光学系统、照明系统、显示系统和移动车辆技术方案

一个目的是有助于提高光提取效率。光学系统(100)包括光导构件(1)和棱镜(3)。光导构件(1)具有：光入射在其上的入射表面(10)；以及彼此面对的第一表面(11)和第二表面(12)。第二表面(12)为光出射表面。棱镜(3)被设置用于第一表面(11)，并且朝向第二表面(12)反射通过光导构件(1)内部的光。光导构件(1)包括直接光路，通过入射表面(10)进入光导构件(1)的光沿着该直接光路直接从棱镜(3)反射，并且允许从第二表面(12)出射。表面(12)出射。表面(12)出射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学系统、照明系统、显示系统和移动车辆


[0001]本专利技术总体上涉及光学系统、照明系统、显示系统和移动车辆。更具体地，本专利技术涉及一种被配置成控制已经通过入射表面入射的光以使得光从出射表面出射的光学系统、照明系统、显示系统和移动车辆。

技术介绍

[0002]专利文献1公开了一种用于将虚像投影到目标空间上的图像显示设备(显示系统)。该图像显示设备是汽车用平视显示器(HUD)设备。从设置在汽车仪表盘中的HUD设备(光学系统)作为图像光出射的投影光从汽车挡风玻璃向作为观看者的驾驶员反射。这允许用户(驾驶员)将诸如导航图像之类的图像作为虚像来观看，如同将虚像叠加在诸如路面之类的背景视图上一样。
[0003]引文列表
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：JP 2017
‑
142491 A

