CN106461938A - 控制平视显示器亮度的系统和方法以及使用该系统的显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆平视显示器(36)的亮度的系统，所述显示器(36)构造成显示图像，所述系统包括用于评估亮度的装置(32)，该用于评估亮度的装置被连接到用于确定用于显示器(36)的亮度指令的装置(34)。该系统的特征在于所述用于评估亮度的装置(32)能够评估车辆前排的且超过显示在所述显示器(36)上的图像的外部亮度，并且所述确定装置(34)能够根据评估的外部亮度确定亮度指令而且将该亮度指令传输到显示器(36)。

Description

控制平视显示器亮度的系统和方法以及使用该系统的显示器
1、技术领域
本发明涉及一种用于平视显示器(head-up display)的亮度控制系统。
2、背景技术
本发明将可适于用在例如机动车辆中，以通知车辆用户，特别地车辆驾驶员。
已知惯常做法是为机动车辆配备称作平视显示器的显示系统。这种系统布置在机动车辆驾驶员的视场中，显示有关机动车辆状态、交通状况等等的信息。
为避免干扰驾驶，必要的是投射图像的亮度适于环境亮度。特别必要的是，投射图像的光强度在白天旅行与在夜晚旅行或者在通过隧道时是明显不同的。由此，在两种情形中特别地出于安全原因，投射图像的亮度必需在所有情况下可见并且不令人不适。此外，假定观察这些约束因素需要大的亮度动态范围，亮度管理必需不能仅由驾驶员完成且因此必需是自动进行的，以配合车辆的当前情况。
由此，已经提出使用安装在车辆上的亮度传感器检测环境亮度。该亮度测量然后用以修改显示器亮度。这种系统例如存在于专利申请KR 20120123833中。虽然如此，这种解决方案就安全性而言是不能令人满意的，因为传感器记录的信息不准确，并且在外界干扰(迎面车辆的大灯，市内街道灯具等等)情况下易于出错。
3、发明目的
本发明旨在减缓已知平视显示器亮度控制系统的这些缺陷中的至少一些缺陷。
特别地，本发明旨在以本发明的至少一个实施方式提供一种改进了车辆驾驶员的安全性的平视显示器亮度控制系统。
本发明还旨在以本发明的至少一个实施方式提供一种改进了车辆驾驶员的舒适性的平视显示器亮度控制系统。
4、发明内容
为此，本发明涉及一种用于车辆的平视显示器的亮度控制系统，所述显示器构造成显示图像，所述系统包括用于评估亮度的装置，该装置被联接到用于确定显示器的亮度设定点(setpoint)的装置，其特征在于，所述用于评估亮度的装置能够评估车辆前排的并且超过显示在所述显示器上的图像的外部亮度，并且所述确定装置能够根据所评估的外部亮度确定亮度设定点并能够将所述亮度设定点传输到显示器。
因此，根据本发明的系统使得可以预期在行进车辆中常见的亮度改变。这些亮度改变必需由系统尽早关注，使传输到显示器的亮度设定点适合于即将到来的情况而不是当前情况，因为这将产生对于设定点的延迟修改。用于评估亮度的装置检测车辆前方且超过显示在显示器上的图像的亮度，以使确定装置可以预先确定亮度设定点，并在显示器水平处的亮度改变时应用该亮度设定点。
例如，在夜晚驾驶时，评估装置检测与车辆前方且超过显示在显示器上的图像的、被照明的隧道相对应的亮度，并且亮度控制系统将适于被照明的隧道的亮度设定点(在本示例中，比用于夜晚驾驶更强的亮度值)传输到显示器，并在车辆进入被照明的隧道时立即应用该亮度设定点。
有利地，并且根据本发明，用于评估亮度的装置包括至少一个亮度传感器。
根据本发明的这一方面，亮度特别地由一个或者更多个亮度传感器直接测量。
