CN105785568A - 一种车载抬头显示系统及汽车 - Google Patents

Abstract

为解决现有车载抬头显示系统投射的影像尺寸较小，其投影图像所能显示的信息有限的问题，本发明提供了一种车载抬头显示系统，包括显示屏组件和三反式光学组件，其中，所述三反式光学组件包括在光路上依次设置的变倍镜组件、像质补偿镜组件和前挡补偿镜组件；所述变倍镜组件包括变倍镜片、以及变倍镜片调焦组件；所述像质补偿镜组件包括像补镜片、以及像补镜片调焦组件。本发明提供的车载抬头显示系统，可实现连续变焦，对投影图像进行几倍甚至十几倍的放大，并能保证像面的位置不变；且其像面质量稳定，不因其被放大而模糊或者变形；在十分有限的空间里面为驾驶员提供丰富的信息；为丰富车载抬头显示系统的使用功能提供技术上的保证。

Description

一种车载抬头显示系统及汽车

技术领域

本发明涉及车载抬头显示系统领域。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对于汽车的要求更高，现有部分汽车上已安装了车载抬头显示系统(英文简称：HUD，英文全称：HeadsUpDisplay)，也叫平视显示仪，安装于汽车的仪表台上，车载抬头显示系统利用光学反射的原理，将信息以文字和图形的方式投射到前挡风玻璃上，投影图像的高度大致与驾驶员的眼睛在同一水平线上。驾驶员可以在前方观看到该车载抬头显示系统投射的图像经前挡风玻璃反射后所成的虚像。如此，驾驶员在驾驶过程中，能够轻易的将外界的景象与抬头显示仪显示的信息融合在一起，观看起来非常舒适，驾驶员不必低头，就可以看到导航、车速等其他信息，从而避免分散对前方道路的注意力，行车安全性有很大的提高。

同时，现有车载抬头显示系统为了保证影像不遮挡驾驶员的视线，驾驶员看到的影像尺寸一般在13英寸以下。由于影像尺寸较小，其投影图像所能显示的信息也有限，不可能兼顾显示信息的多样化和细节化，所以能在HUD上同时显示的信息有限(比如对于地图这类较复杂的信息，目前的HUD并不能清晰而完整地将信息传达给驾驶员)。

发明内容

为解决现有车载抬头显示由于系统投射的影像尺寸较小，使得其投影图像所能显示的信息有限的问题，本发明提供了一种可连续变焦的车载抬头显示系统及汽车。

本发明一方面提供了一种车载抬头显示系统，包括显示屏组件和三反式光学组件，所述三反式光学组件位于所述显示屏组件的出射光路上，将显示屏组件投射的图像反射至汽车前挡风玻璃上；所述汽车前挡风玻璃将图像反射至人眼；

其中，所述三反式光学组件包括在光路上依次设置的变倍镜组件、像质补偿镜组件和前挡补偿镜组件；

所述变倍镜组件包括用于对显示屏组件投射的图像进行放大或缩小和折转光路的变倍镜片、以及对所述变倍镜片的焦距进行调节的变倍镜片调焦组件；

所述像质补偿镜组件包括用于对所述变倍镜片变焦过程中引起的像质失真进行补偿和折转光路的像补镜片、以及对所述像补镜片的焦距进行调节的像补镜片调焦组件；

所述前挡补偿镜组件包括用于对汽车上前挡风玻璃引起的图像畸变进行补偿的前挡补偿镜片。

优选地，所述变倍镜片调焦组件包括变倍旋转电机和变倍凸轮机构；

所述变倍凸轮机构包括中空圆筒状的变倍凸轮和位于所述变倍凸轮内的变倍镜片固定轴；

所述变倍镜片固定轴固定安装在所述变倍镜片的背部，所述变倍镜片固定轴上设有变倍滑动销；

所述变倍凸轮与所述变倍旋转电机啮合，可在所述变倍旋转电机作用下旋转；

所述变倍凸轮的侧面上设有变倍曲线槽；所述变倍镜片固定轴上的变倍滑动销插入所述变倍曲线槽中；所述变倍凸轮受所述变倍旋转电机驱动旋转时，带动所述变倍滑动销在所述变倍曲线槽中滑动。

