CN105785570A - 一种车载抬头显示系统及包含该系统的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车载抬头显示系统及包含该系统的车辆，该系统包括：图像源，用于生成图像，并投射表示图像的光线；分光单元，用于使得部分所述光线透射过该分光单元，并使得部分所述光线经由该分光单元反射出去；以及虚像生成单元，用于将经由所述分光单元透射及反射的光线分别成像在车辆前挡风玻璃的第一区域与第二区域。通过上述技术方案，可通过采用分光单元将来自图像源的图像分别投射至车辆前挡风玻璃上的不同区域，以使得除驾驶员之外的其他乘客也可了解到反映车辆状况或者导航的虚拟信息或有关娱乐等的相关信息。

Description

一种车载抬头显示系统及包含该系统的车辆
技术领域
本发明涉及汽车领域，具体地，涉及一种车载抬头显示系统及包含该系统的车辆。
背景技术
抬头显示仪(HeadUpDisplay，HUD)最早运用在航空器上。通过该抬头显示仪，飞行员不需要低头便能够看到所需要的重要信息，增强了驾驶的安全性。因为HUD的方便性以及能够提高安全，随着科学技术的发展，HUD也逐渐应用在汽车上，尤其是高端车型，以增强车辆驾驶安全性。
车载抬头显示仪将驾驶员需要关注的信息投影在前挡风玻璃上，驾驶员不再需要在汽车前方和设备之间切换视野，可以集中注意力关注前方重要路况，消除了潜在的行车隐患。然而，现有的车载抬头显示仪所投影的虚像由于视角的限制，仅能够供驾驶员观测到虚拟的行车信息，而并未考虑到副驾驶员和其他乘车人员。
目前，乘车安全性和舒适娱乐性越来越受到人们的重视，尤其是在长途驾驶过程中，除了驾驶员外，副驾驶的作用也很重要，在车辆的设计中，以人为本的考量将会越来越多。如果在副驾驶的位置也能够看到反映车辆状况或者导航的虚拟信息，可以起到增强行车安全的作用。另外，如果能够在副驾驶的位置看到娱乐等相关信息，可以起到增强车辆的娱乐性和舒适性的作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种车载抬头显示系统及包含该系统的车辆，该车载抬头显示系统可使得除驾驶员之外的其他乘客也可通过前挡风玻璃了解到反映车辆状况或者导航的虚拟信息或有关娱乐等的相关信息。
为了实现上述目的，本发明提供一种车载抬头显示系统，该系统包括：图像源，用于生成图像，并投射表示图像的光线；分光单元，用于使得部分所述光线透射过该分光单元，并使得部分所述光线经由该分光单元反射出去；以及虚像生成单元，用于将经由所述分光单元透射及反射的光线分别成像在车辆前挡风玻璃的第一区域与第二区域。
相应的，本发明还提供了一种车辆，该车辆包含上述车载抬头显示系统。
通过上述技术方案，可通过采用分光单元将来自图像源的图像分别投射至车辆前挡风玻璃上的不同区域，以使得除驾驶员之外的其他乘客也可了解到反映车辆状况或者导航的虚拟信息或有关娱乐等的相关信息。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提供的车载抬头显示系统的第一实施方式的结构示意图；
图2为本发明提供的车载抬头显示系统的第二实施方式的结构示意图；
图3为本发明提供的车载抬头显示系统的第二实施方式中所采用的分光单元的结构示意图；
图4为在本发明提供的车载抬头显示系统的第二实施方式中图像源所显示的图像示例；以及
图5为本发明提供的车载抬头显示系统的第二实施方式的工作状态示意图。
附图标记说明
10图像源20分光单元
20a透射区20b反射区
30虚像生成单元30a、30b凹面反射镜
30c凸透镜40前挡风玻璃
40a第一区域40b第二区域
50a驾驶员眼睛50b副驾驶员眼睛
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种车载抬头显示系统，该系统包括：图像源，用于生成图像，并投射表示图像的光线；分光单元，用于使得部分所述光线透射过该分光单元，并使得部分所述光线经由该分光单元反射出去；以及虚像生成单元，用于将经由所述分光单元透射及反射的光线分别成像在车辆前挡风玻璃的第一区域(例如，对应于驾驶侧)与第二区域(例如，对应于副驾驶侧或车辆上其他乘客位置)。本发明通过采用分光单元，可将来自图像源的图像分别投射至车辆前挡风玻璃上的不同区域，以使得除驾驶员之外的其他乘客也可了解到反映车辆状况或者导航的虚拟信息或有关娱乐等的相关信息。
其中，所述图像源可为液晶显示面板、DLP(DigitalLightProcession)投影系统、或LCOS(LiquidCrystalonSilicon)投影系统。所生成的图像可包含以下中的至少一者：行车信息图像、仪表显示图像以及导航信息图像。当然，本发明并不限于此，任何包含驾驶员或乘客感兴趣的信息图像皆可适用于此。
所述分光单元可为分光镜、分光片、或者两者的组合，也可为两个或多个分光镜和/或分光片的组合。所述虚像生成单元可包含一个或多个虚像生成元件以及相应的虚像生成元件调节机构，该虚像生成元件可为凹面镜、凸透镜或其组合，其面型可为球面或非球面。
