CN214067492U - 一种投影光学系统及汽车的抬头显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及领域，公开了一种应用于汽车的抬头显示装置的投影光学系统，其包括按出光方向依次设置的图像生成单元、第一反射单元、双远心镜头、分光装置、第二反射单元、第一镜头、第三反射单元和第二镜头，其中，分光装置设置在所述双远心镜头的像面处，图像生成单元能够同时出射包含不同内容的第一图像和第二图像的图像信息的光束，该光束经过第一反射单元、双远心镜头和分光装置后，第一图像的光束经过第二反射单元出射投影成像，第二图像的光束经过第三反射单元出射投影成像，本实用新型实施例提供的投影光学系统能够同时在两个不同的位置分别实现不同的显示内容和画面，且体积小、成本低。

Description

一种投影光学系统及汽车的抬头显示装置

技术领域

本实用新型实施例涉及投影光学技术领域，特别涉及一种投影光学系统及汽车的抬头显示装置。

背景技术

HUD是指通过汽车风挡式抬头显示器，如今随着汽车的智能化发展，目前新型智能汽车中通常都搭配有HUD，这使得用户无需低头查看仪表盘就可以观察到车速、限速指示、驾驶路线图等车辆信息和路况信息，其中AR HUD是目前HUD发展的趋势，AR HUD即能够显示AR画面的抬头显示装置。

在实现本实用新型实施例过程中，发明人发现以上相关技术中至少存在如下问题：目前，汽车中搭载的HUD，即抬头显示装置，通常仅能够显示二维平面画面，如汽车的驾驶信息画面，或者，只能够AR画面，如显示汽车摄像头所采集的路况信息画面，如果需要同时显示两种画面，需要采用两套抬头显示装置才能够实现，这导致需要汽车车体的前部预先留下足够的空间才能够收容HUD。

实用新型内容

针对现有技术的上述缺陷，本实用新型实施例的目的是提供一种能够实现两种画面投影成像的投影光学系统及汽车的抬头显示装置。

本实用新型实施例的目的是通过如下技术方案实现的：

为解决上述技术问题，第一方面，本实用新型实施例中提供了一种投影光学系统，应用于汽车的抬头显示装置，所述系统包括：应用于汽车的抬头显示装置，所述系统包括：

图像生成单元，用于同时出射包含不同内容的第一图像和第二图像的图像信息的光束；

第一反射单元，其入光侧设置在所述图像生成单元的出光方向上；

双远心镜头，其入光侧设置在所述第一反射单元的反光侧的出光方向上；

分光装置，其入光侧设置在所述双远心镜头的出光侧的出光方向上，且分光装置设置在所述双远心镜头的像面处；

第二反射单元，其入光侧设置在所述分光装置的第一反光侧的出光方向上；

第一镜头，其入光侧设置在所述第二反射单元的反光侧的出光方向上；

第三反射单元，其入光侧设置在所述分光装置的第二反光侧的出光方向上；

第二镜头，其入光侧设置在所述第三反射单元的反光侧的出光方向上。

在一些实施例中，所述分光装置包括第一反射结构和第二反射结构，其中，所述第一反射结构用于接收并反射所述第一图像的光束，所述第二反射结构用于接收并反射所述第二图像的光束，所述第一反射结构的反光侧即为所述分光装置的第一反光侧，所述第二反射结构的反光侧即为所述分光装置的第二反光侧。

在一些实施例中，第一反射结构和第二反射结构为反射镜与滤波片、高反膜和/或增透镜的组合。

在一些实施例中，所述双远心镜头包括第一折射透镜组和第二折射透镜组，所述投影光学系统还包括：

控制器，其配置为通过控制所述双远心镜头中所述第一折射透镜组和所述第二折射透镜组的位置，以调整图像的尺寸；

第一驱动装置，其分别与所述控制器和所述双远心镜头连接，用于根据所述控制器下发的控制指令驱动所述双远心镜头对其出光的图像尺寸进行调整。

在一些实施例中，所述投影光学系统还包括：

第二驱动装置，其分别与所述控制器和所述分光装置连接，用于在所述双远心镜头进行图像尺寸的调整时，根据所述控制器下发的控制指令驱动所述分光装置对其设置的位置进行调整，以使所述分光装置位于所述双远心镜头的像面处且能够反射出射光束。

