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CN108303816A - 一种具有显示功能的后视镜 - Google Patents

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CN108303816A
CN108303816A CN201710021404.2A CN201710021404A CN108303816A CN 108303816 A CN108303816 A CN 108303816A CN 201710021404 A CN201710021404 A CN 201710021404A CN 108303816 A CN108303816 A CN 108303816A
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薛九枝
王晨晖
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Jiangsu Jitri Smart Liquid Crystal Sci and Tech Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种具有显示功能的后视镜，所述后视镜包括：透明盖板，所述透明盖板基本上覆盖所述后视镜的全屏，反射型偏光层，所述反射型偏光层被与所述透明盖板基本上尺寸一致地设置在所述透明盖板之下，所述反射型偏光层的至少部分被配置为基本上半透半反的光学区域，所述基本上半透半反的光学区域允许一个偏振方向的光透射通过，同时反射垂直于该偏振方向的光，以及显示层，所述显示层限定至少一个显示区域，所述至少一个显示区域被设置在所述基本上半透半反的光学区域之下。本发明的后视镜藉由反射式偏光层可以实现在镜面反射的同时提高显示光的利用率。

Description

一种具有显示功能的后视镜
技术领域
本发明涉及一种后视镜，特别涉及一种具有显示功能的后视镜。
背景技术
在汽车后视镜领域，为了更好地提供行车信息及路况，具有显示功能的后视镜已经发展起来。现有的汽车内具有显示功能的后视镜主要分为两种，一种是显示屏占据后视镜镜面的部分面积，但这样导致了反射镜面的面积变小，影响驾驶员的观察范围；另一种是降低后视镜镜面的反射率，提高其透视率，使设置在镜面内部的显示屏的部分光线透出，从而达到镜面反射与屏幕显示并存的效果，但是这种结构会降低显示屏的部分光学性能，如亮度、对比度，造成能量损耗严重。并且，传统的显示器的背光源发出的光线是非偏振性的，最终光强度的利用往往不到原始光强度的5％。
因此，需要提供一种具有反射和显示功能、同时显示屏的背光源的利用率较高的后视镜。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种具有显示功能的后视镜，所述后视镜包括：透明盖板，所述透明盖板基本上覆盖所述后视镜的全屏，反射型偏光层，所述反射型偏光层被与所述透明盖板基本上尺寸一致地设置在所述透明盖板之下，所述反射型偏光层的至少部分被配置为基本上半透半反的光学区域，所述基本上半透半反的光学区域允许一个偏振方向的光透射通过，同时反射垂直于该偏振方向的光，以及显示层，所述显示层限定至少一个显示区域，所述至少一个显示区域被设置在所述基本上半透半反的光学区域之下。
在优选实施方案中，所述反射型偏光层的全部可以被配置为所述基本上半透半反的光学区域。所述至少一个显示区域被设置在所述反射型偏光层的一部分之下。
