棱镜单元121的侧面b上设置随机结构层122。棱镜单元121具有能对投影仪投射光线上下方向的光进行修正的作用，从而减少光线的损失，提高画面的亮度，而不对左右方向的光进行修正，从而增大了左右方向的观看视角；随机结构层122具有形成漫反射的功能，能使超短焦投影仪01在透明投影膜1上的投射光线亮度更均匀，进而呈现清晰的画面。此外，基层11可以是单层膜，也可以是具有背胶功能的复合膜，单层膜可以用于后续夹胶，复合膜可用于后续贴附于透明基板上；功能层13主要起到增加反射的作用，通常采用镀膜的方式将金属或者金属氧化物等材料镀于微结构层12的表面；折射率匹配层14可以为但并不仅仅限于选自丙烯酸树脂、硅树脂或者聚氨酯类等胶水，并通过热固化或uv固化的工艺形成折射率匹配层14。
33.在一些具体的实施方案中，所述微结构层12的厚度为5μm～30μm，所述随机结构层122的厚度为1μm～10μm。优选的，所述随机结构层122为表面凸或凹的微结构。
34.在一些具体的实施方案中，所述功能层13的厚度为1nm～100nm。
35.在一些具体的实施方案中，所述折射率匹配层14的厚度为5μm～60μm。
36.在一些具体的实施方案中，所述透明调光器件2紧邻所述基层11第二表面设置，且所述透明调光器件2可通过夹胶或背胶的方式粘附于所述基层11第二表面上。
37.在一些具体的实施方案中，如图4所示，所述汽车为轿车，所述透明投影膜1贴附于所述汽车天窗内侧表面上，所述超短焦投影仪01设置于所述汽车后挡风玻璃与所述汽车天窗之间的空档处，如：通过固定到汽车车顶上的支架调节超短焦投影仪01在汽车后挡风玻璃与汽车天窗之间的空档处的位置，从而调节超短焦投影仪01相对于透明投影膜1的距离和方位，方位可以是相对于透明投影膜1的水平方向和/或上下方向，距离也可以是投影仪与透明投影膜1所在平面的垂直距离。超短焦投影仪01发出的光经过很短的距离直接照射到天窗上的透明投影膜1上反射成像，形成的图像可以覆盖到整个天窗。这种结构设计解决了由于车高不够而无法应用长焦投影系统投影的技术问题。此外，因为超短焦投影仪01的投影光源位置离透明投影膜1很近的缘故，避免了应用长焦投影系统容易在透明投影膜1上产生光斑的技术问题，提升了用户观看的视觉体验。
38.在一些具体的实施方案中，所述汽车为轿车，所述透明投影膜1贴附于所述汽车侧挡风玻璃内侧表面上，所述超短焦投影仪01设置于所述汽车前后排座位之间，并位于车门上方。在另一些具体的实施方案中，所述汽车为轿车，所述透明投影膜1贴附于所述汽车侧挡风玻璃内侧表面上，所述超短焦投影仪01设置于所述侧挡风玻璃的下方，并位于侧门的车饰上。
39.根据上述实施方案，将透明投影膜1贴在车窗玻璃的内侧表面上，超短焦投影仪01
输出的光线直接投射在透明投影膜1上，用户通过透明投影膜1漫反射的光看到投影的图案，投影仪输出的光到达透明投影膜1的路径不经过人眼，用户不会被投影仪光源的强光影响观看体验。利用本技术的超短焦投影仪01系统，可以很好地进行车载投影的布局和系统设计。相比于传统车载显示技术，本技术可以利用天窗和侧窗等部件，增加了车内信息显示的区域，且透明投影膜的尺寸可以随意裁切、贴膜或夹胶，适用范围广泛且便利。
40.虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
41.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本技术的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本技术的保护范围，凡未脱离本技术技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本技术的保护范围之内。