CN207752233U

CN207752233U - 增强现实抬头显示装置

Info

Publication number: CN207752233U
Application number: CN201721574775.5U
Authority: CN
Inventors: 马斌斌
Original assignee: Suzhou Car Radish Automotive Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou turnip Electronic Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2017-11-22
Filing date: 2017-11-22
Publication date: 2018-08-21
Anticipated expiration: 2027-11-22

Abstract

本申请公开了一种增强现实抬头显示装置。该装置包括：反射镜组和显示模组，所述显示模组，用于产生第一图像源和第二图像源；所述反射镜组，用于将所述第一图像源反射至挡风玻璃形成第一图像；所述反射镜组，还用于将所述第二图像源反射至挡风玻璃形成第二图像；经过所述反射镜组成形的所述第一图像和所述第二图像满足如下的预设条件：判断所述第一图像的子午图像和第二图像的子午图像的投影距离是否相等；如果所述第一图像的子午图像和第二图像的子午图像的投影距离相等，则调整所述第一图像和所述第二图像的像散绝对值。本申请解决了风挡式抬头显示装置中无法同时消除重影的技术问题。

Description

增强现实抬头显示装置

技术领域

本申请涉及汽车抬头显示领域，具体而言，涉及一种增强现实抬头显示装置。

背景技术

增强现实抬头显示装置(英文全称：Augmented Reality-Head Up Display，简称：AR-HUD)，通过投影的图像与实际路面重叠，同时显示传统抬头显示器显示的车速、车况等信息。

现阶段投影的两幅图像，一幅图像为投影距离7米左右的图像，与实际环境重叠，称为：增强现实图像；另一幅图像为投影距离2米左右的图像，显示车速、车况信息，称为：车辆状态图像。

在风挡式抬头显示装置中，消重影方法通常为定制挡风玻璃，挡风玻璃内部聚乙烯醇缩丁醛(英文全称Polyvinyl Butyral，简称：PVB)夹层带有楔角，使得挡风玻璃内外表面不平行。发明人发现，由于聚乙烯醇缩丁醛楔角的角度大小与抬头显示器的参数、投影距离相关。因此，对于上述不同投影距离的两幅图像，无法同时消除重影。特别地，两幅图像投影距离相差越大，重影越严重。

针对相关技术中无法同时消除重影的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种增强现实抬头显示装置，以解决相关技术中无法同时消除重影的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种增强现实抬头显示装置。

一种增强现实抬头显示装置，包括：反射镜组和显示模组，所述显示模组，用于产生第一图像源和第二图像源；所述反射镜组，用于将所述第一图像源反射至挡风玻璃形成第一图像；所述反射镜组，还用于将所述第二图像源反射至挡风玻璃形成第二图像；经过所述反射镜组成形的所述第一图像和所述第二图像满足如下的预设条件：判断所述第一图像的子午图像和第二图像的子午图像的投影距离是否相等；如果所述第一图像的子午图像和第二图像的子午图像的投影距离相等，则调整所述第一图像和所述第二图像的像散绝对值；其中，所述第一图像和所述第二图像的像散绝对值的范围在：0D至1.5D之间。

进一步地，所述反射镜组包括：第一反射镜，所述第一反射镜用于作为所述第一图像和所述第二图像的光路共用反射面。

进一步地，与挡风玻璃内置的楔角配合。

进一步地，经过所述反射镜组成形的所述第一图像和所述第二图像满足如下的预设条件还包括如下任一一种或者多种：所述第一图像的弧矢面图像成像距离≥4m；其中，所述第一图像用于显示增强现实图像；所述第二图像的弧矢面图像成像距离1m至5m；其中，所述所述第二图像用于显示车辆状态信息。

