CN104966485B - 一种背光可调的抬头显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的背光可调的抬头显示器，通过在显示器上设置一光传感器，通过该光传感器获取环境的光线强度，并由中央处理器根据来自光传感器的光线强度信号自动调整背光灯的亮度，同时图像源屏幕的自身亮度也可以调整。其中，图像源屏幕的自身亮度的初始设置可以使得驾驶员自由选择自己习惯的图像亮度，而背光的自动调整，使得显示的图像可以适应不同光线的环境。该抬头显示器结合图像源屏幕的自身亮度的初始设置实现了根据环境光线进行显示器背光自适应调整的功能，从而使得投影镜片上反射的虚像可以符合不同驾驶员的需求同时又可以根据环境光线自动改变显示的亮度，有利于在环境光线变化时看清所显示的虚像，使抬头显示器的显示效果更好。
Description
技术领域
本发明涉及一种车用抬头显示器，特别涉及一种背光可调的抬头显示器。
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产品的显示效果无法在视觉上满足驾驶员的需求，特别是外界环境明亮程度不同时，背光不能自适应调节，造成图像显示效果并不尽如人意。
发明内容
本发明的目的在于提供一种背光可调的抬头显示器，以解决现有的抬头显示器无法根据环境光线进行背光自适应调整的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种背光可调的抬头显示器，包括设于汽车仪表盘前方的投影镜片，还包括设于挡风玻璃上方或设于遮阳板上的显示器，所述显示器包括：
图像源屏幕，用于显示图像信息，其中，所显示的图像信息的光线投射至所述投影镜片并反射进入人眼；
光传感器，设于所述投影镜片上，用于获取环境的光线强度；
背光灯，设于所述图像源屏幕内侧，用于为所述图像源屏幕提供补充背光；
中央处理器，用于控制图像源屏幕显示信息及调整图像源屏幕的亮度，以及接收来自光传感器的光线强度信号并根据光线强度控制背光灯以调整补充背光的亮度。
较佳地，所述显示器还包括菲涅尔镜片，所述菲涅尔镜片设于所述图像源屏幕外侧，所述图像源屏幕显示的信息的光线经所述菲涅尔镜片投射至所述投影镜片。
较佳地，所述中央处理器包括预处理模块、判断模块及背光控制模块，所述光线强度信号输入所述预处理模块由所述预处理模块进行预处理，将光线强度信号进行滤波变换后输入所述判断模块，所述判断模块用于获取当前图像源屏幕的亮度以及背光灯的补充背光的亮度，并根据环境的光线强度对补充背光的亮度进行补偿，输出补偿后的背光亮度值至所述背光控制模块，所述背光控制模块用于根据所述补偿后的背光亮度值对背光灯的补充背光亮度进行调整。
较佳地，所述中央处理器中存储有图像源屏幕的亮度预设表，所述亮度预设表包括若干亮度值不同的图像源屏幕的亮度控制参数，所述中央处理器通过对所述亮度控制参数进行选择以设置图像源屏幕的亮度。
较佳地，所述判断模块与一存储单元相连，所述存储单元用于存储有背光亮度补偿表，所述背光亮度补偿表内存储有预定义的若干组背光亮度值与环境的光线强度的对应关系。
较佳地，所述背光亮度补偿表内还存储有自定义对应关系集合，所述自定义对应关系集合用于存储每次用户设定的背光亮度值与环境的光线强度的对应关系。
较佳地，所述显示器上还设有与所述中央处理器相连的背光调节按钮及屏幕亮度预设按钮，所述背光调节按钮用于通过手动操作以调整所述背光灯提供的补充背光的亮度，所述屏幕亮度预设按钮用于通过手动操作以调整图像源屏幕的亮度。
