光学系统的制作方法

本申请涉及光学元件，尤其涉及光学系统。

背景技术：

1、平视显示器(head up display，简称hud)利用光学反射原理将重要的资讯投射在与驾驶员眼睛等高的玻璃上。驾驶员看向前方时能够轻易的将外界的景象与hud显示的资讯融合在一起，驾驶员可以始终保持抬头的姿态，从而不仅可以避免驾驶员在低头与抬头之间忽略外界环境的变化，而且还能避免低头查看仪表而中断注意力，同时还可以降低眼睛焦距需要不断调整产生的延迟与不适。

2、图像生成单元(projection graphic unit，简称pgu)是hud核心组件，而pgu的体积已经无法满足用户对hud小型化的要求。

3、因此，如何减小pgu的体积是本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

技术实现思路

1、本申请实施方式提供的光学系统可解决或部分解决现有技术中的上述不足或现有技术中的其他不足。

2、根据本申请提供的光学系统，包括：

3、成像单元；

4、光线偏转件，具有第一表面以及与所述第一表面具有夹角的第二表面，所述第二表面朝向所述成像单元；

5、第一反射镜，朝向并相对所述第一表面倾斜设置；以及

6、第二反射镜，位于所述第一反射镜的入射光路上。

7、根据本申请的一个实施方式，所述光学系统还包括投影镜头和/或发射组件，所述发射组件向所述第二反射镜发射光斑，所述光线偏转件还具有第三表面，所述第一表面、所述第二表面和所述第三表面两两之间具有夹角，所述投影镜头朝向所述第三表面设置。

8、根据本申请的一个实施方式，所述投影镜头包括镜筒以及多个固定于所述镜筒内的镜片，多个所述镜片沿所述镜筒的轴向依次设置，自所述第一反射镜至所述成像单元的方向上、所述第三表面上垂直于所述镜筒的轴线方向的尺寸d2以及多个所述镜片中相对靠近所述第三表面的所述镜片的直径d1满足：0.5≤d1/d2≤3。

9、根据本申请的一个实施方式，所述投影镜头包括镜筒以及多个固定于所述镜筒内的镜片，多个所述镜片沿所述镜筒的轴向依次设置，多个所述镜片中相对靠近所述第三表面的所述镜片的直径d1以及所述相对靠近所述第三表面的所述镜片的入射面的中心与所述第三表面的中心之间的间距l1满足：l1/d1≤0.6。

10、根据本申请的一个实施方式，所述投影镜头包括镜筒以及多个固定于所述镜筒内的镜片，多个所述镜片沿所述镜筒的轴向依次设置，自所述第一反射镜至所述成像单元的方向上、所述第三表面上垂直于所述镜筒的轴线方向的尺寸d2以及多个所述镜片中相对靠近所述第三表面的所述镜片的入射面的中心与所述第三表面的中心之间的间距l1满足：l1/d2≤0.8。

11、根据本申请的一个实施方式，所述光学系统还包括壳体，所述成像单元、所述光线偏转件、所述第一反射镜、所述第二反射镜、所述投影镜头和所述发射组件均设置于所述壳体内，所述第一反射镜的入射光线的光轴与所述第一反射镜的反射面的交点与所述投影镜头的光轴的高度差h以及所述壳体的最大高度h满足：h/h≤0.6。

12、根据本申请的一个实施方式，所述第二表面的中心与所述成像单元的中心之间的间距l2以及所述第一反射镜的入射光线的光轴与所述第一反射镜的反射面的交点与所述投影镜头的光轴的高度差h满足：2≤h/l2≤10。

13、根据本申请的一个实施方式，所述投影镜头包括镜筒以及多个固定于所述镜筒内的镜片，多个所述镜片沿所述镜筒的轴向依次设置，多个所述镜片中相对靠近所述第三表面的所述镜片的入射面的中心与所述第三表面的中心之间的间距l1满足：l1≤5mm；其中，所述镜片的入射面为所述镜片朝向所述第三表面的一侧。