优选地，所述变倍旋转电机上具有输出轴，所述输出轴上设有内齿轮，所述变倍凸轮上设有变倍外齿轮，所述变倍外齿轮与所述变倍旋转电机输出轴上的内齿轮啮合。

优选地，所述变倍旋转电机上设有输出轴，所述输出轴上设有齿轮；

在所述变倍凸轮上设有变倍外齿轮，在所述变倍旋转电机的输出轴和所述变倍凸轮的变倍外齿轮之间，设有齿轮组，通过所述齿轮组将变倍旋转电机输出轴的旋转运动传递给所述变倍凸轮。

优选地，所述变倍镜片安装在一变倍镜框中，所述变倍镜片固定轴以螺纹或者销钉、或者一体成型的方式固定安装在所述变倍镜框的背部。

优选地，所述像补镜片调焦组件包括像补旋转电机和像补凸轮机构；

所述像补凸轮机构包括中空圆筒状的像补凸轮和位于所述像补凸轮内的像补镜片固定轴；

所述像补镜片固定轴固定安装在所述像补镜片的背部，所述像补镜片固定轴上设有像补滑动销；

所述像补凸轮与所述像补旋转电机啮合，可在所述像补旋转电机作用下旋转；

所述像补凸轮的侧面上设有像补曲线槽；所述像补镜片固定轴上的像补滑动销插入所述像补曲线槽中；所述像补凸轮受所述像补旋转电机驱动旋转时，带动所述像补滑动销在所述像补曲线槽中滑动。

优选地，所述像补旋转电机上具有输出轴，所述输出轴上设有内齿轮，所述像补凸轮上设有像补外齿轮，所述像补外齿轮与所述像补旋转电机输出轴上的内齿轮啮合。

优选地，所述像补旋转电机上设有输出轴，所述输出轴上设有齿轮；

在所述像补凸轮上设有像补外齿轮，在所述像补旋转电机的输出轴和所述像补凸轮的像补外齿轮之间，设有齿轮组，通过所述齿轮组将像补旋转电机输出轴的旋转运动传递给所述像补凸轮。

优选地，所述像补镜片安装在一像补镜框中，所述像补镜片固定轴以螺纹或者销钉、或者一体成型的方式固定安装在所述像补镜框的背部。

本发明提供的车载抬头显示系统，在显示屏组件后的出射光路上加装了三反式光学组件。由于该三反式光学组件中，所述变倍镜组件中加装了变倍镜片调焦组件，以及在像质补偿镜组件中加装了像补镜片调焦组件。因此，可通过改变三反式光学组件中变倍镜片和像补镜片的位置，来实现对整个车载抬头显示系统光路的焦距进行调节，实现连续变焦，其共轭距不变。对于整个系统来说，物距和像距都不变，只改变系统的放大倍率，将投影图像中的文字信息等内容放大。可对投影图像的内容进行几倍甚至十几倍的放大，并能保证像面的位置不变；且其像面质量稳定，不因其被放大而模糊或者变形；在十分有限的空间里面为驾驶员提供丰富的信息；为丰富车载抬头显示系统的使用功能提供技术上的保证。

本发明第二方面提供了一种汽车，包括上述的车载抬头显示系统。

本发明提供的汽车，其上安装了本发明公开的车载抬头显示系统，可对整个车载抬头显示系统光路的焦距进行调节，实现连续变焦，其共轭距不变，对于整个系统来说，物距和像距都不变，只是改变系统的放大倍率，将投影图像中的文字信息等内容放大。该系统可对投影图像的内容进行几倍甚至十几倍的放大，并能保证像面的位置不变；且其像面质量稳定，不因其被放大而模糊或者变形；在十分有限的空间里面为驾驶员提供丰富的信息；为丰富车载抬头显示系统的使用功能提供技术上的保证。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中提供的车载抬头显示系统光路原理图；