进一步地，所述第一图像和所述第二图像像散绝对值≤1.5D。

进一步地，所述反射镜组包括：第一反射镜，第二反射镜以及第三反射镜，所述第一反射镜为曲面镜，所述第二反射镜、第三反射镜为平面镜或曲面镜。

进一步地，所述第一图像的子午面图像视度小于弧矢面图像视度。

进一步地，所述第二图像的子午面图像视度大于弧矢面图像视度。

进一步地，所述显示模组为LCD、OLED、LCOS、DLP中的任一一种。

进一步地，所述第一反射镜用于作为所述第一图像和所述第二图像的光路共用反射面。

在本申请实施例中，采用第一图像的子午图像和第二图像的子午图像的投影距离相等(非绝对相等)的方式，通过调整所述第一图像和所述第二图像的像散绝对值，达到了同时消除重影的目的，从而实现了可对增强现实图像和车辆状态图像成像的技术效果，进而解决了无法同时消除重影的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的无法同时消除重影示意图；

图2是根据本申请实施例的增强现实抬头显示装置示意图；

图3是根据本申请实施例的增强现实抬头显示方法示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本申请中的名词含义：

重影：挡风玻璃内外两个表面均会对抬头显示装置投射图像进行反射，进而形成两幅不重叠的图像。两幅图像在竖直方向的偏移量为重影距离，单位为距离值，如mm。该重影相对人眼的张角，定义为重影值，张角越大，人眼越容易察觉。

视度：目视光学仪器能适应各种不同视力的人使用，使得所成的像不再位于无限远，而是位于人眼前方或后方的一定距离上，以适应近视或远视眼的需要，单位为屈光度，符号D表示。用距离的倒数表示，如，成像位于无穷远，视度0D；成像位于人眼前方1m，视度-1D；位于人眼前方4m，视度-0.25D。

投影距离：人眼到抬头显示装置显示虚像的距离。

像散：一点经光学系统成像，子午面图像与弧矢面图像不重合，两者之间的距离称为像散。

带楔角PVB挡风玻璃：目前乘用车挡风玻璃由内层挡风玻璃、外层挡风、 PVB构成，PVB为一层透明膜片，位于内外层玻璃之间，提高挡风玻璃的安全性、隔音特性。常规PVB膜片为一层等厚膜片。带楔角PVB挡风玻璃，采用不等厚的PVB膜片，使得挡风玻璃内外层玻璃之间有一楔角，下薄上厚。挡风玻璃内外表面不平行，用于消除抬头显示装置重影。

图1是根据相关技术的无法同时消除重影示意图；利用了光学人员所共知的反射原理，反射镜旋转角度A，出射光线旋转角度2A。因此，不同成像距离的两幅图像，无法同时消除重影。本实施例中的装置，可针对消除重影问题，可有效解决增强现实抬头显示装置100中两幅图像重影。挡风玻璃6、眼盒区域7。第一图像主像81、第一图像副像82、第二图像主像92、第二图像副像91。

图2是根据本申请实施例的增强现实抬头显示装置示意图；本实施例中的一种增强现实抬头显示装置100，包括：反射镜组和显示模组，所述显示模组，用于产生第一图像源和第二图像源；所述反射镜组，用于将所述第一图像源反射至挡风玻璃形成第一图像；所述反射镜组，还用于将所述第二图像源反射至挡风玻璃形成第二图像；经过所述反射镜组成形的所述第一图像和所述第二图像满足如下的预设条件：判断所述第一图像的子午图像和第二图像的子午图像的投影距离是否相等；如果所述第一图像的子午图像和第二图像的子午图像的投影距离相等，则调整所述第一图像和所述第二图像的像散绝对值；其中，所述第一图像和所述第二图像的像散绝对值的范围在：0D至1.5D之间。

具体地，本申请中的增强现实抬头显示装置投影两幅图像，远投影距离的增强现实图像为第一图像，近投影距离的车辆状态图像为第二图像。将增强现实抬头显示装置与挡风玻璃内置的楔角配合使用，可实现投影两幅图像的功能。

判断所述第一图像的子午图像和第二图像的子午图像的投影距离是否相等是指，第一图像与第二图像的子午图像在投影距离相等，或基本一致，或差异小。此时可以利用带楔角的PVB挡风玻璃，同时消除两幅图像重影。

