本發(fā)明涉及抬頭顯示系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種車載抬頭顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
抬頭顯示系統(tǒng)(Heads Up Display，簡(jiǎn)稱HUD)，又叫平視顯示系統(tǒng)，它可以把重要的信息，映射在汽車前擋風(fēng)玻璃上，使駕駛員不必低頭，就能看清重要的信息。抬頭顯示系統(tǒng)使駕駛員不用低頭就可以看到相關(guān)信息，將更多的精力放到觀察路面情況上，還可以減少駕駛員觀察遠(yuǎn)處道路情況與近距離查看導(dǎo)航、車輛信息視線頻繁轉(zhuǎn)換引發(fā)的視覺疲勞，從而提高行車的安全性。
現(xiàn)在市場(chǎng)上的抬頭顯示系統(tǒng)，普遍采用折射反射的方法將圖像映射在前擋風(fēng)玻璃上。采用折射反射的方法，所呈現(xiàn)圖像為虛像，對(duì)光源的利用效率低下，最高只有8％左右，其可視程度受環(huán)境光的影響很大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種投入成本低、顯示信息清晰、可緩解視覺疲勞且無需借助3D眼鏡即可體驗(yàn)三維視覺效果的基于透明成像玻璃的車載抬頭顯示系統(tǒng)。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：
一種基于透明成像玻璃的車載抬頭顯示系統(tǒng)，它包括車頭和前擋風(fēng)玻璃，所述車頭內(nèi)設(shè)有投影儀以及用于控制所述投影儀的中央處理器，所述投影儀通過數(shù)據(jù)線與所述中央處理器連接，所述車頭的頂部設(shè)有可將投影儀中的影像投射出來的透光孔以及可將從所述透光孔透射出來的影像反射至前擋風(fēng)玻璃上的車外反射鏡，所述前擋風(fēng)玻璃由至少一層透明支持層和至少一層納米粒子薄膜層層疊融合而成，所述納米粒子薄膜層是以樹脂材料為載體均勻分布有納米粒子的透明材料層。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明產(chǎn)品投入成本低，投影儀的投射影像經(jīng)過光線反射在前擋風(fēng)玻璃上，使前擋風(fēng)玻璃直接承接投影儀投射的2D或3D圖像，使用者在前擋風(fēng)玻璃另一側(cè)任意位置均可看到射入到前擋風(fēng)玻璃上的2D或者3D圖像，而由于前擋風(fēng)玻璃自身的透明性、納米粒子均勻地分散在薄膜夾層中，以及納米粒子小于肉眼可辨識(shí)的大小，通過納米粒子瑞利(Rayleigh)散射成像，用戶看到前擋風(fēng)玻璃上的投射影像會(huì)產(chǎn)生不同景深的視覺效果，使得投射影像具有特殊的立體感，從而顯示出2.5D或3D的影像效果，無需借助3D眼鏡即可體驗(yàn)三維視覺效果，并且投影光源的光利用效率可達(dá)到24％～30％，是通過折射呈現(xiàn)虛像技術(shù)的光利用率的3倍以上，可以在環(huán)境光更亮的環(huán)境下成像呈現(xiàn)更為清晰的畫面，有效緩解視覺疲勞，具有更廣泛的使用場(chǎng)景及應(yīng)用市場(chǎng)，另外，通過反光鏡組合設(shè)計(jì)，可有效地隱藏投影設(shè)備，并校正光路避免遮擋駕駛艙內(nèi)視野，使用更加安全方便。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述納米粒子由質(zhì)量比為1～81：9的二氧化鈦納米粒子和無機(jī)鹽納米粒子組成，所述二氧化鈦納米粒子的直徑為20～100nm，所述無機(jī)鹽納米粒子的直徑為100～300nm。
采用上述優(yōu)選方案的有益效果是：采用特定質(zhì)量比、粒子直徑的二氧化鈦納米粒子和無機(jī)鹽納米粒子混合使用，不僅能使納米粒子瑞利(Rayleigh)散射成像效果更佳，還能更加有效地吸收紫外線，并利用光催化作用催化室內(nèi)有害物質(zhì)分解，凈化室內(nèi)甲醛、苯等有害氣體，使用更加安全。
作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述二氧化鈦納米粒子為銳鈦型結(jié)晶結(jié)構(gòu)和/或金紅石型結(jié)晶結(jié)構(gòu)，所述無機(jī)鹽納米粒子為一種或多種選自硫酸鋇、碳酸鋇和碳酸鈣的納米粒子。
采用上述優(yōu)選方案的有益效果是：二氧化鈦納米粒子采用特定的結(jié)構(gòu)，無機(jī)鹽納米粒子采用特定的種類，不僅能使納米粒子瑞利(Rayleigh)散射成像效果更佳，還能更加有效地吸收紫外線，并利用光催化作用催化室內(nèi)有害物質(zhì)分解，凈化室內(nèi)甲醛、苯等有害氣體，使用更加安全。