图2是本发明具体实施方式中提供的变倍镜组件和像质补偿镜组件示意图；

图3是本发明具体实施方式中提供的变倍凸轮和像补凸轮立体示意图。

其中，1、显示屏组件；2、变倍镜组件；3、像质补偿镜组件；4、前挡补偿镜组件；5、前挡风玻璃；21、变倍镜片；31、像补镜片；22、变倍镜片调焦组件；32、像补镜片调焦组件；221、变倍凸轮机构；321、像补凸轮机构；222、变倍旋转电机；322、像补旋转电机；2211、变倍镜片固定轴；3211、像补镜片固定轴；2212、变倍凸轮；3212、像补凸轮；a1、变倍滑动销；a2、像补滑动销；b1、变倍外齿轮；b2、像补外齿轮；c1、变倍曲线槽；c2、像补曲线槽。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本例中将对本发明提供的车载抬头显示系统进行具体解释说明，如图1所示，其包括显示屏组件1和三反式光学组件，所述三反式光学组件位于所述显示屏组件1的出射光路上，将显示屏组件1投射的图像反射至汽车前挡风玻璃5上；所述汽车前挡风玻璃5将图像反射至人眼；

其中，所述三反式光学组件包括在光路上依次设置的变倍镜组件2、像质补偿镜组件3和前挡补偿镜组件4；

所述变倍镜组件2包括用于对显示屏组件1投射的图像进行放大或缩小和折转光路的变倍镜片21、以及对所述变倍镜片21的焦距进行调节的变倍镜片调焦组件22；

所述像质补偿镜组件3包括用于对所述变倍镜片21变焦过程中引起的像质失真进行补偿和折转光路的像补镜片31、以及对所述像补镜片31的焦距进行调节的像补镜片调焦组件32；

本例中调焦也可称变焦，指对光路中光学器件的焦距进行调节，或者理解为改变其焦距。

所述前挡补偿镜组件4包括用于对汽车上前挡风玻璃5引起的畸变进行补偿的前挡补偿镜片。同时，该前挡补偿镜片还用来转折光路，将像质补偿镜组件4反射过来的光线反射至前挡风玻璃5。还可通过在该前挡补偿镜组件4上增加角度调节机构，对其反射角度进行调节，以调节车载抬头显示系统的投影图像(或称投射图像)高度。显示屏组件1上发出的光经分别经过变倍镜组件2、像质补偿镜组件3、前挡补偿镜组件4和前挡风玻璃5后，最后入射到驾驶员的眼睛中。

本例中，该变倍镜组件2用来转折光路，并对显示屏组件1投射的图像进行放大或缩小。而由于经过该变倍镜组件2放大或缩小后的图像，易出现图像失真，降低像面质量，因此，在该变倍镜组件2的后方光路上加入了像质补偿镜组件3。

该像质补偿镜组件3可对该变倍镜片21转折光路后引起的像面质量进行调节，在物面不动的情况下补偿像面质量，使得车载抬头显示系统投射的图像像质在变焦过程中无明显下降。由于汽车的前挡风玻璃5是一弧形状的玻璃，投射到其上的图像会产生枕形或者筒形畸变，为消除上述畸变，因此在光路中加入了该前挡补偿镜组件4。

其中，上述变倍镜片和像补镜片为凹面镜，所述前挡补偿镜片为鞍形(英文名称为Biconic，该面型表示水平方向和竖直方向都可加入非球面系数)镜。

显示屏组件1可采用公众所知的任何结构，其包括一透射式显示屏和位于透射式显示屏下端的光源组件，该光源组件产生的光源照射在该透射式显示屏上后，将显示屏上的图像投射出去。本例中，该光源组件包括在背光板上阵列分布的若干背光灯。作为优选的方式，还可在该光源组件中设置与该背光灯对应的、同样呈阵列分布的聚光透镜，上述聚光透镜可直接安装在背光板上，罩在背光灯外部；也可以胶粘在一聚光基板上，或者与所述聚光基板一体成型。该聚光透镜可以起到将光线聚拢，提高光的利用率，并使出射光线更加均匀，光照效果更好。

所谓的“光路上依次设置的变倍镜组件2、像质补偿镜组件3和前挡补偿镜组件4”，指所述变倍镜组件2位于所述显示屏组件1的出射光路上；所述像质补偿镜组件3位于所述变倍镜组件2的出射光路上；所述前挡补偿镜组件4位于所述像质补偿镜组件3的出射光路上，其出射光线投射向所述前挡风玻璃5。

