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一种应用于AR-HUD的DLP倾斜像面投影显示镜头[实用新型专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201922480039.9

(22)申请日 2019.12.31

(73)专利权人重庆利龙科技产业（集团）有限公

司

地址 404100 重庆市江北区电测村4号

(72)发明人黄杨　彭德渊　王曦　

(74)专利代理机构重庆市前沿专利事务所(普

通合伙) 50211

代理人肖秉城

(51)Int.Cl.

G02B 27/01(2006.01)

G02B 13/00(2006.01)

G02B 1/00(2006.01)

(54)实用新型名称

一种应用于AR-HUD的DLP倾斜像面投影显示

镜头

(57)摘要

本实用新型公开了一种应用于AR -HUD的DLP

倾斜像面投影显示镜头，包括沿投影光路依次设

置的芯片、棱镜和物镜组，所述芯片与竖直平面

之间的夹角为1.5°-1.6°，投影像面与竖直平面

之间的夹角为12°-18°。本实用新型一种应用于

AR -HUD的DLP倾斜像面投影显示镜头通过对像面

倾斜的方式减少了沿投影光路方向逆向光的传

播，避免了因HUD长期置于太阳光下引起的DLP像

源温度过高，从而保障像源正常工作，同时该镜

头具有成像效果好、无差、透过率高、畸变小的

特点，且其结构简单、易于装配、生产成本低，适

合大批量生产。权利要求书2页说明书4页附图1页CN 211375188 U 2020.08.28

C N 211375188

1.一种应用于AR-HUD的DLP倾斜像面投影显示镜头，其特征在于：包括沿投影光路依次设置的芯片（1）、棱镜（2）和物镜组，所述芯片（1）与竖直平面之间的夹角为1.5°-1.6°，投影像面（12）与竖直平面之间的夹角为12°-18°。

2.根据权利要求1所述的一种应用于AR-HUD的DLP倾斜像面投影显示镜头，其特征在于：所述芯片（1）与竖直平面之间的夹角为1.5737°，投影像面与竖直平面之间的夹角为15°。

3.根据权利要求1所述的一种应用于AR-HUD的DLP倾斜像面投影显示镜头，其特征在于：所述物镜组包括沿投影光路依次设置的第一光学物镜（3）、第二光学物镜（4）、胶合物镜（5）、光阑（6）、第三光学物镜（7）、第四光学物镜（8）、第五光学物镜（9）、第六光学物镜（10）、第七光学物镜（11）。

4.根据权利要求3所述的一种应用于AR-HUD的DLP倾斜像面投影显示镜头，其特征在于：所述第一光学物镜（3）、第二光学物镜（4）、第三光学物镜（7）和第七光学物镜（11）为双凸透镜，所述第四光学物镜（8）和第六光学物镜（10）为弯月透镜，其中第四光学物镜（8）的凸面朝向物方，第六

光学物镜（10）的凸面朝向像方，所述第五光学物镜（9）为双凹透镜，所述胶合物镜（5）由一个双凸透镜和一个双凹透镜胶合而成，其中靠近物方为双凸透镜。

5.根据权利要求4所述的一种应用于AR-HUD的DLP倾斜像面投影显示镜头，其特征在于：所述芯片（1）与棱镜（2）沿光轴的距离为3mm，棱镜（2）与第一光学物镜（3）距离为1.6mm, 第一光学物镜（3）与第二光学物镜（4）的距离为0.9mm，第二光学物镜（4）与胶合物镜（5）的距离为5.1838mm，胶合物镜（5）与光阑（6）之间的距离为3.9142mm，光阑（6）与第三光学物镜（7）的距离为3mm，第三光学物镜（7）与第四光学物镜（8）的距离为0.9mm，第四光学物镜（8）与第五光学物镜（9）的距离为2.2454mm，第五光学物镜（9）与第六光学物镜（10）的距离为2.9mm，第六光学物镜（10）与第七光学物镜（11）的距离为5.0075mm，第七光学物镜（11）到投影像面（12）的距离为165mm。

6.根据权利要求5所述的一种应用于AR-HUD的DLP倾斜像面投影显示镜头，其特征在于：所述第一光学物镜（3）中心厚度为2.9mm，物方表面的曲率半径为43

7.48mm，有效通光孔径半径为6.44mm，像方表面的曲率半径为26.8263mm，有效通光孔径半径为6.67mm，所述第二光学物镜（4）中心厚度为2.4032mm，物方表面的曲率半径为30.1648mm，有效通关孔径半径为6.68mm，像方表面的曲率半径为13

