一种车载信息抬头显示系统的制作方法
【专利摘要】一种车载信息抬头显示系统，包括汽车状态信息显示系统和目镜系统；从所述汽车状态信息显示系统显示的汽车状态信息的光线，通过所述目镜系统进入人眼。本发明不需要前挡风玻璃补偿镜组件，因此该系统的设计加工难度可以很小，并且结构可以做的简单，成本低廉；显示图像的大小可以做到自动调整。
【专利说明】
一种车载信息抬头显示系统
技术领域
[0001]本发明涉及车载信息显示领域，特别是涉及一种车载信息抬头显示系统。
【背景技术】
[0002]驾驶员在驾驶汽车行驶过程中，需要频繁地低头查看仪表盘或导航仪，来判断汽车的行驶速度、油耗、发动机转速、汽车行驶路线等信息，这种视线频繁转换于仪表盘与前方路况之间的驾驶模式增加驾驶的危险系数。为了避免驾驶员视线的频繁转换，同时也不妨碍驾驶员及时获取汽车行驶状态信息，信息投射系统被应用到汽车信息显示领域，车载信息投射系统将汽车的状态信息通过光学系统融合到前方景物中，驾驶员不需要转换视线就可以同时观测到前方路况和汽车状态信息，增加了驾驶员处理突发事件的时间。
[0003]在先技术“一种车载抬头显示仪”(中国实用新型专利，申请号:201320287127.7)，公开了一种车载信息投射系统。在先技术中，包括设置于汽车前挡风玻璃上方的投影仪、安装在驾驶中控台上的凹面反射镜和将所述行车信息反射给司机的反射屏，并且投影仪、反射镜和反射屏之间的相对角度可以调整，该方法虽然看起来比较灵活，但是实现起来比较难，因为反射镜和反射屏要与投影仪中的光学系统配合使用，才能实现透射到人眼图像的清晰性，而实际使用中投影仪、反射镜和反射屏之间的相对状态由于调整是不确定，只用一个凹面反射镜来满足多种状态下的放大成像的功能不太切合实际的。
[0004]在先技术“一种车载抬头显示系统及汽车”(中国实用新型专利，申请号:201420834714.8)，公开了一种由显示屏组件和三反式光学组件组成的车载信息投射系统。在先技术中，三反式光学组件由变倍镜组件、像质补偿镜组件和前挡补偿镜组件组成。该方法中虽然变倍镜组件和像质补偿镜组件可以用来调整显示图像的大小，但是该系统会过于复杂，另外前挡补偿镜组件也会增加该系统的设计加工难度和成本。
【发明内容】
[0005]本发明旨在克服在先技术的不足，提出一种车载抬头显示系统，该方法容易实现，性能稳定。
[0006]本发明的技术解决方案如下:
[0007]—种车载信息抬头显示系统，特点在于其构成包括汽车状态信息显示系统和目镜系统;从所述汽车状态信息显示系统显示的汽车状态信息的光线，通过所述目镜系统进入人眼。
[0008]还包括投影系统，该投影系统的像为所述目镜系统的物，所述投影系统投影放大的像通过所述目镜系统成像到无限远或有限远，最终进入人眼。
[0009]所述目镜系统包括沿入射光路方向依次放置的透镜组、反射镜和半透半反镜。
[0010]所述目镜系统包括半透半反镜、第二半透半反镜和第二反射镜;所述第二半透半反镜将从所述投影系统出射的光线反射，该反射光线入射到所述第二反射镜上后再次被反射后，入射到第二半透半反镜，第二半透半反镜对所述第二反射镜反射的光线透射，射入到所述半透半反镜，所述半透半反镜面向人眼。
[0011 ]所述目镜系统包括半透半反镜、第三反射镜和第四反射镜)；入射到所述目镜系统上的光线首先射入到所述第三反射镜上，并被所述第三反射镜反射，从所述第三反射镜出射的光线进入到所述第四反射镜上，被所述第四反射镜反射的光线入射到所述半透半反镜，所述半透半反镜面向人眼。
[0012]所述汽车状态信息显示系统为液晶显示器、数字光学处理器或有机发光二极管。
[0013]所述目镜系统的焦距为固定的或可调的。
[0014]所述汽车状态信息显示系统上显示的汽车状态信息可由汽车控制系统导出，也可由外部终端(如手机、平板、导航仪等)导出，所述汽车状态信息显示系统可以为液晶显示器(Liquid Crystal Display ,LCD)、数字光学处理器(Digital Light Processing，DLP)、有机发光二极管(Organic Light Emitting D1de，0LED)或其他可显示图像的器件。
[0015]所述目镜系统的焦距可为固定的，也可为可调的。若所述目镜系统的焦距是可调的，其调整可为手动调节，也可为自动调节。
[0016]优选地，所述目镜系统的最后一个组件面向人眼，并且为半透半反镜，能够让汽车外部物体发射的光线无畸变(或者人眼可以接受的畸变量)地透过，所述半透半反镜可为独立的元件，也可为能够张贴于挡风玻璃上的薄膜。
