一种产生不同位置图像的图像生成单元及ARHUD制造技术

本发明专利技术适用于图像生成领域，提供了一种产生不同位置图像的图像生成单元及AR HUD，所述图像生成单元包括提供高亮光源的背光源，设置在所述背光源出光口位置形成可视显示图像信号的显示器，设置在所述背光源与所述显示器之间且置于所述显示器背面一侧偏转第三成像光束在所述背光源传播方向的导光板，设置在所述显示器另一侧且斜置在所述显示器正面一侧反射第一成像光束的平面反射镜，及设置在所述显示器正面一侧且置于所述导光板与所述平面反射镜覆盖之外反射第二成像光束并透射第三成像光束的合光镜。旨在解决现有技术无法实现一个图像生成单元在同一个显示屏上划分出不同的三个显示分区，不能实现不同分区内显示内容异样化的技术问题。异样化的技术问题。异样化的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种产生不同位置图像的图像生成单元及AR HUD


[0001]本专利技术属于图像生成领域，尤其涉及一种产生不同位置图像的图像生成单元及AR HUD。

技术介绍

[0002]汽车抬头显示技术是当前国际国内正在大力发展的智能网联汽车的重要组成部分，通过前期宝马、奔驰等高端豪华品牌汽车上对抬头显示器HUD的应用推广，越来越多的车厂和用户认识到通过汽车的抬头显示技术对于安全驾驶的重要性，实现了驾驶员目不离路就可以获取车速、导航、路况、车距等重要信息，其独特的显示位置，以及悬浮式透明显示效果，是车上的其它位置显示器无法取代的，所以越来为越多的车厂把抬头显示系统装配于自己的新车上，作为提升汽车安全的有效配置。
[0003]抬头显示器HUD为了解决不同信息内容在不同位置投射显示的问题，通常会将HUD分为近景显示图层与远景显示图层，近景显示图层主要用于显示车速、限速、辅助驾驶状态信息，而远景显示图层主要用于显示增强现实导航、碰撞预警信息、车道引导箭头等AR内容，目前抬头显示业界为了实现这样的功能分区显示，通常会采用两个图像生成单元PGU，各自独立的两套光路来解决这个问题；这样就带来了体积与成本的增加问题。
[0004]另外一个问题，目前市面上的AR HUD需要显示增强现实导航、碰撞预警信息、车道引导箭头等AR内容，为了实现与前方道路上的目标融合显示的效果，需要实现紧贴地面的视觉效果，目前的AR HUD的远影AR图层通常都是竖立于前方路面的，采用3D建模的方法，通过对箭头大小、光影效果的特殊处理，来模拟实现近似贴地的视觉效果，但竖立图层上显示出来实际贴地效果并不理想。
[0005]现有汽车抬头显示系统的解决方案中，抬头显示器HUD为了解决不同信息内容在不同区域投射显示的问题，大多是采用多屏多光路的方案，即建立多个图像生成单元，以多个显示屏，在不同成像位置的方式，实现不同显示区域和不同HUD图层的一一对应关系。
[0006]上述的技术方案尽管能够满足AR HUD在不同位置图层，显示不同内容的需要，但存在以下问题：增加了HUD的系统复杂度，增大了AR HUD的产品体积，也提高了AR HUD系统的成本；目前市面上的AR HUD的远景显示图层，通常采用接近垂直于驾驶员水平视线的显示图层来显示增强现实车道线、增强现实导航箭头，为了在竖立于地面的图层中实现紧贴地面的视觉效果，通常会用3D建模的方法，通过对箭头大小、光影效果的特殊处理，来模拟实现近似贴地的视觉效果，但在竖立于地面的AR图层上显示的图像实际贴地效果并不理想。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种产生不同位置图像的图像生成单元及AR HUD，旨在解决现有技术无法实现一个图像生成单元在同一个显示屏上划分出不同的三个显示分区，不能实现不同分区内显示内容异样化的技术问题。
[0008]本专利技术是这样实现的，一种产生不同位置图像的图像生成单元，所述图像生成单元包括用于提供高亮光源的背光源，设置在所述背光源出光口位置用于形成可视显示图像信号的显示器，设置在所述背光源与所述显示器之间且置于所述显示器背面一侧用于偏转第三成像光束在所述背光源传播方向的导光板，设置在所述显示器另一侧且斜置在所述显示器正面一侧用于反射第一成像光束的平面反射镜，及设置在所述显示器正面一侧且置于所述导光板与所述平面反射镜覆盖之外用于反射第二成像光束并透射第三成像光束的合光镜。
[0009]本专利技术的进一步技术方案是：所述导光板为下表面为平面、上表面为锯齿状排列且每个锯齿条由两个坡面组成、全部锯齿条朝向同一侧方向坡面镀有反射膜、朝向另一侧方向坡面透光的锯齿状导光板。
[0010]本专利技术的进一步技术方案是：所述导光板采用透明的亚克力或PC材料或COC材料或玻璃制成。
[0011]本专利技术的进一步技术方案是：所述平面反射镜为一面镀有反射膜的平面反射镜。
[0012]本专利技术的进一步技术方案是：所述合光镜为两个透明三棱柱镜贴合在一起组合成四方体结构、对于下方入射光束具有反射功能、对于侧边入射光束具有透射功能、且能把两个不同方向光束合成到一个方向射出的合光镜。
