利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备
阅读：1发布：2020-12-27
专利汇可以提供利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型 实施例 提供了一种利用 汽车 前挡 风 玻璃实现抬头显示的设备，包括： 基座 、高亮显示器、反射镜和主机，所述高亮显示器与所述反射镜正对的设置在所述基座上；所述基座被设置在汽车前 挡风玻璃 下方，仪表台上方的平台部分，且满足所述高亮显示器发出的影像经所述反射镜反射后投影到所述前挡风玻璃上；所述主机与所述高亮显示器连接，用于采集驾驶过程中需要投影在所述前挡风玻璃上的信息并驱动所述高亮显示器进行显示。采用本实用新型实施例的方案不需要定制特殊的前挡风玻璃，工艺简单、成本低廉，设置 位置 灵活。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利，下面是利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备专利的具体信息内容。
1.一种利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备，其特征在于，包括：基座、高亮显示器、反射镜和主机，所述高亮显示器与所述反射镜正对的设置在所述基座上；
所述基座被设置在汽车前挡风玻璃下方，仪表台上方的平台部分，且满足所述高亮显示器发出的影像经所述反射镜反射后投影到所述前挡风玻璃上；
所述主机与所述高亮显示器连接，用于采集驾驶过程中需要投影在所述前挡风玻璃上的信息并驱动所述高亮显示器进行显示。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述基座为水平设置在汽车前挡风玻璃下方，仪表台上方的板状结构，所述反射镜、所述高亮显示器依次位于所述板状结构的前、后端部，所述高亮显示器的背面朝向驾驶员一侧，
所述反射镜和所述高亮显示器与所述板状结构整体形成开口向上的“U”型结构。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述基座为竖直设置在汽车前挡风玻璃下方，仪表台上方的板状结构，所述反射镜、所述高亮显示器依次位于所述板状结构的上、下端部，所述基座的外侧朝向驾驶员一侧，
所述反射镜和所述高亮显示器与所述板状结构整体形成开口向前的“U”型结构。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述高亮显示器和/或所述反射镜与所述基座之间为可转动连接，以实现所述反射镜反射的图像投影到所述前挡风玻璃上的俯仰角可调节。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述高亮显示器由以下中的一种组成：高功率发光二极管和液晶光阀组成，有机发光二极管和液晶光阀组成，红绿蓝多色激光器、可旋转式反射镜和散射板组成，数字光处理器和散射板组成，硅基液晶微投影机组和散射板组成。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述散射板为透射式散射板或反射式散射板；
所述红绿蓝多色激光器和可旋转式反射镜，所述数字光处理器，所述硅基液晶微投影机分别位于所述透射式散射板的后侧，或者位于所述反射式散射板的前侧。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述主机设置在所述基座上，且位于所述高亮显示器的下方。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述反射镜的镜面为球面、非球面、双曲面和自由曲面中的一种。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括偏振装置，所述偏振装置设置在所述高亮显示器到所述反射镜之间的光路上，用于对所述高亮显示器发出的影像光线进行偏振，使发出的光线为电矢量E垂直于入射面的偏振光。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述偏振装置包括沿所述光路依此设置的偏振片和波片。
利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备
技术领域
