本申請涉及光電領(lǐng)域，更具體地，涉及一種顯示系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、車載信息往往顯示在儀表盤上，駕駛者需要低頭才能看到信息，在行駛過程中會對駕駛者帶來一定的安全隱患。平視顯示系統(tǒng)(head?up?display，簡稱hud)通過光學(xué)部件將特定信息(時速、導(dǎo)航)投影到駕駛員平視方向上的投影面上，例如擋風(fēng)玻璃，駕駛員不同低頭就可以查看前方視線物以及各種特定投影信息。

2、傳統(tǒng)hud光學(xué)系統(tǒng)包括自由曲面反射鏡和圖像生成單元(picture?generationunit，簡稱pgu)，圖像生成單元將圖像源的圖像成像到自由曲面反射鏡前，再由自由曲面反射鏡成虛像于汽車擋風(fēng)玻璃前方。但是傳統(tǒng)hud光學(xué)系統(tǒng)是將圖像源的圖像經(jīng)過放大在自由曲面反射鏡前形成中間像，然后中間像經(jīng)過自由曲面反射鏡形成放大的虛像。由于傳統(tǒng)hud光學(xué)系統(tǒng)中存在中間像，自由曲面反射鏡和圖像生成單元的像差會積累，無法同時兼顧hud光學(xué)系統(tǒng)的大視場和高分辨率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的一些實施方式提供了可至少部分解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題的顯示系統(tǒng)。

2、根據(jù)本申請的一個方面，提供一種顯示系統(tǒng)，包括：沿成像光線的傳播方向布設(shè)的像源、透鏡組、第二反射鏡及第三反射鏡；所述像源用于發(fā)射成像光線，所述成像光線包含待顯示信息；所述透鏡組用于接收所述像源的所述成像光線，并對所述成像光線進行修正，修正后的成像光線入射至所述第二反射鏡，所述第二反射鏡將所述成像光線進行反射至所述第三反射鏡，經(jīng)所述第三反射鏡反射的成像光線用于出射至外部成像裝置并形成視覺虛像；其中，所述第三反射鏡為自由曲面反射鏡，所述第三反射鏡沿第一方向的焦距f1滿足：333.5206mm≤f1≤500.2809mm，所述第三反射鏡沿第二方向的焦距f2滿足：278.218mm≤f2≤417.327mm，所述第一方向與第二方向垂直。

3、本申請實施例通過在顯示系統(tǒng)中設(shè)置透鏡組、第二反射鏡和第三反射鏡，像源發(fā)出的成像光線能夠通過透鏡組、第二反射鏡和第三反射鏡直接在外部成像裝置的前方形成放大的視覺虛像，在上述成像過程中，透鏡組和第三反射鏡都能夠消除顯示系統(tǒng)的像差，在滿足顯示系統(tǒng)的大視場角需求的同時，還能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率的顯示效果。另外，第二反射鏡的設(shè)置，能夠?qū)Τ上窆饩€的光路進行轉(zhuǎn)折，從而使顯示系統(tǒng)的光路更加緊湊，利于減小顯示系統(tǒng)的體積。

4、在本申請一個實施方式中，所述透鏡組的焦距f3滿足：51.2163mm≤f3≤76.8245mm。通過對透鏡組的焦距進行合理設(shè)置，能夠兼顧顯示系統(tǒng)的大視場角與高分辨率的成像效果。

5、在本申請一個實施方式中，沿成像光線傳播方向，所述透鏡組包括：中繼透鏡模組和第七透鏡；所述中繼透鏡模組的焦距f4與所述第七透鏡的焦距f5滿足如下關(guān)系：0.0792≤f4/f5≤0.1188。

6、在本申請一個實施方式中，所述中繼透鏡模組的焦距f4滿足：24.5676mm≤f4≤36.8514mm。上述中繼透鏡模組，能夠有效解決初級像差與高階像差問題，提升系統(tǒng)的成像質(zhì)量，從而在滿足顯示系統(tǒng)的大視場角需求的同時，還能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率的顯示效果。

7、在本申請一個實施方式中，所述第七透鏡的焦距f5滿足：248.1581mm≤f5≤372.2371mm。上述第七透鏡能夠具有較大的口徑，能夠有效修正大視場角衍生出的畸變問題。

8、在本申請一個實施方式中，所述中繼透鏡模組包括：沿所述成像光線的傳播方向布設(shè)的第一中繼透鏡子模組及第二中繼透鏡子模組；所述第一中繼透鏡子模組包括：沿所述成像光線的傳播方向布設(shè)的第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡；所述第二中繼透鏡子模組包括：沿所述成像光線的傳播方向布設(shè)的第四透鏡、第五透鏡及第六透鏡；所述第一透鏡與所述第六透鏡之間的距離l16滿足:82.3293mm≤l16≤123.4939mm。通過上述設(shè)置，有效解決了初級像差與高階像差問題并提升系統(tǒng)的成像質(zhì)量。

