車載平視投射系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種車載平視投射系統(tǒng)，包括：第一非球面反射鏡、第二非球面反射鏡和變形非球面反射鏡，三者的位置經(jīng)安排使得從車載顯示部件發(fā)出的光依次經(jīng)第一非球面反射鏡、第二非球面反射鏡和變形非球面反射鏡的反射，之后到達(dá)車輛擋風(fēng)玻璃并反射出去，出射方向指向駕駛者人眼；其中，第一非球面反射鏡的焦距小于第二非球面反射鏡的焦距。利用本實(shí)用新型可將車載儀表等顯示設(shè)備的圖像投射入駕駛員人眼，并在投射過(guò)程中進(jìn)行像差校正，消除圖像畸變。
【專利說(shuō)明】車載平視投射系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及車輛【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種車載平視投射系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在行車時(shí)為了了解車輛信息(如行車速度、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、油箱油量等)以及導(dǎo)航信息，駕駛員需要不斷低頭察看，導(dǎo)致行車危險(xiǎn)，為避免以上問(wèn)題，可利用投影技術(shù)，通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)把小的影像放大并投射到駕駛員的人眼中，駕駛員不需低頭察看即可獲得想要的信息。
[0003]對(duì)于一般的投影技術(shù)，是把影像投射成實(shí)像，在實(shí)像處放置接收屏幕，通過(guò)屏幕的漫反射可觀察到圖像，如LCOS投影機(jī)、DLP投影機(jī)、LCD投影機(jī)等。
[0004]如果把投影直接投射到人眼，需要把影像投射成為虛像，該類方式有飛行員使用的頭盔和游戲頭盔等，把信息投射到人眼成為“虛擬現(xiàn)實(shí)”景象。但是，目前已有的這類系統(tǒng)為自成一體，系統(tǒng)復(fù)雜性高。另一方面，由于車輛的擋風(fēng)玻璃具有兩個(gè)方向上的曲率，按照以往的處理將導(dǎo)致圖像畸變。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型提出一種車載平視投射系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)光路的控制將車載儀表等顯示設(shè)備的圖像投射入駕駛員人眼，并在投射過(guò)程中進(jìn)行像差校正，并消除圖像畸變。
[0006]本實(shí)用新型提供一種車載平視投射系統(tǒng)，用于將車載顯示部件的圖像投射入駕駛者人眼中，其包括:第一非球面反射鏡、第二非球面反射鏡和變形非球面反射鏡，三者的位置經(jīng)安排使得從車載顯示部件發(fā)出的光依次經(jīng)第一非球面反射鏡、第二非球面反射鏡和變形非球面反射鏡的反射，之后到達(dá)車輛擋風(fēng)玻璃并反射出去，出射方向指向駕駛者人眼；其中，第一非球面反射鏡的焦距小于第二非球面反射鏡的焦距。
[0007]優(yōu)選地，如果第一非球面反射鏡為凸透鏡，軸上曲率半徑小于等于500mm ;如果第一非球面反射鏡為凹透鏡，軸上曲率半徑小于等于-500mm。
[0008]優(yōu)選地，如果第二非球面反射鏡為凸透鏡，軸上曲率半徑小于等于11000mm;如果第二非球面反射鏡為凹透鏡，軸上曲率半徑小于等于-11000mm。
[0009]優(yōu)選地，變形非球面反射鏡的軸上曲率半徑在X軸上小于等于900mm，在Y軸上小于等于3000mm。
[0010]優(yōu)選地，第二非球面反射鏡是平面鏡。
[0011]優(yōu)選地，當(dāng)車輛擋風(fēng)玻璃的Y軸半徑為12000mm、X軸半徑為4300mm時(shí)，第一非球面反射鏡的軸上曲率半徑為479.46 71mm，第二非球面反射鏡的軸上曲率半徑為-2943.7539mm,變形非球面反射鏡在X軸上的軸上曲率半徑為835.98685mm、在Y軸上的軸上曲率半徑為2526.979mm。
[0012]優(yōu)選地，當(dāng)車輛擋風(fēng)玻璃的Y軸半徑為12000mm、X軸半徑為4300mm時(shí)，第一非球面反射鏡的軸上曲率半徑為419.6314mm，第二非球面反射鏡為平面鏡，變形非球面反射鏡在X軸上的軸上曲率半徑為688.08mm、在Y軸上的軸上曲率半徑為1590mm。
