基于光波导的HUD显示系统的图像调正方法及HUD显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于光波导的HUD显示系统的图像调正方法及HUD显示装置，HUD显示装置包括图像生成单元、中继反射镜和光波导；方法包括：设定图像生成单元绕光波导主平面的法线的旋转角度及中继反射镜的倾斜装配角度；通过图像生成单元发射图像光线至中继反射镜；通过中继反射镜将图像光线向上以第一倾斜角射入光波导；通过光波导将图像光线扩展后向上以第二倾斜角入射到挡风玻璃。通过调整中继反射镜的装配角度，使图像中心光线经过挡风玻璃反射后位于车辆行驶方向与竖直方向所形成的平面内，通过调整图像生成单元绕光波导主平面的法线的旋转角度，使经过挡风玻璃反射后形成的图像上边缘两个角点处于同一水平高度。具有简单可行，减小装置体积的优点。减小装置体积的优点。减小装置体积的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于光波导的HUD显示系统的图像调正方法及HUD显示装置


[0001]本专利技术涉及光学显示
，特别涉及一种基于光波导的HUD显示系统的图像调正方法及HUD显示装置。

技术介绍

[0002]HUD显示装置被广泛应用于汽车领域，HUD显示装置一般嵌入安装在车辆的中控台内部，其可将显示内容投射于驾驶员前方的挡风玻璃上，以辅助驾驶员驾驶。
[0003]为方便驾驶员观看，HUD显示装置一般位于汽车中控台上靠近驾驶员一侧，传统的HUD显示装置的内部通常包括图像生成单元和多个曲面反射镜，如现有申请号为202111539799.8的中国专利文件中示出的HUD光路系统包括图像生成单元，以及构成透反射光路的一级反射镜和二级反射镜等光学成像元件，其光路通过图像生成单元、一级反射镜和二级反射镜呈一定的空间几何反射至挡风玻璃，再通过挡风玻璃的反射形成可被驾驶员观察的虚像。然而，上述传统的基于曲面反射镜多次反射形成的HUD装置存在体积大、图像距离近的缺点。
[0004]为解决上述缺点，现有技术推出基于光波导的HUD显示装置，通过光波导实现图像光的传输和扩展，同时由于光波导的核心层通常为一块厚度几个毫米左右的平板玻璃，可以实现扁平化的HUD装置外形，极大缩减了传统的基于曲面反射镜空间光学HUD的体积，从而被认为是下一代HUD的解决方案。另一方面，由于一般汽车的挡风玻璃为在主表面两个方向上曲率不同的弯曲面，为使经过挡风玻璃反射的图像为正立的图像，需要整个HUD装置，或其内部的光学单元以一立体倾斜角度安装，这会造成HUD的安装体积或HUD装置本身的体积变大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于光波导的HUD显示系统的图像调正方法及HUD显示装置，旨在以体积最优的方式解决现有HUD显示装置在挡风玻璃的弯曲面上投射的显示内容出现倾斜的问题。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供一种基于光波导的HUD显示系统的图像调正方法，应用于HUD显示装置，HUD显示装置用于将显示内容投射至车辆的挡风玻璃上，所述HUD显示装置包括图像生成单元、中继反射镜和光波导；所述图像调正方法，包括：
[0007]设定所述图像生成单元绕所述光波导主平面的法线的旋转角度；
[0008]通过所述图像生成单元发射图像光线至所述中继反射镜；
[0009]设定所述中继反射镜的倾斜装配角度；
[0010]通过所述中继反射镜将图像光线向上以第一倾斜角射入所述光波导；
[0011]通过所述光波导将图像光线扩展后向上以第二倾斜角入射到所述挡风玻璃，通过调整所述中继反射镜的装配角度，使图像中心光线经过所述挡风玻璃的反射后位于车辆行驶方向与竖直方向所形成的平面内；
[0012]通过调整所述图像生成单元绕所述光波导主平面的法线的旋转角度，使得经过所述挡风玻璃反射的图像的上边缘两个角点处于同一水平高度。
[0013]第二方面，本专利技术实施例提供一种HUD显示装置，用于实现如上所述的基于光波导的HUD显示系统的图像调正方法；
[0014]所述HUD显示装置包括装置盒体、图像生成单元、中继反射镜和光波导，所述图像生成单元水平设置于所述装置盒体内部，所述中继反射镜倾斜装配于所述图像生成单元上，所述光波导设置于所述装置盒体顶部；
[0015]其中，所述图像生成单元水平发射图像光线至所述中继反射镜，所述中继反射镜将图像光线向上以第一倾斜角射入所述光波导，所述光波导将图像光线扩展后向上以第二倾斜角入射到所述挡风玻璃，使图像中心光线经过所述挡风玻璃的反射后位于车辆行驶方向与竖直方向所形成的平面内，且图像的上边缘两个角点处于同一水平高度。
