一种用于商用车的抬头显示光学系统技术方案

本发明专利技术提出一种用于商用车的抬头显示光学系统，涉及机械工业技术领域。该抬头显示光学系统，安装于挡风玻璃下方，包括LCD屏、大反射镜和小反射镜，LCD屏发出的光束行进至小反射镜，经小反射镜反射出的光束沿着第一光路入射至大反射镜，经大反射镜反射出的光束沿着第二光路反射至挡风玻璃上，且大反射镜设置于小反射镜左下方，挡风玻璃位于大反射镜右上方。本申请中LCD屏发出的光束依次经过小反射镜和大反射镜行进至挡风玻璃上，其中大反射镜发射出的光束沿左下到右上经挡风玻璃反射最后到达人眼，本发明专利技术能够解决大反射镜过于水平放置引发的大反射镜倒影杂散光问题以及解决大小反射镜之间偏移导致的大角度像差问题。反射镜之间偏移导致的大角度像差问题。反射镜之间偏移导致的大角度像差问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于商用车的抬头显示光学系统


[0001]本公开涉及机械工业
，特别涉及一种用于商用车的抬头显示光学系统。

技术介绍

[0002]抬头显示器(HUD，Head Up Display)最早是应用于航空领域上的飞行辅助仪器，主要作用是让飞行员不需要低头看各种仪表就能顺利操作飞行器。随着HUD的技术成熟和成本降低，该技术已扩展到汽车领域，已成为高端车型的标配。抬头显示是指以驾驶员为中心、盲操作、多功能仪表盘。它的作用，就是把时速、导航等重要的行车信息，投影到驾驶员前面的挡风玻璃上，让驾驶员尽量做到不低头、不转头，视线无需离开驾驶前方就能看到时速、导航等重要的驾驶信息，提高了行车安全。
[0003]由于商务车下视角比较大以及周边件的影响，因此会导致商务车的HUD大小镜片的位置与常规HUD的位置存在差异。常规HUD的光路设计，如公开号为CN109522597A的中国专利公开了一种基于风挡面型重构的车载AR
‑
HUD设计方法，如附图1所示，由LCD屏4发出的光线通过折转反射镜3入射到反射镜2，再投影到汽车风挡1上，人眼通过汽车风挡1可看到成像在汽车前方的虚像，这种设计的HUD适合于风挡玻璃倾角较小的汽车，汽车挡风玻璃倾角较小，司机座位也比较低，下视角较小，对于挡风玻璃倾角较大的商用车不适合。
[0004]为此，针对上述存在的问题，本申请提出了一种用于商用车的抬头显示光学系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的问题是提供一种用于商用车的抬头显示光学系统，旨在解决现有技术中常规设计的HUD不适于商用车的问题。
[0006]为解决上述问题，本专利技术提供一种用于商用车的抬头显示光学系统，安装于挡风玻璃下方，包括LCD屏、大反射镜和小反射镜，所述LCD屏发出的光束行进至所述小反射镜，经所述小反射镜反射出的光束沿着第一光路入射至所述大反射镜，经所述大反射镜反射出的光束沿着第二光路反射至所述挡风玻璃上，且所述大反射镜设置于所述小反射镜左下方，所述挡风玻璃位于所述大反射镜右上方，所述小反射镜位于所述LCD屏上方，所述LCD屏位于所述大反射镜右侧，所述第二光路与所述大反射镜垂直设置。
[0007]在本公开实施例的另一种实现方式中，所述大反射镜和小反射镜均为自由曲面，所述大反射镜的曲率半径r1＜500mm，所述小反射镜的曲率半径r2＜2500mm，所述LCD屏和小反射镜之间的距离l＞55mm。
[0008]在本公开实施例的另一种实现方式中，所述大反射镜为自由曲面，所述小反射镜为双锥面，所述大反射镜的曲率半径r1＜500mm，所述小反射镜的曲率半径r2＜1000mm，所述LCD屏和小反射镜之间的距离l＞55mm。
[0009]在本公开实施例的另一种实现方式中，所述大反射镜为双锥面，所述小反射镜为自由曲面，所述大反射镜的曲率半径r1＜1000mm，所述小反射镜的曲率半径r2＜500，所述LCD屏和小反射镜之间的距离l＞55mm。
[0010]在本公开实施例的另一种实现方式中，所述挡风玻璃的通光部分边缘在水平方向上的曲率半径大于3000mm，其在垂直方向上的曲率半径大于6000mm。
[0011]在本公开实施例的另一种实现方式中，还包括设置于所述大反射镜上方的防倒灌结构，所述防倒灌结构包括防尘板，所述防尘板采用的是透明PC，其透过率大于90%；或者，所述防尘板采用的是内表面包含偏振分光薄膜的透明PC ，其与LCD出光偏振方向一致且对应光轴透过率>90%；或者，所述防尘板的内表面存在两层结构，第一层为偏振分光膜，第二层为类1/4玻片薄膜。
