CN107462988A - 平视显示器 - Google Patents

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CN107462988A
CN107462988A CN201610393990.9A CN201610393990A CN107462988A CN 107462988 A CN107462988 A CN 107462988A CN 201610393990 A CN201610393990 A CN 201610393990A CN 107462988 A CN107462988 A CN 107462988A
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徐超
郎海涛
杨佳
史张锦
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Ningbo Sunny Opotech Co Ltd
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Abstract

本发明属于用于机动车辆的车载装置，具体提供一平视显示器，所述平视显示器包括至少一能够反射的镜片，一待显示物体能够通过所述平视显示器形成一虚像。

Description

平视显示器
技术领域
本发明属于用于机动车辆的车载装置，更具体而言，本发明涉及一种具有高变倍比并且能够增加驾驶者可视范围的平视显示器(Head-up Display，HUD)。
背景技术
随着汽车工业主动安全的发展，对车载安全信息的显示提出了更高的要求。以往的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，这势必会对处于驾驶过程中的驾驶者带来一定的安全隐患。近年来，发展了用于确保驾驶者的方便和安全的不同种类的装置，比如平视显示器(或抬头显示器，HUD)，它就是一种驾驶者在正常的行驶过程中不用低头就能获取所有安全信息(如车辆速度、引擎RPM、温度和燃油量)的显示装置。
目前，在现有的抬头显示器的结构中，透射式HUD的投影距离往往是固定的，而且距离较短，驾驶者无法对投影距离进行调节，也就无法根据自己的实际情况自由选择最舒适的投影距离。此外，由于现有的抬头显示器能够投影的出瞳直径比较小，因此一旦人的头部轻微移动，就可能导致无法接受到平视显示器投影出来的成像内容，如专利号为CN102791510A的中国专利，或者是专利号为JP2009122582A的日本专利等等都有这方面的情况。
因此，本领域技术人员亟待发明一种平视显示器，以解决上述提及的现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于其提供一种平视显示器，其中该平视显示器具有较大出瞳距离和出瞳直径，从而使该平视显示器所成的像具有一个较大的可视范围。
本发明的另一目的在于其提供一种平视显示器，其中该平视显示器被设置帮助驾驶者(或使用者，下同)更安全和更舒适地驾驶机动车。
本发明的另一目的在于其提供一种平视显示器，其中该平视显示器被设置能够实现高变倍比。
本发明的另一目的在于其提供一种平视显示器，其中该平视显示器被设置具有一个光向调节单元，从而使该平视显示器的光源发出的光的射出方向在较小的空间内被调整，从而实现该平视显示器的小型化。
本发明的另一目的在于其提供一种平视显示器，其中该平视显示器被设置具有一个光向调节单元，从而使驾驶者可根据需要调节该平视显示器的光源发出的光自该平视显示器射出时的方向，以使该平视显示器能够在驾驶者预期高度成像。换句话说，驾驶者可以自己需要，选择该平视显示器的成像位置。
本发明的另一目的在于其提供一种平视显示器，其中该平视显示器不需要精密的部件和复杂的结构，其制造工艺简单，成本低廉。
为达上述目的，本发明提供一平视显示器，所述平视显示器包括至少一反射镜，其中所述反射镜能够反射成像光至一光接收面并使所述成像光被所述光接收面反射，以使使用者能够感知被所述光接收面反射的所述成像光以及所述成像光通过所述光接收面形成的一虚像。
优选地，所述虚像的上下位置能够调节。
优选地，其中所述平视显示器包括一反射镜群组和一透镜群组，所述反射镜群组中包括至少一反射镜，所述透镜群组中包括至少一透镜，所述待显示物体通过所述反射镜与所述透镜能够形成所述虚像。
更进一步地，其中所述虚像是通过所述反射镜反射后再形成。
优选地，其中所述反射镜群组包括一第一反射镜、一第二反射镜和一第三反射镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜能够实现光路转向，所述透镜群组包括一第一透镜和一第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜设置于所述第二反射镜和所述第三反射镜之间，且所述第一透镜和所述第二透镜能够整体沿轴向移动，从而改变所述虚像的投影放大倍率以及所述虚像的投影距离，所述第三反射镜的角度能够调节，从而调整所述虚像的投影上下位置。
在其中一些实施例中，其中所述第一反射镜、所述第二反射镜和所述第三反射镜为平面镜，所述第一透镜和所述第二透镜为分离式的玻璃透镜。
优选地，其中所述虚像的投影放大倍率为2-15倍。
更进一步地，其中所述虚像的投影放大倍率为4.4-10.2倍。
在其中一些实施例中，其中所述第三反射镜的调节角度为±5.5°。
在其中一些实施例中，其中所述虚像的投影距离范围为1.5m-10m。
优选地，其中所述虚像的投影距离范围为3m-5.84m。
更进一步地，其中驾驶者至所述挡风玻璃的反射点的水平距离范围为700mm-900mm。
优选地，其中驾驶者至所述挡风玻璃的距离为800mm。
更进一步地，其中驾驶者的可视直径范围为Φ120mm-Φ170mm。
优选地，其中所述驾驶者的可视直径范围为Φ154mm-Φ170mm。
在其中一些实施例中，其中所述第一反射镜、所述第二反射镜和所述第三反射镜为平面镜，所述第一透镜和所述第二透镜为胶合式玻璃透镜。
优选地，其中所述第一透镜和所述第二透镜能够沿轴向移动，从而改变所述投影的放大倍率以及改变所述虚像的投影距离。
优选地，其中所述虚像的投影距离范围为3m-5.987m。
在其中一些实施例中，其中所述虚像的放大倍率为4.5-10.4倍。
在其中一些实施例中，其中所述第三反射镜的角度调节范围为±6°。
优选地，其中驾驶者至所述挡风玻璃的反射点的水平距离为850mm。
优选地，其中驾驶者的可视直径范围为Φ145mm-Φ160mm。
在其中一些实施例中，其中所述第一反射镜、所述第二反射镜和所述第三反射镜为平面镜，所述透镜群组为胶合式塑料透镜。
优选地，其中所述第一透镜和所述第二透镜能够沿轴向移动，从而改变所述投影的放大倍率以及改变所述虚像的投影距离。
