CN109597200B - 超宽幅抬头显示系统及其显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种超宽幅抬头显示系统及其显示方法。超宽幅抬头显示系统显示的超宽幅图像画面被分割成多个独立的抬头显示画面，各抬头显示画面所负责显示的信息类型依据车辆的使用状态动态地被切换，其中各抬头显示画面内嵌于对应的外框中，各外框由未显示图像的显示区域所形成。

Description

超宽幅抬头显示系统及其显示方法
技术领域
本发明涉及一种显示装置，且特别涉及一种超宽幅抬头显示系统及其显示方法。
背景技术
抬头显示器(Head Up Display；HUD)原是军用战斗机上的显示系统，让飞行员不必低头，就能够看到飞行任务所需要的重要信息，以降低飞行员需要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(Situation Awareness)的掌握。由于抬头显示器能提供高度的安全性，此技术亦开始运用至汽车市场中，以提高行车安全，降低车祸发生机率。
随着行车状况日益复杂，驾驶在高速驾驶下仍需掌握多种行车信息，但传统单屏幕抬头显示器仅有单一画面显示，且无针对扁长型区块设计的抬头显示器，不易满足驾驶者的需求。此外，目前法规允许的车用抬头显示器的显示区域，主要在挡风玻璃上方或下方的细长区域，而目前惯用的投影机或显示器的显示比例，均为16：9或4：3，若欲以惯用的显示比例于法规限制的细长区域进行显示，将仅有少部分的区域可进行显示，而无法充分地运用整个细长区域。
发明内容
本发明一实施例提供一种超宽幅抬头显示系统及其显示方法，可提供扁长型的超宽幅图像画面，超宽幅图像画面可分割成多个独立的抬头显示画面，而具有最佳的画面比例，并可充分运用法规限制的可显示区域，进而大幅提升行车安全。
本发明一实施例的超宽幅抬头显示系统，适于配置于一车辆内，超宽幅抬头显示系统包括显示装置以及控制装置。显示装置包括抬头显示器，且具有用以显示画面的显示区域。控制装置耦接显示装置，控制显示装置显示超宽幅图像画面，超宽幅图像画面包括至少一抬头显示画面，控制装置依据车辆的使用状态动态地切换各抬头显示画面所负责显示的信息类型，其中各抬头显示画面内嵌于对应的外框中，各外框由未显示图像的显示区域所形成。
在本发明的一实施例中，显示装置还包括光学镜片，光学镜片将抬头显示器提供的图像光束引导至驾驶者的眼睛，以形成虚像画面。
在本发明的一实施例中，光学透镜片包括凹面镜、凸透镜或平面镜。
在本发明的一实施例中，控制装置依据车辆的使用状态调整至少一外框的数量、尺寸及/或比例，并依据车辆的使用状态决定各抬头显示画面所负责显示的信息类型。
在本发明的一实施例中，车辆的使用状态包括车辆的行驶状态、车辆的系统配备及/或周边配备的使用状态。
在本发明的一实施例中，控制装置依据车辆的使用状态自多个图像输入源选择至少一图像画面，将选择的图像画面合成为合并画面，并控制显示装置显示合并画面。
在本发明的一实施例中，显示装置显示的画面内容包括合并画面以及无图像内容的显示画面。
在本发明的一实施例中，控制装置还依据选择的图像画面数量调整合并画面的比例，以产生预扭曲画面，控制装置依据预扭曲画面控制显示装置显示超宽幅图像画面。
在本发明的一实施例中，控制装置还依据选择的图像画面数量沿合并画面的短边的延伸方向拉长合并画面，以降低合并画面的长宽比，而产生预扭曲画面。
在本发明的一实施例中，控制装置更依据选择的图像画面数量调整超宽幅图像画面的画面分辨率。
在本发明的一实施例中，显示装置包括激光微投影机，控制装置还控制激光微投影机增加在水平方向上投射的光点密度，以提高超宽幅图像画面在水平方向上的分辨率，而维持超宽幅图像画面中各选择的图像画面的分辨率。
在本发明的一实施例中，超宽幅图像画面的长宽比大于等于3。
在本发明的一实施例中，显示装置包括液晶显示器、硅基液晶显示器、数字光学处理器投影机或微发光二极管显示器，显示装置的显示区域的一部分显示超宽幅图像画面。
在本发明的一实施例中，超宽幅图像画面占显示区域的1/3。
在本发明的一实施例中，显示区域包括无图像内容的第一区域与第二区域，第一区域与第二区域分别位于超宽幅图像画面的第一长边侧与第二长边侧。
在本发明的一实施例中，显示装置包括激光微投影机以及至少一反射镜，激光微投影机经由至少一反射镜投影超宽幅图像画面。
