CN104965241A - 一种变色投影镜片及具有该镜片的抬头显示器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变色投影镜片及具有该镜片的抬头显示器，包括设于汽车遮阳板上的显示器，显示器通过图像源屏幕用于发送实体影像；实体影像经一实体变色投影镜片进行放大并反射显示出具有距离感的虚像影像。该变色投影镜片为凹面变色镜片，其包括强化膜、偏振光膜、变色膜及抗反射膜四层膜，可以较好地反射出实体影像，同时驾驶员可以透过该投影镜片看到前方路况。由于该投影镜片为凹面的变色镜片，因而其不仅可以对所显示的图像进行放大，还可以根据环境的光线自动变化投影镜片的颜色，使其可以更清晰地反射处实体影像，驾驶员所看到的虚像影像不会被环境光线过多影响，从而更有利于驾驶员清楚地查看信息。

Description

一种变色投影镜片及具有该镜片的抬头显示器

技术领域

本发明涉及一种车用抬头显示器，特别涉及一种变色投影镜片及具有该镜片的抬头显示器。

背景技术

车用抬头显示器（Head Up Display-HUD） 是一种利用玻璃成像，将驾驶员所需要的主要信息以图标或文字的方式投射在其视野前方，使得驾驶员可以同时关注驾车环境和相关的驾驶信息，避免驾驶员在驾驶过程中因查看行驶数据而偏移视线导致对前方路况的注意力被分散，可以有效地增加行车的安全性。

如图1所示，目前普通的HUD产品在结构上采用的结构如下：以汽车前挡风玻璃2为反射面，将显示器1设置在仪表盘上方，通过显示器1将图像投射到前挡风玻璃2上进行一次反射，从而将投影的虚像显示在驾驶员眼睛3的视线前方一定距离的位置。由于成像位置位于视线正前方，与路面重叠且所成虚像不影响观察路面，这种成像投射的方法使得驾驶员减少了视觉焦距的切换以及视线偏离所造成的注意力分散。

但这种车用抬头显示器由于直接采用挡风玻璃为反射面，成像清晰度容易收到挡风玻璃自身材质及形状的限制，且随着需要成像显示的内容的丰富，成像的内容越来越多将导致这种HUD产品所显示的图像或文字过小，而不易于看清。为了使显示图像变大，需要对应调整图像源屏幕的大小，这种方式将造成显示器体积过大。对于现有一般车辆来讲，车内任何附加的应用设备体积过大都将占用过多的驾驶空间，即给人体感上的不适，也带来汽车驾驶的安全隐患。因而，如何能够使得HUD产品成像清晰且图像大小合适，但显示器体积又不过多占用车内空间，成为本发明主要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变色投影镜片及具有该镜片的抬头显示器，以解决现有的抬头显示器投影图像容易收到环境光线的影响而影响查看投影信息的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种抬头显示器，包括：

显示器，所述显示器具有一图像源屏幕，所述图像源屏幕用于发送实体影像；

变色投影镜片，所述变色投影镜片为凹面变色镜片，其一面具有抗反射膜，另一面具有半透射镀膜，其用于接收所述实体影像进行放大并显示出具有距离感的虚像影像。

较佳地，所述凹面变色玻璃片的焦距为650mm~1200mm。

较佳地，所述显示器还具有一菲涅尔镜，所述图像源屏幕将所述实体影像通过所述菲涅尔镜放大及调整失真后向外发出至所述变色投影镜片处。

较佳地，所述菲涅尔镜与所述变色投影镜片相对焦。

较佳地，还包括成像镜架，所述变色投影镜片设于该成像镜架上，所述成像镜架用于放置在汽车驾驶中控台上且具有第一转轴，该成像镜架通过该第一转轴连接所述变色投影镜片，使所述变色投影镜片相对于该成像镜架转动，调整虚像影像的反射角度。

