CN102442252A

CN102442252A - 一种车载平视投影显示设备

Info

Publication number: CN102442252A
Application number: CN2011104228189A
Authority: CN
Inventors: 程越; 李鑫; 蒋强
Original assignee: Chongqing Academy of Science and Technology
Current assignee: Chongqing Academy of Science and Technology
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明提供一种车载平视投影显示设备，包括设置于驾驶室内的投影装置和反射屏，投影装置与车载信息系统相连；投影装置将驾驶者需要的信息以光学手段和光学形式投射到反射屏上，以此将信息传递给驾驶者或乘坐人员；其特征在于，反射屏独立于车辆的挡风玻璃、或车窗玻璃等不以反射光线为目的而设置的可透过光线的装置而设置。所述反射屏为玻璃、或有机玻璃；其上设置有增强可见光反射的一层或多层镀层、或镀膜、或涂层、或贴膜。采用本发明可降低车载投影显示设备的成本；提高了驾驶安全性；提高了车载投影显示设备的设计灵活性。

Description

一种车载平视投影显示设备

技术领域

本发明涉及车载人机交互界面技术，具体为一种车载平视投影显示设备。

背景技术

平视显示器（Head Up Display），以下简称HUD，是目前普遍运用在航空器上的飞行辅助仪器。平视的意思是指飞行员不需要低头就能够看到所需要的重要资讯。平视显示器最早出现在军用飞机上，降低飞行员需要低头查看仪表的频率，避免注意力中断以及丧失对状态意识(Situation Awareness）的掌握。因为HUD的方便性以及能够提高安全。随着科学技术的发展，车载平视显示设备（HUD）应运而生。

　　车载平视显示设备（HUD）目前均采用前挡风玻璃作为反射屏，例如由于对反射率有较高的要求，需要对挡风玻璃做镀膜处理，从而增加成本。而前挡风玻璃的形状和反射角也不可随意改变，从而限制了HUD的使用。

中国专利号为201120118204.7 公开的“一种车载显示装置”，所述装置安装在车辆的挡风玻璃的车内前方,所述装置包括作为显示用的透明液晶和发光半导体（LED）光源,该LED光源通过照射在挡风玻璃上反射形成液晶背光。本方案采用透明液晶显示来实现车载显示,解决了光投影对用户必须增加反光贴膜的要求。长远来看,作为一个信息显示设备,随着技术的进步,内容会越来越丰富,同时可以增加更多的行车安全信息。而沿用原来的投影技术,需要在反光材料的突破,可能需要更长的时间。

与此专利相比较，本发明中驾驶员的目视焦距（图1）投射在挡风玻璃外，在驾驶时获取显示信息不需要将眼球的焦距从远处调整到车内的近处，从而提高驾驶的安全性，尤其对于老龄化社会中有越来越多的老年驾驶员，由于机能退化，其眼球调焦过程较长，这一安全性的提高在老龄化社会中尤为重要。

此外，由于反射屏为半透半反形式，驾驶员在反射处依然能观察到车外状况，而液晶则完全无法透过光线，阻碍了驾驶员对外界状况的判断；LED在挡风玻璃上形成的亮光区，也会对驾驶员形成干扰，会降低安全性。

发明内容

本发明解决已有车载平视显示设备（HUD）中汽车前挡风玻璃成本高，形状和反射角不可随意改变，以及汽车前挡风玻璃光学反射性能不能满足HUD是平视显示的需要，而提供一种新型的车载投影显示设备。

　　解决上述技术问题，本发明采用的技术手段是：一种车载平视投影显示设备，包括设置于驾驶室内的投影装置和反射屏，投影装置与车载信息系统相连；投影装置将驾驶者需要的信息以光学手段和光学形式投射到反射屏上，以此将信息传递给驾驶者或乘坐人员；其特征在于，反射屏独立于车辆的挡风玻璃、或车窗玻璃等不以反射光线为目的而设置的可透过光线的装置而设置。

所述反射屏为玻璃、或有机玻璃；其上设置有增强可见光反射的一层或多层镀层、或镀膜、或涂层、或贴膜。

进一步，所述反射屏的表面为平面、或凸面、或凹面。

进一步，所述投影装置、或反射屏上、或反射屏和驾驶者之间、或投影装置和反射屏之间，设有调整焦距或光线方向的透镜、或透镜组。

　　相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、降低了车载平视投影显示设备的成本。

　　由于采用较小的反射屏，不需要对整块挡风玻璃做光学处理，从而降低成本。而且反射屏的设计和制造普遍适用于各种车型，可以实现大批量生产。

2、提高了驾驶安全性。

车载平视显示设备（HUD）将驾驶员需要关注的信息投影在反射屏上，驾驶员不再需要在汽车前方和设备之间切换视野，可以集中精神注意前方重要路况，消除了潜在的行车隐患。而且由于投影时焦距落在车外，驾驶员调整目视焦距的时间将缩短，对于老龄驾驶者而言更为安全。

