一种低杂光的视远显示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种低杂光的视远显示装置，包括用于提供图像源的显示组件和对显示组件所提供的图像源具有放大作用的光学系统，所述光学系统至少包括曲面反射镜和分光镜，其中，所述显示组件的内部或出光面设置有对图像源发光角度进行控制的束光元件；所述显示组件出光侧设置有防眩光层；所述分光镜采用低透过率设计；通过上述多种改进，对HUD光学系统中的杂光进行控制，消除HUD光学系统中可能出现的多种杂光。与现有技术相比，该视远显示装置具有低杂光、低成本、高成像质量的优点。高成像质量的优点。高成像质量的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种低杂光的视远显示装置


[0001]本技术涉及一种视远显示装置，特别涉及一种桌面式视远显示装置。

技术介绍

[0002]当前，许多运用提供了电子显示器以将数字信息呈现给观看者，平视显示器(Head
‑
updisplay，HUD)通过光学折反射原理将内置显示屏上的数字信息投射在人眼的正前方，摆脱观看者必须朝向物理屏幕的限制，目前被广泛运用在飞行器与汽车领域之中。
[0003]平视显示技术的实现需要相对小型的显示图像源和具有投影放大功能的光学系统，因此，本身具备将图像投远的优点，即，使用者在观看抬头显示系统提供的图像时，图像被光学系统投射而像是从较远的地方发出，观看时的使用者眼睛处于相对放松状态，从而不引发因长期看近而导致的近视。
[0004]随着当前科技的发展与运用的多元化，HUD光学系统由于其虚像距离远，开始广泛用于视力防控等领域，例如，本申请人目前正在研发的桌面式视远显示装置就是一种视力防控的典型应用。然而，本专利技术人在研发过程中发现，现有HUD光学系统普遍存在杂散光明显、严重影响观感的问题。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题在于提供一种低杂光的视远显示装置，以提高人眼观感。
[0006]一种低杂光的视远显示装置，包括用于提供图像源的显示组件和对图像源具有放大作用的光学系统，其中，
[0007]所述显示组件的内部或出光面设置有束光元件，所述束光元件对图像源发光的角度进行控制，使其最大不超过
±
50度，最小不小于
±
5度；所述显示组件最外侧表面附着防眩光层；
[0008]所述光学系统至少包括分光镜和曲面反射镜，分光镜对可见光波段的透过率不超过35％；显示源发出的光射向分光镜，随后光线受到分光镜的反射作用传输至曲面反射镜处，在曲面反射镜处光线再次反射回分光镜处并透射，最终到达出瞳位置；
[0009]所述光学系统的出瞳距离为150mm～600mm，虚像距为3m～8m。
[0010]优选地，所述束光元件是设置在所述显示组件的内部或出光侧的超微细百叶窗结构。
[0011]或者，优选地，所述束光元件是设置在显示组件出光方向的微透镜阵列。
[0012]优选地，所述防眩光层的雾度值在3％～30％之间，粗糙度在0.03um～1um之间。
[0013]优选地，所述显示组件的尺寸在4英寸～20英寸之间。
[0014]优选地，所述曲面反射镜的反射率在80％～100％之间。
[0015]优选地，所述光学系统在显示组件和分光镜之间设置有正透镜或具有正光焦度的透镜组。
[0016]优选地，分光镜与显示组件之间呈30度～70度角。
[0017]优选地，所述分光镜的面型是平面或凹向所述曲面反射镜的曲面。
[0018]优选地，所述分光镜面向曲面反射镜和显示源的一侧镀有分光膜，所述分光膜的反射率范围在10％～50％之间；所述分光镜面向出瞳位置一侧附着有增透膜。
[0019]本技术提供的低杂光的视远显示装置，通过在显示组件的内部或出光面设置对图像源发光角度进行控制的束光元件，通过在所述显示组件最外侧表面附着防眩光层，并通过使用对可见光波段低透过率的分光镜，使得整个HUD光学系统的杂光得到控制，消除了HUD光学系统中可能出现的多种杂光。与现有技术相比，该视远显示装置具有低杂光、低成本、高成像质量的优点。
附图说明
[0020]图1a
‑
1d分别为现有技术中存在于HUD光学系统中的四种杂光的光路原理图；
[0021]图2为引入超微细百叶窗结构和防眩光层的HUD光学系统；
[0022]图3为引入微透镜阵列和防眩光层的HUD光学系统。
具体实施方式
[0023]以下将结合附图与具体的实施例对本技术进行详细的解释说明。
