一种车载显示装置制造方法及图纸

本申请涉及信息显示领域，公开了一种车载显示装置，车载显示装置包括用于产生成像光线的图像发生模块和用于沿传输光路传导成像光线以在目标位置处形成目标虚像的图像传输模块

【技术实现步骤摘要】
一种车载显示装置


[0001]本申请涉及信息显示的领域，尤其涉及一种车载显示装置
。

技术介绍

[0002]随着电子技术的日益发展，信息显示的应用范围越来越普遍
。
例如，车载抬头显示
(Head up display,HUD)
是应用于汽车实现虚拟信息与真实物理环境融合的终端产品，主要是由图像发生器
(Picture generate unit,PGU)
产生图像，由后端光学系统将图像传输到汽车的车前挡风玻璃上，以在驾驶员正前方形成虚像
。
相比于仪表盘
、
中控屏等需要驾驶员低头观察的显示方式，
HUD
能够让驾驶员在不需要低头的情况下就能获取到一些重要的驾驶信息如：车速
、
转速
、
导航指示
、
车道保持与车道偏离警告
、
油量与燃油经济性等信息，提高驾驶的安全性
。
[0003]现有技术中的后端光学系统为自由曲面方案，采用自由曲面
+
扩散片
+PGU
的方法，由
PGU
产生实焦图像后将图像投到扩散片上，扩散片接收
PGU
发出的图像并改变光的散射角度和偏折角度，光通过扩散片后再经过多片自由曲面，最后自由曲面将虚焦图像反射至车前挡玻璃上，如此，在驾驶时，人眼观看该图像就是在视线正前方，与地面
、
实物融合
。
[0004]但是，目前中小型轿车能够安装
HUD
的空间是
5L
左右，中大型轿车或
SUV
能够安装
HUD
的空间是
13L
‑
15L
，上述技术方案随着
HUD
的视场角
(FOV)
的增加，体积会急剧加大，如下表所示
。
若上述技术方案应用在中小型轿车中，视场角
(FOV)
极为有限
。
视场角
(FOV)
表示投影图像在视野中所占的角度范围，其决定了驾驶员可以看到
HUD
投影的信息的角度范围，视场角
(FOV)
过小无法给驾驶员提供过多的信息
。
因此上述技术方案因体积问题无法满足中小型轿车对
HUD
的需求，在中大型轿车上
HUD
的视场角也只能局限在
13X5
°
。

