本發明屬于光學顯示技術領域，提供一種基于DLP的車載平顯光學系統，本發明可應用于平視顯示器(Head-Up Display，HUD)。

背景技術：

車輛在高速行駛時，特別是夜間高速行車時，駕駛員可能會低頭觀看儀表顯示或觀看中控臺的導航等顯示，此時如果前方遇有緊急情況就有可能因來不及采取有效措施而造成事故。假設車輛行駛速度為120KM/H，即使駕駛員的視線被干擾1S，這也就意味著有33米的視線盲區，有重大的安全隱患。而車載抬頭顯示系統(HUD)可以有效避免這種情況的發生。

車載抬頭顯示系統是一種增強現實型車載顯示設備，其從航空機載平顯技術衍生而來，利用離軸光學系統將車速、油耗、發動機轉速等車況信息以及路徑導航信息顯示在駕駛員前方平視范圍內，有效的縮短了駕駛員對前方視野的盲區時間，可以真正的做到駕駛時“眼不離路面、手不離方向盤”。

目前，在一些特種車輛及高級汽車上配置了一種平視顯示器，它可以把車輛及路況等重要信息顯示在一個透明屏上，駕駛員不必低頭，就能看清車輛行駛數據等重要信息。但目前的平視顯示器存在成像距離近，人眼在觀察遠方道路和近處儀表之間不斷調焦，易疲勞。

技術實現要素：

本發明針對現有車載顯示系統的技術不足，提供一種基于DLP的車載平顯光學系統，可應用于車載平視顯示器，用于顯示車輛行駛數據等重要信息，具有構型簡單，安裝方便，成本低，通用性強，推廣潛力大的優點，能夠緩解人眼疲勞，提高駕駛安全性及舒適性。

本發明的技術方案為：

所述一種基于DLP的車載平顯光學系統，其特征在于：從DLP投影系統(1)出發，沿光路依次設置投影屏(2)和組合鏡(3)；

圖像或視頻信息由DLP投影系統(1)投射到投影屏(2)上形成實像，然后通過投影屏(2)將實像反射或透射到組合鏡(3)，并在組合鏡(3)前方形成至少4m遠處虛像，最后由組合鏡(3)將虛像反射至駕駛員觀察位置。

進一步的優選方案，所述一種基于DLP的車載平顯光學系統，其特征在于：所述投影屏(2)為反射式投影屏；投影屏(2)的反射面反射率大于90％。

進一步的優選方案，所述一種基于DLP的車載平顯光學系統，其特征在于：所述投影屏(2)為透射型投影屏；投影屏(2)的透射面透過率大于90％；在投影屏(2)和組合鏡(3)之間增設透鏡(4)，透鏡(4)設置有偏心和傾斜，以增大虛像成像距離。

進一步的優選方案，所述一種基于DLP的車載平顯光學系統，其特征在于：所述投影屏(2)為透射型投影屏；投影屏(2)的透射面透過率大于90％；在投影屏(2)和組合鏡(3)之間增設曲面反射鏡(5)，曲面反射鏡(5)的內反射面設置有偏心和傾斜，以增大虛像成像距離；曲面反射鏡(5)的內反射面鍍可見光400nm～700nm波段范圍的介質反射膜或金屬反射膜，反射率大于95％。

進一步的優選方案，所述一種基于DLP的車載平顯光學系統，其特征在于：組合鏡(3)的反射面鍍可見光400nm～700nm波段范圍的分光膜，所述反射面的反射透射比為30/70。

進一步的優選方案，所述一種基于DLP的車載平顯光學系統，其特征在于：組合鏡(3)的背面鍍可見光400nm～700nm波段范圍的增透膜，對各個入射角度的光線全部透射，透射率大于99％。

進一步的優選方案，所述一種基于DLP的車載平顯光學系統，其特征在于：組合鏡(3)的反射面為球面或非球面；組合鏡(3)的背面為球面或非球面，且面型參數應與反射面匹配，校正透過組合鏡觀看外景產生的畸變。

