[发明专利]可调式全时抬头显示系统

说明书

本发明公开了一种可调式全时抬头显示系统，包括一显像装置、一旋转装置、一挡风玻璃及一第二半波片，其中该旋转装置包含一第一半波片及一动力模块并控制该动力模块旋转该第一半波片，以产生S、P偏振光的来回互换，从而解决佩戴偏光太阳眼镜无法阅读显示影像以及下雨天影像扭曲的问题，进而为驾驶者提供全时皆有优化视觉效果的显示影像。

技术领域

本发明涉及一种可调式全时抬头显示系统，此尤指一种可达到全天候无视觉障碍的可调式全时抬头显示系统，以解决抬头显示时无法佩戴偏光太阳眼镜阅读影像的不足，以及解决下雨天影像扭曲的问题，进而为驾驶者提供全时皆有优化视觉效果的显示影像画面，有效提升行车安全。

背景技术

车辆的抬头显示器通常设置于挡风玻璃下侧的仪表台下方，影像光往上投射到挡风玻璃，再通过挡风玻璃反射至驾驶者的眼睛，一般车辆尤其是乘用车挡风玻璃的角度，大多约与水平方向成25～35度角，以及为了安全考虑，抬头显示器的视角通常设计在驾驶者水平视线下约5度的角度，如此既容易让驾驶者阅读，又不至于挡到重要视线，这样的角度换算抬头显示器的影像光对挡风玻璃的入射角约在60～70度之间。

如图1所示为根据菲涅耳方程式(Fresnel Equations)所作的S偏振光(Spolarized light)、P偏振光(P polarized light)及反射率的曲线示意，从图中可以看出，在入射角度范围中，S偏振光的反射率远大于P偏振光的反射率，当入射角接近60度时，P偏振光的反射率甚至接近于零，因此，车辆在强烈的阳光下，抬头显示器的画面需要很强才能被驾驶者清晰阅读，为了提高抬头显示器的投射效率，一般抬头显示器的显像屏幕会选用S偏振光当光源，或者在输出时通过适合的波板(wave plate)将显像屏幕的输出影像光转化成S偏振光，再投射到挡风玻璃，以获取比较大的反射光量。

如图2所示，其中利用一半波片(half-wave plate)6搭配S偏振光(图中以S表示)，可以解决迭影问题，由于布鲁斯特角(Brewster's angle)的关系，P偏振光(图中以P表示)在挡风玻璃G得到接近零反射率，但使用S偏振光(图中以S表示)却会使偏光太阳眼镜看不到影像。

如图3所示，其中利用一半波片(half-wave plate)6搭配P偏振光，可以解决布鲁斯特角(Brewster's angle)低反射与偏光太阳眼镜看不见影像的问题。

如图4所示，其中利用一半波片(half-wave plate)6搭配P偏振光，在下雨天当雨滴附着在挡风玻璃G时，由于反射层在挡风玻璃G的最外层，所以会受到雨滴的影响，抬头显示器的影像经过雨滴表面的反射会产生不规则扭曲变形，导致影像扭曲，这一问题也会让抬头显示器的作用大打折扣。

为了解决以上问题，本领域不断提出各种解决技术方案，相关的技术可参酌US 5,510,913、US 6,042,947、CN 201510635147.2、CN 201610609828.6、CN 201610715723.9、JP特开平2-141720、中国台湾公开编号201621399、201610862856、中国台湾专利证号I422860、I296720、I464493、I545375等专利前案。

在前述的专利前案中，大多已能提升目前抬头显示设备的使用功能，但是仍存在着一些不易克服的瓶颈，例如有些专利前案虽然已解决抬头显示器在挡风玻璃显像时无法佩戴偏光太阳眼镜阅读的问题，但对于雨天雨滴附着在该挡风玻璃G时而导致的影像扭曲仍无法解决；因此，如何同时解决以上问题迄今尚无良好的解决技术方案，使得抬头显示器无法达到全时使用的要求，也是驾驶者时常所诟病的问题。

发明内容

有鉴于以上问题，本案发明人历经无数次研究改进后，终于完成本发明-可调式全时抬头显示系统，即本案的发明目的在于提供一种全天候无视觉障碍的可调式全时抬头显示系统，以解决抬头显示时无法佩戴偏光太阳眼镜阅读影像的问题，以及解决下雨天影像扭曲的问题，进而为驾驶者提供全天候都有优化视觉效果的显示影像，有效提升行车安全。