14、根据本申请的一个实施方式，所述第一反射镜的入射光线的光轴与所述投影镜头的光轴的夹角α满足：α＝90°±15°；或者α＝270°±15°。

15、根据本申请的一个实施方式，所述第一反射镜的反射面的面积大于所述光斑在所述第一反射镜的反射面所在平面的照射面积。

16、根据本申请的一个实施方式，所述第一反射镜的入射光线的光轴与所述第一反射镜的反射面的交点与所述投影镜头的光轴的高度差h满足：h≤20mm。

17、根据本申请的一个实施方式，所述第一反射镜的延伸面与所述第一表面相交，所述第一反射镜靠近所述第一表面的一端具有切边。

18、根据本申请的一个实施方式，所述第一反射镜的入射光线的光轴与所述第一反射镜的夹角为30°～60°。

19、根据本申请的一个实施方式，所述第一反射镜与所述第一表面之间还设置有至少一个透镜。

20、根据本申请的一个实施方式，所述第二表面的中心与所述成像单元的中心之间的间距l2满足：l2≤8mm。

21、根据本申请的一个实施方式，所述发射组件包括：

22、光源组件，射出多组单色光；

23、准直合束组件，将所述单色光准直、合束为合束光束；以及

24、复眼透镜，将所述合束光束整形为多个能量呈均匀分布的光斑并射向所述第二反射镜。

25、根据本申请的一个实施方式，所述光源组件包括多个并列分布的光源；其中，所述准直合束组件包括：

26、多个第一准直透镜，与多个所述光源一一对应设置，所述第一准直透镜位于对应的所述光源的发射光路；

27、多个第二准直透镜，与多个所述第一准直透镜一一对应设置，所述第二准直透镜位于对应的所述第一准直透镜的透射光路；

28、多个合束滤色片，与多个所述第二准直透镜一一对应设置，所述合束滤色片位于对应的所述第二准直透镜的透射光路；以及

29、准直补偿透镜，位于所述合束滤色片的反射光路。

30、本申请实施方式提供的光学系统通过在光线偏转件的一侧设置第一反射镜和第二反射镜、另一侧设置成像单元，并使第一反射镜相对光线偏转件的第一表面倾斜设置，不仅可以在光线射入光线偏转件之前借助第一反射镜和第二反射镜实现光线方向的两次偏转，使得整个光学系统在光线偏转件的入射光路上的布局更加紧凑，占用空间更小，而且通过将第一反射镜相对光线偏转件的第一表面倾斜设置，还可以保证经第一反射镜反射的几乎全部光线都可以照射至光线偏转件。

31、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施方式的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种光学系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括投影镜头和/或发射组件，所述发射组件向所述第二反射镜发射光斑，所述光线偏转件还具有第三表面，所述第一表面、所述第二表面和所述第三表面两两之间具有夹角，所述投影镜头朝向所述第三表面设置。

3.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述投影镜头包括镜筒以及多个固定于所述镜筒内的镜片，多个所述镜片沿所述镜筒的轴向依次设置，自所述第一反射镜至所述成像单元的方向上、所述第三表面上垂直于所述镜筒的轴线方向的尺寸d2以及多个所述镜片中相对靠近所述第三表面的所述镜片的入射面的直径d1满足：

4.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述投影镜头包括镜筒以及多个固定于所述镜筒内的镜片，多个所述镜片沿所述镜筒的轴向依次设置，多个所述镜片中相对靠近所述第三表面的所述镜片的入射面的直径d1以及所述相对靠近所述第三表面的所述镜片的入射面的中心与所述第三表面的中心之间的间距l1满足：

5.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述投影镜头包括镜筒以及多个固定于所述镜筒内的镜片，多个所述镜片沿所述镜筒的轴向依次设置，自所述第一反射镜至所述成像单元的方向上、所述第三表面上垂直于所述镜筒的轴线方向的尺寸d2以及多个所述镜片中相对靠近所述第三表面的所述镜片的入射面的中心与所述第三表面的中心之间的间距l1满足：

6.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括壳体，所述成像单元、所述光线偏转件、所述第一反射镜、所述第二反射镜、所述投影镜头和所述发射组件均设置于所述壳体内，所述第一反射镜的入射光线的光轴与所述第一反射镜的反射面的交点与所述投影镜头的光轴的高度差h以及所述壳体的最大高度h满足：

7.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述第二表面的中心与所述成像单元的中心之间的间距l2以及所述第一反射镜的入射光线的光轴与所述第一反射镜的反射面的交点与所述投影镜头的光轴的高度差h满足：

8.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述投影镜头包括镜筒以及多个固定于所述镜筒内的镜片，多个所述镜片沿所述镜筒的轴向依次设置，多个所述镜片中相对靠近所述第三表面的所述镜片的入射面的中心与所述第三表面的中心之间的间距l1满足：

9.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述第一反射镜的入射光线的光轴与所述投影镜头的光轴的夹角α满足：

10.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述第一反射镜的反射面的面积大于所述光斑在所述第一反射镜的反射面所在平面的照射面积。

11.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述第一反射镜的入射光线的光轴与所述第一反射镜的反射面的交点与所述投影镜头的光轴的高度差h满足：

12.根据权利要求1至11任一项所述的光学系统，其特征在于，所述第一反射镜的延伸面与所述第一表面相交，所述第一反射镜靠近所述第一表面的一端具有切边。

13.根据权利要求1至11任一项所述的光学系统，其特征在于，所述第一反射镜的入射光线的光轴与所述第一反射镜的夹角为30°～60°。

14.根据权利要求1至11任一项所述的光学系统，其特征在于，所述第一反射镜与所述第一表面之间还设置有至少一个透镜。

15.根据权利要求1至11任一项所述的光学系统，其特征在于，所述第二表面的中心与所述成像单元的中心之间的间距l2满足：

16.根据权利要求2至11任一项所述的光学系统，其特征在于，所述发射组件包括：

17.根据权利要求16所述的光学系统，其特征在于，所述光源组件包括多个并列分布的光源；其中，所述准直合束组件包括：

技术总结本申请公开了一种光学系统。该光学系统包括：成像单元；光线偏转件，具有第一表面以及与所述第一表面具有夹角的第二表面，所述第二表面朝向所述成像单元；第一反射镜，朝向并相对所述第一表面倾斜设置；以及第二反射镜，位于所述第一反射镜的入射光路上。技术研发人员：张鹤腾,朱军强,陈天锐,徐亚辉,郎海涛,杨佳受保护的技术使用者：宁波舜宇车载光学技术有限公司技术研发日：20230920技术公布日：2024/6/13