本申请涉及平视显示的技术领域，特别是涉及一种车载平视显示设备及车辆。
背景技术：
平时显示技术是能够将车辆、飞机、船舶等运行信息显示在驾驶人员前方的技术，使驾驶人员能够通过平视的方式看到上述信息，方便驾驶员了解车辆、飞机、船舶等的运行情况。
现有技术中，为了使车载的平视显示设备所投射并显示给驾驶员的车辆运行数据，能够位于驾驶员的平视的前方，需要将平视显示设备安装在仪表板上，但是由于车辆的仪表板的安装空间有限，以及现有的平视显示设备的整体光路体积较大，导致平视显示设备无法在车辆中实现车辆运行数据的平视显示，或者安装之后的显示效果差，不能够满足驾驶员读取车辆运行信息的要求。
所以，现有的车载平视显示设备需要进一步改进。
技术实现要素：
本申请的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本申请提出的一种车载平视显示设备，其包括步骤：
显示源，所述显示源与车辆控制器连接，用于投放包含有车辆运行信息的影像光线；
曲面放大器件，所述曲面放大器件的光源入射端与所述显示源的出光端相对，并通过反射对所述显示源发出的影像光线进行投射；
曲面透镜，所述曲面透镜设置在所述显示源与所述曲面放大器件之间，所述曲面透镜的凹面正对所述显示源的出光端，所述显示源发出的影像光线透过所述曲面透镜射入所述曲面放大器件。
本申请的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的车载平视显示设备，其中所述曲面透镜包括前表面和后表面，所述前表面与所述后表面同心设置，所述前表面对应为凹面，所述后表面对应为凸面；
其中，所述前表面中心位置正对所述显示源的出光端中心位置，所述后表面中心位置正对所述曲面放大器件的光源入射端。
优选的，前述的车载平视显示设备，其中所述前表面曲率半径为38.56-45.27mm，所述后表面曲率半径为54.61-64.11mm。
优选的，前述的车载平视显示设备，其中所述前表面曲率半径为41.92mm，所述后表面曲率半径为59.36mm。
优选的，前述的车载平视显示设备，其中所述曲面透镜的厚度为10-20mm；所述曲面透镜的折射率为1.4-1.6。
优选的，前述的车载平视显示设备，其中所述曲面透镜的后表面距离所述曲面放大器件的光源入射端为80-120mm；所述曲面透镜的后表面距离所述显示源的出光端为45-55mm。
优选的，前述的车载平视显示设备，其中所述曲面透镜的后表面距离所述曲面放大器件的光源入射端为100mm；所述曲面透镜的后表面距离所述显示源的出光端为50mm。
优选的，前述的车载平视显示设备，其中所述曲面放大器件包括相对设置的平面反射镜和凹面反射镜，所述平面反射镜与所述凹面反射镜之间呈45度夹角；
其中，所述平面反射镜相对所述凹面反射镜的一面为光源入射端，所述光源入射端的中心距离所述凹面反射镜中心为80-120mm；所述显示源的出光端距离所述平面反射镜的中心为180-220mm；所述凹面镜的曲率半径为553.1-649.29mm。
优选的，前述的车载平视显示设备，其中所述平面反射镜为半反半透镜，所述凹面反射镜为全反射镜。
另外，本申请的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本申请提出的一种车辆，其包括：车载平视显示设备；
所述车载平视显示设备包括：
显示源，所述显示源与车辆控制器连接，用于投放包含有车辆运行信息的影像光线；
曲面放大器件，所述曲面放大器件的光源入射端与所述显示源的出光端相对，并通过反射对所述显示源发出的影像光线进行投射；
曲面透镜，所述曲面透镜设置在所述显示源与所述曲面放大器件之间，所述曲面透镜的凹面正对所述显示源的出光端，所述显示源发出的影像光线透过所述曲面透镜射入所述曲面放大器件。
借由上述技术方案，本申请车载平视显示设备及车辆至少具有下列优点：
