CN111602081B - 抬头显示器 - Google Patents

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CN111602081B CN201880075515.4A CN201880075515A CN111602081B CN 111602081 B CN111602081 B CN 111602081B CN 201880075515 A CN201880075515 A CN 201880075515A CN 111602081 B CN111602081 B CN 111602081B
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P.梅尔米洛德
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S.加切
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Abstract

本发明涉及一种抬头显示器(10),包括:屏幕,其适于产生要被显示的图像,以及光学投影系统,其适于通过在部分透明的板(2)上反射而形成屏幕的虚拟图像(IMV),该虚拟图像从观察点(O)以最大亮度可见。根据本发明,该显示器还包括:调节器件,用于改变光束离开屏幕呈现的方向,以及补偿系统,其被配置为,当改变所述方向时,保持以下对准:所述观察点,虚拟图像的给定点(P’),以及相对于显示器固定的点(B),其位于相对于虚拟图像与所述观察点相对的一侧。

Description

抬头显示器
技术领域
本发明涉及一种抬头显示器(head-up display)。
更具体地,本发明涉及一种显示器,其包括:
图像生成单元,其包括屏幕,光束从其产生,该屏幕适于产生要显示的图像,以及
光学投影系统,其适于将离开屏幕的光束朝向部分透明的板投射,以便通过所述板的反射形成屏幕的虚拟图像,该虚拟图像从观察点以最大亮度可见。
它特别有利地应用于诸如机动车辆的车辆。
背景技术
对于机动车辆的驾驶员,特别有用的是,能够查看与车辆操作有关、与车辆前方的道路有关等的信息而无需他们将目光从该道路上移开,以便这样做。
为此,已知的实践是为车辆装配如上所述的所谓抬头显示器,部分透明的板例如以布置在车辆风挡和驾驶员的眼睛之间的组合器的形式位于驾驶员的前方。然后,包括要显示的信息的虚拟图像视觉上叠加在车辆前方的环境上。
为了使驾驶员能够有效地查看此虚拟图像,驾驶员的眼睛必须位于称为“眼盒”(eyebox)的空间区域中,在显示器的输出部处,该区域由图像生成单元发射的光束的一部分到达(为此,驾驶员的眼睛可以例如与显示器的出射光瞳对准)。上述观察点位于眼盒中,例如在其中心处,从该观察点可以以最大亮度看到虚拟图像。
为了允许驾驶员以他们眼睛的不同位置看到这种虚拟图像,已知的实践是将组合器安装为能够相对于显示器绕水平轴线旋转。绕此轴线旋转组合器允许眼盒移动,以使其位置与驾驶员眼睛的位置匹配。
然而,以这种方式旋转组合器导致虚拟图像的位置相对于驾驶员前方的空间移动。
以相同的方式,当使用车辆的风挡形成部分透明的板时,已知的实践是绕水平轴线旋转显示器的镜子(布置在屏幕和风挡之间的光线的路径中),以便移动眼盒以使其位置与驾驶员眼睛的位置匹配。然而,以这种方式旋转镜子再次导致虚拟图像的位置相对于驾驶员前方的空间移动。
发明内容
在该背景下,本发明提供了一种如引言所限定的抬头显示器,其还包括:
调节器件,用于改变光束在屏幕的输出部处呈现的方向,以及
补偿系统,其被配置为,当改变光束在屏幕的输出部处呈现的方向时,保持以下对准:
所述观察点,
虚拟图像的给定点,以及
相对于显示器固定的点,其位于相对于虚拟图像与所述观察点相对的一侧。
上述观察点——虚拟图像从其以最大亮度可见——相对于半透明板与虚拟图像相对定位。该观察点例如对应于来自显示器的光(光束)显示出每单位面积最大发光功率的空间点。因此,当用户将他们的一只眼睛放在所关注的观察点时,虚拟图像对他们来说最亮。