更进一步地，其中所述虚像的投影距离范围为3m-5.942m。
优选地，其中所述虚像的放大倍率为4.4-10.2倍。
在其中一些实施例中，其中所述第三反射镜的角度调节范围为±7°。
优选地，其中驾驶者至所述挡风玻璃的反射点的水平距离为880mm。
在其中一些实施例中，其中驾驶者的可视直径范围为Φ134mm-Φ148mm。
在另一些实施例中，其中所述透镜群组进一步包括一第三透镜，所述第三透镜设置于所述第二透镜与所述第三反射镜之间。
更进一步地，其中所述第一反射镜、所述第二反射镜和所述第三反射镜为平面镜，所述第一透镜、第二透镜及所述第三透镜为分离式透镜。
具体地，其中所述第一透镜、第二透镜及所述第三透镜能够整体沿轴向移动，从而改变所述虚像的投影放大倍率以及所述虚像的投影距离。
优选地，其中所述虚像的投影距离范围为3.25m-6.25m。
优选地，其中所述虚像的放大倍率为4.7-10.2倍。
优选地，其中所述第三反射镜的角度调节范围为±6.5°。
具体地，其中驾驶者至所述挡风玻璃的反射点的水平距离为820mm。
优选地，其中驾驶者的可视直径范围为Φ140mm-Φ170mm。
在其中一些实施例中，其中所述反射镜群组包括一第一反射镜、一第二反射镜和一第三反射镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜能够实现光路转向，所述透镜群组包括一菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜设置于所述第二反射镜和所述第三反射镜之间，且所述菲涅尔透镜能够整体沿轴向移动，从而改变所述虚像的投影放大倍率以及所述虚像的投影距离，所述第三反射镜的角度能够调节，从而调整所述虚像的投影上下位置。
具体地，其中所述虚像的投影距离范围为3m-6.1m。
优选地，其中所述虚像的放大倍率为4.5-10.5倍。
优选地，其中所述第三反射镜的角度调节范围为±5.5°。
优选地，其中驾驶者至所述挡风玻璃的反射点的水平距离为750mm。
优选地，其中驾驶者的可视直径范围为Φ150mm-Φ170mm。
在其中一些实施例中，其中所述虚像是通过所述透镜直接透射所形成。
具体地，其中所述反射镜群组包括一第一反射镜和一第二反射镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜的设置能够实现光路转向，所述透镜群组包括一第一透镜和一第二透镜，所述待显示物体依次通过所述反射镜群组和所述透镜群组形成所述虚像。
更进一步地，其中所述第一反射镜和所述第二反射镜均为平面反射镜，所述第一透镜和所述第二透镜均为玻璃透镜。
具体地，其中所述第一透镜和所述第二透镜能够整体沿轴向进行移动，从而改变所述虚像的投影放大倍率以及所述虚像的投影距离，所述第二反射镜的角度能够调节，从而改变所述虚像的上下位置。
优选地，其中所述虚像的投影距离为2-10m，所述虚像的投影放大倍率范围为4-15倍。
优选地，其中所述第二反射镜的角度调节范围为±6°。
在其中一些实施例中，其中所述平视显示器包括一第一反射镜和一第二反射镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜的设置能够实现光路转换，所述待显示物体依次通过所述第一反射镜和所述第二反射镜形成所述虚像。
优选地，其中所述第一反射镜和第二反射镜之间包括一个或多个平面镜，从而实现光路的转向。
优选地，其中所述第一反射镜为平面镜，所述第二反射镜为曲面镜，从而使得所述虚像的投影放大倍率以及所述虚像的投影距离的改变能够通过改变所述平面镜和所述曲面镜的位置关系而被实现。
具体地，其中所述第二反射镜的角度能够调节，从而控制所述虚像的上下位置。
优选地，其中所述虚像的投影距离为1-10m，所述虚像的投影放大倍率为2-16倍。
具体地，其中所述第二反射镜的角度调节范围为±5°。
在其中一些实施例中，其中所述镜片为一曲面镜，所述曲面镜的曲面为自由曲面且能够被旋转。
优选地，其中所述曲面镜的角度可以调节，从而控制所述虚像的上下位置。
具体地，其中所述曲面镜与所述待显示物体之间包括一个或多个平面镜，从而实现光路的转向。
优选地，其中所述虚像的投影距离为1m-10m，所述虚像的投影放大倍率为2-15倍。
优选地，其中所述虚像的投影距离为3m，所述虚像的投影放大倍率为5倍。
优选地，其中所述曲面镜的角度调节范围为±5°。
此外，本发明还提供一种平视显示器的投射方法，包括以下步骤：
设置至少一反射镜；
设置一成像光，其中所述反射镜能够反射所述成像光至一光接收面并使所述成像光被所述光接收面反射；
所述成像光通过所述光接收面形成一虚像并能够被使用者感知。
优选地，其中所述虚像的上下位置能够调节。
优选地，其中所述平视显示器包括一反射镜群组和一透镜群组，所述反射镜群组中设置至少一反射镜，所述透镜群组中设置至少一透镜，所述成像光通过所述反射镜与所述透镜形成所述虚像。
优选地，其中所述虚像是通过所述反射镜反射后形成。
优选地，其中所述反射镜群组被设置为包括一第一反射镜、一第二反射镜和一第三反射镜，所述第一反射镜所述第二反射镜能够实现光路转向，所述透镜群组被设置为包括一第一透镜和一第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜能够整体沿轴向移动，从而改变所述虚像的投影放大倍率以及所述虚像的投影距离，所述第三反射镜的角度能够被调节，从而调整所述虚像的投影上下位置。
优选地，其中所述反射镜群组被设置为包括一第一反射镜、一第二反射镜和一第三反射镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜能够实现光路转向，所述透镜群组被设置为包括一菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜被设置于所述第二反射镜和所述第三反射镜之间，且所述菲涅尔透镜能够整体沿轴向移动，从而改变所述虚像的投影放大倍率以及所述虚像的投影距离，所述第三反射镜的角度能够调节，从而调整所述虚像的投影上下位置。
优选地，其中所述虚像是通过所述透镜直接形成。
优选地，其中所述反射镜群组被设置为包括一第一反射镜和一第二反射镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜的设置能够实现光路转向，所述透镜群组被设置为包括一第一透镜和一第二透镜，所述成像光依次通过所述反射镜群组和所述透镜群组形成所述虚像。
优选地，其中所述第一反射镜和所述第二反射镜被设置为平面反射镜，所述第一透镜和所述第二透镜被设置为玻璃透镜。
优选地，其中所述第一透镜和所述第二透镜能够整体沿轴向进行移动，从而改变所述虚像的投影放大倍率以及所述虚像的投影距离，所述第二反射镜的角度能够调节，从而改变所述虚像的上下位置。