在优选实施方案中，所述显示层可以被与所述透明盖板和所述反射型偏光层尺寸一致地配置为全屏显示层。在进一步优选实施方案中，所述后视镜可以进一步包括触摸层，所述触摸层被设置在所述透明盖板和所述反射型偏光层之间或者被设置在所述反射型偏光层和所述显示层之间。
在优选实施方案中，所述反射型偏光层的一部分可以被配置为所述基本上半透半反的光学区域。所述反射型偏光层的在所述基本上半透半反的光学区域之外的区域被配置为反射镀层区域。在进一步优选实施方案中，所述反射镀层的反射率与所述基本上半透半反的光学区域的反射率基本上一致。
在优选实施方案中，所述至少一个显示区域被与所述基本上半透半反的光学区域尺寸和位置一致地设置在所述基本上半透半反的光学区域之下。
在优选实施方案中，所述后视镜可以进一步包括吸收层，所述吸收层被设置在所述反射型偏光层之下并且在所述至少一个显示区域之外的区域。
在优选实施方案中，所述后视镜可以进一步包括触摸层，所述触摸层在所述透明盖板和所述反射型偏光层之间限定与所述至少一个显示区域尺寸和位置一致的触摸区域。所述触摸层在所述透明盖板和所述反射型偏光层之间的所述触摸区域之外限定透明介质区域。在可替换的实施方案中，所述后视镜可以进一步包括触摸层，所述触摸层在所述反射型偏光层和所述至少一个显示区域之间限定与所述至少一个显示区域尺寸和位置一致的触摸区域。
在优选实施方案中，所述显示层可以进一步包括偏振背光源，其中所述偏振背光源发出的偏振光的偏振方向与显示器靠近背光源一侧偏振片的透射偏振方向基本上一致。
在优选实施方案中，所述偏振背光源包括：导光板，设置在所述导光板一侧的光源，设置在所述导光板的与所述光源相对一侧的1/4波片和反射镜，设置在所述导光板的上表面之上的双折射膜，其中所述双折射膜的寻常光折射率与所述导光板的折射率相近，并且所述双折射膜的非寻常光折射率大于所述导光板的折射率，以及设置在所述双折射膜和所述上表面之间的微型浮雕结构。
在优选实施方案中，所述偏振背光源包括：导光板，设置在所述导光板一侧的光源，以及设置在所述导光板的与所述光源相对一侧的1/4波片和反射镜，其中，所述导光板包括用于偏振散射的液晶层，所述液晶层中的液晶取向被限定在与导光板的表面垂直的平面里。
在优选实施方案中，所述透明盖板可以包括经过化学强化或物理强化的透明玻璃，或者刚性的或柔性的聚合物材料，所述透明盖板的透光率可以达到85％或以上。
在优选实施方案中，所述后视镜可以进一步包括在透明盖板上直接形成的一体化OGS触摸屏。
在优选实施方案中，所述显示层可以包括至少一个显示屏，所述显示屏包括TFT式显示屏或者LED式显示屏。
本发明利用一种反射式偏光层作为镜面材料，此偏光层可以反射环境光一个偏振方向的光，透射垂直偏振方向的光，从而达到镜面反射的效果。另外由于其透射偏振方向与显示屏的出射光的偏振方向一致，从而能达到出射光的近似100％透过，减少光损失，在全屏镜面反射的同时提高显示屏的背光源的利用率，进一步降低背光源的耗电，从而可进一步降低背光源的亮度，减少后视镜的热源输出，降低后视镜内部的温度。
附图说明
通过参照对本发明的实施方案的图示说明可以更好地理解本发明，在附图中：
图1是根据本发明一个实施方案的后视镜的镜面主体部分示意图。
图2是根据本发明一个实施方案的反射型偏光层对环境光线的反射原理示意图。
图3是根据本发明一个实施方案的后视镜的镜面主体部分示意图。
图4是根据本发明一个实施方案的后视镜的镜面主体部分示意图。
图5是根据本发明一个实施方案的后视镜的镜面主体部分示意图。
图6是根据本发明一个实施方案的反射型偏光层对显示光线的透射原理示意图。
图7是根据本发明一个实施方案的后视镜的显示屏分布示意图。
图8是根据本发明一个实施方案的后视镜的偏振背光源示意图。
图9是根据本发明一个实施方案的后视镜的偏振背光源示意图。