有利地并且根据本发明的这一最后方面，用于评估亮度的装置包括能够评估车辆前排的并且超过显示在显示器上的图像的亮度的外部亮度传感器，所述传感器布置处于与显示器相同的视场中。
根据本发明的这一方面，传感器被直接朝向车辆外部指向，以便采集超过显示器的、在驾驶员视场中的亮度，能够使显示器亮度适合于超过显示器的外部亮度。
有利地并且根据本发明的这一最后方面，外部亮度传感器布置成接收在锥体内的入射光，该锥体与图像平面的交接部基本上覆盖这一图像的全部。优选地，该锥体具有近似10°的角度。
有利地，并且根据本发明，用于评估亮度的装置至少包括：
-测量车辆外部的亮度的所述外部亮度传感器，
-测量车辆内部亮度的亮度传感器，
-测量显示器亮度的亮度传感器。
根据本发明的这一方面，这三个亮度用于确定亮度设定点：显示器的亮度传感器确定显示器的当前亮度，车辆内部的亮度传感器使得可以测量在驾驶员水平上的当前环境亮度，车辆外部的亮度传感器使得可以预先测量车辆将要经受的亮度。
有利地并且根据本发明，用于评估亮度的装置联接到用于供给一个或多个以下类型数据的装置：
-无雨/有雨，
-地理位置，
-日期时间，
-天气状况，
-视频图像，
-车辆的速度。
根据本发明的这一方面，根据用于测量或者采集数据的多个系统所供给的数据评估亮度。这些数据影响亮度的评估和传输到显示器的亮度设定点的确定。特别地，无雨/有雨、天气状况和日期时间影响外部亮度。地理位置特别地使得可以预知隧道和市镇灯光的存在。视频图像特别地提供关于驾驶员视场中的若干点处的亮度、交通状态等等。最后，车辆的速度特别地使得可以评估车辆从预期情况变化分离的时间。
有利地并且根据本发明，系统包括照明情景数据库，所述数据库包括表示不同照明情况的数据。有利地，系统能够通过学习供给所述数据库。
根据本发明的这一方面，用于确定亮度的装置能够将记录的数据与已知照明情况比较，在从中推断合适亮度设定点。系统还可以从现有情况中学习以改良其数据库中的数据。
有利地并且根据本发明，系统包括能够由车辆驾驶员控制的手动亮度调节装置，该手动亮度调节装置构造成允许驾驶员围绕由确定装置确定的初始的亮度设定点值微调传输到显示器的亮度设定点。根据本发明的这一方面，亮度设定点的自动确定被添加有驾驶员进行的手动调节，这使得可以改变驾驶员的舒适性点，也就是说，与各驾驶员专有的光学/视觉反应更好对应的亮度。这一调节是微调，也就是说，相对自动确定的设定点仅稍微移动开。换句话说，传输到显示器的亮度设定点L采用形式：
L＝Lauto+Δl
其中Lauto是确定装置自动确定的亮度，并且Δl是驾驶员进行的微调值。微调值Δl能够有利地与Lauto成比例。
有利地并且根据本发明的这一最后方面，手动调节装置包括开关，所述开关构造成在驾驶员致动开关后，显著地降低亮度设定点值和/或减少在显示器的图像上显示的信息量，并且在开关的去激活(deactivation)之后，恢复初始的亮度设定点值和在初始显示器的图像上显示的信息量。
根据本发明的这一方面，开关允许驾驶员将离散的存在模式用于显示器显示的图像，以就亮度而言且就显示的信息量而言两方面降低其在驾驶员视场中的明显性。
本发明还涉及包括根据本发明的亮度控制系统的平视显示器。
本发明还涉及用于控制车辆平视显示器的亮度的方法，所述显示器构造成显示图像，其特征在于，所述方法包括评估车辆前排的并且超过显示在所述显示器上的图像的外部亮度的步骤、根据在评估步骤中评估的外部亮度确定用于显示器的亮度设定点的步骤以及将所述设定点传输到所述显示器的步骤。