[0017]优选地，所述目镜系统中部分元件可以调整，以改变光线的高度和走向。
[0018]与在先技术相比，本发明具有如下技术效果:
[0019]1、该方法比较灵活，可行性比较强。
[0020]2、该系统可以不需要前挡风玻璃补偿镜组件，因此该系统的设计加工难度可以很小，并且结构可以做的简单，成本低廉。
[0021]3、本发明中显示图像的大小可以做到自动调整。
【附图说明】
[0022]图1是本发明车载抬头显示系统的第一实施例示意图
[0023]图2是图1所示第一实施例中投影系统的结构示意图
[0024]图3是图1所示第一实施例中目镜系统的结构示意图
[0025]图4是本发明车载抬头显示系统的第二实施例示意图
[0026]图5是本发明车载抬头显示系统的第三实施例示意图
[0027]图6是本发明车载抬头显示系统的第四实施例示意图
[0028]图7是本发明车载抬头显示系统的第五实施例示意图
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
[0030]请参阅图1，图1是本发明车载抬头显示系统的第一实施例示意图，由图可见，一种车载信息投射系统，包括汽车状态信息显示系统1、投影系统2和目镜系统3，上述部件的位置关系如下:
[0031]从所述汽车状态信息显示系统I显示的汽车状态信息的光线，依次通过所述投影系统2、所述目镜系统3，最终进入人眼。
[0032]所述汽车状态信息显示系统I上显示的汽车状态信息可由汽车控制系统导出，也可由外部终端(如手机、平板、导航仪等)导出，所述汽车状态信息显示系统I可以为液晶显示器、数字光学处理器、有机发光二极管或其他可显示图像的器件。
[0033]本实施例中汽车状态信息显示系统I为有机发光二极管，其对角线尺寸为0.5英寸。
[0034]图2为图1所示所示第一实施例中投影系统的结构示意图，所述投影系统2将所述汽车状态信息显示系统I显示的汽车状态信息投影放大。若所述目镜系统3具有足够大的放大倍数时，所述投影系统2可作为备选部分。所述投影系统2的像201为所述目镜系统3的物，所述目镜系统3将所述投影系统2投影放大的像201成像到无限远(或有限远)，无限远(或有限远)像最终进入人眼。
[0035]本实施例中所述投影系统2的成像方法倍数为10，所述投影系统2将所述汽车状态信息显示系统I显示的汽车状态信息投影放大到5英寸，所述投影系统2满足物方远心。
[0036]图3是图1所示第一实施例中目镜系统的结构示意图，所述目镜系统3由透镜组301、反射镜302和半透半反镜303组成。入射到所述目镜系统3中的光线依次通过所述透镜组301、所述反射镜302和所述半透半反镜303，所述反射镜302可为单独的反射镜，也可带有一定的曲率，所述反射镜302的反射作用启动折转光路的作用。
[0037]所述目镜系统3的焦距可为固定的，也可为可调的。若所述目镜系统3的焦距是可调的，其调整可为手动调节，也可为自动调节。
[0038]所述目镜系统3的最后一个组件为半透半反镜303，面向人眼，能够让汽车外部物体发射的光线无畸变(或者人眼可以接受的畸变量)地透过，所述半透半反镜303可为独立的元件，也可为能够张贴于挡风玻璃上的薄膜。
[0039]所述目镜系统3中的反射镜302和半透半反镜303反射光的角度可以调整。
[0040]所述目镜系统3由透镜组301、反射镜302和半透半反镜303组成。所述半透半反镜303面向人眼，能够让汽车外部物体发射的光线无畸变地透过，所述半透半反镜303为独立的元件。
[0041 ]本实施例中目镜系统3的焦距为固定值454mm，所述目镜系统3的放大倍数为4，进入人眼的光线的半视场角为4度。所述目镜系统3中的反射镜302和半透半反镜303反射光的角度可以调整，使该发明能适应于不同车型不同驾驶员。
[0042]图4是本发明车载抬头显示系统的第二实施例示意图，与图1所示类似，区别在于没有所述投影系统，所述汽车状态信息显示系统I发射的光线直接射入所述的目镜系统。
[0043]图5是本发明车载抬头显示系统的第三实施例示意图，与图1所示类似，区别在于所述汽车状态信息显示系统1、所述投影系统2、所述透镜组301和反射镜302的工作方向与图1实现方法中的工作方向相反。
[0044]图6是本发明车载抬头显示系统的第四实施例示意图，从所述汽车状态信息显示系统I显示的汽车状态信息的光线，依次通过所述投影系统2、所述目镜系统3，最终进入人眼。
[0045]所述投影系统2将所述汽车状态信息显示系统I显示的汽车状态信息投影放大。若所述目镜系统3具有足够大的放大倍数时，所述投影系统2可作为备选部分。
