CN108957747A - 一种大fov的hud光路系统 - Google Patents

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CN108957747A CN201810687653.XA CN201810687653A CN108957747A CN 108957747 A CN108957747 A CN 108957747A CN 201810687653 A CN201810687653 A CN 201810687653A CN 108957747 A CN108957747 A CN 108957747A
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龚敬剑
马红虎
王波
朱妙贤
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    • G02B27/01—Head-up displays
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    • G02B2027/011—Head-up displays characterised by optical features comprising device for correcting geometrical aberrations, distortion

Abstract

本发明涉及HUD技术领域，具体公开了一种大FOV的HUD光路系统，设有显示模块和图像调节模块，所述图像调节模块设有第一镜和第二镜，所述显示模块发出的光经过所述第一镜的调节作用到达所述第二镜，所述显示模块设于所述第二镜的侧边，所述第一镜和所述第二镜的角度调整标准为使得所述显示模块的光路往一侧布置。本发明提供的一种大FOV的HUD光路系统，在有限的汽车空间内将显示模块侧向设置，达到避让汽车重要零件并避免与其发生干涉。同时，采用本发明，能够实现光学参数FOV>7.2°，投影距离>2.4米，让投影虚像的尺寸更大，可显示的内容更多，极大地提高驾驶体验。

Description

一种大FOV的HUD光路系统
技术领域
本发明涉及HUD技术领域，尤其涉及一种大FOV的HUD光路系统。
背景技术
目前主流的HUD(抬头显示器)光路布置一般分为竖向、横向两种，且FOV都在6°以内。横向光路布置有利于减小汽车内Z方向的所需的布置空间。但是在大FOV(视场)的情况下，横向光路布置容易与反射镜片干涉，所以目前大视场的HUD(包括AR-HUD，即增强现实HUD)几乎都采取竖直方向光路布置。
目前市面上小FOV的HUD一般用来显示导航信息、警示信息等，但是如果需要添加一些额外的显示信息，例如天气、气温、来电显示等信息，显示区域就会显得不够用，即使显示相同的内容，大FOV的HUD也能把信息显示得更大，使驾驶员观看感更加舒适，给用户更好的体验，所以车厂对大FOV的HUD需求越来越多。从光路结构方面考虑，采用竖向光路布置的HUD在汽车内Z方向的空间较大，显示模块大部分都是采用居中布置，汽车内的零件CCB(汽车仪表盘骨架)的位置恰好也是布置在HUD下方的中间位置，在汽车空间狭小的情况，HUD突出来的显示模块易与CCB产生干涉。
发明内容
本发明提供一种大FOV的HUD光路系统，有效解决由于FOV小导致无法显示更多信息或者显示信息不够大的问题，观看体验不佳；以及，在光路结构方面，目前主流采用的显示模块居中布置的方式，存在HUD与汽车仪表盘骨架干涉的问题，不利于HUD在汽车内的安装和结构布置。
为解决以上技术问题，本发明提供一种大FOV的HUD光路系统，设有显示模块和图像调节模块，所述图像调节模块设有第一镜和第二镜，所述显示模块发出的光经过所述第一镜的调节作用到达所述第二镜，所述显示模块设于所述第二镜的侧边，所述第一镜和所述第二镜的角度调整标准为使得所述显示模块的光路往一侧布置。
具体地，本发明所述的一种大FOV的HUD光路系统，还包括汽车挡风玻璃，所述第二镜调节后的所述显示模块发出的光到达所述汽车挡风玻璃而成像。
优选地，所述第一镜为平面镜，用以折转光路。
另一优选的，所述第一镜为曲面镜，用以矫正像差、放大或缩小图像。
优选地，所述第二镜为自由曲面镜，用以矫正像差以及控制HUD的FOV达到7.2°以上。
优选地，所述显示模块为TFT显示模块、DP L显示模块或激光显示模块。
