一种车载抬头显示系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种车载抬头显示系统，包括：用于放大图像源的短距投影光学系统；短距投影光学系统位于成像面板与汽车的前挡风玻璃之间，短距投影光学系统接收成像面板出射的图像源并将图像源投影于汽车的前挡风玻璃上；短距投影光学系统包括多个同轴排列的双凸透镜、双凹透镜、弯月透镜以及胶合透镜；短距投影光学系统的投射比范围为1.2至0.53，后工作距离大于10毫米，视场角大于或等于45度。通过本实用新型专利技术，能够在汽车有限空间内显示出大小适中、且清晰的图像。

【技术实现步骤摘要】
一种车载抬头显示系统
本技术涉及光电投影
，特别是涉及一种车载抬头显示系统。
技术介绍
平视显示器(Head Up Display，HUD)是目前普遍运用在航空器上的飞行辅助仪器，平视的意思是指飞行员不需要低头就能够看到需要的重要资讯。汽车设计者借鉴飞机上的平视显示器的构思，将平视显示的方式也应用到了汽车上，设计出了车载抬头显示系统，利用玻璃成像，将驾驶员所需的主要信息以图标或文字的方式投射于汽车前挡风玻璃上；通过车载抬头显示系统驾驶员在抬头注意车前路况的同时，可以平视观测所需要的信息，避免了视线的偏移，增加了行车的安全性。现有的一种车载抬头显示系统，采用简单的以前挡风玻璃为反射面的一次反射结构，即直接投影的结构。这种车载抬头显示系统包括车载信息采集系统，通过车载信息采集系统将驾驶员所需要的主要信息进行搜集，再将搜集到的信息以图标或文字的方式直接投射于汽车的前挡风玻璃上。可是这种系统成像范围小，也就是说在汽车有限空间内，呈现在汽车前挡风玻璃上的图像小，不便于驾驶员观察。现有的另一种车载抬头显示系统，其应用于高端汽车上，该系统通过物像关系将要显示的图像源即搜集到的信息成像于汽车前挡风玻璃外特定距离处，该系统可以通过调节成像的距离将所成的图像放大；但是，随着成像距离的增大，光能损失也会增大，导致所成的图像不清晰，不便于驾驶员察看。可见，现有的车载抬头显示系统无法在汽车有限空间内显示出大小适中、且清晰的图像以便于驾驶员察看。
技术实现思路
本技术提供了一种车载抬头显示系统，以解决目前的车载显示系统存在的无法在汽车有限空间内显示出大小适中、且清晰的图像的问题。为了解决上述问题，本技术公开了一种车载抬头显示系统，该车载抬头显示系统包括:用于放大图像源的短距投影光学系统；所述短距投影光学系统位于成像面板与汽车的前挡风玻璃之间，所述短距投影光学系统接收成像面板出射的图像源并将所述图像源投影于所述汽车的前挡风玻璃上；所述短距投影光学系统包括多个同轴排列的双凸透镜、双凹透镜、弯月透镜以及胶合透镜；所述短距投影光学系统的投射比范围为1.2至0.53，后工作距离大于10毫米，视场角大于或等于45度；其中，所述后工作距离为所述短距投影光学系统靠近所述成像面板的一侧与所述成像面板之间的距离。优选地，所述短距投影光学系统包括同轴顺序排列的第一双凸透镜、第二双凸透镜与双凹透镜组合成的胶合透镜、光阑、第一弯月形透镜、第二弯月形透镜和第三弯月形透镜；其中，所述胶合透镜中的第二双凸透镜位于靠近所述第一双凸透镜的一侧，所述胶合透镜中的双凹透镜位于靠近所述光阑的一侧。优选地，所述第一双凸透镜与所述第二双凸透镜的相对面上的顶点间的距离为1.010毫米；所述胶合透镜中的双凹透镜与所述第一弯月形透镜的相对面上的顶点间的距离为6.350毫米；所述第一弯月形透镜与所述第二弯月形透镜的相对面上的顶点间的距离为0.803毫米；所述第二弯月形透镜与第三弯月形透镜的相对面上的顶点间的距离为0.204晕米。优选地，所述第一双凸透镜的厚度为1.524毫米；所述第二双凸透镜的厚度为2.500毫米；所述双凹透镜的厚度为0.602毫米；所述第一弯月形透镜的厚度为0.762毫米；所述第二弯月形透镜的厚度为2.100毫米；所述第三弯月形透镜的厚度为2.667毫米。