三次反射的虚像成像系统技术方案

本发明专利技术涉及一种三次反射的虚像成像系统，包括基座、光机、光屏、镜面反射面和多项式反射曲面，所述基座上开设有斜槽，该斜槽的两端分别形成低位端和高位端，所述光机装设在所述斜槽的低位端位置，所述光屏装设在所述斜槽的高位端位置，所述光机沿所述斜槽的斜向方向与所述光屏形成相对应，所述镜面反射面装设在所述基座上、并与所述光屏的反射方向对应，所述多项式反射曲面装设在所述基座上、并与所述镜面反射面的反射方向对应。所述斜槽的高位端位置设置有遮光罩，该遮光罩的开口方向与所述镜面反射面对应，所述光屏处于所述遮光罩内。本发明专利技术的成像系统由于将光屏和光机设置在斜槽内，且在光屏上方设置有遮光罩，使得虚像成像更加清晰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种专用于车载HUD(抬头显示器)的光学成像系统，尤其涉及一种三次反射的虚像成像系统。
技术介绍
HUD(Head Up Display)是抬头显示器或平视显示器的简称，是普遍运用在航空器上的飞行辅助仪器，其主要功能是辅助飞行员在执行任务的过程中，不需要低头就能看到他需要的重要资讯，进而降低飞行员低头查看仪表的频率，避免注意力中断以及丧失对状态意识的掌控，由此提高飞行员在执行飞行任务过程中的安全保障。近几年，由于汽车工业的不断发展壮大，HUD也逐渐普及应用到该领域，并衍伸出车载HUD，其主要功能与航空器上使用的HUD类似，即为驾驶员实时提供路况、通讯、短信、导航、气象等信息，并将必要的信息显示在HUD上，帮助驾驶员在行车过程中了解各种资讯信息的同时不分散注意力，提高行车安全保障。本领域的技术人员知晓，车载HUD主要通过光学成像系统的原理将各种资讯信息显示出来，以便驾驶员在不低头的情况下查看信息，而现有技术中，车载HUD上的成像系统均为二次反射成像，通过光机发射出的第一次成像的实像像面由于面向前挡风玻璃窗，并无遮挡，即暴露在日光直射之下，造成实像像面本身的反光程度比较严重，导致图像发白，对比度较低，进而使得经过该实像像面反射出来的虚像很不清晰，驾驶员观看虚像显示的信息比较吃力。另外，现有的成像系统虚像像面较近，基本不超过lm，限制了虚像像面的放大效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种设计新颖、结构简单、成像清晰的三次反射的虚像成像系统，该成像系统专用于车载HUD，并且其成像效果不受外部光线强度的影响。为实现上述目的，本专利技术采用一种三次反射的虚像成像系统，包括基座、光机、光屏、镜面反射面和多项式反射曲面，所述基座上开设有斜槽，该斜槽的两端分别形成低位端和高位端，所述光机装设在所述斜槽的低位端位置，所述光屏装设在所述斜槽的高位端位置，所述光机沿所述斜槽的斜度方向与所述光屏形成相对应，所述镜面反射面装设在所述基座上、并与所述光屏的反射方向对应，所述多项式反射曲面装设在所述基座上、并与所述镜面反射面的反射方向对应。作为本专利技术的进一步改进，在所述斜槽的高位端位置设置有遮光罩，该遮光罩的开口方向与所述镜面反射面对应，所述光屏处于所述遮光罩内。作为本专利技术的更进一步具体的改进，所述斜槽穿插在所述基座内并形成嵌入式结构，该斜槽的低位端呈封闭状态，并且靠近所述基座的底端面；该斜槽的高位端呈开放状态，并且靠近所述基座的上端面；所述镜面反射面与所述基座连接的位置开设有散热槽，该散热槽与所述斜槽的低位端连通。本专利技术通过对现有技术的上述改进，达到了以下五方面有益效果:1、由于本专利技术中的成像系统是通过三次反射而成像，即首先由光机在光屏上投射实像，然后通过光屏将实像第一次反射并放大至镜面反射面上，再由镜面反射面将虚像第二次反射和放大至多项式反射曲面上，最后由多项式反射曲面将虚像第三次反射至驾驶员眼部位置，实现驾驶员不需低头便能实时查看相关路况等讯息的效果，此过程中，相对于现有技术中车载HUD的二次反射成像，本专利技术三次反射的成像距离显然远大于二次反射的成像距离，因此更能有效的放大虚像在多项式反射曲面上的成像范围，对于驾驶员来说，看得也更加清晰；2、由于本专利技术中光机装设在斜槽的下位端(即低位端)，而光屏则装设在斜槽的上位端(即高位端)，光机沿着斜槽的斜度方向投射实像到光屏上，在投射的过程中，由于光机在低位端位置，外部光源很难影响到光机的投射清晰度，而投射到光屏的路径通道又都是在斜槽内(即受到斜槽侧壁和顶壁的遮挡)，同时通过上