CN206609442U - 一种抬头显示器及其光显指示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抬头显示器及其光显指示系统，属于车载电子技术领域。本实用新型的光显指示系统包括反射板、指示灯组和可编程控制单元，指示灯组设置于显示器本体表面，可编程控制单元设置于显示器本体内部，可编程控制单元控制指示灯组显示的形式、频率和亮度，指示灯组展示路况导航信息。本实用新型可以解决HUD在强光下反射板上的导航信息难以辨识的问题，可以保证在白天光照条件较强情况下或反射板导航信息灰暗的情况下，双眼即使不集中于HUD导航反射板，也可通过光显系统来判断汽车下个路段操作的导航行为，比如，转弯方向、交叉口距离提示等，有效增强HUD本身的导航显示功能。

Description

一种抬头显示器及其光显指示系统

技术领域

本实用新型涉及车载电子技术领域，更具体地说，涉及一种抬头显示器及其光显指示系统。

背景技术

抬头显示器或平视显示器，英文称为Head Up Display或HUD，是一种最早来源于战斗机和武装直升机上的飞行辅助装置。抬头显示器通过光学反射或投射原理将导航或飞行信息投射到与视线齐平或稍低于视线的光学发射板或反射窗上面，使视觉角度更有利于飞行驾驶，抬头显示器让飞行员降低查看飞行仪表系统的频率，避免在飞行阶段分散注意力，提高飞行驾驶的安全。最近，抬头显示器的相关概念已经被应用到车载电子系统上面。抬头显示器将汽车驾驶状态信息或者导航信息，以投影方式显示到汽车挡风玻璃前方，驾驶员可在驾驶时查看当前导航信息和汽车状态，避免因为频繁观察汽车仪表盘而分心，从而导致交通事故。

目前市面上的抬头显示器产品主要有三类：第一类是基于手机而开发的抬头显示器；该类产品采用手机作为抬头显示器的光学发射主体，通过手机APP应用和一个特别设计的手机支架平台，将手机固定安装到汽车中控台，然后以一定的角度将手机屏幕显示的信息投射到挡风玻璃呈现给驾驶员；第二类抬头显示器基于LED元件开发，通过将一个LED光学显示板和汽车OBD接口相连，将相关的汽车信息显示用一个设计好的图案光板，以LED背景灯显实现图案高亮，最后将抬头显示器放置于中控台并通过挡风玻璃的斜度将信息反射投影给司机；第三种HUD系统最为复杂，通过开发基于光学原理的LCD显示屏，直接将连接到OBD的数据或者手机数据显示到LCD屏，也可通过显示屏和凹面镜多次反射放大投射信息，并将信息反射到挡风玻璃前面或直接通过LCD屏幕显示。

但是，不管是基于手机而开发的抬头显示器，或是基于LED元件和LCD屏的抬头显示器，这三种HUD都高度依赖于反射板或挡风玻璃的光反射和投影。由于投影在强光环境下(比如，太阳光直射，路灯直射等)造成光的相互干涉，会出现投影变淡、不清晰、重影、漂移等情况，导致驾驶员无法辨识相关的信息。在一些极端情况下甚至导致信息完全看不见的情况，在一定程度上影响了抬头显示器的显示和指示作用。

经检索，中国发明专利申请201510421456.X公开了一种背光可调的抬头显示器，通过在显示器上设置一光传感器，通过该光传感器获取环境的光线强度，并由中央处理器根据来自光传感器的光线强度信号自动调整背光灯的亮度，同时图像源屏幕的自身亮度也可以调整，使得显示的图像可以适应不同光线的环境，有利于在环境光线变化时看清所显示的虚像，使抬头显示器的显示效果更好。但是，该申请案设置复杂的传感器和处理器大大增加了成本，同时利用外界光信号强度相应调整亮度的工作方式，在一些强光直射的情况下无法解决光线互干涉，投影重影等问题；同时，光传感器精确性要求高，即使是增强后的光信号也无法满足各种复杂路况及天气情况下的可识别性要求。

发明内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型是一种对现有抬头显示功能的改进，本实用新型将现有抬头显示器正面两侧部分进行重新设计，提供一种基于灯带的指示系统，充分利用抬头显示器两侧边缘的空间，将导航信息(比如，距离，方向等)以光显发亮的方式显示给驾驶员。因此，驾驶员可以在原有抬头显示器产品出现光显不清晰的情况下，依靠光显系统提供方向辨识和距离辨识。甚至，对手机抬头显示类产品可以在无需手机屏幕投射前提下，依靠重新设计的手机支架平台和蓝牙链接环绕光带进行直接的导航和显示。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