本申请技术方案中，车载平视显示设备增设一曲面透镜，该曲面透镜设置在显示源和曲面放大器件中间，显示源发出的影像光线需要先通过曲面透镜之后照射在曲面放大器件的光源入射端，其中曲面透镜的凹面正对显示源的出光端，由于曲面透镜具有发散光线的作用，进而显示源发射的光线在通过曲面透镜时被发散，即增加了显示源发出的影像光线照射在曲面放大器件上的面积。通过上述结构以及光路信息描述可知，在曲面放大器件所需的影像光线面积不变的情况下，通过曲面透镜的设置可以缩短显示源到曲面放大器件之间的距离，进而有效的减小整个平视现实设备的光路体积，使车载平视显示设备的整体体积缩小，使其能够安放在较狭小的空间，例如能够安装在空间较狭小的仪表板上，进而满足车辆的使用要求；此外，通过曲面透镜的设置能增大够调制传递函数(Modulation Transfer Function，MTF)的值，进而能有有效的提升成像质量，给用户带来更好的使用体验。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本申请的实施例一提供的一种车载平视显示设备的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本申请为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本申请提出的车载平视显示设备及车辆，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
实施例一
如图1所示，本申请的实施例一提出的一种车载平视显示设备，其包括：显示源1、曲面放大器件2以及曲面透镜3；所述显示源1与车辆控制器连接，用于投放包含有车辆运行信息的影像光线；所述曲面放大器件2的光源入射端与所述显示源1的出光端相对，并通过反射对所述显示源1发出的影像光线进行投射；所述曲面透镜3设置在所述显示源1与所述曲面放大器件2之间，所述曲面透镜3的凹面正对所述显示源1的出光端，所述显示源1发出的影像光线透过所述曲面透镜3射入所述曲面放大器件2。
具体的，显示源是用于与车辆控制器连接的投影装置，其可以是通过LCD显示也可以是通过DLP显示，显示源能够接受来自车辆控制器发出的影像信息，包括车辆运行时的速度、里程、水温、空调温度、发动机转速、时间、车内温度、油量或电量等信息，还可以包含车辆运行时的其他信息，此处不一一列举；显示源还可以具有调整焦距、调整光线出射角、调整出光面积的功能，可以根据具体需要进行具体的设置；显示源的功率以及所发出光线的最大面积等均可以根据具体的使用要求进行设置。曲面放大器件可以由平面反射镜和凹面反射镜构成，平面反射镜与凹面反射镜之间的夹角最好为45度；其中，所述平面反射镜相对所述凹面反射镜的一面为光源入射端，所述光源入射端的中心距离所述凹面反射镜中心可以为80-120mm，最佳的距离为100mm；所述显示源的出光端距离所述平面反射镜的中心可以为180-220mm，最佳距离为200；所述凹面镜的曲率半径可以为553.1-649.29mm，最佳的曲率半径为601.2mm；其中，平面反射镜可以是半反半透的结构，可以是在平面玻璃表面设置一半反半透膜，使来自显示源的光线一部分通过平面反射镜反射到凹面反射镜上，剩余部分透过平面反射镜投射到用户的识别区；凹面反射镜最好是全反射镜，其用于将平面反射镜反射过来的影像光线反射回到平面反射镜，并且光线最终通过平面反射镜投射在用户的识别区域，即投射在用户眼睛平视的前方；此外需要注意的是，整个曲面放大器件所形成的光学系统其针对的是555nm绿光成像；且上述的参数为优选的参数并不是不需限定的参数，其是可以根据具体使用需要进行合理调整的。曲面透镜的凹面需要正对显示源的出光端，并保证显示源发出的光线能够全部照射在曲面透镜的表面，进而通过曲面透镜的扩散作用将显示源发出的影像光线的面积扩大，曲面透镜最好采用BK7玻璃制造，曲面透镜的具体结构参数可以根据平时显示设备的整体光路大小，尤其是显示源的大小，以及需要减小的整体光路的体积大小进行具体的设定。此外，本申请车载平视显示设备还可以包括用于控制显示源的投影发光的处理器，该系统可以为单片机、CPU等常用的处理器；本申请车载平视显示设备还可以包括外壳体，即用于承装显示源、曲面放大器件以及曲面透镜的壳体，该壳体的具体结构和形状可以根据上述主要工作器件的布置以及结构进行具体的设置，壳体的材料可以为金属也可以为塑胶材料；本申请车载平视显示设备还可以包括电源模块，该电源模块可以为用于供电的电源模块，也可以是用于控制电流输出的模块。
本申请技术方案中，车载平视显示设备增设一曲面透镜，该曲面透镜设置在显示源和曲面放大器件中间，显示源发出的影像光线需要先通过曲面透镜之后照射在曲面放大器件的光源入射端，其中曲面透镜的凹面正对显示源的出光端，由于曲面透镜具有发散光线的作用，进而显示源发射的光线在通过曲面透镜时被发散，即增加了显示源发出的影像光线照射在曲面放大器件上的面积。通过上述结构以及光路信息描述可知，在曲面放大器件所需的影像光线面积不变的情况下，通过曲面透镜的设置可以缩短显示源到曲面放大器件之间的距离，进而有效的减小整个平视现实设备的光路体积，使车载平视显示设备的整体体积缩小，使其能够安放在较狭小的空间，例如能够安装在空间较狭小的仪表板上，进而满足车辆的使用要求；此外，通过曲面透镜的设置能增大够调制传递函数(Modulation Transfer Function，MTF)的值，进而能有有效的提升成像质量，给用户带来更好的使用体验。