较佳地，所述显示器内还包括与所述中央处理器连接的通讯模块，通讯模块用于与移动便携设备进行数据通讯，具体为将当前的显示器的背光亮度值传输至移动便携设备，相应地所述移动便携设备设有应用程序，所述应用程序用于查看并调整所述显示器的补充背光亮度及图像源屏幕的亮度，并控制所述移动便携设备将调整后的补充背光亮度值及图像源屏幕的亮度值发送至所述通讯模块，所述通讯模块将调整后的补充背光亮度值及图像源屏幕的亮度值发送至所述中央处理器以进行补充背光的亮度调整以及图像源屏幕的亮度调整。
较佳地，所述应用程序内存储有背光亮度补偿表及图像源屏幕的亮度预设表，所述背光亮度补偿表存储有预定义的若干组背光亮度值与环境的光线强度的对应关系，所述应用程序通过对所述背光亮度补偿表进行查找选出合适的背光亮度作为补充背光亮度值；所述图像源屏幕的亮度预设表包括若干亮度值不同的图像源屏幕的亮度控制参数，所述应用程序通过对所述亮度控制参数进行选择以设置图像源屏幕的亮度值。
较佳地，所述应用程序内存储有自定义对应关系集合，所述自定义对应关系集合用于存储每次用户设定的补充背光亮度值与环境的光线强度的对应关系。
本发明提供的背光可调的抬头显示器，通过在显示器上设置一光传感器，通过该光传感器获取环境的光线强度，并由中央处理器根据来自光传感器的光线强度信号自动调整背光灯的亮度，同时图像源屏幕的自身亮度也可以调整。其中，图像源屏幕的自身亮度的初始设置可以使得驾驶员自由选择自己习惯的图像亮度，而背光的自动调整，使得显示的图像可以适应不同光线的环境。该抬头显示器结合图像源屏幕的自身亮度的初始设置实现了根据环境光线进行显示器背光自适应调整的功能，从而使得投影镜片上反射的虚像可以符合不同驾驶员的需求同时又可以根据环境光线自动改变显示的亮度，有利于在环境光线变化时看清所显示的虚像，使抬头显示器的显示效果更好。
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为本发明实施例一提供的抬头显示器的显示器内部组成模块示意图；
图4为本发明实施例二提供的抬头显示器的背光调整过程示意图。
具体实施方式
为更好地说明本发明，兹以一优选实施例，并配合附图对本发明作详细说明，具体如下：
实施例一
如图2所示，本发明提供的背光可调的抬头显示器，包括设于汽车仪表盘前方的投影镜片201，还包括设于挡风玻璃202上方或设于遮阳板203上的显示器204，显示器204（参见图3）包括：
图像源屏幕200，用于显示图像信息，其中，所显示信息的光线投射至所述投影镜片并反射进入人眼；
光传感器100，设置于投影镜片201上，用于获取环境的光线强度；
背光灯400，设置于图像源屏幕200的内侧，用于为图像源屏幕200提供补充背光；
中央处理器300，用于控制图像源屏幕200显示图像信息以及调整图像源屏幕的自身亮度，还用于接收来自光传感器100的光线强度信号并根据光线强度自动控制背光灯以调整补充背光的亮度。
显示器204中还包括菲涅尔镜片，菲涅尔镜片设于图像源屏幕200的外侧，图像源屏幕200显示的图像信息的光线穿过该菲涅尔镜片进行放大及失真调整后投射至投影镜片201，以显示出清晰的图像。
如图3所示，中央处理器300包括预处理模块301、判断模块302及背光控制模块303，光传感器100的光线强度信号输入预处理模块301后由预处理模块301进行预处理，将光线强度信号进行滤波变换后输入判断模块302。判断模块302获取当前图像源屏幕200的背光亮度并根据环境的光线强度对背光亮度值进行补偿，输出补偿后的背光亮度值至背光控制模块303。判断模块302内具有一存储单元，该存储单元中存储有背光亮度补偿表，该背光亮度补偿表内存储有预定义的N组背光亮度值与环境的光线强度的对应关系。此外，背光亮度补偿表内还存储有自定义对应关系集合，该自定义对应关系集合中存储每次用户设定的背光亮度值与环境的光线强度的对应关系，即用户根据其喜好所设置的补偿背光亮度与环境光线强度间的对应关系，以作为该抬头显示器再次自动调整背光时判断模块302的优先选择。背光控制模块303在接收到补偿后的背光亮度值后根据该值控制背光灯400发出与该值对应的亮度，从而完成补充背光的亮度调整。