改变离开屏幕的光束的方向移动该观察点。
因此,调节装置使得可以将观察点的位置与车辆的使用者的眼睛的位置匹配,即,它们使得可以使该观察点与使用者的一只眼睛相对,从而使得该用户能够以最大亮度查看虚拟图像。
当观察点移动时,借助上述补偿系统,从观察点看,上述虚拟图像的给定点保持叠加在位于显示器前方的空间中的同一固定点上(即,相对于板的虚拟图像侧)。
该属性允许当观察点移动时,虚拟图像的至少一部分保持在视觉上叠加在显示器的环境的与该固定点对准定位的元素上。
当显示器被配置为在所谓的增强现实模式下操作时,该布置特别有利,在该模式中,要被显示的元素必须叠加在通过所述板观察的显示器环境的给定元素上。例如,要被显示的这些元素可以包括旨在加亮或表示车道边界的灯光线,或者要被叠加在设置有该抬头显示器的车辆前方的慢速车辆上的灯光符号。
以下是根据本发明的显示器的其他非限制性和有利特征,这些特征单独地或以任何技术上可能的组合来考虑:
补偿系统包括屏幕控制模块,其适于根据光束所呈现的方向来控制由该屏幕产生的所述要被显示的图像在屏幕上的偏移;
光学投影系统包括布置在所述光束的路径中的至少一个镜;
补偿系统包括用于移动所述镜的移动装置,其被配置为根据光束所呈现的方向移动该镜;
所述移动装置被配置为,根据光束呈现的方向相对于屏幕平移移动所述镜;
图像生成单元包括用于使屏幕背光照明的装置。
所述调节器件包括枢转连杆,该枢转连杆允许背光装置相对于显示器绕旋转轴线旋转;
背光装置的旋转轴线平行于屏幕延伸;
背光装置的旋转轴线在屏幕的平面内延伸;
屏幕与背光装置一体;
屏幕相对于显示器固定;
补偿系统被配置为使得,当显示器被安装在位于平坦道路上的给定机动车辆中时,所述固定点位于道路上;
虚拟图像的所述给定点位于虚拟图像的下端部处。
附图说明
参考附图作为非限制示例提供的以下说明将理解本发明的构成以及其可以被如何实施。
在附图中:
图1示意性地示出了装配有实施本发明教导的抬头显示器的车辆,以及由该显示器产生的用于显示器的第一调节的虚拟图像;
图2示意性地示出了图1的车辆,以及由其显示器产生的用于该显示器的第二调节的虚拟图像;
图3示意性地更详细示出了图1的显示器;
图4示意性地示出了图1的显示器的屏幕;以及
图5示意性地示出了这样的显示器地另一实施例。
具体实施方式
图1从侧面示意性地示出了位于道路3上的机动车辆1,在这种情况下,该道路是平坦的。车辆1装配有抬头显示器。
在此分别参考图3和图5描述这样的显示器10;10’的两个实施例,该机动车辆1可以装配有其中任一个。
这两个实施例之间的主要区别涉及显示器包括的补偿系统的结构,这将在下面描述。
这两个实施例中相同或对应的那些元件将尽可能地带有相同的附图标记,并且将不再每次描述。
无论考虑哪个实施例,显示器10;10’包括图像生成单元20(图3和图5),其包括适于生成要被显示的图像IM(图4)的屏幕21。
如在此,该屏幕21可以由液晶屏幕来具体实施。
然后,图像生成单元20包括用于背光照明(backlighting)屏幕21的装置24。背光装置24包括一个或多个光源,例如发光二极管,且在此包括反射器,该反射器收集由这些光源发出的光,以将其朝向屏幕21引导。
作为变型,图像生成单元可以包括发射激光束的至少一个源,以及用于扫描(即,移动)激光束的系统,前述屏幕则例如由漫射屏幕来具体实施。要被显示的图像然后通过在漫射屏幕的一面上扫描激光束而被产生。
要被显示的图像IM由屏幕21根据控制信号sc生成(图3)。它在屏幕21的有用区域23内生成。
与背光装置24相对地,屏幕21具有出射面22,光束F经由该出射面22离开。
显示器10;10’还包括光学投影系统30,其适于将离开屏幕21的光束F朝向部分透明的板2投射,以便通过所述板的反射形成屏幕的虚拟图像IMV(图1和2),该虚拟图像从观察点O以最大亮度可见。
在此,部分透明的板2由车辆的风挡(在附图中具有附图标记2)形成。
作为变体,代替由车辆的风挡形成,部分透明的板可以由布置在风挡和通常由使用者的头部占据的位置之间的专用光学部件(称为组合器)具体实施。