[0013]優(yōu)選地，當(dāng)車輛擋風(fēng)玻璃的Y軸半徑為11000mm、X軸半徑為4000mm時(shí)，第一非球面反射鏡的軸上曲率半徑為445.16mm，第二非球面反射鏡的軸上曲率半徑為-10608mm，變形非球面反射鏡在X軸上的軸上曲率半徑為7 8 0.1 mm、在Y軸上的軸上曲率半徑為2066.8mm。
[0014]優(yōu)選地，第一非球面反射鏡位于車載顯示部件和第二非球面反射鏡之間的光路中，第二非球面反射鏡位于第一非球面反射鏡與變形非球面反射鏡之間的光路中，變形非球面反射鏡位于第二非球面反射鏡與車輛擋風(fēng)玻璃之間的光路中。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型考慮到車輛擋風(fēng)玻璃的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了三片反射鏡式結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)球差、慧差、場(chǎng)曲以及畸變等像差的校正，主要實(shí)現(xiàn)了兩方面的優(yōu)勢(shì)效果:一是巧妙使用變形非球面反射鏡解決了圖像畸變的問(wèn)題；二是系統(tǒng)虛像成于車頭處，從而避免人眼疲勞，尤其適合高速駕駛和長(zhǎng)時(shí)間駕駛的場(chǎng)合。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的平視投射系統(tǒng)的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2是圖1實(shí)施例的局部放大圖。
[0018]圖3是本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖4是圖3實(shí)施例的MTF曲線圖。
[0020]圖5是圖3實(shí)施例的畸變圖。
[0021]圖6是本實(shí)用新型另一優(yōu)選實(shí)施例的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖7是圖6實(shí)施例的MTF曲線圖。
[0023]圖8是圖6實(shí)施例的畸變圖。
[0024]圖9是本實(shí)用新型又一優(yōu)選實(shí)施例的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖10是圖9實(shí)施例的MTF曲線圖。
[0026]圖11是圖9實(shí)施例的畸變圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例，對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0028]本實(shí)用新型的車載平視投射系統(tǒng)含有兩個(gè)非球面反射鏡和一個(gè)變形非球面(Anamorphic Asphere)反射鏡，圖1示出了平視投射系統(tǒng)的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖,其中以箭頭表示光的入射和出射。圖2為圖1的局部放大圖，平視投射系統(tǒng)10(圖中橢圓形框包圍的部分)內(nèi)包含非球面反射鏡11、非球面反射鏡12和變形非球面反射鏡13。其中，非球面反射鏡11位于車載顯示部件20和非球面反射鏡12之間的光路中，非球面反射鏡12位于非球面反射鏡11與變形非球面反射鏡13之間的光路中，變形非球面反射鏡13位于非球面反射鏡12與車輛擋風(fēng)玻璃30之間的光路中。需要指出，圖2中橢圓形框僅用于使附圖表意更明確，不用于任何結(jié)構(gòu)或功能上的限定。
[0029]結(jié)合圖1和圖2，投射過(guò)程中，光從顯示設(shè)備20 (如儀表盤(pán)、導(dǎo)航設(shè)備顯示屏等)出射，到達(dá)非球面反射鏡11后被反射至非球面反射鏡12方向，到達(dá)非球面反射鏡12后被反射至變形非球面反射鏡13方向，到達(dá)變形非球面反射鏡13后被反射至車輛的擋風(fēng)玻璃30方向，到達(dá)擋風(fēng)玻璃30后被反射出去，出射方向指向駕駛位的駕駛者人眼，圖像被投射進(jìn)入駕駛者視域，駕駛者不需低頭即可直接看到顯示設(shè)備20當(dāng)前的圖像。
[0030]關(guān)于非球面反射鏡11，其具有較小的正的焦距，起主要圖像放大作用，其次還起像差校正作用。
[0031]關(guān)于非球面反射鏡12，其具有較大的正的焦距，起主要校正像差作用，其次還起圖像放大作用。
