[实用新型]一种车载抬头显示装置的横向离轴三反光学系统

说明书

本实用新型公开了一种车载抬头显示装置的横向离轴三反光学系统，其技术方案的要点是包括有发光屏，所述发光屏的斜前方设有次反射镜，所述次反射镜的斜前方设有主反射镜，挡风玻璃设在所述主反射镜的上方。所述主反射镜为具有正光焦度的凹面反射镜且由塑胶材料制成；所述次反射镜为无光焦度的反射镜。本实用新型在设计过程中把入瞳进行X和Y方向上的偏移，设置成九个不同的入瞳位置进行优化。用此种方法进行优化设计，保证了较大的眼箱直径，可使用的眼箱直径可达130mm‑160mm，在人身体进行轻微移动时也不会影响成像的清晰度。

【技术领域】

本实用新型涉及一种车载抬头显示装置的横向离轴三反光学系统。

【背景技术】

随着科学技术的发展，汽车行业正在进行日新月异的变化，与此同时汽车安全问题也越来越重要，可以避免驾驶员低头观看车载仪表信息而导致视线离开前方的车载抬头显示装置(即HUD),HUD已经广泛应用于汽车领域。它主要通过光学系统中的反射将发光屏的画面投影在挡风玻璃上，使得驾驶员无需转移视线就可以读取仪表中的信息，从而大大地提高了驾驶的安全性。

目前市面上的HUD虽然做到了较好的成像质量，但所使用光学元件数量较多，增大加工和材料成本，且整个装置占用空间较大，并且很难保证大范围的眼箱直径，即人眼可使用的范围只固定在较小的空间范围内，当身体发生上下左右方向上的移动时，将出现画面模糊的现象。同时当汽车速度变化，人眼进行前后移动时，焦点发生偏移，也会产生成像质量不佳的问题。

本实用新型就是基于这种情况作出的。

【实用新型内容】

本实用新型目的是克服了现有技术的不足，提供一种车载抬头显示装置的横向离轴三反光学系统，通过设计上的优化通过横向光路将光学元件控制在同一水平空间，并且保证较大的入瞳直径即眼箱直径，同时实现当车速变化时人体前后移动均能保持较清晰的成像质量，提高HUD的使用性能。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种车载抬头显示装置的横向离轴三反光学系统，其特征在于：包括有发光屏L6，所述发光屏L6的斜前方设有次反射镜L5，所述次反射镜L5的斜前方设有主反射镜L4，挡风玻璃L3设在所述主反射镜L4的上方。

如上所述车载抬头显示装置的横向离轴三反光学系统，其特征在于：所述主反射镜L4为具有正光焦度的凹面反射镜且由塑胶材料制成；所述次反射镜L5为无光焦度的反射镜。

如上所述车载抬头显示装置的横向离轴三反光学系统，其特征在于：所述主反射镜L4反射面为XY多项式的自由曲面，且满足表达式：3500mm≤R₄≤3800mm，其中R₄为主反射镜L4的Y半径。

如上所述车载抬头显示装置的横向离轴三反光学系统，其特征在于该光学系统满足表达式：65mm≤D₂≤80mm；其中，D₂为入瞳L2在XY平面上相对于光轴的最大偏移量，即可使用的眼箱半径。

如上所述车载抬头显示装置的横向离轴三反光学系统，其特征在于该光学系统满足表达式：

3°≤θ₂≤4.5°；

3°≤θ₃≤4.5°；

其中，θ₂为入瞳L2相对于光轴的偏移量，θ₃为风挡玻璃L3相对于光轴的偏移量。

如上所述车载抬头显示装置的横向离轴三反光学系统，其特征在于该光学系统满足表达式：

-4.5°≤α₄₅≤-3°；

13°≤α₅₆≤16°；