[实用新型]一种基于空间光调制器的车载平视显示系统

说明书

本实用新型提供一种基于空间光调制器的车载平视显示系统，属于车载显示领域，包括依次设置的光源组件、空间光调制器、投影光路、中继系统和目视系统，光源组件用于提供光源，光源入射到空间光调制器上，空间光调制器用于图像的显示，投影光路用于将图像放大投影到中继系统，中继系统用于扩大图像的视场角，目视系统用于将图像投射，还包括控制系统，控制系统用于完成图像信息的全息图计算、加载以及空间光调制和光源的同步控制工作，中继系统为微透镜阵列或微透镜阵列组或衍射光学元件。本实用新型的有益效果是能够简化光学光路系统的结构，提高光源利用率，并且成像位置可调，眼动范围大。

技术领域

本实用新型属于车载显示领域，尤其是涉及一种基于空间光调制器的车载平视显示系统。

背景技术

传统的车载平视显示系统(HUD)的投影图像成像位置分为两种：一种是将图像直接成像在汽车的前挡风玻璃上，这样驾驶者在驾驶过程中如果需要看清呈现在前挡风玻璃上的HUD投影信息就需要眼睛自动调焦，如果需要观察汽车前方的路况就需要眼睛快速将焦距调整到远处的物体上，从而使汽车前方的信息在视网膜上清晰成像；另一种做法是利用光学系统，使其投影显示在汽车引擎盖上或汽车前方道路上，这样驾驶者在观察汽车前方道路的时候，无须眼睛自动调焦，也能清晰地看到HUD投影信息。

上述两种做法都是利用光学系统的成像原理实现的，由于成像位置不同所采用的光学系统结构迥异，尤其是后者的光学设计的复杂度很高，成本也非常昂贵。但是传统的平视显示装置投影图像成像方式只能采用上述两种方法之一，只能投影2D图像，而且其光学系统结构一旦确定，则成像位置就被固定，不能随意更改。

且由于受到半导体工艺的限制，当前商用像素化空间光调制器的像素尺寸难以达到可见光波长量级，且空间带宽积严重不足，致使空间光调制器再现出的3D图像的可视角度较小，一般小于5°，若后续直接加上目视系统让驾驶员直接观看，则驾驶员的眼动范围很小，体验感十分差，若在成像光路中加入漫反射元件，虽然可以增大眼动范围，但是破坏了空间光调制器所生成的全息3D图像的相位信息，驾驶员无法观察到更多景深的3D 信息。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种基于空间光调制器的车载平视显示系统，能够简化光学光路系统的结构，提高光源利用率，并且成像位置可调，眼动范围大。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于空间光调制器的车载平视显示系统，包括依次设置的光源组件、空间光调制器、投影光路、中继系统和目视系统，所述光源组件用于提供光源，所述光源入射到所述空间光调制器上，所述空间光调制器用于图像的显示，所述投影光路用于将所述图像放大投影到所述中继系统，所述中继系统用于扩大所述图像的视场角，所述目视系统用于将所述图像投射，便于驾驶员观察，所述中继系统为微透镜阵列或微透镜阵列组或衍射光学元件，中继系统既增大平视显示系统的眼动范围，又保留空间光调制器生成的全息3D图像的相位信息，使驾驶员既能有较好的体验感又能观察到多景深的3D显示信息。

进一步的，所述微透镜阵列组包括第一微透镜阵列和第二微透镜阵列，所述第一微透镜阵列的焦距大于所述第二微透镜阵列的焦距，所述第一微透镜阵列上的透镜单元数目和所述第二微透镜阵列上的透镜单元数目相等并一一对应。

进一步的，所述光源组件包括依次设置的光源、扩束准直器和偏振片。

进一步的，所述投影光路由多片透镜组成，包括依次设置的第一凸透镜、第一凹透镜和第二凸透镜，投影光路用于将空间光调制器上加载的图像投影到中继系统上。

进一步的，所述目视系统包括至少一个透镜和两个反射镜，包括第一透镜、第一反射镜、第二透镜和半透半反反射镜，第一透镜与中继系统共线设置，第一反射镜倾斜设置在第一透镜的一侧，半透半反反射镜与第一反射镜相对应，第二透镜设置在第一反射镜和半透半反反射镜之间。

进一步的，所述目视系统包括多个曲面反射镜。