一种HUD光机光源的制作方法

一种hud光机光源
技术领域
1.本实用新型涉及hud技术领域，尤其涉及一种hud光机光源。


背景技术：

2.平视显示器，又称抬头显示器(head up display)，简称hud。目前，hud普遍运用在航空器的飞行辅助仪器上，而如今已经逐渐在汽车上普及。hud旨为提高汽车的安全性，让驾驶者注意力都集中在路面上，以减少事故的发生。
3.现有技术中，安装于汽车上的hud，是采用激光束扫描(laser beam scanning)的光源结构，简称lbs，其激光光源通常是分开设置的，在此条件下，其对应的分光合光棱镜也是分开设置，这种布置方式，会导致光机光源存在体积大、占用空间大，及不易安装维护等问题，且光机光源在占用空间较大的条件下，不利于引入散热方案，进而影响最终的图像显示效果。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种hud光机光源，该光源将出光组件集中设置，可减小光机光源的安装体积，避免占用空间较大，以便于引入散热方案，进而提高光源的整体散热效率，同时，由于光源集中，可提高出光亮度，且热量相对集中，进而可避免出光组件间存在温度不均衡的问题，可提高外部温控监测设备对光源温度监测的精度，且整体设计合理、结构紧凑、便于安装维护，实用性强。
5.为实现上述目的，采用以下技术方案：
6.一种hud光机光源，包括：
7.出光组件，所述出光组件至少设置为两组，且每组所述出光组件均用于发出至少三种颜色的光；
8.合光组件，所述合光组件包括分光合光镜、半波片、偏振分光镜；
9.所述分光合光镜布置于所述出光组件的出光光路上，所述分光合光镜用于将每一所述出光组件发出的至少三种颜色的光合成为合成光；所述半波片布置于其中一所述合成光的出光光路上，且所述半波片用于改变该所述合成光的偏振特性；所述偏振分光镜用于将从所述半波片射出的所述合成光，与其他所述合成光进行合光。
10.进一步地，所述出光组件设置为两组，且每组所述出光组件包括至少一第一发光件、至少一第二发光件、至少一第三发光件；所述第一发光件，所述第二发光件和所述第三发光件分别用于发出第一颜色的光、第二颜色的光、第三颜色的光。
11.进一步地，所述第一发光件，所述第二发光件及所述第三发光件的出光光路上还均布置一准直透镜。
12.进一步地，所述半波片和所述偏振分光镜均布置于所述分光合光镜的顶部。
13.进一步地，所述分光合光镜上设有第一分光合光面、第二分光合光面、第三分光合光面；所述第一分光合光面用于向所述第二分光合光面反射第一颜色的光；所述第二分光
合光面用于向所述第三分光合光面透射第一颜色的光，以及向所述第三分光合光面反射第二颜色的光；所述第三分光合光面用于向所述半波片及所述偏振分光镜透射第三颜色的光，以及将第一颜色的光和第二颜色的光反射至半波片及偏振分光镜；入射至所述半波片内的第一颜色的光、第二颜色的光及第三颜色的光合成为第一合成光，入射至所述偏振分光镜内的第一颜色的光、第二颜色的光及第三颜色的光合成为第二合成光。
14.进一步地，所述半波片和所述偏振分光镜均布置于分光合光镜的一端。
15.进一步地，所述分光合光镜上设有第一分光合光面、第二分光合光面、第三分光合光面；所述第一分光合光面用于向所述第二分光合光面反射第一颜色的光；所述第二分光合光面用于向所述第三分光合光面透射第一颜色的光，以及向所述第三分光合光面反射第二颜色的光；所述第三分光合光面用于向所述半波片及所述偏振分光镜透射第一颜色的光和第二颜色的光，以及将第三颜色的光反射至所述半波片及所述偏振分光镜；入射至所述半波片内的第一颜色的光、第二颜色的光及第三颜色的光合成为第一合成光，入射至所述偏振分光镜内的第一颜色的光、第二颜色的光及第三颜色的光合成为第二合成光。
16.进一步地，所述偏振分光镜上设有第四分光合光面、第五分光合光面；所述第四分光合光面用于将从所述半波片射出的所述第一合成光反射至所述第五分光合光面；所述第五分光合光面用于透射所述第二合成光，以及向所述第二合成光的出光方向反射所述第一合成光。
17.进一步地，两组所述出光组件并排设置。
18.进一步地，所述第一发光件，所述第二发光件及所述第三发光件均为激光二极管。
19.采用上述方案，本实用新型的有益效果是：