较佳地，所述显示器还具有第二转轴，该显示器通过该第二转轴安装至汽车遮阳板上，使所述显示器相对于汽车遮阳板转动，调整图像源屏幕的实体影像的发射角度。

较佳地，所述显示器还具有控制单元，所述控制单元用于获取行车信息并控制所述图像源屏幕显示并发送行车信息的实体图像。

较佳地，所述控制单元内设有通信模块，所述控制单元通过所述通信模块与汽车仪表板及移动便携设备通信，并获取汽车仪表板上的形成信息及移动便携设备上的通讯信息。

较佳地，所述移动便携设备具有一应用程序，所述应用程序用于查看并调整所述显示器的工作参数及显示内容。

较佳地，所述显示器上还具有控制按钮，所述控制按钮与所控制单元相连，所述控制按钮用于操作以及调整所述图像源屏幕的工作参数。

较佳地，所述工作参数包括背光强度、文字字体、文字亮度、文字颜色、图标亮度及图标颜色中任意一种或多种。

本发明还提供了一种变色投影镜片，用于上面所述的抬头显示器中，所述变色投影镜片为凹面变色镜片，所述凹面变色镜片包括强化膜、偏振光膜、变色膜及抗反射膜。

较佳地，所述凹面变色镜片的焦距为650mm~1200mm，凹面变色玻璃片的厚度为0.8mm~2mm，其中，每层膜的厚度为0.2mm~0.5mm。

本发明提供的抬头显示器，包括设于汽车遮阳板上的显示器，显示器通过图像源屏幕用于发送实体影像；实体影像经一实体变色投影镜片进行放大并反射显示出具有距离感的虚像影像。该变色投影镜片为凹面变色镜片，其包括强化膜、偏振光膜、变色膜及抗反射膜四层膜。该镜片具有较好的投影效果，可以较好地反射出实体影像，同时驾驶员可以透过该投影镜片看到前方路况。由于该投影镜片为凹面的变色镜片构成，因而其不仅可以对所显示的图像进行放大，还可以根据环境的光线自动变化投影镜片的颜色，使其可以更清晰地反射出实体影像，驾驶员所看到的虚像影像不会被环境光线过多影响，从而更有利于驾驶员清楚地查看信息。

附图说明

图1为现有的普通HUD产品的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的抬头显示器的组成结构示意图；

图3为本发明提供的抬头显示器的变色投影镜片正面视图；

图4为图3中变色投影镜片沿A-A线的剖面结构示意图；

图5为图3中变色投影镜片的俯视图；

图6为本发明实施例二提供的抬头显示器的工作过程示意图。

具体实施方式

为更好地说明本发明，先根据二优选实施例，并配合附图1-6对本发明作详细说明，应当理解，本发明的附图仅为说明本发明具体实施例之用，本发明的保护范围不限于附图中的尺寸及大小。

本发明提供的抬头显示器的技术方案具体如下：

实施例一：

如图2所示，本实施例提供的抬头显示器，包括：显示器21、变色投影镜片22、成像镜架23，变色投影镜片22设于该成像镜架23上，成像镜架23用于放置在汽车驾驶中控台上，成像镜架23具有一转轴231，该成像镜架通过该转轴231连接并固定变色投影镜片22，使变色投影镜片22可以相对于成像镜架23转动，以调整虚像影像的反射角度及位置。其中，显示器21还具有转轴211，该显示器21通过该转轴211安装至汽车遮阳板25上，使得显示器21可以相对于汽车遮阳板转动，以调整显示器21发送的实体影像的发射角度，且该显示器21使用时其安装位置位于汽车挡风玻璃24内部空间的上面部分，使其既不挡住驾驶员视线，也不会影响其在投影镜片上的投影，特别地，变色投影镜片22的角度可由驾驶员自由调整，以使得投影图像的位置可适应不同身高驾驶员的观看。

具体地，显示器21具有一图像源屏幕及一菲涅尔镜，图像源屏幕用于发送实体影像，图像源屏幕发送的实体影像通过菲涅尔镜放大及调整失真后向外发出至变色投影镜片22处进行投影，以供驾驶者观看成像于汽车引擎盖处的虚像，从而获取抬头显示器所发送的信息。

