一种用于汽车的AR-HUD光路系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种用于汽车的AR‑HUD光路系统，属于汽车HUD的光路设计技术领域。它解决了如何实现在整车有限空间内有效又高成像的布置问题。本用于汽车的AR‑HUD光路系统，包括反射镜一、反射镜二、HUD显示屏、组合仪表显示屏和主线路板，主线路板分别连接HUD显示屏和组合仪表显示屏，主线路板包括组合仪表和HUD控制器件，组合仪表和HUD控制器件集成于一体，反射镜一、反射镜二和HUD显示屏呈三角布置，HUD显示屏的图像经反射镜一和反射镜二两次反射投影至挡风玻璃。共享HUD及组合仪表的PCB板及物理层控制电路形成一体式主线路板大大减少了设置空间。使得本AR‑HUD光路系统能够合理有效的设置于B型有限车空间内，且成像效果好。

An ar-hud optical system for automobiles

【技术实现步骤摘要】
一种用于汽车的AR-HUD光路系统
本技术属于汽车HUD的光路设计
，涉及一种用于汽车的AR-HUD光路系统。
技术介绍
车载抬头显示装置(HUD)可以使驾驶员避免因注意力中断或丧失对状态意识的掌握，增加了行车安全性。近年来，随着AR(AugmentedReality)技术的发展，AR-HUD也越来越受到人们的关注。AR-HUD会在驾驶员正前方更远距离处呈现出更大尺寸的增强现实虚像,这样对其照明光学系统的要求也大大提高。传统的HUD通常是采用阵列光源加阵列聚光系统作为显示屏的背光系统，但人眼通过HUD成像系统进行观察时，由于同时能看到光源的像斑而造成最终的虚像亮度不均匀。目前的一些HUD生产商会采用在聚光系统前添加一定大小的毛玻璃，使毛玻璃经过聚光系统及HUD成像系统的虚斑均匀，且远大于HUD显示的虚像尺寸。或者是在显示屏之前直接增加扩散膜进行匀光处理。现有专利文献公开了公开号CN207352284U的一种W型HUD光路系统,包括PGU以及反射镜，反射镜包括第一反射镜和第二反射镜，第一反射镜的反射面朝向车身后侧，所述的PGU、第二反射镜位于第一反射镜的后方，且PGU、第一反射镜、第二反射镜呈三角形布置。当前W-HUD技术发展几乎已经趋于成熟，随着用户对驾驶体验更高最求的当下，目前一般B级车型能预留给HUD的最大布置空间大约6左右，成像大小约8寸。而AR-HUD受光学布置影响致使体积非常大，同W-HUD留下的整车空间无法布置下AR-HUD。
技术实现思路
本技术针对现有的技术存在的问题，提出了一种用于汽车的AR-HUD光路系统，该系统解决了如何实现在整车有限空间内有效又高成像的布置问题。本技术通过下列技术方案来实现：一种用于汽车的AR-HUD光路系统，包括反射镜一、反射镜二、HUD显示屏、组合仪表显示屏和主线路板，所述主线路板分别连接HUD显示屏和组合仪表显示屏，所述主线路板包括组合仪表和HUD控制器件，组合仪表和HUD控制器件集成于一体，所述反射镜一、反射镜二和HUD显示屏呈三角布置，HUD显示屏的图像经反射镜一和反射镜二两次反射投影至挡风玻璃形成HUD光路。HUD控制器件与组合仪表集成一体形成主线路板，使得主线路板内的HUD控制器件的另一个功能替代了仪表控制元件和物理层控制电路。即仪表盘和AR-HUD合为一个控制电路。共享HUD及组合仪表的PCB板及物理层控制电路形成一体式主线路板大大减少了设置空间。使得本AR-HUD光路系统能够合理有效的设置于B型有限车空间内，且成像效果好。在上述的用于汽车的AR-HUD光路系统中，所述HUD显示屏与反射镜一的距离为100-130mm，反射镜一与反射镜二距离为160-190mm。反射镜二距离挡风玻璃距离为200-230mm。反射镜的设置和角度等参数等对成像效果影响非常明显。该距离参数设定能够在有限的空间内提高成像效果。在上述的用于汽车的AR-HUD光路系统中，所述反射镜一与整车坐标X轴方向的夹角在30～45°之间，与整车坐标Y轴夹角在0～15°之间；反射镜二与整车坐标X轴方向的夹角在30～45°之间，与整车坐标Y轴夹角在0～15°之间。反射镜的设置和角度等参数等对成像效果影响非常明显。该角度参数设定能在有限的空间内提高成像效果。在上述的用于汽车的AR-HUD光路系统中，所述反射镜一采用自由曲面镜片，反射镜二采用平面镜片。通过反射镜一的实用曲面镜提高成像面积，使成像更清晰，反射镜二采用平面镜片折射反射镜一曲面图像到曲面的挡风玻璃，使得图像在光路传播过程中更贴合从而提高成像效果。在上述的用于汽车的AR-HUD光路系统中，该系统还包括电连接主线路板上HUD控制器件的电机，电机轴连接反射镜一。HUD控制器件根据投像需要通过控制电机的动作调整反射镜一与整车坐标X轴的角度。使得反射镜一、反射镜二和HUD显示屏三者之间的角度可调并调整到最优模式，从而达到光损失小，提高成像效果。在上述的用于汽车的AR-HUD光路系统中，所述主线路板还集成有可共用的接插件、电源芯片、CAN收发器、存储器和基础元器件，接插件、电源芯片、CAN收发器、存储器和基础元器件分别连接HUD控制器件。