CN110161694A - 车用多光路hud显示系统及方法 - Google Patents

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陈佳琦
李郑阳
钟泽林
朱刘辉
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Suzhou Victory Precision Manufacture Co Ltd
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Abstract

本发明公开了车用多光路HUD显示系统及方法，其中系统包括多个投影仪(1)、相对于所述多个投影仪(1)设置以将所述多个投影仪(1)产生的激光反射至前挡风玻璃(7)的反射镜组、连接至所述反射镜组以控制反射镜(2)角度的调节装置(3)、及连接至所述投影仪(1)和调节装置(3)的控制系统(4)，所述多个投影仪(1)经所述反射镜组在前挡风玻璃(7)上形成距驾驶员不同距离的虚像(5)。本发明提供的车用多光路HUD显示系统及方法，可调节显示画面的位置，提高驾驶舒适性。

Description

车用多光路HUD显示系统及方法
技术领域
本发明涉及HUD显示技术领域，特别涉及一种车用多光路HUD显示系统及方法。
背景技术
抬头显示简称HUD，又被叫做平行显示系统，是指以驾驶员为中心盲操作多功能仪表盘，它的作用就是把时速、导航等重要的投影信息，投影到驾驶员前面的挡风玻璃上，让驾驶员尽量做到不低头就能看到时速、导航等重要的驾驶信息。
目前已经投入使用的HUD显示方式多为单光路显示，不能很好的根据驾驶员的需求改变投影距离，体验感较差。此外，现有专利中少有对于改变成像距离的光路调整的具体方式，或者仅能切换两种成像距离。同时，为了能够增大显示距离，现有技术中使用的HUD的两块反射镜相距较远，且其面积较大，导致整个HUD体积较大，占用了车内的较多空间，降低了驾驶舒适度。
发明内容
本发明目的是提供一种车用多光路HUD显示系统及方法，可根据需要显示与驾驶员呈不同距离的虚像，便于观察。
基于上述问题，本发明提供的技术方案之一是：
车用多光路HUD显示系统，其包括多个投影仪、相对于所述多个投影仪设置以将所述多个投影仪产生的激光反射至前挡风玻璃的反射镜组、连接至所述反射镜以控制反射镜角度的调节装置、及连接至所述投影仪和调节装置的控制系统，所述多个投影仪经所述反射镜组在前挡风玻璃上形成距驾驶员不同距离的虚像。
在其中的一些实施方式中，所述反射镜组包括间隔布置的多个反射镜，所述多个反射镜布置呈多边形状。
在其中的一些实施方式中，所述多个投影仪包括至少一个与所述反射镜组配合在所述前挡风玻璃上产生远距离虚像的投影仪和至少一个与所述反射镜组配合在所述前挡风玻璃上产生近距离虚像的投影仪。
在其中的一些实施方式中，所述调节装置包括前后调节机构、设置在所述前后调节机构上的支撑杆、设置在所述支撑杆上端的万向球、罩设在所述万向球上的固定底座、及控制所述固定底座与所述万向球配合角度的调节组件，所述反射镜固定在所述固定底座上。
在其中的一些实施方式中，所述前后调节机构包括底座、设置在所述底座上的丝杆、与所述丝杆传动连接的第一电机、及套设在所述丝杆上的滑块，所述支撑杆固定在所述滑块上。
在其中的一些实施方式中，所述调节组件包括上下布置的两个第二电机，所述两个电机的动力输出轴穿设在所述支撑杆上且相互垂直布置，每个第二电机的动力输出轴的两端分别经两根钢绳连接至所述固定底座，且与同一第二电机连接的两根钢绳呈反向绕设。
基于上述问题，本发明提供的另一技术方案是：
车用多光路HUD显示系统的显示方法，包括以下步骤：
S1、开机为记忆模式，即为前一次的显示模式；
S2、选择显示模式，根据相应模式开启对应的投影仪，控制系统控制调节装置将反射镜调节至对应角度，从而在前挡风玻璃上形成相应模式下的虚像。
在其中的一些实施方式中，所述步骤S2中包括三种选择模式：