[0032]關(guān)于變形非球面鏡13，其主要作用是校正由擋風(fēng)玻璃產(chǎn)生的畸變。由于一般的擋風(fēng)玻璃在水平方向上的半徑大約在1000mm左右，垂直方向上的半徑大約在4000mm左右，導(dǎo)致兩個(gè)方向半徑的差異帶來(lái)了畸變，為了校正這種畸變，本發(fā)明使用變形非球面鏡13，由于變形非球面鏡13是一種具有非球面變形(即非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱)的反射鏡，因此能夠校正由擋風(fēng)玻璃產(chǎn)生的畸變。
[0033]在實(shí)際應(yīng)用中，將非球面反射鏡11、非球面反射鏡12以及變形非球面鏡13以固定部件聯(lián)結(jié)，大致位置為非球面反射鏡11位于固定部件上方，非球面反射鏡12位于固定部件下方，變形非球面鏡13位于固定部件側(cè)部。將平視投射系統(tǒng)10設(shè)置于顯示部件20上方，如汽車儀表盤(pán)處，滿足光路要求。
[0034]本實(shí)用新型的平視投射系統(tǒng)通過(guò)上述三片反射鏡式結(jié)構(gòu)光學(xué)部件，協(xié)同配合，實(shí)現(xiàn)球差、慧差、場(chǎng)曲以及畸變等像差的校正，可達(dá)到幾乎無(wú)像差的成像，將成像點(diǎn)于車頭處，使得駕駛員不需要專門低頭察看就能夠直接、準(zhǔn)確地掌握行車信息，駕駛過(guò)程更為安全。
[0035]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，非球面反射鏡11可以采用凸透鏡或凹透鏡，當(dāng)采用凸透鏡時(shí)，軸上曲率半徑不大于500mm，即R彡500mm ;當(dāng)采用凹透鏡時(shí)，軸上曲率半徑不大于-500mm,即 R < _500mm。
[0036]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，非球面反射鏡12也可以采用凸透鏡或凹透鏡，當(dāng)采用凸透鏡時(shí)，軸上曲率半徑不大于11000mm，即IlOOOmm ;當(dāng)采用凹透鏡時(shí)，軸上曲率半徑不大于-11000mm,即 R < -11000mm。
[0037]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，變形非球面反射鏡13的中心半徑在X軸上不大于900mm，在 Y 軸上不大于 3000mm，即 Rx ( 900mm, Ry ( 3000mm。
[0038]以下列出本實(shí)用新型涉及的方程。
[0039]1、非球面方程:


? 2
Z =——.C 1+ A * Λ4 + +B * /, + C * Ii +?* hU)
[0040]I+ “1-(I+々)d2

+ E* h'2 + F */?14 + G * hu' + H * /?ls +J* Λ20
[0041]其中，Z為矢高，即延光軸方向高度，c為軸上半徑的倒數(shù)，k為圓錐常數(shù)，h為離光軸的徑向距離，A、B、C、D、E、F、G、H、J為非球面系數(shù)。本發(fā)明中的非球面反射鏡適用以上非球面方程。
[0042]2、變形非球面方程:
^CUX *X2 +CUY*v2
Z = I'
I + J\ - (I + KX)CUX2x2 -(1 + KY)CUY2v2
[0043],”,
+ - AP)x2 +(1 + AP) V212 + BR{(\-BP、x: +(1 + BP)y:1'

+ (.7? !(1- (T5)X2 + (i + CP)y7\4 + DR{(\- DP)x2 +(1 + DP)y2 }5
[0044]其中，Z為矢高，即延光軸方向高度，CUX和CUY分別為X軸和Y軸上半徑的倒數(shù)，KX和KY分別為X軸和Y軸上圓錐常數(shù)，AR、BR、CR、DR為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱非球面系數(shù)，AP、BP、CP、DP為不對(duì)稱非球面系數(shù)。本發(fā)明中的變形非球面反射鏡及擋風(fēng)玻璃適用以上變形非球面方程，CUX = I/Rx, CUY = I/Ryο
[0045]圖3為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖，顯示器形成圖像，該圖像經(jīng)過(guò)第一非球面反射鏡和第二非球面反射鏡放大、由配合擋風(fēng)玻璃進(jìn)行畸變校正的變形非球面反射鏡反射出去。在本實(shí)施例中，車輛擋風(fēng)玻璃的面型系數(shù)為:
