CN105459825A - 用于内部车辆显示器的死前端透镜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于内部车辆显示器的死前端透镜。一种用于车辆仪表面板的车辆仪表组透镜组件包括：第一层，其包括四分之一波片（λ/4）。第二层，其是偏振器，第三层包括另一四分之一波片（λ/4）；第一和第四层是将光偏振到新取向的偏振器。四分之一波片改变可以利用偏光眼镜透镜看到的光角度的取向。车辆透镜组件以取决于光源方向和光的取向的双重方式起作用以防止从仪表发射的光以及使显示器光对佩戴偏光太阳镜的观看者可见。

Description

用于内部车辆显示器的死前端透镜

技术领域

本发明涉及用于车辆的所谓的“死前端（deadfront）”类型显示器。

背景技术

本发明涉及车辆显示器，并且更具体地涉及具有偏振器和用于减少车辆乘员眩光并且改进可见性的光延迟器的车辆透镜组件。

诸如具有速度计和转速计仪表的仪表组之类的车辆显示器典型地向车辆的乘员显示重要信息。常规的车辆显示器典型地包括支撑电路板的外壳。一个或多个光源典型地被安装在电路板上以照亮外壳内的显示器表面，为仪表供电，并且照亮仪表。清澈、透明的透镜在车辆乘员与所照亮的显示器表面之间被安装在外壳的前面以保护显示器表面和仪表。

所选车辆显示器利用安装在外壳前面的烟色透镜而不是清澈透镜。除了保护显示器表面和仪表之外，烟色透镜提供了合期望的外观（即烟色透镜效果）。为了产生烟色透镜效果，常规的烟色透镜是重着色的，以在关掉车辆时遮掩仪表的外观，使得仪表对车辆乘员仅最低限度地可见。当车辆开启时，光源照亮仪表并且是经过烟色透镜对车辆乘员可见的。

一般而言，为了最大化烟色透镜效果，合期望的是防止光从周围环境经过烟色透镜进入并且反射离开显示器表面。常规的烟色透镜允许经反射的光经过烟色透镜透射回到车辆乘员。这在关掉车辆时可能不合期望地增加仪表的可见性，并且削弱烟色透镜效果。

因此，存在对于防止反射离开显示器表面的光经过透镜透射回到车辆乘员的车辆仪表组透镜组件的需要以提供更加合期望的烟色透镜效果。

常见的解决方案是使用具有偏振段的透镜组件以便将烟色透镜效果实现到较大程度而同时仍旧允许明亮且可见的显示器。偏振透镜组件具有削弱显示器的可见性以及减小对于佩戴偏光太阳镜的那些人的可见性的非预期后果。

因此，需要实现烟色透镜效果而不阻碍仪表面板显示器对佩戴太阳镜和没有佩戴太阳镜的用户二者的可见性的车辆仪表组透镜组件。

发明内容

根据本发明的用于车辆仪表面板的车辆仪表组透镜组件包括：第一层，其包括起作用以改变其接收到的偏振光的取向的四分之一波片（λ/4）。第二层，其包括使入射光偏移到与特定于偏振器的偏振取向相对应的第一取向的偏振器。第三层，其包括另一四分之一波片（λ/4），所述另一四分之一波片（λ/4）使撞击在其表面上的偏振光的取向从第一取向偏移到第二取向。以及第四层，其包括偏振器以将光线性地偏振到新的取向。所述偏振器取决于初始光在其撞击在表面上时的取向而降低穿过所述偏振器的光的强度。四分之一波片改变针对特定波长的光的取向。

在一个实施例中，根据本发明的车辆透镜组件可以以取决于光源方向和光的取向的双重方式起作用以防止从仪表发射的光以及使显示器光对佩戴偏光太阳镜的观看者可见。组件通过发射偏振光防止仪表面板变暗，该偏振光被初始偏振以匹配第一偏振器的偏振取向。具有与偏振器取向相同的取向的光没有改变地穿过偏振器并且进入四分之一波片。四分之一波片将光的取向旋转到下述偏振取向，以该偏振取向，第二偏振器允许从显示器发射的光从透镜组件出射而没有亮度降低。最后的四分之一波片以使得其被取向到偏光太阳镜的偏振取向的这样的方式对来自显示器的出射光重取向，使得仪表显示面板在佩戴具有偏振透镜的太阳镜时保持可见。

在第二实施例中，根据本发明的车辆透镜组件起作用以减少反射离开仪表面板的金属框架的光以便提供不产生眩光的合期望的外表。围绕仪表面板上的显示区域的框架仅被四分之一波片的一段覆盖以便使来自金属反射的眩光被进一步削弱。透镜组件通过最初以与偏振取向相对应的第一取向使撞击在表面上的入射光偏振来削弱来自反射光的眩光。所述光然后碰撞第二偏振器并且被偏振到与第一取向正交的第二取向。在穿过偏振器之后，所述光反射离开金属框架并且回到偏振器集合，其中所述光以类似的方式被再次偏振并且以严重降低的强度从组件出射，导致与进入组件的光相比的经反射的光的接近零的百分比。这产生烟色透镜效果。

