阅读说明：本技术 包括图像显示屏和光学透镜的电子显示系统 (Electronic display system comprising an image display screen and an optical lens ) 是由 昆廷·延森 戈德弗罗伊·博 于 2020-02-11 设计创作，主要内容包括：电子显示系统包括：具有平面的显示表面(16A)的显示屏(16)；以及设置在所述显示表面(16A)的前面且具有前表面(18A)和后表面(18B)的光学透镜(18)。光学透镜(18)由相互叠加的多个光学层(20、22)形成,多个光学层(20、22)包括限定前表面(18A)的前光学层(20)和限定后表面(18B)的后光学层(22),光学层(20、22)是采用复制模板制作的。(The electronic display system includes: a display screen (16) having a planar display surface (16A); and an optical lens (18) disposed in front of the display surface (16A) and having a front surface (18A) and a rear surface (18B). The optical lens (18) is formed from a plurality of optical layers (20, 22) superimposed on one another, the plurality of optical layers (20, 22) including a front optical layer (20) defining a front surface (18A) and a rear optical layer (22) defining a rear surface (18B), the optical layers (20, 22) being fabricated using a replica template.)

包括图像显示屏和光学透镜的电子显示系统

技术领域

本发明涉及一种包括图像显示屏和光学透镜的电子显示系统。

背景技术

电子显示系统例如可以布置在车辆中，尤其是机动车辆中。图像显示屏例如包括像素阵列，这些像素由图形控制器单独控制用于显示不同的图像。

在机动车辆中，例如出于美观原因并且为了将图像显示屏集成在机动车辆的内部包层(habillage)中，可以将图像显示屏设置在光学透镜的后面，例如在仪表盘、头垫、中控台等中。

光学透镜则例如具有在图像显示屏的相对侧的前表面。该前表面呈非平面形，即立体的，符合想要形状。

可以想到，由图像显示屏生成的图像以适当的方式透过透镜是可见的。

发明内容

本发明的目标在于提供一种电子显示系统，使得能够满足制作简单和经济。

为此，本发明提出了一种电子显示系统，包括显示屏和光学透镜显示屏配置为在平面的显示表面上显示图像，光学透镜设置在显示表面的前面以使得显示表面透过光学透镜是可见的，光学透镜具有在显示表面相对侧的弯曲的前表面和在显示表面侧的后表面，其中，光学透镜由相互叠加的多个光学层形成，多个光学层包括限定前表面的前光学层和限定后表面的后光学层，光学层是采用复制模板制作的。

在

具体实施方式

中，电子显示系统包括以下可选特征中的一个或多个，这些特征是单独或以任何技术上可能的组合采用的：

-光学透镜的前表面是凸形的和/或凹形的；

-前光学层具有弯曲的后面；

-前光学层的后面是凸形的和/或凹形的；

-光学透镜的后表面是平面的并且平行于显示屏的显示表面；

-光学透镜准确地包括两个光学层，即前光学层和后光学层；

-至少两个光学层是采用相同的材料制作的；

-至少两个光学层是采用不同的材料制作的；

-光学透镜的后表面与显示表面间隔开；

-该系统包括插入在显示屏的显示表面和光学透镜的后面之间的光耦合层；

-该系统包括插入在重叠模制的两个光学层之间的触控膜。

本发明还涉及一种用于制作上述显示系统的制作方法，包括：通过模制光学层获得光学透镜，并将光学透镜设置在显示屏的前面，其中，光学透镜的后表面平行于显示屏的显示表面。

在具体实施方式中，制作方法包括以下可选特征中的一个或多个，这些特征是单独或以任何技术上可能的组合采用的：

-该方法包括：通过插入在光学透镜的后表面和显示屏的显示表面之间的光耦合层对显示屏和光学透镜进行光耦合；

-光耦合层插入在显示屏的显示表面和光学透镜的后面之间；

-该方法包括：在模制光学透镜的过程中，在预先模制的光学层上采用复制模板制作额外的光学层之前，在预先模制的光学层上施加触控膜，以使得触控膜插入在预先模制的光学层和额外的光学层之间。