根据本发明的系统有利地实施根据本发明的方法。根据本发明的方法有利地通过根据本发明的系统执行。
5、附图说明
通过阅读以下单纯以非限制性方式给定的并且引用了附图的说明，本发明的其它目的、特征和优点将变得明显，在图中：
-图1是配备根据本发明的控制系统和显示器的车辆的内部的示意图，
-图2是根据本发明的控制系统的示意图。
6、具体实施方式
图1示意性地例示了配备有根据本发明的控制系统和显示器的车辆的内部的图。表示的内部图示出了车辆驾驶员的视场的一部分，特别地车辆内部的一部分，仪表板10、方向盘12和汽车挡风玻璃14。通过汽车挡风玻璃14上的反射，借助于平视显示器类型的、根据本发明的显示器，显示了图像16，该图像16包括例如车辆的速度、GPS导航信息及车辆设计师和/或驾驶员认为有用的其它信息。图像16是通过光学系统，诸如，例如半反射板形成的虚像。在本实施方式中，图像16直接形成在汽车挡风玻璃14上，但如已知的，显示器还可以包括布置在汽车挡风玻璃14和驾驶员之间的、在他的或者她的视场中的半反射板，在该半反射板上显示图像16。
根据本发明的显示器包括根据本发明的亮度控制系统，在下文中参考图2更详细地说明。控制系统特别地包括用于评估亮度的装置。图1举例示出了用于评估亮度的装置中的第一外部亮度传感器18、第二外部亮度传感器19、内部亮度传感器20和摄像机22。显示器另外包括所显示图像16的亮度的传感器50。
内部亮度传感器20测量车辆中驾驶员附近的光。其有利地位于汽车挡风玻璃14的周边24处，且朝向驾驶员。该内部亮度传感器20能够形成监测驾驶员的组件的部分，例如包括内部摄像机。
第一外部亮度传感器18的功能使得可以评估车辆前排的、超过显示在平视显示器上的图像16的亮度。它包括布置在与显示器相同的视场中的例如光检测二极管和光学系统，例如使得可以接收在例如近似10°锥角中的入射光，该锥体与图像16的平面的交接部基本上覆盖图像的全部。传感器18还可以是摄像机并且如有必要，能够用于其它功能(检测行人、车辆等等)。
第二外部亮度传感器19有利地布置在车辆的仪表板10上，并且朝向外部、例如向上指向。外部亮度传感器19能够例如呈布置在半透明顶盖罩下方的光检测二极管的形式，由此使得可以测量漫射光。这种顶盖罩使得可能由于独特外界干扰而不易经受亮度变化，这会使执行的测量有误。
布置在汽车挡风玻璃14上且朝向外部指向的摄像机22使得可以获利视频图像，这可使得取得多种数据，诸如，例如亮度、交通状况等等。
图1另外示出了用于车辆驾驶员的手动调节装置26。这一手动调节装置26处于有利地邻近驾驶员布置，例如，在此在方向盘12附近。图1中所示的手动调节装置26包括用于手动调节亮度的旋转拇指轮28及包括开关30，旋转拇指轮28包围开关30，开关30在此呈按钮形式。
图2示意性地例示了根据本发明的控制系统。示出的控制系统包括用于评估亮度的装置32，用于确定亮度设定点的装置34、手动调节装置26、和显示器36。图2另外示出了与驾驶员38的相互作用。
用于评估亮度的装置32包括例如第一外部亮度传感器18、第二外部亮度传感器19、内部亮度传感器20、测量显示器36显示亮度的亮度传感器50和摄像机22，这些参考图1描述。根据本实施方式，用于评估亮度的装置32另外联接到供给一个或多个以下类型数据的装置：
-有雨/无雨，例如借助于雨-光-温度(RLT)类型的传感器，
-地理位置，例如使用诸如GPS(全球定位系统)系统的地理位置系统，
-日期时间，例如使用内部时钟，或者为更为精确，使用通过诸如GPS的系统同步的时钟，