20.该光源将出光组件集中设置，可减小光机光源的安装体积，避免占用空间较大，以便于引入散热方案，进而提高光源的整体散热效率，同时，由于光源集中，可提高出光亮度，且热量相对集中，进而可避免出光组件间存在温度不均衡的问题，可提高外部温控监测设备对光源温度监测的精度，且整体设计合理、结构紧凑、便于安装维护，实用性强。
附图说明
21.图1为本实用新型的其中一实施例的立体图；
22.图2为图1的正视图；
23.图3为图1的右视图；
24.图4为本实用新型的另一实施例的正视图；
25.其中，附图标识说明：
26.1—出光组件；
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2—合光组件；
27.3—反射元件；
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4—mems反射镜；
28.11—第一发光件；
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12—第二发光件；
29.13—第三发光件；
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14—准直透镜；
30.21—分光合光镜；
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22—半波片；
31.23—偏振分光镜；
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211—第一分光合光面；
32.212—第二分光合光面；
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213—第三分光合光面；
33.231—第四分光合光面；
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232—第五分光合光面。
具体实施方式
34.以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。
35.参照图1至4所示，本实用新型提供一种hud光机光源，包括：
36.出光组件1，所述出光组件1至少设置为两组，且每组所述出光组件1均用于发出至少三种颜色的光；
37.合光组件2，所述合光组件2包括分光合光镜21、半波片22、偏振分光镜23；
38.所述分光合光镜21布置于所述出光组件1的出光光路上，所述分光合光镜21用于将每一所述出光组件1发出的至少三种颜色的光合成为合成光；所述半波片22布置于其中一所述合成光的出光光路上，且所述半波片22用于改变该所述合成光的偏振特性；所述偏振分光镜23用于将从所述半波片22射出的所述合成光，与其他所述合成光进行合光。
39.其中，所述出光组件1设置为两组，且每组所述出光组件1包括至少一第一发光件11、至少一第二发光件12、至少一第三发光件13；所述第一发光件11，所述第二发光件12和所述第三发光件13分别用于发出第一颜色的光、第二颜色的光、第三颜色的光；所述第一发光件11，所述第二发光件12及所述第三发光件13的出光光路上还均布置一准直透镜14。
40.参照图1所示，其中一实施例中，所述半波片22和所述偏振分光镜23均布置于所述分光合光镜21的顶部；所述分光合光镜21上设有第一分光合光面211、第二分光合光面212、第三分光合光面213；所述第一分光合光面211用于向所述第二分光合光面212反射第一颜色的光；所述第二分光合光面212用于向所述第三分光合光面213透射第一颜色的光，以及向所述第三分光合光面213反射第二颜色的光；所述第三分光合光面213用于向所述半波片22及所述偏振分光镜23透射第三颜色的光，以及将第一颜色的光和第二颜色的光反射至半波片22及偏振分光镜23；入射至所述半波片22内的第一颜色的光、第二颜色的光及第三颜色的光合成为第一合成光，入射至所述偏振分光镜23内的第一颜色的光、第二颜色的光及第三颜色的光合成为第二合成光。
41.参照图4所示，另一实施例中，所述半波片22和所述偏振分光镜23均布置于分光合光镜21的一端；所述分光合光镜21上设有第一分光合光面211、第二分光合光面212、第三分光合光面213；所述第一分光合光面211用于向所述第二分光合光面212反射第一颜色的光；所述第二分光合光面212用于向所述第三分光合光面213透射第一颜色的光，以及向所述第三分光合光面213反射第二颜色的光；所述第三分光合光面213用于向所述半波片22及所述偏振分光镜23透射第一颜色的光和第二颜色的光，以及将第三颜色的光反射至所述半波片22及所述偏振分光镜23；入射至所述半波片22内的第一颜色的光、第二颜色的光及第三颜色的光合成为第一合成光，入射至所述偏振分光镜23内的第一颜色的光、第二颜色的光及第三颜色的光合成为第二合成光。