作为本实施例中的优选，如图2所示，所述反射镜组包括：第一反射镜3，所述第一反射镜3用于作为所述第一图像和所述第二图像的光路共用反射面。

例如，优选地，本发明提出的抬头显示装置两幅图像光路共用其中一块大反射镜。

作为本实施例中的优选，经过所述反射镜组成形的所述第一图像和所述第二图像满足如下的预设条件还包括如下任一一种或者多种：所述第一图像的弧矢面图像成像距离≥4m；其中，所述第一图像用于显示增强现实图像；或者，所述第二图像的弧矢面图像成像距离1m至5m；其中，所述所述第二图像用于显示车辆状态信息。

在本申请实施例中的所述第一图像和所述第二图像像散绝对值≤1.5D。

例如，第一图像弧矢面图像成像距离≥4m，用于显示增强现实图像，增强显示外界环境。优选地，弧矢面图像成像距离7.5m。

例如，第二图像弧矢面图像成像距离1m～5m，用于显示车辆状态信息。优选地，弧矢面图像成像距离2m。

优选地，第一图像和第二图像子午面图像成像距离3.15m。

在本申请实施例中的第一图像和第二图像，子午面图像和弧矢面图像视度差0.18D≤1.5D。如果存在较大的像散，容易引起驾驶员不适，优选地，视度差＝0.25D。

如图2所示，所述反射镜组包括：第一反射镜3，第二反射镜4以及第三反射镜5，所述第一反射镜3为曲面镜，所述第二反射镜4、第三反射镜5为平面镜或曲面镜。具体地，在抬头显示装置100壳体内设置有第一反射镜3、第二反射镜4、第三反射镜5，第一显示模组1、第二显示模组2。

上述的显示模组具体可以为LCD、OLED、LCOS、DLP等图像生成模块及必要的背光照明部分，用以产生图像源。第一显示模组发出光线，依次经反第二射镜、第一反射镜反射至挡风玻璃，形成第一图像。第二显示模组发出光线，依次经第三反射镜、第一反射镜反射至挡风玻璃，形成第二图像。这样一来，沿驾驶员观看视野中，第一图像位于所述第二图像的上方。第一图像和第二图像的子午面图像成像距离基本一致，以保证带特定楔角PVB的玻璃，能够同时削弱重影。

上述第一反射镜为曲面镜，第二反射镜、第三反射镜为平面镜或曲面镜。

上述第三反射镜为平面镜时，起折叠光路、压缩HUD体积的作用，当空间体积满足情况下，反射镜三可直接去除。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：

采用第一图像的子午图像和第二图像的子午图像的投影距离相等(非绝对相等)的方式，通过调整所述第一图像和所述第二图像的像散绝对值，达到了同时消除重影的目的，从而实现了可对增强现实图像和车辆状态图像成像的技术效果，进而解决了无法同时消除重影的技术问题。

根据本发明实施例，还提供了一种用于实施上述增强现实抬头显示装置的消重影方法，如图3所示，该方法包括：

步骤S102，判断所述第一图像的子午图像和第二图像的子午图像的投影距离是否相等；

步骤S104，如果所述第一图像的子午图像和第二图像的子午图像的投影距离相等，则调整所述第一图像和所述第二图像的像散绝对值；

所述增强现实抬头显示装置包括：反射镜组和显示模组，所述显示模组，用于产生第一图像源和第二图像源；所述反射镜组，用于将所述第一图像源反射至挡风玻璃形成第一图像；所述反射镜组，还用于将所述第二图像源反射至挡风玻璃形成第二图像。

优选地，所述第一图像和所述第二图像的像散绝对值的范围在：0D至1.5D 之间。第一图像和第二图像，至少有一幅图像有较大的像散，绝对值≥0.05D。判断所述第一图像的子午图像和第二图像的子午图像的投影距离是否相等，如果所述第一图像的子午图像和第二图像的子午图像的投影距离相等，则调整所述第一图像和所述第二图像的像散绝对值。所述第一图像和所述第二图像像散绝对值≤1.5D，如果有过大的像散，则长时间驾驶易引起驾驶员眼睛不适。