上述补充背光的调整过程为中央处理器300根据其所接收的环境光线强度信息自动控制背光灯完成调整的。
中央处理器300内还存储有图像源屏幕的亮度预设表，本实施例中，该亮度预设表包括10个亮度值不同的图像源屏幕的亮度控制参数，分别为亮度1~10，中央处理器300通过对亮度控制参数进行选择以设置图像源屏幕的亮度，中央处理器300默认选择亮度为5的亮度控制参数，在其他实施例中，亮度控制参数可以为其他任意数量，中央处理器300默认的亮度值也可以为任意合适的值，本发明对此不做限定。
显示器204上还设有与中央处理器300相连的背光调节按钮及屏幕亮度预设按钮，背光调节按钮用于通过手动操作以调整背光灯提供的补充背光的亮度，屏幕亮度预设按钮用于通过手动操作以调整图像源屏幕的亮度。
屏幕亮度预设按钮可以有效地满足在某用户初次打开本实施例提供的抬头显示器时，设置其习惯的图像源屏幕亮度，即给投影镜片上显示的像一个初始亮度，随后中央处理器300可以在该初始亮度的基础上自动调整背光灯的亮度或再次通过背光调节按钮来调整背光灯亮度以适应环境明暗的变化。当然，在进行手动调节补偿背光亮度时，要首先通过背光调节按钮打开手动调背光功能，此时自动控制背光灯调整亮度的功能相应地关闭，待一定时间过后或通过背光调节按钮关闭手动调背光功能后即可再次开启自动控制背光灯调整亮度的功能以自动调整背光灯的补偿背光亮度。
实施例二
本实施例为实施例一的较佳实施例，其在实施例一的基础上还具有如下特征：如图4所示，显示器内还包括与中央处理器连接的通讯模块600，通讯模块600与移动便携设备500进行数据通讯，具体为将显示器的补充背光亮度值及图像源屏幕的亮度值传输至移动便携设备500，相应地移动便携设备500内设有应用程序，该应用程序用于查看并调整显示器204的显示器的补充背光亮度及图像源屏幕的亮度，并控制移动便携设备500将调整后的补充背光亮度值及图像源屏幕的亮度值发送至通讯模块600，通讯模块600将调整后的补充背光亮度值及图像源屏幕的亮度值发送至中央处理器300以进行补充背光的亮度调整以及图像源屏幕的亮度调整。应用程序主要用于驾驶者通过手持的移动便携设备如手机等对该抬头显示器的补充背光亮度及图像源屏幕的亮度进行手动调整，如此，驾驶者不必一定通过实施例一中的按钮进行调整。
其中，应用程序内存储有背光亮度补偿表及图像源屏幕的亮度预设表，背光亮度补偿表存储有预定义的N组背光亮度值与环境的光线强度的对应关系，驾驶者可通过该应用程序对背光亮度补偿表进行查找选出合适的背光亮度作为补充背光亮度值；而图像源屏幕的亮度预设表包括10个亮度值不同的图像源屏幕的亮度控制参数，应用程序对亮度控制参数进行选择以设置图像源屏幕的亮度值，其中，应用程序默认选择亮度值为5的亮度控制参数，驾驶者可通过该应用程序进行亮度控制参数的手动选择。
当然，该应用程序内也存储有自定义对应关系集合，该自定义对应关系集合用于存储每次用户（驾驶者）设定的补充背光亮度值与环境的光线强度的对应关系，即用户根据其喜好所设置的补偿背光亮度与环境光线强度间的对应关系，以作为该抬头显示器再次自动调整背光时判断模块302的优先选择。
同样地，在通过应用程序进行手动调节补偿背光亮度时，要首先通过应用程序打开手动调背光功能，此时自动控制背光灯调整亮度的功能相应地关闭，待一定时间过后或通过应用程序关闭手动调背光功能后即可再次开启自动控制背光灯调整亮度的功能以自动调整背光灯的补偿背光亮度。
当然，本发明不以上述实施例为限，该抬头显示器还可设置为仅可以通过移动便携设备调整背光强度值，而不在显示器上设置背光调整按钮。本领域技术人员应当理解，可根据上述公开的组成结构以及显示器内部的组成模块进行其他形式的功能或结构的变形及替换，这均应涵盖在本发明的保护范围之内。
