[发明专利]一种车载HUD光学系统

说明书

本发明公开了一种车载HUD光学系统，其包括前部反射透镜群、中部反射镜群和后部透镜群，前部反射透镜群、中部反射镜群和后部透镜群按光学系统的物方至光学系统的像方的顺序依次设置，前部反射镜群与车辆的仪表盘L1位置相对应，后部透镜群L6与车辆的挡风玻璃L8位置相对应，其中，前部反射透镜群包括凹面透镜L4和前部反射镜，仪表盘的显示面光线依次经前部反射镜和凹面透镜L4后到达中部反射镜群，以及仪表盘的显示面位于后部透镜群的焦平面上。本发明不会因视线转移而产生画面跟随现象，从而不会导致驾驶员的眩晕现象发生。并且方便了驾驶员对前车路况的直观判断，提高了便捷性和安全性。以及减小了仪表盘的显示面所需空间，降低了空间占用率。

技术领域

本发明涉及车载HUD技术领域，尤其涉及一种车载HUD光学系统。

背景技术

目前，随着汽车工业主动安全的发展，对车载安全信息的显示提出了更高的要求，传统的车载信息往往显示在仪表盘上，使用者需低头才能看到信息，带来一定安全隐患。因此，需要一种使用者不用低头，在正常驾驶过程中，就能获取所有安全信息的显示方式，HUD光学系统即可满足此功能。

目前，现有技术中公开的HUD相关技术普遍存在下述缺点：1)、光源画面离焦，要看的图像在眼前会形成晃动的视差现象。2)、虚像画面悬浮在空中，或太近或者太远，不利于驾驶。3)、所需空间大，安装需破坏车体结构。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种无视差、舒适度高且所需空间小的车载HUD光学系统。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明提供的车载HUD光学系统，其包括前部反射透镜群、中部反射镜群和后部透镜群，所述前部反射透镜群、中部反射镜群和后部透镜群按所述光学系统的物方至所述光学系统的像方的顺序依次设置，所述前部反射镜群与车辆的仪表盘位置相对应，所述后部透镜群与车辆的挡风玻璃位置相对应，其中，所述前部反射透镜群包括凹面透镜和前部反射镜，所述仪表盘的显示面光线依次经所述前部反射镜和凹面透镜后到达中部反射镜群，以及所述仪表盘的显示面位于所述后部透镜群的焦平面上。

进一步地，所述前部反射镜由多个平面反光镜相互反射组合而成。

进一步地，所述前部反射镜包括平面反光镜和凹面反光镜，所述仪表盘的显示面理论光轴通过所述凹面反光镜的理论中心。

进一步地，所述凹面反光镜的反射面与所述车辆的挡风玻璃位置相对应。

进一步地，所述后部透镜群投影的像为虚像，所述虚像经所述挡风玻璃反射后，反射光线与地面成一定夹角，驾驶员所看到的虚像与地面位置相重合。

进一步地，所述后部透镜群包括第一后部透镜和第二后部透镜，所述第一后部透镜和第二后部透镜相互并列设置。

进一步地，所述光学系统满足以下公式：

5m≤L10≤20m；4≤β≤10；

其中，L10为使用者的眼睛到所述虚像的距离；β为所述光学系统的垂轴放大倍率。

进一步地，所述光学系统的出瞳距离L1满足以下公式：

700mm＜L9＜1000mm；

其中，出瞳距离L9为使用者的眼睛到所述挡风玻璃的反射点距离；

所述光学系统的出瞳范围为：170mm*65mm；

其中，出瞳范围为使用者的眼睛的可视长度和宽度范围。

进一步地，所述光学系统的整体角度可调，所述角度的调节范围为±3°。

进一步地，所述光学系统的出瞳光路与水平面的夹角为3°-14°。