反射濾光片及車載平視顯示系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種反射濾光片，設(shè)置于汽車擋風(fēng)玻璃表面，包括表面鍍有組合膜堆的基板，所述組合膜堆包括長波通膜堆以及短波通膜堆。對包括了長波通膜堆和短波通膜堆的組合膜堆進行優(yōu)化過程中并不會引入薄層，膜系結(jié)構(gòu)未被破壞，因此，優(yōu)化后最終得到了膜厚規(guī)整的膜系。當(dāng)入射光線有角度照射具有組合膜堆的反射濾光片表面時，規(guī)整的膜系結(jié)構(gòu)不僅保證了反射成像的色彩清晰度，減小色彩干擾，提高反射成像的亮度，更重要的是提高了膜厚精度控制的準(zhǔn)確率。本申請還公開了一種車載平視顯示系統(tǒng)。
【專利說明】
反射濾光片及車載平視顯示系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種反射濾光片，還涉及一種車載平視顯示系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]車載平視顯示系統(tǒng)(Head Up Display，簡稱為HUD)又稱車載抬頭顯示器，能夠?qū)Ⅰ{駛狀態(tài)信息和其余重要信息投射到駕駛員前方擋風(fēng)的玻璃或者頭盔顯示器上，這些顯示信息通過位于擋風(fēng)玻璃的反射濾光片反射至人眼中，同時人可以透過具有反射濾光片的擋風(fēng)玻璃觀察前方。因此，反射濾光片是HUD中的一個關(guān)鍵元器件，由于被擋風(fēng)玻璃反射的光線很大的一部分光線是以一定的大角度入射人眼，光束傾斜入射時，不僅薄膜的有效厚度發(fā)生了變化，而且導(dǎo)致振動分量的有效折射率也不相同。當(dāng)光束傾斜入射時，電矢量垂直于入射面的振動分量(s-分量)和平行于入射面的振動分量(P-分量)對于薄膜界面不相同，由于通常S-分量的有效折射率比值比P-分量的值大，前者的反射帶寬度比后者的寬，這就不可避免地產(chǎn)生了偏振分離，導(dǎo)致截止帶邊緣的陡度降低，極大影響反射光線的反射率和強度，影響視覺效果。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，在對反射濾光片的膜系設(shè)計時通常利用needle法對反射濾光片上的初始膜堆進行優(yōu)化，目的是實現(xiàn)大角度入射優(yōu)化后的反射濾光片時，提高反射成像的色彩清晰度，減小色彩干擾，提高反射成像的亮度。具體的，初始膜堆就是膜系設(shè)計剛開始時候采用的薄膜初始結(jié)構(gòu)，例如初始膜堆為(0.5HL0.5H)~n，其中，Η表示膜系設(shè)計使用的高折射率材料，L表示低折射率材料，η表示周期數(shù)。根據(jù)初始膜堆計算評價函數(shù)，算出最佳插入位置，然后在這一位置插入極薄的膜層，插入以后導(dǎo)致評價函數(shù)大幅值的降低，持續(xù)這一過程，可將膜系層數(shù)增多，從而獲得評價函數(shù)不斷降低的膜系，使得反射光線的電矢量在入射面的振動分量(s-分量)和平行于入射面的振動分量(P-分量)對于薄膜界面趨于相同，從而減小邊緣陡度和增大反射帶寬，最終提高反射成像的色彩清晰度，減小色彩干擾，提高反射成像的亮度。然而，needle法優(yōu)化出來的膜系不僅層數(shù)多，而且膜層厚度容易出現(xiàn)了極厚或者極薄，相鄰兩層膜層厚度差異懸殊，膜厚控制不準(zhǔn)確，導(dǎo)致實際鍍制時出現(xiàn)膜厚控制精度相對誤差變大，鍍膜實測曲線與設(shè)計曲線差異較大，最終導(dǎo)致光譜曲線不合格或者控制不穩(wěn)定等問題，不利于量化生產(chǎn)。