[0012]第二方面，本专利技术一种抬头显示光学系统的控制方法，适用于如上述的抬头显示器，该抬头显示器适用于一商用车，该商用车具有一挡风玻璃，该方法包括：
[0013]控制LCD屏生成携带图像信息的光束，并将光束向上投射至小反射镜上；
[0014]所述小反射镜反射出的光束向下入射至大反射镜上；
[0015]所述大反射镜反射出的光束垂直折返至所述挡风玻璃上。
[0016]在本公开实施例的另一种实现方式中，还包括：
[0017]获取所述LCD屏的位置信息；
[0018]判断所述LCD屏与小反射镜之间的距离是否符合预设的距离要求，若不符合，则控制所述LCD屏移动，以使所述LCD屏和小反射镜之间的距离满足预设的距离要求。
[0019]与现有技术相比，本公开的有益效果是：本申请通过设置LCD屏、大反射镜和小反射镜相互配合，LCD屏发出的光束依次经过小反射镜和大反射镜行进至挡风玻璃上，其中大反射镜发射出的光束沿左下到右上经挡风玻璃反射最后到达人眼，本申请所提供的抬头显示光学系统可利用较少数量的反射镜，达到相同的光学效果，并使得挡风玻璃能够呈较大倾角，使得该抬头显示光学系统能够适用于商用车；
[0020]与乘用车即风挡玻璃与水平夹角夹角较小时（57
°
）相比，本专利技术能够解决大反射镜过于水平放置引发的大反射镜倒影杂散光问题，具体为，按常规光路布置HUD，则大反射镜过于水平，大反射镜水平放置会导致大反射镜倒影杂散光的问题，按本专利技术的方式布置HUD，则不会出现大反射镜过于水平的问题，同时可避免大镜片倒影杂散光的问题；
[0021]另外，本专利技术同时能够解决大小反射镜之间偏移导致的大角度像差问题，具体为，如附图2所示，按常规光路布置HUD，大小反射镜之间偏移而导致的光线之间的夹角过大，像差矫正困难增大，本专利技术的布置方式能够改善像差矫正困难的问题。
附图说明
[0022]图1是现有技术提供基于风挡面型重构所设计的车载AR
‑
HUD光学系统图；
[0023]图2是现有技术提供常规光路布置HUD的局部示意图；
[0024]图3是本公开实施例提供的一种用于商用车的抬头显示光学系统的结构示意图；
[0025]图4是本公开另一实施例提供的一种用于商用车的抬头显示光学系统的结构示意图；
[0026]图5是本公开实施例在大、小反射镜均为自由曲面情况下的解像力图；
[0027]图6是本公开实施例在大反射镜为自由曲面，小反射镜为双锥面的情况下的解像力图；
[0028]图7是本公开实施例在大反射镜为双锥面，小反射镜为自由曲面的情况下的解像
力图。
[0029]附图标记：
[0030]10、LCD屏；20、大反射镜；30、小反射镜；40、挡风玻璃；50、第一光路；60、第二光路；70、防尘板。
具体实施方式
[0031]现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。
[0032]在本专利技术中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于商用车的抬头显示光学系统，安装于挡风玻璃下方，包括LCD屏、大反射镜和小反射镜，其特征在于，所述LCD屏发出的光束行进至所述小反射镜，经所述小反射镜反射出的光束沿着第一光路入射至所述大反射镜，经所述大反射镜反射出的光束沿着第二光路反射至所述挡风玻璃上，且所述大反射镜设置于所述小反射镜左下方，所述挡风玻璃位于所述大反射镜右上方，所述小反射镜位于所述LCD屏上方，所述LCD屏位于所述大反射镜右侧，所述第二光路垂直于所述大反射镜设置。2.根据权利要求1所述的一种用于商用车的抬头显示光学系统，其特征在于，所述大反射镜和小反射镜均为自由曲面，所述大反射镜的曲率半径r1＜500mm，所述小反射镜的曲率半径r2＜2500mm，所述LCD屏和小反射镜之间的距离l＞55mm。3.根据权利要求1所述的一种用于商用车的抬头显示光学系统，其特征在于，所述大反射镜为自由曲面，所述小反射镜为双锥面，所述大反射镜的曲率半径r1＜500mm，所述小反射镜的曲率半径r2＜1000mm，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：程亚东，张田，陈晓华，
申请(专利权)人：深圳京龙睿信科技有限公司，
类型：新型
国别省市：