在一些实施例中，所述汽车还包括前挡风玻璃，所述前挡风玻璃为漫射体，在所述投影光学系统中，所述第一镜头和所述第二镜头的中继像成像在所述前挡风玻璃上，

所述控制器还分别与所述第一镜头和所述第二镜头连接，所述控制器配置为通过控制所述第一镜头和所述第二镜头的位置，以调整所述第一图像和所述第二图像在所述前挡风玻璃成像时的虚像距离；

所述投影光学系统还包括：

第三驱动装置，其分别与所述控制器和所述第一镜头连接，用于根据所述控制器下发的控制指令驱动所述第一镜头对其出光的成像位置进行调整；

第四驱动装置，其分别与所述控制器和所述第二镜头连接，用于根据所述控制器下发的控制指令驱动所述第二镜头对其出光的成像位置进行调整。

在一些实施例中，所述第一反射单元为转向棱镜，其呈第一预设角度设置在所述图像生成单元和所述双远心镜头之间；

所述第二反射单元为反射镜，其呈第二预设角度设置在所述分光装置和所述第二镜头之间。

在一些实施例中，所述第一镜头的光焦度为15mm，所述第一镜头的焦距为18mm；

所述第二镜头的光焦度为15mm，所述第一镜头的焦距为20mm。

在一些实施例中，所述第一折射透镜组的光焦度为15mm，所述第一折射透镜组的焦距为10mm；

所述第二折射透镜组的光焦度为15mm，所述第二折射透镜组的焦距为10mm。

为解决上述技术问题，第二方面，本实用新型实施例中提供了一种汽车的抬头显示装置，包括：如上述第一方面所述的投影光学系统，所述投影光学系统能够将所述第一图像和所述第二图像投影在所述汽车的前挡风玻璃上实现成像。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施例中提供了一种应用于汽车的抬头显示装置的投影光学系统，其包括按出光方向依次设置的图像生成单元、第一反射单元、双远心镜头、分光装置、第二反射单元、第一镜头、第三反射单元和第二镜头，其中，分光装置设置在所述双远心镜头的像面处，图像生成单元能够同时出射包含不同内容的第一图像和第二图像的图像信息的光束，该光束经过第一反射单元、双远心镜头和分光装置后，第一图像的光束经过第二反射单元出射投影成像，第二图像的光束经过第三反射单元出射投影成像，本实用新型实施例提供的投影光学系统能够同时在两个不同的位置分别实现不同的显示内容和画面，且体积小、成本低。

附图说明

一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块表示为类似的元件/模块，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型实施例提供的一种投影光学系统的应用场景示意图；

图2是图1所示应用场景中前挡风玻璃的成像示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的一种投影光学系统的结构示意图；

图4是图3所示投影光学系统的局部放大结构示意图；

图5是图3所示投影光学系统结构的光路图示意图；

图6是图5所示投影光学系统的光路的局部放大光路示意图；

图7是本实用新型实施例一提供的一种投影光学系统的电气连接结构框图示意图；

图8是本实用新型实施例二提供的一种汽车的抬头显示装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，如果不冲突，本实用新型实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分。此外，本文所采用的“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。

为了便于连接结构限定，本实用新型以光束的出光方向为参考进行部件的位置限定。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”以及类似的表述只是为了说明的目的。为了便于连接结构限定，本实用新型以光束从俯视方向上入射到分光装置的方向为参考进行部件的位置限定。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

为了解决现有的汽车抬头显示装置中，只能够显示一种图像画面，不能够同时显示近景图像和远景图像，和/或同时显示二维图像和三维这类需要同时显示两种图像画面的情况，本实用新型实施例提供了一种投影光学系统，其通过控制系统中图像生成单元同时出射两种图像光束并分别通过两组反射单元和镜头的组合，从而使得两种不同的图像画面能够分别通过第一镜头和第二镜头输出，从而在两个不同的位置分别实现不同的显示内容和画面，且本实用新型实施例提供的投影光学系统体积小、成本低。

