CN112346271A - 一种hud背光照明*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种hud背光照明***，属于照明***技术领域。它包括：发出LED光源的LED贴片板；与所述LED贴片板相对、用于进行准直出射的准直透镜组；与所述准直透镜组相对、对光束进行竖向光线角度扩散和横向光线角度扩散的整形阵列透镜；以及接收扩散匀光后光束的LCD；其中，所述LED贴片板、准直透镜组、整形阵列透镜以及LCD依次排列，所述整形阵列透镜的一面具有若干水平方向条形凹槽，其另一面具有若干竖直方向条形凹槽。因此，相比现有技术，本发明不易过热烧毁，体积较小，成本较低的优点。

Description

一种hud背光照明***
技术领域
本发明涉及照明***技术领域，具体涉及一种hud背光照明***。
背景技术
汽车风挡式抬头显示器(HUD)式能够在汽车前挡风玻璃上呈现驾驶所需信息避免驾驶员需低头查看仪表信息的显示装置，引起了众多厂商及消费者的兴趣，而随着HUD设计的发展，HUD背光***要求低功率可提供高亮度均匀图像且要求光学元件数量少体积小，从而成本更低。因此本发明主要涉及只用光线汇聚光学元件及整形阵列透镜组合，可同时提高光能利用率及图像均匀性。
现有技术是这样实现的：如图1，LED贴片发出的光线经过全反射透镜(1)相对准直后，再次经过复眼透镜(2)匀光后，匀光后的光束通过平凸透镜(3)，对光束的角度进行控制，经平凸透镜出射的光束经过平面反射镜(4)进行光束转折，转折后的光束经过双凸透镜(5)进行汇聚整形处理，最终经过扩散板(6)进入LCD屏，最终实现角度的控制及图像匀光性的处理。
HUD背光模式多采用全反射式透镜、复眼透镜、平面反射镜及多个整形透镜进行匀光，控制光束的角度大小及走向，多透镜设计由于各个透镜的光线吸收损失造成对光能的利用率较低，为达到最终图像亮度及均匀性，需增加LED贴片数量或者提高LED贴片功率，此时极易造成LCD屏温升过高而烧毁现象，且多透镜模式所使用透镜数量多，造成设计体积较大，成本较高。因此，有必要提出一种新的技术方案。
发明内容
本发明提出一种hud背光照明***，解决现有技术存在的易过热烧毁，体积较大，成本较高的问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种hud背光照明***，包括：
发出LED光源的LED贴片板；
与所述LED贴片板相对、用于进行准直出射的准直透镜组；
与所述准直透镜组相对、对光束进行竖向光线角度扩散和横向光线角度扩散的整形阵列透镜；以及
接收扩散匀光后光束的LCD；
其中，所述LED贴片板、准直透镜组、整形阵列透镜以及LCD依次排列，所述整形阵列透镜的一面具有若干水平方向条形凹槽，其另一面具有若干竖直方向条形凹槽。
优选的，所述准直透镜组为多个对LED贴片板上LED发光贴片发出的光源准直的球凸透镜的组合。
优选的，所述整形阵列透镜焦距为负，材质为具有发散作用的透镜元件。
优选的，所述整形阵列透镜具有准直透镜组相对的第一透射面和与LCD相对的第二透射面，所述第一透射面为具有若干水平方向条形凹槽的微阵列面，所述第二透射面为具有若干竖直方向条形凹槽的微阵列面。
与现有技术相比，本发明具有下述优点：本发明提出的一种hud背光照明***工作时，LED光源经过准直透镜组进行准直出射，经过整形阵列透镜一面进行竖向光线角度扩散后再经过整形阵列透镜另一面进行横向光线角度扩散，有利于匹配后续成像光学***角度，且整形阵列透镜的双面横向竖向的条形凹槽组成交叉式网状结构具有匀光特性，此时扩散匀光后的光束经过传输到达LCD屏,实现最终的提高光能利用率及图像均匀性的目的，同时减少背光模组器件，有效降低成本，缩小占用体积，也无需增加LED贴片数量或者提高LED贴片功率，避免***过热烧毁。因此，相比现有技术，本发明不易过热烧毁，体积较小，成本较低的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术的结构示意图；
图2为本发明一个视角的原理示意图；
图3为本发明另一个视角的原理示意图；
图4为本发明装配好后的结构示意图。
图中：1—全反射透镜，2—复眼透镜，3—平凸透镜，4—平面反射镜，5—双凸透镜，6—扩散板，10—LED贴片板，20—准直透镜组，30—整形阵列透镜，40—LCD，50—第一透射面，60—第二透射面，70—保护壳。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-4所示，图1为现有技术的结构示意图；图2为本发明一个视角的原理示意图；图3为本发明另一个视角的原理示意图；图4为本发明装配好后的结构示意图。