[0046]CUY = I/Ry = -1/12000，CUX = I/Rx = -1/4300 ；
[0047]KX = KY = AR = BR = CR = DR = AP = BP = CP = DP = O。
[0048]變形非球面鏡系數(shù)為:
[0049]CUY = I/Ry = 1/2526.97923, KY = 182.309081, KX = 26.925651, CUX = I/Rx =1/835.98685；
[0050]AR = 0.314626E-07, BR = -0.671076E-11, CR = 0.710770E-15, DR=-0.313629E-19, DR = O = AP = BP = CP = DP = O。
[0051]第二非球面反射鏡系數(shù)為:
[0052]K = -1;
[0053]A = 0.991549E-07, B = -0.218178E-10，C = 0.222518E-15，D = 0.118043E-17 ；
[0054]E = -0.249702E-21, F = 0.164156E-25，G = H = J = O。
[0055]第一非球面反射鏡系數(shù)為:
[0056]K = -15
[0057]A = 0.205222E-06,B = -0.137716E-09, C = 0.518300E_13,D = -0.951483E-17 ；
[0058]E = 0.583858E-21, F = 0.188679E-25, G = H = J = O。
[0059]表I列出了本實(shí)施例的相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0060]
I表面類型Iy半徑(Ry) Ix半徑(Rx)~[11 |x軸角度物面球面-2600
球面980
擋風(fēng)玻璃變形非球面-12000 -4300 ~195 67
變形非球面鏡~變形非球面2526.979 835.98685 80 40
第二非球面鏡~ 非球面-2943.7539 -2943.7539~ -89.7 45 第一非球面鏡 I非球面1479.4671 1479.4671 196.9544~1- 21
[0061]表I
[0062]表I給出了本實(shí)施例的軸上參數(shù)。其中，將顯示圖像作為“物體”置于離駕駛員眼睛2600mm處，其中“一”代表是虛像，“厚度”代表各部件反射面中心間距離?！癤軸角度”指部件放置方位相對(duì)于自身X軸的角度(相對(duì)于Y軸、Z軸的角度均為O度)。
[0063]圖4為圖3實(shí)施例的MTF(Modulat1n Transfer Funct1n,調(diào)制傳遞函數(shù))曲線圖，圖中虛線表示衍射極限。所謂MTF，是一種評(píng)價(jià)光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的手段，其以一個(gè)毫米范圍內(nèi)能呈現(xiàn)出黑白線條的數(shù)量為度量，單位為line/mm(線對(duì)/毫米)。MTF曲線圖中，觀察曲線的趨勢(shì)，通常曲線斜率越小、曲線所包圍的區(qū)域越大，對(duì)應(yīng)的圖像質(zhì)量越好。本實(shí)施例的61ine/mm的MTFX).5，分辨率達(dá)到960X480，優(yōu)于一般系統(tǒng)的480X240。
[0064]表2給出了圖3實(shí)施例的點(diǎn)列圖數(shù)據(jù)，在離焦量為O時(shí)(即在焦面上時(shí))，RMSspot〈0.093。RMS(Root Mean Square,均方根值)是指一個(gè)物點(diǎn)通過(guò)一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)后在象面上的大小，通常，該數(shù)值小于1.4倍顯示器象元為優(yōu)，且數(shù)值越小越好。本實(shí)施例中顯示器象元為0.085，1.4倍顯示器象元為0.119，本實(shí)施例的RMS spot〈0.093，優(yōu)于要求的值。
[0065]
相對(duì)視場(chǎng)RMS(mm)
-1.00,-1.00 O 0S9 0.089 0.093 0.098 0.107
1.00,-1.000.089 0.089 0.09.3 0.098 0.107
-1.00,1.00 0.092 0.080 0,070 0.060 0.052
1.00.1.000.092 0.080 0.070 0.060 0.052