本发明一实施例的超宽幅抬头显示系统的显示方法，超宽幅抬头显示系统包括显示装置且适于配置于车辆内，显示装置具有用以显示画面的显示区域，超宽幅抬头显示系统的显示方法包括下列步骤。判断车辆的使用状态。依据车辆的使用状态控制显示装置显示超宽幅图像画面，其中超宽幅图像画面包括至少一抬头显示画面，各抬头显示画面所负责显示的信息类型依据车辆的使用状态动态地被切换，各抬头显示画面内嵌于对应的外框中，各外框由未显示图像的显示区域所形成。
在本发明的一实施例中，超宽幅抬头显示系统的显示方法还包括，依据车辆的使用状态调整至少一外框的数量、尺寸及/或比例，并依据车辆的使用状态决定各抬头显示画面所负责显示的信息类型。
在本发明的一实施例中，超宽幅抬头显示系统的显示方法还包括以下步骤。依据车辆的使用状态自多个图像输入源选择至少一图像画面。将选择的图像画面合成为合并画面。显示合并画面。
在本发明的一实施例中，超宽幅抬头显示系统的显示方法还包括以下步骤。依据选择的图像画面数量调整合并画面的比例，以产生预扭曲画面。依据预扭曲画面控制显示装置显示超宽幅图像画面。
在本发明的一实施例中，超宽幅抬头显示系统的显示方法还包括，依据选择的图像画面数量沿合并画面的短边的延伸方向拉长合并画面，以降低合并画面的长宽比，而产生预扭曲画面。
在本发明的一实施例中，超宽幅抬头显示系统的显示方法还包括，依据选择的图像画面数量调整超宽幅图像画面的画面分辨率。
在本发明的一实施例中，显示装置包括激光微投影机，超宽幅抬头显示系统的显示方法还包括，控制激光微投影机增加在水平方向上投射的光点密度，以提高超宽幅图像画面在水平方向上的分辨率，而维持超宽幅图像画面中各选择的图像画面的分辨率。
本发明一实施例的超宽幅抬头显示系统，适于配置于一车辆内，超宽幅抬头显示系统包括显示装置以及控制装置。显示装置包括抬头显示器。控制装置耦接显示装置，控制显示装置显示超宽幅图像画面以及增强现实图像画面，超宽幅图像画面包括至少一抬头显示画面，控制装置依据车辆的使用状态动态地切换各抬头显示画面所负责显示的信息类型，其中各抬头显示画面内嵌于对应的外框中，各外框由未显示图像的显示区域所形成。增强现实图像画面包括至少一抬头显示提示画面，控制装置依据全球定位系统信息、三维地图信息以及车辆的驾驶者的眼睛的位置调整抬头显示提示画面的显示位置，以使驾驶者的眼睛、抬头显示提示画面与提示目标呈一直线。
本发明实施例的超宽幅抬头显示系统可显示超宽幅图像画面，其中超宽幅图像画面可分割成多个独立的抬头显示画面，而具有最佳的画面比例，并可依据车辆的使用状态动态地切换各抬头显示画面所负责显示的信息类型，如此可充分运用法规限制的可显示区域，进而大幅提升行车安全。
为让本发明能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依照本发明一实施例的超宽幅抬头显示系统的示意图。
图2是依照本发明一实施例的超宽幅图像画面的示意图。
图3是依照本发明一实施例的显示装置的示意图。
图4是依照本发明一实施例的超宽幅抬头显示系统的显示区域示意图。
图5是依照本发明一实施例的超宽幅图像画面的图像处理的示意图。
图6A～6D示依照本发明实施例的超宽幅图像画面的示意图。
图7是依照本发明一实施例的超宽幅抬头显示系统显示增强现实图像画面的示意图。
图8是依照本发明一实施例的超宽幅抬头显示系统的显示方法。
【符号说明】
100：超宽幅抬头显示系统
102：显示装置
104：控制装置
200：超宽幅图像画面
302：光机
702：眼睛
704：感测装置
706：抬头显示器
H1、H2、H3：抬头显示画面
F1、F2、F3：外框
M1：反射镜
M2：凹面镜
MLA1：扩散片
HA1、HA2、HA3：抬头显示区域
I1～I3：图像画面
I4：合并画面
I5：预扭曲画面
RH1、RH2：抬头显示提示画面
S802～S812：超宽幅抬头显示系统的显示方法步骤
具体实施方式
图1是依照本发明一实施例的超宽幅抬头显示系统的示意图，请参照图1。超宽幅抬头显示系统100适于配置于车辆内，以显示抬头显示图像，其可包括显示装置102以及控制装置104，显示装置102耦接控制装置104。其中显示装置102用以显示超宽幅图像画面，超宽幅图像画面可包括至少一抬头显示画面，其中各个抬头显示画面内嵌于对应的外框中，而各个外框则由未显示图像的显示区域所形成。举例来说，图2是依照本发明一实施例的超宽幅图像画面的示意图。在本实施例中，超宽幅图像画面200包括三个抬头显示画面H1、H2、H3，且抬头显示画面H1、H2、H3分别内嵌于外框F1、F2、F3中，其中抬头显示画面H1、H2、H3分别用以显示来电信息，导航信息以及行车信息(包括油量、时速、时间等)。值得注意的是，在其它实施例中，抬头显示画面H1、H2、H3也可分别显示不同的信息类型，而不以本实施例为限。
