CN206049507U - 一种车载平视增强显示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载平视增强显示设备，主要包括反射式显示模组，光学功能膜，以及图像影像源。所述的图像影像源用于为反射式显示模组提供图像影像信号，所述光学功能膜粘贴于汽车前挡风玻璃上，所述反射式显示器模组显示的图像影像经光学功能膜，反射到驾驶员的观察视角中。驾驶员不用低头即可从前挡风玻璃中观察到行车信息，从而达到平视显示的目的。由于采用反射式显示器，利用环境光作为照明光源，因此当环境光亮度越高时，其显示的图像也越清晰。当环境光亮度较低时，则采取补光措施，以保证显示清晰的图像。

Description

一种车载平视增强显示系统

技术领域

本发明涉及一种车载显示系统，尤其涉及一种车载平视增强显示系统。

背景技术

目前中国的汽车市场是世界最大的新车市场，车载导航、行车记录仪等车载显示设备已成为了驾驶员的必备行车工具。由于驾驶员在查看仪表盘或车载时需要切换视角，短时间内存在视角盲区，也容易导致眼睛疲劳，因此有一定的行车安全隐患。针对这一问题，许多厂商推出了平视显示器，可以让驾驶员不必低头看仪表盘或者车载导航就可以获得行车速度、警告信号、导航指示箭头等重要行车信息。但是，为了让驾驶员观察舒适，传统的平视显示器涉及到复杂的光学系统，整体设备体积也较大，需要安装在仪表台内部，难以在后装市场普及。虽然目前市场上还有一类小巧的投影型平视显示器，但由于投影功率、散热等因素限制，显示图像亮度较低，在环境光亮度较高的情况下，显示的图像对比度较低，驾驶员不易看清楚。因此市场上急需一种简单实用的平视显示设备。

另一方面，智能手机以及其他便携式电子产品如Tablet计算机、阅读器等因为无线网的链接，具有最及时的路面、气象等状况以及最新的地图，成为越来越多驾驶员导航系统的首选。但是把用于导航的智能手机放置于何处常常是困扰驾驶员的一大问题，而显示面板因图像显示而大量耗电也会限制到智能手机或类似产品用于汽车导航的一个因素。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种车载平视增强显示系统。本系统采用反射式显示器，在环境光亮度较高的情况下可显示清晰图像。所述的车载平 视增强显示系统包括反射式显示模组，光学功能膜，以及图像影像源；所述反射式显示模组安置于汽车前挡风玻璃下方仪表台上；所述光学功能膜粘贴于汽车前挡风玻璃上，所述反射式显示器模组显示的图像影像经光学功能膜，反射到驾驶员的观察视角中。所述的图像影像源用于为反射式显示模组提供图像影像信号，包括GPS信号、车况信息，汽车外部路况信息以及来源于包括智能手机的信息。

所述反射式显示模组包括反射式显示器、中央控制器、环境光检测器与前光源及扬声器；所述的反射式显示器，环境光检测器及前光源分别与中央控制器连接；所述反射式显示器用于显示图像影像；所述中央控制器用于处理图像影像源信号，并将处理图像输出至反射式显示器。所述环境光检测器用于探测环境光的亮度并将探测数据传输给中央控制器。所述前光源用于补充照明，以保证显示清晰图像。所述扬声器可以播放图像影像源中的音频信号。

由于本系统采用的反射式显示器利用环境光作为照明光源，因此当环境光亮度越高时，作为照明光源的亮度也越高，所以其显示的图像不因为环境光的变强而降低图像的对比度，图像显示清晰度不变。当环境光检测器探测到环境光亮度低于设定阈值时，所述中央控制器指令所述前光源打开并照明反射式显示器，以保证显示清晰图像。