优选地，所述短距投影光学系统包括同轴顺序排列的第一双凸透镜、第二双凸透镜与第一双凹透镜组成的胶合透镜、第二双凹透镜、光阑、第三双凸透镜、第四双凸透镜、第一弯月形透镜、第二弯月形透镜以及第五双凸透镜；其中，组成所述胶合透镜的第二双凸透镜位于靠近所述第一双凸透镜的一侧，组成所述胶合透镜的第一双凹透镜位于靠近所述第二双凹透镜的一侧。优选地，所述第一双凸透镜与组成所述胶合透镜的第二双凸透镜的相对面上的顶点间的距离为5.091毫米；组成所述胶合透镜的第一双凹透镜与所述第二双凹透镜的相对面上的顶点间的距离为3.051毫米；所述第二双凹透镜与所述第三双凸透镜的相对面上的顶点间的距离为6.000毫米；所述第三双凸透镜与所述第四双凸透镜的相对面上的顶点间的距离为2.423毫米；所述第四双凸透镜与所述第一弯月形透镜的相对面上的顶点间的距离为0.320毫米；所述第一弯月形透镜与所述第二弯月形透镜的相对面上的顶点间的距离为11.983毫米；所述第二弯月形透镜与所述第五双凸透镜的相对面上的顶点间的距离为0.599晕米。优选地，所述第一双凸透镜的厚度为2.975毫米；组成所述胶合透镜的第二双凸透镜的厚度为5.671毫米，组成所述胶合透镜的第一双凹透镜的厚度为1.200毫米；所述第二双凹透镜的厚度为1.200毫米；所述第三双凸透镜与所述第四双凸透镜的厚度均为5.000毫米；所述第一弯月形透镜的厚度为3.603毫米；所述第二弯月形透镜的厚度为2.819毫米；所述第五双凸透镜的厚度为3.150毫米。优选地，所述短距投影光学系统包括同轴顺序排列的第一胶合透镜、第二双凸透镜、第二双凹透镜、光阑、第二胶合透镜、第二弯月形透镜、第三弯月形透镜、第四弯月形透镜、第五弯月形透镜以及第六弯月形透镜。其中，所述第一胶合透镜由第一双凸透镜与第一双凹透镜组成，所述第一双凸透镜位于靠近所述成像面板的一侧，所述第一双凹透镜位于靠近所述第二双凸透镜的一侧；所述第二胶合透镜由第三双凸透镜与第一弯月形透镜组成，所述第三双凸透镜位于靠近所述第二双凹透镜的一侧，所述第一弯月形透镜位于靠近所述第二弯月形透镜的一侧。优选地，所述第一双凹透镜与所述第二双凸透镜的相对面上的顶点间的距离为0.416毫米；所述第二双凸透镜与所述第二双凹透镜的相对面上的顶点间的距离为0.800毫米；所述第二双凹透镜与所述第三双凸透镜的相对面上的顶点间的距离为3.000毫米；所述第一弯月形透镜与所述第二弯月形透镜的相对面上的顶点间的距离为1.288毫米；所述第二弯月形透镜与所述第三弯月形透镜的相对面上的顶点间的距离为0.592毫米；所述第三弯月形透镜与所述第四弯月形透镜的相对面上的顶点间的距离为1.652毫米；所述第四弯月形透镜与所述第五弯月形透镜的相对面上的顶点间的距离为3.911毫米；所述第五弯月形透镜与所述第六弯月形透镜的相对面上的顶点间的距离为0.306毫米。优选地，所述第一双凸透镜的厚度为1.882毫米；所述第一双凹透镜的厚度为1.748毫米；所述第二双凸透镜的厚度为1.153毫米；所述第二双凹透镜的厚度为0.425毫米；所述第三双凸透镜的厚度为1.011毫米；所述第一弯月形透镜的厚度为1.087毫米；所述第二弯月形透镜的厚度为2.201毫米；所述第三弯月形透镜的厚度为2.402毫米；所述第四弯月形透镜的厚度为1.250毫米；所述第五弯月形透镜的厚度为0.708毫米；所述第六弯月形透镜的厚度为2.503毫米。与现有技术相比，本技术具有以下优点:本技术提供的车载抬头显示系统包括一个投射比范围为1.2至0.53，后工作距离大于10毫米，视场角大于等于45度的短距投影光学系统；通过该短距投影光学系统可以将成像面板出射的图像源放大投影于汽车的前挡风玻璃上。由于短距投影光学系统的投射比可达到0.53，那么也就是说当短距投影光学系统与汽车前挡风玻璃间的距离为0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载抬头显示系统，其特征在于，包括：用于放大图像源的短距投影光学系统； 所述短距投影光学系统位于成像面板与汽车的前挡风玻璃之间，所述短距投影光学系统接收成像面板出射的图像源并将所述图像源投影于所述汽车的前挡风玻璃上； 所述短距投影光学系统包括多个同轴排列的双凸透镜、双凹透镜、弯月透镜以及胶合透镜；所述短距投影光学系统的投射比范围为1.2至0.53，后工作距离大于10毫米，视场角大于或等于45度；其中，所述后工作距离为所述短距投影光学系统靠近所述成像面板的一侧与所述成像面板之间的距离。