显示装置102可例如以激光微投影机来实施，如图3实施例所示，显示装置102包括光机302、反射镜M1以及扩散片MLA1，光机302用以投影图像光束至反射镜M1上，藉由反射镜M1将图像光束导引至扩散片MLA1，而后再被投射到屏幕(例如抬头显示屏幕或汽车挡风玻璃)上进行显示。在部分实施例中，显示装置102也可不包括反射镜M1，亦或使用更多的反射镜，此外，扩散片MLA1也可以替代为光学微透镜阵列(Micro Lens Array)。若不使用反射镜M1，而由光机302直接地将图像光束投射至扩散片MLA1，将需拉大光机302与扩散片MLA1间的距离才能获得与使用反射镜M1时相同大小的投影画面，因而使得显示装置102的体积变大。相反地，若使用多片反射镜，则有利于显示装置102的小型化。其中，激光微投影机为通过在显示区域上打点的方式来进行投影画面的显示，当激光微投影机投影至外框F1、F2、F3的区域时，激光微投影机可停止在显示区域上打点，藉此来形成外框F1、F2、F3，亦即外框F1、F2、F3可由激光微投影机的未显示图像的显示区域形成。也就是说，原本在外框F1、F2、F3位置的图像画面将不会被显示，而做为抬头显示画面H1、H2、H3的外框使用。
值得注意的是，在其它实施例中，显示装置102并不限定须以激光微投影机来实施，也可例如以液晶显示器、硅基液晶(LCOS)显示器、数字光学处理器(DLP)投影机或微发光二极管(Micro LED)显示器来实施。另外，视显示装置102的实施方式的不同，超宽幅图像画面200可以实像或虚像的方式进行成像，且外框F1、F2、F3亦由未显示图像的显示区域形成。
图4是依照本发明一实施例的超宽幅抬头显示系统的显示区域示意图，请参照图4。法规限制的车用抬头显示器的抬头显示区域如图4所示，可包括抬头显示区域HA1、HA2以及HA3，亦即位于车辆挡风玻璃上缘与下缘的细长区域。由于超宽幅抬头显示系统100所提供的超宽幅图像画面200具有长宽比大于等于3(例如5:1，然不以此为限)，因此可充分地应用抬头显示区域HA1、HA2或HA3，大幅地改善已知技术无法充分地运用上述细长区域的问题。
图5是依照本发明一实施例的超宽幅图像画面的图像处理的示意图。如图5所示，超宽幅图像画面200可由多个不同的图像画面结合而成(在本实施例中为由3个图像画面I1～I3合成超宽幅图像画面200，然不以此为限，也可为单个图像或任意多个来形成超宽幅图像画面)。详细来说，控制装置104可自多个图像输入源选择至少一图像画面(例如在本实施例中为选择3个图像画面I1～I3)，并将选择的图像画面合成为一合并画面I4，其中各个图像画面I1～I3的比例皆为16:9，因此由图像画面I1～I3结合而成的合并画面I4的画面比例将为48:9，而无法保持在16:9。在部分实施例中，显示装置102可在不使画面扭曲的情形下，以48:9的比例显示合并画面I4，如此显示装置102所显示的画面(其比例可例如为16:9然不以此为限)将有部分区域无图像内容(如合并画面I4上方与下方的空白处，其可例如被显示为黑画面)。值得注意的是，图像画面I1～I3结合而成的合并画面I4并不限定必须如图5实施例般位于显示装置102的显示区域的中间，其位置也可例如位于显示区域的上方或下方位置，惟合并画面I4的画面比例须保持为48:9。在本实施例中，控制装置104可控制显示装置102显示超宽幅图像画面(例如控制激光微投影机显示超宽幅图像画面)，由于显示装置102在进行超宽幅图像画面200的显示时，会使原始图像扭曲(例如，激光微投影机在显示超宽幅图像画面时，投影垂直方向扫描角的压缩会使原始图像在垂直方向压扁的失真现像)，因此在本实施例中，控制装置104可在将图像画面I1～I3结合成合并画面I4后对合并画面I4进行图像画面的预扭曲处理。例如，沿合并画面的短边的延伸方向拉长合并画面，以降低合并画面的长宽比，而产生预扭曲画面。如图5所示，可将合并画面I4先沿垂直方向拉长，亦即可先对合并画面I4进行图像画面的预扭曲处理，以产生预扭曲画面I5，并使显示装置102依据预扭曲画面I5进行超宽幅图像画面200的显示，藉此抵消显示装置102在进行超宽幅图像画面200的显示时的扭曲现像，而可得到无扭曲失真的超宽幅图像画面200。其中合并画面的拉长程度可依据选择的图像画面数量调整，以获得比例的无扭曲失真的超宽幅图像画面。另外，本实施例的超宽幅图像画面的显示方式压缩了激光微投影机投影垂直方向的扫描角，可避免激光微投影机为了显示符合超宽幅图像画面200的画面比例影像而在显示质量不稳定的扫描角范围内进行投影，降低显示画面出现画面扭曲、色调改变以及影像分叉等失真情形，确保超宽幅图像画面的显示质量，并提高安全性。