[0004]因此，在保證色彩清晰度高同時成像亮度高的情況下，如何提高膜厚精度控制的準(zhǔn)確率是本領(lǐng)域技術(shù)人員急需要解決的技術(shù)問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種反射濾光片，在保證色彩清晰度高同時成像亮度高的情況下，提高膜厚精度控制的準(zhǔn)確率。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種反射濾光片，設(shè)置于汽車擋風(fēng)玻璃表面，包括表面鍍有組合膜堆的基板，所述組合膜堆包括長波通膜堆以及短波通膜堆。
[0008]優(yōu)選地，在上述反射濾光片中，還包括在所述基板另一面鍍有的增透膜堆。
[0009]優(yōu)選地，在上述反射濾光片中，所述增透膜堆的層數(shù)范圍為4-7層。
[0010]優(yōu)選地，在上述反射濾光片中，所述組合膜堆的層數(shù)范圍為40-52層。
[0011 ]優(yōu)選地，在上述反射濾光片中，所述的增透膜堆由高折射率薄膜和低折射率薄膜交替堆疊而成，所述長波通膜堆以及所述短波通膜堆均由高折射率薄膜和低折射率薄膜交替堆疊而成。
[0012]優(yōu)選地，在上述反射濾光片中，所述高折射率薄膜為二氧化鈦薄膜、五氧化三鈦薄膜、二氧化鋯薄膜、五氧化二鉭薄膜或五氧化二鈮薄膜。
[0013]優(yōu)選地，在上述反射濾光片中，所述低折射率薄膜為二氧化硅薄膜或氟化鎂薄膜。
[0014]優(yōu)選地，在上述反射濾光片中，所述基板為白玻璃。
[0015]優(yōu)選地，在上述反射濾光片中，所述基板的厚度范圍在0.21mm-l.0mm。
[0016]本實用新型還提供一種車載平視顯示系統(tǒng)，包括上述任一項所述的反射濾光片。
[0017]從上述技術(shù)方案可以看出，本實用新型所提供的一種反射濾光片，設(shè)置于汽車擋風(fēng)玻璃表面，包括表面鍍有組合膜堆的基板，所述組合膜堆包括長波通膜堆以及短波通膜堆。對包括了長波通膜堆和短波通膜堆的組合膜堆進行優(yōu)化過程中并不會引入薄層，膜系結(jié)構(gòu)未被破壞，因此，優(yōu)化后最終得到了膜厚規(guī)整的膜系。當(dāng)入射光線有角度照射具有組合膜堆的反射濾光片表面時，規(guī)整的膜系結(jié)構(gòu)不僅保證了反射成像的色彩清晰度，減小色彩干擾，提高反射成像的亮度，更重要的是提高了膜厚精度控制的準(zhǔn)確率。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本實用新型實施例提供的一種反射濾光片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實用新型實施例提供的一種車載平視顯示系統(tǒng)示意圖；
[0021 ]圖3為本實用新型實施例提供的入射角為45°時，反射濾光片的透射光譜圖。
【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0023]請參閱圖1，圖1為本實用新型實施例提供的一種反射濾光片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]在一種具體的實施方式中，提供了一種反射濾光片，設(shè)置于汽車擋風(fēng)玻璃表面，包括表面鍍有組合膜堆102的基板101，所述組合膜堆102包括長波通膜堆以及短波通膜堆。
[0025]擋風(fēng)玻璃和坐在駕駛座位上的人眼有一定的角度，車載平視顯示系統(tǒng)將車速等重要的信息以一定角度入射光的形式投影到反射濾光片上，反射濾光片將人眼可以看到的可見光波段的藍綠光反射到駕駛員的眼睛中，黃紅顏色的光透出擋風(fēng)玻璃外面，讓駕駛員看清前方信息。反射濾光片的表面設(shè)置有組合膜堆102，包括了長波通膜堆和短波通膜堆，例如，組合膜堆102(0.510.5!0~11.111(0.51^0.51^)1，其中，!1表示膜系設(shè)計使用的高折射率材料，L表示低折射率材料，n、k表示周期數(shù)，m表示平移系數(shù)。