CN105629477A - 一种基于光学原理布局的车载hud - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于光学原理布局的车载HUD，包括设置在主驾驶座上方、靠近前挡风玻璃内侧上端边沿的显像系统和设置在主驾驶座前方、靠近前挡风玻璃内侧下端边沿的角度可调节的反光系统，所述显像系统具有成像面，所述反光系统具有反射面。本发明通过将车载HUD的显像系统和反光系统分离的设置在靠近前挡风玻璃上下两端边沿位置，并通过光学传输原理将显像系统上的信息传输到反光系统上，再经由反光系统将信息反射到前挡风玻璃上(即驾驶员的视线方向上)，使得驾驶员视线不受任何遮挡，并且能在视线方向上清晰的看到成像在前挡风玻璃上的导航、短信等相关信息，避免驾驶员因查看导航等信息时而分散注意力的现象，提高了行车安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种车载平视显示装置，具体涉及一种基于光学原理布局的车载HUD。
背景技术
HUD(HeadUpDisplay)是抬头显示器或平视显示器的简称，是普遍运用在航空器上的飞行辅助仪器，其主要功能是辅助飞行员在执行任务的过程中，不需要低头就能看到他需要的重要资讯，进而降低飞行员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的掌控，由此提高飞行员在执行飞行任务过程中的安全保障。近几年，由于汽车工业的不断发展壮大，HUD也逐渐普及应用到该领域，并衍伸出车载HUD，其主要功能与航空器上使用的HUD类似，即为驾驶员实时提供路况、通讯、短信、导航、气象等信息，并将必要的信息显示在HUD上，帮助驾驶员在行车过程中了解各种资讯信息的同时不分散注意力，提高行车安全保障。
然而，近些年在车载HUD的应用过程中，逐渐突显出一个问题：即现有技术中虽然用车载HUD替代了车载影音显示系统，避免了驾驶人员在行车过程中转移视线看导航等信息时而分散注意力(一般车身自带影音显示系统设置在主驾驶座右侧或者左侧)，但是现在市场上普遍使用的车载HUD都是外装在主驾驶座前方的仪表盘上方，在使用过程中，由于车载HUD需要展开显示屏，因此对驾驶人员的视线始终有一定的影响，尤其是在视线的偏下方位置，使得驾驶员在行使过程中，特别是转弯时，很难注意到车前方较矮小的物体或者孩童出现，进而容易导致车被部分损毁或者发生事故；出于上述缺陷，现有市场上也特意针对这种缺陷而研发出了一种显示屏呈透明状态的车载HUD，而这种HUD同样存在着如下缺陷：首先，由于车载HUD的透明显示屏和前挡风玻璃的折射率不同，并且外部光源(比如阳光)通过前挡风玻璃时被前挡风玻璃吸收了微量光线，然后二次通过透明显示屏时继续造成微量光线的二次吸收，进而使得外部光源进入驾驶员视线的光强度不一致(即存在亮度偏差)，驾驶员在较长时间的行使过程中，极容易造成眼睛的视觉疲劳而影响安全驾驶；其次，尽管显示屏是透明的，但是对于车载HUD的基座部分(即内置有成像投射系统并安装在仪表盘上的安装部分所组成)始终无法做到透明效果(因基座部分的结构复杂性，折射率也更为复杂，极容易造成类似三棱镜的折射效果，将给驾驶员造成极大的安全隐患)，因此车载HUD的基座部分也同样在驾驶员的视线方向上形成了部分遮挡，具有一定的安全隐患；最后，不管显示屏是不是透明的，现有技术中的车载HUD的结构都是一体的，即显示屏与基座部分是一体安装的，当其中的一个部件损坏时，要么是拆卸车载HUD进行维修或者更换零部件，而由于市场上车载HUD的品牌众多，并未形成模块化生产效应，因此不仅拆装费时费力，而且往往买不到需要更换的零部件，用户出于时间效率的考虑，往往选择换装全新的车载HUD，增加了成本支出。
综上所述，现有技术中的车载HUD存在的缺陷显而易见，因此，如何保证驾驶员视线不受影响的前提下又能便于查看诸如导航、短信、电话、天气、新闻等信息的技术问题成了本公司研发的主体方向。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、并且分离式安装的基于光学原理布局的车载HUD。
为实现上述目的，本发明采用一种基于光学原理布局的车载HUD，包括设置在主驾驶座上方(即驾驶员视线方向的上方)、靠近前挡风玻璃内侧上端边沿的显像系统和设置在主驾驶座前方(即驾驶员视线方向的偏下位置)、靠近前挡风玻璃内侧下端边沿的角度可调节的反光系统，所述显像系统具有成像面，该成像面基于液晶屏或者LED屏，所述反光系统具有反射面，该反射面基于平面反光镜或者曲面反光镜，本领域的技术人员通过上述技术方案的描述和理解可以知晓，在本发明中，显像系统的成像面通过光学结构的原理传输到反光系统上，然后再由反光系统上的反光镜将成像面反射至前挡风玻璃上，本领域的技术人员应当知晓，所述反射在前挡风玻璃上的区域与驾驶人员的视线方向呈交汇状态为宜，显然，本发明亦考虑到了驾驶人员因身高、座椅调节等情况而使得前挡风玻璃上的成像区域与驾驶员的视线方向并不一定构成最佳的交汇方式，故此，本发明的反光系统特意的设置为角度可调节结构用以更加人性化的满足驾驶员的最佳需求，同时，为减少外部光源对前挡风玻璃上成像效果的影响，在所述前挡风玻璃上、至少于反光系统反射在前挡风玻璃的成像区域贴有反光膜，也就是说，本发明的前挡风玻璃上局部或者整体的贴有反光膜，显然，所述局部至少指的是反光系统反射在前挡风玻璃上的成像区域，即所述局部贴设的反光膜面积至少覆盖所述成像区域的面积。
