一種高分辨率低畸變的全擋風玻璃hud成像裝置的制造方法
【專利說明】
[技術領域]
[0001]本實用新型涉及車輛信息顯示裝置技術領域，具體地說是一種用于汽車上的高分辨率低畸變的全擋風玻璃HUD成像裝置。
[【背景技術】]
[0002]目前，汽車安全越來越多的受到關注，駕駛員視線離開前方是車禍發生的主要原因之一。在行車過程中，駕駛員由注視前方轉向儀表盤，讀取汽車相關信息需要0.5-1秒的時間，在高速行駛時，視覺盲區會導致危險性的增加；另一方面，駕駛員視線由前方轉向儀表盤時，人眼會進行調焦以看清遠近不同的物體，而不斷的調焦會增加駕駛員的視覺疲勞，從而使行車危險性增加。為了提高駕駛員的行車安全，抬頭顯示裝置越來越受到關注。
[0003]抬頭顯示器(Head Up Display一HUD)最早應用于軍用飛機上。它可使飛行員不需要低頭即可獲得儀表上的重要信息，避免了飛行員注意力的中斷，提高了飛行安全。HUD最早出現在汽車上是在20世紀80年代末，HUD可將儀表上的重要信息(如:車速、油耗提示、導航等信息)顯示于駕駛員的正前方，這樣可以避免駕駛員因低頭查看儀表盤造成的意識中斷，提高了行車安全性。目前，市面上很多常見的‘HUD’并不能稱為真正的HUD，其大多是在擋風玻璃底部黏貼一塊屏幕或者在儀表盤上方直接放置一塊屏幕，將影像直接投射到該屏幕上，這種方式并不能真正的實現影像信息成像在駕駛員的前方，駕駛員仍需低頭查看影像信息。另一方面，人眼會根據物體距離自動調節晶狀體實現調焦，以最放松的狀態觀看物體，晶狀體最放松的狀態是調焦在距離大于2米以上的位置，而目前市面上的HUD大部分成像距離在0.75?1.2米。因此，高分辨率、低畸變的清晰圖像是提升用戶體驗的關鍵。傳統的HUD普遍采用全反射式系統，全反射式系統存在像散難以校正的問題;此外，目前上市的HUD產品還存在圖像傾斜的問題，降低了用戶體驗。
[【實用新型內容】]
[0004]本實用新型的目的就是要解決上述的不足而提供一種高分辨率低畸變的全擋風玻璃HUD成像裝置，采用偏軸三反光學系統，能夠將儀表上的車輛信息通過車輛擋風玻璃形成虛像于駕駛員眼前，真正實現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。
[0005]為實現上述目的設計一種高分辨率低畸變的全擋風玻璃HUD成像裝置，包括顯示屏I，所述顯示屏I的前方設有反射鏡一2，所述反射鏡一2的斜下方設有反射鏡二3，所述反射鏡二 3的斜上方設有反射鏡三4，所述顯示屏I上的車輛信息經反射鏡一 2、反射鏡二 3和反射鏡三4后投射至車輛擋風玻璃5上，再經車輛擋風玻璃5反射進入人眼6，所述顯示屏I與反射鏡二3空間上為平行關系，所述顯示屏I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°。
[000?]所述反射鏡一 2為鞍形鏡或多項式面型反射鏡，所述反射鏡二 3、反射鏡三4均為鞍形鏡反射鏡。
[0007]所述顯示屏I為TFT液晶顯示屏。
[0008]所述反射鏡一2、反射鏡二 3、反射鏡三4在X、Y、Z三個方向上均有傾斜和偏心。
[0009]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。
[0010]所述反射鏡三4為可旋轉式反射鏡。
[0011]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。
[0012]本實用新型同現有技術相比，具有如下優點:
[0013 ] (I)采用偏軸三反光學系統，能夠實現高分辨率、低畸變、無傾斜地將儀表上的重要信息通過車輛擋風玻璃形成虛像于距離駕駛員眼前約2.5-3米的位置；
[0014](2)將顯示屏與反射鏡二在空間上設置為平行關系，則能夠縮短系統尺寸，便于系統整體外殼的加工和鏡片的固定；
[0015](3)由于車輛擋風玻璃在水平和豎直方向上的曲率變化范圍較大，通過將三個反射鏡設置為在X、Y、Z三個方向上均有傾斜和偏心，從而能夠校正擋風玻璃引入的像差，尤其是校正較大的像散；
[0016](4)由于反射鏡一為鞍形鏡或多項式面型，反射鏡二和反射鏡三為鞍形鏡，鞍形鏡和多項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非球面系數，采用非對稱的高次非球面可以針對擋風玻璃兩個方向的不同曲率半徑分別進行像差補償，從而能夠較好的校正擋風玻璃引入的像差；
[0017](5)反射鏡一、反射鏡二和反射鏡三的通光孔徑均有一定的偏心和傾斜，從而可以使其面積最小，使得整個HUD成像裝置的結構更加緊湊，體積更小；
[0018](6)將反射鏡三設置為可旋轉式，則能夠實現HUD像面的上下調節，以針對不同身高的駕駛員，均可實現像面處于最佳的顯示位置；
[0019](7)該HUD成像裝置像面處于人眼前約2.5_3米，成像尺寸8_14英寸，與人眼所在水平面成3-5°夾角，該設計可真正的實現駕駛員不低頭即可獲取車輛信息，同時不影響正常駕駛；
[0020](8)該HUD成像裝置能夠將系統畸變控制在2%以內，其高分辨率、低畸變的清晰圖像提升了用戶體驗。
[【附圖說明】]
[0021]圖1是本實用新型的成像原理不意圖；
[0022]圖2是本實用新型的整體成像系統示意圖；
[0023]圖中:1、顯不屏2、反射鏡一3、反射鏡二 4、反射鏡三5、車輛擋風玻璃6、人眼
7、像面。
[【具體實施方式】]
[0024]下面結合附圖對本實用新型作以下進一步說明:
[0025]如附圖所示，本實用新型包括:顯示屏I，顯示屏I的前方設有反射鏡一2，反射鏡一2的斜下方設有反射鏡二 3，反射鏡二 3的斜上方設有反射鏡三4，顯示屏I上的車輛信息經反射鏡一 2、反