此外，虽然进行画面的预扭曲处理可使超宽幅图像画面200的图像内容无扭曲失真的情形，然由于显示装置102在进行超宽幅图像画面200的显示时，由于微投影机能投射的原始图像分辨率是固定的(比如1280x720pixels)，但当将三个图像以水平排列方式融入此投影画面时，则每单一图像所分到的实际解析像素只有426x720pixels，虽然对实际的投影面积比例，仍然可以是正常的16：9或4：3尺寸，但以此面积所分到的水平方向的解析像素则会不足，可能导致水平方向画面质量变差的疑虑，为改善此情形，控制装置104可控制显示装置102调整超宽幅图像画面200的画面分辨率。举例来说，在显示装置102为激光微投影机的情形下，由于激光微投影机具有GHz以上的高速光点调制能力，故可以通过控制装置104来增加激光微投影机在水平方向上打点的密度，以提高超宽幅图像画面在水平方向上的分辨率，进而改善预扭曲画面I5中的每单一画面在水平方向分割后，水平方向上的光点密度下降，而使得超宽幅图像画面中单一图像(如图像画面I1～I3)的水平方向分辨率下降的问题。
另外，当显示装置102以液晶显示器、硅基液晶显示器、数字光学处理器投影机或微发光二极管显示器来实施时，其显示原理与激光微投影机并不相同，通过牺牲部分的显示区域不进行画面显示，得到无扭曲失真且符合需求比例(例如5:1)的超宽幅图像画面。举例来说，当以液晶显示器、硅基液晶显示器、数字光学处理器投影机或微发光二极管显示器显示图5的超宽幅图像画面200时，将1/3的显示区域用以显示超宽幅图像画面200，而剩余2/3的显示区域则不显示图像内容，避免以全部的显示区域显示超宽幅图像画面200时所出现的扭曲失真情形。其中未显示图像内容的显示区域可例如位于超宽幅图像画面200的两长边侧(也就是超宽幅图像画面200的上侧与下侧)，然不以此为限，在部分实施例中，未显示图像内容的显示区域也可仅位于超宽幅图像画面200的其中一长边侧。此外，未显示图像内容的显示区域并不限定为全部显示区域的2/3，依据选择用来合成合并画面的图像画面数量的不同，未显示图像内容的显示区域亦会对应地变化，例如当选择用来合成合并画面的图像画面数量越多时，未显示图像内容的显示区域所占的比例越大。
上述多个图像输入源可为各种传感器或车辆的周边装置等，例如行车记录器、红外线夜视摄像机、导航装置、倒车摄像机、环车摄像机，车用主机系统或可以与车用主机系统连接的设备等等，而车用手机藉由本身或手机的网络接口，连接于云端网络，而可让驾驶取得更丰富的路况信息或依据当时状况即时推播个人喜好的信息，比如附近推荐商家、特卖信息、优惠活动等等。上述实施例虽以来电信息，导航信息及/或行车信息等信息类型的图像来作为抬头显示画面H1、H2、H3的图像内容，以进行超宽幅抬头显示系统100的说明，然控制装置104也可依据车辆的使用状态动态地切换各个抬头显示画面所负责显示的信息类型，亦即可依据车辆的使用状态来选择不同图像输入源所提供的图像画面，来进行上述的画面合并以及预扭曲处理，以产生预扭曲画面I5，并依据预扭曲画面I5进行超宽幅图像画面200的显示。其中车辆的使用状态包括车辆的行驶状态、车辆的系统配备的及/或周边配备的使用状态。
举例来说，图6A～6D是依照本发明实施例的超宽幅图像画面的示意图。在图6A中，控制装置104依据车辆的转向来切换超宽幅图像画面中的抬头显示画面的图像内容，如图6A所示，当车辆左转时，控制装置104可选择左侧摄影镜头(例如为行车记录器的镜头)所提取的图像内容作为超宽幅图像画面中位于左侧的抬头显示画面的图像内容，以替代原本在图2中显示的来电信息。类似地，当车辆右转时，控制装置104也可选择右侧摄影镜头所提取的图像内容作为超宽幅图像画面中位于右侧的抬头显示画面的图像内容。此外，在部分实施例中，控制装置104也可例如依据车上的距离传感器来选择对应的摄影镜头所提供的图像画面，以显示离车辆太近的物体(例如行人或其他车辆)。又例如，控制装置104也可在进入低环境亮度的路段时，如夜晚、无路灯、地下室等路段时将具有夜视功能的摄像机所提取到的画面作为抬头显示画面的图像内容。又例如，控制装置104可将导航系统的速限警示图示取代为左侧的抬头显示画面，以提醒驾驶者。