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 (5)
1.一种背光可调的抬头显示器，其特征在于，包括设于汽车仪表盘前方的投影镜片，还包括设于挡风玻璃上方或设于遮阳板上的显示器，所述显示器包括：
图像源屏幕，用于显示图像信息，其中，所显示的图像信息的光线投射至所述投影镜片并反射进入人眼；
光传感器，设于所述投影镜片上，用于获取环境的光线强度；
背光灯，设于所述图像源屏幕内侧，用于为所述图像源屏幕提供补充背光；
菲涅尔镜片，所述菲涅尔镜片设于所述图像源屏幕外侧，所述图像源屏幕显示的信息的光线经所述菲涅尔镜片投射至所述投影镜片；
中央处理器，用于控制图像源屏幕显示信息及调整图像源屏幕的亮度，以及接收来自光传感器的光线强度信号并根据光线强度控制背光灯以调整补充背光的亮度；
所述中央处理器中存储有图像源屏幕的亮度预设表，所述亮度预设表包括若干亮度值不同的图像源屏幕的亮度控制参数，所述中央处理器通过对所述亮度控制参数进行选择以设置图像源屏幕的亮度；
所述中央处理器包括预处理模块、判断模块及背光控制模块，所述光线强度信号输入所述预处理模块由所述预处理模块进行预处理，将光线强度信号进行滤波变换后输入所述判断模块，所述判断模块用于获取当前图像源屏幕的亮度以及背光灯的补充背光的亮度，并根据环境的光线强度对补充背光的亮度进行补偿，输出补偿后的背光亮度值至所述背光控制模块，所述背光控制模块用于根据所述补偿后的背光亮度值对背光灯的补充背光亮度进行调整；
所述判断模块与一存储单元相连，所述存储单元用于存储有背光亮度补偿表，所述背光亮度补偿表内存储有预定义的若干组背光亮度值与环境的光线强度的对应关系；
所述背光亮度补偿表内还存储有自定义对应关系集合，所述自定义对应关系集合用于存储每次用户设定的背光亮度值与环境的光线强度的对应关系。
2.根据权利要求1所述的背光可调的抬头显示器，其特征在于，所述显示器上还设有与所述中央处理器相连的背光调节按钮及屏幕亮度预设按钮，所述背光调节按钮用于通过手动操作以调整所述背光灯提供的补充背光的亮度，所述屏幕亮度预设按钮用于通过手动操作以调整图像源屏幕的亮度。
3.根据权利要求1所述的背光可调的抬头显示器，其特征在于，所述显示器内还包括与所述中央处理器连接的通讯模块，通讯模块用于与移动便携设备进行数据通讯，具体为将当前的显示器的背光亮度值传输至移动便携设备，相应地所述移动便携设备设有应用程序，所述应用程序用于查看并调整所述显示器的补充背光亮度及图像源屏幕的亮度，并控制所述移动便携设备将调整后的补充背光亮度值及图像源屏幕的亮度值发送至所述通讯模块，所述通讯模块将调整后的补充背光亮度值及图像源屏幕的亮度值发送至所述中央处理器以进行补充背光的亮度调整以及图像源屏幕的亮度调整。
4.根据权利要求3所述的背光可调的抬头显示器，其特征在于，所述应用程序内存储有背光亮度补偿表及图像源屏幕的亮度预设表，所述背光亮度补偿表存储有预定义的若干组背光亮度值与环境的光线强度的对应关系，所述应用程序通过对所述背光亮度补偿表进行查找选出合适的背光亮度作为补充背光亮度值；所述图像源屏幕的亮度预设表包括若干亮度值不同的图像源屏幕的亮度控制参数，所述应用程序通过对所述亮度控制参数进行选择以设置图像源屏幕的亮度值。
5.根据权利要求3或4所述的背光可调的抬头显示器，其特征在于，所述应用程序内存储有自定义对应关系集合，所述自定义对应关系集合用于存储每次用户设定的补充背光亮度值与环境的光线强度的对应关系。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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