图1为本实用新型实施例提供的投影光学系统的其中一种应用环境的示意图，图2为图1所示应用场景中前挡风玻璃的成像图。其中，该应用环境中包括：汽车1，所述汽车1包括：前挡风玻璃a和抬头显示装置10。

所述抬头显示装置10中采用本实用新型实施例提供的投影光学系统100以实现两种图像画面的成像显示，所述投影光学系统100能够通过第一镜头110和第二镜头120分别输出第一图像P1和第二图像P2。

在本应用场景中，所述第一图像P1主要用于显示二维图像，例如，所述汽车1的驾驶信息，所述驾驶信息包括但不限于所述汽车1的车速信息，油量信息等，基于此，所述汽车1上应当相应配置有车速传感器、油量传感器等，具体地，所述二维图像的设置、所述汽车1的驾驶信息的设置以及相应的传感器设置可根据实际需要进行选择，不需要拘泥于本实用新型应用场景的限定。

在本应用场景中，所述第二图像P2主要用于显示三维图像，也即是AR画面，例如，所述汽车1所在道路的路况信息，所述路况信息包括但不限于所述汽车1所在道路上的车道、道路标线、斑马线、障碍物、红绿灯、指示牌等，基于此，所述汽车1上应当相应配置有摄像头、激光雷达等检测设备，进一步地，若所述汽车1能够实现导航功能，还可以将导航指示信息叠加在所述路况信息上一起显示，具体地，所述三维图像的设置、所述汽车1所在道路的路况信息以及相应的检测设备的设置可根据实际需要进行选择，不需要拘泥于本实用新型应用场景的限定。

在本应用场景中，所述前挡风玻璃a优选能够清晰成像且透光度好的玻璃材料制成，具体地，可根据实际需要进行选择，不需要拘泥于本实用新型应用场景的限定。

具体地，下面结合附图，对本实用新型实施例作进一步阐述。

实施例一

本实用新型实施例提供了一种投影光学系统，能够应用于如上述应用场景所述的汽车的抬头显示装置，请一并参见图3、图4、图5、图6和图7，其中，图3是本实用新型提供的一种投影光学系统的结构，图4是图3所示投影光学系统的局部放大结构，图5是图3所示投影光学系统结构的光路，图6是图5所示投影光学系统的光路的局部放大光路，图7是本实用新型实施例提供的一种投影光学系统的电气连接结构框图，所述投影光学系统100包括：第一镜头110、第二镜头120、图像生成单元130、第一反射单元140、双远心镜头150、分光装置160、第二反射单元171、第三反射单元172、控制器180、第一驱动装置191、第二驱动装置192、第三驱动装置193、第四驱动装置194。

所述图像生成单元130，用于出射包含第一图像和第二图像的图像信息的光束；所述图像生成单元130为DLP(Digital Light Processing)显示芯片或者LCOS(LiquidCrystalon Silicon，硅基液晶)显示芯片。在本实用新型实施例中，所述图像生成单元130还包括有效面131和保护玻璃132。在其他的一些实施例中，所述图像生成单元130也可以是DMD(数字微镜器件，Digital Micromirror Device)显示芯片等其他的图像显示芯片，具体地，可根据实际需要进行设置，不需要拘泥于本实用新型实施例的限定。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，所述图像生成单元130需要分别通过不同的区域输出所述包含第一图像和第二图像的图像信息的光束，以图6所示为例，所述图像生成单元130的左侧的部分用于输出包含第一图像P1的图像信息的光束，所述图像生成单元130的右侧的部分用于输出包含第二图像P2的图像信息的光束，在实际使用中，也可以调整需要成像的位置，只需满足出射的所述第一图像P1的光束能够进入所述第一镜头110，出射的所述第二图像P2的光束能够进入所述第二镜头120即可。