优选地，其中所述反射镜被设置为包括一第一反射镜和一第二反射镜，且能够通过所述第一反射镜和所述第二反射镜实现光路转向，所述成像光依次通过所述第一反射镜和所述第二反射镜形成所述虚像。
优选地，其中所述第一反射镜被设置为一平面镜，所述第二反射镜被设置为一曲面镜，根据所述平面镜和所述曲面镜设置所述虚像的投影放大倍率以及所述虚像的投影距离。
优选地，其中所述第二反射镜的角度能够被调节，从而控制所述虚像的上下位置。
优选地，其中所述反射镜被设置为一曲面镜，所述曲面镜的曲面为自由曲面且能够被旋转。
优选地，其中所述曲面镜的角度能够被调节，从而控制所述虚像的上下位置。
优选地，其中所述曲面镜与所述成像光之间包括一个或多个平面镜，从而实现光路的转向。
附图说明
图1是本发明所述的平视显示器的第一优选实施例的结构示意图。
图2是本发明上述的平视显示器的第一优选实施例安装在一机动车内部的整体示意图。
图3是本发明上述的平视显示器的第一优选实施例的第一变形实施方式的结构示意图。
图4是本发明上述的平视显示器的第一优选实施例的第一变形实施方式安装在所述机动车内部的整体示意图。
图5是本发明上述的平视显示器的第一优选实施例的第二变形实施方式的结构示意图。
图6是本发明上述的平视显示器的第一优选实施例的第二变形实施方式安装在所述机动车内部的整体示意图。
图7是本发明上述的平视显示器的第一优选实施例的第三变形实施方式的结构示意图。
图8是本发明上述的平视显示器的第一优选实施例的第三实施方式的使用示意图。
图9是本发明上述的平视显示器的第一优选实施例的第四实施方式的结构示意图。
图10是本发明上述的平视显示器的第一优选实施例的第四实施方式的使用示意图。
图11是本发明所述的的平视显示器的第二优选实施例的结构示意图。
图12是本发明上述的平视显示器的第二优选实施例的使用示意图。
图13是本发明所述的平视显示器的第三优选实施例的结构示意图。
图14是本发明上述的平视显示器的第三优选实施例的使用示意图。
图15是本发明所述的平视显示器的第四优选实施例的结构示意图。
图16是本发明上述的平视显示器的第四优选实施例的使用示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本发明提供一种平视显示器，所述平视显示器包括至少一反射镜，其中所述反射镜能够反射成像光至一光接收面并使所述成像光被所述光接收面反射，以使使用者能够感知被所述光接收面反射的成像光以及所述成像光通过所述光接收面形成的一虚像。
如图1和图2所示，在本发明的第一优选实施例中，所述平视显示器包括一前反射镜群组、一透镜群组以及一后反射镜，一待显示图像能够通过所述前反射镜群组、所述透镜群组以及所述后反射镜被放大显示，并且所述成像光为一待显示图像提供，且被所述平视显示器成像于一光接收面的前方，在本发明的第一实施例中，所述光接收面被具体实施为一挡风玻璃。
详细而言，所述前反射镜群组包括两片平面反射镜，分别为一第一反射镜11a和一第二反射镜12a，所述第一反射镜11a和所述第二反射镜12a分别设置于所述待显示图像(即物面)14a的前方，从而将所述待显示图像14a实现光线传播方向的转换。
所述透镜群组包括两个镜片，分别为一第一透镜21a和一第二透镜22a，所述第一透镜21a和所述第二透镜22a与所述第二反射镜12a呈一定的角度设置，从而进一步实现光线传播方向的转换。其中所述第一透镜21a和所述第二透镜22a能够整体沿轴向进行移动，从而实现变倍投影功能，驾驶者(或使用者，下同)能够通过调节所述透镜群组的位置，从而调节投影像的大小和距离。在本发明的第一优选实施例中，所投影的像为虚像31a，并且投影的所述虚像31a经一机动车的前挡风玻璃41a反射，被驾驶者在出瞳处51a所接收。所述平视显示器满足以下公式：
1.5m≤L1≤10m；2×≤β1≤15×
其中L1为驾驶者到投影的所述虚像31a之间的距离，β1为平视显示器的放大倍率。
因此，所述平视显示器在增大投影距离L1的同时，放大倍率β1也随之增大，从而使得驾驶者能清晰观察到较远投影距离的像。
此外，在本发明的第一实施例中，所述后反射镜13a的角度调节范围为±5.5°，通过对所述后反射镜13a的角度调节，可以改变投影出来的所述虚像31a的高度，从而使不同身高的驾驶者可以根据具体的状况自主地调节所述虚像31a的高度，并且可以增加驾驶者的可视范围。
值得强调的是，在本优选实施例中，所述透视群组为分离透镜，换句话说，所述第一透镜21a和所述第二透镜22a为分离式结构。并且，所述第一透镜21a和所述第二透镜22a都为玻璃透镜，所述第一透镜21a具有正光焦度，所述第二透镜22a具有负光焦度。所述第一透镜21a相对于所述透镜群组来讲，能够进行光焦度合理分配，光线经过整个所述透镜群组后平稳地过渡到所述后反射镜13a，从而实现本发明所述的平视显示器的大出瞳直径性能。
在本发明的第一实施例中，所述平视显示器的出瞳距离L1’和出瞳直径D1满足以下公式：
700mm≤L1’≤900mm；Φ120mm≤D1≤Φ170mm
其中所述出瞳距离L1’为驾驶者到所述挡风玻璃41a的反射点的距离，所述出瞳直径D1为驾驶者的可视范围直径。
下表为本发明所述的平视显示器的第一优选实施例中的第一重结构的参数。需要说明的是，object表示所述物面14a，所述第一反射镜11a为S1，所述第二反射镜12a为S2，所述第一透镜21a的两面分别为S3和S4，所述第二透镜22a的两面分别为S5和S6，所述后反射镜13a为S7，所述挡风玻璃41a为S8，所述出瞳处51a为S9，IMA表示所述虚像31a。
下表为本发明所述的平视显示器的第一优选实施例的第二重结构参数，与所述第一重结构不同点在于，所述透镜群组，即所述第一透镜21a和所述第二透镜22a的位置发生移动，使得投影距离L1发生变化。
面序号 曲率半径r 中心厚度d 折射率Nd 阿贝常数Vd 有效口径D
Object Infinity 150 - - 46
S1 Infinity -150 Mirror - 110
S2 Infinity 128.8 Mirror - 150
S3 989 35 1.5168 64.23 130
S4 -169 13 - - 130
S5 -160 15 1.7282 28.3 140
S6 -249 140 - -
S7 Infinity -300 Mirror - 160
S8 Infinity 800 Mirror - 165
S9 Infinity -5841 - - 145
IMA Infinity - - - 480
根据上述数据，计算后得出，所述出瞳直径为154mm-170mm，出瞳距离为800mm。
其中，投影的所述虚像31a的高度调节范围为±5.5°，驾驶者到投影的所述虚像31a的距离为3m-5.84m，所述平视显示器放大倍率为4.4×～10.2×。