[0016]本专利技术实施例公开了一种基于光波导的HUD显示系统的图像调正方法及HUD显示装置，HUD显示装置包括图像生成单元、中继反射镜和光波导；图像调正方法，包括：设定图像生成单元绕光波导主平面的法线的旋转角度及中继反射镜的倾斜装配角度；通过图像生成单元发射图像光线至中继反射镜；通过中继反射镜将图像光线向上以第一倾斜角射入光波导；通过光波导将图像光线扩展后向上以第二倾斜角入射到挡风玻璃。通过调整中继反射镜的装配角度，使图像中心光线经过挡风玻璃反射后形成的图像位于车辆行驶方向与竖直方向所形成的平面内，通过调整图像生成单元绕光波导主平面的法线的旋转角度，使经过挡风玻璃反射后形成的图像上边缘两个角点处于同一水平高度。本专利技术实施例的方法具有简单可行，还减小了HUD显示装置的体积的优点。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术实施例提供的HUD显示系统的轴视衍射示意图；
[0019]图2为本专利技术实施例提供的HUD显示系统的左视衍射示意图；
[0020]图3为本专利技术实施例提供的HUD显示系统的主视衍射示意图；
[0021]图4为本专利技术实施例提供的HUD显示系统的俯视衍射示意图；
[0022]图5为本专利技术实施例提供的图像生成单元的示意图；
[0023]图6为本专利技术实施例提供的图像生成单元配合中继反射镜摆放的示意图；
[0024]图7为本专利技术实施例提供的图像生成单元单独摆放的示意图；
[0025]图8为本专利技术实施例提供的显示装置的内部仰视图；
[0026]图9为本专利技术实施例提供的显示装置的分解原理图；
[0027]图10为本专利技术实施例提供的图像调正方法的流程示意图；
[0028]图11为本专利技术实施例提供的图像调正方法的子流程示意图。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0031]还应当理解，在此本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0032]还应当进一步理解，在本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0033]结合图9所示，为方便理解本申请的基于光波导的HUD显示系统的图像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光波导的HUD显示系统的图像调正方法，应用于HUD显示装置，HUD显示装置用于将显示内容投射至车辆的挡风玻璃上，所述HUD显示装置包括图像生成单元、中继反射镜和光波导；其特征在于，所述图像调正方法，包括：设定所述图像生成单元绕所述光波导主平面的法线的旋转角度；通过所述图像生成单元发射图像光线至所述中继反射镜；设定所述中继反射镜的倾斜装配角度；通过所述中继反射镜将图像光线向上以第一倾斜角射入所述光波导；通过所述光波导将图像光线扩展后向上以第二倾斜角入射到所述挡风玻璃，通过调整所述中继反射镜的装配角度，使图像中心光线经过所述挡风玻璃的反射后位于车辆行驶方向与竖直方向所形成的平面内；通过调整所述图像生成单元绕所述光波导主平面的法线的旋转角度，使得经过所述挡风玻璃反射后形成的图像的上边缘两个角点处于同一水平高度。2.根据权利要求1所述的基于光波导的HUD显示系统的图像调正方法，其特征在于，所述通过所述光波导将图像光线扩展后向上以第二倾斜角入射到所述挡风玻璃，包括：设定所述挡风玻璃上对应人眼视点的位置为第一定点；设定所述挡风玻璃的中心轴上与所述第一定点同一高度的位置为第二定点；获取所述第一定点处挡风玻璃的水平切线方向与所述第二定点处挡风玻璃的水平切线方向之间形成的夹角θ；通过所述光波导将图像光线以与y1z1轴所在平面的夹角为1.8θ
‑
2.2θ的角度发射至所述第一定点，其中，y1轴为车辆行驶的前进方向，z1轴为水平面竖直向上的方向。3.根据权利要求2所述的基于光波导的HUD显示系统的图像调正方法，其特征在于，还包括：通过所述光波导将图像中心光线以与x1z1轴所在平面的夹角为19～21
°
的角度发射至所述第一定点，其中，x1轴为分别与y1轴和z1轴垂直的方向。4.根据权利要求2所述的基于光波导的HUD显示系统的图像调正方法，其特征在于，所述通过所述光波导将图像光线以与y1z1轴所在平面的夹角为1.8θ
‑
2.2θ的角度发射至所述第一定点，包括：通过所述光波导将图像光线以与y1z1轴所在平面的夹角为2θ的角度发射至所述第一定点。5.根据权利要求2所述的基于光波导的HUD显示系统的图像调正方法，其特征在于，所述通过所述光波...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱良富，朱以胜，
申请(专利权)人：深圳市光途显示科技有限公司，
类型：发明
国别省市：