CN207232519U - 一种用于高亮度小型显示屏投影成像的光学系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于高亮度小型显示屏投影成像的光学系统，包括：抬头显示屏(1)、阵列式LED背光系统(2)、反射镜(3、4)、虚拟眼(5)和虚拟影像(6)；所述阵列式LED背光系统(2)位于反射镜3和反射镜4之间；所述反射镜(3、4)、虚拟眼(5)及阵列式LED背光系统(2)处于抬头显示屏(1)的同一侧；所述虚拟影像(6)位于不同于反射镜即抬头显示屏(1)的另一侧。本实用新型成像视野大、成像清晰、无炫光，从而使观察到的图像更加均匀，舒适性更好，就算在高亮度环境下也能清晰分辨成像系统所显示的内容；且锥形光棒收集光线并对光强进行重新分布达到高亮度、均匀化的目的；以及镜片不易变形等。

Description

一种用于高亮度小型显示屏投影成像的光学系统

技术领域

本实用新型涉及投影成像技术领域，尤其涉及一种用于高亮度小型显示屏投影成像的光学系统。

背景技术

平视显示器(Head Up Display，HUD)也称抬头显示器，最早是运用在航空器上的飞行辅助仪器，随着技术的成熟，开始应用于汽车领域。抬头显示器使得驾驶员无需低头即可清晰看到放大的各种行车信息，以及导航路况引导等，从而提高行车安全性，且驾驶员透过外置显示屏所观测到的影像大约离驾驶员眼睛的距离2米远的位置。但是面对着广阔的市场前景，这类系统本身的问题仍有不少。尤其在光学成像方面，由于目前还没有统一的影像成像设计方法，大多数产品在光学设计上还理解的不够深入，存在视野小、成像不清晰、镜片边缘变形严重等问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种用于高亮度小型显示屏投影成像的光学系统。

本实用新型的目的通过以下的技术方案来实现：

一种用于高亮度小型显示屏投影成像的光学系统，包括：

抬头显示屏(1)、阵列式LED背光系统(2)、第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、虚拟眼(5)和虚拟影像(6)；

所述阵列式LED背光系统(2)位于反射镜3和反射镜4之间；

所述第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、虚拟眼(5)及阵列式LED 背光系统(2)处于抬头显示屏(1)的同一侧；

所述虚拟影像(6)位于不同于反射镜即抬头显示屏(1)的另一侧。

与现有技术相比，本实用新型的一个或多个实施例可以具有如下优点：

本实用新型成像视野大、成像清晰、无炫光，从而使观察到的图像更加均匀，舒适性更好，就算在高亮度环境下也能清晰分辨成像系统所显示的内容。且锥形光棒收集光线并对光强进行重新分布达到高亮度、均匀化的目的。以及镜片不易变形等。

附图说明

图1是用于高亮度小型显示屏投影成像的光学系统结构图；

图2是阵列式LED背光系统结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本实用新型实施方式作进一步详细的描述。

如图1所示，为用于高亮度小型显示屏投影成像的光学系统结构，包括：抬头显示屏1、阵列式LED背光系统2、第一反射镜3、第二反射镜4、虚拟眼5和虚拟影像6；

所述阵列式LED背光系统2位于第一反射镜3和第二反射镜4之间；

所述第一反射镜3、第二反射镜4、虚拟眼5及阵列式LED背光系统2 处于抬头显示屏1的同一侧；

所述虚拟影像6位于不同于反射镜即抬头显示屏1的另一侧。

上述抬头显示屏1接收由阵列式LED背光系统2发出的先经过第二反射镜4反射到第一反射镜3，然后再由第一反射镜3反射到抬头显示屏1的光线，虚拟眼接收由抬头显示屏1所反射的光线。

上述抬头显示屏1与虚拟影像6同一侧的镜片上覆盖有一层均匀薄膜，用于将阵列式LED背光系统2发出的光线反射到虚拟眼5。虚拟眼5中心与虚拟影像6中心的连线为视眼方向，且虚拟眼5透过抬头显示屏1看到虚拟影像6。

上述阵列式LED背光系统2包括LED光源7、锥形光棒8、菲涅尔镜9、TFT屏10以及扩散板11，LED光源7发出光线，经过锥形光棒8实现高亮度、高均匀性照明，菲涅尔镜9相当于去掉厚度的凸透镜，把锥形光棒发射出的光线进一步收敛，从而提高整个背光模组的光亮度水平，而扩散板11消除由LED光源和TFT屏所产生的炫光。

当阵列式LED背光系统2的光传感器探测到外界光亮度发生变化时，系统会根据软件算法调节LED驱动电路电流，从而使图像的亮度与环境的亮度相适应。当LED光源7发出的亮度与环境相适应并经过第一反射镜3和第二反射镜4将光线均匀化后的光线穿过全彩色TFT-LCD液晶显示器，显示信息经成像系统反射至虚拟眼5，虚拟眼5透过抬头显示屏1就能看到位于正前方清晰虚拟影像6。

反射镜片位于阵列式LED背光照明模块的焦点处，上述抬头显示屏与高高亮度小型显示屏的距离为160mm；虚拟图像距虚拟眼为1600mm-2400mm，所述虚拟眼与虚拟图像的距离为2000mm。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (4)

1.一种用于高亮度小型显示屏投影成像的光学系统，其特征在于，所述系统包括：抬头显示屏(1)、阵列式LED背光系统(2)、第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、虚拟眼(5)和虚拟影像(6)；

所述阵列式LED背光系统(2)位于第一反射镜(3)和第二反射镜(4)之间；

所述第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、虚拟眼(5)及阵列式LED背光系统(2)处于抬头显示屏(1)的同一侧；

所述虚拟影像(6)位于不同于反射镜即抬头显示屏(1)的另一侧。

2.如权利要求1所述的用于高亮度小型显示屏投影成像的光学系统，其特征在于，所述抬头显示屏(1)与虚拟影像(6)同一侧的镜片上覆盖有一层均匀薄膜。

3.如权利要求1所述的用于高亮度小型显示屏投影成像的光学系统，其特征在于，所述阵列式LED背光系统(2)包括LED光源(7)、锥形光棒(8)、菲涅尔镜(9)、TFT屏(10)以及扩散板(11)。

4.如权利要求1所述的用于高亮度小型显示屏投影成像的光学系统，其特征在于，

所述抬头显示屏与高亮度小型显示屏的距离为160mm；

所述虚拟眼与虚拟图像的距离为2000mm。