背景技术
[0002] 抬头显示器(Head Up Display，HUD)也可以称为“平视显示器”，是第二次世界大战时为解决战斗机飞行员交替观察驾驶舱内仪表和跟踪目标引起的内外视觉矛盾而开始研发的。同许多战争发展出来的技术一样，HUD最初的应用就是在战斗机上，最早装备HUD的飞机是法国的幻影战斗机。这种由电子组件、显示组件、控制器以及高压电源等组成的综合光电显示设备，能将飞行参数、瞄准攻击、自检测等信息，以图像、字符的形式，通过光学部件投射到座舱正前方组合玻璃上。
[0003] 2003年，宝马公司成为欧洲第一家使用HUD技术的汽车公司，由此开启了车载抬头显示器的开端。目前宝马的多款车型均已配备HUD，并一直在进行着夜视系统的研发和应用。导航系统、车道偏离警告、带行人识别功能的夜视系统的行人避让警告等信息，都可以通过抬头显示系统显示到挡风玻璃上。在车辆上装配智能车载平视显示系统，还可以将时速、转速等相关信息显示在驾驶员前方平视范围内，有效避免了驾驶员因切换视线而造成交通事故发生。
[0005] (1)需要定制特殊的前挡风玻璃
[0007] (2)光学投影组件位于车体内
[0008] 国际上所采用的抬头显示器，其光学投影组件位于车辆仪表盘后，与车内复杂电路总线相临。这种安装方式不仅为抬头显示器的维护带来一定困难，而且光学投影组件工作时会产生热量，对周边的电路总线系统产生影响，严重时可能会引起某些电子元件工作异常，甚至损坏，由此而产生的后果难以预料。
[0009] (3)价格昂贵
[0010] 目前，中档次抬头显示器仅为某些进口或极少数合资品牌中高端车型中的标配/选配组件，选配价格为28000～50000元。而安装在豪华车型中的高档次抬头显示器，相应的原装主动或被动红外夜视系统、车辆偏离预警、雷达视觉防撞系统等，选配价格更高，一般达到为10～17万元。
[0011] (4)图像重影
[0012] 为了降低价格，市场上部分后装抬头显示器未使用前面所述的定制挡风玻璃，而采用了普通的挡风玻璃。由于HUD发出的光线在挡风玻璃和空气的前后两个分界面发生了两次半透半反射过程，导致驾驶员观察到的图像会出现重影现象。这会对司机驾驶产生一定的干扰。实用新型内容
[0013] 本实用新型实施例提供一种利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备，不需要定制特殊的前挡风玻璃，工艺简单、成本低廉，设置位置灵活。
[0014] 为达到上述目的，本实用新型实施例提供了一种利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备，包括：基座、高亮显示器、反射镜和主机，所述高亮显示器与所述反射镜正对的设置在所述基座上；所述基座被设置在汽车前挡风玻璃下方，仪表台上方的平台部分，且满足所述高亮显示器发出的影像经所述反射镜反射后投影到所述前挡风玻璃上；所述主机与所述高亮显示器连接，用于采集驾驶过程中需要投影在所述前挡风玻璃上的信息并驱动所述高亮显示器进行显示。
[0015] 如上所述的设备中，所述基座为水平设置在汽车前挡风玻璃下方，仪表台上方的板状结构，所述反射镜、所述高亮显示器依次位于所述板状结构的前、后端部，所述高亮显示器的背面朝向驾驶员一侧，所述反射镜和所述高亮显示器与所述板状结构整体形成开口向上的“U”型结构。
[0016] 如上所述的设备中，所述基座为竖直设置在汽车前挡风玻璃下方，仪表台上方的板状结构，所述反射镜、所述高亮显示器依次位于所述板状结构的上、下端部，所述基座的外侧朝向驾驶员一侧，所述反射镜和所述高亮显示器与所述板状结构整体形成开口向前的“U”型结构。
[0018] 如上所述的设备中，所述高亮显示器由以下中的一种组成：高功率发光二极管和液晶光阀组成，有机发光二极管和液晶光阀组成，红绿蓝多色激光器、可旋转式反射镜和散射板组成，数字光处理器和散射板组成，硅基液晶微投影机组和散射板组成。
[0019] 如上所述的设备中，所述散射板为透射式散射板或反射式散射板；所述红绿蓝多色激光器和可旋转式反射镜，所述数字光处理器，所述硅基液晶微投影机分别位于所述透射式散射板的后侧，或者位于所述反射式散射板的前侧。
[0020] 如上所述的设备中，所述主机设置在所述底座上，且位于所述高亮显示器的下方。
[0021] 如上所述的设备中，所述高亮显示器与所述反射镜的距离为110mm-140mm。
[0022] 如上所述的设备中，所述反射镜的镜面为球面、非球面、双曲面和自由曲面中的一种。
