[实用新型]一种采用自由曲面阵镜进行视角扩展的抬头显示光学系统

权利要求书

1.一种采用自由曲面阵镜进行视角扩展的抬头显示光学系统，其特征在于：

它包括依次设置的发光源、扩散片、自由曲面分光镜一、自由曲面分光镜二、自由曲面分光镜三、汽车挡风玻璃、眼盒、成虚像位置，所述扩散片设置于发光源的光线出射端，所述自由曲面分光镜一、自由曲面分光镜二、自由曲面分光镜三设置于汽车挡风玻璃的下方，所述成虚像位置位于眼盒的正前方；

所述抬头显示光学系统的成像光路包括上视角路径、中视角路径、下视角路径；

所述上视角路径的成像光路为：成像光线由发光源出发，经过扩散片，然后经过自由曲面分光镜一反射至汽车挡风玻璃，并经由汽车挡风玻璃反射至眼盒位置，眼盒位置的人眼通过成像光线的反向延长线看到成虚像位置的图像，实现上视角路径的图像显示；

所述中视角路径的成像光路为：成像光线由发光源出发，经过扩散片，然后经过自由曲面分光镜一、自由曲面分光镜二，由自由曲面分光镜二反射至汽车挡风玻璃，并经由汽车挡风玻璃反射至眼盒位置，眼盒位置的人眼通过成像光线的反向延长线看到成虚像位置的图像，实现上视角路径的图像显示；

所述下视角路径的成像光路为：成像光线由发光源出发，经过扩散片，然后经过自由曲面分光镜一、自由曲面分光镜二、自由曲面分光镜三，由自由曲面分光镜三反射至汽车挡风玻璃，并经由汽车挡风玻璃反射至眼盒位置，眼盒位置的人眼通过成像光线的反向延长线看到成虚像位置的图像，实现上视角路径的图像显示。

2.根据权利要求1所述的一种采用自由曲面阵镜进行视角扩展的抬头显示光学系统，其特征在于，所述自由曲面分光镜一、自由曲面分光镜二、自由曲面分光镜三与z轴方向的夹角分别为θ1、θ2、θ3，其夹角量测基线与z轴平行且与y轴垂直，所述θ1、θ2、θ3等值或不等值，所述θ1、θ2、θ3不等值时，所述θ1、θ2、θ3角度间的差距为±5°。

3.根据权利要求1所述的一种采用自由曲面阵镜进行视角扩展的抬头显示光学系统，其特征在于，所述抬头显示光学系统为用于缩小体积且采用阵镜设计方式的抬头显示光学系统，所述自由曲面分光镜一、自由曲面分光镜二、自由曲面分光镜三的反射率分别为R1、R2、R3，所述自由曲面分光镜一、自由曲面分光镜二、自由曲面分光镜三的穿透率分别为T1、T2、T3，所述反射率满足条件：R1R2R3，所述穿透率满足条件：T3T2T1。