图像生成单元、抬头显示系统及移动装置制造方法及图纸

本申请涉及图像生成单元、抬头显示系统及移动装置，图像生成单元包括：电路板；LED芯片，直接设置于所述电路板上；全内反射透镜，设置于所述LED芯片上方；柱状透镜，设置于所述全内反射透镜上方；扩散结构件，设置于所述柱状透镜上方。上述图像生成单元一方面兼顾了LED数量及高辉度之平衡，有利于使用较少颗LED达成高辉度之设计，因此相对地降低了发热量，从而降低了对于散热体系之需求；另一方面具有结构简单的特点，易于控制光路，提升了均匀度与LCD利用率，且有利于提供体积缩小化的图像生成单元，还实现了减薄设计之基础。还实现了减薄设计之基础。还实现了减薄设计之基础。

【技术实现步骤摘要】
图像生成单元、抬头显示系统及移动装置


[0001]本申请涉及图像生成
，特别是涉及图像生成单元、抬头显示系统及移动装置。

技术介绍

[0002]图像生成单元(Picture Generation Unit，PGU)产品的组件，多使用反射杯设计、准直透镜，用于提供显示设备均匀之光源与提供成像系统视角。辉度(Brightness)是图像生成单元的一个设计指标，辉度是用于测量眩光的指标，对应区域发射光线的多少。辉度用以说明表面辐射光的强度，其与用户看发光面的感受相关，同样，计量也与眼睛看表面的视角相关。
[0003]传统图像生成单元通常采用反射杯设计，要达到高辉度之功效，需使用多颗发光二极管(Light Emitting Diode，LED)方能达成，例如12至14颗LED甚至更多。但是多颗LED设计，会产生多余的热累积于PGU中，散热就为必须考虑之问题；且低均匀度之PGU，光大多集中于LCD中心区域，会导致LCD利用率下降。
[0004]如果用单反射杯，如图1所示，每个反射镜200投射出相对应之LED芯片100，但除了上述散热问题之外，还存在以下问题：投影之LED辉度值较低，非投影之LED辉度值较高。还需采用柱状透镜以作为放大影像之功能，因LED水平排列，水平影像能填满LCD，而垂直方向不足需放大；另需采用热塑料聚合物技术与镜面片(DEBF)使光均匀与增加辉度，且利用S极化(S偏振)及P极化(P偏振)之转换以使更多光能通过扩散片。单反射杯还存在以下问题：每个LED角度的光线都无法有效打反射杯，从而导致视场角(Field of View，FOV)难以控制。还存在亮度低的问题，需要使用DEBF才能达到8000nit的辉度。
[0005]如果用多个反射杯，如图2所示，采用多个LED芯片100，每个LED芯片100设在一个反射杯即反射镜200中，然后采用扩散片提升显示辉度的均匀性；这样会导致以下问题：需要密集使用多个LED，散热问题较为严重，也提高了反射镜的成本。
[0006]传统图像生成单元另一种方式是使用复眼透镜，亦称蝇眼透镜，使单光点扩成多光点，达成均匀化之功效，但复眼透镜与准直透镜(Collimated lens)摆放需有特定间距，才能达到最佳功效。如果用复眼透镜，如图3所示，需要准直透镜使光准直；需要采用蝇眼透镜300显示多个光源点，以实现均匀化之功能；还需要采用柱状透镜500实现放大影像之功能，因LED水平排列，水平影像能填满LCD，而垂直方向不足，因此需放大；另需采用扩散片提升显示辉度的均匀性；这样会导致以下问题：结构较为精密复杂，且辉度及均匀度(Uniformity)均较差，容易出现光斑。

