CN210573010U - 一种hud远近景显示光学系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种HUD远近景显示光学系统，属于汽车电子技术领域，包括像面一、像面二、第一反射镜和第二反射镜，像面一和像面二共用第一反射镜，像面一和像面二共用第二反射镜；第一反射镜、第二反射镜均具有两个或多个焦点；像面一位于第一反射镜、第二反射镜的至少一个焦点上，使得像面一的图像形成在风挡玻璃上的近景显示；像面二位于第一反射镜、第二反射镜的至少一个焦点上，使得像面二的图像形成在风挡玻璃上的远景显示。本实用新型HUD远近景显示光学系统，采用两个像面，一块第二反射镜，一块第一反射镜实现远近景虚像显示；通过像面一与像面二的位置及系统不同实现虚像距离的变化，提升了零件的共用性，降低光学零件成本，提高零件装配效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车电子技术领域，具体地说是一种HUD远近景显示光学系统，具体应用于汽车风挡式抬头显示器HUD(Head Up Display)。
背景技术
现阶段HUD已广泛应用于各类型汽车中，将各类行车信息显示在风挡玻璃区域，驾驶员在驾驶过程中可直接通过风挡玻璃范围内显示的汽车信息对现有驾驶环境进行判断，避免频繁低头观看仪表等信息带来的视觉疲劳及其他不安全因素。
目前AR HUD将增强显示与抬头显示相融合，进一步实现驾驶过程中的辅助驾驶功能，可实现车辆跟随、车距确认，车道线导航、车道偏离提醒等功能，增强驾驶环境反馈体验。现AR HUD由于其远距离投影特点，在城市道路行车过程中车距较近，适用性较差，该技术可实现两个位置的图像显示，近景显示可适用于城市道路驾驶时车距较近的环境中；远景显示可适用于高速道路驾驶环境中。
目前现有远近景AR HUD方案采用两块第一反射镜，第二反射镜共用，两个像面，分别区分远近景。此种技术方案中第一反射镜片、第二反射镜片为非连续镜片，容易带来成像串扰的问题。
现有技术中还有第一反射镜共用，第二反射镜为区分远近景，采用两块反射镜；因此由于第二反射镜为两块，光学零件成本增加，且两块第二反射镜的固定结构件设计难度较大，结构固定零件数量增加，装配效率低，成本增加。
实用新型内容
本实用新型的目的是:为了克服现有HUD技术中采用多块反射镜，固定结构件设计难度较大，结构固定零件数量增加，装配效率低，成本增加等不足，本实用新型提出一种HUD远近景显示光学系统，提升了零件的共用性，降低光学零件成本，提高零件装配效率。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种HUD远近景显示光学系统，包括像面一、像面二、第一反射镜和第二反射镜，所述像面一和所述像面二共用第一反射镜，所述像面一和所述像面二共用第二反射镜；
所述像面一提供近景显示所需的显示图像，所述像面二提供远景显示所需的显示图像；
所述第一反射镜具有两个或多个焦点，所述第二反射镜具有两个或多个焦点；
所述像面一位于所述第一反射镜、第二反射镜的至少一个焦点上，使得像面一的图像形成在汽车前风挡玻璃上的近景显示；
所述像面二位于所述第一反射镜、第二反射镜的至少一个焦点上，使得像面二的图像形成在汽车前风挡玻璃上的远景显示；
所述第一反射镜和所述第二反射镜构成一个整体光学系统，所述像面一和所述像面二平行或存在夹角。
作为优选地，所述像面一和所述像面二对应一个PGU图像生成模块进行输出图像。
作为优选地，所述像面一和所述像面二对应两个PGU图像生成模块分别输出图像。
作为优选地，所述PGU图像生成模块中的像源为DMD、TFT-LCD、LCOS或MEMS中的一种，像源显示的图像在PGU图像生成模块内将被投射到像面一、像面二或其他像面上。
作为优选地，所述像面一对应的PGU图像生成模块为DLP屏或者TFT屏。
作为优选地，所述像面二对应的PGU图像生成模块为DLP屏或者TFT屏。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型公开的一种HUD远近景显示光学系统，采用两个像面，一块第一反射镜，一块第二反射镜实现远近景虚像显示；主要通过像面一与像面二的位置及系统不同实现虚像距离的变化；
1、远近景显示均共用第一反射镜、第二反射镜构成的整体光学系统，结构紧凑，可采用一个PGU图像生成模块(单像源)输出两个图像或多个图像，整机紧凑型、体积、成本均较现有技术方案具备优势；
2、第一反射镜片、第二反射镜片各自均为光滑、连续光学表面，加工、成型、装配均较现有技术方案简单、容易，提升了零件的共用性，降低光学零件成本，提高零件装配效率；
3、光学镜片零件数量减少，结构简化，使得整体结构紧凑，可靠性高；
4、无现有技术方案中采用镜片拼接、或者多镜片结构带来的非连续光学元件的成像串扰等问题，提高整体可靠性。
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的实施例提供的一种HUD远近景显示光学系统整体原理示意图。
图中，1-眼盒 2-风挡玻璃 3-近景虚像 4-远景虚像 5-像面一 6-像面二 7-第一反射镜 8-第二反射镜。
具体实施方式
为了加深对本实用新型的理解，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型一种HUD远近景显示光学系统，包括像面一5、像面二6、第一反射镜7和第二反射镜8，像面一5和像面二6共用第一反射镜7，像面一5和像面二6共用第二反射镜8；
像面一5提供近景显示所需的显示图像，像面二6提供远景显示所需的显示图像；
第一反射镜7具有两个或多个焦点，第二反射镜8具有两个或多个焦点；
像面一5位于第一反射镜7、第二反射镜8的至少一个焦点上，使得像面一5的图像形成在汽车前风挡玻璃上的近景显示；
像面二6位于第一反射镜7、第二反射镜8的至少一个焦点上，使得像面二6的图像形成在汽车前风挡玻璃上的远景显示；