此外，在部分实施例中，也可依据车辆的使用状态将超宽幅图像画面中位于中间的抬头显示画面的图像内容取代为其他图像画面。例如在图6B中，当车辆出现车道偏移的情形时，控制装置104可选择为行车记录器所提取的图像内容作为超宽幅图像画面中位于中间的抬头显示画面的图像内容，以替代原本在图2中显示的导航信息。又例如，当车辆进行倒车时，控制装置104可选择倒车摄影镜头提供的图像画面来取代位于中间的抬头显示画面的图像内容。
在图6C中，控制装置104可选择所在位置附近的建筑物图像(例如加油站的照片)来作为超宽幅图像画面中位于左侧的抬头显示画面的图像内容，建筑物图像可例如存储于云端存储装置，而由与车用主机系统连接的移动装置(如手机)提供，也就是说控制装置104也可依据云端信息来显示抬头显示画面，在部分实施例中，云端信息也可例如为天气信息。
此外，控制装置104可选择车用主机系统所提供的车况信息来作为抬头显示画面的图像内容，例如在图6D中，控制装置104可将车辆的剩余油量显示于超宽幅图像画面中位于右侧的抬头显示画面，然不以此为限，在其它实施例中，控制装置104也可例如将胎压信息或引擎异常信息等作为抬头显示画面的图像内容。
此外，上述实施例虽以超宽幅图像画面包括三个抬头显示画面为例进行超宽幅抬头显示系统的说明，然超宽幅图像画面所包括的抬头显示画面数量并不以此为限，亦即控制装置104可选择不同数量的图像画面来产生超宽幅图像画面，超宽幅图像画面所包括的抬头显示画面数量可为任意个数。此外，各个抬头显示画面可具有相同的大小比例，亦或是具有不同的大小比例，例如在图2与图5实施例中超宽幅图像画面200所包括的抬头显示画面H1～H3具有相同的比例大小，而在图6A～6D实施例中，则是位于中间的抬头显示画面具有较大的尺寸。控制装置104可例如依据各抬头显示画面所对应的信息(例如来电信息、导航信息或行车信息)来调整各个抬头显示画面的大小比例，也可例如依据对应使用者设定操作的设定信号来调整各个抬头显示画面的大小比例，以符合不同使用者的需求。又，控制装置104也可例如依据车辆的使用状态调整抬头显示画面的数量，并依据超宽幅图像画面所包括的抬头显示画面数量调整外框的数量、尺寸、比例以及对应调整超宽幅图像画面的解析度，其中超宽幅图像画面的解析度调整方式以及预扭曲的处理类似于上述实施例，因此在此不再赘述。
此外，在部分实施例中，超宽幅抬头显示系统还可在屏幕(例如汽车挡风玻璃)上以增强现实的方式显示提示信息，例如附近推荐商家、特卖信息、优惠活动、停车信息等等。图7是依照本发明一实施例的超宽幅抬头显示系统显示增强现实图像画面的示意图。如图7所示，在本实施例中，超宽幅抬头显示系统可还包括感测装置704，其耦接控制装置104，感测装置704可用以感测车辆驾驶者的眼睛702的位置，其可例如以摄像机来实施。另外，在本实施例中，显示装置102可包括抬头显示器706以及凹面镜M2，抬头显示器706可将其提供的投影图像光束藉由一凹面镜M2，将图像光束导引至驾驶者的眼睛702，此时凹面镜M2与抬头显示器内扩散片MLA1的距离，须为凹面镜M2所设计的焦距之内，依照透镜成像的光学原理，即可让驾驶在挡风玻璃外看到一漂浮于空中的虚像画面，亦即一增强现实(AugmentedReality；AR)的显示画面。
通过调整抬头显示器706与凹面镜M2的相对角度，即可调整图像光束投射至驾驶者的眼睛702的角度，也就是人眼所感受到在汽车挡风玻璃外所观看到的增强现实图像画面的方位(角度)。而人眼所感受到其与增强现实图像画面的位置(距离)关系，则由抬头显示器706内扩散片MLA1与凹面镜M2的相对距离决定，主要利用透镜成像原理来决定其虚像位置，例如当扩散片MLA1的位置配置于凹面镜M2的焦点上时，虚像的成像位置将位于无限远处(亦即无法成像)，而当图3的扩散片MLA1配置于凹面镜M2的焦点与凹面镜M2之间且越靠近凹面镜M2时，虚像的成像位置离凹面镜M2越近，且虚像的尺寸将越小。在其它实施例中，用于形成虚像的光学镜片并不限定为凹面镜，其也可例如为凸透镜或平面镜，由于凸透镜与平面镜形成虚像的原理为周知技术，例如凸透镜形成虚像的原理为使物的位置配置于凸透镜的焦点内，而平面镜形成虚像的原理为虚像成像位置到平面镜的距离与物体到平面镜的距离为1:1，本领域技术人员应可推知其虚像成像方式，因此在此不再赘述。