下面结合图2、图3对本例公开的所述变倍镜片调焦组件22和所述像补镜片调焦组件32进行具体解释说明。其中，像补镜片31与变倍镜片21的运动规律类似，因此所述变倍镜片调焦组件22和所述像补镜片调焦组件32的结构基本相同，区别仅在于其变倍曲线槽c1和像补曲线槽c2的形状略有不同。为方便区别起见，在变倍镜片调焦组件22上的旋转电机、凸轮机构、凸轮、固定轴等前面，加上变倍或者变倍镜片作为前缀；在像补镜片调焦组件32上的旋转电机、凸轮机构、凸轮、固定轴等前面，加上像补或者像补镜片作为前缀，已示区别。本例中，所谓的凸轮并不指其结构一定要像凸轮的形状，而因其工作原理同样是将旋转运动变换为直线运动而取名。改用其他名称命名也是可行的。只要其所起功能为将旋转运动转换为直线运动，能够驱动像补镜片31和变倍镜片21直线运动即可。

其中，所述变倍镜片调焦组件22包括变倍旋转电机222和变倍凸轮机构221；

所述变倍凸轮机构221包括中空圆筒状的变倍凸轮2212和位于所述变倍凸轮2212内的变倍镜片固定轴2211；

所述变倍镜片固定轴2211固定安装在所述变倍镜片21的背部，所述变倍镜片固定轴2211上设有变倍滑动销a1；

所述变倍凸轮2212与所述变倍旋转电机222啮合，可在所述变倍旋转电机222作用下旋转；

所述变倍凸轮2212的侧面上设有变倍曲线槽c1；所述变倍镜片固定轴2211上的变倍滑动销a1插入所述变倍曲线槽c1中；所述变倍凸轮2212受所述变倍旋转电机222驱动旋转时，带动所述变倍滑动销a1在所述变倍曲线槽c1中滑动。

如图2所示，当变倍凸轮2212受所述变倍旋转电机222驱动，按图中所示箭头A的方向逆时针或者顺时针旋转时，变倍滑动销a1在变倍曲线槽c1中的滑动将带动该变倍镜片固定轴2211在箭头B的方向前后运动，进而带动变倍镜片21在光路上前后移动(图中所示为向左或者向右运动)。

作为一种实施的方式，所述变倍旋转电机222上具有输出轴，所述输出轴上设有内齿轮，所述变倍凸轮2212上设有变倍外齿轮b1，所述变倍外齿轮b1与所述变倍旋转电机222输出轴上的内齿轮啮合。

作为另一种实施的方式，所述变倍旋转电机222上设有输出轴，所述输出轴上设有齿轮；

在所述变倍凸轮2212上设有变倍外齿轮b1，在所述变倍旋转电机222的输出轴和所述变倍凸轮2212的变倍外齿轮b1之间，设有齿轮组，通过所述齿轮组将变倍旋转电机222输出轴的旋转运动传递给所述变倍凸轮2212。

其中，所述变倍镜片21安装在一变倍镜框中，所述变倍镜片固定轴2211以螺纹或者销钉、或者一体成型的方式固定安装在所述变倍镜框的背部。该变倍镜片21和变倍镜片固定轴2211之间无相对运动。

其中，如图2、图3所示，所述像补镜片调焦组件32包括像补旋转电机322和像补凸轮机构321；

所述像补凸轮机构321包括中空圆筒状的像补凸轮3212和位于所述像补凸轮3212内的像补镜片固定轴3211；

所述像补镜片固定轴3211固定安装在所述像补镜片31的背部，所述像补镜片固定轴3211上设有像补滑动销a2；

所述像补凸轮3212与所述像补旋转电机322啮合，可在所述像补旋转电机322作用下旋转；

所述像补凸轮3212的侧面上设有像补曲线槽c2；所述像补镜片固定轴3211上的像补滑动销a2插入所述像补曲线槽c2中；所述像补凸轮3212受所述像补旋转电机322驱动旋转时，带动所述像补滑动销a2在所述像补曲线槽c2中滑动。