進一步的優選方案，所述一種基于DLP的車載平顯光學系統，其特征在于：投影屏(2)為玻璃屏幕或樹脂屏幕，組合鏡(3)材料為無色透明玻璃或光學樹脂PC/PMMA。

有益效果

1、本發明可使駕駛員不必低頭，就能看清車輛行駛數據等重要信息，避免人眼在觀察遠方道路和近處儀表之間不斷調焦，緩解人眼疲勞，提高駕駛安全性；

2、本發明為平視顯示，更符合駕駛員平視觀察習慣，具有較好的人機工效；

3、本發明為虛像顯示，虛像成像于駕駛員前方至少4m遠，與人眼觀察前方路況距離更接近，人眼觀察外景和顯示信息時更舒適；

4、本發明為透視顯示，駕駛員觀察顯示信息時不影響觀察外景；

5、本發明顯示信息可與外景疊加，增強現實，安全性好；

6、本發明光學系統構型簡單，元件使用數量少，設計、加工、裝配難度小；

7、本發明可消除顯示副像，校正外景畸變，顯示效果好；

8、本發明基于DLP投影系統設計的車載平顯系統，成本低；

9、本發明基于DLP投影系統設計，并兼顧LCD、OLED等其它數字圖像源，系統通用性好。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本發明第一實施例的車載平顯示意圖。

圖2為本發明第二實施例的車載平顯示意圖。

圖3為本發明第三實施例的車載平顯示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

本發明針對現有車載顯示系統的技術不足，提供一種基于DLP的車載平顯光學系統，可應用于車載平視顯示器，用于顯示車輛行駛數據等重要信息，具有構型簡單，安裝方便，成本低，通用性強，推廣潛力大的優點，能夠緩解人眼疲勞，提高駕駛安全性及舒適性。

實施例1：

如圖1所示，本發明提出的一種基于DLP的車載平顯光學系統，從DLP投影系統(1)出發，沿光路依次設置投影屏(2)和組合鏡(3)。圖像或視頻信息由DLP投影系統(1)投射到投影屏(2)上形成實像，然后通過投影屏(2)將實像反射到組合鏡(3)，并在組合鏡(3)前方形成至少4m遠處虛像，最后由組合鏡(3)將虛像反射至駕駛員觀察位置，駕駛員不需低頭便能實時查看車輛及路況等信息。

投影屏(2)接收DLP投影系統(1)投射的像并反射到組合鏡(3)，投影屏(2)的反射面(S2a)為平面或曲面，投影屏(2)的反射面(S2a)反射率大于90％。

組合鏡(3)的反射面(S3a)鍍可見光400nm～700nm波段范圍的分光膜，所述反射面(S3a)的反射透射比為(R/T)30/70。組合鏡(3)的背面(S3b)鍍可見光400nm～700nm波段范圍的增透膜，對各個入射角度的光線全部透射，透射率大于99％，可消除顯示畫面副像。

組合鏡(3)的反射面(S3a)為球面或非球面，組合鏡(3)的另一面(S3b)為球面或非球面，且面型參數應與反射面(S3a)匹配設計，可校正透過曲面組合鏡觀看外景產生的畸變。

車載平顯光學系統適應可見光400nm～700nm波段，可顯示單色或彩色畫面。

投影屏(2)為玻璃屏幕或樹脂屏幕。

組合鏡(3)材料為無色透明玻璃或光學樹脂PC/PMMA。

DLP投影系統(1)與投影屏(2)呈一定夾角設置。

投影屏(2)與組合鏡(3)呈一定夾角設置。

車載平顯光學系統可坐式安裝于車儀表盤上方，也可吊裝式安裝于車頂部。

車載平顯光學系統可適應獨立后裝，也可前裝埋入儀表盤內部。

車載平顯光學系統中DLP投影系統(1)和投影屏(2)部分可替換LCD、OLED等數字圖像源。

實施例2：

如圖2所示，本發明提出的一種基于DLP的車載平顯光學系統，從DLP投影系統(1)出發，沿光路依次設置投影屏(2)、透鏡(4)和組合鏡(3)。圖像或視頻信息由DLP投影系統(1)投射到投影屏(2)上形成實像，然后通過投影屏(2)將實像透射經過透鏡(4)到組合鏡(3)，并在組合鏡(3)前方形成至少4m遠處虛像，最后由組合鏡(3)將虛像反射至駕駛員觀察位置，駕駛員不需低頭便能實時查看車輛及路況等信息。