技术实现思路

[0007]基于此，有必要提供一种图像生成单元、抬头显示系统及移动装置。
[0008]一种图像生成单元，其包括：
[0009]电路板；
[0010]LED芯片，直接设置于所述电路板上；
[0011]全内反射透镜，设置于所述LED芯片上方；
[0012]柱状透镜，设置于所述全内反射透镜上方；
[0013]扩散结构件，设置于所述柱状透镜上方。
[0014]上述图像生成单元一方面兼顾了LED数量及高辉度之平衡，有利于使用较少颗LED达成高辉度之设计，因此相对地降低了发热量，从而降低了对于散热体系之需求；另一方面具有结构简单的特点，易于控制光路，提升了均匀度与LCD利用率，且有利于提供体积缩小化的图像生成单元，还实现了减薄设计之基础。
[0015]在其中一个实施例中，所述全内反射透镜具有横条棱镜型微结构，所述横条棱镜型微结构将所述LED芯片的单光点转换形成多条状的光条。
[0016]在其中一个实施例中，所述横条棱镜型微结构将所述LED芯片的单光点转换形成相互平行的线光源。
[0017]在其中一个实施例中，所述柱状透镜的轴线放大比为1.5至4倍。
[0018]在其中一个实施例中，所述扩散结构件呈椭圆形及/或片状。
[0019]在其中一个实施例中，所述LED芯片的数量为至少二个，且各所述LED芯片排列为直线形。
[0020]在其中一个实施例中，所述图像生成单元还包括LCD面板及壳体结构；
[0021]所述LCD面板安装于所述壳体结构上且呈现于所述壳体结构外；
[0022]所述电路板及所述柱状透镜均安装于所述壳体结构上，且所述柱状透镜位于所述电路板及所述LCD面板之间；
[0023]所述LED芯片及所述全内反射透镜均安装于所述电路板上，且所述全内反射透镜位于所述LED芯片及所述柱状透镜之间；
[0024]所述扩散结构件安装于所述壳体结构或所述LCD面板上，且所述扩散结构件位于所述柱状透镜及所述LCD面板之间。
[0025]在其中一个实施例中，所述壳体结构包括外壳、支架件及前盖，且于所述外壳中开设有内腔；
[0026]所述电路板、所述柱状透镜、所述支架件及所述前盖均安装于所述外壳上，且所述LED芯片、所述全内反射透镜、所述柱状透镜、所述支架件及所述LCD面板均位于所述内腔中；
[0027]所述扩散结构件安装于所述LCD面板上，所述LCD面板安装于所述支架件及所述前盖之间，且所述LCD面板透过所述前盖的开口呈现于所述前盖外。
[0028]在其中一个实施例中，一种抬头显示系统，其包括光学显示单元及任一项所述图像生成单元，所述光学显示单元将所述图像生成单元所发出的光线，经过至少一次反射以形成抬头可见的光路。
[0029]在其中一个实施例中，一种移动装置，其包括所述抬头显示系统。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申
请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为传统图像生成单元采用单反射杯设计的结构示意图。
[0032]图2为传统图像生成单元采用多反射杯设计的结构示意图。
[0033]图3为传统图像生成单元采用复眼透镜设计的结构示意图。
[0034]图4为本申请所述图像生成单元一实施例的结构示意图。
[0035]图5为本申请所述图像生成单元另一实施例的部分结构放大示意图。
[0036]图6为本申请所述图像生成单元另一实施例的结构分解示意图。
[0037]图7为图6所示实施例的装配步骤之一的示意图。
[0038]图8为图6所示实施例的装配步骤之二的示意图。
[0039]图9为图6所示实施例的装配步骤之三的示意图。
[0040]图10为图6所示实施例的装配步骤之四的示意图。
[0041]图11为图6所示实施例的装配步骤之五的示意图。
[0042]图12为仅采用LED芯片的辉度测量示意图。
[0043]图13为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像生成单元，其特征在于，包括：电路板；LED芯片，直接设置于所述电路板上；全内反射透镜，设置于所述LED芯片上方；柱状透镜，设置于所述全内反射透镜上方；扩散结构件，设置于所述柱状透镜上方。2.根据权利要求1所述图像生成单元，其特征在于，所述全内反射透镜具有横条棱镜型微结构，所述横条棱镜型微结构将所述LED芯片的单光点转换形成多条状的光条。3.根据权利要求2所述图像生成单元，其特征在于，所述横条棱镜型微结构将所述LED芯片的单光点转换形成相互平行的线光源。4.根据权利要求1所述图像生成单元，其特征在于，所述柱状透镜的轴线放大比为1.5至4倍。5.根据权利要求1所述图像生成单元，其特征在于，所述扩散结构件呈椭圆形及/或片状。6.根据权利要求1所述图像生成单元，其特征在于，所述LED芯片的数量为至少二个，且各所述LED芯片排列为直线形。7.根据权利要求1至6中任一项所述图像生成单元，其特征在于，还包括LCD面板及壳体结构；所述LCD面板安装于所述壳体结构上且呈现于所述壳体结构外；所述电路板及所述柱状透镜均安装于所述壳体...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜哲文，刘怡珍，陈伯纶，陈芸霈，
申请(专利权)人：业成光电深圳有限公司业成光电无锡有限公司英特盛科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：