观察点O——虚拟图像IMV从该观察点以最大亮度可见——相对于半透明板2与虚拟图像IMV相对定位。该观察点O在此对应于来自显示器10;10’的光(光束F)显示出每单位面积最大发光功率的空间中的点。该观察点通常位于主光线上,来自显示器的光束在该主光线上定心。观察点O例如位于显示器的出射光瞳(exit pupil)的中心(这里是眼盒的中心)。
如图所示,光学投影系统30包括第一、第二和第三镜31、32、33,其每个布置在光束F的路径中。
这些镜31、32、33允许光束F在图像生成单元20和板2之间遵循的路径自身加倍。由此,沿该路径将图像生成单元20和板2分开的距离增加,同时保持用于显示器2的减小体积。
第三镜33将激光束F朝向板2反射。该第三镜33是会聚镜,使得在板2反射之后,虚拟图像IMV以一定距离形成在显示器前方(在距板一定距离处,在板的与用户相对的一侧)。该距离可以例如在1米至15米的范围内。在此,该距离更精确地在5至15米的范围内,且能够可行地根据车辆行驶所处的城市或高速公路环境进行调整(在城市环境中在5至10米的范围内,在高速公路上在10至15米的范围内)。
可选地,镜31、32、33中的一个或多个可以成形为补偿由板2上的反射引起的光学畸变或像差。
作为变型,光学投影系统可以包括不同数量的镜和布置在光束路径中的一个或多个其他光学部件,例如保护窗。然而,应注意,在显示器的第二实施例中,光学投影系统包括至少一个镜。
值得注意的是,显示器10;10’包括调节器件,用于改变光束F在屏幕21的输出部处呈现的方向X。该方向X在此对应于紧接(immediately)在屏幕21的输出部处由光束F呈现的平均传播方向。
改变离开屏幕21的光束F的方向X移动上述观察点O。
因此,观察点O相对于显示器10;10’是可移动的,调节器件适于改变光束F呈现的方向X,以便相对于显示器移动该观察点O。
借助于调节器件,则能够使观察点O与显示器10;10’的使用者的其中一只眼睛相对。
图1和图2示出这种机构。与图1的情况相比,在图2的情况下,光束F的方向X不同。因此,在图1的情况下,观察点O位于第一目标位置A1处,而在图2的情况下,观察点O位于第二目标位置A2处。
第一目标位置A1对应于观察点O能够在车辆1中占据的最低位置(当显示器10;10’安装在车辆1中时)。第二目标位置A2就其本身而言对应于观察点O能够占据的最高位置。
调节器件允许光束F的方向X以在此大于4度的旋转幅度旋转。这种旋转幅度使得可以在显示器的输出部处将观察点O在大于6厘米的距离(即,第一和第二目标点A1和A2之间的距离大于6厘米)上移动。该移动幅度通常足以使观察点O与使用者的其中一只眼睛相对,并且对于不同高度的使用者或对于使用者所坐的座椅的不同高度调节而言,足以做到这一点。
在这里描述的实施例中,前述调节器件包括枢转连杆,该枢转连杆允许背光装置24相对于显示器10;10’绕旋转轴线z;z’旋转。背光装置24相对于显示器10;10’可移动,因为其被安装为相对于显示器的结构的固定元件(诸如,显示器的框架或壳体)可移动。
背光装置24的旋转轴线z;z’平行于屏幕21延伸。
屏幕21和背光装置24在此彼此成一体,从而图像生成单元20整体绕上述旋转轴线z;z’枢转。相对应的旋转运动由图3中的箭头Fl1和图5中的箭头Fl1’示意性地表示。
然而,作为变体,可以规定屏幕相对于显示器保持固定,同时背光装置绕其旋转轴线枢转。
调节器件还包括促动器(未示出),该促动器用于使背光装置24绕其轴线z;z’旋转。该促动器可以例如由电马达或能够从显示器10;10’之外手动促动的手柄来具体实施。
在其他实施例中,用于调节显示器的器件可以不同于通过旋转背光装置运行,例如,借助布置在图像生成单元中的可移动光学部件。
由显示器10;10’产生的虚拟图像IMV在下端部和上端部之间延伸。如图1和图2所示,虚拟图像IMV的点P’位于其下端部处,而该图像的点Q’位于其上端部处。当显示器10;10’被安装在机动车辆1中时,虚拟图像IMV的下端部位于道路3侧(地面侧)。
从观察点O观察,虚拟图像IMV可视地叠加在道路3的部分4上。
道路的该部分4在以下之间延伸:
