CN214504022U - 一种hud与车内空中成像智能车载显示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种HUD与车内空中成像智能车载显示系统，包括可移动光源、成像透镜和反射玻璃，可移动光源可沿成像透镜光轴方向移动，成像透镜用于将可移动光源产生的图像放大，反射玻璃用于将成像透镜放大的图像反射到人眼中。一种HUD与车内空中成像智能车载显示系统，包括HUD光源、空中成像光源、成像透镜和反射玻璃，HUD光源和空中成像光源用于产生图像，且HUD光源位于成像透镜的一倍焦距以内，空中成像光源位于成像透镜的一倍焦距到两倍焦距之间；成像透镜用于将可移动光源产生的图像放大，反射玻璃用于将成像透镜放大的图像反射到人眼中。可以大幅缩减整个系统所占用的空间，并且可以显示HUD画面和/或空中成像画面，给用户同时提供更多的信息。

Description

一种HUD与车内空中成像智能车载显示系统

技术领域

本实用新型涉及车载显示系统，具体涉及一种HUD与车内空中成像智能车载显示系统。

背景技术

目前的车载显示系统主要包含HUD、仪表显示屏系统和中控显示屏系统，HUD将图像投影到车前，主要集成导航功能。仪表显示系统主要集成速度表、历程表、油耗、车辆工作指示灯等功能。中控显示屏系统主要集成车辆控制操作功能以及多媒体娱乐功能。而现有的车载系统要实现这两个功能，都是采用两套设备，这无形中会增加占用车内的空间，并且不易安放。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种HUD与车内空中成像智能车载显示系统，能够有效解决现在要实现HUD和车内空中成像需要两套成像设备，占用空间过大的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种HUD与车内空中成像智能车载显示系统，包括可移动光源、成像透镜和反射玻璃，所述可移动光源可沿成像透镜光轴方向移动，所述成像透镜用于将可移动光源产生的图像放大，所述反射玻璃用于将成像透镜放大的图像反射到人眼中。

优选的，所述可移动光源在成像透镜一倍焦距到两倍焦距之间时，在反射玻璃内侧成实像；所述可移动光源在成像透镜一倍焦距以内时，在反射玻璃外侧成虚像。

一种HUD与车内空中成像智能车载显示系统，包括HUD光源、空中成像光源、成像透镜和反射玻璃，所述HUD光源和空中成像光源用于产生图像，且HUD光源位于成像透镜的一倍焦距以内，空中成像光源位于成像透镜的一倍焦距到两倍焦距之间；所述成像透镜用于将可移动光源产生的图像放大，所述反射玻璃用于将成像透镜放大的图像反射到人眼中。

优选的，所述HUD光源和空中成像光源与成像透镜之间的光路上还设有半透半反镜，所述HUD光源发出光线透过半透半反镜进入成像透镜，所述空中成像光源发出的光线通过半透半反镜反射进入成像透镜。

优选的，所述空中成像光源与成像透镜之间的光路上设有至少一块反射镜。

优选的，所述成像透镜为透射式菲涅尔透镜、二元衍射面透镜、透射式球面镜、透射式非球面透镜或透射式自由曲面透镜中的一种。

优选的，所述成像透镜为反射式菲涅尔透镜、反射式二元衍射面透镜、反射式球面镜、反射式非球面镜、反射式自由曲面透镜或反射式多组合透镜组中的一种。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：公开的一种方案中，采用可移动光源，通过可移动光源与成像透镜之间距离的变化，实现HUD和空中成像的切换，降低了整个系统所需要占用的空间，并且由于光源为可移动光源，还能实现成像画面的前后移动，给用户带来更加真实体验。另一种方案中，采用两个不同的光源利用同一成像透镜分别实现HUD和空中成像，同样可以大幅缩减整个系统所占用的空间，并且可以同时实现HUD和空中成像，给用户同时提供更多的信息。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中的结构图；

图2为本实用新型实施例一中的原理图；

图3为本实用新型实施例二中的结构图；

图4为本实用新型实施例二中的原理图；

图5为本实用新型实施例三中的结构图；

图6为本实用新型实施例三中的原理图；

图7为本实用新型实施例四中的结构图；

图8为本实用新型实施例四中的原理图；

图9为本实用新型实施例五中的结构图；

图10为本实用新型实施例五中的原理图；

图11为本实用新型实施例六中的结构图；

图12为本实用新型实施例六中的原理图。

附图中的附图标记为：可移动光源1、成像透镜2、反射玻璃3、人眼4、虚像5、实像6、HUD光源7、空中成像光源8、半透半反镜9、反射镜10。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一：