通过对现有技术的上述改进，本发明的一种基于光学原理布局的车载HUD具有以下三方面有益效果：1、由于将车载HUD的成像系统和反光系统依据光学结构的传输原理进行了分离式安装，即将成像系统安装在前挡风玻璃内侧的上端边沿，形成了事实上的不遮挡视线的效果，而将反光系统可调节的安装在前挡风玻璃内侧的下端边沿，并且由于汽车结构的限制，仪表盘一般都具有向上凸起的部分，而前挡风玻璃内侧的下端边沿一般都具有下凹的结构，因此，将反光系统安装在这个位置时也形成了事实上的不遮挡视线的效果，即驾驶员的视线方向正好在成像系统和反光系统之间的间隔距离内通过，同时由于反光系统将成像面直接反射在前挡风玻璃上，使得驾驶员在视线完全不受影响的前提下满足了对相关导航、天气预报、电话等信息的接收，提高了查看信息的便捷性的同时也有效提高了行车的安全性；2、由于本发明的车载HUD直接在前挡风玻璃上成像，因此不受多个透明件的折射率影响，在前挡风玻璃上的散光效应比较均匀，驾驶员眼睛的对光感应不受光亮度偏差的强烈刺激，减少了驾驶员较长时间行车时眼睛的疲劳度，进而进一步提升了行车的安全性；3、由于成像系统和反光系统是分离式安装，即可以理解为本发明的车载HUD分别为成像系统和反光系统两个模块化部件在车内的模块化安装，当其中一个部件损坏时，只需更换该部件便可以了，无需整体更换，节省了成本支出。
附图说明
图1是本发明中车载HUD在车内的布局结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例采用一种基于光学原理布局的车载HUD，包括设置在主驾驶座上方(即驾驶员视线方向的上方)、靠近前挡风玻璃1内侧上端边沿的显像系统2和设置在主驾驶座前方(即驾驶员视线方向的偏下位置)、靠近前挡风玻璃1内侧下端边沿的角度可调节的反光系统3，所述显像系统2具有成像面(本实施例中未予标识)，该成像面基于液晶屏20，显然，液晶屏20只是本实施例的一种举例，实际上可以采用诸如LED屏等多种可用于成像的光屏，所述反光系统3具有反射面(本实施例中未予标识)，该反射面基于平面反光镜30，显然，平面反光镜30也只是本实施例的一种举例，实际上同样可以采用诸如曲面反光镜或者球面反光镜等各种现有技术中已知的具有反光性能的零部件，本领域的技术人员通过本实施例的技术方案的描述和理解可以知晓，在本实施例中，显像系统2的成像面通过光学结构的原理传输到反光系统3上，具体的结构方式为图1显示的在前挡风玻璃1的斜度方向上，显像系统2的液晶屏20与反光系统3的平面反光镜30相对应设置，然后再由反光系统3上的平面反光镜30将成像面反射至前挡风玻璃1上，图1中显示，本实施例的所述反射在前挡风玻璃1上的成像区域与驾驶人员的视线方向呈交汇状态，即交汇点在前挡风玻璃1上，显然，本实施例亦考虑到了驾驶人员因身高、座椅调节等情况而使得前挡风玻璃1上的成像区域与驾驶员的视线方向并不一定构成最佳的交汇方式，故此，本实施例的反光系统3特意的设置为角度可调节结构用以更加人性化的满足驾驶员的最佳需求，同时，为减少外部光源对前挡风玻璃1上成像效果的影响，在所述前挡风玻璃1上、至少于反光系统3反射在前挡风玻璃1上的成像区域贴有反光膜(本实施例中未予标识)，也就是说，前挡风玻璃1上局部或者整体的贴有反光膜，显然，结合图1明显可知，所述局部至少指的是反光系统3反射在前挡风玻璃1上的成像区域，即所述局部贴设的反光膜面积至少覆盖所述成像区域的面积，而在本实施例中优选为前挡风玻璃1上整体的贴有反光膜。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求的保护范围依据所附的权利要求及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种基于光学原理布局的车载HUD，其特征在于：包括设置在主驾驶座上方、靠近前挡风玻璃内侧上端边沿的显像系统和设置在主驾驶座前方、靠近前挡风玻璃内侧下端边沿的角度可调节的反光系统，所述显像系统具有成像面，所述反光系统具有反射面。
2.根据权利要求1所述的一种基于光学原理布局的车载HUD，其特征在于：所述显像系统的成像面基于液晶屏。
3.根据权利要求1所述的一种基于光学原理布局的车载HUD，其特征在于：所述显像系统的成像面基于LED屏。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于光学原理布局的车载HUD，其特征在于：所述反光系统的反射面基于平面反光镜。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于光学原理布局的车载HUD，其特征在于：所述反光系统的反射面基于曲面反光镜。
6.根据权利要求3所述的一种基于光学原理布局的车载HUD，其特征在于：所述反光系统的反射面基于平面反光镜。
7.根据权利要求3所述的一种基于光学原理布局的车载HUD，其特征在于：所述反光系统的反光面基于曲面反光镜。
8.根据权利要求5所述的一种基于光学原理布局的车载HUD，其特征在于：所述前挡风玻璃上、至少于反光系统反射在前挡风玻璃的成像区域贴有反光膜。
9.根据权利要求6所述的一种基于光学原理布局的车载HUD，其特征在于：所述前挡风玻璃上、至少于反光系统反射在前挡风玻璃的成像区域贴有反光膜。
10.根据权利要求7所述的一种基于光学原理布局的车载HUD，其特征在于：所述前挡风玻璃上、至少于反光系统反射在前挡风玻璃的成像区域贴有反光膜。
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