一种投影镜头及抬头显示系统的制作方法

本技术涉及投影显示，尤其涉及一种投影镜头及抬头显示系统。

背景技术：

1、激光投影显示技术，也称激光投影技术或者激光显示技术，是以红、绿、蓝三基色激光作为光源的显示技术，可以最真实地再现客观世界丰富的色彩。随着激光投影技术的发展，其应用需求也越来越多样化，在不同的应用场景之下，对于投影镜头的性能需求也不同。

2、在抬头显示(head up display，简称hud)系统中，投影镜头出射的投影图像投射至风挡玻璃上，再被风挡玻璃反射至人眼，从而人眼可以看到前方的虚像。通常为了减小hud系统的体积，可以在投影镜头出光侧设置光波导，但目前的投影镜头存在体积较大且难以与光波导匹配的问题。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种投影镜头及抬头显示系统，其中，投影镜头具有小型化的特点，且可以匹配光波导及多样化的投影系统。

2、本实用新型一方面提供一种投影镜头，包括：多个透镜和光阑；所述光阑位于所述多个透镜的出光侧；

3、所述投影镜头满足以下关系：

4、

5、其中，f表示所述投影镜头的有效焦距，ttl表示所述投影镜头在光轴上的长度，f.no表示所述投影镜头的光圈数值。

6、本实用新型的一些实施例中，所述投影镜头包括三个透镜，所述三个透镜包括沿逐渐远离所述光阑方向依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜；

7、所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的屈光度依次为正、负、正。

8、本实用新型的一些实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜均为非球面透镜。

9、本实用新型的一些实施例中，所述第一透镜满足以下关系：

10、2≤ct1/et1≤4；

11、f1≤22；

12、其中，ct1表示所述第一透镜在沿光轴方向上的中心厚度，et1表示所述第一透镜在沿光轴方向上的边缘厚度，f1表示所述第一透镜的有效焦距。

13、本实用新型的一些实施例中，所述第二透镜满足以下关系：

14、0.2≤ct2/et2≤0.6；

15、f2≥-11；

16、其中，ct2表示所述第二透镜在沿光轴方向上的中心厚度，et2表示所述第二透镜在沿光轴方向上的边缘厚度，f2表示所述第二透镜的有效焦距。

17、本实用新型的一些实施例中，所述第三透镜满足以下关系：

18、80≤|c36-c37|≤110；

19、其中，c36表示所述第三透镜物侧表面的曲率半径，c37表示所述第三透镜像侧表面的曲率半径。

20、本实用新型的一些实施例中，所述投影镜头满足以下关系：

21、0.6≤(ct1+ct3)/∑ct≤0.9；

22、其中，ct1表示所述第一透镜在沿光轴方向上的中心厚度，ct3表示所述第三透镜在沿光轴方向上的中心厚度，∑ct表示所述三个透镜在沿光轴方向上的中心厚度之和。

23、本实用新型的一些实施例中，所述投影镜头的成像距离为2m至无穷远处。

24、本实用新型的一些实施例中，所述第一透镜的像侧表面至所述第三透镜的物侧表面在光轴上的长度小于或等于26mm，所述投影镜头的色差小于0.6个像素。

25、本实用新型另一方面提供一种抬头显示系统，包括上述任一种投影镜头，所述抬头显示系统还包括：

26、光源装置，用于出射投影光线；

27、照明系统，位于所述光源装置的出光侧，所述照明系统包括匀光部件和光调制部件；所述投影镜头位于所述光调制部件的出光侧；

28、光波导，位于所述投影镜头的出光侧，所述光波导包括耦入区域和耦出区域，所述投影镜头靠近所述耦入区域设置；所述光波导用于接收所述投影镜头出射的光线，经传导向风挡玻璃出射，以使所述风挡玻璃将所述光波导的出射光反射至驾驶员眼中。

29、本实用新型有益效果如下：

30、本实用新型提供一种投影镜头及抬头显示系统，其中投影镜头包括：多个透镜和光阑，光阑位于多个透镜的出光侧，用以限制投影镜头的出光范围，使投影镜头可以与光波导匹配。投影镜头满足以下关系：

31、

32、其中，f表示投影镜头的有效焦距，ttl表示投影镜头在光轴上的长度，f.no表示投影镜头的光圈数值。通过限制投影镜头中有效焦距f与ttl×f.no的比值，可以使投影镜头在具有大孔径特性的同时有效降低投影镜头的尺寸，有利于实现投影镜头的超薄化和小型化。

技术特征：

1.一种投影镜头，其特征在于，包括多个透镜和光阑；所述光阑位于所述多个透镜的出光侧；

2.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头包括三个透镜，所述三个透镜包括沿逐渐远离所述光阑方向依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜；

3.如权利要求2所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜均为非球面透镜。

4.如权利要求2所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜满足以下关系：

5.如权利要求2所述的投影镜头，其特征在于，所述第二透镜满足以下关系：

6.如权利要求2所述的投影镜头，其特征在于，所述第三透镜满足以下关系：

7.如权利要求2～6任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头满足以下关系：

8.如权利要求1～6任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头的成像距离为2m至无穷远处。

9.如权利要求2～6任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜的像侧表面至所述第三透镜的物侧表面在光轴上的长度小于或等于26mm，所述投影镜头的色差小于0.6个像素。

10.一种抬头显示系统，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的投影镜头，所述抬头显示系统还包括：

技术总结
本技术公开了一种投影镜头及抬头显示系统，其中投影镜头包括：多个透镜和光阑，光阑位于多个透镜的出光侧，用以限制投影镜头的出光范围，使投影镜头可以与光波导匹配；通过限制投影镜头中有效焦距f与TTL×F.NO的比值，可以使投影镜头在具有大孔径特性的同时有效降低投影镜头的尺寸，有利于实现投影镜头的超薄化和小型化。

技术研发人员：刘娟
受保护的技术使用者：青岛海信激光显示股份有限公司
技术研发日：20230718
技术公布日：2024/2/19