如图2所示，当变倍凸轮2212受所述变倍旋转电机222驱动，按图中所示箭头A的方向逆时针或者顺时针旋转时，变倍滑动销a1在变倍曲线槽c1中的滑动将带动该变倍镜片固定轴2211在箭头B的方向前后运动，进而带动变倍镜片21在光路上前后移动(图中所示为向左或者向右运动)。

作为一种实施的方式，所述像补旋转电机322上具有输出轴，所述输出轴上设有内齿轮，所述像补凸轮3212上设有像补外齿轮b2，所述像补外齿轮b2与所述像补旋转电机322输出轴上的内齿轮啮合。

作为另一种实施的方式，所述像补旋转电机322上设有输出轴，所述输出轴上设有齿轮；

在所述像补凸轮3212上设有像补外齿轮b2，在所述像补旋转电机322的输出轴和所述像补凸轮3212的像补外齿轮b2之间，设有齿轮组，通过所述齿轮组将像补旋转电机322输出轴的旋转运动传递给所述像补凸轮3212。

其中，所述像补镜片31安装在一像补镜框中，所述像补镜片固定轴3211以螺纹或者销钉、或者一体成型的方式固定安装在所述像补镜框的背部。该像补镜片31和像补镜片固定轴3211之间无相对运动。

下面对本例提供的车载抬头显示系统的调焦原理进行具体解释说明。

其车载抬头显示系统的系统焦距f′可通过如下公式(1)获得：

f′＝f₁′a₂a₃(1)

式(1)中，f₁′为前挡补偿镜片的焦距，a₂、a₃分别为变倍镜片21和像补镜片31的放大率。

该车载抬头显示系统从变焦前到变焦后的变倍比Γ可通过如下公式(2)获得：

$\mathrm{\Γ}=\frac{a_{20}{a}_{30}}{a_{21}{a}_{31}}---\left(2\right)$

式(2)中，a₂₀为变焦前变倍镜片21的放大率，a₃₀为变焦前像补镜片31的放大率。a₂₁为变焦后变倍镜片21的放大率，a₃₁为变焦后像补镜片31的放大率。

在变焦过程中，为保持像面稳定，需保证变倍镜片21和像补镜片31的共轭距之和在变焦过程中为常数。即存在如下等式(3)：

D₂₀+D₃₀＝D₂₁+D₃₁(3)

式(3)中，D20为变焦前变倍镜片21的共轭距，D30为变焦前像补镜片31的共轭距，D21为变焦后变倍镜片21的共轭距，D31为变焦后像补镜片31的共轭距。

而在理想光学系统中，球面反射镜(为简化其计算过程，上述像补镜片31和变倍镜片21均可按球面反射镜进行理想化设计)的物像位置关系如式(4)所示：

$\frac{1}{l^{\′}}+\frac{1}{l}=\frac{2}{r}---\left(4\right)$

式(4)中，l′为球面反射镜的像距，l为球面反射镜的物距，r为球面反射镜的曲率半径。

放大率a通过该公式(5)表征：

$a=-\frac{l^{\′}}{l}---\left(5\right)$

则第i个球面反射镜的共轭距可通过如下公式(6)计算获得：

$D_i=l_i^{\′}-l_i=(\frac{1}{a_i}-a_i)\frac{r_i}{2}---\left(6\right)$

式(6)中，r_i指第i个球面反射镜的曲率半径。

将该公式(6)代入上述公式(3)中，可得到该如下表达式(7)：

$(\frac{1}{a_{20}}-a_{20}-\frac{1}{a_{21}}+a_{20})\frac{r_2}{2}=(\frac{1}{a_{30}}-a_{30}-\frac{1}{a_{31}}+a_{30})\frac{r_3}{2}---\left(7\right)$

式(7)，r₂和r₃分别为变倍镜片21和像补镜片31的曲率半径。

当上述a₂₀、a₂₁、a₃₀已知时，变换上述公式(7)，得到下面的公式(8)：

$a_{31}^2-{\mathrm{ca}}_{31}-1=0---\left(8\right)$

即可求得其公式(8)中的参数c，该参数c可用如下表达式(9)表示。

$c=-\frac{r_2}{r_3}(a_{21}-\frac{1}{a_{21}}-a_{20}+\frac{1}{a_{20}})+(a_{30}-\frac{1}{a_{30}})---\left(9\right)$

