CN110385990A - 车辆抬头显示器装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆抬头显示器装置，其包括：显示单元，该显示单元被分成第一显示区域和第二显示区域；折叠式反射镜，该折叠式反射镜被配置成将第一图像反射至第一显示区域；图片生成单元，该图片生成单元被配置成将第一图像直接投射至折叠式反射镜；以及控制单元，该控制单元被配置成调节投射距离和放大倍率并且控制图片生成单元将第一图像输出至第一图像区域并将第二图像输出至第二显示区域。这里，第一图像是虚像，并且第二图像是实像。

Description

车辆抬头显示器装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种车辆抬头显示器装置及其控制方法。

背景技术

最近，随着已经引入了配备有抬头显示器(也被称之为HUD)的车辆，用户对该装置的兴趣日增。

这种HUD装置是在不偏离驾驶员的前方视野(即，在驾驶员操作车辆或飞机时的驾驶员的主视线)的情况下提供车辆操作信息(诸如，车辆的行驶信息或导航信息)的装置。一种初级HUD装置被开发为使得将该装置附接至飞机(具体地，战斗机)以在飞机飞行时向飞行员提供飞行信息。通过将这种原理应用于车辆开发出一种车辆HUD装置。

例如，当车辆以100km/h行驶时，驾驶员可能需要花费两秒来查看仪表盘并且然后他或她转而注视道路。在这种假设下，车辆移动约55m并且由此始终存在发生事故的可能性。

为了降低危险，通过将仪表盘信息(速度、英里数、RPM等)显示在驾驶员的主视线上，车辆HUD能够在不需要驾驶员在驾驶时离开观察道路的情况下使得驾驶员能够看见车辆的重要操作信息或路线信息。

同时，根据常规技术的HUD装置以依据驾驶员的视平线的重叠方式在驾驶员的前方视野中显示操作信息。在这种情况下，当待显示操作信息的高度在驾驶员的视野范围内改变时，可以在不考虑实际视野的视角的情况下显示操作信息。

图1A至图1C示出了根据常规技术的HUD装置。

常规HUD装置使用单一图片生成单元(PGU)。当显示多项操作信息时，这种单一PGU由于单一投射距离(焦点)和单一放大倍率所导致的驾驶员视角的限制性而具有受限显示区域的问题。因此，根据常规技术，应缩小或移动主信息图像来显示各种内容。

在这种情况下，如图1A和图1B所示，当下端部分中显示的操作信息的高度在Y轴方向上竖直地移动时，可能会部分阻挡驾驶员的前方视野。

此外，驾驶员的焦距根据速度而变化。然而，根据图1C中所示的常规技术，HUD图像被显示在固定的焦距处，并由此，驾驶员的焦距可能与HUD图像的焦距不同。相应地，可能与驾驶形成干扰。

鉴于此，题为“车辆抬头显示器(vehicle head-up display device)”的韩国专利公开第10-2009-0075997号公开了一种用于增加驾驶员的相对于HUD的可视区域以能够通过包括比输入图像源的分辨率更高的分辨率的面板而使得驾驶员易于查看行驶信息的技术。

发明内容

本发明的实施方式提供了一种车辆抬头显示器装置及其控制方法，该车辆抬头显示器被配置成能够通过由内容区分在显示单元上显示的区域并且显示用于每个所区分的区域的内容信息而使得驾驶员在驾驶期间以最小的眼睛移动看见车辆信息。

然而，本发明的实施方式的技术目的并不局限于前述，并且可以存在其他技术目的。

根据本发明的第一方面，车辆抬头显示器(HUD)装置包括：显示单元，该显示单元被分成第一显示区域和第二显示区域；折叠式反射镜，该折叠式反射镜被配置成将第一图像反射至第一显示区域；图片生成单元(PGU)，该图片生成单元被配置成将第一图像直接投射至折叠式反射镜；以及控制单元，该控制单元被配置成调节投射距离和放大倍率并且控制PGU将第一图像输出至第一图像区域并将第二图像输出至第二显示区域。在这种情况下，第一图像是虚像，并且第二图像是实像。

显示单元通过将有机发光二极管(OLED)面板放置在透明玻璃上而形成。在这种情况下，透明玻璃的未放置OLED面板的区域可以对应于第一显示区域，并且透明玻璃的放置有OLED面板的区域可以对应于第二显示区域。

