CN211826816U

CN211826816U - 背光照明装置、hud

Info

Publication number: CN211826816U
Application number: CN201922219749.6U
Authority: CN
Inventors: 张雪冰; 苗顺平; 马斌斌
Original assignee: Suzhou Carrobot Automotive Electronics Technology Co ltd
Current assignee: BEIJING ILEJA TECH. Co.,Ltd.
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2029-12-11

Abstract

本申请公开了一种背光照明装置、HUD。该背光照明装置包括LED灯板，透镜阵列以及LCD组件，在所述透镜阵列和所述LCD之间，还包括：扩展装置，用于对经由所述LED灯板发出的可见光通过所述透镜阵列后的入射光进行散射；其中所述LED灯板发出的可见光是自然光即非偏振光；偏振反射装置，用于接收经由所述扩展装置散射的可见光，并允许所述可见光中的水平偏振光透过，而将垂直偏振光反射；当被反射回去的所述垂直偏振光入射至所述扩展装置，将偏振光散射后变成可见光，再透过所述透镜阵列入射至所述LED灯板上，并通过所述LED灯板再次反射回所述透镜阵列进行重复利用。本申请解决了背光照明装置功耗大、温度高的技术问题。

Description

背光照明装置、HUD

技术领域

本申请涉及抬头显示装置领域，具体而言，涉及一种背光照明装置、HUD。

背景技术

前装HUD对于虚像亮度有较高要求，比如，采用TFT-LCD显示方案。

发明人发现，对于HUD的成像系统中最高亮度需要达到15000cd/m2，而成像系统中的光能利用率只有10％～15％左右。从而造成背光照明需要的功耗很大，且当LCD受到高亮度的光照时，温度上升也比较高。

针对相关技术中背光照明装置功耗大、温度高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种背光照明装置、HUD，以解决背光照明装置功耗大、温度高的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种背光照明装置。

根据本申请的背光照明装置包括：LED灯板，透镜阵列以及LCD组件，在所述透镜阵列和所述LCD之间，还包括：扩展装置，用于对经由所述LED 灯板发出的可见光通过所述透镜阵列后的入射光进行散射；其中所述LED灯板发出的可见光是自然光即非偏振光；偏振反射装置，用于接收经由所述扩展装置散射的可见光，并允许所述可见光中的水平偏振光透过，而将垂直偏振光反射；当被反射回去的所述垂直偏振光入射至所述扩展装置，将偏振光散射后变成可见光，再透过所述透镜阵列入射至所述LED灯板上，并通过所述LED 灯板再次反射回所述透镜阵列进行重复利用。

可选地，所述LED灯板的上表面镀有反射膜。

可选地，所述该反射膜是金属反射膜或者截止反射膜。

可选地，所述扩展装置采用扩散膜或扩散板。

可选地，所述偏振反射装置对入射光具有偏振选择性，

对水平偏振光具有高透过率，同时对垂直偏振光具有高反射率。

可选地，所述LCD组件中的下偏光片具有偏振选择性，其允许水平偏振光透过。

可选地，在所述LCD组件中减少吸收光能产生的热量且降低所述LED灯板的功耗。

可选地，用于TFT-LCD。

为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种HUD。

根据本申请的HUD包括：所述的背光照明装置。

可选地，HUD包括：W-HUD或者AR-HUD。

在本申请实施例中背光照明装置、HUD，采用LED灯板，透镜阵列以及LCD组件配合扩展装置、偏振反射装置的方式，通过重复利用垂直偏振光，达到了提高照明系统的光能利用率，降低LED功耗的目的，从而实现了，减少了LCD吸收光能产生的热量从而延长使用寿命的技术效果，进而解决了背光照明装置功耗大、温度高的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的背光照明装置结构示意图；

