一种直通式透镜模组和抬头显示器的制作方法
- 国知局
- 2024-06-21 12:12:09
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本文地址:https://www.jishuxx.com/zhuanli/20240618/26091.html
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