-天气状况，例如通过RLT传感器，或者通过外部通信、例如借助于因特网取得气象数据，
-视频图像，例如通过车辆前排摄像机22，
-车辆的速度，例如通过常规整合的速度测量系统或者借助于GPS系统。
这些数据由诸如例如传感器、内部或者外部测量系统等等的装置供给，诸如先前举例指出的那些，这些装置在图2中组成在一起，标示为附图标记40。这一数据列表是非限制性的，并且系统能够取得对于评估在车辆前方并且超过显示器36显示的图像16的外部亮度的其它类型数据。
使用全部或者一些这些数据，用于评估亮度的装置32评估在车辆前方并且超过显示的图像16的亮度。收集的各种数据被传输到用于确定要显示的亮度设定点的装置34。确定装置34包括从各种用于评估亮度的装置32(传感器、测试仪表等等)取得数据的微控制器42。然后，微控制器42的程序处理数据以从中推断要传输到显示器36的亮度设定点。
为改进亮度设定点的确定，确定装置34包括照明情景数据库44，该照明情景数据库44包括表示照明情况的数据。由此系统当用于评估亮度的装置32评估的当前情况与预存在数据库44中的已有情况比较。由此系统能够通过学习存储新情况。数据库44还可以包括地理定位数据，例如包括在驾驶员的正常行驶和日常行驶情形中碰到的情况。
举例来说，控制系统使得可以借助于来自先前列表的数据和来自先前亮度传感器的数据的组合预期以下照明情况：
-地理位置数据指示车辆进入隧道的将来行程，或者离开这一隧道的将来离开，并且已知车辆的速度，系统知悉车辆将进入隧道的时刻并确定在这一行程时要传输到显示器36的亮度设定点。外部亮度传感器18和/或摄像机22确认/否认到达隧道，
-气象数据(RLT传感器和外部数据)指示雪的存在，亮度设定点的值增大以提高图像16在显示器36上的显示可识别性，
-等等。
一旦确定装置34确定亮度设定点，所述亮度设定点传输到显示器36，显示器36因此相应地改变显示器显示的图像16的亮度。图像16能因此以确定装置34自动确定的亮度由驾驶员38看到。这一相互作用由虚线箭头46表示。
虽然如此，这一自动确定的亮度可不完全地对应于驾驶员38的舒适情况。为提高车辆驾驶员38的舒适性，系统因此包括先前说明的用于手动调节亮度的装置26，驾驶员38能够致动该装置26。这一调节作用由虚线箭头48表示。这一手动调节装置26包括用于两种不同功能的两个元件。
旋转拇指轮28使得可以围绕由确定装置34初始确定的亮度设定点值对亮度执行微调。由此，手动设定点不替换亮度设定点的自动确定。这一调节仅使得驾驶员38可以根据他或者她个人的视觉反应和他或者她的舒适性略修改亮度，这些视觉反应和舒适性会随着时间、每天或者根据例如驾驶员38的眼睛疲劳而变化。换句话说，这一手动微调使得可以从亮度设定点移动舒适性点。这一移动被记录被施加到将来遇到的全部亮度设定点值，以保持与驾驶员38的视觉反应匹配，直至驾驶员38再一次改变手动设定，或者该设定出于任何其它原因恢复为零。
在此为按钮形式的开关30允许驾驶员38从显示器36的正常运行方式转换到离散模式。
显示器36的正常运行方式呈现正常亮度，该正常亮度对应于确定装置34根据评估装置32评估的亮度确定的亮度设定点(如有必要，考虑先前说明的细微手动调节)。显示器36显示的图像16包括多种信息，诸如速度、GPS信息、里程等等，这些信息由车辆驾驶员累积并且如有必要，可作为驾驶员38的各种参数化的对象。
