一种平视显示器的制作方法

本发明涉及投影显示，特别是涉及一种平视显示器。

背景技术：

1、平视显示装置（augmented reality- head up display，增强现实的抬头显示装置）可以应用于汽车、飞行器等设备的驾驶室内，将驾驶信息、行进速度、导航路线等重要信息按照投影显示的方式投射于挡风玻璃上，使得驾驶员在目视前方观察周边驾驶环境的同时，能够直接同时查看各种不同的重要驾驶信息，而无需驾驶员将视线在前方驾驶环境和仪表盘之间来回切换，从而在一定程度上避免驾驶员注意力分散，提高驾驶过程中的安全性。

2、目前的平视显示装置多为一体式结构，pgu（picture generation unit，图像生成单元）由光源、光学膜片和其它光学组件构成，用于生成平视显示装置的输出图像，图像经过多次反射后通过挡风玻璃反射进入人眼，使得投影图像呈现于人眼前方一定距离处。pgu作为平视显示装置的核心部件，结构复杂，往往具有较大的体积，而在驾驶室内容纳安装平视显示装置的空间有限，平视显示装置的尺寸难以满足实际需求。由此如何在满足平视显示装置的显示要求的基础上，使得平视显示装置光学系统更好的适应驾驶室内的安装空间，对平视显示装置的应用至关重要。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种平视显示器，在保证投影画面的显示效果的基础上，减小平视显示器安装所需的驾驶室内有效空间体积。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种平视显示器，应用于驾驶室，包括：分别设置在所述驾驶室的挡风玻璃的顶端一侧的投影光源；设置在所述挡风玻璃的底端一侧的第一衍射元件；设置在所述挡风玻璃上的第二衍射元件；

3、其中，所述第一衍射元件用于将所述投影光源输出的投影光线进行衍射输出至所述第二衍射元件；所述第二衍射元件用于对入射的投影光线衍射输出至人眼。

4、在本申请的一种可选地实施例中，所述投影光源和所述第一衍射元件之间还设置有散射屏。

5、在本申请的一种可选地实施例中，所述散射屏设置在所述挡风玻璃的底端一侧。

6、在本申请的一种可选地实施例中，所述第一衍射元件和所述第二衍射元件之间为可相互补偿像差的两个衍射元件。

7、在本申请的一种可选地实施例中，所述投影光源输出的投影光线的发散角范围为1°-20°。

8、在本申请的一种可选地实施例中，所述投影光源的输出端还设置有准直透镜。

9、在本申请的一种可选地实施例中，所述挡风玻璃上靠近所述投影光源的一侧还设置有具有正光焦度的第三衍射元件；

10、其中，所述投影光源输出的投影光线入射至所述第三衍射元件；所述第三衍射元件用于对入射的所述投影光线进行衍射输出至所述第一衍射元件；

11、所述第三衍射元件和所述第一衍射元件以及第二衍射元件之间为可相互补偿像差的元件。

12、在本申请的一种可选地实施例中，所述第一衍射元件连接有驱动电机，用于驱动调整所述第一衍射元件的倾斜角度和位置。

13、在本申请的一种可选地实施例中，所述第一衍射元件和所述第二衍射元件均为具有光焦度的衍射元件。

14、在本申请的一种可选地实施例中，所述第一衍射元件和所述第二衍射元件为全息薄膜；

15、所述第一衍射元件为贴膜或镀膜设置的膜层；所述第二衍射元件设置在所述挡风玻璃的夹层中或者通过贴膜或镀膜设置在所述挡风玻璃的内表面。

16、本发明所提供的一种平视显示器，应用于驾驶室，包括：分别设置在驾驶室的挡风玻璃的顶端一侧的投影光源；设置在挡风玻璃的底端一侧的第一衍射元件；设置在挡风玻璃上的第二衍射元件；其中，第一衍射元件用于将投影光源输出的投影光线进行衍射输出至第二衍射元件；第二衍射元件用于对入射的投影光线衍射输出至人眼。

17、本申请中所提供的平视显示器，将投影光源设置与挡风玻璃的顶端位置，在不影响驾驶员正常驾驶的基础上，充分利用了驾驶室顶端的空间，使得平视显示器能够更好的适应驾驶室内的安装环境，有利于平视显示器的广泛应用；在此基础上，本申请中在投影光源的输出光路上设置第一衍射元件并在挡风玻璃上设置第二衍射元件，进而使得投影光线依次通过第一衍射元件和第二衍射元件的衍射进行传输并最终入射至人眼，相对于采用需要满足反射定律的反射元件进行光线传输而言，衍射元件传输的投影光线的光路路径设置更为灵活，从而在很大程度上简化了整个平视显示器的光学设计难度，有利于平视显示器更好的适应驾驶室的安装环境。衍射元件对挡风玻璃的表面并不存在特定的弯曲度的要求，因此挡风玻璃无需特别定制，量产成本大大降低，有利于平视显示器的广泛应用；且本申请中采用两个衍射元件实现投影光线的传输，能够避免太阳光线经两个衍射元件向投影光源倒灌，从而避免投影光源因阳光倒灌而发热受损。

技术特征：

1.一种平视显示器，其特征在于，应用于驾驶室，包括：分别设置在所述驾驶室的挡风玻璃的顶端一侧的投影光源；设置在所述挡风玻璃的底端一侧的第一衍射元件；设置在所述挡风玻璃上的第二衍射元件；

2.如权利要求1所述的平视显示器，其特征在于，所述投影光源和所述第一衍射元件之间还设置有散射屏。

3.如权利要求2所述的平视显示器，其特征在于，所述散射屏设置在所述挡风玻璃的底端一侧。

4.如权利要求1所述的平视显示器，其特征在于，所述第一衍射元件和所述第二衍射元件之间为可相互补偿像差的两种衍射元件。

5.如权利要求1所述的平视显示器，其特征在于，所述投影光源输出的投影光线的发散角范围为1°-20°。

6.如权利要求5所述的平视显示器，其特征在于，所述投影光源的输出端还设置有准直透镜。

7.如权利要求5所述的平视显示器，其特征在于，所述挡风玻璃上靠近所述投影光源的一侧还设置有具有正光焦度的第三衍射元件；

8.如权利要求1所述的平视显示器，其特征在于，所述第一衍射元件连接有驱动电机，用于驱动调整所述第一衍射元件的倾斜角度和位置。

9.如权利要求1所述的平视显示器，其特征在于，所述第一衍射元件和所述第二衍射元件均为具有光焦度的衍射元件。

10.如权利要求1所述的平视显示器，其特征在于，所述第一衍射元件和所述第二衍射元件为全息薄膜；

技术总结
本发明涉及投影显示技术领域，公开了一种平视显示器，应用于驾驶室，包括：分别设置在驾驶室的挡风玻璃的顶端一侧的投影光源；设置在挡风玻璃的底端一侧的第一衍射元件；设置在挡风玻璃上的第二衍射元件；其中，第一衍射元件用于将投影光源输出的投影光线进行衍射输出至第二衍射元件；第二衍射元件用于对入射的投影光线衍射输出至人眼。本申请的平视显示器将投影光源和第一衍射元件分别至于挡风玻璃的顶端和底端以进行投影显示，有利于满足整个平视显示器的小型化；且投影光线依次两个衍射元件的衍射输出，便于更灵活的设置投影光线的传输光路，有利于平视显示器的广泛应用。

技术研发人员：张卓鹏,魏一振
受保护的技术使用者：杭州光粒科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16