第一交叉点R,其在道路3和将观察点O连接到虚拟图像IMV的下端部的直线之间的交叉部处,以及
第二交叉点S,其在道路3和将观察点O连接到虚拟图像IMV的上端部的直线之间的交叉部处。
因此,从视觉上看,从观察点O观察,虚拟图像IMV看起来是从第一交叉点R延伸到第二交叉点S。
在没有任何特定规定的情况下,当观察点O移动时,上述交叉点R和S将沿道路3移动。
为了解决这个问题,显示器10;10’包括补偿系统40;40’,其被配置为,当改变光束F在屏幕21的输出部处呈现的方向X时,保持以下对准:
所述观察点O,
虚拟图像IMV的给定点,以及
相对于显示器10;10’固定的固定点B,其位于相对于虚拟图像IMV与所述观察点O相对的一侧。
因此,借助于补偿系统40;40’,从观察点O观察,虚拟图像IMV的给定点保持叠加在位于显示器10;10’前方的空间中的同一固定点B上。
该属性允许当观察点O移动时,虚拟图像IMV的至少一部分保持在视觉上叠加在显示器10;10’的环境的与该固定点B对齐定位的元素上。
当在此显示器被配置为在增强现实模式下操作时,该布置特别有利,在该模式中,虚拟图像IMV的元素必须叠加在通过板2观察的显示器环境的给定元素上。
在这里描述的两个实施例中,补偿系统40;40’被配置为使得,当显示器10;10’被安装在机动车辆1中时,所述固定点B位于道路3上。
这种布置是有利的,因为期望与虚拟图像IMV保持视觉叠加的环境的元素通常位于这种道路上。
更准确地说,固定点B位于显示器前方的距离dB处。实际上,距离dB大于5米。例如,其在这里可以等于20米。
此外,在这里描述的两个实施例中,保持与观察点O和固定点B对准的虚拟图像IMV的给定点位于虚拟图像IMV的下端部。更确切地说,这就是上面提到的点P’。
因此,借助于补偿系统40;40’,第一交叉点R在显示器10;10’的前方保持恒定的距离,在这种情况下等于距离dB
道路3的部分4——虚拟图像IMV叠加在其上——由此在显示器10;10'的前方从距离dB延伸,该距离dB即使在观察点O移动时也保持固定。
有利的是,由此对于最接近显示器10;10’的该道路的部分4的点保持道路3与虚拟图像之间的视觉叠加,因为对于靠近车辆1的环境的元素而不是对于远离车辆的环境元素,保持与虚拟图像IMV的视觉叠加是更有利的。
对于第二交叉点S,当观察点O移动时,它能够沿道路3稍微移动。
对于在此描述的显示器10;10’的两个实施例,例如,当观察点O移动时,从观察点O观看虚拟图像IMV的角度α(在直线OQ’和直线OP’之间形成的角度)基本恒定。因此,当观察点O移动时,第二交叉点S稍微移动:当观察点O位于第二最高目标位置A2(图2)时比当观察点O位于第一目标位置A1(图1)时,第二交叉点S更靠近显示器10;10’。
但是,显示器10;10’的视野的宽度足够宽(即,角度α足够大),使得当观察点O位于第二目标位置A2时,显示器10;10’和第二交叉点S之间的距离d2大于给定极限,例如大于70米。
在此,距离d2更精确地等于80米。关于将显示器10;10’与第二交叉点S分开的距离d1——当观察点位于第一(最低)目标位置A1时——其在此等于大约83米。因此,从观察点O观察,虚拟图像IMV看起来在道路3上从显示器前方的20米处延伸(该第一距离dB,保持固定),直至至少80米。
在图2中,以实线显示了虚拟图像IMV所占据的位置。为了比较,为了调节对应于图1的显示器,由虚拟图像占据的位置也在图2中以虚线示出。如该示例所示,对于实现本发明的教导的显示器10;10’,在保持前述对准的同时移动观察点O可以导致虚拟图像IMV相对于显示器移动。以类似的方式,应当注意,当观察点O移动时,从观察点O指向虚拟图像IMV的点P’的向下方向在此易于改变。
现在将描述补偿系统40;40’的结构,其对于第一实施例和第二实施例不同。
在显示器10的第一实施例中(图3),补偿系统40由屏幕21控制模块具体实施,其适于根据光束F呈现的方向X来控制要被显示的图像IM的在屏幕21上的偏移dy(图4)。
虚拟图像IMV相对于显示器10;10’的位置直接取决于要被显示的图像IM的在屏幕21上的位置(因为这两个图像通过光学投影系统30和板2彼此共轭(conjugated))。
