一种直通式透镜模组和抬头显示器的制作方法

本发明涉及显示，尤其是涉及一种直通式透镜模组和抬头显示器。

背景技术：

1、目前，汽车已经成为大众的代步工具，特别是新能源汽车的掘起，使汽车成本与品质得到了更大提升，在交通工具上设置显示器用于显示交通工具的参数已经非常普遍，但显示器的位置较低，需要驾驶人员时不时地低头查看，带来安全隐患，由此，平视显示器或抬头显示器应运而生，平视显示器将显示图像投射到改进过的前风窗玻璃上。透过镜片的定位技术，最后让影像有如飘浮在汽车发动机盖上，大约离驾驶人眼睛2米远的位置，这样驾驶人无需低头就可随时看清各种行车信息，以及导航路况引导等，从而可提高行车安全性，随着抬头显示器技术发展日渐成熟以及未来技术的进步，并伴随着其价格的逐渐降低，未来有希望成为汽车的标配，并逐渐的取代车内的实体显示屏，市场应用空间非常广阔。

2、抬头显示器不仅仅应用到汽车上，而且还应用到航空、游戏等各个方面。

3、因为抬头显示器对亮度有极高的要求，传统的液晶显示器的背光方式无法满足其要求，一般采取直射式方式来照明，来满足其高亮度的要求，且为了满足从显示器出射的光与显示器的法线偏离一定的角度，将背光模组单元挂在显示器后面，且与显示器成一定的角度，这就增大了显示器的结构。

4、因此，如何设置用于平视显示器的透镜模组，满足对光偏移和均匀度要求，使显示器结构紧凑，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种直通式透镜模组和抬头显示器，直通式透镜模组中的透镜单元，入射面或/和出射面设置微结构，平行光从入射面进入透镜单元后，经过微结构的偏移和扩散，在出射面得到偏移和扩散光线，均匀化照射到液晶显示屏上的光线，提高光效的同时，能够使平视显示器的结构紧凑。

2、第一方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

3、一种直通式透镜模组，包括透镜单元，透镜单元的入射面上或/和出射面上设置微结构，微结构的截面为曲线，曲线的凸起部分沿直线延伸或围绕一个中心点环线延展，用于对入射面的平行光进行偏转和扩散，在透镜单元的出射面得到偏移和扩散光线。

4、本发明进一步设置为：入射面整体形状包括平面、棱状面，出射面整体形状包括棱状面、弧形面。

5、本发明进一步设置为：入射面或/和出射面整体为平面，在入射面的第一方向上设置第一微结构，第一微结构为瓦楞结构或阵列排布的第一柱面，瓦楞或第一柱面沿入射面的第二方向延伸，第一方向与第二方向相交。

6、本发明进一步设置为：在入射面或/和出射面的第三方向上设置第二微结构，第二微结构为间隔排布的瓦楞结构或第二柱面，瓦楞或第二柱面沿第四方向延伸，第一方向与第三方向相交，第三方向与第四方向相交。

7、本发明进一步设置为：第二柱面包括m个瓦楞或第二子柱面。

8、本发明进一步设置为：入射面整体为平面，出射面整体弧形面，弧形沿出射面第二方向分布，在弧形面上设置第三微结构，第三微结构为瓦楞结构或阵列排布的第三柱面，瓦楞或第三柱面沿出射面第一方向延伸，第二微结构嵌在弧形面上，第一方向与第二方向相交。

9、本发明进一步设置为：入射面或/和出射面整体为包括k个凸棱的棱状面，其横截面为齿状结构，各棱状结构包括第一棱面和第二棱面，在各第一棱面上沿第一方向设置第四微结构，第四微结构为瓦楞结构或阵列排布的第四柱面，瓦楞或第四柱面沿第一方向延伸，第二棱面为光滑平面。

10、本发明进一步设置为：在第一棱面上沿第二方向设置第五微结构，第五微结构为间隔排布的瓦楞结构或第五柱面，瓦楞或第五柱面沿第二方向延伸，第一方向与第二方向相交。

11、本发明进一步设置为：第五柱面包括n个第五子柱面。

12、第二方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

13、一种抬头显示器，包括沿中心线依次设置的光源组、透镜阵列、直通式透镜模组、液晶显示屏，光源组包括至少一个发光光源，透镜阵列包括多个凸透镜单元，各凸透镜单元与一个发光光源对应设置，用于将光源组产生的杂散光线转换为与中心线平行的平行光线，采用本申请所述直通式透镜模组，用于对平行光进行偏移，以在液晶显示屏上产生均匀光线。

14、本发明进一步设置为：在透镜单元的出射面为设有微结构的棱状面时，第二棱面与中心线平行，光源组、透镜阵列、液晶显示屏垂直于中心线。

15、本发明进一步设置为：在透镜单元的入射面为平面，出射面为设有微结构的棱状面时，第二棱面与中心线平行，在直通式透镜模组与液晶显示屏之间，设置有扩散片，用于对光线进行扩散，光源组、透镜阵列、扩散片、液晶显示屏垂直于中心线。

16、本发明进一步设置为：在透镜单元的入射面为设置有微结构的平面，出射面为设置有微结构为弧形面时，直通式透镜模组垂直于中心线，液晶显示屏与中心线的夹角小于90度。