附图说明

通过阅读下面的描述，将更好地理解本发明及其优点。所述描述仅通过非限制性示例的方式给出，并参考所附的附图进行说明，其中：

图1是电子显示系统的截面图；

图2是电子显示系统的截面图；

图3是电子显示系统的制作方法的示意图。

具体实施方式

图1中的电子显示系统10例如可以安装在车辆，特别是机动车辆中。在此，电子显示系统10固定在包层14的支撑件12。包层14例如是车辆的内部包层。

包层14例如是机动车辆的仪表盘。在一变型中，内部包层是中控台、座椅靠背、头垫、隔板、工作台、操纵台等。

电子显示系统10包括配置为显示图像的显示屏16。

显示屏16配置为生成图像并将图像显示在显示屏16的显示表面16A上。

显示屏16例如由像素矩阵形成。显示屏16的各像素用于发光。优选地，各像素由图形控制器分别控制，以使得显示屏16能够显示不同的图像，尤其是动态图像。动态图像是一组快速的静态图像以用于显示动作。

显示屏16例如是电致发光屏，特别是发光二极管(LED)屏，尤其是有机发光二极管(OLED)屏。在一变型中，显示屏是液晶屏(LCD)。

显示屏16有利地是有源矩阵屏。这样的显示屏具有有源矩阵。该有源矩阵包括专用于显示屏的每个像素的一个或多个并且能够分别控制每个像素。有源矩阵例如为薄膜晶体管(TFT)类型的。有源矩阵屏6可以是有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)屏或有源矩阵液晶显示屏(AMLCD)。

在此，显示屏16A固定在车辆的内部包层14的支撑件12上。

显示屏16的显示表面16A优选地是平面的。

电子显示系统10包括光学透镜18。光学透镜18设置在显示屏16的前面，以使得显示屏16的显示表面16A透过光学透镜18对于使用者是可见的。

光学透镜18具有在显示屏16的显示表面16A的相对侧的前表面18A和在显示屏16的显示表面16A侧的后表面18A。光学透镜18的前表面18A是透过光学透镜18对于在看显示屏16的使用者是可见的表面。

光学透镜18的前表面18A是弯曲的。光学透镜18的前表面18A因此是立体的，即非平面的。光学透镜18的前表面18A在此是凸形的。在一变型中，光学透镜18的前表面18A在此是凹形的。在另一变型中，光学透镜18的前表面18是凹形和凸形的，也就是说，具有至少一个凹形区域和至少一个凸形区域。

光学透镜18的弯曲的前表面18A使得能够配合所想要形状的电子显示系统，例如出于美观原因和/或集成在包层14中。

光学透镜18的的后表面18B是平面的。光学透镜18的后表面18B平行于显示屏16的显示表面16A。

光学透镜18由多个光学层20、22制成。光学透镜18具有在前表面18A和后表面18B之间的重叠的多个光学层20、22。光学透镜18包括限定光学透镜18的前表面18的前光学层20，以及限定光学透镜18的后表面18B的后光学层22。

光学透镜18的每个光学层20、22包括朝向光学透镜18的前表面18A的面，以及朝向光学透镜的后表面18B的面。

光学透镜18的光学层20、22通过模制来获得，光学层20、22采用复制模板制作(surmoulées)以获得光学透镜18。光学透镜18的每对光学层20、22包括采用模板制作的彼此叠加的光学层。

