一种分体式抬头显示装置的制作方法

本实用新型涉及汽车抬头显示系统技术领域，尤其涉及一种分体式抬头显示装置。

背景技术：

汽车抬头显示技术是当前国际国内正在大力发展的智能网联汽车的重要组成部分，通过前期宝马、奔驰等高端豪华品牌汽车上对于HUD(Head Up Display 平视显示器)的应用推广，越来越多的车厂和用户认识到通过汽车的抬头显示技术对于安全驾驶的重要性，实现了驾驶员目不离路就可以获取车速、导航、路况、车距等重要信息，其独特的显示位置，以及悬浮式透明显示效果，是车上的其它位置显示器无法取代的，所以越来为越多的车厂把抬头显示系统装配于自己的新车上，作为提升汽车安全的有效配置。要实现汽车挡风玻璃上的抬头显示，存在一个必须要解决的显示技术难题—由于挡风玻璃厚度带来的反射重影问题，因为重影问题的存在会明显地影响驾驶员观看显示信息的舒适度，严重者会引起驾驶员的头晕，从而影响驾驶安全。同时也会影响驾驶员获取显示信息的辨识速度与准确性。

现有汽车抬头显示系统的解决方案中，多采用在汽车挡风玻璃中增加或改造玻璃中已有的夹膜，使得内外两层玻璃中有一层上厚下薄的夹膜，从而改变挡风玻璃外表面对于折射进玻璃内部的光线的反射角度，达到改变玻璃内部光线的传播路径的目的，从而减轻或消除重影现象。类似于上述方法原理，也有采用在挡风玻璃内表面贴一层上厚下薄的透明材料，以达到减轻或消除重影现象的目的。另外，也有采用对挡风玻璃内表面镀膜或贴膜，以增加挡风玻璃对光线的反射率，从而达到减轻或消除重影现象之目的。

上述方面，都需要增加额外成本，对挡风玻璃进行特别定制或者后期特别处理，才可以达到减轻或消除重影现象之目的。

技术实现要素：

综上所述，本实用新型的目的在于提供一种分体式抬头显示装置，旨在解决现有的装置在解决重影问题上需要额外增加成本的问题。

本实用新型是这样实现的，一种分体式抬头显示装置，其用于将信息经汽车的挡风玻璃反射至人眼，所述挡风玻璃包括朝向人眼的内弧面以及与所述内弧面相对设置的外弧面，所述分体式抬头显示装置包括成像单元、接收所述成像单元射出的成像光线并将所述成像光线经多次反射至所述挡风玻璃上的第一反射镜与第二反射镜以及用于调节所述第一反射镜相对所述挡风玻璃的夹角和 /或用于调节所述第二反射镜相对所述挡风玻璃的夹角的调节组件，所述成像单元与所述第一反射镜以及与所述第二反射镜分开设置于汽车车厢内，所述成像光线经所述内弧面反射后形成第一图像，所述成像光线透过所述内弧面并经过所述外弧面反射后形成第二图像，所述第一图像在所述挡风玻璃另一侧的第一虚像和所述第二图像在所述挡风玻璃另一侧的第二虚像经所述调节组件调节所述第一反射镜相对所述挡风玻璃的转动角度和/或所述第二反射镜相对所述挡风玻璃的转动角度而沿人眼方向重合。

具体地，所述第一反射镜和所述第二反射镜均为凹面镜，或者，所述第一反射镜为凹面镜，所述第二反射镜为平面镜，或所述第一反射镜为平面镜，所述第二反射镜为凹面镜。

进一步地，所述凹面镜为球面镜、非球面镜或自由曲面镜。

具体地，所述第一反射镜的背面朝向所述挡风玻璃，且位于所述第二反射镜的前方，所述第二反射镜的反射面朝向所述成像单元的所述成像光线，所述第一反射镜的反射面朝向所述第二反射镜的反射面，所述成像光线由所述第二反射镜反射至所述挡风玻璃；

或者，所述第一反射镜的背面朝向所述挡风玻璃，且位于所述第二反射镜的前方，所述第一反射镜的反射面朝向所述成像单元的所述成像光线，所述第二反射镜的反射面朝向所述第一反射镜的反射面，所述成像光线由所述第二反射镜反射至所述挡风玻璃。

进一步地，所述第一反射镜与所述第二反射镜之间的夹角小于90°，所述第一反射镜的反射面与水平面之间的夹角小于90°，所述第二反射镜的背面与水平面之间的夹角小于45°。