述描述的本专利技术结构可知，光屏是背向汽车的前挡风玻璃窗的，而日间行车过程中，大部分光线都是从前挡风玻璃窗照射进来，因此，本专利技术的车载HUD将光屏的安装位置进行了此般设置后，进一步有效降低了日光对光屏上显像的影响，保证了车载HUD最终的显像质量；3、本专利技术将斜槽设置成嵌入式结构之后，使得光机处于基座内部空间，并使得光机在基座内形成隐藏式结构，相对于现有技术中光机和基座的分体设置或者光机设置在基座上方等结构的成像系统来说，本专利技术的这种嵌入式结构在整体上实现了极尽可能的缩小该成像系统的体积(即大小)的效果，尤其在该成像系统的高度方面，至少减少了光机的高度和光机投射到光屏的斜向通道的高度(因为斜槽嵌在所述基座的内部，即该成像系统第一次投射的过程在基座内完成)，而成像系统的高度直接影响驾驶人员视线，因此本专利技术的成像系统在有效缩小了高度的同时保证了成像的清晰度，相对于现有市场上的二次反射成像系统来说，本专利技术的成像系统并没有因“三次反射”的原理而提升高度进而影响视线，进而达到高度和显像清晰度完美的结合；4、由于本专利技术的车载HUD在斜槽的高位端设置了遮光罩，并且光屏处于所述遮光罩内，因此，更进一步消除了外部光线对光屏显像的影响，保障了三次反射的虚像成像系统的显示清晰度；5、通过在基座与镜面反射面的连接处开设散热槽，使得光机在工作过程中能及时散热，提高光机的工作稳定性和使用寿命。【附图说明】图1是现有技术中二次反射的虚像成像系统的原理示意图。图2是本专利技术中三次反射的虚像成像系统的原理示意图。图3是本专利技术中运用于车载HUD的三次反射的虚像成像系统的立体示意图。图4是图3的另一个角度的立体示意图。【具体实施方式】如图1-4所示，本实施例涉及一种三次反射的虚像成像系统，该成像系统专用于车载领域，本领域技术人员通过对比图1和图2显然可知，图1显示的现有技术中，应用在车载领域的HUD，其光学成像系统采用的是二次反射的虚像成像系统，相对于图2中显示的三次反射的虚像成像系统而言，图1中虚像的反射成像距离显然小于图2显示的本实施例中虚像的反射成像距离，显而易见，本实施例由于提升了虚像的反射距离，因此可有效的放大成像像面，让驾驶员查看起来更为清晰明了.进一步结合图3和图4，在本实施例中对三次反射的虚像成像系统的结构进行了详细描述:包括基座1、光机2、光屏3、镜面反射面4和多项式反射曲面5，所述基座1上开设有向基座1内腔延伸的斜槽10，即该斜槽10穿插在所述基座1内并形成嵌入式结构，该斜槽10的两端分别形成低位端101和高位端102，所述低位端101呈封闭状态，并且靠近所述基座1的底端面，所述高位端102呈开放状态，并且靠近所述基座1的上端面；在本实施例中，所述光机2装设在所述斜槽10的低位端101位置，所述光屏3装设在所述斜槽10的高位端102位置，所述光机2沿所述斜槽10的斜度方向与所述光屏3形成相对应，结合图2、图3和图4可知，所述镜面反射面4装设在所述基座1上、并与所述光屏3的反射方向对应，所述多项式反射曲面5装设在所述基座1上、并与所述镜面反射面4的反射方向对应。在本实施例中，图3中显示，所述斜槽10的高位端102位置设置有遮光罩11，该遮光罩11的开口方向与所述镜面反射面4对应，所述光屏3处于所述遮光罩11内。所述镜面反射面4与所述基座1连接的位置开设有散热槽12，该散热槽12与所述斜槽101的低位端连通。以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征以及本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和本文档来自技高网...

【技术保护点】
三次反射的虚像成像系统，其特征在于：包括基座、光机、光屏、镜面反射面和多项式反射曲面，所述基座上开设有斜槽，该斜槽的两端分别形成低位端和高位端，所述光机装设在所述斜槽的低位端位置，所述光屏装设在所述斜槽的高位端位置，所述光机沿所述斜槽的斜度方向与所述光屏形成相对应，所述镜面反射面装设在所述基座上、并与所述光屏的反射方向对应，所述多项式反射曲面装设在所述基座上、并与所述镜面反射面的反射方向对应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑臻荣，王云帆，
申请(专利权)人：杭州炽云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33