[发明专利]基于汽车挡风玻璃的空间复用的抬头显示器成像光路结构

说明书

本发明公开了一种基于汽车挡风玻璃的空间复用的抬头显示器成像光路结构，包括图像生成单元、第一中继反射镜片以及凹面反射镜，所述第一中继反射镜片位于成像光束在通过所述凹面反射镜和车辆挡风玻璃之间的主光路之中，从图像生成单元发出的成像光束射向第一中继反射镜片，然后再反射向凹面反射镜，接着反射向挡风玻璃，最终汇聚于驾驶员眼睛位置，实现抬头显示功能。本发明实现了在相同画面大小的前提之下，通过光路空间复用技术，把中继反射镜片布置到凹面反射镜与挡风玻璃的主光路之中，减小了显示器整体体积，从而节省了空间，具有更广泛的车型适配性。

技术领域

本发明涉及基于汽车挡风玻璃的抬头显示器(HUD)技术领域和无介质悬浮显示器技术领域，特别涉及一种基于汽车挡风玻璃的空间复用的抬头显示器成像光路结构(HUD)或者无介质悬浮显示器(VPA)成像光路结构(以下称“基于挡风玻璃的显示器”)。

背景技术

由于无介质悬浮显示器是新兴技术领域，下面结合HUD行业现有技术状况进行介绍：

汽车抬头显示技术是当前国际国内正在大力发展的智能网联汽车的智能驾驶舱重要组成部分，通过前期宝马、奔驰等高端豪华品牌汽车上对于HUD的应用推广，越来越多的车厂和用户认识到通过汽车的抬头显示技术对于安全驾驶的重要性，越来越多的车厂把抬头显示系统装配于自己的新车上，作为提升汽车安全的有效配置。

汽车抬头显示器(HUD)行业目前存在一个行业痛点问题，即消费者希望HUD的显示画面越大越好，而受制于目前传统HUD所采用的几何光学原理限制，要获得更大的显示画面，需要一定的光程，必须在设计方案当中采用中继反射镜片，目前的中继反射镜片，由于要获得高反射率，需要在玻璃表面镀全反射膜，因而透过率很低，所以中继反射镜片必须布置在光路之外，额外占用一部分独立空间，因此整个HUD产品的体积随之增大，然而汽车仪表台下的结构空间有限，更大的HUD整机体积与汽车仪表台的钣金围板、前挡风玻璃用的空调除霜出风口、安装支架等容易产生干涉而布置不下。

目前，市面上的HUD成像系统的设计，多采用“之”字形光路，如图1所示，采用传统方案的中继反射镜片是不透明的，必须与主光路分开的设置，额外占用一部分独立空间，这样整机占用空间比较大。

所以，开发一种更加紧凑形的把中继反射镜片放在光路中间的空间复用HUD光路结构，就具有非常现实的意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种空间复用的HUD成像光路结构，旨在实现在相同画面大小的前提之下，通过光路空间复用技术，把中继反射镜片布置到凹面反射镜与挡风玻璃的主光路之中，减小HUD整体体积，从而节省空间。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于汽车挡风玻璃的空间复用的抬头显示器成像光路结构，其特征在于，包括图像生成单元、第一中继反射镜片以及凹面反射镜，所述第一中继反射镜片位于成像光束在通过所述凹面反射镜和车辆挡风玻璃之间的主光路之中，从图像生成单元发出的成像光束射向第一中继反射镜片，然后再反射向凹面反射镜，接着反射向挡风玻璃，最终汇聚于驾驶员眼睛位置，实现抬头显示功能。

本发明进一步的技术方案是，其特征在于，所述第一中继反射镜片的朝向所述凹面反射镜的一面设置有反射与透过功能的偏光膜或偏光片

本发明进一步的技术方案是，所述第一中继反射镜片朝向图像生成单元的一面带有反射与透过功能的偏光膜或偏光片，且对于第一偏振方向的线偏振光反射率大于50％，对于第二偏振方向的线偏振光透过率大于50％。

本发明进一步的技术方案是，所述图像生成单元的出光口贴有半波片。

本发明进一步的技术方案是，所述图像生成单元发射的成像光束是S向偏振的线偏振光光束,所述半波片将所述图像生成单元发射的S向偏振的线偏振光光束振动面的方位旋转90°成为P偏振光。