射镜二3和反射镜三4后投射至车辆挡风玻璃5上，再经车辆挡风玻璃5反射进入人眼6，显示屏I与反射镜二 3空间上为平行关系，显示屏I与反射镜一 2夹角为15-30°，反射镜二3与反射镜三4夹角为1-10°。
[0026]本实用新型中，反射镜一2为鞍形镜或多项式面型反射镜，反射镜二3、反射镜三4均为鞍形镜反射镜，鞍形镜和多项式面型在子午方向和弧矢方向有不同的曲率半径和高次项非球面系数，采用非对称的高次非球面可以针对挡风玻璃两个方向的不同曲率半径分别进行像差补偿，从而较好的校正挡风玻璃引入的像差；显示屏I为TFT液晶显示屏，用于显示车辆信息，如车速、导航、油耗等信息。
[0027]其中，反射镜一2、反射镜二3、反射镜三4在X、Y、Z三个方向上均有倾斜和偏心；反射镜一 2、反射镜二 3、反射镜三4的通光孔径均有一定的偏心和倾斜，这样可以使其面积最小，从而使整个HUD成像装置的结构更加紧凑，体积更小;反射镜三4为可旋转式反射镜，可实现HUD像面的上下调节，针对不同身高的驾驶员，可实现像面处于最佳的显示位置。HUD成像装置的像面7处于人眼6前约2.5-3米，像面7的成像尺寸为8-14英寸，像面7与人眼6所在水平面成3-5°夹角，该设计可真正的实现驾驶员不低头即可获取车辆信息，同时不影响正常驾驶。
[0028]本实用新型所述成像装置采用偏轴三反光学系统。车辆挡风玻璃在该HUD成像装置中参与成像，所用到的挡风玻璃位于驾驶员正前方，其显示区域大小约为160mm*300mm，该车辆挡风玻璃与水平面有一定的夹角，其水平方向较大的曲率半径造成挡风玻璃显示区域与竖直方向也有一定的夹角。车辆挡风玻璃在水平和竖直方向上的曲率变化范围较大，为校正挡风玻璃引入的像差，尤其是校正较大的像散，该成像系统的三个反射镜在X、Y、Z三个方向上均有倾斜和偏心。该HUD成像装置能够将系统畸变控制在2 %以内，且为缩短系统尺寸，便于系统整体外壳的加工和镜片的固定，显示屏与反射镜二空间上为平行关系。
[0029]如附图2所示，本实用新型包括:显示车辆信息的显示屏，该显示屏为1.8寸TFT液晶显示屏，显示屏的前方设有鞍形镜或多项式面型反射镜，反射镜一的斜下方设有反射镜二，反射镜二的斜上方设有反射镜三，显示屏上的车辆信息经反射镜一、反射镜二和反射镜三后投射至车辆挡风玻璃上，图像经挡风玻璃反射进入人眼，人眼看到的虚像处于像面7处。在本实施例中，反射镜一与反射镜二的夹角αι为18°，反射镜二与反射镜三的夹角α2为5°，反射镜三与车辆挡风玻璃的夹角α3为65°，反射镜一与反射镜二间距为107mm，反射镜二与反射镜三间距为73mm，反射镜三与车辆挡风玻璃间距为260mm;经本实施例中的HUD成像系统，系统网格畸变为1.2%，像面距离人眼的距离为2.7米。
[0030]本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高分辨率低畸变的全挡风玻璃HUD成像装置，其特征在于:包括显示屏(1)，所述显示屏(I)的前方设有反射镜一 (2)，所述反射镜一 (2)的斜下方设有反射镜二 (3)，所述反射镜二 (3)的斜上方设有反射镜三(4)，所述显示屏(1)上的车辆信息经反射镜一 (2)、反射镜二(3)和反射镜三(4)后投射至车辆挡风玻璃(5)上，再经车辆挡风玻璃(5)反射进入人眼(6)，所述显示屏(1)与反射镜二 (3)空间上为平行关系，所述显示屏(1)与反射镜一 (2)夹角为15-30°，所述反射镜二(3)与反射镜三(4)夹角为1-10°。2.如权利要求1所述的高分辨率低畸变的全挡风玻璃HUD成像装置，其特征在于:所述反射镜一 (2)为鞍形镜或多项式面型反射镜，所述反射镜二 (3)、反射镜三(4)均为鞍形镜反射镜。3.如权利要求1或2所述的高分辨率低畸变的全挡风玻璃HUD成像装置，其特征在于:所述显不屏(1)为TFT液晶显不屏。4.如权利要求3所述的高分辨率低畸变的全挡风玻璃HUD成像装置，其特征在于:所述反射镜一 (2)、反射镜二 (3)、反射镜三(4)在X、Y、Z三个方向上均有倾斜和偏心。5.如权利要求4的高分辨率低畸变的全挡风玻璃HUD成像装置，其特征在于:所述反射镜一(2)、反射镜二(3)、反射镜三(4)的通光孔径均有一定的偏心和倾斜。6.如权利要求5所述的高分辨率低畸变的全挡风玻璃HUD成像装置，其特征在于:所述反射镜三(4)为可旋转式反射镜。7.如权利要求6所述的高分辨率低畸变的全挡风玻璃HUD成像装置，其特征在于:所述HUD成像装置的像面(7)处于人眼(6)前2.5-3米，所述像面(7)的成像尺寸为8_14英寸，所述像面(7)与人眼(6)所在水平面成3-5°夹角。
【专利摘要】本实用新型涉及一种高分辨率低畸变的全挡风玻璃HUD成像装置，包括显示屏(1)，显示屏(1)前方设有反射镜一(2)，反射镜一(2)斜下方设有反射镜二(3)，反射镜二(3)斜上方设有反射镜三(4)，显示屏(1)上的车辆信息经反射镜一(2)、反射镜二(3)和反射镜三(4)后投射至车辆挡风玻璃(5)上，再经车辆挡风玻璃(5)反射进入人眼(6)，显示屏(1)与反射镜二(3)空间上为平行关系，显示屏(1)与反射镜一(2)夹角为15-30°，反射镜二(3)与反射镜三(4)夹角为1-10°；本实用新型能够将仪表上的车辆信息通过车辆挡风玻璃形成虚像于驾驶员眼前，实现了驾驶员不低头即可获取高分辨率、低畸变、清晰的车辆信息图像。
【IPC分类】G02B27/01
【公开号】CN205121064
【申请号】CN201520924602
【发明人】解洪升
【申请人】望新（上海）科技有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月19日