参阅图1、图2为本实用新型一种HUD与车内空中成像智能车载显示系统的实施例一，包括可移动光源1、成像透镜2和反射玻璃3，可移动光源1包括机械驱动部件和显示部件，机械驱动部件带动显示部件沿成像透镜2的光轴方向移动，显示部件可以为LCD、LED、OLED、LCOS等大角度影像源的显示仪器，也可以用DLP、激光MEMS模组等投影机和扩散片等投影屏的组合，成像透镜2采用透射式菲涅尔透镜、二元衍射面透镜、透射式球面镜、透射式非球面透镜或透射式自由曲面透镜中的一种，这些种类的成像透镜2厚度薄，质量轻，成像效果好，而反射玻璃3可以采用汽车防风玻璃，采用汽车防风玻璃时，可以对汽车防风玻璃进行镀膜或者其他工艺上处理，降低重影的产生。

可移动光源1所成的图像经过成像透镜2后，图像将被放大，如果可移动光源1在成像透镜2一倍焦距到两倍焦距之间，图2中实线的可移动光源1位置所示，经过成像透镜2后，将成像放大的实像6，该像经过反射玻璃3反射，坐在车内的人，通过人眼4的位置就可以看到在车内部的空中成实像6；如果可移动光源1在成像透镜2的一倍焦距以内，如图2中虚线的可移动光源1位置所示，经过成像透镜2后，将成放大的虚像5，此时经过反射玻璃3反射后，坐在车内的人，通过人眼4的位置就可以看到图像在车外显示。

当经过本系统呈现的是空中成像时，即可以与车内的手势识别装置配合，实现人机互动，对车辆的下达一些操控指令；当经过本系统呈虚像5时，即转为HUD模式，用以显示一些车辆信息，方便驾驶员查看，提高驾驶安全性。同时，由于在可移动光源1沿成像透镜2的光轴移动时，所成的像也会发生移动，结合现实的画面，给车内的人员带来更真实的体验。

所以采用该方案，可以在HUD和空中成像两个功能之间自由切换，例如图2中可移动光源1按箭头方向移动，就可以从空中成像模式向HUD模式转换，相对于采用单独的HUD和空中成像装置，本方案的车载显示系统体积大大减小，更利于安装在车内狭小的中控台内。

实施例二：

如图3、图4所示，与实施例一的区别在于，采用的成像透镜2不同，本实施例中的成像透镜2为反射式菲涅尔透镜、反射式二元衍射面透镜、反射式球面镜、反射式非球面镜、反射式自由曲面透镜或反射式多组合透镜组中的一种，采用反射式的成像透镜2，相对于透射式的成像透镜2在竖直方向上所占用的长度更小，而充分利用横向的空间，针对不同汽车内的空间，可以自由的选择采用不同类型的成像透镜2。其成像原理如图4所示，在图4中实线的可移动光源1位置为实现空中成像的可移动光源1位置，可移动光源1发出的光线经过反射式的成像透镜2后，再经过反射玻璃3后在空中成实现；在图4中实线的可移动光源1箭头方向移动到虚线的可移动光源1位置，可移动光源1发出的光线经过反射式的成像透镜2后，再经过反射玻璃3后人眼4可以看见放大的虚像5，从而转为HUD功能。

上述两个实施例都是利用一个可移动光源1实现HUD或者空中成像功能，并且可以在两者之间进行切换。

实施例三：

如图5、图6所示，与实施例一的区别在于，没有采用可移动光源1，而是同时采用HUD光源和空中成像光源，并且HUD光源位于成像透镜2的一倍焦距以内，空中成像光源位于成像透镜2的一倍焦距到两倍焦距之间，HUD光源和空中成像光源均可以为LCD、LED、OLED、LCOS等大角度影像源的显示仪器，也可以用DLP、激光MEMS模组等投影机和扩散片等投影屏的组合，这样HUD光源7发出的光线，经过成像透镜后，会在车外成虚像5，从而实现HUD功能，而空中成像光源8发出的光线，经过成像透镜后，会在车内成实像6，从而实现空中成像功能；坐在车内的人，从人眼4的位置就可以同时看到虚像5和实像6。由于空中成像光源离成像透镜2的距离较远，为了缩短直线上的距离，可以在HUD光源和空中成像光源与成像透镜2之间的光路上还设有半透半反镜，HUD光源发出光线透过半透半反镜进入成像透镜2，空中成像光源发出的光线通过半透半反镜反射进入成像透镜2，所以一般HUD光源在成像透镜2的光轴方向上，而空中成像光源位于成像透镜2光轴侧面的位置，这是根据车内纵向空间不足做出的调整，从而可以降低整个装置对纵向空间的需求。