投影屏(2)接收DLP投影系統(1)投射的像并透射經過透鏡(4)到組合鏡(3)，投影屏(2)的透射面(S2a)為平面或曲面，投影屏(2)的透射面(S2a)透過率大于90％。且透鏡(4)設置有偏心和傾斜，提高系統成像質量，增大虛像成像距離。

組合鏡(3)的反射面(S3a)鍍可見光400nm～700nm波段范圍的分光膜，所述反射面(S3a)的反射透射比為(R/T)30/70。組合鏡(3)的背面(S3b)鍍可見光400nm～700nm波段范圍的增透膜，對各個入射角度的光線全部透射，透射率大于99％，可消除顯示畫面副像。

組合鏡(3)的反射面(S3a)為球面或非球面，組合鏡(3)的另一面(S3b)為球面或非球面，且面型參數應與反射面(S3a)匹配設計，可校正透過曲面組合鏡觀看外景產生的畸變。

車載平顯光學系統適應可見光400nm～700nm波段，可顯示單色或彩色畫面。

投影屏(2)為玻璃屏幕或樹脂屏幕。

組合鏡(3)材料為無色透明玻璃或光學樹脂PC/PMMA。

DLP投影系統(1)與投影屏(2)呈一定夾角設置。

投影屏(2)與組合鏡(3)呈一定夾角設置。

車載平顯光學系統可坐式安裝于車儀表盤上方，也可吊裝式安裝于車頂部。

車載平顯光學系統可適應獨立后裝，也可前裝埋入儀表盤內部。

車載平顯光學系統中DLP投影系統(1)和投影屏(2)部分可替換LCD、OLED等數字圖像源。

實施例3：

如圖3所示，本發明提出的一種基于DLP的車載平顯光學系統，從DLP投影系統(1)出發，沿光路依次設置投影屏(2)、曲面反射鏡(5)和組合鏡(3)。圖像或視頻信息由DLP投影系統(1)投射到投影屏(2)上形成實像，然后通過投影屏(2)將實像透射經過曲面反射鏡(5)反射到組合鏡(3)，并在組合鏡(3)前方形成至少4m遠處虛像，最后由組合鏡(3)將虛像反射至駕駛員觀察位置，駕駛員不需低頭便能實時查看車輛及路況等信息。

投影屏(2)接收DLP投影系統(1)投射的像并透射經過曲面反射鏡(5)反射到組合鏡(3)，投影屏(2)的透射面(S2a)為平面或曲面，投影屏(2)的透射面透過率大于90％。

曲面反射鏡(5)的內反射面(S5a)設置有偏心和傾斜，以提高系統成像質量，增大虛像成像距離。曲面反射鏡(5)的內反射面(S5a)鍍可見光400nm～700nm波段范圍的介質反射膜或金屬反射膜，反射率大于95％。

組合鏡(3)的反射面(S3a)鍍可見光400nm～700nm波段范圍的分光膜，所述反射面(S3a)的反射透射比為(R/T)30/70。組合鏡(3)的背面(S3b)鍍可見光400nm～700nm波段范圍的增透膜，對各個入射角度的光線全部透射，透射率大于99％，可消除顯示畫面副像。

組合鏡(3)的反射面(S3a)為球面或非球面，組合鏡(3)的另一面(S3b)為球面或非球面，且面型參數應與反射面(S3a)匹配設計，可校正透過曲面組合鏡觀看外景產生的畸變。

車載平顯光學系統適應可見光400nm～700nm波段，可顯示單色或彩色畫面。

投影屏(2)為玻璃屏幕或樹脂屏幕。

組合鏡(3)材料為無色透明玻璃或光學樹脂PC/PMMA。

DLP投影系統(1)與投影屏(2)呈一定夾角設置。

投影屏(2)與組合鏡(3)呈一定夾角設置。

車載平顯光學系統可坐式安裝于車儀表盤上方，也可吊裝式安裝于車頂部。

車載平顯光學系統可適應獨立后裝，也可前裝埋入儀表盤內部。

車載平顯光學系統中DLP投影系統(1)和投影屏(2)部分可替換LCD、OLED等數字圖像源。

盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。