長波通膜堆以及短波通膜堆的波長范圍在可見光范圍內(nèi)，短波通膜堆的波長范圍為380nm-600nm，長波通膜堆的波長范圍為600nm-760nm。對組合膜堆102優(yōu)化，如進行常規(guī)的單純型法優(yōu)化，因為長波通膜堆和短波通膜堆都為規(guī)整膜堆，對組合膜堆102的優(yōu)化過程中并不會引入薄層，膜系結(jié)構(gòu)未被破壞，因此，當(dāng)入射光線以一定角度照射優(yōu)化后的組合膜堆102的反射濾光片表面，不僅能夠有效減小因為偏振分離現(xiàn)象而導(dǎo)致邊緣陡度降低的情況，保證了反射成像的色彩清晰度，減小色彩干擾，提高反射成像的亮度。更重要的是還提高了膜厚精度控制的準(zhǔn)確率。
[0026]進一步的，為了增加透過波長段在600nm-680nm的透過率，上述反射濾光片還包括設(shè)置于所述基板101另一面的增透膜堆103，目的是使得在大角度入射的同時光線的平均透過率提高2%-3%，使得光線平均透過率大于97%。
[0027]需要指出的是，增透膜堆103與組合膜堆102分別在基板101的任意一方即可，即增透膜堆103設(shè)置于基板101的前表面，組合膜堆102設(shè)置在基板101的后表面，或者，增透膜堆103設(shè)置于基板101的后表面，組合膜堆102設(shè)置在基板101的前表面，均在保護范圍之內(nèi)。
[0028]優(yōu)選的，所述增透膜堆103的層數(shù)范圍為4-7層，所述組合膜堆102的層數(shù)范圍為40-52層。組合膜堆40-52層滿足基本光譜曲線要求，層數(shù)太少不能滿足光譜曲線要求，層數(shù)太多，一是制作成本高，二是層數(shù)越多，控制精度越差。
[0029]進一步的，所述的增透膜堆103為高折射率薄膜和低折射率薄膜交替堆疊而成，所述長波通膜堆以及所述短波通膜堆均為高折射率薄膜和低折射率薄膜交替堆疊而成。
[0030]優(yōu)選的，在上述反射濾光片中，所述高折射率薄膜為二氧化鈦薄膜、五氧化三鈦薄膜、二氧化鋯薄膜、五氧化二鉭薄膜或五氧化二鈮薄膜。所述低折射率薄膜為二氧化硅薄膜或氟化鎂薄膜。高折射率薄膜為二氧化鈦薄膜、五氧化三鈦薄膜、二氧化鋯薄膜、五氧化二鉭薄膜或五氧化二鈮薄膜，或者由上述幾種材料組成的混合物形成的薄膜，均在保護范圍之內(nèi)。
[0031]對組合膜堆102進行優(yōu)化后，對組合膜堆102進行層層蒸鍍，如果優(yōu)化結(jié)果出現(xiàn)較厚的膜層時，為了提高膜厚控制精度，將厚度較大的膜層拆分成兩層進行光控鍍制。例如，組合膜設(shè)計結(jié)果第31層為高折射率膜層和32層為低折射率膜層，物理厚度分別為146.5nm、62.3nm，由于在同一光控點位可以檢測兩層膜層厚度，即檢測一層高折射率材料的厚度以及一層低折射率材料的厚度，然而，上述的厚度比值共用同一光控點位會導(dǎo)致低折射率膜層沒有光量極值點，出現(xiàn)膜厚控制精度不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。其中，當(dāng)膜層厚度達到某一數(shù)值的時候反射率就有最大值或者最小值，這個值就叫光量極值點。將第31層厚度為146.5nm的高折射率膜層拆分成兩層:厚度為101.8nm的一層和厚度為44.7nm的一層，采用兩個光控點位蒸鍍厚度分別為101.8nm、44.7nm以及62.3nm的三層薄膜，膜厚精度控制在準(zhǔn)確值8%-80%范圍之內(nèi)。同理，第40高折射率膜層和第41低折射率膜層厚度拆分成71.2nm、51.3nm、61.2nm，拆分高折射率材料膜層厚度后設(shè)計的膜系可以全部使用光控膜厚方式進行鍍制，準(zhǔn)確穩(wěn)定的量產(chǎn)反射濾光片。
