成虚像的放大显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及虚像显示系统，尤其涉及用于成虚像的放大显示装置。
【背景技术】
[0002] 目前，虚像显示装置主要往小型化及轻量化进行突破，并且在保证高质画面的情 况下实现广角化，近年来得到人们的广泛关注与研宄，尤其是在汽车领域，可虚像显示车 速、转速、水温、电压、导航等信息。例如头戴式显示器（HMD)或者平视显示器（HUD)等通常 都是利用光学反射与折射进行虚像显示。HUD和HMD将影像信息映射在风窗玻璃的全息半 镜上，具有下述优点：驾驶员不必低头，就可以看到信息，从而避免分散对前方道路的注意 力；驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛，可避免眼睛的疲劳。但是 HUD和HMD虚像显示于远方道路，与外界的景象融合在一起，因此显示的虚像应具有足够的 大小和亮度，才能清楚的分辨外界景象与虚像显示信息，对虚像显示系统的显示亮度要求 较高，因而也加大了制造的成本与难度。 【实用新型内容】
[0003] 基于上述问题，本实用新型的目的在于提供了一种结构紧凑，实用性强，且成本比 较低，对虚像放大显示系统的亮度要求较小的成虚像的放大显示装置。
[0004] 为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种成虚像的放大显示装置，包 括：影像显示装置，用于显示需放大显示的影像画面；第一自由曲面，设置于影像显示装置 显示图像一侧的前端，用于对影像显示装置投射的影像光束进行透射；第二自由曲面，设置 在经过第一自由曲面透射后的影像光束的光路上，第二自由曲面接收来自第一自由曲面的 光束，可对来自第一自由曲面的光束进行反射或全反射；以及第三自由曲面，设置在经过第 二自由曲面反射后的影像光束的光路上，透射来自第二自由曲面的影像光束，并对影像光 束进行放大，在所设计的距离得到一个放大的虚像显示。
[0005] 优选地，所述第一自由曲面、第二自由曲面以及第三自由曲面同时设置于光学元 件一上，所述光学元件一为至少包括三个自由曲面的自由曲面部件。
[0006] 优选地，所述第一自由曲面和第三自由曲面同时设置于光学元件二上，第二自由 曲面设置于光学元件三上。
[0007] 优选地，所述光学元件二为至少包括两个自由曲面的自由曲面部件，所述光学元 件三为至少包括一个自由曲面的自由曲面部件。
[0008] 优选地，所述光学元件三为至少包括一个自由曲面的自由曲面反射镜。
[0009] 优选地，所述第一自由曲面、第二自由曲面以及第三自由曲面分别设置于光学元 件四、光学元件五和光学元件六上。
[0010] 优选地，所述光学元件四和/或光学元件五和/或光学元件六分别为至少包括一 个自由曲面的自由曲面部件。
[0011] 优选地，所述自由曲面设置在自由曲面部件的入射面或出射面。
[0012] 优选地，还包括：可对光束进一步整形的中继透镜，设置于第三自由曲面的光束出 射面的前端。
[0013] 优选地，所述第二自由曲面的光束入射面镀有反射膜，或者第二自由曲面与来自 第一自由曲面的影像光束之间的角度按照一定规律设置，使得来自第一自由曲面的影像光 束经过第二自由曲面反射后满足全反射规律。
[0014] 与现有技术相比，本实用新型的成虚像的放大显示装置具有如下有益效果：采用 三个光学曲面作为导光部件，结构紧凑合理，实用性强；另外，相对观察者视线来说，虚像显 示位置与外界景象并不融合一起，受日光干扰较小，因此对虚像放大显示系统的亮度要求 较小，实用性强，容易实现，且成本比较低。
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型的成虚像的放大显示装置实施例一的结构示意图；
[0016] 图2为本实用新型的成虚像的放大显示装置实施例二的结构示意图；
[0017] 图3为本实用新型的成虚像的放大显示装置实施例三的结构示意图；
[0018] 图4为本实用新型的成虚像的放大显示装置实施例四的结构示意图；
[0019] 图5为本实用新型的成虚像的放大显示装置实施例二的使用状态一的示意图。
【具体实施方式】
[0020] 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面结合附图，对本实用新型 的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受【具体实施方式】的 限制。
[0021] 下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施内容。
[0022] 图1为本实用新型的成虚像的放大显示装置实施例一的结构示意图。如图1所示， 本实用新型的成虚像的放大显示装置，包括：影像显示装置10,用于显示需放大显示的影 像画面，并将影像光束投射出去；自由曲面部件11 (即光学元件一），位于影像显示装置10 的显示图像一侧的前端，用于引导影像显示装置投射的影像光束进入观察者的视线范围， 其包括：第一自由曲面S1，第二自由曲面S2以及第三自由曲面S3。
[0023] 所述第一自由曲面S1与影像显示装置10近距离相邻，使得第一自由曲面S1满足 能够将影像显示装置10发出的图像光束透射出去，并且在保证投影质量的前提下，距离优 选越近越好，使得成虚像的放大显示装置的结构紧凑，重量体积更小。第一自由曲面设置 于影像显示装置显示图像一侧的前端，位于影像显示装置10发出的图像光束的光路上，用 于对影像显示装置投射的影像光束进行透射。第二自由曲面S2,设置在第一自由曲面S1背 对影像显示装置10 -侧的前端，位于经过第一自由曲面S1透射后的影像光束的光路上，可 对来自第一自由曲面S1的光束进行反射或全反射。第三自由曲面S3,设置在经过第二反射