上述两组参数是本发明所述的平视显示器的第一优选实施例的两组优选的参数，采用该参数的平视显示器，能够达到较佳的光学性能。
综上所述，在本发明所述的平视显示器的第一优选实施例中，通过采用所述反射镜群组(两片平面反射镜，所述第一反射镜11a和所述第二反射镜12a)、所述透镜群组(分离式的所述第一透镜21a和所述第二透镜22a)以及所述后反射镜13a的结构，能够在满足低成本、小型化要求的前提下，实现高变倍比、大出瞳直径D1、大出瞳距离L1’，并且所成所述虚像31a的角度可以调节，因此特别适用于提高驾驶安全性能的汽车或飞机HUD系统。
如图3和图4所示，在本发明的第一优选实施例的第一变形实施方式中，所述前反射镜群组包括两片平面反射镜，分别为一第一反射镜11b和一第二反射镜12b，所述第一反射镜11b和所述第二反射镜12b分别设置于所述待显示图像(即物面)14b的前方，从而将所述待显示图像14b实现光线传播方向的转换。
所述透镜群组为胶合透镜，包括一第一透镜21b和一第二透镜22b。采用所述胶合透镜，能够有利于所述透镜群组在所述HUD整体系统中的安装固定，同时，也能使所述平视显示器的光学性能更加稳定，从而保证本发明所述的平视显示器的解像力。
所述后反射镜13b为平面反射镜。
在本实施例中，所述平视显示器安装于车子的前挡风玻璃41b的下方，使人眼能够在所述出瞳51b处观察到所述前挡风玻璃41b前面的虚像31b。
具体而言，所述透镜群组中的所述第一透镜21b和所述第二透镜22b能够整体沿轴向移动，从而实现本发明所述的平视显示器的变倍投影功能，驾驶者只要通过调节所述透镜群组的位置，就可以调节投影像的大小和距离，并且所投影出来的像为一虚像31b，所述虚像31b经过所述前挡风玻璃41b反射，被驾驶者在所述出瞳51b处所接收，所述平视显示器满足以下公式：
1.5m≤L2≤10m；2×≤β2≤15×
其中L2为驾驶者到投影的所述虚像31b之间的距离，β2为本发明所述的平视显示器的放大倍率。
在本发明的该第一优选实施例的第一变形实施方式中，所述平视显示器在增加所述投影距离L2的同时，所述放大倍率β2也随之增大，从而使得驾驶者能够清晰观察到较远投影距离的像。
此外，在本优选实施例中，所述后反射镜13b的角度α的调节范围为±6°，通过对所述后反射镜13b的角度α的调节，可以改变所述投影虚像31b的高度，从而使不同身高的驾驶者能够根据自身的状况自主调节所述投影像的高度，并且可以增加驾驶者的可视范围。
如上所述，在本发明的该第一优选实施例的第一变形实施方式中，所述透镜群组为胶合透镜，包括所述第一透镜21b和所述第二透镜22b，更进一步地，所述第一透镜21b和所述第二透镜22b被具体实施为玻璃透镜，其中所述第一透镜21b具有正光焦度，所述第二透镜22b具有负光焦度。所述第一透镜21b用于相对所述透镜群组进行光焦度合理分配，光线经过整个所述透镜群组后平稳地过渡到所述后反射镜13b，从而实现本发明所述的平视显示器的大出瞳直径的性能。
在本实施例中，所述平视显示器的出瞳距离L2’和出瞳直径D2满足以下公式：
700mm≤L2’≤900mm；Φ120mm≤D2≤Φ170mm
其中，所述出瞳距离L2’为驾驶者到所述挡风玻璃41b的反射点之间的距离，所述出瞳直径D2为驾驶者的可视范围直径。
下表为本发明所述的平视显示器的第一优选实施例的第一变形实施方式中的第一重结构的参数。需要说明的是，object表示所述物面14b，所述第一反射镜11b为S1，所述第二反射镜12b为S2，所述第一透镜21b的两面分别为S3和S4，所述第二透镜22b的两面分别为S5和S6，所述后反射镜13b为S7，所述挡风玻璃41b为S8，所述出瞳处51b为S9，IMA表示所述虚像31b。
面序号 曲率半径r 中心厚度d 折射率Nd 阿贝常数Vd 有效口径D
Object Infinity 150 - - 46
S1 Infinity -150 Mirror - 110
S2 Infinity 65 Mirror - 150
S3 1137 40 1.5168 64.23 114
S4 -154 15 1.6727 32.18 120
S5 -267 140 - - 120
S6 Infinity -300 Mirror - 160
S7 Infinity 850 Mirror - 160
S8 Infinity -3000 - - 160
IMA Infinity - - - 210
下表为本发明的第一优选实施例的第一变形实施方式所述的平视显示器的第二重结构的参数，与上表中第一重结构不同点在于，所述透镜群组中的所述第一透镜21b和所述第二透镜22b的整体位置移动，使得所述投影距离L2发生变化。
根据上述数据，计算后易得出，所述出瞳直径D2为145mm～160mm，所述出瞳距离L2’为850mm。
其中，所述投影虚像31b的高度调节范围为±6°，驾驶者到所述投影虚像31b之间的距离L2为3m-5.987m，所述平视显示器的放大倍率β2为4.5×～10.4×。
因此，综上所述，本发明的第一优选实施例的第一变形实施方式所述的平视显示器通过采用所述前反射镜群组(包括所述第一反射镜11b和所述第二反射镜12b)、所述透镜群组(包括所述第一透镜21b和所述第二透镜22b的双胶合透镜)和所述后反射镜13b的结构，实现了高变倍比、大出瞳直径、大出瞳距离等效果，并且所成的所述虚像31b的角度可以调节，因此特别适用于提高驾驶安全性的汽车和飞机的HUD系统。
图5和图6为本发明所述的平视显示器的第一优选实施例的第二变形实施方式，需要强调的是，本发明的第一优选实施例的第二变形实施方式与上述优选实施方式的区别在于，在本优选实施例中，所述透镜群组为塑料透镜，且为双胶合透镜。使用塑料透镜能够降低所述平视显示器的成本，并且减小整个系统的重量，以及提高所述平视显示器在震动环境下的解像稳定性。
具体而言，如图5和图6所示，在本发明所述的第一优选实施例的第二变形实施方式中，所述平视显示器包括一前反射镜群组、一透镜群组以及一后反射镜。且本发明的第一优选实施例的第二变形实施方式所述的平视显示器安装于车子的前挡风玻璃41c下方，以使人眼能在出瞳51c处观察到所述前挡风玻璃41c前面的虚像31c。
其中所述前反射镜群组包括一第一反射镜11c和一第二反射镜12c，所述第一反射镜11c和第二反射镜12c均为平面反射镜，所述透镜群组包括一第一透镜21c和一第二透镜22c，所述后反射镜为13c。
需要强调的是，在本优选实施例中，所述透镜群组中的所述第一透镜21c和第二透镜22c可整体沿轴向移动，从而使本发明所述的平视显示器实现变倍投影功能，驾驶者通过调节所述透镜群组的位置，从而调节投影像的距离，并且所投影的像为虚像31c，经前挡风玻璃41c反射，被驾驶者在出瞳51c处所接收，所述平视显示器满足以下公式：