图10是根据本发明一个实施方案的后视镜的附加功能框图。
具体实施方式
在以下的描述中，为了达到解释说明的目的以对本发明有一个全面的认识，阐述了大量的具体细节，然而，很明显地，对本领域技术人员而言，无需这些具体细节也可以实现本发明。在其他示例中，公知的结构和装置在方框图表中示出。在这方面，所举的说明性的示例实施方案仅为了说明，并不对本发明造成限制。因此，本发明的保护范围并不受上述具体实施方案所限，仅以所附的权利要求书的范围为准。
首先参照图1，其中示出一种根据本发明实施例的具有显示功能的后视镜，所述后视镜可以包括镜面主体部分100、壳体和支架(图未示)。镜面主体部分100可以包括透明盖板101、反射型偏光层102以及显示层104，详述如下。
根据本发明的后视镜，其透明盖板101可以基本上覆盖后视镜的全屏。透明盖板101可以包括经过化学强化或物理强化的透明玻璃，或者刚性的或柔性的聚合物材料，本发明不限于此，亦可以采用透光率符合要求的其他材料。优选地，透明盖板101的透光率可以达到85％、90％、95％或以上。优选地，透明盖板的厚度在0.5毫米至3毫米之间。
反射型偏光层102可以被与透明盖板101基本上尺寸一致地设置在透明盖板101之下。反射型偏光层102的至少部分可以被配置为基本上半透半反的光学区域。参照图2，其示出基本上半透半反的光学区域对环境光线的反射原理。如所示出的，基本上半透半反的光学区域允许一个偏振方向的光透射通过，同时反射垂直于该偏振方向的光。如此一来，当环境光入射到镜面主体部分100上时，反射型偏光层102的基本上半透半反的光学区域可以透射环境光中一个偏振方向的光并且反射环境光中垂直于该偏振方向的光，从而达到镜面反射的效果。反射型偏光层常见的有美国3M生产的、由多层双折射高分子材料构成的DBEF膜，或者美国Moxtek公司生产的金属网丝(wiregrid)反射型偏光层。
显示层104可以限定至少一个显示区域，所述至少一个显示区域被设置在基本上半透半反的光学区域之下，提供后视镜的显示功能。如图6所示，根据基本上半透半反的光学区域的光学特性，从显示层104出射的显示光线满足两个条件：一是偏振光，二是其偏振方向与反射型偏光层102的基本上半透半反的光学区域的透射偏振方向一致。在这样的情况下，近似100％的显示光线可以透过反射型偏光层102，从而减少光损失，提高显示的光利用率。
如图7所示，显示层104可以包括至少一个显示屏120，其类型可以是TFT式显示屏，也可以是LED式显示屏，依实际情况进行选择。显示屏120的大小、数量以及位置可以根据实际需要进行调整。当显示屏120的数量为多个时，多个显示屏120可以平铺在镜面上。当后视镜显示功能开启时，可以选择只点亮其中一个显示屏120，也可以选择同时点亮所有显示屏120。在只点亮其中一个显示屏时，使其余显示屏的背景色与镜面主体部分的反射背景色一致，从而增大反射区域。
在优选实施方案中，如图1、3、5所示，反射型偏光层102的全部被配置为基本上半透半反的光学区域，并且显示层104的至少一个显示区域被设置在反射型偏光层102的一部分之下。在这样的实施方案中，显示层104可以进一步被与透明盖板101和反射型偏光层102尺寸一致地配置为全屏显示层。
在其他实施方案中，如图4所示，反射型偏光层102的一部分被配置为基本上半透半反的光学区域。反射型偏光层102的在基本上半透半反的光学区域之外的区域被配置为反射镀层106区域。反射镀层106的反射率与基本上半透半反的光学区域的反射率基本上一致，从而避免由于反射率的不同引起的视觉差异对驾驶员造成视觉干扰。显示层104的至少一个显示区域被与基本上半透半反的光学区域尺寸和位置一致地设置在基本上半透半反的光学区域之下。