在本实施例中增强现实图像画面包括抬头显示提示画面RH1与RH2。在部分实施例中，控制装置104也可通过控制电子控制式的调整机构(未绘示)调整透镜的位置来改变图像光束的光路，而不限于仅调整抬头显示器706的图像光束的投影角度。进一步来说，控制装置104调整图像光束投射至驾驶者的眼睛702的角度的方式可例如为，依据全球定位系统信息、三维地图信息及/或车辆的驾驶者的眼睛702的位置调整抬头显示提示画面RH1与RH2的显示位置，以使驾驶者的眼睛702、抬头显示提示画面与提示目标呈一直线，如此便可使抬头显示提示画面RH1与RH2准确地被显示在提示目标的位置(亦或是在提示目标的位置旁)，而精准地针对提示目标提供提示讯息。
举例来说，在图7中，抬头显示提示画面RH1可显示有关停车位信息的交通情报。控制装置104可依据全球定位系统信息以及三维地图信息判断车辆与附近停车塔间的距离是否已小于预设距离，当车辆与附近停车塔间的距离已小于预设距离时，控制装置104即可控制抬头显示器706进行有关停车信息的抬头显示提示画面的投影。此时控制装置104可依据全球定位系统信息以及三维地图信息得知停车塔与车辆间的距离或坐标位置以及停车塔的高度，此外并可藉由感测装置704可得知使用者眼睛702的位置，控制装置104可依据此些信息来调整抬头显示器706的投影光束的光路(例如藉由三角函数来计算使用者眼睛702、抬头显示提示画面RH1以及停车塔塔顶间的三角函数关系，并具以调整抬头显示器706的投影光束的光路)，以使驾驶者的眼睛702、汽车挡风玻璃上的抬头显示提示画面RH1与停车塔塔顶呈一直线，如此便可使抬头显示提示画面RH1针对停车塔塔顶准确地进行标示，而不会因驾驶者的观看位置改变、车辆与停车塔间的距离改变或无法得知停车塔的高度而使得抬头显示提示画面RH1的位置偏移，进而使驾驶者误解抬头显示提示画面RH1所提供的信息内容，如此便以实境显示方式可有效地提供驾驶者以直觉、便利的方式接收提示讯息。
类似地，抬头显示提示画面RH2的显示位置也可以类似于抬头显示提示画面RH1的显示位置调整方式进行调整，在此不再赘述。上述抬头显示提示画面RH1与RH2的显示内容并不以图7实施例为限，其可依据使用者的搜寻设定不同亦或是三维地图信息所提供的信息内容不同而有所不同，例如环境、路况、导航、危险警讯等讯息推播皆可作为抬头显示提示画面的显示内容。此外，在部分实施例中，抬头显示提示画面可以持续闪烁的方式进行显示，以吸引驾驶者的注意。
图8是依照本发明一实施例的超宽幅抬头显示系统的显示方法，请参照图8。由上述实施例可知，超宽幅抬头显示系统的显示方法可至少包括下列步骤。首先，判断车辆的使用状态(步骤S802)，其中车辆的使用状态可例如包括车辆的行驶状态、车辆的系统配备以及周边配备的使用状态。接着，依据车辆的使用状态控制显示装置显示超宽幅图像画面，其中超宽幅图像画面的长宽比大于等于3，超宽幅图像画面包括至少一抬头显示画面，各抬头显示画面所负责显示的信息类型依据车辆的使用状态动态地被切换，各抬头显示画面内嵌于对应的外框中，各外框由未显示图像的显示区域所形成(步骤S804)。显示装置可例如为激光微投影机、液晶显示器、硅基液晶显示器、数字光学处理器投影机或微发光二极管显示器，其中激光微投影机可例如经由至少一反射镜投影超宽幅图像画面，或是不经由反射镜而直接投影超宽幅图像画面。详细来说，步骤S804可包括，先依据车辆的使用状态自多个图像输入源选择至少一图像画面(步骤S806)，图像输入源可例如为各种传感器或车辆的周边装置等，例如行车记录器、红外线摄像机、导航装置、倒车摄像机，车用主机系统及/或与车用主机系统连接的设备等等。接着，将选择的图像画面合成为合并画面(步骤S808)，在部分实施例中，步骤S808可包括依据车辆的使用状态调整至少一外框的数量、尺寸及/或比例，并依据车辆的使用状态决定各抬头显示画面所负责显示的信息类型。然后，依据选择的图像画面数量调整合并画面的比例，以产生预扭曲画面(步骤S810)，例如沿合并画面的短边的延伸方向拉长合并画面，以降低合并画面的长宽比，而产生预扭曲画面。最后，再依据预扭曲画面控制显示装置显示超宽幅图像画面(步骤S812)。在部分实施例中，步骤S810可包括依据选择的图像画面数量调整超宽幅图像画面的画面解析度。例如，可增加激光微投影机在水平方向上打点的密度，以提高超宽幅图像画面在水平方向上的分辨率，进而改善预扭曲画面中的每单一画面在水平方向分割后，水平方向上的光点密度下降，而使得超宽幅图像画面中单一图像的水平方向分辨率下降的问题。