本实用新型的一种基于抬头显示器的光显指示系统，包括指示灯组和可编程控制单元，指示灯组设置于显示器本体表面，可编程控制单元设置于显示器本体内部，可编程控制单元控制指示灯组显示的形式、频率和亮度，指示灯组展示路况导航信息。

更进一步地，所述的指示灯组包括第一环绕灯带和第二环绕灯带，两环绕灯带设置于显示器本体远离反射板一端的两侧。

更进一步地，所述的第一环绕灯带和第二环绕灯带内嵌于显示器本体两侧。

更进一步地，所述的第一环绕灯带和第二环绕灯带由成排设置的LED灯组组成，可编程控制单元控制不同排LED灯组的亮灭，进而控制第一环绕灯带和第二环绕灯带点亮部分光带条的长短。

更进一步地，所述的显示器本体上还设置了显示屏幕，该显示屏幕位于第一环绕灯带和第二环绕灯带之间。

更进一步地，所述的可编程控制单元包括环绕显示模块、光显处理模块、图形解析模块和通信模块，所述的通信模块接收移动设备或者显示器本体传送的导航信息，通过图形解析模块解析，图形解析模块将处理数据输送给光显处理模块，光显处理模块将数据转化为相应的数据显示格式，并通过环绕显示模块控制第一环绕灯带和第二环绕灯带显示灯光信息。

更进一步地，所述的通信模块为蓝牙通信模块和/或无线WIFI通信模块。

本实用新型的一种抬头显示器，设置了所述的光显指示系统。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种基于抬头显示器的光显指示系统，充分利用抬头显示器两侧边缘的空间，通过在抬头显示器上增加第一环绕灯带和第二环绕灯带的方式，将导航信息(比如，距离，方向等)以光显发亮的方式显示给驾驶员，驾驶员可以在原有抬头显示器产品出现光显不清晰的情况下，依靠光显系统提供方向辨识和距离辨识，解决了在光照环境强烈的情况下投影图像无法辨识的困难，增强了抬头显示器的环境适用性和显示功能；

(2)本实用新型的一种基于抬头显示器的光显指示系统，驾驶员可以在打开抬头显示器的情况下使用本系统，同时使用抬头显示器显示功能和环绕光显指示功能，这样即使在光照环境强烈的情况下投影图像无法辨识(投影变淡、不清晰、重影、漂移)，也可以通过环绕光带更加清晰准确地显示信息；

(3)本实用新型的一种基于抬头显示器的光显指示系统，其在显示器本体上还设置了显示屏幕，该显示屏幕可灵活地根据当前汽车状态，提供箭头或者其他警告标识，用以在特别事件发生的时候提供实时警告；

(4)本实用新型的一种基于抬头显示器的光显指示系统，利用可编程控制单元控制指示灯组显示的形式、频率和亮度，可以提供多样的信息提醒和展示方案，同时，可提供接口以帮助外部的开发人员开发各类信息显示和提醒功能，有助于在原有抬头显示器的基础上提供其他基于光显装置的信息展示，提升抬头显示器的光显示功能。

附图说明

图1是本实用新型中抬头显示器及其光显指示系统的设计方案图；

图2-1是本实用新型中抬头显示器及其光显指示系统的俯视图；

图2-2是本实用新型中抬头显示器及其光显指示系统的正视图；

图2-3是本实用新型中抬头显示器及其光显指示系统的侧视图；

图3是本实用新型中抬头显示器及其光显指示系统的工作原理框图。

示意图中的标号说明：

1、反射板；2、第一环绕灯带；3、显示屏幕；4、移动设备；5、第二环绕灯带；6、显示器本体。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