[0023] 如上所述的设备中，所述投影到所述前挡风玻璃上的图像位于驾驶员正前方1.5-3米处。
[0024] 如上所述的设备中，所述设备还包括偏振装置，所述偏振装置设置在所述高亮显示器到所述反射镜之间的光路上，用于对所述高亮显示器发出的影像光线进行偏振，使发出的光线为电矢量E垂直于入射面的偏振光。
[0025] 如上所述的设备中，所述偏振装置包括沿所述光路依此设置的偏振片和波片。
[0026] 本实用新型实施例的利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备，通过将高亮显示器与反射镜正对的设置在基座上，降低了用户在车内安装抬头显示设备时，还需要考虑各装置之间的相对位置需满足光路需求的不便捷性；其次，将基座设置在汽车前挡风玻璃下方，仪表台上方的平台部分，提高了抬头显示设备在车内设置位置的空间灵活性；最后，本方案中的抬头显示设备不需要对前挡风玻璃的材质有特殊的要求，且结构简单、成本低廉。
[0027] 上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。附图说明
[0028] 图1为本实用新型实施例提供的利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备示意图一；
[0029] 图2为本实用新型实施例提供的利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备示意图二；
[0030] 图3为本实用新型实施例提供的汽车的前挡风玻璃产生镜面反射的原理图一；
[0031] 图4为本实用新型实施例提供的利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备示意图三；
[0032] 图5为本实用新型实施例提供的利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备示意图四；
[0033] 图6为本实用新型实施例提供的利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备示意图五；
[0034] 图7为本实用新型实施例提供的利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备示意图六；
[0035] 图8为本实用新型实施例提供的机动车辆和投影图像位置关系图；
[0036] 图9为汽车的前挡风玻璃产生镜面反射的原理图二；
[0037] 图10为s波和p波光在分界面的折射和反射图；
[0038] 图11为光线在玻璃和空气的分界面的反射率随入射角度的变化曲线；
[0039] 图12为本实用新型实施例提供的利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备示意图七。
具体实施方式
[0040] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0041] 实施例一
[0042] 图1、图2为本实用新型实施例提供的利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备示意图，该设备所利用的汽车前挡风玻璃不需要特殊材质，为现有普通的挡风玻璃即可。如图1、图2所示，该利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备包括：
[0043] 基座1、高亮显示器2、反射镜3和主机4，高亮显示器2与反射镜3正对的设置在基座1上；基座1被设置在汽车前挡风玻璃5下方，仪表台6上方的平台部分，且满足高亮显示器2发出的影像经反射镜3反射后投影到前挡风玻璃5上；主机4与高亮显示器2连接，用于采集驾驶过程中需要投影在前挡风玻璃5上的信息并驱动高亮显示器2进行显示。
[0044] 其中，如图1、图2所示，上述利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备的工作原理为：首先，主机4采集驾驶过程中需要投影在前挡风玻璃5上的信息并驱动高亮显示器2进行显示；然后，高亮显示器2将需要显示的信息投影到反射镜3上，反射镜3将图像反射到汽车前挡风玻璃5上；最后，挡风玻璃5将图像二次反射，由于挡风玻璃5自身存在一定的镜面反射率，会将图像二次反射入驾驶员的眼睛20，驾驶员透过挡风玻璃5就可以看到抬头显示设备显示的信息完整、清晰地成像在其前方。图1中，需要投影的图像信息的传播光路用30表示。