作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述透明支持層為透明玻璃板、透明聚甲基丙烯酸酯板或透明聚碳酸酯板。
采用上述優(yōu)選方案的有益效果是：透明支持層生產(chǎn)制造更加簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高、成本低，既能保證透明支持層能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)前擋風(fēng)玻璃的支撐作用，又能有效保證產(chǎn)品的透明度與清晰度更高，透明成像效果更加顯著。
作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述納米粒子與樹脂材料的質(zhì)量比為0.01～2:1000。
采用上述優(yōu)選方案的有益效果是：既能有效保證前擋風(fēng)玻璃的透明度與清晰度更高，又能使納米粒子的散射效果更佳、前擋風(fēng)玻璃的透明成像效果更加顯著，用戶在另一側(cè)看到前擋風(fēng)玻璃上的投射影像產(chǎn)生不同景深的視覺效果更佳，并且前擋風(fēng)玻璃吸收紫外線的效果也更加顯著。
作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述納米粒子薄膜層中納米粒子的分布密度為0.008～1.6g/mm·m2。
采用上述優(yōu)選方案的有益效果是：既能有效保證前擋風(fēng)玻璃的透明度與清晰度更高，又能使納米粒子的散射效果更佳、前擋風(fēng)玻璃的透明成像效果更加顯著，用戶在另一側(cè)看到前擋風(fēng)玻璃上的投射影像產(chǎn)生不同景深的視覺效果更佳，并且前擋風(fēng)玻璃吸收紫外線的效果也更加顯著。
作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述納米粒子以納米粒子分散液的形式分布于所述納米粒子薄膜層，所述納米粒子分散液由0.001～0.2重量份納米粒子、0.001～0.004重量份分散劑和16～30重量份溶劑混合均勻，并以頻率20～2000KHz的超聲波分散20～600min后制得。
采用上述優(yōu)選方案的有益效果是：可以使納米粒子更加均勻地分散在溶劑中，得到均一穩(wěn)定的納米粒子分散液，從而使納米粒子更加簡(jiǎn)單快捷的分布于納米粒子薄膜層中，且分布的更加均勻，這樣納米粒子的散射效果更佳、前擋風(fēng)玻璃的透明成像效果更加顯著，從而使用戶看到前擋風(fēng)玻璃上的投射影像產(chǎn)生不同景深的視覺效果更佳。
作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述車頭內(nèi)還設(shè)有與投影儀對(duì)應(yīng)的車內(nèi)反光鏡，所述投影儀投射的影像通過所述車內(nèi)反光鏡的反射從所述透光孔中投射向所述車外反光鏡。
采用上述優(yōu)選方案的有益效果是：這樣投影儀就可以水平設(shè)置安裝，然后采用背投的方式投射影像，安裝更加簡(jiǎn)單方便，且安裝后更加平穩(wěn)，不易傾倒。
作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述投影儀投射的影像直接從所述透光孔中投射向車外反光鏡。
采用上述優(yōu)選方案的有益效果是：投影儀豎向放置安裝，使得影像投射口正對(duì)透光孔，無需使用車內(nèi)反光鏡，即可實(shí)現(xiàn)方案，投入成本更低。
作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述車外反射鏡通過活動(dòng)支架與所述車頭的頂部可拆卸連接。
采用上述優(yōu)選方案的有益效果是：車外反射鏡的安裝與拆卸更加簡(jiǎn)單、方便、快捷，既有利于實(shí)現(xiàn)車外反光鏡的維修與更換，又可以根據(jù)實(shí)際需要選擇是否安裝車外反光鏡，在不需要使用車外反光鏡時(shí)，還可以將其拆下，從而避免車外反光鏡發(fā)生碰損。
附圖說明
圖1為本發(fā)明產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：
1、車頭，2、中央處理器，3、前擋風(fēng)玻璃，4、投影儀,5、車內(nèi)反光鏡，6、活動(dòng)支架，7、車外反射鏡。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例