因此,对控制模块进行编程,以便根据光束F在屏幕的输出部呈现的方向X,即,根据观察点O的位置,来偏移要被显示的图像IM,以便使虚拟图像IMV的下端部与固定点B和观察点O对准。因此,偏移dy是要被显示的图像IM在屏幕21的平面中的偏移。在此,该偏移dy更精确地是该图像的平行于轴线y的偏移,该轴线y平行于屏幕21并且垂直于旋转轴线z(图4)。偏移dy标记要被显示的图像IM沿y轴的位置。偏移dy可以例如等于将要被显示的图像IM的一个端部与屏幕(此处为矩形)的其中一侧分开的距离,如图4所示。
上述对准通过在用于屏幕的控制信号sc上作用被保持,而不是必须使用附加的机械运动的事实,使得在补偿系统的成本、可靠性和响应时间方面是特别有利的。
例如可以规定要对控制模块进行编程:
以接收数据dt,其代表背光装置24绕其旋转轴线z的角度位置,其例如由角度传感器(未示出)产生,
以根据数据dt确定应生成要被显示的图像IM的屏幕21的位置(此处为偏移dy的值),以使虚拟图像IMV的下端部与固定点B和观察点O对准,以经由控制信号sc控制屏幕21,从而要被显示的图像IM在先前确定的位置处生成。
以下之间的关系:
要被显示的图像在屏幕21上的位置,以及
背光装置24绕其旋转轴线z的角度位置,
在调试显示器之前,可以在校准(对准)步骤中被确定。该关系可以存储在显示器的存储器中,例如以查找表的形式,然后一旦显示器投入使用则在上述确定步骤中使用。
例如,此校准步骤可以例如通过将目标在车辆前方距离dB处放置在地面上来执行,以便车辆中的操作员可以检查虚拟图像IMV的下端部是否与固定点B(目标放置在那里)对准。为此,可以规定驾驶员进行以下操作,用于驾驶员座椅的各种高度调节(从而其眼睛的各个位置的调节):
调节背光装置24绕其旋转轴线z的角度位置,以最大化感知虚拟图像(IMV)的亮度,然后
一旦进行此调节后,修改要被显示的图像在屏幕上的位置,以使虚拟图像IMV的下端部与固定点B对准(因此与目标对准),然后
记录背光装置24的该角度位置和要被显示的图像在屏幕上的对应位置,这两个值在显示器的存储器中彼此关联。在该第一实施例中,要被显示的图像IM仅占据屏幕21的有用区域23的一部分(图4),以允许如上所解释地使虚拟图像IM在屏幕21的平面中移动。
在该第一实施例中,背光装置24的旋转轴线z的位置被确定为以便保持上述对准所需的要被显示的图像IM的移动幅度最小化。该优化过程通过计算机运行的光学仿真来执行。
对于图3示意性示出的显示器10的例子,背光装置24的旋转轴线z的该最优位置位于屏幕的输出面22的稍后方(相对于光束F的传播方向在后方),在此输出面22后面0.5至7毫米的范围内的距离处。
在另一实施例(未示出)中,类似于第一实施例,进一步设置使控制模块控制屏幕,以根据光束的所述方向扩展由屏幕产生的要被显示的图像,以便使第一交叉点和第二交叉点相对于显示器保持固定。
当观察点移动时,对于从第一交叉点延伸到第二交叉点的整个区域,有利的是保持虚拟图像和道路(或存在于其上的元素)之间的视觉叠加。
在显示器10’的第二实施例中(图5),补偿系统40’由用于移动光学投影系统30的其中一个镜(在此情况下为第二镜32)的装置具体实施。
移动装置被配置为,根据光束F在屏幕21的输出部处呈现的方向X移动第二镜32,以便使虚拟图像IMV的下端部保持与固定点B和观察点O对准。
适于此的第二镜32的移动借助于计算机运行的光学模拟确定。
在此,移动装置更精确地被配置为,相对于屏幕21平移第二镜32,如图5中的箭头Fl2示意性所示。
然后,移动装置包括例如引导件、促动构件和用于控制促动构件的单元。
然后将该控制单元编程为:
根据代表背光装置24的角度位置的数据dt,确定应放置第二镜32以保持前述对准的位置,以及
控制促动构件,以将第二镜32放置在先前确定的位置。
作为变体,第二镜的移动可以借助于背光装置和镜之间的机械联接来实现(例如通过皮带和齿条来具体实施),这允许它们各自的运动被链接。在这种情况下,则省略了前述促动构件和控制单元。
