CN103419639A - 仪表组设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适于安装于车辆的仪表板中的仪表组设备，其包括具有提供仪表组的图形区域的显示表面的显示器。用于监控车辆内部的对象的探测器配置为接收提供关于对象的信息的射线，并且反射器配置为将射线从所述对象朝着所述探测器重定向，其中探测器和反射器都布置于所述仪表组设备中，邻近显示器。

Description

仪表组设备

技术领域

本发明涉及一种仪表组设备，其适于安装于车辆的仪表板面板中，所述仪表组设备包括显示器，显示器具有提供仪表组设备图形区域的显示表面。

背景技术

在汽车工业中，趋势是在驾驶期间监控车辆中对象（或称为目标）的活动，尤其是监控驾驶员的行为。关于对象的信息可用于众多目的。例如，安全应用可使用该信息以确定驾驶员是否困倦或精力变差，并且如果存在这种情况可发出警告。其他应用可使用关于驾驶员的信息以确定驾驶员是否集中在驾驶任务上，或是否他/她被例如车辆内部出现的事件分散注意力。驾驶员的行为可与其他系统（例如用于确定哪些信息应当从各种车载应用呈现给驾驶员以及所述信息应当如何呈现）结合使用。此外，关于驾驶员的面部特征的信息可用来确定谁在驾驶车辆，并且用作用于车辆中个性化特点的自动设置的基础。

总之，需要监控车辆中的对象。尤其，对于一些应用需要监控车辆中的驾驶员的眼睛运动和/或头部位置。

为此，已经提出使用不同类型的探测器，比如照相机，用来获取关于车辆中对象的信息。

过去，已经提出在车辆中的各个位置布置探测器，用于监控车辆中的对象。

US6926429例如提出探测器布置于车辆驾驶员后面的某个位置。射线（光线）从驾驶员经由射线路径定向至探测器，射线路径涉及所述射线在挡风玻璃的专门区域中以及在两个分开布置的反射器中的反射。

此外，US7091867建议了探测器的位置，在该处包括车辆挡风玻璃的分光镜用来反射驾驶员与探测器之间的射线。

通常，探测器可方便地定位于车辆的仪表板面板中的适合位置处，例如包括主要仪表（比如速度指示器、油压等）的仪表组中的某一位置处。探测器定位于这个位置的优点在于，必要的动力源和控制信号以及来自探测器的数据可经由位于仪表组的仪表的接口附近的接口发送。因此，仪表组的连接将有专用接口区域，其还包括连接至探测器的必要连接。换言之，处理探测器不是必须要创建新接口。此外，车辆中探测器的机械布置可结合仪表板中其他仪表的布置方便地进行。换言之，无需为探测器实施分开的安装工序，如果将探测器布置于更加非一般位置处（例如在车顶中），也是如此。

因此，期望在车辆的仪表组设备中提供用于监控车辆中对象的探测器。

然而，仪表组的开发为驾驶员带来了使用用于呈现信息给驾驶员的显示器（比如LCD显示器）而不是通常的模拟仪表的期望。此外，对于这种LCD显示器很自然地期望使用相对较大表面的仪表板—通常大部分表面常规上用于仪表组，其定位为邻近方向盘柱并且在车辆的方向盘后面。

这种LCD显示器的使用意味着已经预先布置了用于监控驾驶员的探测器的仪表板区域现在由LCD显示器覆盖并且不再能用于探测器的布置。

因此，需要一种方案，其使得能使用用于监控车辆中的对象的探测器，同时具有包括显示器的仪表组设备。优选地，该方案应当能使得显示器可覆盖可用于仪表组设备的仪表板的大部分表面。

本发明的目标是提供一种方案，其使得能实现上述需求的至少一个，优选地多个。

发明内容

在本发明的第一方面中，上述目的通过一种适于安装于车辆的仪表板面板中的仪表组设备来实现，所述仪表组设备包括：

显示器，其具有提供所述仪表组设备的图形区域的显示表面，

用于监控车辆内部的对象的探测器，所述探测器配置为接收提供关于对象的信息的射线，以及

配置为将来自所述对象的射线的方向改为朝向所述探测器的反射器，其中所述探测器和反射器都布置于所述仪表组设备中，邻近显示器。

通过在仪表组设备中提供探测器和反射器，探测器和反射器可连同仪表组设备一起安装至车辆的仪表板，由此无需提供另外的安装方案来布置用于监控车辆内部的对象的探测器。

用于将来自对象的射线的方向改向至探测器的反射器使得探测器能定位于不允许直接获得来自对象的射线的位置和/或方向。

有利地，所述探测器可配置为紧邻显示表面的外板。

因此，显示表面的尺寸无需受到限制以便为探测器发现适合的位置。有利地，显示表面涵盖仪表组设备的外表面的至少50%、更优选地至少75%、最优选地至少90%。仪表组设备的外表面意思是在仪表组设备布置于车辆的仪表板中时可见的表面。