OLED面板可以被放置在透明玻璃的下端部分和侧面部分中的一者或多者上。

控制单元可以校正第一图像的失真并且然后执行将第一图像输出至第一显示区域的控制操作。

控制单元可以调节与车辆的速度对应的投射距离和放大倍率并且执行将第一图像输出至第一显示区域的控制操作。与车辆的速度对应的投射距离和放电倍率可以作为查询表被存储在存储器中。

第一图像可以包括车辆的行驶路线信息和速度信息中的一者或多者，并且第二图像可以包括由外部摄像头捕获的图像、在仪表板中显示的车辆警示信息、行驶路线信息的辅助信息以及速度信息的辅助信息中的一者或多者。

根据本发明的第二方面，控制包括分成第一显示区域和第二显示区域的显示单元的车辆抬头显示器装置的方法(该方法由控制单元执行)包括：接收与驾驶员的头部运动和眼箱对应的视角；根据投射距离和视角调节放大倍率，并且执行将第一图像输出至第一显示区域的控制操作；以及执行将第二图像输出至第二显示区域的控制操作，其中，第一图像是虚像，并且第二图像是实像。

根据本发明的前述技术解决方案中的任一种，通过额外包括输出短距实像的透明辅助显示器，能够以最小的眼睛移动向驾驶员提供各种车辆信息。

附图说明

通过参考所附附图详细描述示例性实施方式，本发明的上述目标和其他目标、特征、以及优点对本领域普通技术人员将变得更为显而易见，附图中：

图1A至图1C示出了根据常规技术的抬头显示器装置；

图2是示出了根据本发明的实施方式的车辆抬头显示器装置的框图；

图3示出了显示单元的第一显示区域和第二显示区域；

图4A和图4B是实现显示单元的示例图；

图5是根据本发明的实施方式实现车辆抬头显示器装置的示例图；

图6A至图6D是在第一显示区域中显示的第一图像和在第二显示区域中显示的第二图像的示例图；以及

图7是示出了根据本发明的实施方式的控制车辆抬头显示器装置的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考所附附图详细描述本领域技术人员易于实施的本发明的实施方式。然而，本发明可以以多种不同的形式实施并且不应被解释为限于本文阐述的实施方式。进一步地，为了清晰示出本发明，附图中省去了与描述无关的部件。

当一个部件被称之为“包括(comprising)”(或“包含(including)”、或“具有”)其他元件时，应当理解的是，除非另有具体描述，否则该部件可以仅包括(或包含或具有)这些元件或者包括其他元件以及这些元件。

本发明涉及一种车辆抬头显示器装置100。

根据本发明的实施方式，通过由内容区分在显示单元110上显示的区域并且通过显示用于每个所区分的区域的内容信息，能够使得驾驶员在驾驶期间以最小的眼睛移动看见车辆信息。

下面将参考图2至图6D描述根据本发明的实施方式的车辆抬头显示器装置100。

图2是示出了根据本发明的实施方式的车辆抬头显示器装置100的框图。

根据本发明的实施方式的车辆抬头显示器装置100包括显示单元110、折叠式反射镜120、PGU 130以及控制单元140。

显示单元110具有彼此区分开的第一显示区域111和第二显示区域113。在第一显示区域111中显示第一图像，并且在第二显示区域113中显示第二图像。

在这种情况下，第一图像是反映驾驶员根据车辆速度注视的焦距的虚像，并且第二图像是实像。

根据本发明的实施方式，通过将车辆信息分开地提供至显示虚像的第一显示区域111和显示实像的第二显示区域113，能够使得在行驶车辆中的驾驶员以最佳状态看见车辆信息。

图3示出了显示单元110的第一显示区域111和第二显示区域113。图4A和图4B是实现显示单元110的示例图。

参考图3，显示单元110可以通过将透明辅助显示器与组合反射镜组合而形成。

例如，显示单元110可以通过将有机发光二极管(OLED)面板放置在透明玻璃上而形成。在这种情况下，透明玻璃的未放置OLED面板的区域可以对应于第一显示区域111，并且放置有OLED面板的区域可以对应于第二显示区域113。

OLED面板可以放置在透明玻璃的下端部分或侧面部分的一者或多者上。

也就是说，与第二显示区域113对应的OLED面板可以放置在如图4A所示的透明玻璃的仅下端部分上，或者如图4B所示还可以放置在透明玻璃的侧面部分上以及透明玻璃的下端部分两者上。

返回参考图2，折叠式反射镜120可以将第一图像反射在第一显示区域111上。此时，折叠式反射镜120可以实现为平面反射镜或非球面反射镜，并且通过在控制单元140的控制下调节投射距离和放大倍率，可以将第一图像反射至第一显示区域111。

