CN220509161U - 透反膜、抬头显示系统及交通工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及透反膜、抬头显示系统及交通工具，透反膜对第一偏振光的反射率大于对第二偏振光的反射率，第一偏振光为P偏振光和S偏振光中的一种，第二偏振光为P偏振光和S偏振光中另一种；该透反膜包括：介质层和金属层，介质层与金属层叠层设置；沿叠层方向，介质层位于金属层的两侧；至少一介质层包括沿叠层方向交替层叠的第一子介质层和第二子介质层，第一子介质层的折射率大于第二子介质层的折射率。利用透反膜对第一偏振光具有较高的反射率，对第二偏振光具有较低的反射率，将其应用于抬头显示系统，根据图像光线的偏振光类型(P偏振光或S偏振光)，采用对应的透反膜提高图像光线的反射率，从而提高图像的显示亮度和显示效果。

Description

透反膜、抬头显示系统及交通工具

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种透反膜、抬头显示系统及交通工具。

背景技术

抬头显示装置(head up display，HUD)也称为平视显示装置，通过将HUD的像源发出的光线投射到成像部上，避免了驾驶员在驾驶过程中低头看仪表盘所导致的分心，从而提高驾驶安全系数，同时也能带来更好的驾驶体验。

相关技术中，为了提高最终的成像效果，HUD的图像生成单元发出的图像光线通常为垂直偏振光(Senkrecht，简称S偏振光)，在驾驶员佩戴仅透射平行偏振光(Parallel，简称P偏振光)的偏光太阳镜时，驾驶员几乎或根本不能感知HUD的图像，如果使图像生成单元发出的图像光线为P偏振光，但由于挡风玻璃对P偏振光的反射率较低，导致图像亮度低，显示效果不佳。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种透反膜、抬头显示系统及交通工具。

第一方面，本实用新型提供了一种透反膜，所述透反膜对第一偏振光的反射率大于对第二偏振光的反射率，所述第一偏振光为P偏振光和S偏振光中的一种，所述第二偏振光为P偏振光和S偏振光中另一种；所述透反膜包括：

介质层和金属层，所述介质层与所述金属层叠层设置；沿所述叠层方向，所述介质层位于所述金属层的两侧；

至少一所述介质层包括沿所述叠层方向交替层叠的第一子介质层和第二子介质层，所述第一子介质层的折射率大于所述第二子介质层的折射率。

可选地，所述第一偏振光为P偏振光，所述第二偏振光为S偏振光，所述透反膜在第一入射角范围内时，在390nm～780nm波长范围的至少一半波段范围内，所述透反膜对所述P偏振光的反射率大于或等于20％，对所述S偏振光的反射率小于20％。

可选地，所述透反膜在第二入射角范围内时，在390nm～780nm波长范围内对所述第一偏振光的反射率波动范围小于30％。

可选地，所述透反膜在第三入射角范围内时，在420nm～490nm波长范围内对所述第一偏振光的平均反射率为第一反射率，在500nm～560nm波长范围内的对所述第一偏振光的平均反射率为第二反射率，在580nm～630nm波长范围内对所述第一偏振光的平均反射率为第三反射率；其中，所述第一反射率、所述第二反射率和所述第三反射率中任意两个的差值小于或等于10％。