8.7581mm，有效通光孔径半径为6.6mm，所述第三光学物镜（7）中心厚度为4.6197mm，物方表面的曲率半径为25.3671mm，有效通关孔径半径为4.67mm，像方表面的曲率半径为20.3552mm，有效通光孔径半径为5.1mm，所述第七光学物镜中心厚度为5.8554mm，物方表面的曲率半径为81.4050mm，有效通关孔径半径为10.04 mm，像方表面的曲率半径为73.0774mm，有效通光孔径半径为10.65mm，所述第四光学物镜（8）中心厚度为4.8708mm，凸面曲率半径为15.1936mm，有效通关孔径半径为5.05mm，凹面曲率半径为14.8658mm，有效通光孔径半径为4.36mm，所述第六光学物镜（10）中心厚度为5.4mm，凹面曲率半径为10.5mm，有效通关孔径半径为5.06 mm，凸面曲率半径为13.4252mm，有效通光孔径半径为7.24mm，所述第五光学物镜（9）中心厚度为1.8mm，物方表面曲率半径为16mm，有效通关孔径半径为4.32mm，像方表面曲率半径为18.9471mm，有效通光孔径半径为4.63mm，所述胶合物镜（5）的双凸透镜中心厚度为3.4mm，物方面曲率半径为14.4761mm，通光孔径半径为5.3mm，胶合面曲率半径为21.4442mm，通光孔径半径为4.8mm，双凹透镜的中心厚度为

4mm，物方表面与双凸透镜胶合面重合，像方表面曲率半径为11.2617mm，通光孔径半径为3.83mm。

7.根据权利要求5或6所述的一种应用于AR-HUD的DLP倾斜像面投影显示镜头，其特征在于：所述第一光学物镜（3）和第二光学物镜（4）材料为HLAF3B_CDGM，所述第三光学物镜（7）材料为HLAF

62_CDGM，所述第七光学物镜为双凸透镜材料为HLAF55_CDGM，所述第四光学物镜（8）材料为HLAF3B_CDGM，所述第六光学物镜（10）和第五光学物镜（9）材料为HZF6_ CDGM，所述胶合物镜（5）的双凸透镜的材料为HQK3L_CDGM、双凹透镜的材料为ZF3_CDGM。

8.根据权利要求3或5所述的一种应用于AR-HUD的DLP倾斜像面投影显示镜头，其特征在于：所述光阑（6）的直径为7.6mm。

一种应用于AR-HUD的DLP倾斜像面投影显示镜头

技术领域

[0001]本实用新型涉及一种抬头显示装置，特别涉及一种应用于AR-HUD的DLP投影显示镜头。

背景技术

[0002]AR-HUD为抬头显示技术，即在飞机或汽车驾驶室前方设置显示技术，避免驾驶员频繁低头进行仪表或导航的观察；DLP是“Digital Light Processing”的缩写，即为数字光处理，也就是说这种技术要先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来。

[0003]在现阶段基于DLP技术的AR-HUD中，外界太阳光经HUD反射镜反射，反射的这部分光沿DLP

投影光路逆向传播到DLP芯片处，由于HUD反射镜具有聚光的作用，所以反射光的能量较高，当HUD长期置于太阳光下会引起DLP像源温度过高，影响像源正常工作。

实用新型内容

[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种应用于AR-HUD的DLP倾斜像面投影显示镜头，其可减少经DLP逆光传播的光线，减少外界杂散光对像源的影响。

[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了以下技术方案：

[0006]一种应用于AR-HUD的DLP倾斜像面投影显示镜头，包括沿投影光路依次设置的芯片、棱镜和物镜组，所述芯片与竖直平面之间的夹角为1.5°-1.6°，投影像面与竖直平面之间的夹角为12°-18°。

[0007]作为优选，所述芯片与竖直平面之间的夹角为1.5737°，投影像面与竖直平面之间的夹角为15°，在HUD系统中，DLP投影像面位置为PC扩散片，当投影像面与竖直像面的夹角为15°左右时，当外界光经HUD反射镜到达PC扩散片（DLP投影像面）的入射光与DLP投影像面存在较大夹角时形成反射，这样能够有效地阻止逆光进入DLP系统，并能使反射光偏离主光轴。

[0008]作为优选，所述物镜组包括沿投影光路依次设置的第一光学物镜、第二光学物镜、胶合物镜、光阑、第三光学物镜、第四光学物镜、第五光学物镜、第六光学物镜、第七光学物镜。