[0024]如图1a
‑
1d所示，HUD光学系统至少包括显示组件101、分光镜102和曲面反射镜103，显示组件101发出的光射向分光镜102，随后光线受到分光镜102的反射作用传输至曲面反射镜103处，在曲面反射镜103处光线再次反射回分光镜103处并透射，最终到达出瞳位置，进入人眼成像。
[0025]同类HUD光学系统中的杂光光路主要有四种：一、显示源101发出的光依次经过分光镜102和曲面反射镜103反射后到达分光镜102，并被分光镜102再次反射后传输到显示组件101最外侧表面的光线，被显示组件101最外侧表面再次反射后形成的光路二次传输杂光(参见图1a)；二、显示源101发出的大角度光线，照射到曲面反射镜103后，依次经过曲面反射镜103、分光镜102、曲面反射镜103反射后，透过分光镜102，射入人眼104，形成显示源大发光角度杂光(参见图1b)；三、外界光105，透过分光镜102进入光学结构内部，遇到曲面反射镜103后，光线被曲面反射镜103反射后传输至分光镜102，最终进入人眼104，形成直透式杂光(参见图1c)；四、外界光105在分光镜102的两侧表面分别发生反射后，光线传输回人眼104，形成外部反射式杂光(参见图1d)。这几类杂光在成像系统中的成像与正常成像光路形成的虚像的深度不一致，导致使用者在使用具有该类杂光的光学设备时会出现眼球聚焦困难，从而引发视力健康问题。
[0026]本技术通过提供多种光学手段，对HUD光学系统的多种杂光进行了相应的抑制与消除。下面以使用HUD光学系统的桌面式视远显示装置为例进行说明。
[0027]根据本技术的视远显示装置，包括显示图像源和对显示图像源提供的图像具有放大作用的光学系统，显示图像源的内部或出光面设置有对图像源发光角度进行控制的束光元件，其作用是对显示源发出的大发散角度光束进行调控或抑制，使得显示源射向光学系统的发光角度最大不超过
±
50度，最小不小于
±
5度角，从而在保证光学系统正常成像的同时，消除了光学系统放大过程中可能出现的显示源大发光角度杂光，对应于图1b所示
的第二种杂光。
[0028]视远显示装置的光学系统至少包括分光镜102和曲面反射镜103。其中，分光镜102靠近视窗或作为视远显示装置的视窗，视窗由透光材料覆盖，通常为光学玻璃或者树脂材料，面向使用者，从而使用者通过视窗看到显示图像源发出的图像光；这样的光学系统可以被方便的容纳于一整体的壳中，此时视窗作为壳体外表面的一部分。
[0029]根据视远显示装置的设计目的不同，视远显示装置的光学系统还可以包括正透镜，通过对正透镜、分光镜和曲面反射镜的光学参数进行调整，可以实现投远放大的作用。
[0030]本技术所提供的视远显示装置，略不同于应用于汽车、飞机等交通工具的C
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HUB光学系统。其中所使用的显示图像源的尺寸较小，优选小于20英寸，例如，可以选用4～15.6英寸的显示图像源。光学系统被设定为非平行光射入人眼，此时使用者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低杂光的视远显示装置，包括用于提供图像源的显示组件和对图像源具有放大作用的光学系统，其特征在于：所述显示组件的内部或出光面设置有束光元件，所述束光元件用于对图像源的发光角度进行控制，使其最大不超过
±
50度，最小不小于
±
5度；所述显示组件最外侧表面附着防眩光层；所述光学系统至少包括分光镜和曲面反射镜，所述分光镜对可见光波段的透过率不超过35％；显示源发出的光射向分光镜，随后光线受到分光镜的反射作用传输至曲面反射镜处，在曲面反射镜处光线再次反射回分光镜处并透射，最终到达出瞳位置；所述光学系统的出瞳距离为150mm～600mm，虚像距为3m～8m。2.如权利要求1所述的低杂光的视远显示装置，其特征在于：所述束光元件是设置在所述显示组件的内部或出光侧的超微细百叶窗结构。3.如权利要求1所述的低杂光的视远显示装置，其特征在于：所述束光元件是设置在显示组件出光方向的微透镜阵列。4.如权利要求1
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3任...

【专利技术属性】
技术研发人员：程德文，孙佳平，王其为，
申请(专利权)人：未来光学上饶科研院有限公司，
类型：新型
国别省市：