如图1中所示，光学透镜18例如准确地包括重叠的两个光学层20、22，即前光学层20和后光学层22。

前光学层20和后光学层22中的一个采用复制模板制作在另一个上。

在一实施例中，后光学层22采用复制模板制作在预先模制的前光学层20的前面上。在一变型中，前光学层20采用复制模板制作在预先模制的后光学层22的前面上。

光学透镜18的至少两个相邻光学层20、22之间的界面是立体的，即非平面的，且特别地是弯曲的。

在一实施例中，前光学层20的后面例如是凹形的，相邻的后光学层22的前面则是凸形的。在一变型中，前光学层20的后面是凸形的，相邻的后光学层22的前面则是凸形的。在另一变型中，前光学层20的后面是凸形和凹形的，即包括至少一个凹形区域和至少一个凸形区域，相邻的后光学层22的前面则对应地是凸形和凹形的。

当光学透镜准确地包括如图1中所示的彼此交叠模制的两个光学层时，前光学层20的后面与后光学层22的前面是互补的。

在图1所示的实施例中，前光学层20和后光学层22之间的界面是立体的，且特别地是弯曲的。

前光学层20的后面和后光学层22的前面是弯曲的。前光学层20的后面是凸形的，后光学层22的前面则是凹形的。

有利地，光学透镜18包括采用相同材料彼此交叠模制的相邻的至少两个光学层20、22。

这使得两个光学层20、22之间能够具有粘附力并且两个光学层之间能够具有良好的光耦合。

在一变型中或可选地，光学透镜18包括采用不同材料彼此交叠模制的至少两个光学层。

在图1所示的实施例中，优选地，光学透镜准确地地包括采用相同材料彼此交叠模制的两个光学层20、22。在一变型中，两个光学层20、22采用不同的材料。

每个光学层20、22例如由聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。

光学透镜18与显示屏16的显示表面16A间隔开。更具体地，光学透镜18的后表面18B与显示屏16的显示表面16A间隔开。

光学透镜18的后表面18A不与显示屏16的显示表面16A直接接触。

电子显示系统10包括插入在显示屏16的显示表面16A和光学透镜18的所述后表面18A之间的光耦合层24。

光耦合层24光透明材料制成。

光耦合层24形成用于填充显示屏16的显示表面16A和光学透镜18的后表面18B之间的间隔，使得该间隔不是空的。

光耦合层24与显示屏16的显示表面16A以及光学透镜18的后表面18B接触。

光耦合层24在显示屏16的显示表面16A和光学透镜18的后表面18B之间起到光导的作用。

光耦合层24优选地配置为与透镜18且特别是与后光学层22具有连续的光学指数。

因此，在一优选实施方式中，光耦合层24的光学指数大体上等于后光学层22的光学指数。

“大体上等于”指的是光耦合层24的光学指数在后光学层22的光学指数浮动10％、特别地为5％的范围内。

在一优选实施方式中，光学层20、22具有大体上相同的光学指数。

光耦合层24光凝胶制成。

光耦合层24例如模制在显示屏16的显示表面16A和光学透镜18的后表面18B之间。

可选地，显示屏16可选地是触控显示屏，使用者在显示屏16的显示表面16A上的触控交互使得能够输入指令，例如指向显示屏16的显示表面16A上显示的图像中的一个图形对象(例如，按钮、光标等)。

与显示屏16的触控交互例如透过光学透镜18以及，必要时，可选地光耦合层24来完成。

可选地，如图2中所示，电子显示系统10包括插入在光学透镜18的两个光学层20、22之间的光透明的触控膜26。

触控膜26配置为使得使用者能够通过触摸光学透镜18的前表面18A，例如指向显示屏16显示的图形中的活动图形对象(例如，按钮、光标等)，与电子显示系统10进行触控交互。

优选地，插入有触控膜26的两个光学层20、22中的一个采用复制模板制作在另一个上，并且触控膜26插入在两个光学层20、22之间。

在一未示出的变型中，触控膜26设置在光学透镜18的后表面18B上。

必要时，触控膜26插入在光学透镜18和光耦合层24之间；在此情况下，光耦合层24不与光学透镜18的后表面18B直接接触。

参考图3对电子显示系统10的制作方法进行说明。

制作方法包括：步骤E1，获取最初的光学层20、22,；步骤E2，采用复制模板制作后续的光学层20、22。每个后续光学层20、22采用复制模板制作在预先模制的光学层20、22上。优选地，最初的光学层20、22是模制的。

