上的車輛信息經(jīng)反射鏡一 2、反射鏡二 3和反射鏡三4后投射至車輛擋風(fēng)玻璃5上，再經(jīng)車輛擋風(fēng)玻璃5反射進(jìn)入人眼6，顯示屏1與反射鏡二 3空間上為平行關(guān)系，顯示屏1與反射鏡一 2夾角為15-30°，反射鏡二 3與反射鏡三4夾角為1-10°。
[0029]本發(fā)明中，反射鏡一 2為鞍形鏡或多項(xiàng)式面型反射鏡，反射鏡二 3、反射鏡三4均為鞍形鏡反射鏡，鞍形鏡和多項(xiàng)式面型在子午方向和弧矢方向有不同的曲率半徑和高次項(xiàng)非球面系數(shù)，采用非對(duì)稱的高次非球面可以針對(duì)擋風(fēng)玻璃兩個(gè)方向的不同曲率半徑分別進(jìn)行像差補(bǔ)償，從而較好的校正擋風(fēng)玻璃引入的像差；顯示屏1為TFT液晶顯示屏，用于顯示車輛信息，如車速、導(dǎo)航、油耗等信息。
[0030]其中，反射鏡一 2、反射鏡二 3、反射鏡三4在X、Y、Z三個(gè)方向上均有傾斜和偏心；反射鏡一 2、反射鏡二 3、反射鏡三4的通光孔徑均有一定的偏心和傾斜，這樣可以使其面積最小，從而使整個(gè)HUD成像裝置的結(jié)構(gòu)更加緊湊，體積更小；反射鏡三4為可旋轉(zhuǎn)式反射鏡，可實(shí)現(xiàn)HUD像面的上下調(diào)節(jié)，針對(duì)不同身高的駕駛員，可實(shí)現(xiàn)像面處于最佳的顯示位置。HUD成像裝置的像面7處于人眼6前約2.5-3米，像面7的成像尺寸為8_14英寸，像面7與人眼6所在水平面成3-5°夾角，該設(shè)計(jì)可真正的實(shí)現(xiàn)駕駛員不低頭即可獲取車輛信息，同時(shí)不影響正常駕駛。
[0031]本發(fā)明所述成像裝置采用偏軸三反光學(xué)系統(tǒng)。車輛擋風(fēng)玻璃在該HUD成像裝置中參與成像，所用到的擋風(fēng)玻璃位于駕駛員正前方，其顯示區(qū)域大小約為160mm*300mm，該車輛擋風(fēng)玻璃與水平面有一定的夾角，其水平方向較大的曲率半徑造成擋風(fēng)玻璃顯示區(qū)域與豎直方向也有一定的夾角，如附圖2所示。車輛擋風(fēng)玻璃在水平和豎直方向上的曲率變化范圍較大，為校正擋風(fēng)玻璃引入的像差，尤其是校正較大的像散，該成像系統(tǒng)的三個(gè)反射鏡在X、Y、Z三個(gè)方向上均有傾斜和偏心。該HUD成像裝置能夠?qū)⑾到y(tǒng)畸變控制在2%以內(nèi)，且為縮短系統(tǒng)尺寸，便于系統(tǒng)整體外殼的加工和鏡片的固定，顯示屏與反射鏡二空間上為平行關(guān)系。
[0032]如附圖3所示，本發(fā)明包括:顯示車輛信息的顯示屏，該顯示屏為1.8寸TFT液晶顯示屏，顯示屏的前方設(shè)有鞍形鏡或多項(xiàng)式面型反射鏡，反射鏡一的斜下方設(shè)有反射鏡二，反射鏡二的斜上方設(shè)有反射鏡三，顯示屏上的車輛信息經(jīng)反射鏡一、反射鏡二和反射鏡三后投射至車輛擋風(fēng)玻璃上，圖像經(jīng)擋風(fēng)玻璃反射進(jìn)入人眼，人眼看到的虛像處于像面7處。在本實(shí)施例中，反射鏡一與反射鏡二的夾角α工為18°，反射鏡二與反射鏡三的夾角α 2為5°，反射鏡三與車輛擋風(fēng)玻璃的夾角<13為65°，反射鏡一與反射鏡二間距為107mm，反射鏡二與反射鏡三間距為73mm，反射鏡三與車輛擋風(fēng)玻璃間距為260mm ;經(jīng)本實(shí)施例中的HUD成像系統(tǒng)，系統(tǒng)網(wǎng)格畸變?yōu)?.2%，像面距離人眼的距離為2.7米；如附圖4所示該實(shí)施例中的源圖像，如附圖5所示為經(jīng)過(guò)本實(shí)施例中的HUD后的成像效果，可見(jiàn)其能夠獲取高分辨率、低畸變、清晰的車輛信息圖像。