1.5m≤L3≤10m；2×≤β3≤15×
其中L3为驾驶者到所述投影虚像31c之间的距离，β3为本发明所述的平视显示器的放大倍率。
由此公式可知，所述平视显示器在增大投影距离L3的同时，所述放大倍率β3也随之增大，从而使驾驶者能清晰地观察到较远投影距离的像。
此外，在本优选实施例中，所述后反射镜13c的角度α的调节范围为±7°，通过对所述后反射镜13c的角度调节，可以改变所述投影虚像31c的高度，从而使不同身高的驾驶者能够根据自身状况自主调节所述投影虚像31c的高度，并且可以增大驾驶者的可视范围。
在本优选实施例中，所述第一透镜21c的第一表面为非球面，从而增大所述平视显示器的通光孔径，继而增大驾驶者的可视范围，并且改善大口径像差，因此能够有效提高所述平视显示器的投影解像力。
所述第一透镜21c具有正光焦度，所述第二透镜22c具有负光焦度，所述第一透镜21c用于相对整个所述透镜群组进行光焦度的合理分配，使光线经过整个所述透镜群组后再平稳地过渡到所述后反射镜13c，从而实现本发明所述的平视显示器的大出瞳直径性能。
在本实施例中，所述平视显示器的出瞳距离L3’和出瞳直径D3满足以下公式：
700mm≤L3’≤900mm；Φ120mm≤D3≤Φ170mm
其中所述出瞳距离L3’为驾驶者到所述挡风玻璃41c的反射点的距离，所述出瞳直径D3为驾驶者的可视范围直径。
下表为本发明所述的平视显示器的第一优选实施例的第二变形实施方式中的第一重结构的参数。需要说明的是，object表示所述物面14c，所述第一反射镜11c为S1，所述第二反射镜12c为S2，所述第一透镜21c的两面分别为S3和S4，所述第二透镜22c的两面分别为S5和S6，所述后反射镜13c为S7，所述挡风玻璃41c为S8，所述出瞳处51c为S9，IMA表示所述虚像31c。
其中，S3为旋转对称非球面，
其中，其中，h为各非球面定点垂直面对应的高度，z表示以中心光轴为起点的坐标轴上每个h对应的值，k是Conic系数，c表示非球面的镜片曲率，A4、A6、A8表示非球面系数
按上述公式计算的非球面系数如下表：
非球面项 非球面系数
K -5.322
A4 -3.936E-9
A6 7.067E-13
A8 -9.576E-17
下表为本发明第一优选实施例的第二变形实施方式所述的平视显示器的第二重结构的参数，与第一重结构不同点在于，所述第一透镜21c和所述第二透镜22c的位置发生整体移动，从而使得投影距离L3发生变化。
面序号 曲率半径r 中心厚度d 折射率Nd 阿贝常数Vd 有效口径D
Object Infinity 155 - - 46
S1 Infinity -135 Mirror - 110
S2 Infinity 139.2 Mirror - 150
S3 1264 38 1.5119 56.28 114
S4 -172.7 12 1.6355 23.78 120
S5 -277 75.7 - - 120
S6 Infinity -300 Mirror - 160
S7 Infinity 880 Mirror - 160
S8 Infinity -5942 - - 160
IMA Infinity - - - 480
其中，S3为旋转对称非球面，
其中，h为各非球面定点垂直面对应的高度，z表示以中心光轴为起点的坐标轴上每个h对应的值，k是Conic系数，c表示非球面的镜片曲率，A4、A6、A8表示非球面系数
按上述公式计算的非球面系数如下表：
非球面项 非球面系数
K -5.322
A4 -3.936E-9
A6 7.067E-13
A8 -9.576E-17
由上述数据可以计算得出，所述出瞳直径D3为134mm～148mm，所述出瞳距离L3’为880mm。
其中，所述投影虚像31c的高度调节范围为±7°，驾驶者到所述投影虚像31c之间的距离为3m-5.942m，本发明所述的平视显示器的放大倍率β3为4.4×～10.2×。
上述表格中提供的参数为本发明所述的平视显示器的第一优选实施例的第二变形实施方式的两组优选的参数，采用该参数的平视显示器，能够得到较佳的光学性能。
综上所述，在本发明所述的平视显示器的第一优选实施例的第二变形实施方式中，通过采用所述前反射群组(包括所述第一反射镜11c和所述第二反射镜12c)、所述透镜群组(包括所述第一透镜21c和所述第二透镜22c的双胶合透镜和所述后反射镜13c(为平面反射镜)的结构，实现高变倍比、大出瞳直径、大出瞳距离等效果，并且所称虚像31c的角度可以调节，因此特别适用于提高驾驶安全型的汽车和飞机HUD系统。
如图7和图8所示，为本发明所述的平视显示器的第一优选实施例的第三变形实施方式的结构示意图。需要说明的是，该第一优选实施例的第三变形实施方式与上述优选实施方式的区别在于，本优选实施例中的透镜群组为三片式分离透镜，所述三片式分离透镜能够极大地提高本发明所述的平视显示器的解像力，从而保证所述投影虚像31d的清晰度。
具体而言，在本发明的第一优选实施例的第三变形实施方式中，所述平视显示器包括一前反射群组、一透镜群组以及一后反射镜，所述平视显示器安装于车子的前挡风玻璃41d下方，人眼能在出瞳51d处观察到所述挡风玻璃41d前面的虚像31d。
更具体而言，如图7和图8所示，所述前反射群组包括一第一反射镜11d和一第二反射镜12d，所述第一反射镜11d和所述第二反射镜12d都为平面反射镜。所述透镜群组包括一第一透镜21d、一第二透镜22d和一第三透镜23d。所述后反射镜13d为平面反射镜。
其中，所述透镜群组中的所述第一透镜21d、第二透镜22d和第三透镜23d能够整体沿轴向移动，从而实现本发明所述的平视显示器的变倍投影功能，驾驶者通过调节所述透镜群组的位置，从而调节所述投影像的距离，并且所投影的像为虚像31d，经所述前挡风玻璃41d的反射，被驾驶者在出瞳51d处所接收，所述平视显示器满足以下公式：
1.5m≤L4≤10m；2×≤β4≤15×
其中L4为驾驶者到所述投影虚像31d之间的距离，β4为本发明所述的平视显示器的放大倍率。因此，所述平视显示器在增大投影距离L4的同时，放大倍率β4也随之增大，从而使得驾驶者能够清晰地观察到较远投影距离的成像。
在本优选实施例中，所述后反射镜13d的角度调节范围为±6.5°，通过对后反射镜13d的调节，可以改变所述投影虚像31d的高度，从而使不同身高的驾驶者能够根据自身状况自主调节投影像的高度，并且可以增大驾驶者的可视范围。
在本优选实施例中，所述透镜群组中的所述第一透镜21d、第二透镜22d及第三透镜23d为玻璃透镜，其中所述第一透镜21d具有正光焦度，所述第二透镜22d具有负光焦度，所述第三透镜23d具有正光焦度。通过光焦度的合理分配，使光线经过所述透镜群组后平稳地过渡到所述后反射镜13d，从而实现本发明所述的平视显示器的大出瞳直径性能。