第一反射镜7和第二反射镜8构成一个整体光学系统，像面一5和像面二6平行或存在夹角。
本实施例中，像面一5和像面二6对应一个PGU图像生成模块进行输出图像，像面一5和像面二6由一个成像源提供，可以输出两个图像或多个图像；由于远近景显示均通过第一反射镜、第二反射镜，可使像面一与像面二平行，利于采用一个PGU图像生成模块输出两个图像。
本实施例中，像面一5和像面二6对应两个PGU图像生成模块分别输出图像。
本实施例中，PGU图像生成模块中的像源为DMD、TFT-LCD、LCOS或MEMS中的一种，像源显示的图像在PGU图像生成模块内将被投射到像面一、像面二或其他像面上，优选地，采用DMD。
本实施例中，像面一5对应的PGU图像生成模块为DLP屏或者TFT屏，优选地，TFT屏。
本实施例中，像面二6对应的PGU图像生成模块为DLP屏或者TFT屏，优选地，DLP屏。
本实用新型HUD远近景显示光学系统的具体工作原理是：
远景显示多用于高速行驶环境，通过对整车内部及外部信息识别获取，像面二提供远景显示所需的显示图像，依次通过第一反射镜放大及反射至第二反射镜、第二反射镜二次放大及反射至风挡玻璃、再经由风挡玻璃反射进入人眼，在远距离处形成远景虚像，虚像显示的UI信息与现实环境融合，实现车辆跟随、车距确认，车道线导航、车道偏离提醒等功能，增强驾驶环境反馈体验，达到AR HUD显示效果；
近景显示多用于城市行驶环境，通过对整车内部及外部信息获取，像面一提供近景显示所需的显示图像，依次通过第一反射镜放大及反射至第二反射镜、第二反射镜二次放大及反射至风挡玻璃、再经由风挡玻璃反射进入人眼，在近距离处形成近景虚像，可显示车速信息、导航信息、巡航信息等；远近景虚像可同时显示也可根据驾驶需求单一显示远景虚像或单一显示近景虚像。
综上所述，第一反射镜片、第二反射镜片均共用，且均为同一个镜片，面形连续，近景显示与远景显示光线使用的镜片位置有所不同，可以完全分离，也可以不完全分离，提供两个或多个可用的焦点区分远近景，用于不同距离的投影显示。
第一反射镜片、第二反射镜片均为连续光学表面，加工、装配均较容易，零件数量减少，结构紧凑，可靠性高，且有利于规避多镜片或非连续镜片带来的各种串扰问题。
HUD可以使驾驶者不低头就能看到车辆行驶过程中的重要信息，避免驾驶过程中的注意力中断及应急反应能力的丢失，可提升驾驶安全。远近景显示方案可配合不同的行车环境及投影需求进行适应性调整，使辅助驾驶进一步提升。
要说明的是，以上所述实施例是对本实用新型技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其他修改，只要没超出本实用新型技术方案的思路和范围，均应包含在本实用新型所要求的权利范围之内。
Claims (6)
1.一种HUD远近景显示光学系统，其特征在于：包括像面一、像面二、第一反射镜和第二反射镜，所述像面一和所述像面二共用第一反射镜，所述像面一和所述像面二共用第二反射镜；
所述像面一提供近景显示所需的显示图像，所述像面二提供远景显示所需的显示图像；
所述第一反射镜具有两个或多个焦点，所述第二反射镜具有两个或多个焦点；
所述像面一位于所述第一反射镜、第二反射镜的至少一个焦点上，使得像面一的图像形成在汽车前风挡玻璃上的近景显示；
所述像面二位于所述第一反射镜、第二反射镜的至少一个焦点上，使得像面二的图像形成在汽车前风挡玻璃上的远景显示；
所述第一反射镜和所述第二反射镜构成一个整体光学系统，所述像面一和所述像面二平行或存在夹角。
2.根据权利要求1所述的一种HUD远近景显示光学系统，其特征在于：所述像面一和所述像面二对应一个PGU图像生成模块进行输出图像。
3.根据权利要求1所述的一种HUD远近景显示光学系统，其特征在于：所述像面一和所述像面二对应两个PGU图像生成模块分别输出图像。
4.根据权利要求2或3所述的一种HUD远近景显示光学系统，其特征在于：所述PGU图像生成模块中的像源为DMD、TFT-LCD、LCOS或MEMS中的一种，像源显示的图像在PGU图像生成模块内将被投射到像面一、像面二或其他像面上。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种HUD远近景显示光学系统，其特征在于：所述像面一对应的PGU图像生成模块为DLP屏或者TFT屏。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的一种HUD远近景显示光学系统，其特征在于：所述像面二对应的PGU图像生成模块为DLP屏或者TFT屏。
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| CN201921691346.5U CN210573010U (zh) | 2019-10-10 | 2019-10-10 | 一种hud远近景显示光学系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113253455A (zh) * | 2021-04-06 | 2021-08-13 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种自动变道ar-hud显示系统及使用方法 |
| WO2022188096A1 (zh) * | 2021-03-11 | 2022-09-15 | 华为技术有限公司 | 一种hud系统、车辆及虚像的位置调节方法 |
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| CN113253455B (zh) * | 2021-04-06 | 2022-11-15 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种自动变道ar-hud显示系统及使用方法 |
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