所述第一反射单元140，其入光侧设置在所述图像生成单元130的出光方向上；所述第一反射单元140为转向棱镜，其呈第一预设角度设置在所述图像生成单元130和所述双远心镜头150之间，所述第一反射单元140所采用的转向棱镜可以为全内反射棱镜TIR，以实现对光束的全部反射。在图4所示实施例中，所述第一反射单元140采用的是直角三棱镜，其一直角面与所述图像生成单元130相对，其另一直角面与所述双远心镜头150相对，所述第一反射单元140的斜面的反射角度为90度，也即是所述第一反射单元140的第一预设角度为45度，其呈所述预设角度设置在所述光路中，在其他的一些实施例中，所述第一反射单元140的型号及材料等的选择、以及所述第一预设角度的设置，可根据实际需要进行设置，不需要拘泥于本实用新型实施例的限定。

所述双远心镜头150，其入光侧设置在所述第一反射单元140的反光侧的出光方向上。进一步地，所述双远心镜头150包括第一折射透镜组151和第二折射透镜组152，所述控制器180配置为通过控制所述双远心镜头150中所述第一折射透镜组151和所述第二折射透镜组152的位置，以调整图像的尺寸；所述第一驱动装置191，其分别与所述控制器180和所述双远心镜头150连接，用于根据所述控制器180下发的控制指令驱动所述第一折射透镜组151和所述第二折射透镜组152对其出光的图像尺寸进行调整。所述第一折射透镜组151的光焦度为15mm，所述第一折射透镜组151的焦距为10mm；所述第二折射透镜组152的光焦度为15mm，所述第二折射透镜组152的焦距为10mm。具体地，所述第一折射透镜组151和/或所述第二折射透镜组152可以是单一一个镜片，也可以是由多个镜片组成的镜片组，其也可以包含其他的光学器件，在实际使用场景中，可根据实际需要进行设置，不需要拘泥于本实用新型实施例的限定。需要说明的是，所述第一折射透镜组151和/或所述第二折射透镜组152的光焦度和焦距仅为本实用新型图4所示实施例软件模拟得到的一种设计参数，在实际情况中，根据光束传播路径的不同，所述第一折射透镜组151和/或所述第二折射透镜组152的具体设计参数也可以根据软件模拟得到其他参数，本实用新型实施例提供的例子不用于对所述第一折射透镜组151和/或所述第二折射透镜组152实际模拟或生产时的设计参数做任何限定。

所述分光装置160，其入光侧设置在所述双远心镜头150的出光侧的出光方向上，且所述分光装置150设置在所述双远心镜头150的像面处；所述分光装置160包括第一反射结构161和第二反射结构162，其中，所述第一反射结构161用于接收并反射所述第一图像P1的光束，所述第二反射结构162用于接收并反射所述第二图像P2的光束，所述第一反射结构161的反光侧即为所述分光装置160的第一反光侧，所述第二反射结构162的反光侧即为所述分光装置160的第二反光侧。第一反射结构161和第二反射结构162为反射镜与滤波片、高反膜和/或增透镜的组合，具体地，所述第一反射结构161和所述第二反射结构162首先需要具有反射功能，其次，为了让所述第一图像P1的光束和所述第二图像P2的光束能够实现全反射，可以在所述第一反射结构161和所述第二反射结构162上分别镀设能够反射所述第一图像P1的光束和所述第二图像P2的光束的高反膜和/或增透镜。进一步地，为了避免在第二图像P2的光束进入第一镜头110中，和/或，第一图像P1的光束进入第二镜头120中，还可以在所述第一反射结构161和所述第二反射结构162的入光侧分别设置能够滤波第二图像P2的光束和第一图像P1的光束的滤波片。具体地，关于所述分光装置160中第一反射结构161和第二反射结构162的设置，可根据实际需要进行设置，不需要拘泥于本实用新型实施例及附图的限定。

需要说明的是，在所述双远心镜头150进行调整时，还需要对所述分光装置160相应进行调整，具体地，需要通过第二驱动装置192移动所述分光装置160，将所述分光装置160的中心设置在所述双远心镜头150所成中继像P3的像面上，以实现光束从所述分光装置160反射或投射后的正常成像。其中，第二驱动装置192，其分别与所述控制器180和所述分光装置160连接，用于在所述双远心镜头150进行图像尺寸的调整时，根据所述控制器180下发的控制指令驱动所述分光装置160对其设置的位置进行调整，以使所述分光装置160位于所述双远心镜头150的像面处且能够反射出射光束。