式(8)有两个解，其结果为表达式(10)：

$a_{31}=\frac{c\±\sqrt{c^2+4}}{2}---\left(10\right)$

对变焦后像补镜片31的放大率a₃₁和变焦后变倍镜片21的放大率a₂₁求导，存在如下式(11)的关系。

$\frac{{\mathrm{da}}_{31}}{{\mathrm{da}}_{21}}=-\frac{1+\frac{1}{a_{21}^2}}{1+\frac{1}{a_{31}^2}}\·\frac{r_2}{r_3}\≠0---\left(11\right)$

根据该式(11)可推出，a₃₁随a₂₁单调变化，上式a₃₁的解可根据实际情况舍弃一个。

根据高斯光学理论，变倍镜片21相对初始位置的偏移量z1可按以下公式(12)得到：

$z_1=-{\mathrm{dl}}_2=f_2^{\′}(\frac{1}{a_{20}}-\frac{1}{a_{21}})---\left(12\right)$

像补镜片31相对初始位置的偏移量z2可按以下公式(13)得到：

z₂＝-dl′₃＝f₃′(a₃₁-a₃₀)(13)

根据式(12)和式(13)可分别做出变倍凸轮2212上的变倍曲线槽c1和像补凸轮3212上的像补曲线槽c2的曲线。

将上述变倍曲线槽c1和像补凸轮3212上的像补曲线槽c2的曲线导入UG、Pro/E或者其他三维软件中，设计出合理的变倍曲线槽c1和像补曲线槽c2，得到变倍凸轮2212和像补凸轮3212。通过变倍旋转电机222和像补旋转电机322同步控制变倍凸轮2212和像补凸轮3212的旋转运动，进而，通过该变倍曲线槽c1与变倍滑动销a1的配合，以及像补滑动销a2和像补曲线槽c2的配合，实现像补镜片31以及变倍镜片21的直线运动，实现连续变焦。

给变倍旋转电机222与像补旋转电机322输入相同的脉冲信号，并始终保持信号的同步性，从而使变倍镜片21和像补镜片31同时改变位置，始终保持像面位置不变，像面质量稳定。

此处对车载抬头显示系统的工作过程进行简单说明：所述变倍镜组件2和像质补偿镜组件3自动调节其焦距，并使其共轭距不变，对于整个系统来说，物距和像距都不变，只改变系统的放大倍率，可使其投影图像内的内容放大或缩小。自动对其像面质量进行调节，提供高质量的图像给驾驶员。其前挡补偿镜组件4可对前挡风玻璃5引起的图像畸变进行补偿，防止图像失真。

本例提供的车载抬头显示系统，在显示屏组件后的出射光路上加装了三反式光学组件。由于该三反式光学组件中，所述变倍镜组件中加装了变倍镜片调焦组件22，以及在像质补偿镜组件中加装了像补镜片调焦组件32。实现连续变焦，其共轭距不变，对于整个系统来说，物距和像距都不变，只改变系统的放大倍率，可对投影图像的内容进行几倍甚至十几倍的放大，并能保证像面的位置不变。且其像面质量稳定，不因其被放大而模糊或者变形；在十分有限的空间里面为驾驶员提供丰富的信息；为丰富车载抬头显示系统的使用功能提供技术上的保证。

实施例2

本例提供了一种汽车，包括上述实施例具体解释的车载抬头显示系统。

本例中，由于仅对汽车上的车载抬头显示系统做出改进，并不对汽车上的其他部件进行改进，而该车载抬头显示系统已在上述实施例1中做了具体解释说明，因此不再赘述。

本发明提供的汽车，其上安装了本发明公开的车载抬头显示系统，可对整个车载抬头显示系统光路的焦距进行调节，实现连续变焦，其共轭距不变，对于整个系统来说，物距和像距都不变，只改变系统的放大倍率，将投影图像中的文字信息等内容放大。该系统可对投影图像的内容进行几倍甚至十几倍的放大，并能保证像面的位置不变；且其像面质量稳定，不因其被放大而模糊或者变形；在十分有限的空间里面为驾驶员提供丰富的信息；为丰富车载抬头显示系统的使用功能提供技术上的保证。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载抬头显示系统，其特征在于，包括显示屏组件和三反式光学组件，所述三反式光学组件位于所述显示屏组件的出射光路上，将显示屏组件投射的图像反射至汽车前挡风玻璃上；所述汽车前挡风玻璃将图像反射至人眼；

