显示系统技术方案

本申请提供了一种显示系统，包括：沿成像光线的传播方向布设的像源

【技术实现步骤摘要】
显示系统


[0001]本申请涉及光电领域，更具体地，涉及一种显示系统
。

技术介绍

[0002]车载信息往往显示在仪表盘上，驾驶者需要低头才能看到信息，在行驶过程中会对驾驶者带来一定的安全隐患
。
平视显示系统（
Head Up Display
，简称
HUD
）通过光学部件将特定信息（时速
、
导航）投影到驾驶员平视方向上的投影面上，例如挡风玻璃，驾驶员不同低头就可以查看前方视线物以及各种特定投影信息
。
[0003]传统
HUD
光学系统包括自由曲面反射镜和图像生成单元（
Picture Generation Unit
，简称
PGU
），图像生成单元将图像源的图像成像到自由曲面反射镜前，再由自由曲面反射镜成虚像于汽车挡风玻璃前方
。
但是传统
HUD
光学系统是将图像源的图像经过放大在自由曲面反射镜前形成中间像，然后中间像经过自由曲面反射镜形成放大的虚像
。
由于传统
HUD
光学系统中存在中间像，自由曲面反射镜和图像生成单元的像差会积累，无法同时兼顾
HUD
光学系统的大视场和高分辨率
。