0.00,1.00 0.017 0 027 0.043 0.060 0.077
0.00.0.00 0.067 0.052 0.045 0.049 0.062
離焦量 -0.6 -0.3O0.30.6
[0066]表 2
[0067]圖5為圖3實(shí)施例的畸變圖。實(shí)線表示實(shí)際柵格，虛線表示理想柵格，實(shí)際柵格與理想柵格重合時(shí)表示沒(méi)有畸變，本實(shí)施例基本達(dá)到重合。
[0068]由以上數(shù)據(jù)可知，本實(shí)施例采用常規(guī)的擋風(fēng)玻璃數(shù)據(jù)，由系統(tǒng)的MTF圖、點(diǎn)擴(kuò)展圖和畸變圖，本系統(tǒng)能夠滿足現(xiàn)有顯示器的顯示要求。
[0069]圖6為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖，在本實(shí)施例中，擋風(fēng)玻璃的面型系數(shù)為:
[0070]CUY = I/Ry = -1/12000，CUX = I/Rx = -1/4300 ；
[0071]KX = KY = AR = BR = CR = DR = AP = BP = CP = DP = O。
[0072]變形非球面鏡系數(shù)為:
[0073]CUY = I/Ry = 1/2526.97923 KY = 182.309081 KX = 26.925651CUX = I/Rx =1/835.98685；
[0074]AR = 0.314626E-07, BR = -0.671076E-11，CR = 0.710770E-15，DR=-0.313629E-19, DR = O = AP = BP = CP = DP = O。
[0075]第二非球面反射鏡系數(shù)為:
[0076]K = -1;
[0077]A = 0.991549E-07, B = -0.218178E-10，C = 0.222518E-15，D = 0.118043E-17 ；
[0078]E = -0.249702E-21, F = 0.164156E-25，G = H = J = O。
[0079]第一非球面反射鏡系數(shù)為:
[0080]K = -1;
[0081]A = 0.205222E-06,B = -0.137716E-09, C = 0.518300E_13,D = -0.951483E-17 ；
[0082]E = 0.583858E-21, F = 0.188679E-25, G = H = J = O。
[0083]表3列出了本實(shí)施例的相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0084]
表面類型 Y半徑(Ry) X半徑(Rx)芎復(fù)X軸角度物面球面-2600
冰面980
擋風(fēng)玻璃變形非球面-12000-4300 -195 67
變形非球面鏡變形非球面1590688.08 76.6 40
第二非球面鏡
球面coOO-89.7 46.5
(平面鏡)
第一非球面鏡非球面419_6314 419.6314 90.5 -21
[0085]表 3
[0086]表3給出了本實(shí)施例的軸上參數(shù)。其中，將顯示圖像作為“物體”置于離駕駛員眼睛2600mm處，其中“一”代表是虛像，“厚度”代表各部件反射面中心間距離?！癤軸角度”指部件放置方位相對(duì)于自身X軸的角度(相對(duì)于Y軸、Z軸的角度均為O度)。
[0087]圖7為圖6實(shí)施例的MTF曲線圖。本實(shí)施例的61ine/mm的MTF>0.4，分辨率達(dá)到960X480。
[0088]表4給出了圖6實(shí)施例的點(diǎn)列圖數(shù)據(jù)，在離焦量為O時(shí)，RMS spot<0.11。本實(shí)施例中顯示器象元為0.085，1.4倍顯示器象元為0.119，本實(shí)施例的RMS spot〈0.11，優(yōu)于要求的值。
[0089]
相對(duì)視場(chǎng)RMS(mm)
-1.00,-1.00 0.159 O 130 0.110 O !2() O 130
1.00,-1.000.169 0.130 0.110 0.119 0.128
-1.00,1.00 O I 10 0.098 0.088 0.080 0.075
1.00.1.000.110 0.098 0.088 0.080 0.075
0.00,1.00 0.075 0.062 0.051 0.044 0.042
0.00.0.00 0.087 0.080 0.079 0.085 0.097