在一实施例中，最初的光学层是光学透镜18的前光学层20，后续的每个光学层22采用复制模板制作在之前的光学层的后面上。

当光学透镜准确地包括两个光学层20、22时，制作方法则包括：模制前光学层20，然后在前光学层20上采用复制模板制作后光学层22。

在另一实施例中，最初的光学层是光学透镜18的前光学层20，后续的每个光学层22采用复制模板制作在之前的光学层的前面上。

当光学透镜18准确地包括两个光学层20、22时，制作方法则包括：模制后光学层22，然后在后光学层22上采用复制模板制作前光学层20。

如果光学透镜18包括插入在交叠模制的相邻的两个光学层20、22之间，则在将触控膜26施加在第一个模制的光学层上之后，第二个模制的光学层采用复制模板制作在第一个模制的光学层上。

该方法因此包括：步骤E1’，在之前的光学层上采用复制模板制作后续的光学层之前，在之前的光学层上施加触控膜，以使得触控膜26插入在之前的光学层和后续的光学层之间。

当光学透镜18准确地包括两个光学层20、22时，制作方法例如包括：模制前光学层20，在前光学层20的后面上施加触控膜26，然后在前光学层20上采用复制模板制作后光学层22；或者，模制后光学层22，在后光学层22的前面上施加触控膜26，然后在后光学层22上采用复制模板制作前光学层20。

制作方法包括：步骤E3，将光学透镜18设置在显示屏16的前面，光学透镜18的后表面18B平行于显示屏16的显示表面16A且与后者间隔开。

制作方法可选地包括：步骤E5，在光学透镜18的后表面18B和显示屏16的显示表面16A之间制作光耦合层24。光耦合层24例如模制在光学透镜18的后表面和显示屏16的显示表面16A之间。

各光学层20、22的模制例如通过注塑(即通过熔化浇注在密封的注塑模具中)或压塑(即通过熔化插入到开放的压模中然后封闭压模以实现材料的成型)来实现。

通过采用复制模板制作光学层获得的具有重叠的多个光学层20、22的光学透镜18使得获得的光学透镜具有一定的厚度，同时限制了由于模制厚的单件光学透镜18造成的光学缺陷，例如，模具痕。

相对于单次模制操作制作的整体形状相同的光学透镜，具有重叠的多个光学层20、22的光学透镜18的模制更快，这是因为冷却时间取决于模制的零件的厚度。

具有重叠的多个光学层20、22的光学透镜18还便于获得具有不同形状的前表面18A和后表面18B、特别是弯曲的前表面18A和平面的后表面18B的光学透镜18。

制作的平面的后表面18B便于与具有平面的显示表面16A的显示屏16之间的光耦合。这尤其能够使光耦合层24具有固定的厚度和/或使光耦合层24的厚度达到最小。

采用复制模板制作得到的光学透镜18可以具有更低的成本和更高的质量，以及更好的重复性，限制了电子显示系统10的制作过程中的废品率。

此外，已经观察到，特别是在采用光凝胶的情况下，局部过量的光耦合层24的厚度会在光学透镜遭受冲击的情况下促进光学透镜18的破裂，例如针对乘客头部对光学透镜18的冲击模拟测试期间，例如根据ECE21 HEAD IMPACT78/632/CEE标准。

制作的多个光学层20、22能够限制以上风险，特别是在后光学层22的后表面层18B平行于显示屏16的显示表面16A时，以使得插入在后光学层22和显示屏16的显示表面16A之间的光耦合层24在光学透镜18的后表面18B上具有大体上均匀的厚度。