根据本发明实施例的后视镜可以进一步包括触摸层103，触摸层103可以在透明盖板101和反射型偏光层102之间限定与至少一个显示区域尺寸和位置一致的触摸区域，在透明盖板101和反射型偏光层102之间的所述触摸区域之外限定透明介质110区域。透明介质110可以是光学胶、玻璃或聚合物，但不以此为限。在可替换的实施方案中，触摸层103可以在反射型偏光层102和至少一个显示区域之间限定与至少一个显示区域尺寸和位置一致的触摸区域。本领域的技术人员应当可以理解，触摸层103的设置也可以适用于具有全屏显示层的后视镜。也就是说，在具有全屏显示层的后视镜中，触摸层103可以被设置在透明盖板101和反射型偏光层102之间或者被设置在反射型偏光层102和显示层104之间。优选地，触摸层技术为基于一层玻璃基板的电容式触摸层技术，其玻璃基板的厚度在50微米至500微米之间。优选地，透明介质层由相对抗紫外线较好的硅胶构成，其折射系数与透明盖板，显示器外层，触摸层相近，其厚度在1微米至100微米之间。
触摸层103可以是任何类型的触摸屏，其位置、数量和大小可以与设置在其下面的显示层104是对应的；也可以根据部分显示屏的需要，不使用触摸层103。进一步地，如图5所示，触摸层103还可使用OGS触摸屏，利用一体化触控技术，在透明盖板101上直接形成触摸传感器114，从而节约成本，进一步减轻重量，增加镜面主体部分的透光度。优选地，触摸屏传感系统与显示器整合在一起，形成触摸与显示一体系统(on-cell或者in-cell触摸显示系统)。
根据本发明实施例的后视镜还可以进一步包括吸收层105，吸收层105可以被设置在反射型偏光层102之下并且在至少一个显示区域之外的区域，用来吸收透过反射型偏光层102的环境光及其他多余的光线。藉此，当环境光照射到后视镜上，会有一半的环境光被反射到驾驶员眼里，从而起到镜面反射的作用；其余的环境光通过反射型偏光层102，进入镜面主体的内部，最终被吸收层105吸收。优选地，吸收层可以是黑色胶水、黑色胶带或者黑色树脂。
在本发明的一个实施方案中，透明盖板101、反射型偏光层102、触摸层103、显示层104以及吸收层105等各层之间采用OCA光学胶或PSA压敏胶紧密连接，从而形成一体的结构，节省后视镜内部空间。虽然，本文为了描述方便，所述后视镜是按照多层结构来描述的，但本领域技术人员应当可以理解，上述各层中的任何两层或更多层、甚至全部可以一体化地通过镀膜、涂覆、渗透、掺杂、注入、光刻/图形化、熔合、压制、模制等等工艺来制成多功能的单层结构。
根据本发明的后视镜，其显示层104可以进一步包括偏振背光源，其中偏振背光源发出的偏振光的偏振方向与显示器靠近背光源一侧偏振片的透射偏振方向基本上一致。如本领域技术人员所知晓的，液晶显示器(如LED，TFT)的基本结构是背光源、下偏振片、液晶层、彩色滤光片、上偏振片。在本发明中，上偏振片(远离背光源)的透射偏振方向即为显示器出射光线的偏振方向，与所述反射型偏光层的透射偏振方向一致，而与之不同的下偏振片(靠近背光源一侧的)的透射偏振方向与所述偏振背光源的偏振方向一致。
图8和图9分别示出两种根据本发明实施例的后视镜所使用的偏振背光源示意图。在图8所示出的示例性偏振背光源中，偏振背光源包括导光板133，设置在导光板133一侧的光源134，设置在导光板133的与光源134相对一侧的1/4波片135和反射镜136，设置在导光板133的上表面之上的双折射膜131，以及设置在双折射膜131和所述上表面之间的微型浮雕结构132。其中，双折射膜131的寻常光(p-偏振方向)折射率与导光板133的折射率相近，而非寻常光(s-偏振方向)折射率大于导光板133的折射率。这样一来，光源134发出的自然光，其中的沿s-偏振方向的光入射到导光板133和双折射膜131的棱镜(三角形)界面时，部分光线会改变传播方向，以小于导光板133临界点的角度从双折射膜131中射出；而沿p-偏振方向的光将不受影响地射到双折射膜131与空气的界面后，被全反射回导光板133，最终被1/4波片135和反射镜136反射并改变偏振方向，从而循环后再次被射出。