本实施例的一种基于抬头显示器的光显指示系统，包括指示灯组和可编程控制单元，所述的指示灯组包括第一环绕灯带2和第二环绕灯带5，指示灯组设置于显示器本体6表面，具体为，所述的第一环绕灯带2和第二环绕灯带5设置于显示器本体6远离反射板1一端的两侧。第一环绕灯带2和第二环绕灯带5以内嵌方式一体化结合到显示器本体6上，第一环绕灯带2和第二环绕灯带5内部排列用以提供光亮的LED灯组，外部罩有灯罩，可选用高透光或其他可透光性较强的的塑料材料或复合材料。可编程控制单元设置于显示器本体6内部，可编程控制单元控制指示灯组显示的形式、频率和亮度，由第一环绕灯带2和第二环绕灯带5展示路况导航信息，同时，可提供接口以帮助外部的开发人员开发各类信息显示和提醒功能。所述的显示器本体6上还设置了显示屏幕3，该显示屏幕3位于第一环绕灯带2和第二环绕灯带5之间。

结合图1，本实施例的光显指示系统是一个集成的解决方案。图1所示的长方体定义为抽象的抬头显示器设备，此处不局限于特定类型的抬头显示器是因为该设备可以是配合移动设备使用的抬头显示器，也可以是独立型抬头显示器。

图2-1、2-2和2-3展示了本实施例的光显指示系统各个视角的位置。显示器本体6的两侧边沿被设计为第一环绕灯带2和第二环绕灯带5，可以用于显示车载信息或者导航相关信息。灯带显示方式不做限定，可根据具体的需求设计灯显方案，可为变换后的有效导航样式。本实施例中，所述的第一环绕灯带2和第二环绕灯带5由成排设置的LED灯组组成，可编程控制单元控制不同排LED灯组的亮灭，进而控制第一环绕灯带2和第二环绕灯带5点亮部分光带条的长短。

图2-2和图2-3的环绕灯带设计为左右的箭头指示系统，用以显示导航信息的方向和到下站方向变化的距离。根据下一路口汽车行驶方向，相应侧环绕灯带的箭头闪烁，并且在离路口距离较长时显示全部箭头，闪烁频率较慢，随着行驶到路口侧，发光的灯带箭头变少，闪烁频率加快，显示即将到达路口并将要拐弯。同时，显示屏幕3可灵活地根据当前汽车状态，在显示屏幕上提供箭头或者其他警告标识，用以在特别事件发生的时候提供实时警告，比如，速度较快，进入事故高发点等。

结合图3，本实施例的一种抬头显示器，设置了所述的光显指示系统。图3展示了本实施例的抬头显示器控制系统模块架构图，所述的可编程控制单元包括环绕显示模块、光显处理模块、图形解析模块和蓝牙通信模块，所述的通信模块接收移动设备4(或者显示器本体6)传送的导航信息，通过图形解析模块解析，图形解析模块将处理数据输送给光显处理模块，光显处理模块将数据转化为相应的数据显示格式，并通过环绕显示模块控制第一环绕灯带2和第二环绕灯带5显示灯光信息。

结合图1，本实施例选取手机作为移动设备4。手机和显示器本体6为两个分开实体，手机通过导航软件计算出导航信息，比如，下个路口的方向，离下个路口的距离等。手机通过蓝牙通信模块与显示器本体6相连并通过蓝牙芯片将数据传输到显示器本体6的蓝牙接收模块。在显示器本体6内部，通过提前编程的图形设计转换将导航信息转化为相应的光组显示信号，通过光显处理模块将数据转化为相应的数据显示格式，并通过环绕显示模块控制第一环绕灯带2和第二环绕灯带5显示灯光信息。可编程控制单元也可以通过蓝牙通信模块连接OBD数据，连接器和手机分别收取汽车的驾驶状态信息和导航信息，可发送到抬头显示器显示相关信息；获取相关的实时信息，可编程控制单元可以实现导航信号转换为可视的灯带显示信息，并将转化的灯显示信息转化提供给司机。环绕灯带在强光下显示明显，优于投影显示，并可提供一定的预警作用。

一个具体使用本实施例的抬头显示器及其光显指示系统的行车案例过程描述如下：

步骤一：驾驶员打开手机安装的导航软件，并输入希望到达的目的地。导航软件启动后通过手机的GPS定位系统获取驾驶员当前的位置信息，并通过路径算法和用户输入的目的地计算出最优的行驶路径和方向，估算需要行驶时间和距离。

步骤二：驾驶员放置手机，调整手机角度，使信息通过固定的抬头显示器清晰投射到挡风玻璃。导航软件启动后自动配到抬头显示器蓝牙通信模块，并通过蓝牙通信模块连接将导航信息传输到抬头显示器内部的图形解析模块。抬头显示器收到信息后启动光显处理模块，将信息解析为相应的导航光显示模式；