[0046]优选地，所述投影系统2应满足物方远心。
[0047]所述投影系统2的像201为所述目镜系统3的物，所述目镜系统3将所述投影系统2投影放大的像201成像到无限远，无限远像最终进入人眼。
[0048]所述目镜系统3由第二半透半反镜304、第二反射镜305和半透半反镜303组成，所述第二反射镜305可具有一定的光焦度，所述第二半透半反镜304将从所述投影系统2出射的光线反射，被所述第二半透半反镜304反射的光线入射到所述第二反射镜305上，所述第二半透半反镜304对所述第二反射镜305反射的光线透射，从所述第二反射镜305出射的光线透射过所第二述半透半反镜304进入到所述半透半反镜303，所述半透半反镜303面向人目艮，能够让汽车外部物体发射的光线无畸变(或者人眼可以接受的畸变量)地透过，所述半透半反镜303可为独立的元件，也可为能够张贴于挡风玻璃上的薄膜。所述目镜系统3中的半透半反镜303反射光的角度可以调整。
[0049]图7是本发明车载抬头显示系统的第五实施例示意图，从所述汽车状态信息显示系统I显示的汽车状态信息的光线，依次通过所述投影系统2、所述目镜系统3，最终进入人眼。
[0050]所述投影系统2将所述汽车状态信息显示系统I显示的汽车状态信息投影放大。若所述目镜系统3具有足够大的放大倍数时，所述投影系统2可作为备选部分。
[0051 ]优选地，所述投影系统2应满足物方远心。
[0052]所述投影系统2的像201为所述目镜系统3的物，所述目镜系统3将所述投影系统2投影放大的像201成像到无限远，无限远像最终进入人眼。
[0053]所述目镜系统3由第三反射镜306、第四反射镜307和半透半反镜303组成，所述第三反射镜306和所述第四反射镜307均可具有一定的光焦度。入射到所述目镜系统3上的光线首先进入到所述第三反射镜306上，并被所述第三反射镜306反射，从所述第三反射镜306出射的光线进入到所述第四反射镜307上，被所述第四反射镜307反射的光线入射到所述半透半反镜303，所述半透半反镜303面向人眼，能够让汽车外部物体发射的光线无畸变地透过，所述半透半反镜303可为独立的元件，也可为能够张贴于挡风玻璃上的薄膜。
[0054]所述目镜系统3中的半透半反镜303反射光的角度可以调整。
[0055]本实施例中，所述汽车状态信息显示系统I为有机发光二极管，对角线尺寸为0.5英寸，所述投影系统2的成像放大倍数为10，所述目镜系统3的放大倍数为4，所述目镜系统3将所述投影系统2的像201转变为虚像投射到人眼。
【主权项】
1.一种车载信息抬头显示系统，特征在于其构成包括汽车状态信息显示系统和目镜系统;从所述汽车状态信息显示系统显示的汽车状态信息的光线，通过所述目镜系统进入人眼。2.根据权利要求1所述的车载信息抬头显示系统，其特征在于，还包括投影系统，该投影系统的像为所述目镜系统的物，所述投影系统投影放大的像通过所述目镜系统成像到无限远或有限远，最终进入人眼。3.根据权利要求1或2所述的车载信息抬头显示系统，其特征在于，所述目镜系统包括沿入射光路方向依次放置的透镜组(301)、反射镜(302)和半透半反镜(303)。4.根据权利要求2所述的车载信息抬头显示系统，其特征在于，所述目镜系统包括半透半反镜(303)、第二半透半反镜(304)和第二反射镜(305);所述第二半透半反镜将从所述投影系统出射的光线反射，该反射光线入射到所述第二反射镜上后再次被反射后，入射到第二半透半反镜，第二半透半反镜对所述第二反射镜反射的光线透射，射入到所述半透半反镜，所述半透半反镜面向人眼。5.根据权利要求1或2所述的车载信息抬头显示系统，其特征在于，所述目镜系统包括半透半反镜(303)、第三反射镜(306)和第四反射镜(307);入射到所述目镜系统上的光线首先射入到所述第三反射镜上，并被所述第三反射镜反射，从所述第三反射镜出射的光线进入到所述第四反射镜上，被所述第四反射镜反射的光线入射到所述半透半反镜，所述半透半反镜面向人眼。6.根据权利要求1或2所述的车载信息抬头显示系统，其特征在于，所述汽车状态信息显示系统为液晶显示器、数字光学处理器或有机发光二极管。7.根据权利要求1或2所述的车载信息抬头显示系统，其特征在于，所述目镜系统的焦距为固定的或可调的。
【文档编号】B60K35/00GK105892054SQ201610240256
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】朱菁, 张方, 杨宝喜, 曾爱军, 黄惠杰, 吕向博, 郭怡明
【申请人】中国科学院上海光学精密机械研究所