9、在本申請一個實施方式中，所述第五透鏡與第六透鏡的邊緣距離l11≤0.1mm。通過對上述透鏡的距離進行合理設(shè)置，第二中繼透鏡子模組能夠有效解決色差與球差，從而進一步提高成像質(zhì)量。

10、在本申請一個實施方式中，所述第五透鏡與第六透鏡的中心距離l12＜10mm。通過對上述透鏡的距離進行合理設(shè)置，第二中繼透鏡子模組能夠有效解決色差與球差，從而進一步提高成像質(zhì)量。

11、在本申請一個實施方式中，第四透鏡和第五透鏡的中心距離l2≤0.5mm。通過對上述透鏡的距離進行合理設(shè)置，第二中繼透鏡子模組能夠有效解決色差與球差，從而進一步提高成像質(zhì)量。

12、在本申請一個實施方式中，所述透鏡組還包括：第一反射鏡，所述第一反射鏡位于所述中繼透鏡模組和所述第七透鏡之間的光路上。通過設(shè)置第一反射鏡，第一反射鏡及第二反射鏡的組合使用，能夠?qū)Τ上窆饩€的光路進行多次轉(zhuǎn)折，使得顯示系統(tǒng)的光路更加緊湊，有利于顯示系統(tǒng)的小型化。

13、在本申請一個實施方式中，所述中繼透鏡模組的光軸與所述第一反射鏡反射面的第一夾角θ1＜45°。

14、在本申請一個實施方式中，所述第二反射鏡的法線與所述第七透鏡的光軸之間的第二夾角θ2＜45度。

15、在本申請一個實施方式中，所述透鏡組中包含至少一個球面透鏡。通過上述設(shè)置，能夠降低顯示系統(tǒng)的體積和制造成本，提高成像質(zhì)量。

16、在本申請一個實施方式中，所述透鏡組中包含至少一個菲尼爾透鏡。通過上述設(shè)置，能夠進一步的降低顯示系統(tǒng)的體積和制造成本。

17、在本申請一個實施方式中，所述第二反射鏡為自由曲面反射鏡或者平面反射鏡。

技術(shù)特征：

1.一種顯示系統(tǒng)，其特征在于，包括：沿成像光線的傳播方向布設(shè)的像源、透鏡組、第二反射鏡及第三反射鏡；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述透鏡組的焦距f3滿足：51.2163mm≤f3≤76.8245mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述第五透鏡與所述第六透鏡膠合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述中繼透鏡模組包括：沿所述成像光線的傳播方向布設(shè)的第一中繼透鏡子模組及第二中繼透鏡子模組；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述第五透鏡與第六透鏡的邊緣距離l11≤0.1mm，所述第五透鏡與第六透鏡的中心距離l12＜10mm，第四透鏡和第五透鏡的中心距離l2≤0.5mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述透鏡組還包括：第一反射鏡，所述第一反射鏡位于所述中繼透鏡模組和所述第七透鏡之間的光路上，所述中繼透鏡模組的光軸與所述第一反射鏡反射面的第一夾角θ1＜45°。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述第一反射鏡的反射面與所述中繼透鏡模組的光軸之間夾角為40°。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述第二反射鏡的法線與所述第七透鏡的光軸之間的第二夾角θ2＜45度。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述透鏡組包含至少一個球面透鏡，或/和，所述透鏡組包含至少一個菲涅爾透鏡。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述第二反射鏡為自由曲面反射鏡或者平面反射鏡。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┝艘环N顯示系統(tǒng)，包括：沿成像光線的傳播方向布設(shè)的像源、透鏡組、第二反射鏡及第三反射鏡；像源用于發(fā)射成像光線，成像光線包含待顯示信息；透鏡組用于接收像源的成像光線，并對成像光線進行修正，修正后的成像光線入射至第二反射鏡，第二反射鏡將成像光線進行反射至第三反射鏡，經(jīng)第三反射鏡反射的成像光線用于出射至外部成像裝置并形成視覺虛像；其中，第三反射鏡為自由曲面反射鏡，第三反射鏡沿第一方向的焦距f1滿足：333.5206mm≤f1≤500.2809mm，第三反射鏡沿第二方向的焦距f2滿足：278.218mm≤f2≤417.327mm，第一方向與第二方向垂直。

技術(shù)研發(fā)人員：王志煌,陳億揚,李文宗
受保護的技術(shù)使用者：深圳昇旸光學(xué)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10