图2是根据本申请实施例的背光照明装置结构原理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1和2所示，本申请实施例的背光照明装置，包括：LED灯板1，透镜阵列2以及LCD组件3，在所述透镜阵列2和所述LCD组件3之间，还包括：扩展装置4，用于对经由所述LED灯板1发出的可见光通过所述透镜阵列2后的入射光进行散射；其中所述LED灯板1发出的可见光是自然光即非偏振光；偏振反射装置5，用于接收经由所述扩展装置4散射的可见光，并允许所述可见光中的水平偏振光透过，而将垂直偏振光反射；当被反射回去的所述垂直偏振光入射至所述扩展装置4，将偏振光散射后变成可见光，再透过所述透镜阵列2入射至所述LED灯板1上，并通过所述LED灯板1再次反射回所述透镜阵列2进行重复利用。

具体地，所述LED灯板所发出的可见光是自然光，是非偏振光。然后在所述扩展装置4中对经由所述LED灯板1发出的可见光通过所述透镜阵列2 后的入射光进行散射。之后，在所述偏振反射装置5中接收经由所述扩展装置4散射的可见光，并且所述偏振反射装置5中允许所述可见光中的水平偏振光透过，而将垂直偏振光反射。最后，当被反射回去的所述垂直偏振光入射至所述扩展装置4后，可以将所述偏振光散射后变成可见光，再透过所述透镜阵列 2入射至所述LED灯板1上，并通过所述LED灯板1再次反射回所述透镜阵列2进行重复多次进行利用，在降低所述LED灯板1功耗的同时减少了所述 LCD3中吸收光能产生的热量。

需要注意的是，由于所述透镜阵列2和所述扩展装置4对光线的偏振方向没有选择性，因此，所述LED灯板1发出的可见光即自然光透过所述透镜阵列2和所述扩展装置4之后，仍然是自然光，即入射至所述偏振反射装置5 中的光是可见光。

需要注意的是，通常将自然光理解为具有不同偏振方向的光线的集合，整体表现出来的特性是非偏振光。具体地，比如在图1中的左侧，将LED灯板发出的自然光表示为水平偏振和垂直偏振光，其分表由实线的带双箭头的水平线和小圆圈表示，且带有单箭头的虚线表示光线的传播方向，即如图1所示， LED发出的光线是朝上出射的。

从以上的描述中，可以看出，本申请实现了如下技术效果：

在本申请实施例中背光照明装置、用于HUD的背光照明方法、HUD，采用LED灯板，透镜阵列以及LCD组件配合扩展装置、偏振反射装置的方式，通过重复利用垂直偏振光，达到了提高照明系统的光能利用率，降低LED功耗的目的，从而实现了，减少了LCD吸收光能产生的热量从而延长使用寿命的技术效果，进而解决了背光照明装置功耗大、温度高的技术问题。

根据本申请实施例，作为本实施例中的优选，如图1所示，所述LED灯板的上表面镀有反射膜。

具体地，所述LED灯板的上表面镀有反射膜，该反射膜可以是金属反射膜，也可以是截止反射膜。

根据本申请实施例，作为本实施例中的优选，如图1所示，所述扩展装置采用扩散膜或扩散板。

具体地，所述扩展装置Diffuser为扩散膜或扩散板。其中，扩散膜或扩散板对入射光进行散射，其作用是提高入射光的均一性。

根据本申请实施例，作为本实施例中的优选，如图1所示，所述偏振反射装置5对入射光具有偏振选择性，对水平偏振光具有高透过率，同时对垂直偏振光具有高反射率。

具体地，所述偏振反射装置5对入射光有偏振选择性，对水平偏振光具有高透过率，同时对垂直偏振光具有高反射率。因此，所述偏振反射装置5允许水平偏振光透过，而将垂直偏振光几乎全部反射。

根据本申请实施例，作为本实施例中的优选，如图1所示，所述LCD组件3中的下偏光片具有偏振选择性，其允许水平偏振光透过。

所述LCD组件3中的下偏光片具有偏振选择性，其允许水平偏振光透过，而垂直偏振光被下偏光片全部吸收转化成热量，从而会造成LCD温度上升高。在本申请的实施例中减少了水平偏振光的透过，从而减少吸收转化成热量。