在该第二实施例中,背光装置24的旋转轴线z的位置被选择为以便保持上述对准所需的第二镜32的移动幅度最小化。该优化过程通过计算机运行的光学仿真来执行。
在这种情况下,对于图5中示意性示出的显示器10’的示例,将背光装置24的旋转轴线z’定位在屏幕21的平面中允许第二镜32的移动幅度被最小化。那么,当观察点O从第一目标点A1移动到第二目标点A2时,保持上述对准所必需的第二镜32的移动幅度大约为2毫米。
在该第二实施例的变型中,位置由补偿系统改变的镜可以是第一镜或第三镜,而不是第二镜。
作为变型还设想,共同移动光学投影系统的多个镜,以保持虚拟图像与固定点和观察点对准。这种布置允许减小这些镜中的每个镜的各自的移动幅度。通过适当地组合这些镜的移动,还允许显示器的放大率保持恒定(此处,第二镜32的平移会稍微改变将屏幕21与第三会聚镜33分隔开的光路的长度,这因此会略微改变形成虚拟图像IMV的放大倍率;例如,可以通过第二和第三镜的联合移动来消除或至少减小放大率的这种变化)。
在另一变体中,补偿系统可以被配置为使光学投影系统的镜中的一个旋转运动,而不是使其平移移动。
最后,在实施本发明教导的抬头显示器的其他实施例中,可以设置为,将作为对准虚拟图像的基础的固定点定位在道路上的被车辆使用以外的其他位置。此外,保持与该固定点对准的虚拟图像的给定点可以位于虚拟图像下端部以外的其他位置。该给定点可以例如位于虚拟图像的中心。
另外,还设想第三实施例(未示出),其中,显示器的补偿系统包括与第二实施例的移动装置结合的上述控制单元。以这种方式将光学投影系统的其中一个镜的移动与要被显示的图像的移动(在屏幕的平面中)相结合是特别有用的,特别是当要被显示的图像占据屏幕的大部分有用区域(这限制移动要被显示的图像的可能性)。

Claims (10)

1.一种抬头显示器(10;10’),包括:
图像生成单元(20),其包括屏幕(21),光束(F)从其产生,该屏幕(21)适于产生要被显示的图像(IM),以及
光学投影系统(30),其适于将离开屏幕的光束(F)朝向部分透明的板(2)投射,以便通过所述板(2)的反射形成屏幕的虚拟图像(IMV),该虚拟图像从观察点(O)以最大亮度可见,
其特征在于,其还包括:
调节器件,用于改变光束(F)在屏幕(21)的输出部处呈现的方向(X),以及
补偿系统(40;40’),其被配置为,当改变光束(F)在屏幕(21)的输出部处呈现的方向(X)时,保持以下对准:
所述观察点(O),
所述虚拟图像(IMV)的给定点(P’),以及
相对于抬头显示器(10;10’)固定的点(B),其位于相对于所述虚拟图像(IMV)与所述观察点(O)相对的一侧。
2.如权利要求1所述的抬头显示器(10),其中,所述补偿系统(40)包括屏幕(21)控制模块,其适于根据光束(F)呈现的方向(X)来控制由该屏幕产生的所述要被显示的图像(IM)在该屏幕(21)上的偏移(dy)。
3.如权利要求1和2中的任一项所述的抬头显示器(10’),其中,该光学投影系统(30)包括布置在所述光束(F)的路径上的至少一个镜(31、32、33),并且其中,该补偿系统(40’)包括用于移动所述镜(32)的移动装置,其被配置为根据光束(F)呈现的方向(X)移动此镜(32)。
4.如权利要求3所述的抬头显示器(10’),其中,所述移动装置被配置为,根据光束(F)呈现的方向(X)相对于屏幕(21)平移移动所述镜(32)。
5.如权利要求1或2所述的抬头显示器(10;10’),其中,图像生成单元(20)包括用于背光照明屏幕(21)的背光装置(24),并且其中,所述调节器件包括枢转连杆,该枢转连杆允许该背光装置(24)相对于抬头显示器(10;10’)绕旋转轴线(z;z’)旋转。
6.如权利要求5所述的抬头显示器(10;10’),其中,背光装置(24)的旋转轴线(z;z’)平行于屏幕(21)延伸。
7.如权利要求6所述的抬头显示器(10’),其中,背光装置的旋转轴线(z’)在屏幕(21)的平面内延伸。
8.如权利要求5所述的抬头显示器(10;10’),其中,屏幕(21)与背光装置(24)一体。