可选地，所述第一子介质层的折射率大于或等于2.0，所述第二子介质层的折射率小于或等于1.7。

可选地，所述第一子介质层包括二氧化钛层、五氧化三钛层、五氧化二钽层、五氧化二铌层和钛酸镧层中的至少一种；和/或，

所述第二子介质层包括二氧化硅层、氧化铝层和硅铝混合层中的至少一种。

可选地，所述第一子介质层的单层厚度为10nm～100nm；和/或，

所述第二子介质层的单层厚度为15nm～150nm。

可选地，所述第一子介质层中的最小单层厚度小于所述第二子介质层的最小单层厚度，所述第一子介质层的最大单层厚度小于所述第二子介质层的最大单层厚度。

可选地，沿所述叠层方向，与所述金属层接触的两个子介质层均为第一子介质层，或者均为第二子介质层，再或者其中一个为第一子介质层，另一个为第二子介质层。

可选地，沿所述叠层方向，与所述金属层接触的两个子介质层之间单层厚度的差值小于或等于50nm。

可选地，单个所述介质层内，所述第一子介质层的层数小于或等于10，所述第二子介质层的层数小于或等于10。

可选地，所述金属层包括银反射层、金反射层、铜反射层和铝反射层中的至少一种。

可选地，所述金属层的单层厚度为1nm～50nm。

可选地，所述透反膜还包括：支撑层；

沿所述叠层方向，所述支撑层位于所述金属层的至少一侧，且所述支撑层与所述金属层接触。

可选地，所述支撑层包括氧化铝层；和/或，

所述支撑层的单层厚度为10nm～100nm。

可选地，所述透反膜的总层数小于或等于30，和/或，所述透反膜的整体厚度为100nm～800nm。

可选地，所述透反膜为光学镀膜。

第二方面，本实用新型还提供了一种抬头显示系统，包括：成像部以及上述任一种透反膜，所述透反膜设于所述成像部。

第三方面，本实用新型还提供了一种交通工具，包括：上述抬头显示系统。

本实用新型提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型提供的透反膜、抬头显示系统及交通工具，该透反膜对第一偏振光的反射率大于对第二偏振光的反射率，第一偏振光为P偏振光和S偏振光中的一种，第二偏振光为P偏振光和S偏振光中另一种；该透反膜包括：介质层和金属层，介质层与金属层叠层设置；沿叠层方向，介质层位于金属层的两侧；至少一介质层包括沿叠层方向交替层叠的第一子介质层和第二子介质层，第一子介质层的折射率大于第二子介质层的折射率。由此，利用透反膜对第一偏振光具有较高的反射率，对第二偏振光具有较低的反射率，将其应用于抬头显示系统，根据图像光线的偏振光类型(P偏振光或S偏振光)，通过采用对应的透反膜以提高图像光线的反射率，从而有利于提高图像的显示亮度和显示效果。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种透反膜的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种透反膜的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种透反膜的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的又一种透反膜的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的又一种透反膜的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的又一种透反膜的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种抬头显示系统的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面将对本实用新型的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

相关技术中，为了提高最终的成像效果，HUD的图像生成单元发出的图像光线通常为S偏振光，在驾驶员佩戴仅透射P偏振光(P的偏光太阳镜时，驾驶员几乎或根本不能感知HUD的图像，如果使图像生成单元发出的图像光线为P偏振光，但由于挡风玻璃对P偏振光的反射率较低，导致图像亮度低，显示效果不佳。

此外，当P偏振光在大入射角范围的某一特定角度入射挡风玻璃时，入射到挡风玻璃上的一部分P偏振光会变成S偏振光，由于S偏振光的反射率大于P偏振光，导致此部分S偏振光在挡风玻璃上的反射率变高，而使生成的虚拟图像产生比较明显的重影，从而影响虚拟图像的清晰度，影响用户读取信息的速度和准确性。

为了解决至少部分上述技术问题，本实用新型实施例提供了透反膜、抬头显示系统及交通工具，该透反膜对第一偏振光的反射率大于对第二偏振光的反射率，第一偏振光为P偏振光和S偏振光中的一种，第二偏振光为P偏振光和S偏振光中另一种；该透反膜包括：介质层和金属层，介质层与金属层叠层设置；沿叠层方向，介质层位于金属层的两侧；至少一介质层包括沿叠层方向交替层叠的第一子介质层和第二子介质层，第一子介质层的折射率大于第二子介质层的折射率。由此，通过设置透反膜包括介质层和金属层，可以有针对性的提高透反膜对第一偏振光的反射率，即利用透反膜对第一偏振光具有较高的反射率，对第二偏振光具有较低的反射率，将其应用于抬头显示系统，根据图像光线的偏振光类型(P偏振光或S偏振光)，通过采用对应的透反膜以提高图像光线的反射率，从而有利于提高图像的显示亮度和显示效果。

进一步地，本实用新型实施例将透反膜应用于抬头显示系统，该抬头显示系统还包括成像部和图像生成单元，通过在成像部设有对P偏振光具有较高反射率的透反膜，并配合控制图像生成单元发出具有P偏振光的图像光线以及合适的入射角度(覆盖了相关技术中大入射角范围的某一特定角度)，不仅使用户能够清晰的看到透反膜反射的P偏振光形成的虚像，而且成像部对反射S偏振光的反射率较低，且成像部的挡风玻璃几乎不会反射P偏振的图像光线，因此可以降低或消除重影的产生，同时，即使驾驶员佩戴了投射P偏振光的偏光太阳镜，也可以清晰看到抬头显示系统形成的图像。

下面结合附图，对本实用新型实施例提供的透反膜、抬头显示系统及交通工具进行示例性说明。

在一些实施例中，透反膜对第一偏振光的反射率大于对第二偏振光的反射率，第一偏振光为P偏振光和S偏振光中的一种，第二偏振光为P偏振光和S偏振光中另一种。

其中，若第一偏振光为P偏振光，则第二偏振光为S偏振光，该透反膜对P偏振光的反射率大于对S偏振光的反射率，换言之，此时本实用新型的透反膜为反P偏振光透反膜，将该透反膜应用于抬头显示系统时，抬头显示系统的图像生成单元出射P偏振光，有利于提高图像的显示亮度和显示效果。若第一偏振光为S偏振光，则第二偏振光为P偏振光，该透反膜对S偏振光的反射率大于对P偏振光的反射率，换言之，此时本实用新型的透反膜为反S偏振光透反膜，将该透反膜应用于抬头显示系统时，抬头显示系统的图像生成单元出射S偏振光，能够进一步提高图像的显示亮度，从而有利于提高显示效果。

