[发明专利]一种用于车载抬头显示装置的纵向离轴三反光学系统

说明书

本发明公开了一种用于车载抬头显示装置的纵向离轴三反光学系统，其技术方案的要点是包括有发光屏，所述发光屏的斜前方设有次反射镜，所述次反射镜的斜前方设有主反射镜，所述主反射镜的斜上方设有保护玻璃，挡风玻璃设在保护玻璃的上方。本发明通过合理的角度偏移达到理想的成像效果，并且使结构较紧凑，减小整个车载显示装置所占用的空间，提高顾客对于汽车大空间的使用需求。本发明相比于普通HUD来说，本发明所有视场的畸变都控制较好，各个视场在畸变网络中子午和弧矢方向畸变值都较小，保证了高质量的使用效果。

【技术领域】

本发明涉及一种用于车载抬头显示装置的纵向离轴三反光学系统。

【背景技术】

随着科学技术的发展，汽车行业正在进行日新月异的变化，与此同时汽车安全问题也越来越重要，可以避免驾驶员低头观看车载仪表信息而导致视线离开前方的车载抬头显示装置即HUD已经广泛应用于汽车领域。它主要通过光学系统中的反射将发光屏的画面投影在挡风玻璃上，使得驾驶员无需转移视线就可以读取仪表中的信息，从而大大地提高了驾驶的安全性。

目前市面上的HUD虽然做到了较好的成像质量，但很难保证大范围的眼箱直径，即人眼可使用的范围只固定在较小的空间范围内，当身体发生上下左右方向上的移动时，将出现画面模糊的现象。同时当汽车速度变化，人眼进行前后移动时，焦点发生偏移，也会产生成像质量不佳的问题。

本发明就是基于这种情况作出的。

【发明内容】

本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种用于车载抬头显示装置的纵向离轴三反光学系统，主要目的是通过设计上的优化保证较大的入瞳直径即眼箱直径，以及当车速变化时人体前后移动均能保持较清晰的成像质量，提高HUD的使用性能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于车载抬头显示装置的纵向离轴三反光学系统，其特征在于：包括有发光屏L7，所述发光屏L7的斜前方设有次反射镜L6，所述次反射镜L6的斜前方设有主反射镜L5，所述主反射镜L5的斜上方设有保护玻璃L4，挡风玻璃L3设在保护玻璃L4的上方。

如上所述的用于车载抬头显示装置的纵向离轴三反光学系统，其特征在于：所述保护玻璃L4为无光焦度的透镜；主反射镜L5为具有正光焦度的凹面反射镜且由塑胶材料制成；次反射镜L6为具有正光焦度的反射镜。

如上所述的用于车载抬头显示装置的纵向离轴三反光学系统，其特征在于：主反射镜L5反射面为XY多项式的自由曲面，且满足表达式：530mm≤R₅≤550mm，其中R₅为主反射镜L5的Y半径。

如上所述的用于车载抬头显示装置的纵向离轴三反光学系统，其特征在于该光学系统满足表达式：130mm≤D₂≤160mm，其中，D₂为入瞳L2的直径，即可使用的眼箱直径。

如上所述的用于车载抬头显示装置的纵向离轴三反光学系统，其特征在于该光学系统满足表达式：

-3％≤Rad Dist≤10％；

-4％≤Tan Dist≤10％；

其中，Rad Dist为畸变网络中各视场弧矢方向畸变值，Tan Dist为畸变网络中各视场子午方向畸变值。

如上所述的用于车载抬头显示装置的纵向离轴三反光学系统，其特征在于该光学系统满足表达式：

1.5°≤θ₂≤2.5°，其中θ₂为入瞳L2相对于光轴的偏移量。

与现有技术相比，本发明有如下优点：