42.综合以上实施例，所述偏振分光镜23上设有第四分光合光面231、第五分光合光面232；所述第四分光合光面231用于将从所述半波片22射出的所述第一合成光反射至所述第五分光合光面232；所述第五分光合光面232用于透射所述第二合成光，以及向所述第二合成光的出光方向反射所述第一合成光；两组所述出光组件1并排设置；所述第一发光件11，所述第二发光件12及所述第三发光件13均为激光二极管。
43.本实用新型工作原理：
44.继续参照图1至4所示，该光源是作为抬头显示器(hud)的图像源，其出射的图像光
经过外部的若干反射元件3被反射至mems反射镜4(可倾斜微机电系统反射镜)，经过mems反射镜4形成投影图像光，投影图像光经过hud的显示光路系统后向汽车的前挡风玻璃出射，经过前挡风玻璃的反射，可令用户可观察到投影虚像。
45.出光组件1的数量至少设置为两组，其具体数量可根据实际需求自由设置，其中一实施例中，出光组件1设置为两组，且两组出光组件1并排设置；每一出光组件1可用于发出至少三种颜色的光，一实施例中，每一出光组件1包括三个发光件，每一发光件用于发出一种颜色的光；一实施例中，每一出光组件1发出的三种颜色的光分别为：红光、蓝光、绿光，即每一出光组件1的三个发光件发出的光，为红光、蓝光、绿光的任意排列组合，如第一发光件11发出红光、第二发光件12发出蓝光、第三发光件13发出绿光，或第一发光件11发出蓝光、第二发光件12发出红光、第三发光件13发出绿光等等；为将光源集中，一实施例中，在每一发光件的出光光路上均布置一准直透镜14，可对发光件发出的光进行汇聚，形成平行光输出，平行输出的光会经合光组件2进行合光，下面以一实施例中，第一发光件11发出蓝光、第二发光件12发出绿光、第三发光件13发出红光进行原理性说明：
46.继续参照图1所示，一实施例中，半波片22和偏振分光镜23均布置于分光合光镜21的顶部，分光合光镜21上设有第一分光合光面211、第二分光合光面212和第三分光合光面213，其中，第一分光合光面211用于向第二分光合光面212反射第一颜色的光，即蓝光；第二分光合光面212用于向第三分光合光面213透射第一颜色的光(蓝光)，以及向第三分光合光面213反射第二颜色的光，即绿光；第三分光合光面213用于向半波片22及偏振分光镜23透射第三颜色的光(红光)，以及将第一颜色的光(蓝光)和第二颜色的光(绿光)反射至半波片22及偏振分光镜23。
47.两组出光组件1出射的光的偏振特性相同，两组第一发光件11出射的蓝光均在第一分光合光面211被反射(光路传输路径可参照图2、3中的虚线)，以向第二分光合光面212出射；在第二分光合光面212处，蓝光透射，而两组第二发光件12出射的绿光被反射，即在第二分光合光面212处，蓝光和绿光合光；在第三分光合光面213处，蓝光和绿光被反射，两组第三发光件13出射的红光被透射，即在第三分光合光面213处蓝光、绿光以及红光在其出光面被合光，此时合成光的偏振特性未发生改变；两组合成光中的一组合成光(第一合成光)经过半波片22后出射，第一合成光的偏振特性被改变，此时，第一合成光与第二合成光的偏振方向相互垂直；随后，再经过偏振分光镜23的第四分光合光面231、第五分光合光面232，将第一合成光向第二合成光的出光方向反射，进而得到最终的合成光束，该合成光束经外部的若干反射元件3后，向汽车的前挡风玻璃出射，经过前挡风玻璃的反射，形成投影虚像。
48.如图4所示，一实施例中，半波片22和偏振分光镜23可布置于分光合光镜21的一端，此时，分光合光镜21上的第一分光合光面211和第二分光合光面212与上述工作原理相同，而第三分光合光面213用于向半波片22及偏振分光镜23透射第一颜色的光和第二颜色的光，以及将第三颜色的光反射至半波片22及偏振分光镜23。
49.发光件为可发出光束的器件，在一实施例中，第一发光件11，第二发光件12及第三发光件13均可为激光二极管；一实施例中，分光合光镜21为分光合光棱镜。
50.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。