探测器可有利地布置于在仪表组设备安装于仪表板面板中时至少潜在地（优选一直地）受阻挡而不能获得来自对象的直接射线的位置。“潜在地受阻挡”的意思是在车辆的使用期间该位置可能有时受阻挡而不能获得来自对象的直接射线，而有时不会。通常，这种位置可能是有时受到车辆方向盘阻挡的位置，而在方向盘转动时，不会受到方向盘阻挡。因此在要求连续获得来自驾驶员的射线时这种位置不是可靠位置。探测器“一直地受阻挡”而不能获得直接射线的意思是其定位于从来不会获得来自驾驶员的射线的地方。通常，探测器能由方向盘的一部分或由方向盘柱一直地阻挡。

探测器将具有光轴，并且优选地，探测器配置为所述光轴与所述显示表面形成范围在-10°至30°，优选地-10°至15°，最优选地-10°至10度的角度。因此，光轴与所述显示表面形成零角度将对应于光轴与显示表面平行。负角度在本文中解释为在光轴朝着显示表面导向时形成，并且当光轴在远离显示表面的方向上导向时形成正角度。

因此，理解到，探测器不是直接朝着待监控对象指向，而是在适于接收经由反射器反射的射线的方向上指向。当与所述显示表面的角度相对较小时，反射器可方便地定位为相对靠近探测器。

术语“光轴”的意思是探测的中心方向。例如，照相机能从多个方向接收进入射线，以使得方向锥形成照相机的视野。光轴的意思是这种锥的中心方向，照相机的镜头指向的方向。

最优选的是所述探测器配置为光轴基本上与所述显示表面平行。

优选地，所述反射器布置于所述探测器与显示表面之间。这允许反射器靠近探测器布置。反射器与探测器之间的距离越短，反射器所需的延伸越少。

此外，优选地，当由车辆中的对象观察时显示器在上缘与下缘之间延伸时，所述反射器和所述探测器配置为与显示器的下缘相邻。这个位置就功能和可视性而言是有利的。通常要求探测器和反射器应当尽可能地考虑周到，不捕获对象的注意力。相反，对象（驾驶员）应当能注意力集中于呈现在显示表面上的仪表信息。

在其他不那么优选的实施例中，反射器可例如布置于显示表面的与探测器相对的一侧上。然而，在此情况下，探测器与反射器之间的距离相对较大，并且可能需要较大的反射器。因此，这个实施例将不如上面所述的那个考虑周到。

有利地，反射器布置有相对于显示表面形成至少100°，优选地115和155°之间的角度的反射表面。

实际上，反射器相对于显示表面的角度应当与探测器相对于显示表面的角度相匹配，以使得能实现射线在对象与探测器之间的期望改向。

反射器可有利地配置为延伸过显示表面的边距区域。显示表面的“边距区域”的意思是从显示表面的一个外缘朝着显示表面的中心延伸的区域。因此，反射器可布置于显示表面的外缘处，并且从所述外缘倾斜地延伸过显示表面。因此反射器将定向为使得其反射表面在具有沿着显示表面的分量的方向上延伸。

因此，边距区域可由延伸过其的反射器覆盖。

优选地，反射器对于可见区域中的光是透光的。因此，即使反射器延伸过显示表面的边距区域，整个显示表面也可由对象看到，虽然部分地透过反射器。

有利地，边距区域可构成显示表面的总面积的不到10%，优选地不到5%。通常期望边距区域相对较小，以使得由反射器引起的显示表面的可视性上的任何负面影响保持最小化。

鉴于上面情况，将理解到，所述探测器和反射器布置于显示表面的相同边缘上并且反射器在探测器与显示表面之间的构造将在探测器与反射器之间产生相对短的距离。这又意味着反射器可具有相对较小的尺寸，并且反射器延伸过的边距区域也相对小。例如，探测器与反射器之间的距离可以在0至5毫米的范围内。

