技术领域
[0001] 本
发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种平视显示装置和交通工具。
背景技术
[0002]
汽车HUD(Head Up Display)
平视显示器主要是用来保证司机安全稳定的驾驶，使驾驶员不用低头就可以看到相关的信息，将更多的精
力用在观察路面的情况，与此同时也可以减少驾驶员在频繁切换视线着眼点时所导致的视觉疲劳。参考图1为典型的车载HUD组成结构，
背光源5发出的光透过
液晶显示屏6，再经过中继光学系统7放大反射后，从中央控制台8的正上方出射，经过前挡
风玻璃9反射，光线反向会聚在人眼上，实际成像在距离驾驶者2-3m远的与路面平齐的
位置上。
[0003] 由于前
挡风玻璃一般具有一定的厚度(如通常为5-8mm)，所以光线会分别在前挡风玻璃的内外表面反射，同时由于前挡风玻璃自身存在一定的弧度，导致前挡风玻璃在通过内外表面两次反射成像在人眼时会出现重影。重影会给人眼的判断带来误判，同时也会分散驾驶者的注意力。因此，解决重影问题是目前车载HUD亟待解决的问题。
[0004] 目前常用的解决重影的方法有两种。一种是HUD自带一
块平板玻璃屏，但这样又在中央控制台上占据了一定的位置，且中央控制台尺寸有限，HUD自带的平板玻璃屏很容易对前挡风玻璃的局部形成遮挡。另一种方法就是利用光的偏振性，在前挡风玻璃中增加偏振
薄膜使玻璃外表面反射的光线无法通过玻璃内表面射出，进而消除重影。这两种方法都会导致在驾驶者前方的前挡风玻璃上出现一定面积的暗区域，对驾驶者的安全驾驶产生一定的影响。
发明内容
[0005] 本发明针对
现有技术中存在的上述技术问题，提供一种平视显示装置和交通工具。该平视显示装置能使玻璃屏在显示时其内外表面所反射的光线能够平行入射至人眼，从而避免经玻璃屏反射进入人眼的显示信息出现重影，进而避免了人眼对显示信息的误判断。
[0006] 本发明提供一种平视显示装置，包括弧面状的玻璃屏，用于对投射到其上的需要显示的信息进行显示，经所述玻璃屏反射的显示信息能进入人眼，还包括设置在所述玻璃屏上的透明膜层，所述透明膜层能改变所述玻璃屏所反射的光线的方向，以避免反射进入人眼的所述显示信息出现重影。
[0007] 优选地，所述透明膜层设置在所述玻璃屏的外侧面上或内侧面上；或者，所述透明膜层设置在所述玻璃屏的内部，所述玻璃屏的内侧面的
曲率半径小于所述玻璃屏的外侧面的
曲率半径。
[0008] 优选地，所述透明膜层呈弧面状，所述透明膜层的弧度与所述玻璃屏的弧度相同，且所述透明膜层的弯曲方向与所述玻璃屏的弯曲方向一致。
[0009] 优选地，所述透明膜层的沿所述玻璃屏的厚度方向的截面形状呈楔形，所述楔形的与所述玻璃屏的外侧面和内侧面相对应的两边相交，形成所述楔形的楔形
角。
[0010] 优选地，所述显示信息用于投射至所述玻璃屏的所述内侧面上；所述楔形角为2
β，β＝(2-n)×n2α/2n，其中，n为所述玻璃屏的折射率，n2为所述透明膜层的折射率，α＝nL(R+h)/Rh；其中，L为同一束光线入射至所述玻璃屏的所述内侧面上的入射点和从所述玻璃屏的所述内侧面上出射的出射点之间的直线距离，R为所述玻璃屏的曲率半径，h为所述玻璃屏的厚度。
[0011] 优选地，∣n-n2∣≤0.3。
[0012] 优选地，所述透明膜层采用具有
隔热性能的材质。
[0013] 本发明还提供一种交通工具，包括上述平视显示装置。
[0014] 优选地，所述平视显示装置的玻璃屏为所述交通工具的前挡风玻璃，所述平视显示装置的透明膜层在所述前挡风玻璃上的设置位置用于与人眼所在位置相对应，且所述透明膜层的楔形角靠近所述前挡风玻璃的下边缘侧。
[0015] 优选地，所述交通工具包括汽车、火车或飞机。
[0016] 本发明的有益效果：本发明所提供的平视显示装置，通过在玻璃屏中设置透明膜层，使玻璃屏在显示时其内外表面所反射的光线能够平行入射至人眼，从而避免经玻璃屏反射进入人眼的显示信息出现重影，进而避免了人眼对显示信息的误判断。
[0017] 本发明所提供的交通工具，通过使交通工具的前挡风玻璃采用平视显示装置的玻璃屏，避免了前挡风玻璃上显示的信息出现重影，从而确保了驾驶员的驾驶安全。
附图说明
[0018] 图1为现有技术中车载平视显示器的结构示意图；
[0019] 图2为本发明
实施例1中平视显示装置的结构剖视图；