[0013]本专利技术的进一步技术方案是：所述背光源为HUD背光源。
[0014]本专利技术的进一步技术方案是：所述显示器为TFT显示器或LCos显示器或DLP显示器或MEMSS激光投影显示器。
[0015]本专利技术的另一目的在于提供一种AR HUD，所述AR HUD还包括用于反射成像光束的中继反射单元。
[0016]本专利技术的进一步技术方案是：所述中继反射单元为中继反射镜片或中继反射镜片组。
[0017]本专利技术的进一步技术方案是：所述凹面反射单元为凹面反射镜片或凹面反射镜片组。
[0018]本专利技术的有益效果是：此种图像生成单元利用平面反射镜、合光镜及锯齿状导光板，可以实现对图像光束的分割处理，仅通过一套光路结构实现同时域下不同位置的三光学成像效果，满足现实需求的条件下不增大系统体积，这使得抬头显示系统的物理适应性更强，使之市场应用范围更广阔，加快了汽车抬头显示系统的普及，从而提升驾驶汽车的安全性，带来显著的经济效益和社会效益；还实现一个图像生成单元在同一个显示屏上划分出不同的三个显示分区，实现不同分区内显示内容异质化，并通过平面反射镜、合光镜及锯齿状导光板的反射功能与透射功能，将不同显示分区的内容，重新排列和叠加，定向反射至中继反射镜片，实现单一图像生成单元，经分光获得三个不同位置上的物像源；再反射至凹面反射镜片，经过凹面反射镜片对图像的放大与拉远，投射到挡风玻璃上，最终汇聚于驾驶员人眼，在汽车前方的显示出近影图层、竖立于路面的远景AR图层和平行于路面的AR图层，极大的节约了系统所占用空间，AR HUD整机体积小型化，并且减低了产品的材料成本；另外，还解决了AR HUD的AR 显示内容不能贴地显示的问题：三个不同位置上的物像源，通过AR HUD光路的投射显示，分别在前方路面上形成三个不同的显示图层，其中第一个近景显示图层用于显示车速、限速、辅助驾驶状态信息，第二个显示远景图层接近竖立于路面，用
于显示漂浮于路面上方的图像，而第三个平行于路面的AR图层，用于显示紧贴于路面的车道线、车道引导箭头等路面的增强现实内容，实现了更加贴近路面的增强现实显示效果。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例提供的一种产生不同位置图像的图像生成单元的结构图；图2是本专利技术实施例提供的一种产生不同位置图像的图像生成单元的平面反射镜的结构图；图3是本专利技术实施例提供的一种产生不同位置图像的图像生成单元的合光镜的结构图；图4是本专利技术实施例提供的一种AR HUD的成像原理结构图。
具体实施方式
[0020]附图标记：1
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背光源 2
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导光板 3
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显示器 4
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第一成像光束 5
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第二成像光束 6
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第三成像光束 7
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平面反射镜 8
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种产生不同位置图像的图像生成单元，其特征在于，所述图像生成单元包括用于提供高亮光源的背光源，设置在所述背光源出光口位置用于形成可视显示图像信号的显示器，设置在所述背光源与所述显示器之间且置于所述显示器背面一侧用于偏转第三成像光束在所述背光源传播方向的导光板，设置在所述显示器另一侧且斜置在所述显示器正面一侧用于反射第一成像光束的平面反射镜，及设置在所述显示器正面一侧且置于所述导光板与所述平面反射镜覆盖之外用于反射第二成像光束并透射第三成像光束的合光镜。2.根据权利要求1所述的图像生成单元，其特征在于，所述导光板为下表面为平面、上表面为锯齿状排列且每个锯齿条由两个坡面组成、全部锯齿条朝向同一侧方向坡面镀有反射膜、朝向另一侧方向坡面透光的锯齿状导光板。3.根据权利要求2所述的图像生成单元，其特征在于，所述导光板采用透明的亚克力或PC材料或COC材料或玻璃制成。4.根据权利要求3所述的图像生成单元，其特征在于，所述平面反射镜为一面镀有反射膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：侍强，
申请(专利权)人：深圳前海智云谷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：