在一些实施例中，如图1-3所示，该透反膜1包括：介质层11和金属层12，介质层11与金属层12叠层设置；沿叠层方向X，介质层11位于金属层12的两侧；至少一介质层11包括沿叠层方向X交替层叠的第一子介质层111和第二子介质层112，第一子介质层111的折射率大于第二子介质层112的折射率。

其中，透反膜1为多膜层结构，包括叠层设置的介质层11和金属层12，其中金属层12的层数为至少一层；沿介质层11和金属层12的叠层方向X，每一层金属层12的上方和下方均设置介质层11。在透反膜的多膜层中，至少一介质层11包括交替层叠设置的第一子介质层111和第二子介质层112，第一子介质层111的折射率大于第二子介质层112的折射率。

如此设置，金属层12可以整体提高透反膜1对P偏振光和S偏振光的反射率；在此基础上，由两种不同折射率的第一子介质层111和第二子介质层112交替层叠形成的介质层11，可对P偏振光和S偏振光的反射率进行调节，以获得较高的P偏振光反射率、较低的S偏振光反射率(或者较高的S偏振光反射率、较低的P偏振光反射率)。

示例性地，如图1所示，该透反膜1包括：一金属层12以及与金属层12叠层设置的介质层11；其中，沿叠层方向X，该金属层12位于两个介质层11之间，位于金属层12上方的介质层11包括交替层叠的第一子介质层111和第二子介质层112，位于金属层12下方的介质层11仅包括一第一子介质层111。

示例性地，如图2所示，该透反膜1包括：一金属层12以及与金属层12叠层设置的介质层11；其中，沿叠层方向X，该金属层12位于两个介质层11之间，位于金属层12上方的介质层11包括交替层叠的第一子介质层111和第二子介质层112，位于金属层12下方的介质层11仅包括一第二子介质层112。

示例性地，如图3所示，该透反膜1包括：一金属层12以及与金属层12叠层设置的介质层11；其中，沿叠层方向X，该金属层12位于两个介质层11之间，位于金属层12上方的介质层11包括交替层叠的第一子介质层111和第二子介质层112，位于金属层12下方的介质层11也包括交替层叠的第一子介质层111和第二子介质层112。

需要说明的是，本实用新型实施例对介质层11中第一子介质层111和第二子介质层112的层数不作限定，图1-3仅示例性地第一子介质层111的层数大于第二子介质层112的层数，还可以设置第一子介质层111的层数等于第二子介质层112的层数，或者第一子介质层111的层数小于第二子介质层112的层数。

其中，金属层12、第一子介质层111和第二子介质层112的厚度均为纳米级，透反膜1具有较高的透光性。如此设置，将透反膜1应用于抬头显示系统以及交通工具时，不会妨碍用户看清楚外界环境中的目标物。

本实用新型实施例提供的透反膜1对第一偏振光的反射率大于对第二偏振光的反射率，第一偏振光为P偏振光和S偏振光中的一种，第二偏振光为P偏振光和S偏振光中另一种；该透反膜1包括：介质层11和金属层12，介质层11与金属层12叠层设置；沿叠层方向X，介质层11位于金属层12的两侧；至少一介质层11包括沿叠层方向X交替层叠的第一子介质层111和第二子介质层112，第一子介质层111的折射率大于第二子介质层112的折射率。由此，利用透反膜1对第一偏振光具有较高的反射率，对第二偏振光具有较低的反射率，将其应用于抬头显示系统，根据图像光线的偏振光类型(P偏振光或S偏振光)，通过采用对应的透反膜1以提高图像光线的反射率，从而有利于提高图像的显示亮度和显示效果。

在一些实施例中，第一偏振光为P偏振光，第二偏振光为S偏振光，透反膜在第一入射角范围内时，在390nm～780nm波长范围的至少一半波段范围内，透反膜对P偏振光的反射率大于或等于20％，对S偏振光的反射率小于20％。

其中，第一入射角范围为：20°～70°。可见光的波长范围为：390nm～780nm，对应的波长跨度为390nm；若波长范围在390nm～780nm之间且波长跨度总和大于或等于195nm的波段范围，则该波长范围覆盖了可见光的至少一半波段范围。示例性地，波长范围为400nm～700nm，其对应的波长跨度为300nm。

这里可以理解的是，在使用时抬头显示系统的入射角是固定的某一预设角度，例如入射角为50°或60°；在不同的使用条件下(例如不同的车辆中)，入射角可调节，例如在第一车辆中入射角为50°，在第二车辆中入射角为60°。在第一入射角范围内，选定任一数值的入射角时都可以满足本实用新型透反膜对偏振光反射率的要求。

入射角度在第一入射角范围内，在可见光的至少一半波段范围内，透反膜对P偏振光的反射率大于或等于20％，对S偏振光的反射率小于20％。例如，当入射角度为50°时，在可见光的至少一半波段范围内，透反膜对P偏振光的反射率大于25％，对S偏振光的反射率小于20％。再例如，当入射角度为60°时，在可见光的至少一半波段范围内，透反膜对P偏振光的反射率大于30％，对S偏振光的反射率小于20％。再例如，当入射角度为60°时，在400nm～700nm波长范围内，透反膜对P偏振光的反射率大于30％；在450nm～600nm波长范围内，透反膜对S偏振光的反射率小于25％。