本发明提出的一种hud背光照明***，包括：
发出LED光源的LED贴片板10；LED贴片板10上具有若干LED发光贴片，通电后由LED发光贴片发出LED光源。
与LED贴片板10相对、用于进行准直出射的准直透镜组20；准直透镜组20为多个对LED贴片板10上LED发光贴片发出的光源准直的球凸透镜的组合。在光学领域中，入射光线经物体反射或者折射后射出的光线，叫出射光线。与入射光线是一个对立的光学名词；准直：通俗说就是保持光线之间是平行的，通常光线是发散的，即开始相邻的两条光线传播后会相离越来越远。准直出射的意思就是控制、保持出射光线之间平行。
与准直透镜组20相对、对光束进行竖向光线角度扩散和横向光线角度扩散的整形阵列透镜30；本实施例中，整形阵列透镜30焦距为负，材质为具有发散作用的透镜元件。
以及接收扩散匀光后光束的LCD40；当然，***还包括一些固定部件，比如，保护壳70以及一些可拆卸的安装结构，准直透镜组20与整形阵列透镜30以可拆卸的安装结构固定在背光照明***的保护壳内。该可拆卸的安装结构可以为卡扣形式、螺纹连接形式等，本实施例中为卡扣形式。由于其不是本发明的重点，在此不做过多赘述。
其中，LED贴片板10、准直透镜组20、整形阵列透镜30以及LCD40依次排列，整形阵列透镜30的一面具有若干水平方向条形凹槽，其另一面具有若干竖直方向条形凹槽。该条形凹槽不同于人们一般的凹槽，它形状很小很小，可以说是微小的。
整形阵列透镜30具有与准直透镜组相对的第一透射面50和与LCD相对的第二透射面60，第一透射面为具有若干水平方向条形凹槽的微阵列面，第二透射面为具有若干竖直方向条形凹槽的微阵列面。
工作时，LED光源经过准直透镜组进行准直出射，经过整形阵列透镜一面进行竖向光线角度扩散后再经过整形阵列透镜另一面进行横向光线角度扩散，有利于匹配后续成像光学***角度，且整形阵列透镜的双面横向竖向的条形凹槽组成交叉式网状结构具有匀光特性，此时扩散匀光后的光束经过传输到达LCD屏,实现最终的提高光能利用率及图像均匀性的目的，同时减少背光模组器件，有效降低成本，缩小占用体积，也无需增加LED贴片数量或者提高LED贴片功率，避免***过热烧毁。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种hud背光照明***，其特征在于，包括：
发出LED光源的LED贴片板；
与所述LED贴片板相对、用于进行准直出射的准直透镜组；
与所述准直透镜组相对、对光束进行竖向光线角度扩散和横向光线角度扩散的整形阵列透镜；以及
接收扩散匀光后光束的LCD；
其中，所述LED贴片板、准直透镜组、整形阵列透镜以及LCD依次排列，所述整形阵列透镜的一面具有若干水平方向条形凹槽，其另一面具有若干竖直方向条形凹槽。
2.根据权利要求1所述的一种hud背光照明***，其特征在于：所述准直透镜组为多个对LED贴片板上LED发光贴片发出的光源准直的球凸透镜的组合。
3.根据权利要求1所述的一种hud背光照明***，其特征在于：所述整形阵列透镜焦距为负，材质为具有发散作用的透镜元件。
4.根据权利要求1所述的一种hud背光照明***，其特征在于：所述整形阵列透镜具有准直透镜组相对的第一透射面和与LCD相对的第二透射面，所述第一透射面为具有若干水平方向条形凹槽的微阵列面，所述第二透射面为具有若干竖直方向条形凹槽的微阵列面。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113867051A (zh) * 2021-10-26 2021-12-31 深圳市锐思华创技术有限公司 一种高亮度且可控发光展角的背光模组
EP4300168A1 (en) * 2022-06-28 2024-01-03 N. S. International Ltd. Local dimming system for head up display

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113867051A (zh) * 2021-10-26 2021-12-31 深圳市锐思华创技术有限公司 一种高亮度且可控发光展角的背光模组
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