采用HUD光源7和空中成像光源8后，本系统可以同时显示空中成像画面和HUD画面，在大幅缩减整个系统所占用的空间的同时，还可以同时显示HUD和空中成像，给用户同时提供更多的信息。

实施例四：

如图7、图8所示，与实施例二的区别在于：没有采用可移动光源1，而是同时采用HUD光源7和空中成像光源8，并且HUD光源7位于成像透镜2的一倍焦距以内，空中成像光源8位于成像透镜2的一倍焦距到两倍焦距之间，HUD光源7和空中成像光源8均可以为LCD、LED、OLED、LCOS等大角度影像源的显示仪器，也可以用DLP、激光MEMS模组等投影机和扩散片等投影屏的组合。

HUD光源7产生的图像，经过反射式的成像透镜2后，成放大的虚像5，坐在车内的人员看起来，画面就在车辆外部；而空中成像光源8产生的图像，经过反射式的成像透镜2后，在车内空中成实像6，通过在车内加装手势识别装置，车内的人员就可以进行人机互动。本实施例可以同时实现HUD功能和空中成像功能，并且由于采用反射式的成像透镜2，减少了纵向所占用的空间，更适合车内的环境。

实施例五：

如图9、图10所示，与实施例四的区别在于，在HUD光源7和空中成像光源8与成像透镜2之间的光路上还设有半透半反镜9，从而进一步缩减在横向占用的空间，提高空间利用率。HUD光源7发出光线透过半透半反镜9进入成像透镜2，空中成像光源8发出的光线通过半透半反镜9反射进入成像透镜2，所以一般HUD光源7在成像透镜2的光轴方向上，而空中成像光源8位于成像透镜2光轴侧面的位置。

实施例六：

如图11、图12所示，与实施例四的区别在于，由于考虑到空中成像光源8距离成像透镜2需要比较长的距离，因此可以设置至少一块反射镜10来缩短两者之间的直线距离，本实施例中采用了两块反射镜10，空中成像光源8发出的光线射到第一块反射镜10上，然后反射到第二块反射镜10上，再反射到成像透镜2上。相对于采用半透半反镜9，本方案对HUD光源7和空中成像光源8的亮度要求更低，相对来说降低了发射功率，更加节能。当然，本实施例中的反射式的成像透镜2，也可以改为透射式的成像透镜2。

实施例三至实施例六的方案都是通过HUD光源7和空中成像光源8两个光源同时实现HUD功能和空中成像功能，将两个功能集成在一起，使得整个装置的尺寸相对得以缩减，更加适合车内狭小的环境中使用。

以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。

Claims (7)

1.一种HUD与车内空中成像智能车载显示系统，其特征在于：包括可移动光源、成像透镜和反射玻璃，所述可移动光源可沿成像透镜光轴方向移动，所述成像透镜用于将可移动光源产生的图像放大，所述反射玻璃用于将成像透镜放大的图像反射到人眼中。

2.如权利要求1所述的一种HUD与车内空中成像智能车载显示系统，其特征在于：所述可移动光源在成像透镜一倍焦距到两倍焦距之间时，在反射玻璃内侧成实像；所述可移动光源在成像透镜一倍焦距以内时，在反射玻璃外侧成虚像。

3.一种HUD与车内空中成像智能车载显示系统，其特征在于：包括HUD光源、空中成像光源、成像透镜和反射玻璃，所述HUD光源和空中成像光源用于产生图像，且HUD光源位于成像透镜的一倍焦距以内，空中成像光源位于成像透镜的一倍焦距到两倍焦距之间；所述成像透镜用于将可移动光源产生的图像放大，所述反射玻璃用于将成像透镜放大的图像反射到人眼中。

4.如权利要求3所述的一种HUD与车内空中成像智能车载显示系统，其特征在于：所述HUD光源和空中成像光源与成像透镜之间的光路上还设有半透半反镜，所述HUD光源发出光线透过半透半反镜进入成像透镜，所述空中成像光源发出的光线通过半透半反镜反射进入成像透镜。

5.如权利要求3所述的一种HUD与车内空中成像智能车载显示系统，其特征在于：所述空中成像光源与成像透镜之间的光路上设有至少一块反射镜。

6.如权利要求1或3所述的一种HUD与车内空中成像智能车载显示系统，其特征在于：所述成像透镜为透射式菲涅尔透镜、二元衍射面透镜、透射式球面镜、透射式非球面透镜或透射式自由曲面透镜中的一种。

7.如权利要求1或3所述的一种HUD与车内空中成像智能车载显示系统，其特征在于：所述成像透镜为反射式菲涅尔透镜、反射式二元衍射面透镜、反射式球面镜、反射式非球面镜、反射式自由曲面透镜或反射式多组合透镜组中的一种。

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