在一些实施例中，透反膜在第二入射角范围内时，在390nm～780nm波长范围内对第一偏振光的反射率波动范围小于30％。

其中，第二入射角度范围小于或等于第一入射角度范围，其在第一入射角度范围内，即第二入射角度范围包含于第一入射角度范围内。例如，若第一入射角度范围为：20°～70°，则第二入射角度范围可以是20°～70°，也可以是20°～50°，或者是50°～70°。反射率波动范围是指入射角度在第二入射角度范围内，在可见光范围内，透反膜对P偏振光的反射率最大值和最小值之间的差值。

示例性地，当入射角度为60°时，在可见光范围(390nm～780nm波长范围)内，透反膜对P偏振光的反射率的波动范围小于10％，在400nm～600nm波长范围内，透反膜对P偏振光的反射率的波动范围小于5％。

在一些实施例中，透反膜在第三入射角范围内时，在420nm～490nm波长范围内对第一偏振光的平均反射率为第一反射率，在500nm～560nm波长范围内的对第一偏振光的平均反射率为第二反射率，在580nm～630nm波长范围内对第一偏振光的平均反射率为第三反射率；其中，第一反射率、第二反射率和第三反射率中任意两个的差值小于或等于10％。

其中，第三入射角度范围小于或等于第一入射角度范围，其在第一入射角度范围内，即第三入射角度范围包含于第一入射角度范围内。例如，若第一入射角度范围为：20°～70°，则第三入射角度范围可以是20°～70°，也可以是50°～65°，或者是50°～70°。

其中，420nm～490nm对应的是蓝光的波长范围，500nm～560nm对应的是绿光的波长范围，580nm～630nm对应的是红光的波长范围。如此设置，在不同波长范围内，透反膜对P偏振光的反射率的差值较小，即对不同颜色光线的反射率的差值较小，图像光线经透反膜反射后，图像光线的颜色不会发生较大变化，能够防止图像光线发生色偏。

示例性地，当图像光线的入射角度为50°时，设置蓝光波长范围(420nm～490nm)的反射率为29％±2％，绿光波长范围(500nm～560nm)的反射率为29％±2％，红光波长范围(580nm～630nm)的反射率为29％±2％。当图像光线的入射角55°时，设置蓝光波长范围(420nm～490nm)的反射率为30％±2％，绿光波长范围(500nm～560nm)的反射率为30％±2％，红光波长范围(580nm～630nm)的反射率为30％±2％。当图像光线的入射角60°时，设置蓝光波长范围(420nm～490nm)的反射率为34％±2％，绿光波长范围(500nm～560nm)的反射率为34％±2％，红光波长范围(580nm～630nm)的反射率为34％±2％。在图像光线的入射角65度时，设置蓝光波长范围(420nm～490nm)的反射率为41％±2％，绿光波长范围(500nm～560nm)的反射率为41％±2％，红光波长范围(580nm～630nm)的反射率为41％±2％。

在一些实施例中，第一子介质层的折射率大于或等于2.0，第二子介质层的折射率小于或等于1.7。

其中，第一子介质层的折射率大于或等于2.0，可选用五氧化二钽(Ta₂O₅)、五氧化三钛(Ti₃O₅)、二氧化钛(TiO₂)、五氧化二铌(Nb₂O₅)和钛酸镧(H₁₄La₂O₇Ti₂)中的至少一种。其中，五氧化二钽的折射率范围为：2.05～2.25，优选2.1；五氧化三钛的折射率范围为：2.35±0.5；二氧化钛的折射率范围为：2.35±0.5；五氧化二铌的折射率范围为：2.35±0.5；钛酸镧的的折射率范围为：2.05±0.5。

第二子介质层的折射率小于或等于1.7，可选用二氧化硅(SiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)和硅铝混合物中的至少一种。其中，二氧化硅的折射率范围为：1.45～1.49，优选1.47；氧化铝的折射率范围为：1.61～1.67，优选1.64；硅铝混合物的折射率的范围为1.3～1.7，优选1.5。

在一些实施例中，第一子介质层包括二氧化钛层、五氧化三钛层、五氧化二钽层、五氧化二铌层和钛酸镧层中的至少一种；和/或，第二子介质层包括二氧化硅层、氧化铝层和硅铝混合层中的至少一种。

在一些实施例中，如图1-4所示，单个介质层11内，第一子介质层111的层数小于或等于10，第二子介质层112的层数小于或等于10。

本实施例中，第一子介质层111的层数与第二子介质层112的层数可相等，也可不等，但二者的层数均小于或等于10。如此设置，透反膜1具有较少的膜层结构，仍能够实现对P偏振光和S偏振光的反射率进行调节，以获得较高的P偏振光的反射率、较低的S偏振光反射率，不仅简化了膜层结构和减小了膜层厚度，还有利于降低成本。