【技术特征摘要】
1.一种车载抬头显示系统，其特征在于，包括:用于放大图像源的短距投影光学系统； 所述短距投影光学系统位于成像面板与汽车的前挡风玻璃之间，所述短距投影光学系统接收成像面板出射的图像源并将所述图像源投影于所述汽车的前挡风玻璃上； 所述短距投影光学系统包括多个同轴排列的双凸透镜、双凹透镜、弯月透镜以及胶合透镜；所述短距投影光学系统的投射比范围为1.2至0.53，后工作距离大于10毫米，视场角大于或等于45度；其中，所述后工作距离为所述短距投影光学系统靠近所述成像面板的一侧与所述成像面板之间的距离。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述短距投影光学系统包括同轴顺序排列的第一双凸透镜、第二双凸透镜与双凹透镜组合成的胶合透镜、光阑、第一弯月形透镜、第二弯月形透镜和第三弯月形透镜； 其中，所述胶合透镜中的第二双凸透镜位于靠近所述第一双凸透镜的一侧，所述胶合透镜中的双凹透镜位于靠近所述光阑的一侧。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一双凸透镜与所述第二双凸透镜的相对面上的顶点间的距离为1.010毫米；所述胶合透镜中的双凹透镜与所述第一弯月形透镜的相对面上的顶点间的距离为6.350毫米；所述第一弯月形透镜与所述第二弯月形透镜的相对面上的顶点间的距离为0.803毫米；所述第二弯月形透镜与第三弯月形透镜的相对面上的顶点间的距离为0.204毫米。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一双凸透镜的厚度为1.524毫米；所述第二双凸透镜的厚度为2.500毫米；所述双凹透镜的厚度为0.602毫米；所述第一弯月形透镜的厚度为0.762毫米；所述第二弯月形透镜的厚度为2.100毫米；所述第三弯月形透镜的厚度为2.667毫米。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述短距投影光学系统包括同轴顺序排列的第一双凸透镜、第二双凸透镜与第一双凹透镜组成的胶合透镜、第二双凹透镜、光阑、第三双凸透镜、第四双凸透镜、第一弯月形透镜、第二弯月形透镜以及第五双凸透镜； 其中，组成所述胶合透镜的第二双凸透镜位于靠近所述第一双凸透镜的一侧，组成所述胶合透镜的第一双凹透镜位于靠近所述第二双凹透镜的一侧。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一双凸透镜与组成所述胶合透镜的第二双凸透镜的相对面上的顶点间的距离为5.091毫米；组成所述胶合透镜的第一双凹透镜与所述第二双凹透镜的相对面上的顶点间的距离为3.051毫米；所述第二双凹透镜与所述第三双凸透镜的相对面上的顶点间的距离为6.000毫米； 所述第三双凸透镜与所述第四双凸透镜的相对面上的顶点间的距离为2.423毫米；所述第四双凸透镜与所述第一弯月形透镜的相对面上的顶点间的距离为0.320毫米；...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜水荣，冉浩，常军，马爱民，张志平，夏曙东，
申请(专利权)人：北京北大千方科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11