如图3及图5所示，本实施例中的变色投影镜片22为凹面变色镜片，且该凹面变色镜片的焦距为650mm，厚度为1.2mm。如图3中所示，该变色投影镜片22设置为长方形，为了使用方便且美观，长方形的上边两角设置为圆角。在其他优选实施例中，焦距可以在650mm~1200mm的范围内自由变化，镜片厚度可以设为0.8mm~2mm之间的任意一个厚度，其形状可以根据需要设置为正方形或圆形等其他合适的形状，本发明对其形状不做特别限定。凹面结构的镜片可以使得该变色投影镜片在接收实体影像并显示出具有距离感的虚像影像的同时，实现了对所投影显示图像的放大。

具体地，如图4所示，本实施例中的变色投影镜片22包括依次连接的强化膜41、偏振光膜42、变色膜43及抗反射膜44，该四层结构共同组成了投影镜片。其中，每层结构的厚度可以根据需要设为0.2mm~0.5mm范围内的任一厚度，本领域技术人员可以根据需要进行具体的适应性设置。该变色投影镜片22的强化膜41可以使得该投影镜片强度增加，不易破损；偏振光膜42可以有效地消除外界的强反射光线及散色光，使其所投影的虚像光线变得柔和，人眼看到的图像更清晰自然；变色膜43可以使得该投影镜片随着环境光线的明暗变化而改变投影镜片自身的颜色深浅；抗反射膜44可以使得该投影镜片在显示图像时不会反射来自环境的干扰光线。显示器21发送出来的实体影像依次投射进入抗反射膜44、变色膜43、偏振光膜42及强化膜41构成的四层结构的投影镜片中，从而完成虚像图像的投影显示。

本实施例中，菲涅尔镜与变色投影镜片22相对焦，以保证图像的放大效果及显示效果较好。而使用时，变色投影镜片22的强化膜41所在侧为面向显示器的一侧。

此外，显示器内还具有控制单元，控制单元为一控制芯片，其与显示器的图像源屏幕相连，以及与汽车OBD、摄像头或其他可采集行车信息的设备相连。控制单元用于获取行车信息并控制上述的图像源屏幕显示并发送与行车信息相关的实体图像。图像源屏幕显示的内容包括行车信息，以及控制单元根据当前行车信息及预设的预警条件进行判断后得到的提示信息，如进行超速提醒、变道提醒、障碍物提醒以及其他提示信息。提示信息的表现形式可以为加亮所提示信息的字体或图标的亮度，改变所提示信息的字体或图标的颜色等方式。其中，行车信息可以包括车速、车辆所在位置、车辆前进方向、是否位于车道中间、前方是否有障碍物以及其他与行车相关的可供驾驶员驾驶汽车过程中进行参考的信息。

本实施例提供的显示器21上还具有若干个控制按钮，该些控制按钮与控制单元相连，驾驶员可以通过操控该些控制按钮对显示器进行操作以调整图像源屏幕的工作参数。其中，所调整的工作参数包括背光强度、文字字体、文字亮度、文字颜色、图标亮度及图标颜色中任意一种或多种组合，本领域技术人员可根据实际需要对应设置该些工作参数的控制按钮，本发明对此不做赘述。

实施例二

本实施例为实施例一的较佳实施例，除以下部分有所不同外，其余均与实施例一相同。

如图6所示，显示器21内的控制单元61内设有通信模块62，控制单元61通过通信模块62与汽车仪表板（OBD）64及移动便携设备63通信，并获取汽车仪表板64上的行车信息及移动便携设备63上的通讯信息，并控制图像源屏幕65的图像显示。

其中，控制单元61可以通过通信模块62与汽车仪表板（OBD）64进行无线通讯或有线通讯，这取决于本发明的抬头显示器是否为出厂后配备的，如为出厂设置可以两种通讯方式中任取一种，如为汽车出厂后另行配备，则优选为无线通讯方式，以避免过多更改原车内的配置影响其性能。当然，控制单元61通过通信模块62与移动便携设备63主要进行无线通讯，该处的无线通讯的方式优选为通过蓝牙进行通讯。当然，在控制单元61内的通讯模块62升级后也可以通过移动通讯网络或其他方式进行无线通讯，本领域技术人员可根据本发明方案及实际的通讯需要进行适应性设置。控制单元61通过蓝牙通讯或其他通讯方式与控制单元进行数据交互后，使得移动便携设备63如手机、平板电脑、便携式笔记本等具有通讯功能及操作功能的设备可以获取显示器21内的数据以及各项工作参数，从而方便驾驶者通过该些设备进行工作参数的自由调整。