本发明提供了具有两个偏振器和两个四分之一波片的仪表组透镜组件，所述两个偏振器和两个四分之一波片一起起作用以通过防止光反射离开面板表面而同时允许仪表显示器面板发射的观看光的更大清晰度并且允许其被佩戴偏光太阳镜的观看者观看来允许烟色透镜效果。

本发明另外的可适用领域将从以下提供的详细描述变得显而易见。应当理解的是，详细描述和具体示例在指示本发明的优选实施例的同时仅仅意图用于说明的目的而不意图限制本发明的范围。

附图说明

本发明将从详细描述和附图变得被更加全面地理解，其中：

图1是具有根据本发明的仪表面板的车辆仪表板的透视图。

图2是图示了针对用于其中可以依照本发明利用本发明的透镜组件的车辆的“死前端”类型显示器的设计的示意性截面视图。

图3是图示了示出依照本发明的组件和显示器的不同部分和层的本发明的仪表组透镜组件的示意性视图。

图4是沿图3的线4-4取得的截面视图，其图示了从“死前端”显示器发射的光经过仪表组透镜组件的路径和在光行进经过组件并且经过另一透镜（在该情况中图示为太阳镜）时对光的极性的各种改变。

图5是沿图3的线5-5取得的截面视图，其图示了来自环境的显示器外部的光在其穿过仪表组透镜组件并且反射离开围绕显示器的金属框架时的路径以及在其行进经过组件时光的极性中的各种改变。

具体实施方式

（多个）优选实施例的以下描述在本质上仅仅是示例性的并且绝不意图限制本发明、其应用或使用。

现在参照图1，一般地以10示出本发明在车辆中的放置。典型地，车辆具有前仪表板11和仪表面板12。本发明将被利用在存在于仪表板11的驾驶员侧的计量器13和或13中。

参照图1，图1的仪表面板12被示意性地示出并且包括支撑透镜14的外壳15。在该示例中，与透镜14相对定位的光导组件19包括用于照亮可照亮显示器表面22的光源16。光源16产生行进经过光导20的显示器光，其在内部反射离开光导20的表面21。光导20内的光反射器17接收显示器光并且使显示器光朝向透镜14反射离开光导20。

图3图示了仪表组透镜组件及其覆盖的显示器的总体示意图。显示器一般地以23示出并且具有包括点亮LCD显示器段20、暗LCD区域段22和金属框架段24的部件，一般地以25示出的透镜组件覆盖显示器23。透镜组件25包括五个透镜；AR/AG涂层38，其提供直接将一些初始入射光漫射离开表面而不穿透到透镜组件中的表面；第一四分之一波片（λ/4）28，其起作用以旋转偏振光的取向；第一偏振器30，其将光偏振到特定于偏振器的偏振取向的取向；第二四分之一波片32，其类似于第一四分之一波片28起作用，因为其旋转偏振的取向；以及第二偏振器34，其将撞击在其表面上的光偏振到与偏振器的偏振取向相对应的第二取向。透镜组件25的所有五个层覆盖点亮显示器段20和暗显示器段22。然而，要领会的是，组件的金属框架段24仅被透镜组件25的一部分覆盖。金属框架段24仅被组件25的四个层覆盖，第二四分之一波片32由于以下进一步详细阐述的原因而不覆盖金属框架24。经过透镜组件的来自环境的入射光26的路径示出透镜组件的取向，具体地，AR/AG涂层38是关于环境的最顶层。示出了从光源36发射穿过透镜组件的光的面板20的光显示器段。因此，示出了仪表面板内的点亮LCD显示器的前面的透镜组件的取向。

图3是组件中的四分之一波片和偏振器。在该示例中，四分之一波片28和32使偏振光的取向偏移90度。第一偏振器30具有水平取向并且第二偏振器34具有垂直取向。本领域普通技术人员应当理解的是，四分之一波片的取向可以被取向成使偏振光的取向偏移到任何程度以便产生与偏振透镜的那些偏振角度相对应的偏振角度，以便经过偏振透镜被看到。

因此，AR/AG涂层38是最外层，随后是第一四分之一波片28，然后是具有第一取向的第一偏振器30，第二四分之一波片32，以及具有与第一偏振器的取向相差90度的第二取向的第二偏振器34。