接插件用于外部连接，接插件、电源芯片、CAN收发器、存储器和基础元器件可共享使用减少了元器件从而节省布置空间。在上述的用于汽车的AR-HUD光路系统中，所述主线路板还连接有散热片和组合仪表线束，主线路板通过组合仪表线束连接组合仪表显示屏。散热片用于主线路板散热，组合仪表线束用于驱动组合仪表显示屏并传输信号。在上述的用于汽车的AR-HUD光路系统中，HUD显示屏采用TFT显示器。TFT(ThinFilmTransistor)薄膜晶体管是有源矩阵类液晶显示器中的一种，TFT有出色的色彩饱和度、还原能力和更高的对比度。进一步提高投影到挡风玻璃上的成像效果。与现有技术相比，本用于汽车的AR-HUD光路系统具有以下优点：1、本技术通过仪表盘和AR-HUD合为一个控制电路。共享HUD及组合仪表的PCB板及物理层控制电路形成一体式主线路板大大减少了设置空间。使得本AR-HUD光路系统能够合理有效的设置于B型有限车空间内。2、本技术通过把接插件、电源芯片、CAN收发器、存储器和基础元器件可共享使用减少了元器件从而节省布置空间。3、本技术通过反射镜一、反射镜二和HUD显示屏角度和距离参数，减少光损失，提高AR-HUD的虚像大小，从而提高成像效果。附图说明图1是本技术结构示意图。图2是本技术电路框图。图中，1、组合仪表显示屏；2、组合仪表线束；3、主线路板；31、组合仪表；32、HUD控制器件；33、电源芯片；34、CAN收发器；35、存储器；36、基础元器件；41、接插件；42、散热片；5、HUD显示屏；6、反射镜一；7、反射镜二；8、挡风玻璃；9、HUD光路；10、电机。具体实施方式以下是本技术的具体实施例，并结合附图对本技术的技术方案作进一步的描述，但本技术并不限于这些实施例。如图1、2所示，本用于汽车的AR-HUD光路9系统包括反射镜一6、反射镜二7、HUD显示屏5、组合仪表显示屏1和主线路板3，主线路板3分别连接HUD显示屏5和组合仪表显示屏1，主线路板3包括组合仪表31和HUD控制器件32，组合仪表31和HUD控制器件32集成于一体，反射镜一6、反射镜二7和HUD显示屏5呈三角布置，HUD显示屏5的图像经反射镜一6和反射镜二7两次反射投影至挡风玻璃8形成HUD光路9。主线路板3还集成有可共用的接插件41、电源芯片33、CAN收发器34、存储器35和基础元器件36。接插件41、电源芯片33、CAN收发器34、存储器35和基础元器件36分别连接HUD控制器件。接插件41用于外部连接，接插件41、电源芯片33、CAN收发器34、存储器35和基础元器件36可共享使用减少了元器件从而节省布置空间。主线路板3还连接有散热片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于汽车的AR-HUD光路系统，其特征在于，包括反射镜一(6)、反射镜二(7)、HUD显示屏(5)、组合仪表显示屏(1)和主线路板(3)，所述主线路板(3)分别连接HUD显示屏(5)和组合仪表显示屏(1)，所述主线路板(3)包括组合仪表(31)和HUD控制器件(32)，组合仪表(31)和HUD控制器件(32)集成于一体，所述反射镜一(6)、反射镜二(7)和HUD显示屏(5)呈三角布置，HUD显示屏(5)的图像经反射镜一(6)和反射镜二(7)两次反射投影至挡风玻璃(8)。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车的AR-HUD光路系统，其特征在于，包括反射镜一(6)、反射镜二(7)、HUD显示屏(5)、组合仪表显示屏(1)和主线路板(3)，所述主线路板(3)分别连接HUD显示屏(5)和组合仪表显示屏(1)，所述主线路板(3)包括组合仪表(31)和HUD控制器件(32)，组合仪表(31)和HUD控制器件(32)集成于一体，所述反射镜一(6)、反射镜二(7)和HUD显示屏(5)呈三角布置，HUD显示屏(5)的图像经反射镜一(6)和反射镜二(7)两次反射投影至挡风玻璃(8)。


2.根据权利要求1所述的用于汽车的AR-HUD光路系统，其特征在于，所述HUD显示屏(5)与反射镜一(6)的距离为100-130mm，反射镜一(6)与反射镜二(7)距离为160-190mm，反射镜二(7)与挡风玻璃(8)距离为200-230mm。


3.根据权利要求1或2所述的用于汽车的AR-HUD光路系统，其特征在于，所述反射镜一(6)与整车坐标X轴方向的夹角在30～45°之间，与整车坐标Y轴夹角在0～15°之间；反射镜二(7)与整车坐标X轴方向的夹角在30～45°之间，与整车坐标Y轴夹角在0～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岩，夏欢，于硕君，周彬，
申请(专利权)人：浙江吉利控股集团有限公司，浙江吉利汽车研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33