所述第二反射单元171，其入光侧设置在所述分光装置160的第一反光侧的出光方向上；所述第二反射单元171为反射镜，其呈第二预设角度设置在所述分光装置160和所述第一镜头110之间，所述第二反射单元171还可以包括镀设在所述反射镜上的高反膜，以实现对光束的全部反射。在图4所示实施例中，所述第二反射单元171的斜面的反射角度为90度，也即是所述第二反射单元171的所述第二预设角度为45度，其呈所述预设角度设置在所述光路中，在其他的一些实施例中，所述第二反射单元171的型号及材料等的选择、以及所述第二预设角度的设置，可根据实际需要进行设置，不需要拘泥于本实用新型实施例的限定。

所述第一镜头110，其入光侧设置在所述第二反射单元171的反光侧的出光方向上；所述第一镜头110的光焦度为15mm，所述第一镜头110的焦距为18mm。具体地，所述第一镜头110可以是单一一个镜片，也可以是由多个镜片组成的镜片组，其也可以包含其他的光学器件，在实际使用场景中，可根据实际需要进行设置，不需要拘泥于本实用新型实施例的限定。需要说明的是，所述第一镜头110的光焦度和焦距仅为本实用新型图4所示实施例软件模拟得到的一种设计参数，在实际情况中，根据光束传播路径的不同，所述第一镜头110的具体设计参数也可以根据软件模拟得到其他参数，本实用新型实施例提供的例子不用于对所述第一镜头110实际模拟或生产时的设计参数做任何限定。

所述第三反射单元172，其入光侧设置在所述分光装置160的第二反光侧的出光方向上；所述第三反射单元172为反射镜，其呈第三预设角度设置在所述分光装置160和所述第二镜头120之间，所述第三反射单元172还可以包括镀设在所述反射镜上的高反膜，以实现对光束的全部反射。在图4所示实施例中，所述第三反射单元172的斜面的反射角度为90度，也即是所述第三反射单元172的所述第三预设角度为45度，其呈所述预设角度设置在所述光路中，在其他的一些实施例中，所述第三反射单元172的型号及材料等的选择、以及所述第三预设角度的设置，可根据实际需要进行设置，不需要拘泥于本实用新型实施例的限定。

所述第二镜头120，其入光侧设置在所述第二反射单元170的反光侧的出光方向上；所述第二镜头120的光焦度为15mm，所述第二镜头120的焦距为20mm。具体地，所述第二镜头120可以是单一一个镜片，也可以是由多个镜片组成的镜片组，其也可以包含其他的光学器件，在实际使用场景中，可根据实际需要进行设置，不需要拘泥于本实用新型实施例的限定。需要说明的是，所述第二镜头120的光焦度和焦距仅为本实用新型图4所示实施例软件模拟得到的一种设计参数，在实际情况中，根据光束传播路径的不同，所述第二镜头120的具体设计参数也可以根据软件模拟得到其他参数，本实用新型实施例提供的例子不用于对所述第二镜头120实际模拟或生产时的设计参数做任何限定。

采用如上述设计参数制成的本实用新型实施例的投影光学系统100，其尺寸在图3所示方向上水平和竖直长度可以做到整体尺寸控制在180mm*50mm内，相对于现有的应用于汽车抬头显示设备的投影光学系统体积较小。

所述控制器180，其分别与所述图像生成单元130和所述分光装置160连接，用于控制所述图像生成单元130所出射的图像和所述分光装置的出光。所述控制器180可以是各类常用于光学投影、能够发送控制指令的处理器、服务器等具备计算功能的芯片、模块、单元、装置和/或设备，进一步地，所述控制器180还可以具有与外界的通信功能和/或接受用户手势动作或指令等投影设备通常具有的计算和/或控制功能等，具体地，可根据实际需要选择相应的控制器180，不需要拘泥于本实用新型实施例的限定。