離焦量 -0.6 -0.3O0.30.6
[0090]表4
[0091]圖8為圖6實(shí)施例的畸變圖。實(shí)際柵格與理想柵格重合時(shí)，表示沒(méi)有畸變，本實(shí)施例基本達(dá)到重合。
[0092]與圖3實(shí)施例相比，圖4實(shí)施例使用一平面反射鏡代替第二非球面反射鏡，優(yōu)化了光學(xué)參數(shù)，使MTF適度降低。具體地，圖4實(shí)施例的MTF由圖3實(shí)施例的0.5下降為0.4，點(diǎn)擴(kuò)展圖由0.097增大為0.11，這表明系統(tǒng)可滿足使用需求，由于使用平面反射鏡，部件成本得以降低。
[0093]圖9為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖，在本實(shí)施例中，擋風(fēng)玻璃的面型系數(shù)為:
[0094]CUY = I/Ry = -1/11000，CUX = I/Rx = -1/4000 ；
[0095]KX = KY = AR = BR = CR = DR = AP = BP = CP = DP = O。
[0096]變形非球面鏡系數(shù)為:
[0097]CUY = I/Ry = 1/2066.8 KY = 12.67, KX = O CUX = I/Rx = 1/780.1 ；
[0098]AR = 0.937520E-08, BR = -0.591270E-12, CR = O, DR = O ；
[0099]AP = BP = CP = DP = O。
[0100]第二非球面系數(shù)為:
[0101]K = -15
[0102]A = 0.329130E-07，B = -0.241390E-10，C = 0.153550E_13，D = -0.640100E-17 ；
[0103]E = 0.151500E-20, F = -0.183300E-24，G = 0.882110E-29，H = J = O。
[0104]第一非球面系數(shù)為:
[0105]K = -15
[0106]A = 0.164990E-06，B = -0.386410E-09，C = 0.401820E_12，D = -0.225920E-15 ；
[0107]E = 0.700600E-19, F = -0.112690E-22，G = 0.735410E-27，H = J = 0。
[0108]表5列出了本實(shí)施例的相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0109]
I表面類型Iy半徑(Ry) Ix半徑(Ry)?￥1 ~|x軸角度物面球面-2600
球面710
擋風(fēng)玻璃變形非球面-11000-4000~320~65
變形非球面鏡變形非球面2066.8780.178 Tl
第二非球面鏡非球面-10608-10608~92 46?5
第一非球面鏡非球面445.16445.1697.12 -20.2
[0110]表5
[0111]表5給出了本實(shí)施例的軸上參數(shù)。其中，將顯示圖像作為“物體”置于離駕駛員眼睛2600mm處，其中“一”代表是虛像，“厚度”代表各部件反射面中心間距離?！癤軸角度”指部件放置方位相對(duì)于自身X軸的角度(相對(duì)于Y軸、Z軸的角度均為O度)。其中，本實(shí)施例調(diào)整了擋風(fēng)玻璃的參數(shù)，將Y軸半徑/X軸半徑由之前的12000/4300mm調(diào)整為1100/4000mm。
[0112]圖10為圖9實(shí)施例的MTF曲線圖。本實(shí)施例的61ine/mm的MTFX).6，分辨率達(dá)到960X480。
[0113]表6給出了圖9實(shí)施例的點(diǎn)列圖數(shù)據(jù)，在離焦量為O時(shí)，RMSspot〈0.074。本實(shí)施例中顯示器象元為0.085，1.4倍顯示器象元為0.119，本實(shí)施例的RMS spot〈0.074，優(yōu)于要求的值。
[0114]
相對(duì)視場(chǎng)RMS(mm)
-1.00,-1.00 0.082 0.075 0.074 0.078 0.089
1.00,-1.000.082 0.075 0.074 0.078 0.089
-1.00,1.00 0.094 0,078 0.068 0.068 0.072
1.00.1.000.094 0.078 0.068 0.068 0.072
0.00,1.00 0.078 0.063 0.052 0.052 0.055
0.00,0.00 0.065 0.046 0.034 0.034 0.049