优选地，所述第一图像的子午面图像视度小于弧矢面图像视度。第一图像子午面图像视度小于弧矢面图像视度。例如，图像位于人眼前方2m～无穷远范围内时，子午面图像距离人眼近，弧矢面图像距离人眼远。沿人眼视线方向，子午面图像位于人眼和弧矢面图像之间。

优选地，所述第二图像的子午面图像视度大于弧矢面图像视度。第二图像子午面图像视度大于弧矢面图像视度。例如，图像位于人眼前方时，子午面图像距离人眼远，弧矢面图像距离人眼近。沿人眼视线方向，弧矢面图像位于人眼和子午面图像之间。

具体地，第一图像弧矢面图像位于人眼前方10m，视度-0.1，子午面图像位于人眼前方4m，视度-0.25，-0.25<-0.1。

具体地，第二图像弧矢面图像位于人眼前方2m，视度-0.5；子午面图像位于人眼前方4m，视度-0.25，-0.25>-0.5。

在一些实施例中，图像一与图像二沿竖直方向排列，优选地图像一位于图像二上方。

在一些实施例中，图像一和图像二，至少有一幅图像有较大的像散，绝对值≥0.05D。

在一些实施例中，图像一和图像二，子午面图像成像距离基本一致。在具体操作时，子午图像距离并不是绝对相等，如果有一个很微小差值，成像效果会更好。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种增强现实抬头显示装置，其特征在于，包括：反射镜组和显示模组，所述显示模组，用于产生第一图像源和第二图像源；所述反射镜组，用于将所述第一图像源反射至挡风玻璃形成第一图像；所述反射镜组，还用于将所述第二图像源反射至挡风玻璃形成第二图像；经过所述反射镜组成形的所述第一图像和所述第二图像满足如下的预设条件：

所述第一图像的子午图像和第二图像的子午图像的投影距离相等；

所述第一图像和所述第二图像的像散绝对值的范围在：0D至1.5D之间。

2.根据权利要求1所述的增强现实抬头显示装置，其特征在于，所述反射镜组包括：第一反射镜，

所述第一反射镜用于作为所述第一图像和所述第二图像的光路共用反射面。

3.根据权利要求1所述的增强现实抬头显示装置，其特征在于，与挡风玻璃内置的楔角配合。

4.根据权利要求1所述的增强现实抬头显示装置，其特征在于，经过所述反射镜组成形的所述第一图像和所述第二图像满足如下的预设条件还包括如下任一一种或者多种：

所述第一图像的弧矢面图像成像距离≥4m；其中，所述第一图像用于显示增强现实图像；

所述第二图像的弧矢面图像成像距离1m至5m；其中，所述第二图像用于显示车辆状态信息。

5.根据权利要求1所述的增强现实抬头显示装置，其特征在于，所述第一图像和所述第二图像像散绝对值≤1.5D。

6.根据权利要求1所述的增强现实抬头显示装置，其特征在于，所述反射镜组包括：第一反射镜，第二反射镜以及第三反射镜，所述第一反射镜为曲面镜，所述第二反射镜、第三反射镜为平面镜或曲面镜。

7.根据权利要求1所述的增强现实抬头显示装置，其特征在于，所述第一图像的子午面图像视度小于弧矢面图像视度。

8.根据权利要求1所述的增强现实抬头显示装置，其特征在于，所述第二图像的子午面图像视度大于弧矢面图像视度。

9.根据权利要求1所述的增强现实抬头显示装置，其特征在于，所述显示模组为LCD、OLED、LCOS、DLP中的任一一种。

10.根据权利要求2所述的增强现实抬头显示装置，其特征在于，所述第一反射镜用于作为所述第一图像和所述第二图像的光路共用反射面。