[0045] 如图3所示，为汽车的前挡风玻璃5产生镜面反射的原理图一。汽车的前挡风玻璃5具有一定的折射率，根据应用光学理论，当入射光线，如反射镜3反射的光线30入射到玻璃和空气的分界面时，对于折射率为n的玻璃材料，部分光线31会在入射表面发生镜面反射，其镜面反射率为ρ＝(n-1/n+1)2，其余光线32会透过入射表面。由于镜面反射率的存在，使得汽车前挡风玻璃5可以对反射镜3反射的图像进行二次反射成像，从而使得图像信息被人眼观察到。驾驶员就可以通过半透半反射的形式，透过挡风玻璃5，既观察到道路上的情况，同时观察到抬头显示器显示的图像内容。
[0046] 在实际应用场景中，参照图1和图2所示。驾驶员坐在驾驶位上，由基座1、高亮显示器2和反射镜3形成的一体化结构可放置于驾驶前方的前挡风玻璃5下方，仪表台6上方的平台部分。主机4可与高亮显示器2和反射镜3一起设置在基座1上，也可以与其分开设置，并通过有线或无线连接的方式与高亮显示器2电连接。高亮显示器2可利用基座1的结构或本身结构挡住高亮显示器2朝向驾驶员发出的光线，从而不会影响驾驶员的视线。主机4可与汽车的电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)的信息输出接口连接，获取车辆信息，包括：车速、发动机转速、油耗、水温、轮胎情况等，并将这些信息转换成图形制式。主机4也可与手机等外设通过数据线或者无线的方式相连，将手机内的信息直接传送给高亮显示器，进行图像的投影，投影的信息可包括电话信息、导航地图、天气状况，路况信息等。驾驶员还可以在手机上触屏操控抬头显示器显示的信息，也可以通过手机的语音助手进行语音操控，或者利用手机自带的摄像头进行手势操控等。
[0047] 本实用新型实施例提供的利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备，通过将高亮显示器与反射镜正对的设置在基座上，降低了用户在车内安装抬头显示设备时，还需要考虑各装置之间的相对位置需满足光路需求的不便捷性；其次，将基座设置在汽车前挡风玻璃下方，仪表台上方的平台部分，提高了抬头显示设备在车内设置位置的空间灵活性；最后，本方案中的抬头显示设备不需要对前挡风玻璃的材质有特殊的要求，且结构简单、成本低廉。
[0048] 实施例二
[0049] 图4为本实用新型实施例提供的利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备示意图，该设备包含了图1、图2所示的实施例中的抬头显示的设备的结构，并在其基础上，进行了结构细化。如图4所示，该利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备中：
[0050] 基座1为水平设置在汽车前挡风玻璃5下方，仪表台6上方的板状结构11，反射镜3、高亮显示器2依次位于板状结构11的前、后端部，高亮显示器2的背面朝向驾驶员一侧，反射镜3和高亮显示器2与板状结构11整体形成开口向上的“U”型结构。
[0051] 其中，本实施例中涉及的方位词，如“前”、“后”、“上”、“下”，均是以驾驶员正常驾驶车辆时所感知的方位定义的，如汽车的车头方向为“前”，车尾方向为“后”，车顶方向为“上”，底盘方向为“下”。
[0052] 具体地，如图4所示，默认图的右侧斜上方为汽车的挡风玻璃5，下方为汽车的仪表台6，左侧为驾驶员所在位置，右侧为汽车的车头位置。上述基座1可为水平设置在汽车前挡风玻璃5下方，仪表台6上方的板状结构11，反射镜3、高亮显示器2依次位于板状结构11的前、后端部，高亮显示器2的背面朝向驾驶员一侧，高亮显示器2与反射镜3呈前后正对设置，且反射镜3和高亮显示器2与板状结构11整体形成开口向上的“U”型结构。
[0053] 这里需说明，所谓的“U”型结构是指反射镜3和高亮显示器2与板状结构11所形成的整体呈半包围的外形结构，并且为了保证反射镜3能够将高亮显示器2投影过来的光反射出去，反射镜3与高亮显示器2正对的光学面不能平行，且应沿着开口方向咧开一定的角度(反射镜3与高亮显示器2在“U”型结构底部的距离要小于开口处的距离)。例如，反射镜3与高亮显示器2分别相对板状结构11向外两侧倾斜；或者反射镜3与高亮显示器2均相对板状结构11向同侧倾斜，但要保证反射镜3与高亮显示器2在“U”型结构底部的距离要小于开口处的距离；又或者如图4中所示，高亮显示器2相对板状结构11不发生倾斜(垂直板状结构11)，同时反射镜3相对板状结构11向外侧倾斜；相类似的，也可以设置反射镜3相对板状结构11不发生倾斜(垂直板状结构11)，同时高亮显示器2相对板状结构11向外侧倾斜。