当通过控制单元140控制PGU操作单元(未示出)时，PGU 130可以将第一图像直接投射至折叠式反射镜120。

可以如图5所示地布置和实现折叠式反射镜120和PGU 130。

图5是根据本发明的实施方式实现车辆抬头显示器装置100的示例图。

在控制单元140的控制下，PGU 130投射第一图像P1(其为虚像)，并且折叠式反射镜120将由PGU 130投射的第一虚像P1反射至第一显示区域111。

因此，根据与驾驶员的头部运动a和眼箱(eye box)b对应的视角α和投射距离PD可以放大或缩小第一图像P1，并且然后，该第一图像可以显示在第一显示区域111中。

在这种情况下，可以从驾驶员直接接收驾驶员视平线信息，诸如视角α。例如，可以自动检测视平线信息，并且然后，通过视平线检测装置输入视平线信息；或者可以提取并且然后输入基于驾驶员存储在存储器中的视平线信息。

例如，当由视平线检测装置检测的视角较高时，即，当驾驶员的视平线较高时，控制单元140可以执行降低在第一显示区域111中显示的第一图像P1的高度的控制操作。此外，当驾驶员的视角较低时，控制单元140可以执行增加在第一显示区域111中显示的第一图像P1的高度的控制操作。

可替代地，当控制单元140不能控制与驾驶员的视角对应的第一图像P1的高度时，即，当驾驶员的头部运动和眼箱在预定范围之外时，控制单元140可以执行在第二图像P2中显示关于第一图像P1的信息的控制操作，以便增加提供主信息的第一图像P1的可见性。

因为在第一显示区域111中显示的第一图像P1是虚像，所以驾驶员看见位于投射距离PD处的第一图像P1。

此外，在通过放置在组合反射镜上的透明辅助显示器实现的第二显示区域113中显示第二图像P2。

返回参考图1A至图1C，控制单元140调节投射距离和放大倍率并且控制PGU 130将第一图像输出至第一显示区域111并且将第二图像输出至第二显示区域113。

在这种情况下，控制单元140可以对第一图像的失真进行校正，并且然后，可以执行将第一图像输出至第一显示区域111的控制操作。

也就是说，控制单元140可以调节与车辆的速度对应的投射距离和放大倍率，并且可以执行将第一图像输出至第一显示区域111的控制操作。

为此，可以以查询表的形式预存储与车辆的速度对应的投射距离和放大倍率，并且控制单元140可以通过参考查询表控制折叠式反射镜120来调节第一图像的投射距离和放大倍率。

例如，当车辆的速度较低时，第一图像的投射距离为约2.5m或更大的短距离，并且当车辆的速度较高时，第一图像的投射距离为约7.5m或更小的长距离。

此外，控制单元140可以将关于各种外部输入内容(诸如，仪表板车辆信息、由摄像头捕获的图像等)的信息进行组合、选择待在第一显示区域111和第二显示区域113中显示的信息，并且然后，执行通过第一图像和第二图像输出所选择的信息的控制操作。

图6A至图6D是在第一显示区域111中显示的第一图像和在第二显示区域113中显示的第二图像的示例图。

例如，控制单元140可以执行选择和控制，使得通过第一图像显示车辆的主信息并且通过第二图像显示车辆的辅助信息。

也就是说，如图6A和图6B所示，通过第一图像可以显示行驶路线信息、速度信息等，并且通过第二图像可以显示车辆的辅助信息。在这种情况下，通过AM OLED(图6A)或通过段OLED(图6B)可以实现显示单元110的第二显示区域113，以显示第二图像。

此外，如图6C所示，控制单元140可以执行选择和控制，使得通过第二图像显示如图6C所示的由外部摄像头捕获的图像、如图6D所示的在仪表板中显示的车辆警示信息、行使路线信息的辅助信息、速度信息的辅助信息等。

然而，通过第一图像和第二图像显示的信息并不局限于此，而是可以通过车辆的设置而自由改变。例如，当车辆以低速行驶时或当前方不存在任何车辆时，控制单元140可以执行选择和控制，使得通过第二图像输出车辆的主信息。

控制单元140可以包括通信模块(未示出)、存储器(未示出)以及处理器(未示出)。

通信模块可以包括用于将数据传输至车辆内的装置或从车辆内的装置接收数据的有线通信模块和无线通信模块两者。通过使用电力线通信装置、电话线通信装置、家庭缆线(MoCA)、以太网、IEEE1294、统一有线家庭网络或RS-485控制装置可以实现有线通信模块。此外，通过使用无线局域网(WLAN)、蓝牙、HDR WPAN、UWB、ZigBee、脉冲无线电、60-GHzWPAN、二进制CDMA、无线USB技术、无线HDMI技术等可以实现无线通信模块。