[0009]作为优选，所述第一光学物镜、第二光学物镜、第三光学物镜和第七光学物镜为双凸透镜，所述第四光学物镜和第六光学物镜为弯月透镜，其中第四光学物镜的凸面朝向物方，第六光学物镜的凸面朝向像方，所述第五光学物镜为双凹透镜，所述胶合物镜由一个双凸透镜和一个双凹透镜胶合而成，其中靠近物方为双凸透镜。

[0010]作为优选，所述芯片与棱镜沿光轴的距离为3mm，棱镜与第一光学物镜距离为1.6mm, 第一光学物镜与第二光学物镜的距离为0.9mm，第二光学物镜与胶合物镜的距离为5.1838mm，胶合物镜与光阑之间的距离为3.9142mm，光阑与第三光学物镜的距离为3mm，第三光学物镜与第四光学物镜的距离为0.9mm，第四光学物镜与第五光学物镜的距离为2.2454mm，第五光学物镜与第六光学物镜的距离为2.9mm，第六光学物镜与第七光学物镜的

距离为5.0075mm，第七光学物镜到投影像面的距离为165mm。

[0011]作为优选，所述第一光学物镜中心厚度为2.9m m，物方表面的曲率半径为437.48mm，有效通光孔径半径为6.44mm，像方表面的曲率半径为26.8263mm，有效通光孔径半径为6.67mm，所述第二光学物镜中心厚度为2.4032mm，物方表面的曲率半径为30.1648mm，有效通关孔径半径为6.68mm，像方表面的曲率半径为138.7581mm，有效通光孔径半径为6.6mm，所述第三光学物镜中心厚度为4.6197mm，物方表面的曲率半径为25.3671mm，有效通关孔径半径为4.67mm，像方表面的曲率半径

为20.3552mm，有效通光孔径半径为5.1mm，所述第七光学物镜中心厚度为5.8554mm，物方表面的曲率半径为81.4050mm，有效通关孔径半径为10.04 mm，像方表面的曲率半径为73.0774mm，有效通光孔径半径为10.65mm，所述第四光学物镜中心厚度为4.8708mm，凸面曲率半径为15.1936mm，有效通关孔径半径为5.05mm，凹面曲率半径为14.8658mm，有效通光孔径半径为4.36mm，所述第六光学物镜中心厚度为5.4mm，凹面曲率半径为10.5mm，有效通关孔径半径为5.06 mm，凸面曲率半径为13.4252mm，有效通光孔径半径为7.24mm，所述第五光学物镜中心厚度为1.8mm，物方表面曲率半径为16mm，有效通关孔径半径为4.32mm，像方表面曲率半径为18.9471mm，有效通光孔径半径为4.63mm，所述胶合物镜的双凸透镜中心厚度为3.4mm，物方面曲率半径为14.4761mm，通光孔径半径为5.3mm，胶合面曲率半径为21.4442mm，通光孔径半径为4.8mm，双凹透镜的中心厚度为4mm，物方表面与双凸透镜胶合面重合，像方表面曲率半径为11.2617mm，通光孔径半径为3.83mm。

[0012]作为优选，所述第一光学物镜和第二光学物镜材料为HLAF3B_CDGM，所述第三光学物镜材料为HLAF62_CDGM，所述第七光学物镜为双凸透镜材料为HLAF55_CDGM，所述第四光学物镜材料为HLAF3B_CDGM，所述第六光学物镜和第五光学物镜材料为HZF6_CDGM，所述胶合物镜的双凸透镜的材料为HQK3L_CDGM、双凹透镜的材料为ZF3_CDGM。

[0013]作为优选，所述光阑的直径为7.6mm。

[0014]与现有技术相比，本实用新型一种应用于AR-HUD的DLP倾斜像面投影显示镜头的有益效果：通过对像面倾斜的方式减少了沿投影光路方向逆向光的传播，避免了因HUD长期置于太阳光下引起的DLP像源温度过高，从而保障像源正常工作，同时该镜头具有成像效果好、无差、透过率高、畸变小的特点，且其结构简单、易于装配、生产成本低，适合大批量生产。

[0015]附图说明：

[0016]图1为本实用新型一种应用于AR-HUD的DLP倾斜像面投影显示镜头的结构示意图。[0017]其中，图中标记：1为芯片，2为棱镜，3为第一光学物镜，4为第二光学物镜，5为胶合物镜，6为光阑，7为第三光学物镜，8为第四光学物镜，9为第五光学物镜,10为第六光学物镜，11为第七光学物镜，12为投影像面。

具体实施方式

[0018]下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

[0019]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥

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