优选地，所述显示模块设于所述第二镜的左侧或右侧。
本发明提供的一种大FOV的HUD光路系统，在有限的汽车空间内将显示模块侧向设置，达到避让汽车重要零件并避免与其发生干涉。同时，采用本发明，能够实现光学参数FOV>7.2°，投影距离>2.4米，让投影虚像的尺寸更大，可显示的内容更多，极大地提高驾驶体验。
附图说明
图1是本发明实施例提供的现有HUD与CCB的位置关系图；
图2是本发明实施例提供的一种大FOV的HUD光路系统的模块结构图；
图3是本发明提供的图2实施例的显示效果图。
具体实施方式
下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。
参见图1，是本发明实施例提供的现有HUD与CCB的位置关系图。为了避让汽车的CCB数据，HUD的中间部分需要挖空，而挖空部分一般用来布置显示模块，所以需要对光路作出调整。
为了避让CCB，刻意调整了HUD内的光学结构中原本布置在图像调节模块下方中间的显示模块位置，改变镜片角度(x、y、z方向)，使显示模块的光路往一侧布置。
具体地参见图3，是本发明的的实例提供的一种大FOV的HUD光路系统模块系统图，设有显示模块11和图像调节模块12，图像调节模块含有第一镜121和第二镜122，所述显示模块11发出的光经过所述第一镜121的调节作用到达所述第二镜122，为了满足FOV>7.2°、投影距离>2.4米，显示模块11到所述第一镜121的距离、所述第二镜122与所述第一镜121之间的距离都有一定的要求，特别地，所述第二镜122采用自由曲面矫正像差尤为重要，综合上述条件，才能达到大FOV、投影距离远的效果。
更具体地，所述显示模块11设于所述第二镜122的侧边，所述第一镜121和所述第二镜122的角度调整标准为使得所述显示模块11的光路往一侧布置。优选地，所述显示模块11设于所述第二镜122的左侧或右侧，图2中设置的为右侧。
作为一个优选实施例，本发明实施例所述的一种大FOV的HUD光路系统1，还包括汽车挡风玻璃3，所述第二镜122调节后的所述显示模块11发出的光到达所述汽车挡风玻璃3而成像供人眼观测。
优选地，所述第一镜121为平面镜，用以折转光路。
另一优选的，所述第一镜121为曲面镜，用以矫正像差、放大或缩小图像。
优选地，所述第二镜122为自由曲面镜，用以矫正像差以及控制HUD的FOV达到7.2°以上。
优选地，所述显示模块11为TFT显示模块11、DP L显示模块11或激光显示模块11等。
参见图3，是本发明提供的图2实施例的显示效果图，其中103为人眼，101为投影虚像。在光学设计指标上，实现了水平FOV>7.2°、投影距离>2.4米。
本发明实施例提供的一种大FOV的HUD光路系统，在有限的汽车空间内将显示模块侧向设置，达到避让汽车重要零件并避免与其发生干涉。同时，采用本发明，能够实现光学参数FOV>7.2°，投影距离>2.4米，让投影虚像的尺寸更大，可显示的内容更多，极大地提高驾驶体验。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大FOV的HUD光路系统，其特征在于，设有显示模块和图像调节模块，所述图像调节模块设有第一镜和第二镜，所述显示模块发出的光经过所述第一镜的调节作用到达所述第二镜，所述显示模块设于所述第二镜的侧边，所述第一镜和所述第二镜的角度调整标准为使得所述显示模块的光路往一侧布置。
2.如权利要求1所述的一种大FOV的HUD光路系统，其特征在于，还包括汽车挡风玻璃，所述第二镜调节后的所述显示模块发出的光到达所述汽车挡风玻璃。
3.如权利要求2所述的一种大FOV的HUD光路系统，其特征在于：所述第一镜为平面镜，用以折转光路。
4.如权利要求2所述的一种大FOV的HUD光路系统，其特征在于：所述第一镜为曲面镜，用以矫正像差、放大或缩小图像。
5.如权利要求2所述的一种大FOV的HUD光路系统，其特征在于：所述第二镜为自由曲面镜，用以矫正像差以及控制HUD的FOV达到7.2°以上。
6.如权利要求1所述的一种大FOV的HUD光路系统，其特征在于：所述显示模块为TFT显示模块、DP L显示模块或激光显示模块。
7.如权利要求1所述的一种大FOV的HUD光路系统，其特征在于：所述显示模块设于所述第二镜的左侧或右侧。
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