有利地，反射器可沿着平行于显示表面的方向具有小于50毫米的延伸，优选地小于10毫米的延伸。沿着平行于显示表面的方向的延伸意思是在该方向上的分量。反射器作为整体将在与所述显示表面形成角度的方向上延伸，如上所述。

反射器宽度必须至少按照光学系统的尺寸（视野、透镜开口（lensopening）和反射角度）的要求并且可最多延伸至显示宽度的尺寸加上延伸超过显示宽度的可能侧部。然而任何这种侧部优选地应当相对较小，总体上最大30毫米。

有利地，反射器从与所述显示区域相邻布置的基端以及与所述基端相反的自由端延伸，所述自由端具有相对于显示表面形成大致90°角的端面。因此，端面的可视性将减小，因为避免了可能干扰显示表面视图的在端面上的反射。

有利地，所述反射器是分光镜。反射器因此可以对于可见光是透光的，如上所述，但是反射相应于探测器功能性的射线。

有利地，探测的射线能是光谱的可见区域外的光线，比如红外射线。

有利地，仪表组还能包括邻近所述显示器布置的至少一个射线发送器，用于朝着对象发送射线。几种类型的探测器需要照亮对象的适合射线以使得能收集信息。通过将所述射线的源、射线发送器布置在仪表组中，还实现了安装和构造方面的优点，因为整个探测系统可设置于仪表组设备中。

射线发送器可配置为直接地朝着对象发送射线。“直接地朝着/朝向”意思是来自发送器的射线可直接到达对象，无需沿着路径的任何改向。

在此情况下，射线发送器例如可配置为在与显示表面形成大约45°至135°，更优选地大约60°至120°，最优选地大约90°的角度的方向上发送射线。

替代地，射线发送器可配置为朝着反射器发送射线，并且反射器将射线方向改为朝向对象。在此情况下，射线发送器可配置为在接近平行于探测器的光轴的方向上发送射线。

有利地，所述至少一个射线发送器配置为邻近探测器，这在镜子用于改变来自发送器的射线的方向时是特别有利的。

有利地，仪表组中可布置两个射线发送器。两个射线发送器的使用有时优选地用于找到来自对象的信息。例如，某些眼睛跟踪系统使用来自两个源的信息以便能探测对象的眼睛运动。有利地，两个射线发送器可布置于探测器的相反侧上。

优选地，所述发射发送器可设计为提供不可见光谱中的闪光，比如红外射线。有利地，射线发送器可以是LED发送器。

在有利实施例中，仪表组可设置有接口用于发送信号和/或提供电压，其中所述接口连接至显示器和探测器。

在另一个有利实施例中，所述显示器形成第一单体模块，并且所述探测器和反射器形成第二单体模块，用于安装于车辆的仪表板面板中。优选地，第一单体模块可适于使得其可在没有第二单体模块情况下安装于仪表板中，如果需要则具有“虚拟（dummy）”第二模块，不提供任何功能。在此情况下，将可能使用相同的第一单体模块用于形成具有或不具有对象监控特点（具有或不具有真正第二模块）的仪表组设备。这提供了不同车辆型号的流水线制造以及对于个别订单定制仪表组设备的机会。

有利地，所述第一和第二单体模块可在将其安装于所述仪表板面板中之前连接，以便能使得仪表组设备作为一个预组装单元安装于仪表板中。

在本发明的第二方面中，提供了一种具有包括根据上面所述的仪表组设备的仪表板面板的车辆。

尤其，提供了一种具有包括仪表组设备的仪表板面板的车辆，在所述仪表组设备中，探测器布置于至少潜在地（优选地一直地）由车辆的方向盘和/或方向盘柱阻挡而不能获得来自对象的直接射线的位置处。

在本发明的第三方面中，提供了一种用于安装根据上面所述的仪表组设备的方法，其包括将所述仪表组设备安装于仪表板面板中的这样一个位置处，即，在该位置处，使得提供关于车辆中的对象的信息的射线可从对象定向至反射器，并且由反射器朝着探测器改向。

有利地，该方法可包括将所述仪表组设备安装于仪表板面板中的这样一个位置处，即，在该位置处，使得探测器至少潜在地，优选地一直地由车辆的方向盘和/或方向盘柱阻挡而不能获得来自对象的直接射线。