图1为本发明提供的车载抬头显示系统的第一实施方式的结构示意图。如图1所述，图像源10生成图像，并投射对应该图像的光线；该光线随后到达分光单元20，部分光线通过该分光单元20折射之后到达凹面反射镜30a，由该凹面反射镜30a在前挡风玻璃40的第一区域40a上成像，之后所形成的虚像通过第一区域40a反射之后，进入驾驶员视野，驾驶员眼睛50a可观看到该第一区域40a上所形成的虚像；另外一部分光线通过分光单元20反射之后到达凹面反射镜30b，由该凹面反射镜30b在前挡风玻璃40的第二区域40b上成像，之后所形成的虚像通过第二区域40b反射之后，进入副驾驶员视野，之后副驾驶员眼睛50b可观看到该第二区域40b上所形成的虚像。在该实施方式，优选地，所述分光单元的反射率和折射率为40％-60％，这样可使得本发明的系统在驾驶员视野及副驾驶员视野均能够清晰地呈现所欲呈现的图像。
当然，该第一实施方式的实施形式并不限于此，所述凹面反射镜30a也可被替换为凸透镜组。
在上述第一实施方式中，前挡风玻璃40的第一区域40a与第二区域40b所显示的图像内容是相同的，然而实际驾驶过程中，驾驶员与副驾驶员所关心的内容不尽相同，例如驾驶员可能需要关注车辆仪表信息，而副驾驶员可能想要观看一些娱乐节目，为此本发明给出了第二实施方式，其可使驾驶员与副驾驶员观看到不同的图像。图2为本发明提供的车载抬头显示系统的第二实施方式的结构示意图；图3为本发明提供的车载抬头显示系统的第二实施方式中所采用的分光单元的结构示意图；图4为在本发明提供的车载抬头显示系统的第二实施方式中图像源所显示的图像示例；以及图5为本发明提供的车载抬头显示系统的第二实施方式的工作状态示意图。以下结合图2-5对本发明的第二实施方式进行详细描述。
在第二实施方式中，所述分光单元20包含透射区20a与反射区20b，分别用于透射及反射所述表示图像的光线。所述图像源生成的图像包含第一图像部分(例如，图4中所显示的“A”)及不同于该第一图像部分的第二图部分(例如，图4中所显示的“B”)，所述透射区20a用于透射对应于所述第一图像部分的光线，所述反射区20b用于反射对应于所述第二图像部分的光线。所述透射区20a与所述反射区20b分别为高透射区与高反射区。
以下对第二实施方式的工作过程进行描述。图像源10生成图像，该图像包含第一图像部分与第二图像部分。第一图像部分的光线到达分光单元20的透射区20a，通过透射区20a折射之后到达凸透镜组30c，由该凸透镜组30c在前挡风玻璃40的第一区域40a上成像，之后所形成的虚像通过第一区域40a反射之后，进入驾驶员视野，驾驶员眼睛50a可观看到该第一区域40a上所形成的虚像；第二图像部分的光线到达分光单元20的反射区20b，通过该反射区20b反射之后到达凹面反射镜30b，由该凹面反射镜30b在前挡风玻璃40的第二区域40b上成像，之后所形成的虚像通过第二区域40b反射之后，进入副驾驶员视野，之后副驾驶员眼睛50b可观看到该第二区域40b上所形成的虚像。
当然，该第二实施方式的实施形式并不限于此，所述凸透镜组30c也可被替换为凹面反射镜。而且，在所述第一图像部分与第二图部分相同的情况下，第二实施方式也可在驾驶员侧与副驾驶侧形成相同的图像。
在上述第二实施方式中，是以一图像源生成两个图像部分为例进行说明，在具体实施的时候，也可以采用两个图像源分别生成两个图像，以分别显示给驾驶员与副驾驶员。当然，以上均是以驾驶员与副驾驶员为例进行还说明的，本发明不限于此，还可考虑车辆后排乘客的需求，在前挡风玻璃上的其他区域进行成像。
相应地，本发明还提供了一种车辆，该车辆包含上述车载抬头显示系统。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种车载抬头显示系统，其特征在于，该系统包括：
图像源，用于生成图像，并投射表示图像的光线；
分光单元，用于使得部分所述光线透射过该分光单元，并使得部分所述光线经由该分光单元反射出去；以及
虚像生成单元，用于将经由所述分光单元透射及反射的光线分别成像在车辆前挡风玻璃的第一区域与第二区域。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述车辆前挡风玻璃的第一区域与第二区域分别对应于驾驶侧与副驾驶侧。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像包含以下中的至少一者：行车信息图像、仪表显示图像以及导航信息图像。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分光单元的反射率和折射率的范围为40％-60％。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述分光单元包含透射区与反射区，分别用于透射及反射所述表示图像的光线。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，
所述图像包含第一图像部分及不同于该第一图像部分的第二图部分，
所述透射区用于透射对应于所述第一图像部分的光线，所述反射区用于反射对应于所述第二图像部分的光线。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述虚像生成单元包含凹面反射镜、凸透镜或者两者的组合。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分光单元包含分光镜或分光片或两者的组合。
9.一种车辆，其特征在于，该车辆包含根据权利要求1-8中任一项权利要求所述的系统。
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