　　3、提高了车载投影显示设备的设计灵活性。

本发明的投影装置或反射屏，或两者上设置有转动轴，可以调投影装置反射屏的反射角度。投影装置和反射屏之间，可设有透镜或透镜组，以便调整焦距。可以更灵活地适用于不同的驾驶者和使用情况。

本发明具有HUD中的信息处理系统、图像处理系统、投影装置等，采用独立于挡风玻璃的反射屏，设置于挡风玻璃与投影设备之间，从而可以自由选择反射屏的材料、镀膜、形状和安装位置及姿态。

附图说明

图1是本发明车载投影显示设备结构示意图。

　　1－驾驶员，2－投影装置，3－反射屏，4－车辆前挡风玻璃，5－投影光路，6-驾驶员感觉到的焦点。

具体实施方式

参见图1，一种车载平视投影显示设备，包括设置于驾驶室内的投影装置2和反射屏3，投影装置2与车载信息系统(图中省略)相连；投影装置设置2在车辆驾驶者1与前挡风玻璃4之间。所述反射屏3为玻璃、有机玻璃或透明薄膜等其他可透过光线、且可反射光线的透明材料制成，所述反射屏为玻璃、或有机玻璃；其上设置有增强可见光反射的一层或多层镀层、或镀膜、或涂层、或贴膜；如大于500nm的氟化镁、氧化铝、氧化锆、氧化钛、或氧化铈镀层。反射屏3独立于车辆挡风玻璃4设置；投影装置2将图像投射到反射屏3上，从而被驾驶员1感知。而驾驶员1的视线5的焦距将落在车辆前挡风玻璃4之外。由于反射屏独立于挡风玻璃设置，对前挡风玻璃没有特殊的要求，反射屏的材料及表面特性都可灵活选择。

投影装置设置在车辆驾驶者与前挡风玻璃、或车窗玻璃、或车辆上其他不以反射光线为目的而设置的可透过光线的反射屏之间；反射屏设置在投影装置与前挡风玻璃、或车窗玻璃、或车辆上其他不以反射光线为目的而设置的可透过光线的装置之间。

为了形成更远的焦距，以减少驾驶员的焦距转换时间，可以在光路中加入可以将焦距投射更远的透镜。另外，为了方便调节角度，适应不同的驾驶者和驾驶姿态，所述投影装置或/和反射屏上设置有转动轴。

进一步，为更利于观察，所述反射屏上的表面为平面、凸面或凹面；为增加图像亮度，所述反射屏上设置有以增强可见光反射为目的的镀层、镀膜、涂层或贴膜，以增加反射率。

本发明车载平视显示设备（HUD）在汽车的应用上，由于HUD可以将图像的聚焦平面投影至车外，驾驶员不需要在观察信息时将视线从路面移开，以及频繁地调整眼球的焦距，从而提高驾驶的安全性，尤其对于老龄化社会中有越来越多的老年驾驶员，由于机能退化，其眼球调焦过程较长，这一安全性的提高在全球老龄化趋势中尤为重要。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种车载平视投影显示设备，包括设置于驾驶室内的投影装置和反射屏，投影装置与车载信息系统相连；投影装置将驾驶者需要的信息以光学手段和光学形式投射到反射屏上，以此将信息传递给驾驶者或乘坐人员；其特征在于，反射屏独立于车辆的挡风玻璃、或车窗玻璃等不以反射光线为目的而设置的可透过光线的装置而设置。

2.根据权利要求1所述车载平视投影显示设备，其特征在于，所述反射屏为玻璃、或有机玻璃；其上设置有增强可见光反射的一层或多层镀层、或镀膜、或涂层、或贴膜。

3.根据权利要求1或2所述车载投影显示设备，其特征在于，所述反射屏的表面为平面、或凸面、或凹面。

4.根据权利要求2所述车载平视投影显示设备，其特征在于，所述投影装置、或反射屏上、或反射屏和驾驶者之间、或投影装置和反射屏之间，设有调整焦距或光线方向的透镜、或透镜组。

5.根据权利要求1或4所述车载平视投影显示设备，其特征在于，所述投影装置或/和反射屏上设置有转动轴。

6.根据权利要求1所述的车载平视投影显示设备，其特征在于，投影装置设置在车辆驾驶者与前挡风玻璃、或车窗玻璃、或车辆上其他不以反射光线为目的而设置的可透过光线的反射屏之间；反射屏设置在投影装置与前挡风玻璃、或车窗玻璃、或车辆上其他不以反射光线为目的而设置的可透过光线的装置之间。