其中，所述三反式光学组件包括在光路上依次设置的变倍镜组件、像质补偿镜组件和前挡补偿镜组件；

所述变倍镜组件包括用于对显示屏组件投射的图像进行放大或缩小和折转光路的变倍镜片、以及对所述变倍镜片的焦距进行调节的变倍镜片调焦组件；

所述像质补偿镜组件包括用于对所述变倍镜片变焦过程中引起的像质失真进行补偿和折转光路的像补镜片、以及对所述像补镜片的焦距进行调节的像补镜片调焦组件；

所述前挡补偿镜组件包括用于对汽车上前挡风玻璃引起的图像畸变进行补偿的前挡补偿镜片。

2.根据权利要求1所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述变倍镜片调焦组件包括变倍旋转电机和变倍凸轮机构；

所述变倍凸轮机构包括中空圆筒状的变倍凸轮和位于所述变倍凸轮内的变倍镜片固定轴；

所述变倍镜片固定轴固定安装在所述变倍镜片的背部，所述变倍镜片固定轴上设有变倍滑动销；

所述变倍凸轮与所述变倍旋转电机啮合，可在所述变倍旋转电机作用下旋转；

所述变倍凸轮的侧面上设有变倍曲线槽；所述变倍镜片固定轴上的变倍滑动销插入所述变倍曲线槽中；所述变倍凸轮受所述变倍旋转电机驱动旋转时，带动所述变倍滑动销在所述变倍曲线槽中滑动。

3.根据权利要求2所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述变倍旋转电机上具有输出轴，所述输出轴上设有内齿轮，所述变倍凸轮上设有变倍外齿轮，所述变倍外齿轮与所述变倍旋转电机输出轴上的内齿轮啮合。

4.根据权利要求2所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述变倍旋转电机上设有输出轴，所述输出轴上设有齿轮；

在所述变倍凸轮上设有变倍外齿轮，在所述变倍旋转电机的输出轴和所述变倍凸轮的变倍外齿轮之间，设有齿轮组，通过所述齿轮组将变倍旋转电机输出轴的旋转运动传递给所述变倍凸轮。

5.根据权利要求2所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述变倍镜片安装在一变倍镜框中，所述变倍镜片固定轴以螺纹或者销钉、或者一体成型的方式固定安装在所述变倍镜框的背部。

6.根据权利要求1所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述像补镜片调焦组件包括像补旋转电机和像补凸轮机构；

所述像补凸轮机构包括中空圆筒状的像补凸轮和位于所述像补凸轮内的像补镜片固定轴；

所述像补镜片固定轴固定安装在所述像补镜片的背部，所述像补镜片固定轴上设有像补滑动销；

所述像补凸轮与所述像补旋转电机啮合，可在所述像补旋转电机作用下旋转；

所述像补凸轮的侧面上设有像补曲线槽；所述像补镜片固定轴上的像补滑动销插入所述像补曲线槽中；所述像补凸轮受所述像补旋转电机驱动旋转时，带动所述像补滑动销在所述像补曲线槽中滑动。

7.根据权利要求6所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述像补旋转电机上具有输出轴，所述输出轴上设有内齿轮，所述像补凸轮上设有像补外齿轮，所述像补外齿轮与所述像补旋转电机输出轴上的内齿轮啮合。

8.根据权利要求6所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述像补旋转电机上设有输出轴，所述输出轴上设有齿轮；

在所述像补凸轮上设有像补外齿轮，在所述像补旋转电机的输出轴和所述像补凸轮的像补外齿轮之间，设有齿轮组，通过所述齿轮组将像补旋转电机输出轴的旋转运动传递给所述像补凸轮。

9.根据权利要求6所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述像补镜片安装在一像补镜框中，所述像补镜片固定轴以螺纹或者销钉、或者一体成型的方式固定安装在所述像补镜框的背部。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的车载抬头显示系统。