显示器36的运行的离散模式呈现比正常模式低的亮度，和/或图像16显示的信息量减少，诸如，例如仅显示速度和呼救消息。这使得如果驾驶员38被图像16干扰或者如果驾驶员38觉得不需要看到显示的图像16，则驾驶员38可以迅速地停用显示器36的许多功能性，同时仍保持最重要信息。

Claims (11)

1.一种用于车辆的平视显示器(36)的亮度控制系统，所述显示器(36)构造成显示图像(16)，所述系统包括用于评估亮度的装置(32)，所述用于评估亮度的装置联接到用于确定显示器(36)的亮度设定点的装置(34)，其特征在于，所述用于评估亮度的装置(32)能够评估车辆前排的并且超过显示在所述显示器(36)上的图像(16)的外部亮度，并且所述确定装置(34)能够根据所评估的外部亮度确定所述亮度设定点、并且能够将所述亮度设定点传输到所述显示器(36)。
2.根据权利要求1所述的亮度控制系统，其特征在于，所述用于评估亮度的装置(32)包括至少一个亮度传感器。
3.根据前一项权利要求所述的亮度控制系统，其特征在于，所述用于评估亮度的装置(32)包括外部亮度传感器(18)，所述外部亮度传感器能够评估车辆前排的并且超过显示在显示器(36)上的图像(16)的亮度，所述传感器(18)布置为处于与所述显示器(36)相同的视场中。
4.根据前一项权利要求所述的亮度控制系统，其特征在于，所述外部亮度传感器(18)布置成接收在锥体范围内的入射光，所述锥体与图像(16)的平面的交接部基本上覆盖所述图像(16)的全部。
5.根据权利要求3和4中的一项所述的亮度控制系统，其特征在于，所述用于评估亮度的装置(32)包括：
-测量车辆外部亮度的所述外部亮度传感器(18)，
-测量车辆内部亮度的亮度传感器(20)，和/或
-测量所述显示器(36)显示的图像(16)亮度的亮度传感器(50)。
6.根据前述权利要求中的一项所述的亮度控制系统，其特征在于，所述用于评估亮度的装置(32)被联接到供给一个或多个以下类型的数据的装置：
-无雨/有雨，
-地理位置，
-日期时间，
-天气状况，
-视频图像，
-车辆的速度。
7.根据前述权利要求中的一项所述的亮度控制系统，其特征在于，所述亮度控制系统包括照明情景数据库(44)，所述数据库包括表示不同照明情况的数据。
8.根据前述权利要求中的一项所述的亮度控制系统，其特征在于，所述亮度控制系统包括能够由车辆的驾驶员(38)控制的手动亮度调节装置(26)，并且所述手动亮度调节装置构造成允许驾驶员(38)围绕由所述确定装置(34)确定的初始的亮度设定点值微调传输到所述显示器(36)的所述亮度设定点。
9.根据前一项权利要求所述的亮度控制系统，其特征在于，所述手动调节装置(26)包括开关(30)，所述开关(30)构造成在驾驶员(38)致动所述开关(30)后，显著地降低所述亮度设定点值和/或减少在显示器(36)的图像(16)上显示的信息量，并且在所述开关(30)的去激活之后，恢复所述初始的亮度设定点值和在初始显示器(36)的图像(16)上显示的信息量。
10.一种平视显示器，其特征在于，所述平视显示器包括根据前述权利要求中的一项所述的亮度控制系统。
11.一种控制车辆的平视显示器(36)的亮度的方法，所述显示器(36)构造成显示图像(16)，其特征在于，所述方法包括评估车辆前排的并且超过显示在所述显示器(36)上的图像的外部亮度的步骤，根据在评估步骤中评估的外部亮度确定所述显示器(36)的亮度设定点的步骤，以及将所述亮度设定点传输到所述显示器(36)的步骤。
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