[发明专利]一种小型化HUD的光路系统

说明书

本发明涉及HUD技术领域，具体公开了一种小型化HUD的光路系统，包括固定在发射源上方的偏振光调节模组，以及固定在所述偏振光调节模组右方的第一反射镜；所述偏振光调节模组包括由下到上隔离固定的TFT、PBS镜片和偏振光调节镜。本发明提供的一种小型化HUD的光路系统，将“PBS+偏振光调节镜(反射镜+QWP)”巧妙利用，使得发射源发出的光透过TFT后，通过“PBS+偏振光调节镜(反射镜+QWP)”的组合透射及反射作用，由第一反射镜射出，“PBS+偏振光调节镜(反射镜+QWP)”的组合使得整个光路系统内部空间更小，相比用普通HUD用反射镜替代“PBS+偏振光调节镜(反射镜+QWP)”组合的结构设计，其内部空间缩减了约20％。

技术领域

本发明涉及HUD技术领域，尤其涉及一种小型化HUD的光路系统。

背景技术

目前主流的HUD(抬头显示器)光路布置一般分为竖向、横向两种，且FOV都在7°以内。横向光路布置有利于减小汽车内Z方向的所需的布置空间。但是在大视场(FOV)的情况下，横向光路布置容易与反射镜片干涉，所以目前大视场的HUD(包括AR-HUD，增强现实HUD)几乎都采取竖直方向光路布置，但设有多个反射镜的光路系统其内部空间较大，不符合HUD精简化结构设计的要求。

偏振是光的一种固有属性，偏振态是光的一个独立参数。如果要完整的描述一束光的性质，除了频率/波长，振幅/强度，传播方向之外，还需要对它的偏振态进行描述。所谓“偏振光”，是指这光的电矢量(E)的振动方向具有一定的规律。偏振状态可分为：线偏振，椭圆偏振(特殊情况下是圆偏振)。例如，对于线偏振光，它的电矢量只沿着一个方向做往复振动。而“非偏振光”，如自然光，它们的电矢量的振动是杂乱无章的，既不朝着某些相同的方向，振动时又不具有固定的时间对应关系(没有固定相位)，因此，它们的振动是随机的，没有固定规律的。在“偏振光”的概念里，为了描述振动方向的相互关系，对于最基本的线偏振光(通过它可以组合成自然光，反之亦然)，我们通常用p光和s光来区分。其中，p光表示振动方向与入射面平行的线偏振光，s光表示振动方向与入射面垂直的线偏振光。

偏振分光片(或者偏振分光棱镜)可以用来将不同偏振态的光分离或者合成，在行业内被称为PBS，不同于BS(分光镜，无区分偏振态的特性)，能把入射的非偏振光分成两束垂直的线偏光。其中P偏光完全通过，而S偏光被反射，出射方向与P光成90度角，本专利采用的偏振分光片(附图3，区别于偏振分光棱镜)的主要特点有：

1)比较轻薄，可以降低产品的重量；

2)光通过的厚度比较小，在HUD工作过程中可以降低由于光的折射带来的光色散效应；

3)S1面为宽波带的偏振分光片，能够针对400nm～700nm的可见光范围内的自然光进行偏振分光；

4)对于可见光外的红外部分，可以完全透过，能够特别的对避免太阳光经过逆向光路进入TFT，从而对TFT进行保护；

5)S2面镀抗反射膜，光谱曲线参考图5，避免由于表面反射形成的重影现象。

发明内容

本发明提供一种小型化HUD的光路系统，解决的技术问题是现有采用普通反射镜的HUD光路系统内部空间较大。

为解决以上技术问题，本发明提供一种小型化HUD的光路系统，包括固定在发射源上方的偏振光调节模组，以及固定在所述偏振光调节模组右方的第一反射镜；

所述偏振光调节模组包括由下到上隔离固定的TFT、PBS镜片和偏振光调节镜，所述发射源发出的光透过所述TFT后，其中的S光经过所述PBS镜片的反射作用直接到达所述第一反射镜，其中的P光透过所述PBS镜片后到达所述偏振光调节镜全部转换成S光后折返到所述PBS镜片而进一步被反射到所述第一反射镜，从而到达风挡玻璃。

优选地，所述第一反射镜为自由曲面反射镜。

优选地，所述TFT为P光TFT。