更优选地，通信模块可以通过控制器局域网(CAN)通信将数据传输至车辆的内部装置或从车辆的内部装置接收数据。

存储器存储用于控制抬头显示器装置的程序，并且处理器运行存储在存储器中的程序。

在这种情况下，存储器共同地称为非易失性存储装置(即使在不供应电力时，也维持所存储的信息)以及易失性存储装置。

存储器的实施例可以包括NAND闪存存储器(诸如，紧凑型闪存(CF)卡、安全数字(SD)卡、记忆棒、固态驱动器(SSD)或微SD卡)、磁性计算机存储器装置(诸如，硬盘驱动器(HDD))以及光盘驱动器(诸如，紧凑型盘(CD)-只读存储器(ROM)或数字通用盘(DVD)-ROM)。

根据本发明的实施方式的图2中示出的元件可以实现为软件或硬件，诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)，并且可以执行预定的功能。

然而，元件并不局限于软件或硬件，并且可被配置成位于可寻址的存储介质中或被配置成激活一个或多个处理器。

相应地，元件的实施例包括诸如为软件元件、面向对象的软件元件、类元件和任务元件的元件、过程、功能、属性、过程、子例程、程序代码段、驱动器、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表、阵列以及变量。

元件和由对应元件提供的功能可以进行组合而构成较少数量的元件或可以被划分成额外的元件。

图7是示出了根据本发明的实施方式的控制车辆抬头显示器装置的方法的流程图。

在根据本发明的实施方式的控制车辆抬头显示器装置的方法中，首先，控制单元接收与驾驶员的头部运动和眼箱对应的视角(步骤S110)。

随后，控制单元根据驾驶员的投射距离和视角来调节放大倍率并且执行将第一图像输出至第一显示区域的控制操作(步骤S120)。在这种情况下，控制单元可以控制PGU，该PGU被配置成将第一图像直接投射至折叠式反射镜，以便将第一图像输出至第一显示区域。

此外，控制单元可以根据车辆的速度来调节投射距离和放大倍率以执行将第一图像输出至第一显示区域的控制操作。在这种情况下，根据与驾驶员的头部运动和眼箱对应的视角和投射距离可以放大或缩小第一图像，并且然后，可以在第一显示区域中显示该第一图像。

随后，控制单元执行将第二图像输出至第二显示区域的控制操作(步骤S130)。

在这种情况下，第一图像是虚像，并且第二图像是实像。

在上述描述中，依据本发明的实现方式，步骤S110至S130可被分成额外的步骤或进行组合以构成较少数量的步骤。此外，如果需要的话，可以省去一些步骤，或者可以以与上述不同的顺序执行步骤。此外，尽管此处未描述，但参考图2至图6D的上述描述可以应用于图7中的控制方法。

根据本发明的任一实施方式，通过额外包括输出短距离实像的透明辅助显示器，能够以最小的眼睛移动向驾驶员提供各种车辆信息。

此外，通过在第二显示区域113上显示警示灯指示，能够通过仪表板替换来减少部件的数量并且由此减少产品的重量。

同时，本发明的实施方式可以实现为存储在计算机可运行介质或记录介质中的包括计算机运行指令的计算机程序。计算机可读介质可以是可由计算机访问的任意可用介质并且可以包括易失性和非易失性介质以及离散和集成介质。此外，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质两者。计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任意方法或技术中实现的易失性和非易失性介质以及离散和集成介质。通信介质包括计算机可读指令、数据结构、程序模块、其他数据(例如，模块化数据信号，诸如副载波)或其他传输机构。通信介质的示例包括任意信息传输介质。

虽然上面参考具体实施方式描述了本发明的方法和系统，但通过具有通用硬件架构的计算机系统可以实现方法和系统中的一些或全部元件或操作。

本发明的上述描述仅是示例。对本领域普通技术人员显而易见的是，在不改变本发明的技术理念或基本特征的情况下，本发明可以易于以多种不同的形式实施。因此，上述示例性实施方式仅是示例并且本发明并不局限于此。例如，本文描述的示例性实施方式的包括在单一装置中的元件可以是离散的。类似地，本文描述的示例性实施方式中的离散的元件可以被组合。

因此，本发明的范围不由具体描述限定，而是由所附权利要求限定，并且权利要求及其等同物内的所有改变和变形将被解释为包括在本发明的范围内。

Claims (17)