进一步的，所述反射式显示器包括电子油墨式显示器、电泳式显示器、反射式液晶显示器。

进一步的，所述前光源置于反射式显示器之上，前光源包括平面导光板、LED光源，其照明方式视具体实施方式可采用LED直接照明，也可采用平面导光板间接照明。

进一步的，所述反射式显示模组包括薄膜透镜，所述薄膜透镜可以置于前光源之上，所述薄膜透镜可以是菲涅尔透镜，该透镜用于修正因挡风玻璃弯曲而造成的一定的图像畸变。

进一步的，所述图像影像源可以通过有线连接的方式将图像影像信号导入反射式显示模组的中央控制器，如USB或HDMI连接；所述图像影像源也可以通过无线连接的方式将图像影像信号导入反射式显示模组的中央控制器，如WiFi或蓝牙连接。

进一步的，所述图像影像源来自便携式电子器件，所述便携式电子器件可以是智能手机，所述便携式电子器件在不影响图像影像无线或有线传输的情况下可以被置放于车内任何地方，所述便携式电子器件的显示屏可以工作在节能甚至关闭状态，所述便携式电子器件的声控系统处于工作状态。

进一步的，为减少汽车前挡风玻璃造成的重影，所述的光学功能膜粘贴于汽车前挡风玻璃车内一侧、车内观察者视角区与显示窗反射光路上。所述光学功能膜视具体实施方式可采用增反膜、增透膜或全息膜，正入射光线透过所述光学功能膜粘贴与挡风玻璃复合体的透射率不低于70％。

进一步的，为便于驾驶员观察，反射式显示器在仪表台上的水平位置可以调节，并且其可调节的俯仰角度为±45°。

进一步的，根据不同的用途，所述反射式显示屏包括一个或一个以上的显示区域，不同的显示区域分别显示汽车驾驶信息，地图信息，娱乐信息。

本发明的有益效果有：

1、采用平视显示的方式显示行车信息，驾驶员不用分心低头查看仪表盘，降低交通事故几率。

2、由于本发明采用反射式平板显示技术，利用环境光源作为照明光源，当环境光亮度越高时，作为照明光源的亮度也越高，其显示的图像也越清晰，因而在外界环境亮度较高的情况下，其显示效果优于投影式的平视显示器。

3、当信号源为智能手机等便携式电子器件时，智能手机可以放置于车内任何地方而将信号无线传输给所述显示器模组，极大地方便了用户。智 能手机也可以将显示屏幕调整为节能的暗显示模式或者无显示模式，延长智能手机的续航时间。

附图说明

图1是本实施方式中系统结构框图；

图2是本实施方式中系统工作示意图；

图3本实施方式显示效果示意图；

图4是前光源照明结构一示意图；

图5是前光源照明结构二示意图；

图6是反射式显示模组结构图；

图7是第一种消除重影的光学功能膜示意图；

图8是第二种消除重影的光学功能膜示意图；

图9是第三种消除重影的光学功能膜示意图；

图10是第四种消除重影的光学功能膜示意图；

图11是多面板显示效果示意图；

图12是一种OEM安装方式示意图；

具体实施方式

为了更具体地描述本发明，下面结合附图及具体实例对本发明的技术方案进行详细说明。

本实施方式的系统结构框图如图1所示。本系统主要包括：图像影像源、反射式显示模组以及光学功能膜。所述图像影像源包含GPS导航信号、 仪表盘的车速车况信号、智能手机的信号以及其他信号，如预加载的电子地图等。所述反射式显示模组包含中央控制器、反射式显示器、环境光检测器、前光源以及扬声器。图像影像源通过无线或有线传输方式将图像影像信号传送给中央控制器。中央控制器对收到的图像影像信号进行处理变换，输出倒立图像影像信号给反射式显示器。反射式显示器上显示的图像投影在光学功能膜上。环境光检测器用于实时探测外部环境光亮度，当其探测到环境光亮度低于设定阈值时，中央控制器自动开启所述前光源为反射式显示器照明，以保证显示清晰图像。扬声器用于播放图像影像源中的音频信号。