[0020] 图3为图2中的平视显示装置消除重影时对光路进行改变的示意图；
[0021] 图4为本发明实施例2中平视显示装置的一种结构剖视图；
[0022] 图5为本发明实施例2中平视显示装置的另一种结构剖视图。
[0023] 其中的附图标记说明：
[0024] 1.玻璃屏；11.内侧面；12.外侧面；2.透明膜层；3.处理单元；4.人眼；5.背
光源；6.液晶显示屏；7.中继光学系统；8.中央控制台；9.前挡风玻璃；a.未设置透明膜层时玻璃屏外侧面反射光线；b.玻璃屏内侧面反射光线；c.设置透明膜层时玻璃屏外侧面反射光线。
具体实施方式
[0025] 为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明所提供的一种平视显示装置和交通工具作进一步详细描述。
[0026] 实施例1：
[0027] 本实施例提供一种平视显示装置，如图2所示，包括弧面状的玻璃屏1，用于对投射到其上的需要显示的信息进行显示，经玻璃屏1反射的显示信息能进入人眼4，还包括设置在玻璃屏1上的透明膜层2，透明膜层2能改变玻璃屏1所反射的光线的方向，以避免反射进入人眼4的显示信息出现重影。
[0028] 通过在玻璃屏1中设置透明膜层2，使玻璃屏1在显示时其内外表面所反射的光线能够平行入射至人眼4，从而避免经玻璃屏1反射进入人眼4的显示信息出现重影，进而避免了人眼4对显示信息的误判断。
[0029] 本实施例中，透明膜层2设置在玻璃屏1的内部，玻璃屏1的内侧面11的曲率半径小于玻璃屏1的外侧面12的曲率半径。
[0030] 本实施例中，透明膜层2呈弧面状，透明膜层2的弧度与玻璃屏1的弧度相同，且透明膜层2的弯曲方向与玻璃屏1的弯曲方向一致。如此设置，能够确保通过透明膜层2对经玻璃屏1反射的光线的方向的改变，使玻璃屏1内外表面反射的光线能够平行出射，从而避免经玻璃屏1反射进入人眼4的显示信息出现重影。
[0031] 本实施例中，透明膜层2的沿玻璃屏1的厚度方向的截面形状呈楔形，楔形的与玻璃屏1的外侧面12和内侧面11相对应的两边相交，形成楔形的楔形角。显示信息用于投2
射至玻璃屏1的内侧面11上；楔形角为β，β＝(2-n)×n2α/2n，其中，n为玻璃屏1的折射率，n2为透明膜层2的折射率，α＝nL(R+h)/Rh；其中，L为同一束光线入射至玻璃屏
1的内侧面11上的入射点和从玻璃屏1的内侧面11上出射的出射点之间的直线距离，R为玻璃屏1的曲率半径，h为玻璃屏1的厚度。如此设置，能使透明膜层2对玻璃屏1反射显示信息时形成的重影进行很好的消除。
[0032] 需要说明的是，本实施例中，玻璃屏1的厚度通常为5-8毫米，透明膜层2的厚度为0.3-0.8毫米，透明膜层2的厚度相对于玻璃屏1的厚度几乎可以忽略不计，所以L、R和h均可以是玻璃屏1未设置透明膜层2时的参数，也可以是玻璃屏1内部设置了透明膜层2后的参数。
[0033] 本实施例中，∣n-n2∣≤0.3。即透明膜层2的折射率和玻璃屏1的折射率很接近。如此设置，能使透明膜层2对玻璃屏1反射显示信息时形成的重影进行很好的消除。
[0034] 如图3所示，透明膜层1对玻璃屏1反射显示信息时形成的重影的具体消除原理为：
[0035] 想要通过透明膜层2来减少玻璃屏1反射时的重影，本实施例中，透明膜层2能够改变玻璃屏1反射光线的传播方向。使得玻璃屏1外侧面12反射的光线能够不干扰内侧面11反射的光线，从而使得进入人眼4的光线实现与投射光线点对点的关系，进而避免重影。
[0036] 首先对未设置透明膜层2的玻璃屏1外侧面12反射光线a与内侧面11反射光线b的传播方向进行分析。根据光线传播的几何关系，经过玻璃屏1的内侧面11的反射光线b和经外侧面12的反射光线a的夹角x是两次反射位置(即光线在内侧面11上的反射点和外侧面12上的反射点)之间对应的圆心角α的二倍，圆心角α为光线先经玻璃屏1的内侧面11反射，后经玻璃屏1的外侧面12反射，这前后两次反射在内侧面11和外侧面12上的反射点所夹弧长对应的圆心角。根据玻璃屏1的厚度和材质折射率(一般为1.3-1.4)就可以计算出圆心角α＝nL(R+h)/Rh，其中，n为玻璃屏1的折射率，L为同一束光线入射至玻璃屏1的内侧面11上的入射点和从玻璃屏1的内侧面11上出射的出射点之间的直线距离，R为玻璃屏1的曲率半径，h为玻璃屏1的厚度。进而能够得出经过玻璃屏1内侧面11反射和经过外侧面12反射的出射光线的夹角x＝2α，即经过外侧面12的反射光线与经过内侧面11的反射光线的角度差为x。