在图9所示出的示例性偏振背光源中，偏振背光源包括导光板133，设置在导光板133一侧的光源134，以及设置在导光板133的与光源134相对一侧的1/4波片135和反射镜136。导光板133包括用于偏振散射的液晶层137，液晶层137中的液晶取向基本限制在与导光板133表面垂直的平面里，使得液晶层137可以散射其偏振方向在此平面内的光。这样一来，光源134发出的自然光，其沿p-偏振方向的光被液晶层137散射，以小于导光板133临界点的角度从导光板133表面射出；而沿s-偏振方向的光将以全反射的方式在导光板133里传播，最终被1/4波片135和反射镜136反射并改变偏振方向，从而循环后再次被液晶层137散射出导光板133。
根据本发明实施例的偏振背光源，其偏振方向与显示器靠近背光源一侧偏振片的透射偏振方向基本上一致，从而保证背光源的光可以近似100％的进入显示器内部，提高背光源的利用率。同时，相比于采用非偏振光源的传统显示器而言，在相同背光源的情况下，其显示器的亮度可以提高50％以上，提高显示器在明亮环境中图像的清晰度。同理地，在相同出射亮度的条件下，根据本发明实施例的偏振背光源的亮度可以降低30％以上，从而可以节省耗电，降低后视镜内部的温度。
在进一步的实施方案中，后视镜的镜面主体部分100可以镶嵌在壳体正面上。后视镜还可以进一步包括镶嵌在壳体内部的电路控制板140，如图10所示，用来控制后视镜所有的功能。优选地，在图10所示出的实施方案中，壳体后部还可以进一步设置有麦克风141、扬声器142、蓝牙设备143、数据连接口144、网络连接模块145、以及摄像头146，以实现车载导航、娱乐、行车记录、蓝牙通话、数据传输、车载WiFi或4G网络连接等智能功能。支架可以直接连接后视镜，使其作为车载原始制造设备；也可以设计成特殊结构，使后视镜成为一个售后零件，而直接安装在现有后视镜系统上。
综上所述，本发明利用一种反射式偏光层作为镜面材料，此偏光层可以反射环境光一个偏振方向的光，透射垂直偏振方向的光，从而达到镜面反射的效果。另外由于其透射偏振方向与显示屏的出射光的偏振方向一致，从而能达到出射光的100％透过，减少光损失，在全屏镜面反射的同时提高显示屏的背光源的利用率，进一步降低背光源的耗电，从而可进一步降低背光源的亮度，减少后视镜的热源输出，降低后视镜内部的温度。
另外，虽然为了说明简洁的目的，本文附图是以基本上平面形式来描述的。但是，本领域技术人员应当可以理解，本发明的后视镜(及其所有功能层)也可以是包括凹和凸的曲面的，例如可以包括柱面、球面、椭球面、抛物面等等曲面中的一个或组合。另外，本领域技术人员应当可以理解，本发明的后视镜也可以应用于由具有不同反射方向或凹凸曲率特性的两个或更多个不同镜面组合起来的组合后视镜。
尽管已经在上面以细节描述了数个示例性实施方案，但是所公开的实施方案仅是示例性而非限制性的，并且本领域技术人员将容易意识到，在示例性实施方案中很多其他修改、改动和/或替换是可能的，而不实质偏离本公开的新颖性教导和优点。因此，所有这些修改、改动和/或替换意图被包括在如所附权利要求书所限定的本公开的范围内。

Claims (19)

1.一种具有显示功能的后视镜，所述后视镜包括：
透明盖板，所述透明盖板基本上覆盖所述后视镜的全屏，