进一步地，如图1-4所示，单个介质层内，第一子介质层111的层数小于或等于5，第二子介质层112的层数小于或等于5。

示例性地，如图1-3所示，该透反膜1包括一金属层12以及两个介质层11；沿金属层12和介质层11的叠层方向X，金属层12位于两个介质层11之间。其中，位于金属层12上方的介质层11包括交替层叠的第一子介质层111和第二子介质层112，在该介质层11内，第一子介质层111的层数为5，第二子介质层112的层数为4，二者的层数均小于或等于10。

示例性地，如图4所示，该透反膜1包括一金属层12以及两个介质层11；沿金属层12和介质层11的叠层方向X，金属层12位于两个介质层11之间。其中，位于金属层12上方的介质层11包括交替层叠的第一子介质层111和第二子介质层112，在该介质层11内，第一子介质层111的层数为4，第二子介质层112的层数为5，二者的层数均小于或等于10。

在一些实施例中，第一子介质层的单层厚度为10nm～100nm；和/或，第二子介质层的单层厚度为15nm～150nm。

其中，结合如1-4，第一子介质层111的厚度为第一子介质层111在叠层方向X上的分布长度，其范围为10nm～100nm；第二子介质层112的厚度为第二子介质层112在叠层方向X上的分布长度，其范围为15nm～150nm。

需要说明的是，本实用新型实施例中的透反膜1为多膜层结构，多个第一子介质层111的厚度可以相等或不相等，其厚度均在10nm～100nm范围内；同理，多个第二子介质层112的厚度可以相等或不相等，其厚度均在15nm～150nm范围内；本实用新型实施例对第一子介质层111的厚度和第二子介质层112的厚度之间的大小关系不作限定。示例性地，如图1-4所示，多个第一子介质层111的厚度有大有小，并不相等，多个第二子介质层112的厚度也是如此。

在一些实施例中，第一子介质层111中的最小单层厚度小于第二子介质层112的最小单层厚度，第一子介质层111的最大单层厚度小于第二子介质层112的最大单层厚度。

示例性地，透反膜1包括多层膜层，其中，单层厚度最小的第一子介质层111的厚度为H_{1_min}，单层厚度最小的第二子介质层112的厚度为H_{2_min}，H_{1_min}＜H_{2_min}；单层厚度最大的第一子介质层111的厚度为H_{1_max}，单层厚度最大的第二子介质层112的厚度为H_{2_max}，H_{1_max}＜H_{2_max}。

在一些实施例中，如图1和3所示，沿叠层方向X，与金属层12接触的两个子介质层均为第一子介质层111。

在一些实施例中，如图4所示，沿叠层方向X，与金属层12接触的两个子介质层均为第二子介质层112。

在一些实施例中，如图2所示，沿叠层方向X，与金属层12接触的两个子介质层，其中一个为第一子介质层111，另一个为第二子介质层112。

在一些实施例中，如图1-4所示，沿叠层方向X，与金属层12接触的两个子介质层之间单层厚度的差值小于或等于50nm。

其中，与金属层12接触的两个子介质层的单层厚度不相等，二者的差值小于或等于50nm。

示例性地，如图4所示，在该透反膜1中，与金属层12接触的两个子介质层均为第二子介质层112，位于金属层12上方的第二子介质层112的单层厚度大于位于金属层12下方的第二子介质层112的单层厚度，二者的厚度差值小于或等于50nm。

示例性地，如图2所示，在该透反膜1中，位于金属层12上方且与其接触的子介质层为第一子介质层111，位于金属层12下方且与其接触的子介质层为第二子介质层112，该第一子介质层111的单层厚度大于该第二子介质层112的单层厚度，二者的厚度差值小于或等于50nm。

示例性地，如图1和3所示，在该透反膜1中，与金属层12接触的两个子介质层均为第一子介质层111，位于金属层12上方的第一子介质层111的单层厚度大于位于金属层12下方的第一子介质层111的单层厚度，二者的厚度差值小于或等于50nm。

需要说明的是，图1-4仅示例性的示出了位于金属层12上方的子介质层的单层厚度大于位于金属层12下方的子介质层的单层厚度，但并不构成对本实用新型实施例提供的透反膜的限定。在其他实施方式中，还可以设置位于金属层12上方的子介质层的单层厚度小于位于金属层12下方的子介质层的单层厚度，在此不限定。