[0032]由于整個鍍膜過程顯示的是光學(xué)厚度，因此，運用光控膜厚方法對曲線有補償效應(yīng)，曲線比較平滑，可以顯示當(dāng)前層的折射率，光控精度可以不受晶振抖動的影響等，生產(chǎn)重復(fù)性比較好，合適量產(chǎn)。
[0033]在上述實施例的基礎(chǔ)上，在上述反射濾光片中，基板101優(yōu)選為白玻璃。當(dāng)然，基板101還可以為其它種類的基板101，例如，透明的有機玻璃、透明塑料基板101等。
[0034]優(yōu)選的，在上述反射濾光片中，基板101的厚度范圍優(yōu)選為0.0mm。常用的基板1I 厚度為0.21mm、0.3mm、0.45mm、0.7mm、1.0mm。
[0035]請參考圖2，本實用新型還提供一種車載平視顯示系統(tǒng)，包括上述任一項所述的反射濾光片202。車載平視顯示系統(tǒng)還包括信息投射裝置201，安裝在車中，能夠向安裝于汽車擋風(fēng)玻璃表面的反射濾光片202投射駕駛狀態(tài)信息和其余重要信息。本實用新型提供的車載平視顯示系統(tǒng)的色彩清晰度高同時成像亮度高。
[0036]請參閱圖3，圖3為本實用新型實施例提供的入射角為45°時，反射濾光片的透射光譜圖。當(dāng)信息透射裝置201照射至反射濾光片202表面的光線與反射濾光片的夾角為45°時，透過反射濾光片202的光線波長范圍為575nm-700nm，透射為紅橙光，將藍綠光進行了反射，當(dāng)入射光線有角度照射具有組合膜堆的反射濾光片表面時，規(guī)整的膜系還提高成像的反射率，保證了圖像的清晰度和亮度。
[0037]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0038]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種反射濾光片，設(shè)置于汽車擋風(fēng)玻璃表面，其特征在于，包括表面鍍有組合膜堆的基板，所述組合膜堆包括長波通膜堆以及短波通膜堆。2.如權(quán)利要求1所述的反射濾光片，其特征在于，還包括在所述基板另一面鍍有的增透膜堆。3.如權(quán)利要求2所述的反射濾光片，其特征在于，所述增透膜堆的層數(shù)范圍為4-7層。4.如權(quán)利要求3所述的反射濾光片，其特征在于，所述組合膜堆的層數(shù)范圍為40-52層。5.如權(quán)利要求2至4任一項所述的反射濾光片，其特征在于，所述的增透膜堆由高折射率薄膜和低折射率薄膜交替堆疊而成，所述長波通膜堆以及所述短波通膜堆均由高折射率薄膜和低折射率薄膜交替堆疊而成。6.如權(quán)利要求5所述的反射濾光片，其特征在于，所述高折射率薄膜為二氧化鈦薄膜、五氧化三鈦薄膜、二氧化鋯薄膜、五氧化二鉭薄膜或五氧化二鈮薄膜。7.如權(quán)利要求6所述的反射濾光片，其特征在于，所述低折射率薄膜為二氧化硅薄膜或氟化鎂薄膜。8.如權(quán)利要求7所述的反射濾光片，其特征在于，所述基板為白玻璃。9.如權(quán)利要求8所述的反射濾光片，其特征在于，所述基板的厚度范圍在0.21mm-1.0mm010.—種車載平視顯示系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9任一項所述的反射濾光片。
【文檔編號】G02B27/01GK205679790SQ201620471724
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月23日 公開號201620471724.9, CN 201620471724, CN 205679790 U, CN 205679790U, CN-U-205679790, CN201620471724, CN201620471724.9, CN205679790 U, CN205679790U
【發(fā)明人】譚耀成, 張睿智, 林正坤, 王金淼, 彭建賓
【申請人】浙江水晶光電科技股份有限公司