離焦量 -0.6 -0.3O0.30.6
[0115]表6
[0116]圖11為圖9實(shí)施例的畸變圖。實(shí)際柵格與理想柵格重合時(shí)，表示沒(méi)有畸變，本實(shí)施例基本達(dá)到重合。
[0117]與圖3和圖6實(shí)施例相比，本實(shí)施例優(yōu)化了擋風(fēng)玻璃參數(shù)，由于擋風(fēng)玻璃的改進(jìn)，Y軸半徑/X軸半徑由12000/4300mm變?yōu)?100/4000mm，本實(shí)施例的MTFX).6，RMSspot<0.074，達(dá)到了非常高的數(shù)值，效果優(yōu)于前兩個(gè)實(shí)施例。
[0118]以上，結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，所描述的具體實(shí)施例用于幫助理解本實(shí)用新型的思想。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實(shí)用新型具體實(shí)施例的基礎(chǔ)上做出的推導(dǎo)和變型也屬于本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種車載平視投射系統(tǒng)，用于將車載顯示部件的圖像投射入駕駛者人眼中，其特征在于，包括:第一非球面反射鏡、第二非球面反射鏡和變形非球面反射鏡，三者的位置經(jīng)安排使得從車載顯示部件發(fā)出的光依次經(jīng)第一非球面反射鏡、第二非球面反射鏡和變形非球面反射鏡的反射，之后到達(dá)車輛擋風(fēng)玻璃并反射出去，出射方向指向駕駛者人眼；其中，第一非球面反射鏡的焦距小于第二非球面反射鏡的焦距。
2.如權(quán)利要求1所述的車載平視投射系統(tǒng)，其特征在于，如果第一非球面反射鏡為凸透鏡，軸上曲率半徑小于等于500mm;如果第一非球面反射鏡為凹透鏡，軸上曲率半徑小于等于-500mm。
3.如權(quán)利要求1所述的車載平視投射系統(tǒng)，其特征在于，如果第二非球面反射鏡為凸透鏡，軸上曲率半徑小于等于11000mm;如果第二非球面反射鏡為凹透鏡，軸上曲率半徑小于等于-110OOmnin
4.如權(quán)利要求1所述的車載平視投射系統(tǒng)，其特征在于，變形非球面反射鏡的軸上曲率半徑在X軸上小于等于900mm，在Y軸上小于等于3000mm。
5.如權(quán)利要求1所述的車載平視投射系統(tǒng)，其特征在于，所述第二非球面反射鏡是平面鏡。
6.如權(quán)利要求1所述的車載平視投射系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)車輛擋風(fēng)玻璃的Y軸半徑為12000mm、X軸半徑為4300mm時(shí)，第一非球面反射鏡的軸上曲率半徑為479.4671mm，第二非球面反射鏡的軸上曲率半徑為-2943.7539mm，變形非球面反射鏡在X軸上的軸上曲率半徑為835.98685mm、在Y軸上的軸上曲率半徑為2526.979mm。
7.如權(quán)利要求1所述的車載平視投射系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)車輛擋風(fēng)玻璃的Y軸半徑為12000mm、X軸半徑為4300mm時(shí)，第一非球面反射鏡的軸上曲率半徑為419.6314mm，第二非球面反射鏡為平面鏡，變形非球面反射鏡在X軸上的軸上曲率半徑為688.08mm、在Y軸上的軸上曲率半徑為1590mm。
8.如權(quán)利要求1所述的車載平視投射系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)車輛擋風(fēng)玻璃的Y軸半徑為11000mm、X軸半徑為4000mm時(shí)，第一非球面反射鏡的軸上曲率半徑為445.16mm，第二非球面反射鏡的軸上曲率半徑為-10608mm，變形非球面反射鏡在X軸上的軸上曲率半徑為780.1mm、在Y軸上的軸上曲率半徑為2066.8mm。
9.如權(quán)利要求1所述的車載平視投射系統(tǒng)，其特征在于，第一非球面反射鏡位于車載顯示部件和第二非球面反射鏡之間的光路中，第二非球面反射鏡位于第一非球面反射鏡與變形非球面反射鏡之間的光路中，變形非球面反射鏡位于第二非球面反射鏡與車輛擋風(fēng)玻璃之間的光路中。
【文檔編號(hào)】G02B17/06GK204009230SQ201420418792
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】高峰 申請(qǐng)人:高峰