具体地，所述调节组件包括用于调节所述第一反射镜相对所述挡风玻璃的夹角的第一转轴以及用于调节所述第二反射镜相对所述挡风玻璃的夹角的第二转轴，所述第一转轴设于所述第一反射镜背部的端部，所述第二转轴设于所述第二反射镜背部的端部；

或者，所述调节组件包括用于调节所述第一反射镜相对所述挡风玻璃的夹角的第一转轴或用于调节所述第二反射镜相对所述挡风玻璃的夹角的第二转轴，所述第一转轴设于所述第一反射镜背部的端部，所述第二转轴设于所述第二反射镜背部的端部。

进一步地，所述成像单元固定于所述挡风玻璃的上部，或固定于驾驶员侧的遮阳板处，或固定于汽车内的后视镜处。

进一步地，所述第一反射镜和所述第二反射镜均设于汽车的仪表台上或中控台上。

与现有技术相比，本实用新型提供的分体式抬头显示装置，将成像单元与第一反射镜以及与第二反射镜分开设置，成像单元射出的成像光线经第一反射镜和第二反射镜多次反射至挡风玻璃上，并且分别在挡风玻璃的内弧面形成第一图像以及在外弧面形成第二图像，第一图像在挡风玻璃另一侧的第一虚像和第二图像在挡风玻璃另一侧的第二虚像可通过调节组件调节第一反射镜和/或第二反射镜而沿入眼方向重合，即第一虚像、第二虚像以及人眼三点一线，消除成像单元反射后的重影问题，整个过程无需对挡风玻璃进行结构改造，进而可避免挡风玻璃的改造费用。同时，分体式的设计可以满足各种汽车车型要求，通用性更高。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的分体式抬头显示装置的成像结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的分体式抬头显示装置的另一成像结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者间接在另一个元件上。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者间接连接至该另一个元件上。

还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下、顶、底等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。

请参考图1和图2，本实用新型实施例提供的一种分体式抬头显示装置，其用于将车速、导航、路况和车距等重要信息经汽车的挡风玻璃1反射至人眼，该挡风玻璃1本身具有一定的厚度，并且呈弧形设置，因此，该挡风玻璃 1包括朝向人眼的内弧面11以及与内弧面11相对设置的外弧面12。分体式抬头显示装置包括成像单元21、第一反射镜22、第二反射镜23以及调节组件 24，成像单元21与第一反射镜22以及与第二反射镜23分开设置于汽车车厢内。成像单元21射出的成像光线211在第一反射镜22和第二反射镜23之间经多次反射后射至挡风玻璃1上。调节组件24可调节第一反射镜22相对挡风玻璃1的夹角和/或可调节第二反射镜23相对挡风玻璃1的夹角。成像光线211 经内弧面11反射后形成第一图像，成像光线211透过内弧面11并经外弧面12 反射后形成第二图像，第一图像在挡风玻璃1另一侧的第一虚像31和第二图像在挡风玻璃1另一侧的第二虚像32经调节组件24调节第一反射镜22相对挡风玻璃1的转动角度和/或第二反射镜23相对挡风玻璃1的转动角度而沿入眼方向重合。此处该第一虚像31为沿成像光线211在内弧面11上的反射线反向延伸而成，同理，第二虚像32为沿成像光线211在外弧面12上的反射线反向延伸而成。

本实用新型实施例提供的分体式抬头显示装置，将成像单元21与第一反射镜22以及与第二反射镜23分体设置，成像单元21射出的成像光线211经第一反射镜22和第二反射镜23多次反射至挡风玻璃1上，并且分别在挡风玻璃 1的内弧面11形成第一图像以及在外弧面12形成第二图像，第一图像在挡风玻璃1另一侧的第一虚像31和第二图像在挡风玻璃1另一侧的第二虚像32可通过调节组件24调节第一反射镜相对挡风玻璃1的转动角度和/或第二反射镜 23相对挡风玻璃1的转动角度而沿入眼方向重合，即第一虚像31、第二虚像 32以及人眼三点一线，消除成像单元21反射后的重影问题，整个过程无需对挡风玻璃1进行结构改造，进而可避免挡风玻璃1的改造费用。同时，分体式的设计可以满足各种汽车车型要求，通用性更高。