在本优选实施例中，所述平视显示器的出瞳距离L4’和出瞳直径D4满足以下公式：
700mm≤L4’≤900mm；Φ120mm≤D4≤Φ170mm
其中所述出瞳距离L4’为驾驶者到所述挡风玻璃41d的反射点之间的距离，所述出瞳直径D4为驾驶者的可视范围直径。
下表为本发明所述的平视显示器的第一优选实施例的第三变形实施方式中的第一重结构的参数。需要说明的是，object表示所述物面14d，所述第一反射镜11d为S1，所述第二反射镜12d为S2，所述第一透镜21d的两面分别为S3和S4，所述第二透镜22d的两面分别为S5和S6，所述第三透镜23d的两面为S7和S8，所述后反射镜13d为S9，所述挡风玻璃41d为S10，所述出瞳处51d为S11，IMA表示所述虚像31d。
面序号 曲率半径r 中心厚度d 折射率Nd 阿贝常数Vd 有效口径D
Object Infinity 100 - - 46
S1 Infinity -100 Mirror - 120
S2 Infinity 120 Mirror - 150
S3 132 40 1.6204 60.32 160
S4 Infinity 29 - - 160
S5 -352 40 1.6204 36.37 125
S6 112 78 - - 125
S7 321 40 1.6204 60.32 170
S8 -445 140 - - 140
S9 Infinity -200 Mirror - 180
S10 Infinity 820 Mirror - 180
S11 Infinity -3250 - - 160
IMA Infinity - - - 210
下表为本发明所述的平视显示器的第一优选实施例的第三变形实施方式中的第二种结构的参数，与上述第一重结构不同点在于，所述透镜群组中的所述第一透镜21d、第二透镜22d及所述第三透镜23d进行了整体的位置移动，从而使得投影距离L4发生了变化。
面序号 曲率半径r 中心厚度d 折射率Nd 阿贝常数Vd 有效口径D
Object Infinity 100 - - 46
S1 Infinity -100 Mirror - 120
S2 Infinity 180 Mirror - 150
S3 132 40 1.6204 60.32 160
S4 Infinity 29 - - 160
S5 -352 40 1.6204 36.37 125
S6 112 78 - - 125
S7 321 40 1.6204 60.32 170
S8 -445 80 - - 140
S9 Infinity -200 Mirror - 180
S10 Infinity 820 Mirror - 180
S11 Infinity -6250 - - 160
IMA Infinity - - - 720
根据上述数据计算后得出，所述出瞳直径D4为140mm～170mm，所述出瞳距离L4’为820mm。
其中，所述投影虚像31d的高度调节范围为±6.5°，驾驶者到投影虚像31d之间的距离L4为3.25m-6.25m，平视显示器的放大倍率为4.7×～10.2×。
上述两组参数为本发明所述的平视显示器的第一优选实施例的第三变形实施方式中的两组优选参数，采用该参数的平视显示器能够得到较佳的光学性能，但本发明的具体实施方式并不以此为限。
综上所述，在本发明的第一优选实施例的第三变形实施方式中，通过采用所述前反射群组(包括所述第一反射镜11d和所述第二反射镜12d)、所述透镜群组(包括所述第一透镜21d、所述第二透镜22d以及所述第三透镜23d)以及所述后反射镜13d(为平面反射镜)的结构，使所述平视显示器实现高变倍比、大出瞳直径以及大出瞳距离的效果，并且所成虚像31d的角度可以调节，因此特别适用于提高驾驶安全性的骑车和飞机的HUD系统。
如图9和图10所示，为本发明所述的平视显示器的第一优选实施例的第四变形实施方式的结构示意图。该优选实施例与上述优选实施方式的区别在于，本实施例中的透镜群组为一片式菲涅尔透镜。
详细而言，本发明所述的平视显示器包括一前反射镜群组、一透镜群组以及一后反射镜，所述平视显示器安装于设备的前挡风玻璃41e的下方，使人眼能在出瞳51e处观察到所述挡风玻璃41e前面的虚像31e。
具体地，所述前反射镜群组包括一第一反射镜11e和一第二反射镜12e，所述第一反射镜11e和所述第二反射镜12e均为平面反射镜，所述透镜群组包括一第一透镜21e，所述后反射镜13e为平面反射镜。
在本优选实施例中，所述透镜群组(即所述第一透镜21e)能够整体沿轴向移动，从而实现所述平视显示器的变倍投影功能，驾驶者通过调节所述透镜群组的位置，从而调节所述投影像的距离，并且所投影的像为虚像31e，经所述前挡风玻璃41e的反射，被人眼在出瞳51e处所接收，所述平视显示器满足以下公式：
1.5m≤L5≤10m；2×≤β5≤15×
其中L5为驾驶者到投影虚像的距离，β5为平视显示器的放大倍率。
所述平视显示器在增大所述投影距离L5的同时，所述放大倍率β5也随之增大，从而使得驾驶者能够清晰地观察较远投影距离的像。
在本实施例中，所述后反射镜13e的角度调节范围为±6°，通过对所述后反射镜13e的角度调节，可以改变所述投影虚像31e的高度，使得不同身高的驾驶者可以根据自身的状况自主调节投影像的高度，并且可以增大驾驶者的可视范围。
在本实施例中，所述透镜群组为分离透镜，包括所述第一透镜21e，所述第一透镜21e为塑料透镜，并且至少有一个透镜表面为非球面。
更优选地，在本实施例中，所述第一透镜21e为菲涅尔透镜，如图9所示，将所述第一透镜21e的其中一面进行菲涅尔处理，不但可以消除单透镜引起的色差，同时有效减小所述第一透镜21e厚度，降低所述平视显示器的重量，并且节约成本。
在本实施例中，所述平视显示器的出瞳距离L5’和所述出瞳直径D5满足以下公式：
700mm≤L5’≤900mm；Φ120mm≤D5≤Φ170mm
其中出瞳距离L5’为驾驶者到所述挡风玻璃41e的反射点的距离，所述出瞳直径D5为驾驶者可视范围直径。
下表为本实施例所述平视显示器的第一重结构的参数，需要说明的是，Object表示物面14e，第一反射镜11e为S1，第二反射镜12e为S2，第一透镜21e的两面为S3、S4，后反射镜为S5，挡风玻璃41e为S6，出瞳51e为S7，IMA表示虚像面31e。
面序号 曲率半径r 中心厚度d 折射率Nd 阿贝常数Vd 有效口径D
Object Infinity 155 - - 46
S1 Infinity -150 Mirror - 110
S2 Infinity 85 Mirror - 150
S3 -756 10 1.5342 55.31 120
S4 -202 142 - - 120
S5 Infinity -300 Mirror - 160