[0037] 为了避免重影，需使经过外侧面12的反射光线与经过内侧面11的反射光线平行出射，即通过透明膜层2的设置需要使经过外侧面12反射出射的光线a逆
时针旋转角度x，从而实现经过玻璃屏1内侧面11的出射光线b和外侧面12反射后的出射光线c平行。通过在玻璃屏1内部设置楔形角为β的透明膜层2，能够改变光路的传播方向，从而使经外侧面12反射后出射的光线a逆时针旋转角度x。
[0038] 楔形角为β的透明膜层2改变光路的具体原理为：光线从入射至透明膜层2到出射透明膜层2共计偏转角度x1＝2×β/n1，其中n1为透明膜层2的折射率n2与玻璃屏1的折射率n的比值n2/n。经外侧面12反射的光线经过透明膜层2后入射至内侧面11的入射角度x2＝x1+α+y1，其中，y1为没有设置透明膜层2时经外侧面12反射的光线入射至玻璃屏1内侧面11的入射角。设z2为玻璃屏1内部设置有透明膜层2时从外侧面12上反射的光线经透明膜层2后再从玻璃屏1内侧面11出射的光线c的出射角，设z1为玻璃屏1内部没有设置透明膜层2时从外侧面12上反射的光线经玻璃屏1内侧面11出射的光线a的出射角。根据
马吕斯定律，可以计算出出射角z2＝x2×n，可换算出出射角z2与楔形角β的关系：z2＝(2×β/n1+α+y1)×n。出射角z1＝y1×n。由于z2相对于z1逆时针旋转了△z2
＝z2-z1＝(2×β/n1+α)×n，且△z＝x＝2α，经计算可得β＝(2-n)×n2α/2n。
[0039] 实际应用中，根据楔形角β的计算公式相应调整与楔形角β有关的玻璃屏1的参数，即可实现对玻璃屏1内侧面11和外侧面12反射光线的重影的消除。
[0040] 本实施例中，透明膜层2采用具有隔热性能的材质。透明膜层2的可见光透过率在80％以上。透明膜层2对红外光线和紫外光线的阻隔率在90％以上。这使得透明膜层2的设置能使玻璃屏1对显示信息的反射更清晰，同时还能进一步增强玻璃屏1的隔热和阻隔紫外线的性能，从而进一步增强了玻璃屏1的显示性能。
[0041] 本实施例中，平视显示装置还包括处理单元3，用于对需要显示的信息进行处理，并将处理后的信息投射至玻璃屏1上。其中，处理单元3包括背光源、液晶显示屏和中继光学系统。背光源发出的光线入射至液晶显示屏，液晶显示屏显示玻璃屏1上需要显示的信息，需要显示的信息经过中继光学系统的放大和反射后，投射至玻璃屏1的内侧面11上，经过玻璃屏1内侧面11和外侧面12的反射后，需要显示的信息进入人眼4，被人眼4观察到。
[0042] 实施例2：
[0043] 本实施例提供一种平视显示装置，与实施例1中的平视显示装置不同的是，透明膜层2设置在玻璃屏1的外侧面12上(如图4所示)。
[0044] 需要说明的是，透明膜层2也可以设置在玻璃屏1的内侧面11上(如图5所示)。
[0045] 本实施例中平视显示装置的其他结构以及透明膜层2改变光路的原理与实施例1中相同，此处不再赘述。
[0046] 实施例1-2的有益效果：实施例1-2中所提供的平视显示装置，通过在玻璃屏中设置透明膜层，使玻璃屏在显示时其内外表面所反射的光线能够平行入射至人眼，从而避免经玻璃屏反射进入人眼的显示信息出现重影，进而避免了人眼对显示信息的误判断。
[0047] 实施例3：
[0048] 本实施例提供一种交通工具，包括实施例1-2任意一个中的平视显示装置。
[0049] 其中，平视显示装置的玻璃屏为交通工具的前挡风玻璃，平视显示装置的透明膜层在前挡风玻璃上的设置位置用于与人眼所在位置相对应，且透明膜层的楔形角靠近前挡风玻璃的下边缘侧。如此设置，避免了前挡风玻璃上显示的信息出现重影，从而确保了驾驶员的驾驶安全。同时，还使驾驶员只需平视前挡风玻璃，即可对前挡风玻璃上显示的驾驶信息进行观看，从而避免了驾驶员为了了解驾驶信息的频繁扭头或频繁切换
视野范围，进而确保了驾驶员的驾驶安全。
[0050] 本实施例中，交通工具包括汽车、火车或飞机。
[0051] 实施例3的有益效果：实施例3中所提供的交通工具，通过使交通工具的前挡风玻璃采用平视显示装置的玻璃屏，避免了前挡风玻璃上显示的信息出现重影，从而确保了驾驶员的驾驶安全。
[0052] 可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
