[实用新型]一种采用可转动对焦平板的多焦段抬头显示光学系统

说明书

本实用新型提供一种采用可转动对焦平板的多焦段抬头显示光学系统。它包括图像输入接口、中继成像镜头、对焦平板旋转装置、对焦平板、光路中继像面、第一离轴自由曲面反射镜片、第二离轴自由曲面反射镜片、成虚像玻璃、人眼观察窗口、成虚像位置；所述对焦平板设置于中继成像镜头和光路中继像面的中间；所述对焦平板包括多个不同折射角度的扇形对焦板、及对焦平板中轴，所述对焦平板中轴与对焦平板旋转装置相连接。该抬头显示光学系统通过在成像光路上设置一个可转动对焦平板，从而适用于查看多焦段图像，视野更大，同时采用可折叠光路结构，结构紧凑、安装使用方便。

技术领域

本实用新型涉及光学显示装置，特别涉及一种采用可转动对焦平板实现多焦段抬头显示、视野大、使用方便的抬头显示光学系统。

背景技术

抬头显示简称HUD，又叫做平行显示系统，起初主要应用于航空领域，如航行器，随着社会的进步和科技的发展，现已经使用于交通工具，其作用是把驾驶员需要但不方便查看的行车信息，直接清晰显示到驾驶员的视野前方，让驾驶员做到不低头、不转头就能看到，现有一种抬头显示系统，以成虚像方式就能将信息显示到驾驶员前面的挡风玻璃上，该方式结构简单，但还存在一定的不足：

1、缺乏完善的调焦结构，主要应用于查看距离相近的单焦段视野图像，对于距离差别较大的视野图形不能兼顾清晰查看，或者切换不方便；

2、缺乏合理的光路结构设计，体积大，不方便安装使用。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种采用可转动对焦平板的多焦段抬头显示光学系统，该抬头显示光学系统通过在成像光路上设置一个可转动对焦平板，从而适用于查看多焦段图像，视野更大，同时采用可折叠光路结构，结构紧凑、安装使用方便。

为了解决上述现有技术问题,本实用新型的技术方案是:

本实用新型一种采用可转动对焦平板的多焦段抬头显示光学系统，它包括图像输入接口、中继成像镜头、对焦平板旋转装置、对焦平板、光路中继像面、第一离轴自由曲面反射镜片、第二离轴自由曲面反射镜片、成虚像玻璃、人眼观察窗口、成虚像位置；

所述对焦平板设置于中继成像镜头和光路中继像面的中间；

所述对焦平板包括多个不同折射角度的扇形对焦板、及对焦平板中轴，所述对焦平板中轴与对焦平板旋转装置相连接，由对焦平板旋转装置驱动对焦平板绕中轴旋转，实现光路中扇形对焦板的切换，从而实现多个不同焦段的实像输入。

所述成虚像玻璃位于人眼观察窗口的正前方，所述第一离轴自由曲面反射镜片、第二离轴自由曲面反射镜片设置于成虚像玻璃的下方，所述图像输入接口与第一离轴自由曲面反射镜片中间依次设置中继成像镜头、对焦平板、光路中继像面；

优选地，所述图像输入接口为激光光源图像设备，所述激光光源图像设备由激光光源整形打到一个微型高速振动反射镜，实现按时序显示的图像输入；

优选地，所述图像输入接口为主动发光类型的图像显示器件，优选为OLED、Micro-LED、LBS设备；

优选地，所述图像输入接口为为主动发光类型的图像显示器件，优选为Lcos、DLP图像发生器，由照明光源照射到图像发生器表面，使发生器显示影像实现图像输入。

所述抬头显示光学系统直接投射成像光束到成虚像玻璃上面，再通过成虚像玻璃反射部分光线到人眼观察窗口处，使人眼看到一个在人眼观察窗口前方的放大的虚像，通过设置多个不同折射角度的扇形对焦板，实现投射不同焦段的图像，让人眼可以观察到到车头有近也有远的虚像，可以是实现增强图像与实景的有效融合。

所述扇形对焦板的折射角度由扇形对焦板的材质折射率和厚度决定，从而通过不同材质和厚度的搭配来实现不同折射角度的扇形对焦板设置。