S6 Infinity 750 Mirror - 160
S7 Infinity -3000 - - 160
IMA Infinity - - - 210
其中，S4为旋转对称非球面，
其中，h为各非球面定点垂直面对应的高度，z表示以中心光轴为起点的坐标轴上每个h对应的值，k是Conic系数，c表示非球面的镜片曲率，A4、A6、A8表示非球面系数
按上述公式计算的非球面系数如下表：
下表为优选实施例所述的平视显示器的第二重结构的参数，与第一重结构不同点在于，所述透镜群组中的所述第一透镜21e的位置移动，使得所述投影距离L5发生变化。
面序号 曲率半径r 中心厚度d 折射率Nd 阿贝常数Vd 有效口径D
Object Infinity 155 - - 46
S1 Infinity -150 Mirror - 110
S2 Infinity 150 Mirror - 150
S3 -756 10 1.5342 55.31 120
S4 -202 77 - - 120
S5 Infinity -300 Mirror - 160
S6 Infinity 750 Mirror - 160
S7 Infinity -6100 - - 160
IMA Infinity - - - 210
其中，S4为旋转对称非球面，
其中，h为各非球面定点垂直面对应的高度，z表示以中心光轴为起点的坐标轴上每个h对应的值，k是Conic系数，c表示非球面的镜片曲率，A4、A6、A8表示非球面系数
按上述公式计算的非球面系数如下表：
非球面项 非球面系数
K 1.7748
A4 -7.483E-9
A6 1.598E-11
A8 -2.321E-15
根据上述数据，计算后易得：所述出瞳直径D5为150mm～170mm，所述出瞳距离L5’为750mm。
其中，所述投影虚像31e的高度调节范围为±5.5°，驾驶者到所述投影虚像31e的距离L5为3.0m-6.1m，平视显示器的放大倍率β5为4.5×～10.5×。
上述两组参数为该平视显示器的第一优选实施例的第四变形实施方式的两组优选参数，采用该参数的平视显示器，能够达到较佳的光学性能，但本发明的具体实施方式并不以此为限。
综上所述，在本发明所述的平视显示器的第一优选实施例的第四变形实施方式中，通过采用前所述反射镜群组(包括所述第一反射镜11e和所述第二反射镜12e且均为平面反射镜)、所述透镜群组(所述第一透镜21e，且为菲涅尔透镜)以及所述后反射镜13e(为平面反射镜)的结构，实现所述平视显示器的高变倍比、大出瞳直径、大出瞳距离的效果，因此特别适用于提高驾驶安全性的汽车和飞机的平视显示系统。
如图11和图12所示，为本发明所述的平视显示器的第二优选实施例，所述平视显示器包括一反射镜群组和一透镜群组，与上述第一优选实施例的区别在于，所述待显示图像14f能够通过所述反射镜群组和所述透镜群组直接将所述待显示图像14f放大并显示于一前挡风玻璃的前方。
具体而言，在该第二优选实施例中，所述反射镜群组包括一第一反射镜11f和一第二反射镜12f，所述第一反射镜11f和所述第二反射镜12f均为平面镜，用于实现光路的转向，其中所述第二反射镜12f的角度可以调节，从而控制所述待显示物体的投影虚像的上下位置，根据上述第一实施例及其优选实施方式的计算方法，所述第二反射镜12f的调节角度为α，且|α|≥6°，优选地，α＝±6°。
所述透镜群组包括一第一透镜21f和一第二透镜22f，所述第一透镜21f和所述第二透镜22f为两片玻璃镜片，且所述透镜群组可整体沿轴向移动，从而实现变倍投影功能，驾驶者通过调节所述透镜群组的位置，从而调节投影像的距离，并且所述投影的像为虚像31f，经前挡风玻璃41f反射，被驾驶者在出瞳51f处所接受。
根据上述第一实施例及其优选实施方式的计算方法，在本优选实施例中，驾驶者到投影虚像之间的距离L6为2-10m，在本实施例中被优选为3m，且所述平视显示器的放大倍率β6的范围为4×-15×，在本实施例中被优选为β6＝5×。
值得强调的是，在本发明的该第二优选实施例中，所述平视显示器中的反射镜群组由于只包括两个平面镜(即所述第一反射镜11f和所述第二反射镜12f)，因此所述平视显示器的体积相对较小，能够实现降低生产成本的目的。
如图13和图14所示，为本发明所述的平视显示器的第三优选实施例，所述平视显示器包括一反射镜群组，与上述第二优选实施例的区别在于，所述待显示图像14g是通过所述反射镜群组放大并显示于一前挡风玻璃的前方。
具体而言，在该第三优选实施例中，所述反射镜群组包括一第一反射镜11g和一第二反射镜12g，用于实现光路的转向，其中所述第一反射镜11g为平面镜，所述第二反射镜12g为曲面镜，用于实现投影虚像的放大和缩小，其中所述第二反射镜12g的角度可以调节，从而控制所述待显示物体的投影虚像的上下位置，根据上述第一实施例及其优选实施方式的计算方法，所述第二反射镜12g的调节角度为α，且|α|≥5°，优选地，α＝±5°。
根据上述第一实施例及其优选实施方式的计算方法，在本优选实施例中，驾驶者到投影虚像之间的距离L7为1-10m，在本实施例中被优选为2.6m，且所述平视显示器的放大倍率β7的范围为2×-16×，在本实施例中被优选为β7＝5×-15×。
值得强调的是，在本发明的该第三优选实施例中，所述平视显示器中的反射镜群组由于只包括两个反射镜(即所述第一反射镜11g和所述第二反射镜12g)，且不包括透镜群组，因此所述平视显示器相对上述第二优选实施例中的平时显示器而言，体积更小，能够进一步控制生产成本。
如图15和图16所示，为本发明所述的平视显示器的第四优选实施例的结构示意图，如图所示，所述平视显示器包括一曲面镜11h，所述待显示图像14h可以通过所述曲面镜11h进行直接成像。
具体而言，所述曲面镜11h为非球面的自由曲面，另外，所述曲面镜11h可以被折叠，换句话说，所述曲面镜11h的角度α相对于所述待显示图像14h而言能够被调节，且|α|≥5°，优选地，α＝±5°。
也就是说，所述待显示图像14h直接通过所述曲面镜11h进行成像，由于所述曲面镜11h的角度α能够相对于所述待显示物体14h进行调节，因此能够控制所述待显示图像14h所形成的所述投影虚像的上下位置，以及由于所述曲面镜11h与所述待显示物体之间包括一个或多个平面镜，从而实现光路的转向，并最终控制所述曲面镜11h的放大倍率β8，且所述曲面镜的放大倍率β8＝2-15倍，优选地，所述曲面镜的放大倍率β8＝5倍。
此外，由于所述曲面镜11h能够被固定设置于某一点，比如汽车的挡风玻璃与仪表盘上方之间的空间等，但本发明的具体实施方式并不以此为限，只要能保证驾驶者能够平视成像于所述曲面镜上投影虚像即可。
另外，在本发明的该优选实施例中，驾驶者到投影虚像之间的距离L8取决于所述曲面镜11h的安装位置。换句话说，驾驶者可以根据实际情况通过改变所述曲面镜11h的安装位置调节其到投影虚像31h之间的距离。具体地，L8的范围为1m-10m，在本实施例中被优选为L8＝3m。