步骤三：驾驶员点火开始行车驾驶，车速信息和位置信息可通过手机或抬头显示器的格式反射到挡风玻璃；在这个过程中，驾驶员可以通过抬头显示器的投射信息观察导航；

步骤四：行驶到部分路段，由于阳关直射中控台，投射信息无法看清楚，驾驶员决定透过光显指示系统的第一环绕灯带2和第二环绕灯带5和通知了解下个路况是向左侧行驶还是右侧行驶，以及到下个路口的大概距离；即将到达下个路口，驾驶员通过抬头显示器中间的LCD显示屏幕3获得警告信息，告之路口即将到达，做好转向准备；

步骤五：通过抬头显示器和光显指示系统结合，驾驶员获得完整导航信息，在抬头显示器工作不清晰的地方获得了足够的导航信息和提醒，安全到达终点。

本实施例通过环绕光带图形化后以光显的形式展示给汽车司机，可以大大改善现有抬头显示器的灯光的显示缺陷，驾驶员可以在打开抬头显示器的情况下使用本系统，同时使用抬头显示器显示功能和环绕光显指示功能，这样即使在光照环境强烈的情况下投影图像无法辨识(投影变淡、不清晰、重影、漂移)，也可以通过环绕光带显示信息。

实施例2

本实施例的一种抬头显示器及其光显指示系统，基本同实施例1，其不同之处在于：本实施例的通信模块为无线WIFI通信模块。

显而易见，描述的附图仅仅作为本实用新型的一个实施例，本实用新型并不限于使用内嵌LED灯带的方式。另外，本实用新型公开了配合手机使用的方案，但该方案能够被重新设计和利用到背景技术所描述的三类抬头显示器上面，而非仅仅限定于某一类特定的抬头显示器产品。且此处的移动设备不局限于手机，平板或笔记本电脑等可与抬头显示器连接通讯的移动设备均可用于本实施例。甚至，对手机抬头显示类产品可以在无需手机屏幕投射前提下，依靠重新设计的手机支架平台和蓝牙链接环绕光带进行直接的导航和显示。本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或者同等替换。在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改用以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围的实施例都是本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于抬头显示器的光显指示系统，其特征在于：包括指示灯组和可编程控制单元，指示灯组设置于显示器本体(6)表面，可编程控制单元设置于显示器本体(6)内部，可编程控制单元控制指示灯组显示的形式、频率和亮度，指示灯组展示路况导航信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于抬头显示器的光显指示系统，其特征在于：所述的指示灯组包括第一环绕灯带(2)和第二环绕灯带(5)，两环绕灯带设置于显示器本体(6)远离反射板(1)一端的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种基于抬头显示器的光显指示系统，其特征在于：所述的第一环绕灯带(2)和第二环绕灯带(5)内嵌于显示器本体(6)两侧。

4.根据权利要求3所述的一种基于抬头显示器的光显指示系统，其特征在于：所述的第一环绕灯带(2)和第二环绕灯带(5)由成排设置的LED灯组组成，可编程控制单元控制不同排LED灯组的亮灭，进而控制第一环绕灯带(2)和第二环绕灯带(5)点亮部分光带条的长短。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于抬头显示器的光显指示系统，其特征在于：所述的显示器本体(6)上还设置了显示屏幕(3)，该显示屏幕(3)位于第一环绕灯带(2)和第二环绕灯带(5)之间。

6.根据权利要求5所述的一种基于抬头显示器的光显指示系统，其特征在于：所述的可编程控制单元包括环绕显示模块、光显处理模块、图形解析模块和通信模块，所述的通信模块接收移动设备(4)或者显示器本体(6)传送的导航信息，通过图形解析模块解析，图形解析模块将处理数据输送给光显处理模块，光显处理模块将数据转化为相应的数据显示格式，并通过环绕显示模块控制第一环绕灯带(2)和第二环绕灯带(5)显示灯光信息。

7.根据权利要求6所述的一种基于抬头显示器的光显指示系统，其特征在于：所述的通信模块为蓝牙通信模块和/或无线WIFI通信模块。

8.一种抬头显示器，其特征在于：该抬头显示器设置了如权利要求1-7任一项所述的光显指示系统。