如上述应用场景所述，所述汽车1还包括前挡风玻璃a，在所述投影光学系统100中，所述第一镜头110和所述第二镜头120的中继像P3成像在所述前挡风玻璃a上。在本实用新型实施例中，所述控制器180还分别与所述第一镜头110和所述第二镜头120连接，所述控制器180配置为通过控制所述第一镜头110和所述第二镜头120的位置，以调整所述第一图像P1和所述第二图像P2在所述前挡风玻璃a成像时的虚像距离。具体地，所述第三驱动装置193，其分别与所述控制器180和所述第一镜头110连接，用于根据所述控制器180下发的控制指令驱动所述第一镜头110对其出光的成像位置进行调整；所述第四驱动装置194，其分别与所述控制器180和所述第二镜头120连接，用于根据所述控制器180下发的控制指令驱动所述第二镜头120对其出光的成像位置进行调整。

采用本实用新型实施例提供的投影光学系统进行双图像的显示时，以图1及图2所示应用场景为例，所述图像生成单元130同时在不同的区域播放第一图像P1和第二图像P2，分光装置160分别将第一图像P1的光束和第二图像P2的光束反射到第二反射单元171和第三反射单元172上，反射到第二反射单元171上的所述第一图像P1的光束再次进行反射后通过第一镜头110显示第一图像P1，反射到第三反射单元172上的所述第二图像P2的光束再次进行反射后通过第二镜头120显示第二图像P2，从而实现第一图像P1和第二图像P2的同时显示。进一步地，还可以通过调整所述第一镜头110和所述第二镜头120的焦距、位置甚至替换不同倍率的镜片等方式来调整所呈现在前挡风玻璃a上的虚像的距离和大小。进一步地，还可以通过调整所述双远心镜头150中第一折射透镜组151和/或第二折射透镜组152的焦距、位置甚至替换不同倍率的镜片等方式来调整所呈现在前挡风玻璃a上的虚像的尺寸。

需要说明的是，所述第一驱动装置191、所述第二驱动装置192、所述第三驱动装置193和/或所述第四驱动装置194可以是采用机械的方式分别驱动所述双远心镜头150、所述分光装置160、所述第一镜头110和/或所述第二镜头120，也可以是采用软件驱动的方式分别驱动所述双远心镜头150、所述分光装置160、所述第一镜头110和/或所述第二镜头120，或者，还可以是采用软硬结合的方式分别驱动所述双远心镜头150、所述分光装置160、所述第一镜头110和/或所述第二镜头120，例如，可以采用伺服/马达/电机驱动，或者，通过所述控制器180与服务器/系统/电子设备等有线/无线连接的方式实现软件驱动，或者，采用开关管/开关电路驱动等，具体地，可根据实际需要进行设置，不需要拘泥于本实用新型实施例的限定。

实施例二

本实用新型实施例提供了一种汽车的抬头显示装置，该汽车可以是如上述应用场景所述的汽车10，该抬头显示装置可以是如上述应用场景所述的抬头装置，请参见图8，其示出了本实用新型实施例提供的一种汽车的抬头显示装置10的结构，所述抬头显示装置10包括如上述实施例一所述的投影光学系统100，所述投影光学系统100能够将所述第一图像P1和所述第二图像P2投影在所述汽车10的前挡风玻璃a上实现成像。

需要说明的是，所述投影光学系统100的具体结构如上述实施例一所述，具体请参见上述实施例一种对于所述投影光学系统100的描述，此处不再详述。

本实用新型实施例中提供了一种应用于汽车的抬头显示装置的投影光学系统，其包括按出光方向依次设置的图像生成单元、第一反射单元、双远心镜头、分光装置、第二反射单元、第一镜头、第三反射单元和第二镜头，其中，分光装置设置在所述双远心镜头的像面处，图像生成单元能够同时出射包含不同内容的第一图像和第二图像的图像信息的光束，该光束经过第一反射单元、双远心镜头和分光装置后，第一图像的光束经过第二反射单元出射投影成像，第二图像的光束经过第三反射单元出射投影成像，本实用新型实施例提供的投影光学系统能够同时在两个不同的位置分别实现不同的显示内容和画面，且体积小、成本低。

需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种投影光学系统，其特征在于，应用于汽车的抬头显示装置，所述系统包括：