在本发明的第四方面中，提供了根据上面所述的仪表组设备的用途，用于将关于对象的信息提供给车辆的对象监控应用，尤其是眼睛跟踪应用。

本发明的更多变化将通过以下结合附图描述的示例性实施例的描述得到理解。

附图说明

图1示意性地示出车辆的仪表板，仪表组设备将布置于其中；

图2是根据本发明的仪表组设备的实施例；并且

图3是图2的仪表组设备的正视图。

相同的参考数字在全部附图中指示类似的部件。

具体实施方式

图1示意性地示出车辆中仪表板1紧邻着方向盘2的部分。仪表板1的通过由方向盘形成的框架可看见（至少在方向盘处于中间位置时）的部分3（有条纹的）常规上用来容纳仪表组，包括驾驶员可用的最重要仪表，比如车速、发动机速度、油压等。

在常规仪表组设备中，布置多个分开的仪表用于给驾驶员呈现各种数据。

在最近的设备中，期望使用显示器（比如LCD显示器）给驾驶员呈现相同的数据。自然地，期望使用尽可能多的仪表板的可用可视部分3用于所述显示器，以最大化可用于呈现信息的显示表面。

图2示意性地示出根据本发明的仪表组设备9的实施例。仪表组包括显示器4，其具有显示表面5，将在仪表组设备安装于车辆的仪表板1中时面向驾驶员。在示出的实施例中，显示器是LCD显示器。为了可视性的目的，在图2中，探测器6和反射器7的尺寸与显示器4的尺寸相比大大地放大。

用于监控车辆内部对象（尤其是驾驶员）的探测器6被布置成接收提供关于驾驶员的信息的射线，并且反射器7配置为将来自所述对象的射线的方向改为朝着所述探测器，如虚线所示，其示出射线在对象与探测器6之间将遵循的路径。

在示出的实施例中，当从对象位置观察时，探测器6位于显示表面5的最下缘的下面。显示表面5旨在延伸过仪表板的可视部分3的整个竖直尺寸。这意味着在这个实施例中，将由于方向盘的中心区域进入驾驶员与探测器6的位置之间而使得探测器6的位置被一直阻挡而无法获得来自对象的直接射线。

因此，直接朝着驾驶员的位置定向的探测器6将不能成功地捕获必要的射线。相反，方向盘的中心区域（和/或方向盘柱）将阻挡射线到达探测器6。

尽管如此，在示出的实施例中，来自驾驶员的射线可由探测器接收，因为射线在反射器7处重定向。理解到，反射器7的至少一部分定位于能直接获得来自驾驶员的射线的位置处。然而，由于可以使反射器7对于可见光是透明的，这不会妨碍显示器4的整个显示表面5呈现信息。因此，仪表板的可视部分3可有效地使用。

反射器7优选地是分光镜，对于可见光是透明的，但是对于用于探测的射线则不是。这种分光镜（dichroic mirrors）的例子是现有技术公知的。

在示出的实施例中，探测器6配置为接收来自与显示表面5基本上平行的主方向的射线。反射器7具有反射表面14，其相对于显示表面形成角度α。至少为100°（优选地在115°和155°之间）的角度α相信对提供适合的射线路径特别有用。在示出的实施例中，角度α是大约135°。

示出的实施例相信是特别有利的，但是实际上，其他变化也是可能的。

例如，反射器7能定位于显示器4的上缘处，并且因此在与探测器6相反的一侧上。然而，在此情况下，反射器7将需要相对较大的尺寸，因为其必须使得能将辐射在显示表面5上方朝着探测器6反射。

此外，例如显示器与探测器之间以及反射器与探测器之间的角度可以改变。

在示出的实施例中，看到反射器7如何从基端和自由端延伸，反射器7在基端紧固至仪表组设备。所述自由端限定端面8，其因此与显示表面5形成大约90°的角度。因此，端面8将实际上变得不可见，在从距显示表面90°的方向看时。

此外，反射器7在显示表面5的边距表面上方延伸。这个表面在图3中最容易看到。在图2中，示出了边距表面的竖直延伸长度M。

如可从图3中发现，仪表组设备的示出实施例还包括射线发送器10。在这个实施例中，具有两个射线发送器10，它们布置在探测器6的水平相反侧上。在示出的实施例中，射线发送器是LED发送器。

在示出的实施例中，射线发送器10定向为在朝着反射器7的方向上发射射线，如由图3中箭头所示。从反射器7，射线将朝着驾驶员定向以便使得能监控驾驶员。来自这两个发送器10的射线将由驾驶员反射回到反射器7并且朝着将探测进入射线的探测器6反射。