17、与现有技术相比，本申请的有益技术效果为：

18、1.本申请的直通式透镜模组，在出射面或/和入射面设置微结构，既对入射的主光线进行偏移，又能对入射光进行扩散，在提高了光效的同时也提高了光均匀性；

19、2.进一步地，本申请通过直通式透镜模组的微结构，将所有入射光围绕主光线偏移一定的角度，使不同光源产生的光经过偏移后，扩大了光照面，同时也提高了光均匀性；

20、3.进一步地，本申请通过在入射面的微结构对入射光沿一个方向偏移，出射面对光进行另一个方向的偏移，在不同的光接收面，呈现不同的均匀性，在均匀性最高的接收位置放置液晶显示屏，保证了平视显示器的出射均匀性。

技术特征：

1.一种直通式透镜模组，其特征在于：包括透镜单元，透镜单元的入射面与出射面之间具有楔角，在入射面上或/和出射面上设置微结构，微结构的截面为曲线，曲线的凸起部分沿直线延伸或围绕一个中心点环线延展，用于对入射面的平行光进行偏转和扩散，在透镜单元的出射面得到偏移和扩散光线。

2.根据权利要求1所述的一种直通式透镜模组，其特征在于：入射面整体形状包括平面、棱状面，出射面整体形状包括棱状面、弧形面。

3.根据权利要求1所述的一种直通式透镜模组，其特征在于：入射面或/和出射面整体为平面，在入射面的第一方向上设置第一微结构，第一微结构为瓦楞结构或阵列排布的第一柱面，瓦楞或第一柱面沿入射面的第二方向延伸，第一方向与第二方向相交。

4.根据权利要求3所述的一种直通式透镜模组，其特征在于：在入射面或/和出射面的第三方向上设置第二微结构，第二微结构为间隔排布的瓦楞结构或第二柱面，瓦楞或第二柱面沿第四方向延伸，第一方向与第三方向相交，第三方向与第四方向相交。

5.根据权利要求4所述的一种直通式透镜模组，其特征在于：第二柱面包括m个瓦楞或第二子柱面。

6.根据权利要求1所述的一种直通式透镜模组，其特征在于：入射面整体为平面，出射面整体弧形面，弧形沿出射面第二方向分布，在弧形面上设置第三微结构，第三微结构为瓦楞结构或阵列排布的第三柱面，瓦楞或第三柱面沿出射面第一方向延伸，第二微结构嵌在弧形面上，第一方向与第二方向相交。

7.根据权利要求1所述的一种直通式透镜模组，其特征在于：入射面或/和出射面整体为包括k个凸棱的棱状面，其横截面为齿状结构，各棱状结构包括第一棱面和第二棱面，在各第一棱面上沿第一方向设置第四微结构，第四微结构为瓦楞结构或阵列排布的第四柱面，瓦楞或第四柱面沿第一方向延伸，第二棱面为光滑平面。

8.根据权利要求7所述的一种直通式透镜模组，其特征在于：在第一棱面上沿第二方向设置第五微结构，第五微结构为间隔排布的瓦楞结构或第五柱面，瓦楞或第五柱面沿第二方向延伸，第一方向与第二方向相交。

9.根据权利要求8所述的一种直通式透镜模组，其特征在于：第五柱面包括n个第五子柱面。

10.一种抬头显示器，其特征在于：包括沿中心线依次设置的光源组、透镜阵列、直通式透镜模组、液晶显示屏，光源组包括至少一个发光光源，透镜阵列包括多个凸透镜单元，各凸透镜单元与一个发光光源对应设置，用于将光源组产生的杂散光线转换为与中心线平行的平行光线，直通式透镜模组如权利要求1-9任一一项所述，用于对平行光的主光线进行偏移，并对入射光进行扩散，以在液晶显示屏上产生均匀的背光光线。

11.根据权利要求10所述的一种抬头显示器，其特征在于：在透镜单元的出射面为设有微结构的棱状面时，第二棱面与中心线平行，光源组、透镜阵列、液晶显示屏垂直于中心线。

12.根据权利要求10所述的一种抬头显示器，其特征在于：在透镜单元的入射面为平面，出射面为设有微结构的棱状面时，第二棱面与中心线平行，在直通式透镜模组与液晶显示屏之间，设置有扩散片，用于对光线进行扩散，光源组、透镜阵列、扩散片、液晶显示屏垂直于中心线。

13.根据权利要求10所述的一种抬头显示器，其特征在于：在透镜单元的入射面为设置有微结构的平面，出射面为设置有微结构为弧形面时，直通式透镜模组垂直于中心线，液晶显示屏与中心线的夹角小于90度。

技术总结本发明涉及一种直通式透镜模组和抬头显示器，直通式透镜模组包括透镜单元，透镜单元的入射面与出射面之间具有楔角，在入射面上或/和出射面上设置微结构，微结构的截面为曲线，曲线的凸起部分沿直线延伸或围绕一个中心点环线延展，用于对入射面的平行光进行光线的扩散，在透镜单元的出射面得到偏移或/和扩散的光线，抬头显示器包括沿中心线依次设置的光源组、透镜阵列、直通式透镜模组、液晶显示屏，光源组包括至少一个发光光源单元，透镜阵列包括多个凸透镜单元，用于将光源组产生的散射光线转换为与中心线平行的平行光线。透镜单元对入射的主光线进行偏移，并对入射光进行扩散，在液晶显示屏位置得到均匀的偏移光线，保证了背光均匀性。技术研发人员：贺宗贵,张建平,孟志华受保护的技术使用者：宁波舜宇精工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27