当然，移动便携设备63内设有或安装有相应的应用程序，通过该应用程序即可查看并调整显示器21的工作参数及所显示的内容。本实施例中的工作参数与实施例一的含义相同，相应地，应用程序的操作页面上设置有与上述工作参数相对应的若干个操作按钮，以便驾驶员通过应用程序的操作页面进行显示器21的工作参数的调整。通过查看应用程序所查看到的所显示内容包括实施例一中的行车信息，并且还包括图像源屏幕所显示的如超速提醒、障碍物提示等提示信息。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对本发明所做的变形或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种抬头显示器，其特征在于，包括：

    显示器，所述显示器具有一图像源屏幕，所述图像源屏幕用于发送实体影像；

变色投影镜片，所述变色投影镜片为凹面变色镜片，其一面具有抗反射膜，另一面具有半透射镀膜，其用于接收所述实体影像进行放大并显示出具有距离感的虚像影像。

2.根据权利要求1所述的抬头显示器，其特征在于，所述凹面变色玻璃片的焦距为650mm~1200mm。

3.根据权利要求1或2所述的抬头显示器，其特征在于，所述显示器还具有一菲涅尔镜，所述图像源屏幕将所述实体影像通过所述菲涅尔镜放大及调整失真后向外发出至所述变色投影镜片处。

4.根据权利要求3所述的抬头显示器，其特征在于，所述菲涅尔镜与所述变色投影镜片相对焦。

5.根据权利要求1所述的抬头显示器，其特征在于，还包括成像镜架，所述变色投影镜片设于该成像镜架上，所述成像镜架用于放置在汽车驾驶中控台上且具有第一转轴，该成像镜架通过该第一转轴连接所述变色投影镜片，使所述变色投影镜片相对于该成像镜架转动，调整虚像影像的反射角度。

6. 根据权利要求1所述的抬头显示器，其特征在于，所述显示器还具有第二转轴，该显示器通过该第二转轴安装至汽车遮阳板上，使所述显示器相对于汽车遮阳板转动，调整图像源屏幕的实体影像的发射角度。

7.根据权利要求1所述的抬头显示器，其特征在于，所述显示器还具有控制单元，所述控制单元用于获取行车信息并控制所述图像源屏幕显示并发送行车信息的实体图像。

8.根据权利要求7所述的抬头显示器，其特征在于，所述控制单元内设有通信模块，所述控制单元通过所述通信模块与汽车仪表板及移动便携设备通信，并获取汽车仪表板上的形成信息及移动便携设备上的通讯信息。

9.根据权利要求8所述的抬头显示器，其特征在于，所述移动便携设备具有一应用程序，所述应用程序用于查看并调整所述显示器的工作参数及显示内容。

10.根据权利要求7所述的抬头显示器，其特征在于，所述显示器上还具有控制按钮，所述控制按钮与所控制单元相连，所述控制按钮用于操作以及调整所述图像源屏幕的工作参数。

11.根据权利要求9或10所述的抬头显示器，其特征在于，所述工作参数包括背光强度、文字字体、文字亮度、文字颜色、图标亮度及图标颜色中任意一种或多种。

12.一种变色投影镜片，用于权利要求1至10任一所述的抬头显示器中，其特征在于，所述变色投影镜片为凹面变色镜片，所述凹面变色镜片包括强化膜、偏振光膜、变色膜及抗反射膜。

13.根据权利要求11所述的变色投影镜片，其特征在于，所述凹面变色镜片的焦距为650mm~1200mm，凹面变色玻璃片的厚度为0.8mm~2mm，其中，每层膜的厚度为0.2mm~0.5mm。