一个或多个射线发送器可布置于仪表组中的不同位置处。例如，射线发送器能例如布置于显示表面4的侧面处，如图3中所示的替代射线发送器10`。

如图2中示意性地示出，显示器4和探测器6，可选地也可以是任何射线发送器10，能连接至通用接口11。因此，一个接口11能为仪表组设备的所有部件提供电压连接12和/或通向处理器13的数据连接。

不管如何执行连接，探测器6应当连接至处理器，用于评估来自探测器6的数据以监控驾驶员。为此，可使用任何已知的评估方法。此外，处理器13可发送信号以控制探测器6和/或射线发送器以执行驾驶员的监控。例如，处理器可控制射线发送器以便以固定间隔启动以朝着驾驶员等发送瞬时射线（flashes of radiation）。

鉴于上面的情况，将理解到本发明的众多替代和不同实施例是可能的。例如，反射器和显示表面的几何形状可适于各种需求和环境。

Claims (15)

1.仪表组设备，其适于安装于车辆的仪表板面板中，所述仪表组设备包括：

具有显示表面的显示器，所述显示表面提供仪表组设备的图形区域，并且特征在于

用于监控车辆内部的对象的探测器，所述探测器配置为接收提供关于对象的信息的射线，以及

反射器，其配置为将来自所述对象的射线的方向改为朝向所述探测器，

其中所述探测器和反射器都布置于所述仪表组设备中，邻近显示器。

2.根据权利要求1的仪表组设备，其中，所述探测器具有光轴，并且所述探测器配置为所述光轴与所述显示表面形成范围在-10°至30°的角度，优选-10°至15°的角度，最优选-10°至10°的角度。

3.根据权利要求1或2的仪表组设备，其中所述探测器配置为所述光轴与所述显示表面基本上平行。

4.根据前述任一项权利要求所述的仪表组设备，其中，所述反射器布置于所述探测器与所述显示表面之间。

5.根据前述任一项权利要求所述的仪表组设备，其中，由车辆中的对象观察，所述显示器在上缘与下缘之间延伸，并且所述反射器和所述探测器配置为与所述显示器的下缘相邻。

6.根据前述任一项权利要求所述的仪表组设备，其中，所述反射器配置为延伸过显示表面的边距区域，优选地所述边距区域构成显示表面的总面积的不到10%，优选地不到5%。

7.根据前述任一项权利要求所述的仪表组设备，其中，所述反射器从与所述显示区域相邻布置的基端以及与所述基端相反的自由端延伸，所述自由端具有相对于显示表面形成大致90°角度的端面。

8.根据前述任一项权利要求所述的仪表组设备，其中，所述反射器对于可见光是透明的并且对于所述射线是反射的，优选地所述反射器是分光反射器。

9.根据前述任一项权利要求所述的仪表组设备，还包括邻近所述显示器布置的至少一个射线发送器，用于朝着对象发送射线，优选地布置两个射线发送器，最优选地两个射线发送器布置于探测器的相反侧上。

10.根据权利要求9的仪表组设备，其中所述至少一个射线发送器配置为在朝着反射器的方向上发送射线，以使得反射器将射线方向改为朝向对象。

11.根据前述任一项权利要求所述的仪表组设备，其中，所述仪表组设置有用于发送信号和/或用于提供电压的接口，其中所述接口连接至所述显示器和所述探测器二者。

12.根据前述任一项权利要求所述的仪表组设备，其中，所述显示器形成第一单体模块，并且所述探测器和反射器形成第二单体模块，用于安装于车辆的仪表板面板中，所述第一和第二单体模块在安装于所述仪表板面板之前优选是可连接的，以使得能将所述仪表组设备作为一个组装单元安装于仪表板中。

13.一种车辆，其具有包括根据权利要求1-12任一项所述的仪表组设备的仪表板面板。

14.一种用于安装根据权利要求1-12任一项所述的仪表组设备的方法，其包括将所述仪表组设备安装于仪表板面板中的这样的位置处，即，在该位置处，使得提供关于车辆中对象的信息的射线能从对象指向至反射器，并且由反射器改向为朝向探测器。

15.一种根据权利要求1-12任一项所述的仪表组设备的用途，用于将关于对象的信息提供至对象监控应用，优选地眼睛探测和/或头部跟踪应用。

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