9.如权利要求1或2所述的抬头显示器(10;10’),其中,补偿系统(40;40’)被配置为使得,当抬头显示器(10;10’)被安装在位于平坦道路(3)上的给定机动车辆(1)中时,所述固定的点(B)位于所述道路(3)上。
10.如权利要求1或2所述的抬头显示器(10;10’),其中,虚拟图像(IMV)的所述给定点(P’)位于该虚拟图像(IMV)的下端部处。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3104742B1 (fr) * 2019-12-12 2023-03-31 Valeo Comfort & Driving Assistance Système d’affichage pour véhicule
CN112433379A (zh) * 2020-12-02 2021-03-02 未来汽车科技(深圳)有限公司 一种虚像高度调节精度的补偿方法及使用该方法的光机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011022210A (ja) * 2009-07-13 2011-02-03 Fujifilm Corp 表示装置
FR3009095A1 (fr) * 2013-07-25 2015-01-30 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif d'affichage a vision a tete haute reglable
CN204360017U (zh) * 2014-12-25 2015-05-27 比亚迪股份有限公司 一种车载抬头显示系统及汽车
CN107209369A (zh) * 2014-12-05 2017-09-26 法雷奥舒适驾驶助手公司 具有可调节观察窗的平视显示器

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6160398B2 (ja) * 2013-09-20 2017-07-12 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
EP3035107B1 (en) * 2013-12-27 2018-06-20 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Display apparatus and display unit
WO2016038767A1 (ja) * 2014-09-08 2016-03-17 パナソニックIpマネジメント株式会社 ヘッドアップディスプレイ及び移動体
FR3039664B1 (fr) * 2015-07-27 2019-09-13 Valeo Comfort And Driving Assistance Systeme de projection pour afficheur et afficheur tete haute associe

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011022210A (ja) * 2009-07-13 2011-02-03 Fujifilm Corp 表示装置
FR3009095A1 (fr) * 2013-07-25 2015-01-30 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif d'affichage a vision a tete haute reglable
CN107209369A (zh) * 2014-12-05 2017-09-26 法雷奥舒适驾驶助手公司 具有可调节观察窗的平视显示器
CN204360017U (zh) * 2014-12-25 2015-05-27 比亚迪股份有限公司 一种车载抬头显示系统及汽车

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