此外，在部分实施例中，也可直接显示步骤S808所产生的合并画面，而不进行上述的预扭曲画面处理，此时显示装置所显示的画面内容将包括合并画面以及无图像内容的显示画面。例如，当显示装置以液晶显示器、硅基液晶显示器、数字光学处理器投影机或微发光二极管显示器来实施时，将1/3的显示区域用来显示超宽幅图像画面，而剩余2/3的显示区域则不显示图像内容，避免以全部的显示区域显示超宽幅图像画面时所出现的扭曲失真情形。其中未显示图像内容的显示区域可例如位于超宽幅图像画面的两长边侧(也就是超宽幅图像画面的上侧与下侧)。此外，未显示图像内容的显示区域并不限定为全部显示区域的2/3，例如当选择用来合成合并画面的图像画面数量越多时，未显示图像内容的显示区域所占的比例越大。
本发明一实施例的超宽幅抬头显示系统可显示超宽幅图像画面，其中超宽幅图像画面可分割成多个独立的抬头显示画面，而具有最佳的画面比例，并可依据车辆的使用状态动态地切换各抬头显示画面所负责显示的信息类型，如此可充分运用法规限制的可显示区域，并以直觉的方式提供驾驶者所需的信息，进而大幅提升行车安全。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求书及其均等范围所界定范围为准。

Claims (27)

1.一种超宽幅抬头显示系统，适于配置于车辆内，该超宽幅抬头显示系统的特征在于，包括：
显示装置，包括抬头显示器，具有用以显示画面的显示区域；以及
控制装置，耦接该显示装置，控制该显示装置显示超宽幅图像画面，该超宽幅图像画面包括至少一抬头显示画面以及至少一外框，且该至少一抬头显示画面分别内嵌于对应的该至少一外框中，该控制装置依据该车辆的使用状态动态地切换各该抬头显示画面所负责显示的信息类型，其中各该抬头显示画面内嵌于对应的外框中，各该外框由未显示图像的该显示区域所形成，
其中，该控制装置依据该车辆的使用状态自多个图像输入源选择至少一图像画面，将选择的图像画面合成为合并画面，该控制装置还依据选择的图像画面数量沿该合并画面的短边的延伸方向拉长该合并画面的短边且维持该合并画面的长边，以降低该合并画面的长宽比，而产生预扭曲画面，并且该控制装置依据该预扭曲画面来控制该显示装置显示该超宽幅图像画面。
2.如权利要求1所述的超宽幅抬头显示系统，其特征在于，该显示装置还包括：
光学镜片，将该抬头显示器提供的图像光束引导至驾驶者的眼睛，以形成虚像画面。
3.如权利要求2所述的超宽幅抬头显示系统，其特征在于，该光学透镜片包括凹面镜、凸透镜或平面镜。
4.如权利要求1所述的超宽幅抬头显示系统，其特征在于，该控制装置依据该车辆的使用状态调整该至少一外框的数量、尺寸及/或比例，并依据该车辆的使用状态决定各该抬头显示画面所负责显示的信息类型。
5.如权利要求4所述的超宽幅抬头显示系统，其特征在于，该车辆的使用状态包括该车辆的行驶状态、该车辆的系统配备及/或周边配备的使用状态。
6.如权利要求1所述的超宽幅抬头显示系统，其特征在于，该显示装置显示的画面内容包括该合并画面以及无图像内容的显示画面。
7.如权利要求1所述的超宽幅抬头显示系统，其特征在于，该控制装置更依据选择的图像画面数量调整该超宽幅图像画面的画面分辨率。
8.如权利要求7所述的超宽幅抬头显示系统，其特征在于，该显示装置包括激光微投影机，该控制装置还控制该激光微投影机增加在水平方向上投射的光点密度，以提高该超宽幅图像画面在该水平方向上的分辨率，而维持该超宽幅图像画面中各该选择的图像画面的分辨率。
9.如权利要求1所述的超宽幅抬头显示系统，其特征在于，该超宽幅图像画面的长宽比大于等于3。
10.如权利要求1所述的超宽幅抬头显示系统，其特征在于，该显示装置包括液晶显示器、硅基液晶显示器、数字光学处理器投影机或微发光二极管显示器，该显示装置的该显示区域的一部分显示该超宽幅图像画面。
11.如权利要求10所述的超宽幅抬头显示系统，其特征在于，该超宽幅图像画面占该显示区域的1/3。
12.如权利要求10或11所述的超宽幅抬头显示系统，其特征在于，该显示区域包括无图像内容的第一区域与第二区域，该第一区域与该第二区域分别位于该超宽幅图像画面的第一长边侧与第二长边侧。
13.如权利要求1所述的超宽幅抬头显示系统，其特征在于，该显示装置包括激光微投影机以及至少一反射镜，该激光微投影机经由该至少一反射镜投影该超宽幅图像画面。