1.一种车辆抬头显示器装置，包括：

显示单元，被分成第一显示区域和第二显示区域；

折叠式反射镜，被配置成将第一图像反射至所述第一显示区域；

图片生成单元，被配置成将所述第一图像直接投射至所述折叠式反射镜；以及

控制单元，被配置成调节投射距离和放大倍率并且控制所述图片生成单元将所述第一图像输出至所述第一显示区域并将第二图像输出至所述第二显示区域；

其中，所述第一图像是虚像，并且所述第二图像是实像。

2.根据权利要求1所述的车辆抬头显示器装置，

其中，所述显示单元通过将有机发光二极管面板放置在透明玻璃上而形成；并且

其中，所述透明玻璃的未放置所述有机发光二极管面板的区域对应于所述第一显示区域，并且所述透明玻璃的放置有所述有机发光二极管面板的区域对应于所述第二显示区域。

3.根据权利要求2所述的车辆抬头显示器装置，其中，所述有机发光二极管面板被放置在所述透明玻璃的下端部分和侧面部分中的一者和多者上。

4.根据权利要求1所述的车辆抬头显示器装置，其中，所述控制单元校正所述第一图像的失真并且然后执行将所述第一图像输出至所述第一显示区域的控制操作。

5.根据权利要求4所述的车辆抬头显示器装置，其中，所述控制单元调节与车辆的速度对应的投射距离和放大倍率并且执行将所述第一图像输出至所述第一显示区域的控制操作。

6.根据权利要求5所述的车辆抬头显示器装置，其中，与所述车辆的速度对应的所述投射距离和所述放大倍率作为查询表被存储在存储器中。

7.根据权利要求5所述的车辆抬头显示器装置，其中，所述第一图像根据与驾驶员的头部运动和眼箱对应的视角和投射距离而被放大或缩小，并且然后所述第一图像被显示在所述第一显示区域中。

8.根据权利要求7所述的车辆抬头显示器装置，还包括配置成检测所述驾驶员的所述视角的视平线检测装置，

其中，所述控制单元基于由所述视平线检测装置检测的所述驾驶员的所述视角来调节所述放大倍率。

9.根据权利要求8所述的车辆抬头显示器装置，其中，当确定出所述驾驶员的所述头部运动和所述眼箱在一预定范围之外时，所述控制单元执行通过所述第二图像显示由所述第一图像显示的信息的控制操作。

10.根据权利要求7所述的车辆抬头显示器装置，其中，所述驾驶员的所述视角被从所述驾驶员直接接收，或者所述驾驶员的所述视角在提取基于驾驶员存储在存储器中的视角信息之后被接收。

11.根据权利要求1所述的车辆抬头显示器装置，其中，所述第一图像包括车辆的行驶路线信息和速度信息中的一者或两者，并且所述第二图像包括由外部摄像头捕获的图像、在仪表板中显示的车辆警示信息、所述行驶路线信息的辅助信息以及所述速度信息的辅助信息中的一者或多者。

12.根据权利要求11所述的车辆抬头显示器装置，其中，当车辆以低速行驶时或当前方没有车辆时，所述第一图像中的所述车辆的所述行驶路线信息和所述速度信息由所述第二图像输出。

13.根据权利要求1所述的车辆抬头显示器装置，其中，所述折叠式反射镜是平面反射镜或非球面反射镜。

14.一种通过控制单元控制车辆抬头显示器装置的方法，所述车辆抬头显示器装置包括分成第一显示区域和第二显示区域的显示单元，所述方法包括以下步骤：

接收与驾驶员的头部运动和眼箱对应的视角；

根据投射距离和所述视角调节放大倍率，并且执行将第一图像输出至所述第一显示区域的控制操作；以及

执行将第二图像输出至所述第二显示区域的控制操作；

其中，所述第一图像是虚像，并且所述第二图像是实像。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，执行将第一图像输出至所述第一显示区域的控制操作的步骤包括：控制图片生成单元，所述图片生成单元被配置成将所述第一图像直接投射至折叠式反射镜，以便将所述第一图像输出至所述第一显示区域。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，执行将第一图像输出至所述第一显示区域的控制操作的步骤包括：调节与车辆的速度对应的放大倍率和投射距离，并且执行将所述第一图像输出至所述第一显示区域的控制操作。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，根据与所述驾驶员的所述头部运动和所述眼箱对应的所述视角和所述投射距离来放大或缩小所述第一图像，并且然后将所述第一图像显示在所述第一显示区域中。