本实施方式的系统工作示意图如图2所示，其具体实施方式如下：智能手机作为图像影像源，所述智能手机将图像影像信号通过无线WiFi信号传输到反射式显示模组。显示模组在挡风玻璃下方放置在安装框架上，安装框架的位置在仪表台上可沿车宽方向在一定范围内水平移动，并且也可以调节俯仰角以便驾驶员观察。光学功能膜粘贴在挡风玻璃车内侧。在本实施例中，所述反射式显示模组的显示器采用E-ink电子油墨式显示器，该显示器不含背光源，外部环境光透过挡风玻璃照射在显示器上，显示器上的图像经光学功能膜反射到驾驶员眼位处。本实施方式的显示效果如图3所示，反射式显示模组显示的为倒立实像，经光学功能膜镜面反射后，驾驶员看到的是正立虚像。

反射式显示器没有背光源，当环境光亮度较低时，显示的图像亮度较低，驾驶员不易看清楚。为解决这一问题，需要在反射式显示器上方安装前光源。如图4所示，所述前光源为白光LED，在反射式显示器两侧各安装一列LED光源以及相对应的光线扩散系统，当环境光传感器探测到环境光亮度低于设定阈值时，中央控制器自动开启LED光源为反射式显示器照明。在另一种方案中，为了使LED光源发射的光束均匀的照射在反射式显示器上，在反射式显示器上方放置平面导光板，如图5所示，导光板将从侧面LED光源射入的光束均匀的照射在反射式显示器上。

汽车前挡风玻璃为曲面，因此反射式显示器上的图像经挡风玻璃反射后会产生一定的畸变，不易识别。为解决这一问题，可以在前光源上方安 装薄膜透镜，如图6所示。所述薄膜透镜可以是菲涅尔透镜，该透镜可修正挡风玻璃造成的图像畸变。此外，由于挡风玻璃具有一定厚度，如图7所示，反射式显示器上的图像经挡风玻璃内侧b面反射至驾驶员眼位后，部分剩余光束会经挡风玻璃外侧a面反射，经b面透射至驾驶员眼位处，此时驾驶员会观察到重影的图像。为了减轻或消除重影，可在挡风玻璃b面贴上光学功能膜。如图8所示，在挡风玻璃b面粘贴增反功能膜，由于所述增反功能膜的反射率为15％至26％，反射式显示器上的图像经挡风玻璃b面反射至驾驶员眼位后，部分剩余光束经挡风玻璃a面反射到b面时，会再次被反射回a面，从而减轻了重影；如图9所示，在挡风玻璃b面粘贴增透功能膜，由于所述增透功能膜的透过率高于99.5％，大部分光束透过挡风玻璃b面入射到挡风玻璃a面，经挡风玻璃a面反射至驾驶员眼位，从而减轻了重影；如图10所示，在挡风玻璃b面粘贴全息膜，由于全息膜只对特定角度光束反射，因此通过调节安装框架的角度，反射式显示器上的图像经挡风玻璃b面反射至驾驶员眼位后，剩余光束经挡风玻璃外侧a面不会反射至驾驶员眼位处，从而消除了重影。

在汽车仪表台纵深安装尺寸有限，为了显示更多信息内容，可采取多个反射式显示屏组合的形式，如图11所示，所述的车载平视增强显示系统包括两个或两个以上的反射式显示模组，两个或两个以上光学功能膜，以及一个或者一个以上的图像影像源；所述反射式显示模组安置于汽车前挡风玻璃下仪表台上不同区域，不同的显示区域可以同时或者不同时地分别显示来自一个或者多个信息源有关汽车驾驶信息，地图信息，娱乐信息；如在驾驶员正前方的显示信息区1可显示汽车导航地图信息；中间位置的显示信息区2可显示驾驶员日程安排信息；副驾驶前方的显示信息区3可显示乘客自选信息。所述光学功能膜粘贴于前挡风玻璃上不同区域；所述反射式显示器模组显示的图像影像经光学功能膜，反射到驾驶员或者乘客的观察视角中。

