一种投影光学系统及汽车的抬头显示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例涉及投影光学技术领域，公开了一种应用于汽车的抬头显示装置的投影光学系统，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、第一镜头、第二反射单元、第二镜头、与图像生成单元和分光装置连接的控制器，分光装置在俯视方向上为扇形且设置在所述双远心镜头的像面处，控制器配置为在控制图像生成单元出射第一图像时控制分光装置摆动至第一角度使第一图像通过第一镜头出射成像，在控制图像生成单元出射第二图像时控制摆动至初始位置使第二图像通过第二镜头出射成像，本实用新型专利技术实施例提供的投影光学系统通过分时序控制的方式能够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。

【技术实现步骤摘要】
一种投影光学系统及汽车的抬头显示装置
本技术实施例涉及投影光学
，特别涉及一种投影光学系统及汽车的抬头显示装置。
技术介绍
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ARHUD是目前HUD发展的趋势，ARHUD即能够显示AR画面的抬头显示装置。在实现本技术实施例过程中，专利技术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。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺陷，本技术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。本技术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，本技术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：图像生成单元，用于出射包含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，所述分光装置在俯视方向上为扇形；第一镜头，其入光侧设置在所述分光装置的反光侧的出光方向上；第二反射单元，其入光侧设置在所述双远心镜头的出光方向上；第二镜头，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；控制器，其分别与所述图像生成单元和所述分光装置连接，用于分时序控制所述图像生成单元所出射的图像和所述分光装置的来回摆动，其中，所述控制器配置为在控制所述图像生成单元出射第一图像时控制所述分光装置从初始位置摆动至第一角度反射所述双远心镜头的出光，以使所述第一图像通过所述第一镜头出射成像，所述控制器配置为在控制所述图像生成单元出射第二图像时控制所述分光装置摆动至所述初始位置不反射所述双远心镜头的出光，以使所述第二图像通过所述第二镜头出射成像。在一些实施例中，所述分光装置为扇形的反射镜，所述分光装置配置为可以以其圆心为中心轴进行摆动，所述投影光学系统还包括：第一驱动装置，其分别与所述控制器和所述分光装置连接，用于根据所述控制器下发的控制指令驱动所述分光装置进行摆动和位置移动，其中，所述分光装置配置为在摆动至所述第一角度时，所述分光装置在所述双远心镜头的出光方向的光路上，以使所述第一图像的光束的反射进入所述第一镜头中，所述分光装置配置为在摆动至所述初始位置时，所述分光装置不在所述双远心镜头的出光方向的光路上，以使所述第二图像的光束能够通过所述第二反射单元反射进入所述第二镜头中。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：第二驱动装置，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；第三驱动装置，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，所述双远心镜头包括第一折射透镜组和第二折射透镜组，所述控制器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；所述投影光学系统还包括：第四驱动装置，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第一折射透镜组和所述第二折射透镜组对其出光的图像尺寸进行调整。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，所述第一折射透镜组的光焦度为15mm，所述第一折射透镜组的焦距为8.6mm；所述第二折射透镜组的光焦度为8mm，所述第二折射透镜组的焦距为6mm。在一些实施例中，所述第一镜头的光焦度为12mm，所述第一镜头的焦距为8.6mm；所述第二镜头的光焦度为40mm，所述第一镜头的焦距为24mm。在一些实施例中，所述分光装置的光焦度为24mm。在一些实施例中，所述图像生成单元为DLP显示芯片或者LCOS显示芯片。为解决上述技术问题，第二方面，本技术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/或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，本技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本技术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、第一镜头、第二反射单元和第二镜头，还包括分别与图像生成单元和分光装置连接的控制器，用于分时序控制图像生成单元所出射的图像和分光装置的出光，其中，分光装置在俯视方向上为扇形且设置在所述双远心镜头的像面处，控制器配置为在控制图像生成单元出射第一图像时控制分光装置摆动至第一角度，以使第一图像通过第一镜头出射成像，且控制器配置为在控制图像生成单元出射第二图像时控制分光装置摆动至初始位置，以使第二图像通过第二镜头出射成像，本技术实施例提供的投影光学系统通过分时序控制的方式能够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是本技术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是本技术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所示投影光学系统结构的光路图示意图；图5是本技术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6是本技术实施例一提供的一种分光装置在俯视方向上的结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
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：/n图像生成单元，用于出射包含第一图像和第二图像的图像信息的光束；/n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；/n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；/n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，所述分光装置在俯视方向上为扇形；/n第一镜头，其入光侧设置在所述分光装置的反光侧的出光方向上；/n第二反射单元，其入光侧设置在所述双远心镜头的出光方向上；/n第二镜头，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；/n控制器，其分别与所述图像生成单元和所述分光装置连接，用于分时序控制所述图像生成单元所出射的图像和所述分光装置的来回摆动，其中，/n所述控制器配置为在控制所述图像生成单元出射第一图像时控制所述分光装置从初始位置摆动至第一角度反射所述双远心镜头的出光，以使所述第一图像通过所述第一镜头出射成像，/n所述控制器配置为在控制所述图像生成单元出射第二图像时控制所述分光装置摆动至所述初始位置不反射所述双远心镜头的出光，以使所述第二图像通过所述第二镜头出射成像。/n...

【技术特征摘要】
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，用于出射包含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，所述分光装置在俯视方向上为扇形；
第一镜头，其入光侧设置在所述分光装置的反光侧的出光方向上；
第二反射单元，其入光侧设置在所述双远心镜头的出光方向上；
第二镜头，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；
控制器，其分别与所述图像生成单元和所述分光装置连接，用于分时序控制所述图像生成单元所出射的图像和所述分光装置的来回摆动，其中，
所述控制器配置为在控制所述图像生成单元出射第一图像时控制所述分光装置从初始位置摆动至第一角度反射所述双远心镜头的出光，以使所述第一图像通过所述第一镜头出射成像，
所述控制器配置为在控制所述图像生成单元出射第二图像时控制所述分光装置摆动至所述初始位置不反射所述双远心镜头的出光，以使所述第二图像通过所述第二镜头出射成像。


2.根据权利要求1所述的投影光学系统，其特征在于，
所述分光装置为扇形的反射镜，所述分光装置配置为可以以其圆心为中心轴进行摆动，所述投影光学系统还包括：
第一驱动装置，其分别与所述控制器和所述分光装置连接，用于根据所述控制器下发的控制指令驱动所述分光装置进行摆动和位置移动，其中，
所述分光装置配置为在摆动至所述第一角度时，所述分光装置在所述双远心镜头的出光方向的光路上，以使所述第一图像的光束的反射进入所述第一镜头中，
所述分光装置配置为在摆动至所述初始位置时，所述分光装置不在所述双远心镜头的出光方向的光路上，以使所述第二图像的光束能够通过所述第二反射单元反射进入所述第二镜头中。


3.根据权利要求2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...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱炜湛，唐晓峰，丁明内，杨伟樑，高志强，
申请(专利权)人：广景视睿科技深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44