图4图示了从显示器52发射的光64的路径及其经过组透镜组件25并且经过代表偏光太阳镜的偏振表面84的透镜的路径和取向。光的传播方向处于根据坐标系C的Z方向上。光最初从显示器20按照如以66所示的垂直取向的偏振并且在根据坐标系C的Y方向上被发射。光进入组件，穿过偏振器34；具有垂直取向的偏振器34不使光68偏振，因为其在从LCD显示器20发射时在其穿过偏振器34时已经被垂直偏振。光然后进入第二四分之一波片32并且其取向旋转90度到第二取向70，其现在在X方向上被水平偏振，如由根据坐标系C的带圆圈的X符号所指示的那样，但是在强度方面不降低。在水平偏振取向的情况下，光穿过第一偏振器30而不被偏振，因为偏振器30具有水平偏振取向。光然后穿过第一四分之一波片28，从而使光的取向旋转90度到与沿根据坐标系C的Y方向的垂直偏振取向74相对应的第三取向。现在垂直偏振的光76穿过AR/AG涂层38而没有影响，从而在其传递到室外中时保持在相同取向78。该垂直偏振的光对于裸眼是可见的并且还足以对于佩戴偏光太阳镜84的观看者是可观看的。垂直取向的光80在穿过偏振透镜84时不受偏振透镜84影响并且没有改变地穿过它们，保持在垂直取向的偏振82中因而是可观看的。在没有偏振透镜的情况下，对偏振光的观看是相同的，这允许在有偏振透镜和没有偏振透镜的情况下进行观看。应当向本领域普通技术人员指出的是，光的外出取向不需要是垂直的并且可以具有与偏振透镜之下可观看的相对应的任何角度。四分之一波片的构造将因此不限于使光的取向偏移90度而是偏移必要的任何角度。

图5图示了外部光98在其从组件25外部穿过并且反射离开显示器23的金属框架24，再次穿过组件25时的路径。在根据坐标轴C的Z方向上传播的最初非偏振入射光100进入组件25，首先撞击在AR/AG涂层38上，该AR/AG涂层38漫射一些光。光不以其他方式受影响并且在其传递到第一四分之一波片28中时保持为非偏振光102。四分之一波片28在光穿过时对光没有影响，光再次保持为非偏振光104。当进入第一偏振器30时，光被偏振到与偏振器30的偏振取向相对应的第一取向106中（在该情况下沿如由带圆圈的X符号指代并且根据坐标系C的X方向来水平取向）并且在强度上被削弱到1/100。光然后进入空置层32并且在进入具有与偏振器34的偏振取向相对应的第二取向的第二偏振器34之前保持在相同取向108上。具有水平取向108的光在进入偏振器34时被偏振到在该示例中与根据坐标系C的Y方向上的垂直取向相对应的第二取向并且在强度上被削弱到1/2。光以垂直取向112从组件出射并且反射离开金属框架24，保持在未经改变的取向114中，并且重新进入组件。重新进入偏振器34的具有与偏振器34相同的取向的光116并不变为被偏振的并且保持在相同取向处，未经改变地穿过偏振器34。光传递到具有Y方向上的垂直取向118的空置空间32中。光然后进入偏振器30，变为被偏振到与偏振器的偏振取向相对应的第三取向120（在该情况中由带圆圈的X符号指示的被水平偏振）并且在强度上变为被降低到1/100。现在水平偏振的光120进入四分之一波片28并且被旋转90度到与Y方向上的垂直取向相对应的第四取向122。光进入没有影响的AR/AG涂层38，在其传递离开具有相同取向的组透镜组件时保持在相同取向124中。光以Y方向上的垂直取向和由126所示的其初始强度的0.005%离开组透镜组件。强度上的这种降低将经反射的光的任何不合期望的散射降低到不可感知的水平并且由四分之一波片28提供的重取向提供了烟色透镜效果。

图5示出光98在其穿过组件99并且在其穿过偏振器30和34的集合时被偏振和在强度上被降低时的路径。所述光然后在再次穿过偏振器30和34的集合之前被反射离开金属表面96，但是由于光的对应取向而仅被偏振一次。任何经反射的光然后在强度上大幅降低地离开组透镜组件，从而允许几乎没有任何光被反射离开金属框架，诸如由人眼不可观看，这提供了烟色透镜效果。在该情况中，相应偏振器的取向和光的传播方向是根据坐标系C彼此正交的。

本发明的描述在本质上仅仅是示例性的，并且因此不脱离本发明的主旨的变形意图处于本发明的范围内。这样的变形不被视为脱离本发明的精神和范围。

Claims (23)

1.一种用于减少经过偏光眼镜透镜可观看的眩光的车辆仪表组透镜组件，包括：

第一层，其包括用于接收和偏移偏振光的取向的四分之一波片；

第二层，其包括用于将入射光偏振成具有与偏振取向相对应的第一取向的线性偏振光的偏振器；

第三层，其包括用于接收偏振光并且使偏振光的第一取向偏移到与第一取向不同的第二取向的四分之一波片；以及

第四层，其包括用于将入射光偏振成具有与偏振取向相对应的第三取向的线性偏振光的偏振器，其中经由所述前透镜经过所述组件出射的来自点亮显示器的光被取向成用于穿过偏光眼镜透镜。