反射型偏光层，所述反射型偏光层被与所述透明盖板基本上尺寸一致地设置在所述透明盖板之下，所述反射型偏光层的至少部分被配置为基本上半透半反的光学区域，所述基本上半透半反的光学区域允许一个偏振方向的光透射通过，同时反射垂直于该偏振方向的光，以及
显示层，所述显示层限定至少一个显示区域，所述至少一个显示区域被设置在所述基本上半透半反的光学区域之下。
2.如权利要求1所述的后视镜，其中所述反射型偏光层的全部被配置为所述基本上半透半反的光学区域。
3.如权利要求2所述的后视镜，其中所述显示层被与所述透明盖板和所述反射型偏光层尺寸一致地配置为全屏显示层。
4.如权利要求3所述的后视镜，所述后视镜进一步包括触摸层，所述触摸层被设置在所述透明盖板和所述反射型偏光层之间或者被设置在所述反射型偏光层和所述显示层之间。
5.如权利要求1所述的后视镜，其中所述反射型偏光层的一部分被配置为所述基本上半透半反的光学区域。
6.如权利要求5所述的后视镜，其中所述反射型偏光层的在所述基本上半透半反的光学区域之外的区域被配置为反射镀层区域。
7.如权利要求6所述的后视镜，其中所述反射镀层的反射率与所述基本上半透半反的光学区域的反射率基本上一致。
8.如权利要求2所述的后视镜，其中所述至少一个显示区域被设置在所述反射型偏光层的一部分之下。
9.如权利要求6所述的后视镜，其中所述至少一个显示区域被与所述基本上半透半反的光学区域尺寸和位置一致地设置在所述基本上半透半反的光学区域之下。
10.如权利要求8或9所述的后视镜，所述后视镜进一步包括吸收层，所述吸收层被设置在所述反射型偏光层之下并且在所述至少一个显示区域之外的区域。
11.如权利要求8或9所述的后视镜，所述后视镜进一步包括触摸层，所述触摸层在所述透明盖板和所述反射型偏光层之间限定与所述至少一个显示区域尺寸和位置一致的触摸区域。
12.如权利要求11所述的后视镜，其中所述触摸层在所述透明盖板和所述反射型偏光层之间的所述触摸区域之外限定透明介质区域。
13.如权利要求8或9所述的后视镜，所述后视镜进一步包括触摸层，所述触摸层在所述反射型偏光层和所述至少一个显示区域之间限定与所述至少一个显示区域尺寸和位置一致的触摸区域。
14.如权利要求1所述的后视镜，所述显示层进一步包括偏振背光源，其中所述偏振背光源发出的偏振光的偏振方向与显示器靠近背光源一侧偏振片的透射偏振方向基本上一致。
15.如权利要求14所述的后视镜，所述偏振背光源包括：
导光板，
设置在所述导光板一侧的光源，
设置在所述导光板的与所述光源相对一侧的1/4波片和反射镜，
设置在所述导光板的上表面之上的双折射膜，其中所述双折射膜的寻常光折射率与所述导光板的折射率相近，并且所述双折射膜的非寻常光折射率大于所述导光板的折射率，以及
设置在所述双折射膜和所述上表面之间的微型浮雕结构。
16.如权利要求14所述的后视镜，所述偏振背光源包括：
导光板，
设置在所述导光板一侧的光源，以及
设置在所述导光板的与所述光源相对一侧的1/4波片和反射镜，
其中，所述导光板包括用于偏振散射的液晶层，所述液晶层中的液晶取向被限定在与导光板的表面垂直的平面里。
17.如权利要求1所述的后视镜，其中所述透明盖板包括经过化学强化或物理强化的透明玻璃，或者刚性的或柔性的聚合物材料，所述透明盖板的透光率达到85％或以上。
18.如权利要求1所述的后视镜，所述后视镜进一步包括在透明盖板上直接形成的一体化OGS触摸屏。
19.如权利要求1所述的后视镜，所述显示层包括至少一个显示屏，所述显示屏包括TFT式显示屏或者LED式显示屏。
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