[0054] 在具体应用场景中，高亮显示器2将需要显示的信息投影到位于其前方的反射镜3上，反射镜3将图像反射到汽车前挡风玻璃5上，驾驶员透过挡风玻璃5就可以看到抬头显示设备显示的信息完整、清晰地成像在其前方。同时，由于高亮显示器2的背面朝向驾驶员一侧，挡住了高亮显示器2朝向驾驶员发出的光线，从而不会影响驾驶员的视线。
[0055] 另外，如图5中所示，为本实用新型实施例提供的另一利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备示意图，该设备同样包含了图1、图2所示的实施例中的抬头显示的设备的结构，并在其基础上，进行了结构细化。如图5所示，该利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备中：
[0056] 基座1为竖直设置在汽车前挡风玻璃5下方，仪表台6上方的板状结构11，反射镜3、高亮显示器2依次位于板状结构11的上、下端部，基座1的外侧朝向驾驶员一侧，反射镜3和高亮显示器2与板状结构11整体形成开口向前的“U”型结构。
[0057] 具体地，如图5所示，默认图的右侧斜上方为汽车的挡风玻璃5，下方为汽车的仪表台6，左侧为驾驶员所在位置，右侧为汽车的车头位置。上述基座1可为竖直设置在汽车前挡风玻璃5下方，仪表台6上方的板状结构11，反射镜3、高亮显示器2依次位于板状结构11的上、下端部，基座1的外侧朝向驾驶员一侧，高亮显示器2与反射镜3呈上下正对设置，且反射镜3和高亮显示器2与板状结构11整体形成开口向前的“U”型结构。
[0058] 其中，关于“U”型结构的说明可参见前述内容。
[0059] 在具体应用场景中，高亮显示器2将需要显示的信息投影到位于其上方的反射镜3上，反射镜3将图像反射到汽车前挡风玻璃5上，驾驶员透过挡风玻璃5就可以看到抬头显示设备显示的信息完整、清晰地成像在其前方。同时，由于基座1的外侧朝向驾驶员一侧，挡住了高亮显示器2朝向驾驶员发出的光线，从而不会影响驾驶员的视线。
[0060] 进一步地，为了使用户能够灵活的调节图像在前挡风玻璃上的投影位置，可将高亮显示器2和/或反射镜3与底座1之间设置为可转动连接，以实现反射镜3反射的图像投影到前挡风玻璃5上的俯仰角可调节。例如图4、图5中所示的，可在反射镜3与底座1之间设置转动轴，通过转动轴实现反射镜3相对于底座1可转动，从而对投影到前挡风玻璃5上的图像进行俯仰角调节。
[0061] 进一步地，以下将对高亮显示器2的具体结构进行说明。
[0062] 高亮显示器2可由以下中的一种组成：高功率发光二极管和液晶光阀组成，有机发光二极管和液晶光阀组成，红绿蓝多色激光器、可旋转式反射镜和散射板组成，数字光处理器和散射板组成，硅基液晶微投影机组和散射板组成。
[0064] 具体地，基于散射板的透光原理，上述散射板可为透射式散射板或反射式散射板。
[0065] 当散射板为透射式散射板时，红绿蓝多色激光器和可旋转式反射镜，数字光处理器，硅基液晶微投影机分别位于透射式散射板的后侧。其中，欲将投影的图像光线从散射板发出，并指向反射镜3的方向指定为散射板的前侧，与该方向相反的一侧指定为散射板的后侧。如图6所示，当散射板为透射式散射板时，高亮显示器中的发光器件，即分别由红绿蓝多色激光器和可旋转式反射镜组成的发光器件，数字光处理器构成的发光器件，硅基液晶微投影机构成的发光器件分别位于透射式散射板的后侧。
[0066] 当散射板为反射式散射板时，红绿蓝多色激光器和可旋转式反射镜，数字光处理器，硅基液晶微投影机分别位于反射式散射板的前侧。如图7所示，当散射板为反射式散射板时，高亮显示器中的发光器件，即分别由红绿蓝多色激光器和可旋转式反射镜组成的发光器件，数字光处理器构成的发光器件，硅基液晶微投影机构成的发光器件分别位于反射式散射板的前侧。
[0067] 这里需说明，上述发光器件和散射板实际上均是位于高亮显示器2的内部，本实施例中图6和图7仅是为了说明发光器件和不同类型散射板之间的位置关系而有意画在高亮显示器2的外面，仅用于方便说明技术原理。