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种光学系统、照明系统、显示系统和移动车辆，所有这些都被配置成有助于提高光提取效率。
[0007]根据本专利技术的一方面的光学系统包括光导构件和棱镜。光导构件具有：光入射在其上的入射表面；以及彼此面对的第一表面和第二表面。第二表面为光出射表面。棱镜被设置用于第一表面，并且朝向第二表面反射通过光导构件内部的光。光导构件包括直接光路，通过入射表面进入光导构件的光沿该直接光路直接被棱镜反射，并且允许从第二表面出射。
[0008]根据本专利技术另一方面的照明系统包括上述光学系统和光源。光源通过光控制构件朝向入射表面发射光。
[0009]根据本专利技术的又一方面的显示系统包括上述照明系统和显示器。显示器接收从照明系统发出的光并且在该显示器上显示图像。
[0010]根据本专利技术的又一方面的移动车辆包括上述显示系统和要配备该显示系统的移动车辆车身。
附图说明
[0011]图1的A和图1的B是示出根据本专利技术第一实施例的光学系统的概要的截面图；
[0012]图2是示出光学系统的概要的俯视图；
[0013]图3的A和图3的B示出光学系统中的光路；
[0014]图4示出了包括使用光学系统的显示系统的移动车辆；
[0015]图5示出了显示系统；
[0016]图6的A和图6的B是示出根据比较示例的光学系统的概要的截面图；
[0017]图7的A至图7的C示出根据本专利技术第一实施例的第一变型的光学系统的概要；
[0018]图8的A和图8的B是示出根据本专利技术第一实施例的第二变型的光学系统的概要的截面图；
[0019]图9是示出本专利技术第一实施例的第三变型的光学系统的概要的截面图；
[0020]图10的A是示出根据第二实施例的光学系统的概要的截面图；
[0021]图10的B是以较大比例示出图10的A中所示的区域A1的示意图；
[0022]图11是示出光学系统的光控制构件的概要的示意图；
[0023]图12是示出光学系统的概要的透视图；
[0024]图13示出了使用光学系统的显示系统；
[0025]图14示出了包括显示系统的移动车辆；
[0026]图15的A是光学系统的俯视图；
[0027]图15的B是光学系统的正视图；
[0028]图15的C是光学系统的仰视图；
[0029]图15的D是光学系统的侧视图；
[0030]图16的A是以较大比例示出图15的C中所示的区域A1的示意图；
[0031]图16的B是沿图16的A中所示的平面B1
‑
B1截取的截面图；
[0032]图17的A是示出光控制构件的形状的透视图；
[0033]图17的B是沿图17的A中所示的平面B1
‑
B1截取的截面图；
[0034]图17的C是沿图17的A中所示的平面C1
‑
C1截取的截面图；
[0035]图18的A示出了光控制构件的光强度分布；
[0036]图18的B示出了根据比较示例的光控制构件的光强度分布；
[0037]图19的A示出了光控制构件的光强度分布；
[0038]图19的B示出了根据比较示例的光控制构件的光强度分布；
[0039]图20的A示出了在光从光控制构件朝向光导构件引导的情况下从沿光导构件厚度的一端观看的光导构件中的光强度分布；
[0040]图20的B示出了在光从根据比较示例的光控制构件朝向光导构件引导的情况下从沿厚度方向的一端观看的光导构件中的光强度分布；
[0041]图21的A示意性地示出了通过光控制构件的内部的光线；
[0042]图21的B示意性地示出了通过根据比较示例的光控制构件的内部的光线；
[0043]图21的C示意性地示出了通过根据另一比较示例的光控制构件的内部的光线；
[0044]图22的A是示出根据第二实施例的第一变型的光学系统的概要的侧视图；
[0045]图22的B是以较大比例示出图22的A中所示的区域A1的示意图；
[0046]图22的C是以较大比例示出图22的A中所示的区域A2的示意图；
[0047]图23的A是示出根据第二实施例的第二变型的光学系统的概要的侧视图；
[0048]图23的B是示出光学系统的概要的截面图；
[0049]图24是示出根据第二实施例的第三变型的光控制构件的概要的正视图；
[0050]图25的A示出了根据第二实施例的第四变型的使用光学系统的照明系统的图；
[0051]图25的B是以较大比例示出图25的A中所示的区域A1的示意图；
[0052]图26的A是示出根据第二实施例的第五变型的示例性光学系统的主要部分的俯视图；
[0053]图26的B是示出根据第五变型的另一示例性光学系统的主要部分的俯视图；
[0054]图27的A是示出根据第二实施例的第六变型的示例性棱镜的示意图；
[0055]图27的B是示出根据第六变型的另一示例性棱镜的示意图；
[0056]图28的A是示出根据第六变型的又一示例性棱镜的示意图；
[0057]图28的B是示出根据第六变型的又一示例性棱镜的示意图；
[0058]图29的A是示出根据第六变型的又一示例性棱镜的示意图；
[0059]图29的B是示出根据第六变型的又一示例性棱镜的示意图；
[0060]图30的A是示出根据第二实施例的第七变型的示例性棱镜的示意图；
[0061]图30的B是示出根据第七变型的另一示例性棱镜的示意图；
[0062]图30的C是示出根据第七变型的又一示例性棱镜的示意图；
[0063]图31的A是示出根据第三实施例的光学系统的概要的仰视图；
[0064]图31的B是以较大比例示出光学系统的第一区的示意图；
[0065]图31的C是以较大比例示出光学系统的混合区的示意图；以及
[0066]图31的D是以较大比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学系统，包括：光导构件，具有：光入射在其上的入射表面；以及彼此相对的第一表面和第二表面，所述第二表面为光出射表面；以及棱镜，被设置用于所述第一表面，并且被配置成朝向所述第二表面反射通过所述光导构件内部的光，所述光导构件包括直接光路，通过所述入射表面进入所述光导构件的光沿着所述直接光路直接从所述棱镜反射，并且允许从所述第二表面出射。2.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述直接光路包括从所述棱镜全反射的光的光路。3.根据权利要求1或2所述的光学系统，还包括光控制构件，所述光控制构件被配置成会聚朝向所述入射表面传播的光，并且将会聚的光导向所述入射表面，其中所述光控制构件与所述光导构件是一体的。4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学系统，其中所述第一表面与所述第二表面相对于彼此倾斜。5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学系统，其中所述光导构件还包括间接光路，通过所述入射表面进入所述光导构件的光沿所述间接光路从所述第二表面反射一次，再从所述棱镜反射，然后从所述第二表面出射。6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学系统，其中所述棱镜包括在所述光入射到所述入射表面的方向上并排布置的多个棱镜。7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学系统，其中当沿所述第一表面和所述第二表面排列的方向观看时，所述棱镜相对于所述入射表面至少部分地倾斜。8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学系统，其中所述棱镜包括被分成彼此间隔开的多个小棱镜。9.根据权利要求8所述的光学系统，其中所述多个小棱镜中的两个或更多个并排布置以在沿所述第一表面和所述第二表面排列的方向观看时绘制曲线。10.根据权利要求1至9中任一项所述的光学系统，其中通过所述入射表面入射的光的光轴相对于所述第一表面倾斜，使得所述光轴与所述第一表面之间的间隙距离随着距所述入射表面的距离增加而缩窄。11.根据权利要求10所述的光学系统，还包括光控制构件，所述光控制构件位于光源与所述入射表面之间，并且被配置成控制已经从所述光源发射并且将要入射到所述入射表面上的光。12.根据权利要求11所述的光学系统，其中所述光控制构件具有将从所述光源发射的所述光基本上准直成平行光线的功能。13.根据权利要求11或12所述的光学系统，其中所述光控制构件与所述光导构件是一体的，以及所述光控制构件包括路径生成部分，当从所述入射表面观看时，所述路径生成部分沿着相对于所述第一表面倾斜的直线延伸，并且所述路径生成部分被配置成在所述光源与所
述入射表面之间形成光的路径。14.根据权利要求1至13中任一项所述的光学系统，其中所述第一表面或所述第二表面中的至少一个包括光强度分布控制构件，所述光强度分布控制构件被配置成控制要从所述第二表面提取的光的光强度分布。15.根据权利要求14所...

【专利技术属性】
技术研发人员：上水和平，高田和政，藤田胜，阪口知久，原广纪，网江正树，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：