在一些实施例中，金属层包括银反射层、金反射层、铜反射层和铝反射层中的至少一种。

其中，金属层的材料可选用金、银、铜和铝中的至少一种，优选为银。在其他实施方式中，金属层还可以选用本领域技术人员可知的其他金属材料，例如钛或镍，在此不限定。

在一些实施例中，金属层的单层厚度为1nm～50nm。

进一步优化，金属层的单层厚度为15nm～30nm。

在一些实施例中，如图5-6所示，透反膜1还包括：支撑层13；沿叠层方向X，支撑层13位于金属层12的至少一侧，且支撑层13与金属层12接触。

其中，支撑层13用于提高金属层12的附着力，以提高透反膜的内部结合力和结构强度，防止金属层12与介质层11之间开裂。

示例性地，如图5所示，沿叠层方向X，仅在金属层12的下方设置了支撑层13。

示例性地，如图6所示，沿叠层方向X，在金属层12的上方和下方同时设置支撑层13。

在一些实施例中，支撑层包括氧化铝层；和/或，支撑层的单层厚度为10nm～100nm。

进一步优化，支撑层的单层厚度为20nm～50nm。

在一些实施例中，透反膜的总层数小于或等于30，和/或，透反膜的整体厚度为100nm～800nm。

其中，透反膜的总层数为透反膜中所有膜层的层数之和，即透反膜的总层数等于第一子介质层的层数、第二子介质层的层数、金属层的层数以及支撑层的层数之和。

进一步优化，透反膜的总层数小于或等于15，和/或，透反膜的整体厚度为300nm～500nm。

在一些实施例中，透反膜为光学镀膜。

其中，光学镀膜是指在光学元件或者独立衬底上逐一形成上述任一种透反膜的所有膜层结构，改变光线的传输特性，包括但不限于光线的传输、反射、吸收、散射、偏振和相变；通过设计透反膜的膜层组成以及各膜层的厚度和层数，使透反膜可以选择性透过第一特性的光线，并选择性反射或吸收具有第二特性的光线。

在上述实施方式的基础上，本实用新型实施例还提供了一种抬头显示系统。如图7所示，该抬头显示系统包括：成像部2以及上述任一种透反膜1，透反膜1设于成像部2，具有对应的有益效果，为避免重复描述，在此不再赘述。

其中，成像部2用于将图像光线反射至眼盒区域，以形成虚像4，通过在成像部2设置透反膜1，提高对图像光线的反射率，从而提高图像亮度和显示效果。若图像光线为P偏振光，透反膜1选用P偏振光透反膜，其对P偏振光反射率高以及对S偏振光反射率低；若图像光线为S偏振光，透反膜1选用S偏振光透反膜，其对S偏振光反射率高以及对P偏振光反射率低。

需要说明的是，图7仅示例性地示出了成像部2为挡风玻璃，但并不构成对本实用新型实施例提供的抬头显示系统的限定。在其他实施方式中，成像部2还可以设置为后装的成像板，在此不限定。

其中，透反膜1可设于成像部2的任意一侧。示例性地，如图7所示，成像部2为挡风玻璃，可将透反膜1设置于挡风玻璃朝向眼盒区域的一侧，也可将透反膜1设置于挡风玻璃背离眼盒区域的一侧；挡风玻璃通常为夹层挡风玻璃，由内侧玻璃板和外侧玻璃板组成，可将透反膜1设置于内侧玻璃板相对的两个表面以及外侧玻璃板相对的两个表面中的一个。

在一些实施例中，如图2所示，该抬头显示系统还包括：图像生成单元3和光路；图像生成单元3用于发出具有P偏振光的图像光线；光路用于控制图像生成单元发出的图像光线以设定入射角度投射到透反膜1。

其中，图像生成单元3包括但不限于液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、数字光处理(Digital Light Processing，DLP)、散光器(Diffuser)和背光模组组成的图像生成单元。图像生成单元3发出的图像光线可以是P偏振光，也可以时具有P偏振光的其他光线，例如圆偏振光。示例性地，图像生成单元3发出的图像光线可以是RGB三色的线偏振光线，即此时的图像光线包括三个谱带，且每个谱带的光线是P偏振的线偏振光线。

图7中并未示出图像生成单元3和成像部2之间的光路，实际上通过在图像生成单元3和成像部2之间设置一个或多个反射元件，反射元件可以是曲面镜或平面镜，且至少一个反射元件为曲面镜。例如，该抬头显示系统包括一个或多个曲面镜，或者包括一个曲面镜和一个平面镜，或者包括一个曲面镜和多个平面镜等；其中，曲面镜具体可以是自由曲面镜、球面镜、双曲面镜、抛物面镜等。图像生成单元3发出的图像光线依次沿反射元件传播，最终以设定角度α入射透反膜1，其中，设定角度α的角度范围为20°～70°。

相关技术中，通常图像生成单元3发出的图像光线为S偏振光，由于挡风玻璃对S偏振光的反射率也比较高，经挡风玻璃反射会形成不希望的重影；同时，如果用户佩戴仅仅透射P偏振光的偏光太阳镜，则用户几乎或根本不能感知抬头显示系统的图像。