图像生成单元，用于同时出射包含不同内容的第一图像和第二图像的图像信息的光束；

第一反射单元，其入光侧设置在所述图像生成单元的出光方向上；

双远心镜头，其入光侧设置在所述第一反射单元的反光侧的出光方向上；

分光装置，其入光侧设置在所述双远心镜头的出光侧的出光方向上，且分光装置设置在所述双远心镜头的像面处；

第二反射单元，其入光侧设置在所述分光装置的第一反光侧的出光方向上；

第一镜头，其入光侧设置在所述第二反射单元的反光侧的出光方向上；

第三反射单元，其入光侧设置在所述分光装置的第二反光侧的出光方向上；

第二镜头，其入光侧设置在所述第三反射单元的反光侧的出光方向上。

2.根据权利要求1所述的投影光学系统，其特征在于，

所述分光装置包括第一反射结构和第二反射结构，其中，所述第一反射结构用于接收并反射所述第一图像的光束，所述第二反射结构用于接收并反射所述第二图像的光束，所述第一反射结构的反光侧即为所述分光装置的第一反光侧，所述第二反射结构的反光侧即为所述分光装置的第二反光侧。

3.根据权利要求2所述的投影光学系统，其特征在于，

第一反射结构和第二反射结构为反射镜与滤波片、高反膜和/或增透镜的组合。

4.根据权利要求3所述的投影光学系统，其特征在于，

所述双远心镜头包括第一折射透镜组和第二折射透镜组，所述投影光学系统还包括：

控制器，其配置为通过控制所述双远心镜头中所述第一折射透镜组和所述第二折射透镜组的位置，以调整图像的尺寸；

第一驱动装置，其分别与所述控制器和所述双远心镜头连接，用于根据所述控制器下发的控制指令驱动所述双远心镜头对其出光的图像尺寸进行调整。

5.根据权利要求4所述的投影光学系统，其特征在于，

所述投影光学系统还包括：

第二驱动装置，其分别与所述控制器和所述分光装置连接，用于在所述双远心镜头进行图像尺寸的调整时，根据所述控制器下发的控制指令驱动所述分光装置对其设置的位置进行调整，以使所述分光装置位于所述双远心镜头的像面处且能够反射出射光束。

6.根据权利要求5所述的投影光学系统，其特征在于，

所述汽车还包括前挡风玻璃，所述前挡风玻璃为漫射体，在所述投影光学系统中，所述第一镜头和所述第二镜头的中继像成像在所述前挡风玻璃上，

所述控制器还分别与所述第一镜头和所述第二镜头连接，所述控制器配置为通过控制所述第一镜头和所述第二镜头的位置，以调整所述第一图像和所述第二图像在所述前挡风玻璃成像时的虚像距离；

所述投影光学系统还包括：

第三驱动装置，其分别与所述控制器和所述第一镜头连接，用于根据所述控制器下发的控制指令驱动所述第一镜头对其出光的成像位置进行调整；

第四驱动装置，其分别与所述控制器和所述第二镜头连接，用于根据所述控制器下发的控制指令驱动所述第二镜头对其出光的成像位置进行调整。

7.根据权利要求6所述的投影光学系统，其特征在于，

所述第一反射单元为转向棱镜，其呈第一预设角度设置在所述图像生成单元和所述双远心镜头之间；

所述第二反射单元为反射镜，其呈第二预设角度设置在所述分光装置和所述第二镜头之间。

8.根据权利要求7所述的投影光学系统，其特征在于，

所述第一镜头的光焦度为15mm，所述第一镜头的焦距为18mm；

所述第二镜头的光焦度为15mm，所述第一镜头的焦距为20mm。

9.根据权利要求8所述的投影光学系统，其特征在于，

所述第一折射透镜组的光焦度为15mm，所述第一折射透镜组的焦距为10mm；

所述第二折射透镜组的光焦度为15mm，所述第二折射透镜组的焦距为10mm。

10.一种汽车的抬头显示装置，其特征在于，包括：如上述权利要求1-9任一项所述的投影光学系统，所述投影光学系统能够将所述第一图像和所述第二图像投影在所述汽车的前挡风玻璃上实现成像。

Images