需要指出的是，所述的反射式显示模组可以通过汽车售后附加安装框架安装在汽车仪表台上，也可以如图12所示，在汽车生产过程中预先安装在汽车仪表台内。

Claims (15)

1.一种车载平视增强显示系统，其特征在于：所述的车载平视增强显示系统包括反射式显示模组，光学功能膜，以及图像影像源；所述反射式显示模组安置于汽车前挡风玻璃下仪表台上，显示来自于图像影像源的信息；所述光学功能膜粘贴于前挡风玻璃上；所述反射式显示器模组显示的图像影像经光学功能膜，反射到驾驶员的观察视角中。

2.根据权利要求1所述的车载平视增强显示系统，其特征在于：所述反射式显示模组包括反射式显示器、中央控制器、环境光检测器与前光源以及扬声器；所述的反射式显示器及环境光检测器与前光源分别与中央控制器连接；所述中央控制器将图像影像源信息传输到显示器上；所述扬声器可以播放图像影像源中的音频信号；所述环境光检测器探测环境光的亮度并传递给中央控制器，当环境光检测器探测到环境光亮度低于设定阈值时，所述中央控制器指令所述前光源打开并照明反射式显示器，以保证显示清晰图像。

3.根据权利要求2所述的车载平视增强显示系统，其特征在于：所述反射式显示器包括电子油墨式显示器、电泳式显示器、反射式液晶显示器。

4.根据权利要求2所述的车载平视增强显示系统，其特征在于：所述前光源置于反射式显示器之上，所述前光源包括平面导光板、LED光源。

5.根据权利要求2所述的车载平视增强显示系统，其特征在于：所述反射式显示模组包括薄膜透镜，所述薄膜透镜可以置于前光源之上，所述薄膜透镜可以是菲涅尔薄膜透镜。

6.根据权利要求1所述的车载平视增强显示系统，其特征在于：图像影像源包括GPS信号、车速、以及来源于包括智能手机的信息。

7.根据权利要求1所述的车载平视增强显示系统，其特征在于：图像影像源的信号可以通过有线连接的方式或无线方式传输至反射式显示模组的中央控制器。

8.根据权利要求7所述的车载平视增强显示系统，其特征在于：图像影像源 来自便携式电子器件，所述便携式电子器件可以是智能手机，所述便携式电子器件在不影响图像影像无线或有线传输的情况下可以被置放于车内任何位置，所述便携式电子器件的显示屏可以工作在节能甚至关闭状态，所述便携式电子器件的声控系统处于工作状态。

9.根据权利要求1所述的车载平视增强显示系统，其特征在于：所述光学功能膜粘贴于汽车前挡风玻璃车内一侧、车内观察者视角区与显示窗反射光路上。

10.根据权利要求1所述的车载平视增强显示系统，其特征在于：正入射光线透过所述光学功能膜粘贴与挡风玻璃复合体的透射率不低于70％。

11.根据权利要求1所述的车载平视增强显示系统，其特征在于：所述光学功能膜是增透膜。

12.根据权利要求1所述的车载平视增强显示系统，其特征在于：所述光学功能膜是增反膜。

13.根据权利要求1所述的车载平视增强显示系统，其特征在于：显示模组通过汽车售后附加安装框架固定在汽车仪表台上。

14.根据权利要求1所述的车载平视增强显示系统，其特征在于：显示模组在汽车生产过程中固定安装在汽车仪表台内。

15.一种车载平视增强显示系统，其特征在于：所述的车载平视增强显示系统包括两个或两个以上的反射式显示模组，两个或两个以上光学功能膜，以及一个或者一个以上的图像影像源；所述反射式显示模组安置于汽车前挡风玻璃下仪表台上不同区域，不同的显示区域同时或者不同时地分别显示来自一个或者多个信息源有关汽车驾驶信息，地图信息，娱乐信息；所述光学功能膜粘贴于前挡风玻璃上不同区域；所述反射式显示器模组显示的图像影像经光学功能膜，反射到驾驶员或者乘客的观察视角中。