本实用新型实施例，通过在成像部2设有对P偏振光具有较高反射率的透反膜1，并配合控制图像生成单元3发出具有P偏振光的图像光线以及合适的入射角度，不仅使用户能够清晰的看到透反膜1反射的P偏振光形成的虚像，而且成像部2对反射S偏振光的反射率较低，且成像部2的挡风玻璃几乎不会反射P偏振的图像光线，因此图像光线经成像部2反射后不会形成重影或形成重影的影响较小；同时，即使驾驶员佩戴了投射P偏振光的偏光太阳镜，也可以清晰看到抬头显示系统形成的图像。

例如，抬头显示系统包括背光单元和图像生成单元，背光单元包括多个背光灯，图像生成单元包括显示面板，显示面板包括多个显示区域，多个显示区域与多个背光灯一一对应，控制模块根据显示面板待显示的图像，确定每个显示区域对应的亮度信息；根据每个显示区域对应的亮度信息，确定每个背光灯对应的目标亮度；基于每个背光灯对应的目标亮度，对每个背光灯进行控制。本实用新型实施例提供的显示系统在进行显示时，根据待显示的图像确定出像源中每个背光灯对应的目标亮度，并根据目标亮度对背光灯进行控制，通过对每个背光灯单独进行控制，避免点亮所有背光灯所带来的光线浪费，降低了功耗、提高了光线的利用率和图像对比度。

例如，根据待显示图像中显示内容在各个显示区域中的分布情况，可以将显示面板的显示区分为暗区和亮度，暗区为显示亮度较低(或无显示内容)的显示区域，亮区则为显示亮度较高(或存在显示内容)的显示区域，亮区和暗区所对应的亮度信息不同，根据亮度信息所确定的背光灯的目标亮度也不同，从而实现分别控制图像的暗区和亮区的背光。由于暗区和亮度的背光亮度不同，从而能够实现提升图像对比度的效果，进而抬头显示系统所形成的虚像的对比度也得到提高，同时，降低暗区所对应的背光灯的亮度或关闭暗区的背光灯还能够降低背光功耗，从而降低显示面板整体的功耗。

例如，根据显示面板待显示的图像，确定每个显示区域对应的像素组，像素组中包括多个像素。具体地，待显示的图像是由多个像素构成的，每个像素显示一种颜色，可以根据待显示图像中显示内容在各个显示区域中的分布情况，确定出每个显示区域对应的待显示图像中的像素组，即每个显示区对应的待显示图像中的多个像素。其中，显示面板包括多个像素单元，每个像素单元均对应一组三原色滤光片，待显示图像中的一个像素对应显示面板上的一个像素单元。

例如，抬头显示系统包括抬头显示系统以及成像部2，成像部2位于抬头显示系统的图像生成单元3的出光侧，且被配置为将图像生成单元3出射的图像光线反射至抬头显示系统的眼盒区域，使用户双眼位于眼盒区域时能够观看到在成像部2外侧的成像位置处形成的虚像。

例如，抬头显示系统利用成像部2反射图像生成单元3的出射光线，使观察者在眼盒区域能够同时观察到成像部2外侧形成的虚像以及成像部2外侧的物体。本实用新型实施例提供的抬头显示系统在进行显示时，能够针对待显示的图像，对每个背光灯进行单独控制，从而实现避免开启全部的背光灯，而是仅开启部分背光灯，并且每个背光灯的发光亮度也可独立控制。通过控制待显示图像对应的不同区域的背光，实现关闭部分背光灯，点亮其他背光灯，因此可以提升图像对比度，也就提高了抬头显示系统成像的虚像的对比度，同时也能够通过关闭部分背光灯或降低部分背光灯的亮度降低抬头显示系统的功耗。

例如，抬头显示系统还包括放大组件，放大组件包括例如曲面反射镜，或包括曲面反射镜以及平面反射镜。放大组件用于将图像生成单元3的出射的图像光线反射至成像部2以将图像生成单元3中显示的图像放大成像为虚像，其中图像光线经抬头显示系统的出射口出射。

例如，成像部2可以为车辆的挡风玻璃，眼盒区域可以是根据实际需求预设观察者需要观看成像的区域，即眼盒区域(eyebox)，该眼盒区域是指观察者双眼所在的、可以看到显示系统显示的图像的区域，例如可以是平面区域或者立体区域。

在一些实施例中，挡风玻璃为楔形玻璃，即挡风玻璃的中间层或至少一侧的玻璃板为楔形。例如，中间层为楔形膜，挡风玻璃包括内侧玻璃板、外侧玻璃板以及位于内侧玻璃板与外侧玻璃板之间的楔形中间层。

在一些实施例中，抬头显示系统还包括反红外膜，反红外膜设置于的挡风玻璃且位于透反膜背离眼盒区域的一侧。例如，透反膜设置于的挡风玻璃的内侧玻璃板朝向眼盒区域的一侧，反红外膜设置于外侧玻璃板背离眼盒区域的一侧，如此设置，一方面减少了外界环境中的红外光的射入量，防止车内温度过高，另一方面降低外界杂光对虚像的影响。

