[实用新型]一种紧凑型抬头显示系统

说明书

技术领域

本实用新型属于光学成像技术领域，特别涉及一种紧凑型的车载抬头显示系统。

背景技术

车载抬头显示系统（HUD）可将行车时的重要信息（例如车速、油耗和导航等）显示在驾驶员的视野范围之内，使驾驶员不用低头就可以获得重要的驾驶信息，大大减少了由于视线转移引发交通事故的概率，增加了行车的安全性。由于驾驶舱的空间有限，抬头显示系统结构日趋紧凑，其厚度也在尽量的不断减小。然而，由于传统的抬头显示系统中用于转折光路的反射镜的尺寸过大，这一因素对抬头显示系统的紧凑型结构设计造成了限制。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术中缺陷，通过采用变形镜头实现画面高宽比的变化，从而获得结构更加轻巧紧凑的抬头显示系统。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种紧凑型抬头显示系统，该系统包括：信号接口，其接收行车信息；主印刷电路板，其对上述行车信息进行处理；以及投影显示模块。投影显示模块包含：投影单元，其中的控制单元根据经处理的行车信息调制LED光组发出不同颜色的光，再经过光调制器对LED光组发出的光进行调制，以生成对应于行车信息的图像，投影镜头对该图像进行投影。其中，该投影镜头包含：基本投影透镜，其对图像进行放大投影；以及柱面变形镜组，其对图像进行纵向压缩。该投影显示模块还包含：反射镜，其反射上述经纵向压缩的图像；中继成像面，上述经反射的图像在该中继成像面上成像；以及合成器，上述在中继成像面上成像的图像投射到该合成器上，并且该合成器的竖直方向的放大率大于水平方向的放大率，从而补偿上述柱面变形镜组对投影图像的纵向压缩，以形成具有正常宽高比的虚像。

上述技术方案中，柱面变形镜组由具有正光焦度的正柱面透镜和具有负光焦度的负柱面透镜组成。

上述技术方案中，柱面变形镜组的纵向压缩率为1/2，且所述合成器的竖直方向的放大率是水平方向的放大率的2倍。

上述技术方案中，柱面变形镜组放置在基本投影透镜的前端或者后端，或者放置在基本投影透镜中的任意两个透镜之间。

上述技术方案中，中继成像面为透射型或者反射型。

上述技术方案中，当中继成像面为透射型时，其出光侧设有补偿透镜，以补偿投影镜头对所述图像在水平和竖直方向不同的放大率。

上述技术方案中，LED光组由红、绿、蓝三种颜色的LED组成。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：通过变形镜头的设计，减小了子午面内的成像高度，有效的缩小了系统所需的尺寸，因此可以获得厚度更薄的抬头显示系统。

附图说明

图1是本实用新型紧凑型抬头显示系统结构示意图；

图2是本实用新型紧凑型抬头显示系统中变形投影镜头的示意图；

图3是本实用新型紧凑型抬头显示系统中变形镜组子午截面示意图；

图4是本实用新型紧凑型抬头显示系统中变形镜组弧矢截面示意图；

图5是本实用新型紧凑型抬头显示系统的光路示意图。

结合附图在其上标注以下附图标记：

100-抬头显示系统，110-信号接口，120-主印刷电路板，130-投影显示模块，131-投影单元，132-反射镜，133-中继成像面，134-合成器；

1311-基本投影透镜，1312-柱面变形镜组，1312p-正柱面透镜，1312n-负柱面透镜；

11-正柱面透镜的子午截面，12-负柱面透镜的子午截面，21-正柱面透镜的弧矢截面，22-负柱面透镜的弧矢截面。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

下面参考图1，图1为本实用新型紧凑型抬头显示系统一优选实施例的结构示意图。该紧凑型抬头显示系统100主要包括：信号接口（signal interface）110，主印刷电路板（PCB）120，投影显示模块130。其中主印刷电路板PCB主要包括：数字处理器、存储器、控制器、供电装置。其中投影显示模块130包括：投影单元（projection optics unit）131、反射镜（mirror）132、中继成像面（intermediate image plane）133和合成器（transparent combiner）134。投影单元131包括：控制单元（controller）、LED光组、照明光路（illumination path optics）、光调制器DMD、投影镜头。