2.权利要求1的组件，其中所述第一和第二取向被选择成用于由偏光眼镜透镜可观看的偏振光的最终取向的匹配。

3.如权利要求2中所述的组件，其中第二取向从第一取向偏移大约90度。

4.如权利要求2中所述的组件，其中第三取向从第二取向偏移大约90度。

5.如权利要求2中所述的组件，其中第二四分之一波片以90度重取向偏振光。

6.如权利要求1中所述的组件，还包括第一层上的抗反射涂层，其用于在入射光撞击在组件上之前部分反射入射光。

7.如权利要求6中所述的组件，其中第一层上的抗反射层用于在入射光撞击在第一层上之前反射入射光的至少一部分。

8.如权利要求1中所述的组件，其中第一和第三层包括以下各项中的至少一个：聚合物膜、无机层和包括云母的层。

9.如权利要求1中所述的组件，其中偏振取向是线性的以用于将入射光变换成线性偏振光。

10.一种用于减少眩光的车辆仪表组透镜组件，所述炫光是经过偏光眼镜透镜可观看的，所述车辆仪表组透镜组件按顺序包括：

四分之一波片，其用于以与四分之一波片的取向相对应的角度偏移偏振光的取向；

具有偏振取向的第一偏振器，其用于将入射光变换成具有第一取向的线性偏振光；

第二四分之一波片，其用于使偏振光的取向偏移与四分之一波片的取向相对应的角度；

具有与第一偏振器的取向正交的偏振取向的第二偏振器，其用于将撞击在其表面上的光变换成在与偏振取向相对应的新的第二取向处的偏振光；以及

光源，其用于经过表面朝向偏振器发射显示器光，所述表面朝向偏振器透射所述显示器光的至少一部分。

11.如权利要求10中所述的组件，其中偏振器和四分之一波片起作用以吸收入射光而不吸收从显示器发射的光。

12.如权利要求10中所述的组件，还包括第一四分之一波片的外层上的抗反射涂层。

13.如权利要求10中所述的组件，其中组件覆盖显示器面板所位于的非反射区域。

14.如权利要求10中所述的组件，其中组件覆盖反射金属表面。

15.如权利要求14中所述的组件，其中组件不包括偏振器段之间的第二四分之一波片，所述第二四分之一波片允许与所述反射金属表面重叠的区域中的经反射的光的进一步偏振。

16.如权利要求10中所述的组件，其中第一取向从第二取向偏移大约90度。

17.如权利要求10中所述的组件，其中偏振器和四分之一波片被取向成使得显示器光在从组件出射之后的外出取向被取向以便处于与偏光太阳镜相同的取向中。

18.如权利要求14中所述的组件，其中组件的构件被取向成使得垂直偏振光被发射，允许由垂直偏光太阳镜进行观看。

19.如权利要求12中所述的组件，其中偏振器包括聚乙烯膜。

20.如权利要求14中所述的组件，其中四分之一波片包括以下各项中的至少一个：聚合物膜、无机层和包括云母的层。

21.一种车辆仪表组透镜组件，包括：

可观看LCD部分，其具有附接到金属背衬部分的***，所述金属背衬部分延伸超出所述LCD部分的***，形成在视觉上不合期望的框架部分；

　　所述可观看LCD部分包括用于减少眩光的车辆仪表组透镜组件，包括：

　　四分之一波片，其具有使偏振光的取向偏移90度的构造；

　　具有偏振取向的第一偏振器，其用于将入射光变换成具有第一取向的线性偏振光；

　　第二四分之一波片，其具有使偏振光的取向偏移90度的构造；

　　具有与第一偏振器的取向正交的偏振取向的第二偏振器，其用于将撞击在其表面上的光变换成在与偏振取向相对应的新的第二取向处的偏振光；

光源，用于经过表面朝向偏振器发射显示器光，所述表面朝向偏振器透射所述显示器光的至少一部分并且有效地将来自显示器的光在兼容利用偏光镜进行观看的定向取向中对准；

以及其中四分之一波片之一不在视觉上不合期望的框架部分之上延伸，使得到达框架部分的入射外部光被衰减而同时两次穿过第一和第二偏振器层而不经过透镜透射回到由人眼可观看的程度。

22.如权利要求21中所述的组件，其中来自环境的入射光在进入组件时被偏振两次并且在反射离开金属框架段之后在离开组件时被偏振一次。

23.如权利要求22中所述的组件，其中每一次入射光被第一偏振器偏振，其在强度上被降低到1/100，并且每一次入射光被第二偏振器偏振，其在强度上被降低到1/2，导致原始强度的0.005%的总体强度。