[0033]本發(fā)明并不受上述實(shí)施方式的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高分辨率低畸變的全擋風(fēng)玻璃HUD成像裝置，其特征在于:包括顯示屏(1)，所述顯示屏(1)的前方設(shè)有反射鏡一(2)，所述反射鏡一(2)的斜下方設(shè)有反射鏡二(3)，所述反射鏡二(3)的斜上方設(shè)有反射鏡三(4)，所述顯示屏(1)上的車輛信息經(jīng)反射鏡一(2)、反射鏡二(3)和反射鏡三(4)后投射至車輛擋風(fēng)玻璃(5)上，再經(jīng)車輛擋風(fēng)玻璃(5)反射進(jìn)入人眼(6)，所述顯示屏(1)與反射鏡二(3)空間上為平行關(guān)系，所述顯示屏(1)與反射鏡一(2)夾角為15-30°，所述反射鏡二(3)與反射鏡三(4)夾角為1-10°。2.如權(quán)利要求1的高分辨率低畸變的全擋風(fēng)玻璃HUD成像裝置，其特征在于:所述反射鏡一(2)為鞍形鏡或多項(xiàng)式面型反射鏡，所述反射鏡二(3)、反射鏡三(4)均為鞍形鏡反射鏡。3.如權(quán)利要求1或2的高分辨率低畸變的全擋風(fēng)玻璃HUD成像裝置，其特征在于:所述顯不屏(1)為TFT液晶顯不屏。4.如權(quán)利要求3的高分辨率低畸變的全擋風(fēng)玻璃HUD成像裝置，其特征在于:所述反射鏡一(2)、反射鏡二(3)、反射鏡三(4)在X、Y、Z三個(gè)方向上均有傾斜和偏心。5.如權(quán)利要求4的高分辨率低畸變的全擋風(fēng)玻璃HUD成像裝置，其特征在于:所述反射鏡一(2)、反射鏡二(3)、反射鏡三(4)的通光孔徑均有一定的偏心和傾斜。6.如權(quán)利要求5的高分辨率低畸變的全擋風(fēng)玻璃HUD成像裝置，其特征在于:所述反射鏡三(4)為可旋轉(zhuǎn)式反射鏡。7.如權(quán)利要求6的高分辨率低畸變的全擋風(fēng)玻璃HUD成像裝置，其特征在于:所述HUD成像裝置的像面(7)處于人眼(6)前2.5-3米，所述像面(7)的成像尺寸為8-14英寸，所述像面(7)與人眼(6)所在水平面成3-5°夾角。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高分辨率低畸變的全擋風(fēng)玻璃HUD成像裝置，包括顯示屏(1)，顯示屏(1)前方設(shè)有反射鏡一(2)，反射鏡一(2)斜下方設(shè)有反射鏡二(3)，反射鏡二(3)斜上方設(shè)有反射鏡三(4)，顯示屏(1)上的車輛信息經(jīng)反射鏡一(2)、反射鏡二(3)和反射鏡三(4)后投射至車輛擋風(fēng)玻璃(5)上，再經(jīng)車輛擋風(fēng)玻璃(5)反射進(jìn)入人眼(6)，顯示屏(1)與反射鏡二(3)空間上為平行關(guān)系，顯示屏(1)與反射鏡一(2)夾角為15-30°，反射鏡二(3)與反射鏡三(4)夾角為1-10°；本發(fā)明能夠?qū)x表上的車輛信息通過(guò)車輛擋風(fēng)玻璃形成虛像于駕駛員眼前，實(shí)現(xiàn)了駕駛員不低頭即可獲取高分辨率、低畸變、清晰的車輛信息圖像。
【IPC分類】G02B27/01
【公開號(hào)】CN105301775
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510799851
【發(fā)明人】解洪升
【申請(qǐng)人】望新（上海）科技有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月19日