优选地，在所述LCD组件3中减少吸收光能产生的热量且降低所述LED 灯板的功耗。

在本申请的另一实施例中，还提供了一种HUD，包括：所述的背光照明装置，具体地，所述背光照明装置由LED灯板、LED、照明透镜阵列、扩散膜Diffuser、偏振反射膜RPM和LCD组成。此外，在所述LED灯板上表面镀有反射膜，该反射膜可以是金属反射膜，也可以是截止反射膜。当从LED 灯板发出的可见光经过照明透镜阵列准直后，入射至扩散膜或扩散板Diffuser，由扩散膜或扩散板对入射光进行散射，可提高入射光的均一性。由于照明透镜阵列和扩散膜对光线的偏振方向没有选择性，因此，LED灯板发出的自然光透过照明透镜和扩散膜之后，仍然是自然光，即入射至偏振反射膜RPM的光是自然光。由于偏振反射膜RPM对入射光有偏振选择性，对水平偏振光具有高透过率，同时对垂直偏振光具有高反射率。因此，偏振反射膜RPM允许水平偏振光透过，而将垂直偏振光几乎全部反射。当被反射回去的垂直偏振光入射至扩散膜上，由于扩散膜具有退偏作用，即将偏振光散射后变成自然光。因此，垂直偏振光透过扩散膜之后变成自然光，然后再透过透镜阵列，入射至 LED灯板上。由于LED灯板上表面镀有反射膜，因此入射光会被再次反射回去。被反射回去的自然光，再经过上述过程，不断被重复利用。

优选地，HUD包括：W-HUD或者AR-HUD，并且能够较好地保证在采用TFT-LCD显示方案的前装W-HUD或者AR-HUD时TFT-LCD所需要的出射亮度达10W～15W cd/m²。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种背光照明装置，其特征在于，包括：LED灯板(1)，透镜阵列(2)以及LCD组件(3)，在所述透镜阵列(2)和所述LCD组件(3)之间，还包括：

扩展装置(4)，用于对经由所述LED灯板(1)发出的可见光通过所述透镜阵列(2)后的入射光进行散射；其中所述LED灯板(1)发出的可见光是自然光即非偏振光；

偏振反射装置(5)，用于接收经由所述扩展装置(4)散射的可见光，并允许所述可见光中的水平偏振光透过，而将垂直偏振光反射；

当被反射回去的所述垂直偏振光入射至所述扩展装置(4)，将偏振光散射后变成可见光，再透过所述透镜阵列(2)入射至所述LED灯板(1)上，并通过所述LED灯板(1)再次反射回所述透镜阵列(2)进行重复利用。

2.根据权利要求1所述的背光照明装置，其特征在于，所述LED灯板的上表面镀有反射膜。

3.根据权利要求2所述的背光照明装置，其特征在于，所述该反射膜是金属反射膜或者截止反射膜。

4.根据权利要求1所述的背光照明装置，其特征在于，所述扩展装置采用扩散膜或扩散板。

5.根据权利要求1所述的背光照明装置，其特征在于，所述偏振反射装置对入射光具有偏振选择性，

6.根据权利要求1所述的背光照明装置，其特征在于，所述LCD组件中的下偏光片具有偏振选择性，其允许水平偏振光透过。

7.根据权利要求6所述的背光照明装置，其特征在于，在所述LCD组件中减少吸收光能产生的热量且降低所述LED灯板的功耗。

8.根据权利要求1所述的背光照明装置，其特征在于，用于TFT-LCD。

9.一种HUD，其特征在于，包括：如权利要求1至8任一项所述的背光照明装置。

10.根据权利要求9所述的HUD，其特征在于，包括：W-HUD或者AR-HUD。