在本实施例中，汽车挡风玻璃1具有凹面镜的特征，进而在凹面的挡风玻璃1的一倍焦距范围内，当物距变得更远时，两个虚像会得更大，并且离轴 (入眼中心线)更远，成像距离也更远。挡风玻璃1内外表面两个距离不同的凹面镜的物距并不相同，因此，挡风玻璃1的内弧面11成像和挡风玻璃1的外弧面12成像的所对应的虚像高度变化并不同步。相对而言，挡风玻璃1的外弧面12成像因为距离更远，比挡风玻璃1的内弧面11成像拥有更快的离轴速度。通过同时改变第一反射镜22和第二反射镜23与挡风玻璃1的夹角，或者单独改变第一反射镜22与第二反射镜23其任一与挡风玻璃1的夹角，即可实现两个虚像之间的高度差将会逐渐减小。当挡风玻璃1的内弧面11对应的虚像和挡风玻璃1的外弧面12对应的虚像以及驾驶员眼睛处理同一条直线时，重影现象消失或接近于消失。

具体地，在本实施例中，第一反射镜22和第二反射镜23均为凹面镜，或者，在本实施例中，第一反射镜22为凹面镜，第二反射镜23为平面镜，或第一反射镜22为平面镜，第二反射镜23为凹面镜。

进一步地，在本实施例中，凹面镜为球面镜、非球面镜或自由曲面镜。

具体地，请参考图1，在本实施例中，第一反射镜22的背面朝向挡风玻璃 1，且位于第二反射镜23的前方，这里的前方位置是指较离驾驶员远的位置，同时，可保证第一反射镜22能够接收所有来自第二反射镜23的成像光线211，并将接收的所有成像光线211反射至第二反射镜23。第二反射镜23的反射面朝向成像单元21，第一反射镜22的反射面朝向第二反射镜23的反射面，即成像单元21的成像光线211先射向第二反射镜23的反射面，通过第二反射镜23 反射至第一反射镜22，再由第一反射镜22反射回第二反射镜23，最终，成像光线211在第一反射镜22与第二反射镜23之间经过3次反射后，由第二反射镜23反射至挡风玻璃1。这样，在第一反射镜22和第二反射镜23均为凹面镜的基础上，成像光线211经过二次反射过程后被放大。

或者，请参考图2，与上述实施不同之处在于，第一反射镜22的反射面朝向成像单元21，第二反射镜23的反射面朝向第一反射镜22的反射面，即成像单元21的成像光线211先射向第一反射镜22的反射面，通过第一反射镜22 反射至第二反射镜23，再由第二反射镜23反射至挡风玻璃1上，最终，成像光线211在第一反射镜22与第二反射镜23之间经过2次反射后，由第二反射镜23反射至挡风玻璃1。

进一步地，在本实施例中，第一反射镜22与第二反射镜23之间的夹角小于90°，这样可以保证第一反射镜22和第二反射镜23之间的光线反射，第一反射镜22的反射面和水平面之间的夹角小于90°，第二反射镜23的背面与水平面之间的夹角小于45°。这样，第一反射镜22可阻挡由挡风玻璃1前方射入外界光线，避免对成像光线211在第一反射镜22与第二反射镜23之间的传递造成影响。同时，可防止外界光线直接通过第二反射镜23反射入人眼，影响驾驶员的正常驾驶。

进一步地，请参考图1和图2，在本实施例中，调节组件24包括用于调节第一反射镜22相对挡风玻璃1的夹角的第一转轴以及用于调节第二反射镜23 相对挡风玻璃1的夹角的第二转轴。即可分别调节第一转轴和第二转轴，使得被反射至挡风玻璃1上的成像光线211于挡风玻璃1上上下移动，使得第一虚像31和第二虚像32于人眼接受光线范围内重合，即第一虚像31、第二虚像32 以及人眼三点一线，从而消除重影问题。第一转轴设于第一反射镜22背部的端部，第二转轴设于第二反射镜23背部的端部。转动第一转轴不仅可调节第一反射镜22相对挡风玻璃1之间的夹角，而且可改变成像单元21相对挡风玻璃1的物距。当然，第二转轴也可调节第一反射镜22相对挡风玻璃1之间的夹角，并且也可改变成像单元21相对挡风玻璃1的物距。

或者，与上述实施例不同之处在于，调节组件24包括第一转轴241或第二转轴242，同样地，通过调节第一转轴241或第二转轴242即可使得被反射至挡风玻璃1上的成像光线211于挡风玻璃1上上下移动，使得第一虚像31和第二虚像32于人眼接受光线范围内重合，从而消除重影问题。

进一步地，图中未示，在本实施例中，成像单元21固定于挡风玻璃1的上部，并与第一反射镜22和第二反射镜23分开设置在车厢内，并且确保成像单元21射出的成像光线211能够射至第一反射镜22上或第二反射镜23上。当然，成像单元21也可固定于驾驶员侧的遮阳板出，或固定于汽车内的后视镜处。

进一步地，图中未示，在本实施例中，第一反射镜22和第二反射镜23均设于汽车的仪表台上或中控台上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。