如图1所示，在具体实施中，其中所述曲面透镜3包括前表面31和后表面32，所述前表面31与所述后表面32同心设置，所述前表面31对应为凹面，所述后表面32对应为凸面；其中，所述前表面31中心位置正对所述显示源1的出光端中心位置，所述后表面32中心位置正对所述曲面放大器件2的光源入射端。
具体的，为了达到显示源发出光线的保真显示，最好将曲面透镜的中心正对显示源的发光端中心，且需要使显示源发出的光线从曲面透镜的前表面即凹面射入，从曲面透镜的后表面即曲面射出，这样曲面透镜便能够起到发散显示源发出的影像光线的效果。
如图1所示，在具体实施中，其中所述前表面31曲率半径为38.56-45.27mm，所述后表面曲32率半径为54.61-64.11mm。其中，最佳的所述前表面31曲率半径为41.92mm，所述后表面32曲率半径为59.36mm。
具体的，上述的曲面透镜的曲面半径是基于前述曲面放大器件的结构参数进行的具体设定；可理解的，曲面透镜的曲率可以根据曲面放大器件的具体的参数，以及曲面放大器件距离显示源的距离进行具体的设置曲面透镜的结构参数。
进一步的，为了配合曲面透镜的曲率半径参数，可以将曲面透镜的厚度设置为10-20mm；其中最佳的为15mm。
在具体实施中，为了增加曲面透镜的透光率，曲面透镜的折射率可以设定为1.4-1.6；其中曲面透镜的最佳折射率为1.5.
在具体实施中，在曲面放大器件的参数为下述数值的情况下，即平面反射镜与凹面反射镜之间的夹角为45度，所述光源入射端的中心距离所述凹面反射镜中心为100mm，所述显示源的出光端距离所述平面反射镜的中心为200，所述凹面镜的曲率半径为601.2mm的时；所述曲面透镜的后表面距离所述曲面放大器件的光源入射端可以为80-120mm，所述曲面透镜的后表面距离所述显示源的出光端可以为45-55mm；其中最佳的，所述曲面透镜的后表面距离所述曲面放大器件的光源入射端为100mm，所述曲面透镜的后表面距离所述显示源的出光端为50mm。曲面透镜的此种设置方式是为了适配上述曲面放大器件的结构参数；可理解的，曲面透镜的设置位置可以根据曲面放大器件的具体的参数，以及曲面放大器件距离显示源的距离进行具体的设置。
上述仅是本申请较佳的技术方案，其他实施方式可以基于以MTF的模拟结果进行具体设置，例如根据显示源的结构参数，曲面放大器件的具体结构参数，以及显示源与曲面放大器之间的位置关系，并根据MTF的模拟结果对设置曲面透镜结构进行具体设定。
实施例二
如图1所示，本申请的实施例二提出的一种车辆，其包括：车载平视显示设备；所述车载平视显示设备包括：显示源1、曲面放大器件2以及曲面透镜3；所述显示源1与车辆控制器连接，用于投放包含有车辆运行信息的影像光线；所述曲面放大器件2的光源入射端与所述显示源1的出光端相对，并通过反射对所述显示源1发出的影像光线进行投射；所述曲面透镜3设置在所述显示源1与所述曲面放大器件2之间，所述曲面透镜3的凹面正对所述显示源1的出光端，所述显示源1发出的影像光线透过所述曲面透镜3射入所述曲面放大器件2。
具体的，本实施例二中所述的车载平视显示设备可直接使用上述实施例一提供的车载平视显示设备进行制造。
本申请技术方案中，车载平视显示设备增设一曲面透镜，该曲面透镜设置在显示源和曲面放大器件中间，显示源发出的影像光线需要先通过曲面透镜之后照射在曲面放大器件的光源入射端，其中曲面透镜的凹面正对显示源的出光端，由于曲面透镜具有发散光线的作用，进而显示源发射的光线在通过曲面透镜时被发散，即增加了显示源发出的影像光线照射在曲面放大器件上的面积。通过上述结构以及光路信息描述可知，在曲面放大器件所需的影像光线面积不变的情况下，通过曲面透镜的设置可以缩短显示源到曲面放大器件之间的距离，进而有效的减小整个平视现实设备的光路体积，使车载平视显示设备的整体体积缩小，使其能够安放在较狭小的空间，例如能够安装在空间较狭小的仪表板上，进而满足车辆的使用要求；此外，通过曲面透镜的设置能增大够调制传递函数(Modulation Transfer Function，MTF)的值，进而能有有效的提升成像质量，给用户带来更好的使用体验。
以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。