如圖1所示，一種基于透明成像玻璃的車載抬頭顯示系統(tǒng)，它包括車頭1和前擋風(fēng)玻璃3，所述車頭1內(nèi)設(shè)有投影儀4以及用于控制所述投影儀的中央處理器2，所述投影儀4通過數(shù)據(jù)線與所述中央處理器2連接；
所述車頭1的頂部設(shè)有可將投影儀4中的影像投射出來的透光孔以及可將從所述透光孔透射出來的影像反射至前擋風(fēng)玻璃3上的車外反射鏡7，所述投影儀4投射的影像可以直接從所述透光孔中投射向車外反光鏡，即將投影儀豎向放置安裝，使得影像投射口正對(duì)所述透光孔，也可以在所述車頭1內(nèi)設(shè)置與投影儀4對(duì)應(yīng)的車內(nèi)反光鏡5，使得所述投影儀4投射的影像通過所述車內(nèi)反光鏡5的反射從所述透光孔中投射向所述車外反光鏡7，即投影儀4采用背投的方式，安裝更加簡(jiǎn)單方便，而所述車外反射鏡7最好通過活動(dòng)支架6與所述車頭1的頂部可拆卸連接；
所述前擋風(fēng)玻璃3由至少一層透明支持層和至少一層納米粒子薄膜層層疊融合而成，所述透明支持層可以為透明玻璃板、透明聚甲基丙烯酸酯板或透明聚碳酸酯板等可用于作前擋風(fēng)玻璃的透明材料板，所述納米粒子薄膜層是以樹脂材料為載體均勻分布有納米粒子的透明材料層，所述納米粒子與樹脂材料的質(zhì)量比優(yōu)選0.01～2:1000，樹脂材料優(yōu)選PVB(聚乙烯醇縮丁醛)或EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)，所述納米粒子最好以納米粒子分散液的形式分布于所述納米粒子薄膜層，所述納米粒子分散液由0.001～0.2重量份納米粒子、0.001～0.004重量份分散劑和16～30重量份溶劑混合均勻，并以頻率20～2000KHz的超聲波分散20～600min后制得；
所述納米粒子薄膜層中納米粒子的分布密度優(yōu)選為0.008～1.6g/mm·m2，所述納米粒子最好由質(zhì)量比為1～81：9的二氧化鈦納米粒子和無機(jī)鹽納米粒子組成，所述二氧化鈦納米粒子的直徑為20～100nm，所述無機(jī)鹽納米粒子的直徑為100～300nm，所述二氧化鈦納米粒子優(yōu)選銳鈦型結(jié)晶結(jié)構(gòu)和/或金紅石型結(jié)晶結(jié)構(gòu)，所述無機(jī)鹽納米粒子優(yōu)選一種或多種選自硫酸鋇、碳酸鋇和碳酸鈣的納米粒子。
本發(fā)明中，所述投影儀4可安裝在引擎蓋下，位置如圖1所示，所述投影儀4的投射影像經(jīng)過光線反射在可透明成像的前擋風(fēng)玻璃3上，使前擋風(fēng)玻璃3上直接承接出投影儀4投射的2D或3D圖像，使用者在前擋風(fēng)玻璃3另一側(cè)任意位置均可看到射入到前擋風(fēng)玻璃3上的2D或者3D的圖像，而由于前擋風(fēng)玻璃3自身的透明性、納米二氧化鈦粒子和納米無機(jī)鹽粒子均勻地分散在薄膜夾層中，以及納米粒子小于肉眼可辨識(shí)的大小，通過納米粒子瑞利(Rayleigh)散射成像，用戶看到前擋風(fēng)玻璃3上的投射影像就會(huì)產(chǎn)生不同景深的視覺效果，使得投射影像具有特殊的立體感，顯示出2.5D或3D的影像效果，無需借助3D眼鏡即可體驗(yàn)三維視覺效果，并且投影光源的光利用效率可達(dá)到24％～30％，是通過折射呈現(xiàn)虛像技術(shù)的光利用率的3倍以上，可以在環(huán)境光更亮的環(huán)境下成像呈現(xiàn)更為清晰的畫面，有效緩解視覺疲勞，具有更廣泛的使用場(chǎng)景及應(yīng)用市場(chǎng)。
所述車內(nèi)反光鏡5可以由一片或更多的反光鏡組成，安裝位置如圖1所示，所述車內(nèi)反光鏡5的作用是將隱藏在引擎蓋下的投影儀4投射出的光線經(jīng)過反光鏡的多次反射，使投射光線能從透光孔中投射至車外反光鏡7上從而最終投射到前擋風(fēng)玻璃3上，通過反光鏡組合設(shè)計(jì)，有效地隱藏投影設(shè)備，并校正光路避免遮擋駕駛艙內(nèi)視野，使用更加安全方便。
所述中央處理器2通過數(shù)據(jù)線與投影儀4連接，用于操作控制投影儀4，所述中央處理器2可以用于控制和選擇投影儀4的投射畫面內(nèi)容、投射光線的角度、強(qiáng)度和亮度等，還可以調(diào)整承接投影儀4畫面后的圖像尺寸及清晰度等。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其它的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)，不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。