在一些实施例中，挡风玻璃还设有遮蔽条，透反膜的至少一部分设在遮蔽条的内侧。如此设置，在图像生成单元亮度不高时，仍能使图像达到所需的亮度要求。

其中，遮蔽条可设置于挡风玻璃不影响用户观看路面以及外界环境的位置，例如挡风玻璃的下边沿。挡风玻璃设置了遮蔽条的区域，环境光不能透射，从而提高了图像光线与背景的对比度，用户可以看到清晰的图像。

在上述实施方式的基础上，本实用新型实施例还提供了一种交通工具，包括：上述抬头显示系统，具有对应的有益效果，为避免重复描述，在此不再赘述。

其中，交通工具包括但不限于车辆，还包括本领域技术人员可知的所有交通工具，例如船舶、飞机或航天器等，在此不限定。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所实用新型的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (19)

1.一种透反膜，其特征在于，所述透反膜对第一偏振光的反射率大于对第二偏振光的反射率，所述第一偏振光为P偏振光和S偏振光中的一种，所述第二偏振光为P偏振光和S偏振光中另一种；所述透反膜包括：

介质层和金属层，所述介质层与所述金属层叠层设置；沿所述叠层方向，所述介质层位于所述金属层的两侧；

至少一所述介质层包括沿所述叠层方向交替层叠的第一子介质层和第二子介质层，所述第一子介质层的折射率大于所述第二子介质层的折射率。

2.根据权利要求1所述的透反膜，其特征在于，所述第一偏振光为P偏振光，所述第二偏振光为S偏振光，所述透反膜在第一入射角范围内时，在390nm～780nm波长范围的至少一半波段范围内，所述透反膜对所述P偏振光的反射率大于或等于20％，对所述S偏振光的反射率小于20％。

3.根据权利要求2所述的透反膜，其特征在于，所述透反膜在第二入射角范围内时，在390nm～780nm波长范围内对所述第一偏振光的反射率波动范围小于30％。

4.根据权利要求2所述的透反膜，其特征在于，所述透反膜在第三入射角范围内时，在420nm～490nm波长范围内对所述第一偏振光的平均反射率为第一反射率，在500nm～560nm波长范围内的对所述第一偏振光的平均反射率为第二反射率，在580nm～630nm波长范围内对所述第一偏振光的平均反射率为第三反射率；其中，所述第一反射率、所述第二反射率和所述第三反射率中任意两个的差值小于或等于10％。

5.根据权利要求1所述的透反膜，其特征在于，所述第一子介质层的折射率大于或等于2.0，所述第二子介质层的折射率小于或等于1.7。

6.根据权利要求5所述的透反膜，其特征在于，所述第一子介质层包括二氧化钛层、五氧化三钛层、五氧化二钽层、五氧化二铌层和钛酸镧层中的至少一种；和/或，

所述第二子介质层包括二氧化硅层、氧化铝层和硅铝混合层中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的透反膜，其特征在于，所述第一子介质层的单层厚度为10nm～100nm；和/或，

所述第二子介质层的单层厚度为15nm～150nm。

8.根据权利要求7所述的透反膜，其特征在于，所述第一子介质层中的最小单层厚度小于所述第二子介质层的最小单层厚度，所述第一子介质层的最大单层厚度小于所述第二子介质层的最大单层厚度。

9.根据权利要求1所述的透反膜，其特征在于，沿所述叠层方向，与所述金属层接触的两个子介质层均为第一子介质层，或者均为第二子介质层，再或者其中一个为第一子介质层，另一个为第二子介质层。

10.根据权利要求9所述的透反膜，其特征在于，沿所述叠层方向，与所述金属层接触的两个子介质层之间单层厚度的差值小于或等于50nm。

11.根据权利要求1所述的透反膜，其特征在于，单个所述介质层内，所述第一子介质层的层数小于或等于10，所述第二子介质层的层数小于或等于10。

12.根据权利要求1所述的透反膜，其特征在于，所述金属层包括银反射层、金反射层、铜反射层和铝反射层中的至少一种。

13.根据权利要求1所述的透反膜，其特征在于，所述金属层的单层厚度为1nm～50nm。

14.根据权利要求1所述的透反膜，其特征在于，还包括：支撑层；

沿所述叠层方向，所述支撑层位于所述金属层的至少一侧，且所述支撑层与所述金属层接触。

15.根据权利要求14所述的透反膜，其特征在于，所述支撑层包括氧化铝层；和/或，

所述支撑层的单层厚度为10nm～100nm。

16.根据权利要求1-15任一项所述的透反膜，其特征在于，所述透反膜的总层数小于或等于30，和/或，所述透反膜的整体厚度为100nm～800nm。

17.根据权利要求1所述的透反膜，其特征在于，所述透反膜为光学镀膜。

18.一种抬头显示系统，其特征在于，包括：成像部以及如权利要求1-17任一项所述的透反膜，所述透反膜设于所述成像部。

19.一种交通工具，其特征在于，包括：如权利要求18所述的抬头显示系统。