[发明专利]一种亮度自适应调节AR HUD照明光学系统

说明书

本发明涉及一种亮度自适应调节AR HUD照明光学系统，包括散热模块、LED芯片模块、聚光模块、匀光模块、显示屏模块、环境光亮度检测模块、亮度及显示控制模块，亮度及显示控制模块包括环境光信号处理单元、LED芯片电路控制单元及TFT液晶显示屏显示控制单元，LED芯片电路控制单元与LED芯片模块接插件相连，显示屏模块与TFT液晶显示屏显示控制单元相连，散热模块包括导热硅胶和散热片，LED芯片模块固定在粘贴有导热硅胶处的散热片上，聚光模块、匀光模块及显示屏模块均与LED芯片模块中心对齐，并自下而上依次固定；本发明实现了AR HUD亮度自适应的调节功能，有效降低了AR HUD的功耗和散热负担。

[技术领域]

本发明涉及HUD成像系统技术领域，具体地说是一种亮度自适应调节AR HUD照明光学系统。

[背景技术]

车载抬头显示器(HUD)可以使驾驶员避免因注意力中断或丧失对状态意识的掌握，增加了行车安全性。近年来，随着AR(Augmented Reality)技术的发展，AR-HUD也越来越受到人们的关注。AR-HUD会在驾驶员正前方更远距离处呈现出更大尺寸的增强现实虚像，这样对其照明光学系统的要求也大大提高。

传统的HUD通常是采用阵列光源加阵列聚光系统作为显示屏的背光系统，但人眼通过HUD成像系统进行观察时，由于同时能看到光源的像斑而造成最终的虚像亮度不均匀。目前的一些HUD生产商会采用在聚光系统前添加一定大小的毛玻璃，使毛玻璃经过聚光系统及HUD成像系统的虚斑均匀，且远大于HUD显示的虚像尺寸。或者是在显示屏之前直接增加扩散膜进行匀光处理。无论是以上哪种方法，其光能损失都比较严重。为了满足较高的亮度要求，就需要增加光源的功率，从而增加了HUD的功耗和散热负担，也增大了HUD的体积。

除此以外，传统HUD的亮度调节范围较窄，在极暗或极亮的环境光下，将光源亮度调节到最低或者最亮，人眼依然需要缩小或者增大瞳孔来调节眼睛的舒适度，极大降低了客户的视觉体验。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种亮度自适应调节AR HUD照明光学系统，其结构简单，操作方便，实用性强，实现了AR HUD亮度自适应的调节功能，有效降低了AR HUD的功耗和散热负担。

为实现上述目的设计一种亮度自适应调节AR HUD照明光学系统，包括散热模块1、LED芯片模块2、聚光模块3、匀光模块4、显示屏模块5、环境光亮度检测模块6、亮度及显示控制模块7，所述亮度及显示控制模块7包括环境光信号处理单元、LED芯片电路控制单元及TFT液晶显示屏显示控制单元，所述环境光亮度检测模块6的输出端连接环境光信号处理单元的输入端，所述环境光亮度检测模块6用于获取光亮度数据，并传递给环境光信号处理单元，所述环境光信号处理单元接收从环境光亮度检测模块6传递来的光亮度数据，并计算分析出所需要的光源功率，所述环境光信号处理单元的输出端与LED芯片电路控制单元的输入端相连，所述LED芯片电路控制单元的输出端与LED芯片模块2接插件相连，所述LED芯片电路控制单元用于控制LED芯片模块2中的LED芯片发光，并对LED芯片的功率值进行调节，所述显示屏模块5与TFT液晶显示屏显示控制单元相连，所述散热模块1包括导热硅胶1-2和散热片1-1，所述导热硅胶1-2粘贴在散热片1-1上，所述散热片1-1与HUD外壳装配，所述LED芯片模块2固定在粘贴有导热硅胶1-2处的散热片1-1上，所述聚光模块3、匀光模块4及显示屏模块5均与LED芯片模块2中心对齐，并自下而上依次固定于LED芯片模块2上，所述聚光模块3用于对LED芯片模块2出射的光线进行聚光处理和初步角度控制，所述匀光模块4用于消除LED芯片模块2经过聚光模块3后的亮斑现象，以及对从聚光模块3出射的光线作进一步的角度控制。

进一步地，所述LED芯片模块2包括LED芯片组2-1和LED PCB板2-2，所述LED芯片组2-1安装在LED PCB板2-2上，所述LED芯片组2-1设有至少两组，每组LED芯片组2-1包括至少两个LED芯片，所述LED芯片在LED PCB板2-2上排列形状包括但不限于直线、三角形、圆形、椭圆形、多边形。