作为本实施例的进一步优选，所述曲面镜11h与所述待显示图像14h之间可以设置多个平面镜来进行光路的转向和/或折射，从而提高所述平视显示器的投影效果。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (31)

1.一平视显示器，其特征在于，所述平视显示器包括至少一反射镜，其中所述反射镜能够反射成像光至一光接收面并使所述成像光被所述光接收面反射，以使使用者能够感知被所述光接收面反射的成像光以及所述成像光通过所述光接收面形成的一虚像。
2.根据权利要求1所述的平视显示器，其特征在于，所述虚像的上下位置能够调节。
3.根据权利要求1所述的平视显示器，其中所述平视显示器包括一第一反射镜和一第二反射镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜的设置能够实现光路转换，所述成像光依次通过所述第一反射镜和所述第二反射镜形成所述虚像。
4.根据权利要求3所述的平视显示器，其中所述第一反射镜和第二反射镜之间包括一个或多个平面镜，从而实现光路的转向。
5.根据权利要求3所述的平视显示器，其中所述第一反射镜为平面镜，所述第二反射镜为曲面镜，从而使得所述虚像的投影放大倍率以及所述虚像的投影距离的改变能够通过改变所述平面镜和所述曲面镜的位置关系而被实现。
6.根据权利要求3或4所述的平视显示器，其中所述第二反射镜的角度能够调节，从而控制所述虚像的上下位置。
7.根据权利要求5或6所述的平视显示器，其中所述虚像的投影距离为1m-10m，所述虚像的投影放大倍率为2-16倍。
8.根据权利要求6所述的平视显示器，其中所述第二反射镜的角度调节范围为±5°。
9.根据权利要求3所述的平视显示器，其中所述虚像的投影放大倍率以及所述虚像的投影距离的改变能够通过沿出射光路方向移动所述成像光而被实现。
10.根据权利要求1所述的平视显示器，其中所述反射镜为一曲面镜，所述曲面镜的曲面为自由曲面且能够被旋转。
11.根据权利要求10所述的平视显示器，其中所述曲面镜的角度能够调节，从而控制所述虚像的上下位置。
12.根据权利要求11所述的平视显示器，其中所述曲面镜与所述成像光之间包括一个或多个平面镜，从而实现光路的转向。
13.根据权利要求12所述的平时显示器，其中所述虚像的投影距离为1m-10m，所述虚像的投影放大倍率为2-15倍。
14.根据权利要求13所述的平视显示器，其中所述曲面镜的角度调节范围为±5°。
15.根据权利要求10所述的平视显示器，其中虚像的投影放大倍率以及所述虚像的投影距离的改变能够通过沿出射光路方向移动所述成像光而被实现。
16.一平视显示器的投射方法，其特征在于，包括以下步骤：
设置至少一反射镜；
设置一成像光，其中所述反射镜能够反射所述成像光至一光接收面并使所述成像光被所述光接收面反射；
所述成像光通过所述光接收面形成一虚像并能够被使用者感知。
17.根据权利要求16所述的平视显示器的投射方法，其中所述虚像的上下位置能够调节。
18.根据权利要求17所述的平视显示器的投射方法，其中所述平视显示器包括一反射镜群组和一透镜群组，所述反射镜群组中设置至少一反射镜，所述透镜群组中设置至少一透镜，所述成像光通过所述反射镜与所述透镜形成所述虚像。
19.根据权利要求18所述的平视显示器的投射方法，其中所述虚像是通过所述反射镜反射后形成。
20.根据权利要求19所述的平视显示器的投射方法，其中所述反射镜群组被设置为包括一第一反射镜、一第二反射镜和一第三反射镜，所述第一反射镜所述第二反射镜能够实现光路转向，所述透镜群组被设置为包括一第一透镜和一第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜能够整体沿轴向移动，从而改变所述虚像的投影放大倍率以及所述虚像的投影距离，所述第三反射镜的角度能够被调节，从而调整所述虚像的投影上下位置。
21.根据权利要求19所述的平视显示器的投射方法，其中所述反射镜群组被设置为包括一第一反射镜、一第二反射镜和一第三反射镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜能够实现光路转向，所述透镜群组被设置为包括一菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜被设置于所述第二反射镜和所述第三反射镜之间，且所述菲涅尔透镜能够整体沿轴向移动，从而改变所述虚像的投影放大倍率以及所述虚像的投影距离，所述第三反射镜的角度能够调节，从而调整所述虚像的投影上下位置。
22.根据权利要求18所述的平视显示器的投射方法，其中所述虚像是通过所述透镜直接形成。
23.根据权利要求22所述的平视显示器的投射方法，其中所述反射镜群组被设置为包括一第一反射镜和一第二反射镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜的设置能够实现光路转向，所述透镜群组被设置为包括一第一透镜和一第二透镜，所述成像光依次通过所述反射镜群组和所述透镜群组形成所述虚像。
24.根据权利要求23所述的平视显示器的投射方法，其中所述第一反射镜和所述第二反射镜被设置为平面反射镜，所述第一透镜和所述第二透镜被设置为玻璃透镜。
25.根据权利要求24所述的平视显示器的投射方法，其中所述第一透镜和所述第二透镜能够整体沿轴向进行移动，从而改变所述虚像的投影放大倍率以及所述虚像的投影距离，所述第二反射镜的角度能够调节，从而改变所述虚像的上下位置。
26.根据权利要求16所述的平视显示器的投射方法，其中所述反射镜被设置为包括一第一反射镜和一第二反射镜，且能够通过所述第一反射镜和所述第二反射镜实现光路转向，所述成像光依次通过所述第一反射镜和所述第二反射镜形成所述虚像。
27.根据权利要求26所述的平视显示器的投射方法，其中所述第一反射镜被设置为一平面镜，所述第二反射镜被设置为一曲面镜，根据所述平面镜和所述曲面镜设置所述虚像的投影放大倍率以及所述虚像的投影距离。
28.根据权利要求26或27所述的平视显示器的投射方法，其中所述第二反射镜的角度能够被调节，从而控制所述虚像的上下位置。
29.根据权利要求16所述的平视显示器的投射方法，其中所述反射镜被设置为一曲面镜，所述曲面镜的曲面为自由曲面且能够被旋转。
30.根据权利要求29所述的平视显示器的投射方法，其中所述曲面镜的角度能够被调节，从而控制所述虚像的上下位置。
31.根据权利要求30所述的平视显示器的投射方法，其中所述曲面镜与所述成像光之间包括一个或多个平面镜，从而实现光路的转向。
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