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