[发明专利]一种应用于智能交互的空中投影光路系统

说明书

本发明涉及一种智能交互技术领域，具体公开了一种应用于智能交互的空中投影光路系统，设有背光模组和用于反射所述背光模组出射光线的反射模组；所述反射模组中设有高精度注塑的自由曲面镜。本发明提供的一种应用于智能交互的空中投影光路系统，采用纳米级加工精度控制的自由曲面镜，利用几何光学构建反射光路，实现无介质空气投影.智能交互体验好，相比现有基于DRCA的空中投影技术，制作难度更低，成本更低。

技术领域

本发明涉及.智能交互技术领域，尤其涉及一种应用于智能交互的空中投影光路系统。

背景技术

无介质空气投影也称虚拟成像技术，基于DRCA光学元件，利用离散微小的单元光学元件(约100μm大小)，纳米级加工精度控制将光线细分割后，再利用几何光学将其聚集在空气中成像，无介质空气投影与C-HUD(通过combiner成像)、W-HUD(直接通过风挡玻璃成像)与AR-HUD的主要区别如下表：

可见，与AR-HUD相比，无介质空气投影的互动性更好。在实际应用场景中，其良好的互动性可结合如下两个场景进行阐释：

然而，目前基于DRCA的无介质投影技术尚不成熟，比如日本的3D空中投影技术在行业内有使用，但其成本太高，如果应用在民用化技术领域则造价太高且对于光路设计与结构设计也存在很大挑战。

发明内容

本发明提供一种应用于智能交互的空中投影光路系统，解决的技术问题是现有HUD无法实现高互动性的无介质投影，以及现有基于DRCA的空中投影技术制造门槛高成本高昂。

为解决以上技术问题，本发明提供一种应用于智能交互的空中投影光路系统，设有背光模组和用于反射所述背光模组出射光线的反射模组；

所述反射模组中设有高精度注塑的自由曲面镜。

具体地，所述自由曲面镜设置于成像光路中，位于所述背光模组和图像之间，属于反射成像。

在一优选实施例中，所述背光模组为TFT模组，包括LED光源、TFT、匀光片和菲涅尔透镜；所述菲涅尔透镜位于所述匀光片和照明光路之间，用于提升图像的亮度和均匀性。

优选地，所述菲涅尔透镜用DOE镜片替代，所述匀光片为扩散板。在另一优选实施例中，所述背光模组为微型投影模组，所述微型投影模组包括投影块和接收屏；所述接收屏为反射型或透射型。

更具体的，所述投影块为DLP投影、LCOS投影模组或激光投影模组。

在本发明中，所述自由曲面镜的表达式为泽尼克标准矢高面或扩展多项式方程等可以满足成像要求的自由曲面方程。

更具体地，所述反射模组中还设有位于所述背光模组和所述自由曲面镜之间的折返镜，用于折叠光路，以缩小系统的物理尺寸。所述折返镜位于光路交叉点附近。

优选的，所述折返镜为2个或3个。

可选的，本发明提供的一种应用于智能交互的空中投影光路系统还包括承接所述自由曲面镜反射光的风挡玻璃。

本发明提供的一种应用于智能交互的空中投影光路系统，采用纳米级加工精度控制的自由曲面镜，利用几何光学构建反射光路，实现无介质空气投影.智能交互体验好，相比现有基于DRCA的空中投影技术，制作难度更低，成本更低。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种应用于智能交互的空中投影光路系统的光路原理图；

图2是本发明实施例1提供的一种应用于智能交互的空中投影光路系统的光路结构图；