S21、近距离模式，开启近距离投影仪，选择投影的距离，控制系统控制调节装置调节反射镜组的反射镜角度，以在前挡风玻璃上形成与驾驶员呈近距离的虚像；
S22、多图像模式，开启多个投影仪，控制系统控制调节装置调节反射镜组的反射镜角度，以在前挡风玻璃上形成与驾驶员呈不同距离的虚像；
S23、远距离模式，开启远距离投影仪，选择投影的距离，控制系统控制调节装置调节反射镜组的反射镜角度，以在前挡风玻璃上形成与驾驶员呈远距离的虚像。
与现有技术相比，本发明的优点是：
采用本发明的技术方案，可根据不同需求调节显示画面的位置，提高加湿舒适度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明车用多光路HUD显示系统实施例的第一种模式的成像原理图；
图2为本发明实施例第二种模式的成像原理图；
图3为本发明实施例第三种模式的成像原理图；
图4为本发明实施例中调节装置的结构示意图；
图5为本发明实施例中车用HUD显示方法的示意图；
其中：
1、投影仪；
2、反射镜；
3、调节装置；3-1、前后调节机构；3-1a、底座；3-1b、丝杆；3-1c、第一电机；3-1d、滑块；3-2、支撑杆；3-3、万向球；3-4、固定底座；3-5、调节组件；3-5a、第二电机；3-5b、钢绳；
4、控制系统；
5、虚像；
6、人眼；
7、前挡风玻璃。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
参见图1-4，为本发明的结构示意图，提供一种车用多光路HUD显示系统，包括多个投影仪1、相对于多个投影仪1设置以将多个投影仪1产生的激光反射到前挡风玻璃7的反射镜组、连接至反射镜组以控制反射镜2角度的调节装置3、及连接至投影仪1和调节装置3的控制系统4，多个投影仪1将反射镜组在前挡风玻璃7上形成距驾驶员不同距离的虚像5。
本例中，设有两个投影仪1，以分别用于在前挡风玻璃7上形成远距离、近距离的虚像5。
反射镜组包括五个反射镜5，这五个反射镜5间隔布置，且基本围绕呈多边形。
调节装置3包括前后调节机构3-1、设置在前后调节机构3-1上的支撑杆3-2、设置在支撑杆3-2上端的万向球3-3、罩设在万向球3-3上的固定底座3-4、及控制固定底座3-4与万向球3-3配合角度的调节组件3-5，反射镜2固定在固定底座3-4上。
其中，前后调节机构3-1包括底座3-1a、设置在底座3-1a上的丝杆3-1b、与丝杆3-1b传动连接的第一电机3-1c、及套设在丝杆3-1b上的滑块3-1d，支撑杆3-2呈角度固定在滑块3-1d上，通过第一电机3-1c带动丝杆3-1b转动，从而带动反射镜2前后移动，以调节多个反射镜2之间的间距。
调节组件3-5包括上下布置的两个第二电机3-5a，两个第二电机3-5a的动力输出轴穿设在支撑杆3-2上且相互垂直布置，每个第二电机3-5a的动力输出轴的两端分别经两根钢绳3-5b连接至固定底座3-4，且与同一第二电机3-5a连接的两根钢绳3-5b呈反向绕设，通过调节第二电机3-5a的转动方向，以调节钢绳3-5b的长度，从而调节反射镜2的方向。
参见图5，上述的HUD显示系统的显示方法，包括以下步骤：
S1、开机为记忆模式，即为前一次的显示模式，记忆模式可采用记忆模块，此为现有技术；
S2、选择显示模式，根据相应模式开启对应的投影仪，控制系统控制调节装置将反射镜调节至对应角度，从而在前挡风玻璃上形成相应模式下的虚像。
其中，步骤S2中包括三种选择模式：
S21、近距离模式，开启近距离投影仪，选择投影的距离，控制系统控制调节装置调节反射镜组的反射镜角度，以在前挡风玻璃上形成与驾驶员呈近距离的虚像，如图2所示；
S22、多图像模式，开启多个投影仪，控制系统控制调节装置调节反射镜组的反射镜角度，以在前挡风玻璃上形成与驾驶员呈不同距离的虚像，如图1所示；
S23、远距离模式，开启远距离投影仪，选择投影的距离，控制系统控制调节装置调节反射镜组的反射镜角度，以在前挡风玻璃上形成与驾驶员呈远距离的虚像，如图3所示。