技术实现思路

[0004]本申请的一些实施方式提供了可至少部分解决现有技术中存在的上述问题的显示系统
。
[0005]根据本申请的一个方面，提供一种显示系统，包括：沿成像光线的传播方向布设的像源
、
透镜组
、
第二反射镜及第三反射镜；所述像源用于发射成像光线，所述成像光线包含待显示信息；所述透镜组用于接收所述像源的所述成像光线，并对所述成像光线进行修正，修正后的成像光线入射至所述第二反射镜，所述第二反射镜将所述成像光线进行反射至所述第三反射镜，经所述第三反射镜反射的成像光线用于出射至外部成像装置并形成视觉虚像；其中， 所述第三反射镜为自由曲面反射镜，所述第三反射镜沿第一方向的焦距
f1
满足：
333.5206 mm≤f1≤500.2809 mm
，所述第三反射镜沿第二方向的焦距
f2
满足：
278.218 mm≤f2≤417.327 mm
，所述第一方向与第二方向垂直
。
[0006]本申请实施例通过在显示系统中设置透镜组
、
第二反射镜和第三反射镜，像源发出的成像光线能够通过透镜组
、
第二反射镜和第三反射镜直接在外部成像装置的前方形成放大的视觉虚像，在上述成像过程中，透镜组和第三反射镜都能够消除显示系统的像差，在满足显示系统的大视场角需求的同时，还能够实现高分辨率的显示效果
。
另外，第二反射镜的设置，能够对成像光线的光路进行转折，从而使显示系统的光路更加紧凑，利于减小显示系统的体积
。
[0007]在本申请一个实施方式中，所述透镜组的焦距
f3
满足：
51.2163mm≤f3≤76.8245 mm。
通过对透镜组的焦距进行合理设置，能够兼顾显示系统的大视场角与高分辨率的成像效果
。
[0008]在本申请一个实施方式中，沿成像光线传播方向，所述透镜组包括：中继透镜模组
和第七透镜；所述中继透镜模组的焦距
f4
与所述第七透镜的焦距
f5
满足如下关系：
0.0792≤f4/f5≤0.1188。
在本申请一个实施方式中，所述中继透镜模组的焦距
f4
满足：
24.5676 mm≤f4≤36.8514 mm。
上述中继透镜模组，能够有效解决初级像差与高阶像差问题，提升系统的成像质量，从而在满足显示系统的大视场角需求的同时，还能够实现高分辨率的显示效果
。
[0009]在本申请一个实施方式中，所述第七透镜的焦距
f5
满足：
248.1581 mm≤f5≤372.2371 mm。
上述第七透镜能够具有较大的口径，能够有效修正大视场角衍生出的畸变问题
。
[0010]在本申请一个实施方式中，所述中继透镜模组包括：沿所述成像光线的传播方向布设的第一中继透镜子模组及第二中继透镜子模组；所述第一中继透镜子模组包括：沿所述成像光线的传播方向布设的第一透镜
、
第二透镜及第三透镜；所述第二中继透镜子模组包括：沿所述成像光线的传播方向布设的第四透镜
、
第五透镜及第六透镜；所述第一透镜与所述第六透镜之间的距离
L16
满足
: 82.3293mm≤L16≤123.4939mm。
通过上述设置，有效解决了初级像差与高阶像差问题并提升系统的成像质量
。
[0011]在本申请一个实施方式中，所述第五透镜与第六透镜的边缘距离
L11≤0.1mm。
通过对上述透镜的距离进行合理设置，第二中继透镜子模组能够有效解决色差与球差，从而进一步提高成像质量
。
[0012]在本申请一个实施方式中，所述第五透镜与第六透镜的中心距离
L12
＜
10mm。
通过对上述透镜的距离进行合理设置，第二中继透镜子模组能够有效解决色差与球差，从而进一步提高成像质量
。
[0013]在本申请一个实施方式中，第四透镜和第五透镜的中心距离
L2≤0.5mm。
通过对上述透镜的距离进行合理设置，第二中继透镜子模组能够有效解决色差与球差，从而进一步提高成像质量
。
[0014]在本申请一个实施方式中，所述透镜组还包括：第一反射镜，所述第一反射镜位于所述中继透镜模组和所述第七透镜之间的光路上
。
通过设置第一反射镜，第一反射镜及第二反射镜的组合使用，能够对成像光线的光路进行多次转折，使得显示系统的光路更加紧凑，有利于显示系统的小型化
。
[0015]在本申请一个实施方式中，所述中继透镜模组的光轴与所述第一反射镜反射面的第一夹角
θ1＜
45
°
。
[0016]在本申请一个实施方式中，所述第二反射镜的法线与所述第七透镜的光轴之间的第二夹角
θ2＜
45
度
。
[0017]在本申请一个实施方式中，所述透镜组中包含至少一个球面透镜
。
通过上述设置，能够降低显示系统的体积和制造成本，提高成像质量
。
[0018]在本申请一个实施方式中，所述透镜组中包含至少一个菲尼尔透镜
。
通过上述设置，能够进一步的降低显示系统的体积和制造成本
。
[0019]在本申请一个实施方式中，所述第二反射镜为自由曲面反射镜或者平面反射镜
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种显示系统，其特征在于，包括：沿成像光线的传播方向布设的像源
、
透镜组
、
第二反射镜及第三反射镜；所述像源用于发射成像光线，所述成像光线包含待显示信息；所述透镜组用于接收所述像源发射的所述成像光线，所述成像光线经所述透镜组折射后入射至所述第二反射镜，所述第二反射镜将所述成像光线进行反射至所述第三反射镜，经所述第三反射镜反射的成像光线用于出射至外部成像装置并形成视觉虚像；其中， 所述第三反射镜为自由曲面反射镜，所述第三反射镜沿第一方向的焦距
f1
满足：
333.5206 mm≤f1≤500.2809 mm
，所述第三反射镜沿第二方向的焦距
f2
满足：
278.218 mm≤f2≤417.327 mm
，所述第一方向与第二方向垂直且所述第一方向垂直于所述第三反射镜的光轴
。2. 根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述透镜组的焦距
f3
满足：
51.2163mm≤f3≤76.8245 mm。3.
根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，沿成像光线传播方向，所述透镜组包括：中继透镜模组和第七透镜；所述中继透镜模组的焦距
f4
与所述第七透镜的焦距
f5
满足如下关系：
0.0792≤f4/f5≤0.1188。4. 根据权利要求3所述的显示系统，其特征在于，所述中继透镜模组的焦距
f4
满足：
24.5676 mm≤f4≤36.8514 mm
；所述第七透镜的焦距
f5
满足：
248.1581 mm≤f5≤37...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志煌，陈亿扬，李文宗，
申请(专利权)人：深圳昇旸光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：