[0068] 进一步地，为了完成实现本方案中抬头显示设备的一体化设计的理念，可将主机4设置在底座1上，且位于高亮显示器2的下方。这样，可以方便用户携带，减少整个设备的体积，同时还不影响高亮显示器2与反射镜3之间的光线传送。同时，还可将高亮显示器2与反射镜的距离设置为110mm-140mm，以减少整个设备的体积。
[0069] 进一步地，上述反射镜3还可以设置为镜面为球面、非球面、双曲面和自由曲面中的一种，以利用自身的镜面的弯曲，矫正挡风玻璃5在二次反射图像过程中产生的畸变和象散等像差。
[0070] 图8为本实用新型实施例提供的机动车辆和投影图像位置关系图。从图中可以看出，行驶在道路60上的机动车辆50中，抬头显示设备投影到前挡风玻璃5上的图像40位于驾驶员正前方1.5-3米处，驾驶员很方便地就可以查看到投影信息。
[0071] 另外，在前述图3所示的前挡风玻璃产生镜面反射的原理图中，只是初步介绍用于实现本实施例中的抬头显示功能时采用的镜面反射原理。而在实际应用场景中，由于前挡风玻璃具有一定厚度，因此投影的光线会在玻璃的两个侧面上发生两次半透半反过程，出现重影现象。以下将结合图9所示镜面反射原理图对该过程进行说明。
[0072] 如图9所示，汽车的前挡风玻璃5具有一定的折射率，根据应用光学理论，当入射光线，如反射镜3反射的光线30入射到玻璃和空气的分界面35时，部分光线31会在入射表面发生镜面反射，其余光线32会透过入射表面35到达玻璃和空气的分界面36。此时，光线32的一部分33会发生二次镜面反射，然后透过表面35，其余光线34会透过玻璃和空气的分界面36。由于镜面反射的存在，使得汽车前挡风玻璃5可以对反射镜3反射的图像进行反射成像，从而使得图像信息被人眼观察到。驾驶员通过光线在前挡风玻璃上发生半透半反射的光学现象，透过挡风玻璃5，既观察到道路上的情况，同时观察到抬头显示器显示的图像内容。不过，由于光线在玻璃和空气的分界面35和36发生了两次半透半反射过程，导致驾驶员观察到的图像存在如图9所示的重影现象。
[0073] 为了降低普通风挡玻璃产生的重影现象，本发明提出了利用偏振投影技术，以实现重影的抑制。具体原理如下：可以将入射到风挡玻璃的光束分解为电矢量E垂直于入射面的s波和平行于入射面的p波，两种波在玻璃和空气的分界面的折射和反射如图10所示。根据菲涅尔公式，s波和p波的反射率R随入射角theta1的变化关系如图11所示。从图中可以看出，在入射角度约60度到70度的范围内(横坐标为入射角度)，s波的反射率Rs(纵坐标为反射率)要明显大于p波的反射率Rp。因此，本实施例将入射到反射镜3的光线调制成完全的s波，这样入射到玻璃和空气的分界面35的光线会有更多比例的能量反射出来，透过分界面35的光线32的能量会更低，则玻璃和空气的分界面36发生的第二次半反射的光线33的能量会更低。也就是，通过改变光线的偏振方向，进而提高入射到挡风玻璃上的光线第一次半透半反射过程中的反射率，这样可以提高风挡玻璃表面第一次反射的图像的亮度，降低第二次反射的亮度，从而实现重影的抑制。
[0074] 基于上述抑制重影现象的原理，如图12所示，在本实施例提供的抬头显示的设备中还可包括偏振装置7，该偏振装置7设置在高亮显示器2到反射镜3之间的光路上(在保证偏振装置7设置在光线入射到反射镜3的光路上的前提下，也可将偏振装置7与高亮显示器2一体化设置)，用于对高亮显示器2发出的影像光线进行偏振，使发出的光线为电矢量E垂直于入射面的偏振光，从而提高入射到挡风玻璃上的光线第一次半透半反射过程中的反射率，达到抑制重影的目的。
[0075] 具体地，偏振装置7包括沿光路依次设置的偏振片71和波片72。其中，偏振片71的作用为使光线为电矢量E垂直于入射面的偏振光透过，抑制光线为电矢量E平行于入射面的偏振光，波片72用于对投射过来的光线为电矢量E垂直于入射面的偏振光的偏振角度进行调整，保证偏振光的偏振角度垂直于入射面。
[0076] 本实用新型实施例的利用汽车前挡风玻璃实现抬头显示的设备，结构紧凑，成本低廉、安装使用简单，并且可以有效抑制重影现象。
[0077] 本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部，或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0078] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
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