关于反射镜角度的设置，本例中利用ZEMAX光学设计软件，先构建反射镜、投影仪、挡风玻璃、人眼位置的整体初始结构，包括相互间的距离和角度；然后编写评价函数操作数，并给定成像要求的目标值，然后通过自动优化可以计算出反射镜的距离和角度。ZEMAX光学设计软件为现有技术，采用该软件计算反射镜的角度也是现有技术，本发明不再赘述。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.车用多光路HUD显示系统，其特征在于：包括多个投影仪(1)、相对于所述多个投影仪(1)设置以将所述多个投影仪(1)产生的激光反射至前挡风玻璃(7)的反射镜组、连接至所述反射镜组以控制反射镜(2)角度的调节装置(3)、及连接至所述投影仪(1)和调节装置(3)的控制系统(4)，所述多个投影仪(1)经所述反射镜组在前挡风玻璃(7)上形成距驾驶员不同距离的虚像(5)。
2.根据权利要求1所述的车用多光路HUD显示系统，其特征在于：所述反射镜组包括间隔布置的多个反射镜(2)，所述多个反射镜(2)布置呈多边形状。
3.根据权利要求1所述的车用多光路HUD显示系统，其特征在于：所述多个投影仪(1)包括至少一个与所述反射镜组配合在所述前挡风玻璃(7)上产生远距离虚像的投影仪(1)和至少一个与所述反射镜组配合在所述前挡风玻璃(7)上产生近距离虚像的投影仪(1)。
4.根据权利要求1所述的车用多光路HUD显示系统，其特征在于：所述调节装置(3)包括前后调节机构(3-1)、设置在所述前后调节机构(3-1)上的支撑杆(3-2)、设置在所述支撑杆(3-2)上端的万向球(3-3)、罩设在所述万向球(3-3)上的固定底座(3-4)、及控制所述固定底座(3-4)与所述万向球(3-3)配合角度的调节组件(3-5)，所述反射镜(2)固定在所述固定底座(3-4)上。
5.根据权利要求4所述的车用多光路HUD显示系统，其特征在于：所述前后调节机构(3-1)包括底座(3-1a)、设置在所述底座(3-1a)上的丝杆(3-1b)、与所述丝杆(3-1b)传动连接的第一电机(3-1c)、及套设在所述丝杆(3-1b)上的滑块(3-1d)，所述支撑杆(3-2)固定在所述滑块(3-1d)上。
6.根据权利要求4所述的车用多光路HUD显示系统，其特征在于：所述调节组件(3-5)包括上下布置的两个第二电机(3-5a)，所述两个第二电机(3-5a)的动力输出轴穿设在所述支撑杆(3-2)上且相互垂直布置，每个第二电机(3-5a)的动力输出轴的两端分别经两根钢绳(3-5b)连接至所述固定底座(3-4)，且与同一第二电机(3-5a)连接的两根钢绳(3-5b)呈反向绕设。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的车用多光路HUD显示系统的显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、开机为记忆模式，即为前一次的显示模式；
S2、选择显示模式，根据相应模式开启对应的投影仪，控制系统控制调节装置将反射镜调节至对应角度，从而在前挡风玻璃上形成相应模式下的虚像。
8.根据权利要求7所述的显示方法，其特征在于：所述步骤S2中包括三种选择模式：
S21、近距离模式，开启近距离投影仪，选择投影的距离，控制系统控制调节装置调节反射镜组的反射镜角度，以在前挡风玻璃上形成与驾驶员呈近距离的虚像；
S22、多图像模式，开启多个投影仪，控制系统控制调节装置调节反射镜组的反射镜角度，以在前挡风玻璃上形成与驾驶员呈不同距离的虚像；
S23、远距离模式，开启远距离投影仪，选择投影的距离，控制系统控制调节装置调节反射镜组的反射镜角度，以在前挡风玻璃上形成与驾驶员呈远距离的虚像。
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