[實用新型]一種可變焦光學系統及抬頭顯示系統

有效

• 申請號: 201520377195.1
• 申請日: 2015-06-03
• 公開（公告）號: CN204790192U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 王元鵬
• 申請（專利權）人: 青島歌爾聲學科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B17/08
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 權鮮枝;吳昊

技術領域

本實用新型涉及一種光學系統，尤其涉及一種可變焦光學系統及抬頭顯示系統。

背景技術

抬頭顯示光學系統(HUD)現在已經被廣泛應用于車載顯示中，其作用是在人眼前方幾米遠的地方呈現一個虛像，人眼在看清前方路況的同時也能看到顯示器中的東西，這樣可以有效地減少觀察儀表盤和GPS所浪費的時間。

目前來說市面上的HUD系統均為定焦光學系統，即虛像位置不動，這樣的產品有一個缺點：由于駕駛員在開車的時候眼睛的對焦距離是隨著車速的變化而變化的，車速越快人眼的對焦距離就越遠，而HUD虛像位置不動，人眼很容易在變換焦點的時候由于虛像離焦而造成視線模糊。

實用新型內容

鑒于上述問題，本實用新型提供了一種可變焦光學系統及抬頭顯示系統，以解決上述問題或者至少部分地解決上述問題。

本實用新型提供了一種可變焦光學系統，所述可變焦光學系統沿著光線出射方向依次包括：發光屏、透鏡、次反射鏡和主反射鏡；

所述透鏡，適于校正所述發光屏的出射光線的方向，并將校正后的光出射到所述次反射鏡上；

所述次反射鏡，適于將出射到其上的光反射后出射到所述主反射鏡上；

所述主反射鏡，適于將出射到其上的光反射并匯聚；

其中，所述透鏡、次反射鏡或者主反射鏡中的任一組鏡片可沿著光軸前后移動以調節所述可變焦光學系統的焦距。

可選地，所述透鏡為具有正光焦度的菲涅爾透鏡，其面向所述次反射鏡的一面為菲涅爾面，另一面為凹面的非球面。

可選地，所述透鏡的材料是zk7光學玻璃。

可選地，所述次反射鏡為無光焦度的平面反射鏡。

可選地，所述主反射鏡是透明的具有正光焦度的凹面反射鏡。

可選地，所述主反射鏡的面型為二次曲面，所述二次曲面的中心相對于光軸有一定的偏移距離。

一種抬頭顯示系統，包括上述任一項所述的可變焦光學系統。

可選地，所述抬頭顯示系統還包括速度獲取模塊和焦距調節模塊，

所述速度獲取模塊，用于實時獲取車輛的車速信息；

所述焦距調節模塊，用于根據所述速度獲取模塊獲取到的車輛當前速度實時調節所述可變焦光學系統的焦距，以改變所述抬頭顯示系統所成虛像的位置。

可選地，所述焦距調節模塊，具體用于根據所述速度獲取模塊獲取到的車輛當前速度實時調節所述可變焦光學系統中的透鏡與發光屏之間的距離。

可選地，所述焦距調節模塊，還用于用戶根據需求手動調節所述可變焦光學系統的焦距。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型提供的一種可變焦光學系統，沿著光線出射方向依次包括：發光屏、透鏡、次反射鏡和主反射鏡，由于透鏡、次反射鏡或者主反射鏡中的任一組鏡片可沿著光軸前后移動，因此該光學系統的焦距可調節。

將本實用新型的可變焦光學系統應用到本實用新型的抬頭顯示系統中，本實用新型提供的一種抬頭顯示系統，通過速度獲取模塊實時獲取車輛的車速信息，由于車速越慢像面越近，車速越快像面越遠，通過焦距調節模塊根據車輛當前速度實時調節所述可變焦光學系統的焦距，例如可通過實時調節所述光學系統中的透鏡與發光屏之間的距離來實現變焦，從而改變所述抬頭顯示系統所成虛像的位置，這樣可以有效地減少駕駛員因車速變化視線焦點移動而引起的離焦和視線模糊。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的可變焦光學系統的光路圖；

圖2為本實用新型實施例的可變焦光學系統的光學參數；

圖3為本實用新型實施例的可變焦光學系統在焦距123mm下的傳遞函數曲線；

圖4為本實用新型實施例的可變焦光學系統的點列圖；

圖5為本實用新型實施例的可變焦光學系統的多重結構參數；

圖6為本實用新型實施例的抬頭顯示光學系統示意圖；

圖中：11、發光屏；12、透鏡；13、次反射鏡；14、主反射鏡；15、人眼瞳孔。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。

圖1示出了根據本實用新型實施例的可變焦光學系統的示意圖。如圖1所示，沿著光線出射方向，該可變焦光學系統依次包括：發光屏11、透鏡12、次反射鏡13和主反射鏡14。