技术实现思路

[0005]为了改善车载抬头显示因体积问题难于在狭小空间安装的问题，一方面，本申请提供的一种车载显示装置，采用如下的技术方案：一种车载显示装置，包括图像发生模块和图像传输模块；所述图像发生模块用于产生成像光线；所述图像传输模块用于沿传输光路传导所述成像光线以在目标位置处形成目标虚像；其中，所述图像传输模块包括光线传递部件以及与所述光线传递部件光路耦接的
光线转折部件，所述光线传递部件用于形成所述传输光路，所述光线转折部件用于通过棱镜对所述成像光线进行方向转折，以在至少一个维度上压缩所述传输光路占用的空间
。
[0006]通过采用上述技术方案，当车载显示装置应用在车载抬头显示中时可以作为车载抬头显示的后端光线系统
。
将车载显示装置设置在汽车的挡风玻璃下方，图像发生模块产生的成像光线进入图像传输模块，图像传输模块能够将成像光线传导至目标位置
(
即汽车的挡风玻璃上
)
，以使得成像光线在驾驶员正前方成像
。
[0007]进一步地，在光线传递的过程中通过棱镜对成像光线进行方向转折，能够减小成像光线在光路转折时所需要占用的空间，以实现在至少一个维度上压缩传输光路占用的空间，大大降低了显示设备所需的安装空间，改善了显示设备因体积问题难于在狭小目标空间中安装的问题
。
[0008]示例性地，所述图像发生模块所产生的所述成像光线是远焦虚像成像光线
。
[0009]通过采用上述技术方案，图像发生模块如果发出的是实焦像面，使用者需要将焦点调整到与他们的眼睛距离相等的位置，才能看到清晰的图像
。
因此，如果图像发生模块发出实焦像面，车载显示装置需要提供可以调整焦距的功能，以确保使用者能够看到清晰的图像
。
但是当图像发生模块发出的是虚焦像面时，使用者只需将头部抬高到虚像所在的位置即可看到清晰的图像
。
这种情况下，车载显示装置不需要提供焦距调整的功能，简化了车载显示装置的设计
。
[0010]可选地，所述光线传递部件包括光波导体，所述光线转折部件包括棱镜体，所述光波导体具有第一光线耦入面和第一光线耦出面，所述棱镜体具有与所述图像发生模块光学耦接的第二光线耦入面和与所述第一光线耦入面光学耦接的第二光线耦出面，所述棱镜体用于将接收到的所述成像光线进行方向转折并将转折后的成像光线输入至所述光波导体，所述光波导体用于将接收到的所述成像光线进行扩瞳并从所述第一光线耦出面输出
。
[0011]通过采用上述技术方案，图像发生模块产生的成像光线通过第二光线耦入面进入棱镜体，棱镜体将接收到的远焦虚像成像光线进行方向转折并将转折后的远焦虚像成像光线输入至光波导体中，采用棱镜体能够压缩远焦虚像成像光线在光路转折时所需要占用的空间，远焦虚像成像光线进入光波导体中能够在光波导体中传输，并在传输过程中从第一光线耦出面耦出光波导体
。
[0012]示例性地，所述光波导体是一维扩瞳的光波导体，或者，所述光波导体是二维扩瞳的光波导体
。
[0013]通过采用上述技术方案，采用一维扩瞳的光波导体可以将远焦虚像成像光线从一个维度扩展到另一个维度，而二维扩瞳的光波导体可以将远焦虚像成像光线在两个正交维度上同时扩展，不论采用一维扩瞳的光波导体还是采用二维扩瞳的光波导体都可以使得远焦虚像成像光线在目标位置处形成目标虚像
。
[0014]示例性地，所述棱镜体是直角棱镜体或任意角度棱镜体或为1块～4块反射镜面构成
。
[0015]通过采用上述技术方案，光线在斜面或垂直面处发生全反射，从而改变传播方向
。
棱镜体的材料为玻璃或树脂，棱镜体的入射面与出射面可以不增透膜或也可以镀增透膜
。
棱镜多个反射面可利用全反射角不镀膜或镀铝
、
银等金属反射膜或镀常规物理介质膜
。
示例性地，所述棱镜体用于将接收到的所述成像光线进行
180
度的方向转折
。
[0016]通过采用上述技术方案，将车载显示装置应用于车载抬头显示中，利用棱镜体的转折功能，将成像光线通过棱镜体进行
180
度的方向转折可以节省车载抬头显示的空间
。
这是因为在传统的车载抬头本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种车载显示装置，其特征在于，包括图像发生模块
(1)
和图像传输模块
(2)
；所述图像发生模块
(1)
用于产生成像光线；所述图像传输模块
(2)
用于沿传输光路传导所述成像光线以在目标位置处形成目标虚像；其中，所述图像传输模块
(2)
包括光线传递部件
(21)
以及与所述光线传递部件
(21)
光路耦接的光线转折部件
(22)
，所述光线传递部件
(21)
用于形成所述传输光路，所述光线转折部件
(22)
用于通过棱镜对所述成像光线进行方向转折，以在至少一个维度上压缩所述传输光路占用的空间
。2.
根据权利要求1所述的车载显示装置，其特征在于，所述图像发生模块
(1)
所产生的所述成像光线是远焦虚像成像光线
。3.
根据权利要求2所述的车载显示装置，其特征在于，所述光线传递部件
(21)
包括光波导体
(212)
，所述光线转折部件
(22)
包括棱镜体
(221)
，所述光波导体
(212)
具有第一光线耦入面
(2121)
和第一光线耦出面
(2122)
，所述棱镜体
(221)
具有与所述图像发生模块
(1)
光学耦接的第二光线耦入面
(2211)
和与所述第一光线耦入面
(2121)
光学耦接的第二光线耦出面
(2212)
，所述棱镜体
(221)
用于将接收到的所述成像光线进行方向转折并将转折后的成像光线输入至所述光波导体
(212)
，所述光波导体
(212)
用于将接收到的所述成像光线进行扩瞳并从所述第一光线耦出面
(2122)
输出
。4.
根据权利要求3所述的车载显示装置，其特征在于，所述光波导体
(212)
是一维扩瞳的光波导体
(212)
，或者，所述光波导体
(212)
是二维扩瞳的光波导体
(212)。5.
根据权利要求3所述的车载显示装置，其特征在于，所述棱镜体
(221)
用于将接收到的所述成像光线进行
180
度的方向转折
。6.
根据权利要求5所述的车载显示装置，其特征在于，所述棱镜体
(221)
是直角棱镜体或任意角度棱镜体或为1块
~4
块反射镜面构成
。7.
根据权利要求3所述的车载显示装置，其特征在于，所述车载显示装置还包括透镜组件
(6)
，所述透镜组件
(6)
位于所述光波导体
(212)
的一侧，用于接收所述第一光线耦出面
(2122)
输出的所述成像光线并使所述成像光线多焦面成像
。8.
根据权利要求2所述的车载显示装置，其特征在于，所述光线传递部件
(21)
包括第一光波导
(213...

【专利技术属性】
技术研发人员：林波，
申请(专利权)人：上海高施光电有限公司，
类型：发明
国别省市：