14.一种超宽幅抬头显示系统的显示方法，该超宽幅抬头显示系统包括显示装置且适于配置于车辆内，该显示装置具有用以显示画面的显示区域，该超宽幅抬头显示系统的显示方法的特征在于，包括：
判断该车辆的使用状态；以及
依据该车辆的使用状态控制该显示装置显示超宽幅图像画面，其中该超宽幅图像画面包括至少一抬头显示画面以及至少一外框，且该至少一抬头显示画面分别内嵌于对应的该至少一外框中，各该抬头显示画面所负责显示的信息类型依据该车辆的使用状态动态地被切换，各该抬头显示画面内嵌于对应的外框中，各该外框由未显示图像的该显示区域所形成，
依据该车辆的使用状态自多个图像输入源选择至少一图像画面，将选择的图像画面合成为合并画面，还依据选择的图像画面数量沿该合并画面的短边的延伸方向拉长该合并画面的短边且维持该合并画面的长边，以降低该合并画面的长宽比，而产生预扭曲画面，并且依据该预扭曲画面来控制该显示装置显示该超宽幅图像画面。
15.如权利要求14所述的超宽幅抬头显示系统的显示方法，其特征在于，还包括：
依据该车辆的使用状态调整该至少一外框的数量、尺寸及/或比例，并依据该车辆的使用状态决定各该抬头显示画面所负责显示的信息类型。
16.如权利要求15所述的超宽幅抬头显示系统的显示方法，其特征在于，该车辆的使用状态包括该车辆的行驶状态、该车辆的系统配备及/或周边配备的使用状态。
17.如权利要求14所述的超宽幅抬头显示系统的显示方法，其特征在于，该显示装置显示的画面内容包括该合并画面以及无图像内容的显示画面。
18.如权利要求14所述的超宽幅抬头显示系统的显示方法，其特征在于，还包括：
依据选择的图像画面数量调整该超宽幅图像画面的画面分辨率。
19.如权利要求18所述的超宽幅抬头显示系统的显示方法，其特征在于，该显示装置包括激光微投影机，超宽幅抬头显示系统的显示方法还包括：
控制该激光微投影机增加在水平方向上投射的光点密度，以提高该超宽幅图像画面在该水平方向上的分辨率，而维持该超宽幅图像画面中各该选择的图像画面的分辨率。
20.如权利要求14所述的超宽幅抬头显示系统的显示方法，其特征在于，该超宽幅图像画面的长宽比大于等于3。
21.如权利要求14所述的超宽幅抬头显示系统的显示方法，其特征在于，该显示装置包括激光微投影机、液晶显示器、硅基液晶显示器、数字光学处理器投影机或微发光二极管显示器，该显示装置的该显示区域的一部分显示该超宽幅图像画面。
22.如权利要求21所述的超宽幅抬头显示系统的显示方法，其特征在于，该超宽幅图像画面占该显示区域的1/3。
23.如权利要求21或22所述的超宽幅抬头显示系统的显示方法，其特征在于，该显示区域包括无图像内容的第一区域与第二区域，该第一区域与该第二区域分别位于该超宽幅图像画面的第一长边侧与第二长边侧。
24.如权利要求14所述的超宽幅抬头显示系统的显示方法，其特征在于，该显示装置包括激光微投影机，该激光微投影机经由至少一反射镜投影该超宽幅图像画面。
25.一种超宽幅抬头显示系统，适于配置于车辆内，该超宽幅抬头显示系统的特征在于，包括：
显示装置，包括抬头显示器；以及
控制装置，耦接该显示装置，控制该显示装置显示超宽幅图像画面以及增强现实图像画面，该超宽幅图像画面包括至少一抬头显示画面以及至少一外框，且该至少一抬头显示画面分别内嵌于对应的该至少一外框中，该控制装置依据该车辆的使用状态动态地切换各该抬头显示画面所负责显示的信息类型，其中各该抬头显示画面内嵌于对应的外框中，各该外框由未显示图像的显示区域所形成，该增强现实图像画面包括至少一抬头显示提示画面，该控制装置依据全球定位系统信息、三维地图信息以及该车辆的驾驶者的眼睛的位置调整该抬头显示提示画面的显示位置，以使该驾驶者的眼睛、该抬头显示提示画面与提示目标呈一直线，
其中，该控制装置依据该车辆的使用状态自多个图像输入源选择至少一图像画面，将选择的图像画面合成为合并画面，该控制装置还依据选择的图像画面数量沿该合并画面的短边的延伸方向拉长该合并画面的短边且维持该合并画面的长边，以降低该合并画面的长宽比，而产生预扭曲画面，并且该控制装置依据该预扭曲画面来控制该显示装置显示该超宽幅图像画面。
26.如权利要求25所述的超宽幅抬头显示系统，其特征在于，该显示装置还包括光学镜片，将该抬头显示器提供的图像光束引导至该驾驶者的眼睛，以形成虚像画面。
27.如权利要求26所述的超宽幅抬头显示系统，其特征在于，该光学镜片包括凹面镜、凸透镜或平面镜。
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