CN209014819U - 抬头显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种抬头显示装置。其中，装置包括：包括：投影装置、反射装置，所述投影装置包括：DLP投影设备和接收显示面，所述接收显示面上设置有透镜阵列薄膜，所述DLP投影设备的投影图像经过所述接收显示面后通过所述反射装置反射并通过风挡进入眼盒区域。在本申请中将DLP投影设备作为图像源，进而通过本申请驾驶员看到的DLP投影信息不再是一定距离上的二维画面而是三维信息，进而三维信息可以与前方路况信息完全吻合，驾驶员不再需要进行调节眼睛的聚焦距离，可以避免因眼睛调焦引起的眼睛疲劳，提高驾驶安全。

Description

抬头显示装置

技术领域

本申请涉及抬头显示技术领域，具体而言，涉及一种抬头显示装置，可用于裸眼三维显示。

背景技术

抬头显示装置，(英文全称：Head-up Displays简称：HUD)，能够将相关车辆信息投影到风挡前方。

发明人发现，现有的抬头显示装置将显示信息通过光学成像系统投影到车辆前方一定的距离上，显示画面通常是2D画面，驾驶员观察前方路况信息时，还需要调节眼睛视线的聚焦距离来看清投影的显示信息。驾驶员频繁调节眼睛视线的聚焦距离，会导致眼睛疲劳，影响驾驶安全。

针对相关技术中抬头显示装置需要驾驶员在驾驶过程中不断调节眼睛聚焦距离而使眼睛容易产生疲劳的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种抬头显示装置，以解决抬头显示装置需要驾驶员在驾驶过程中不断调节眼睛聚焦距离而使眼睛容易产生疲劳的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种抬头显示装置。

本申请中的抬头显示装置，包括：投影装置、反射装置，所述投影装置包括：DLP投影设备和接收显示面，所述接收显示面上设置有透镜阵列薄膜，所述DLP投影设备的投影图像经过所述接收显示面后通过所述反射装置反射并通过风挡进入眼盒区域。

进一步地，所述反射装置包括：第一反射镜和第二反射镜，所述投影装置投影的图像经过第一反射镜反射至第二反射镜，经过所述第二反射镜反射至挡风后进入眼盒区域，并在所述风挡前方一定距离上投影虚像画面。

进一步地，所述接收显示面包括：带有柱状透镜阵列薄膜的扩散片。

进一步地，所述投影装置包括：扩散片和DLP投影机，所述扩散片位于所述DLP投影机成像光路的焦面上，所述扩散片上贴附有柱状透镜阵列薄膜。

进一步地，所述柱状透镜阵列薄膜包括：多个柱状透镜，每个所述柱状透镜对应有至少两个像素。

进一步地，所述柱状透镜阵列薄膜包括：多个柱状透镜，每个所述柱状透镜对至少一个对应左眼图像素和另一个对应右眼图像素。

进一步地，所述接收显示面上投影图像的光路经过所述反射装置反射至风挡，并在所述风挡前方一定距离上投影三维虚像画面。

进一步地，所述接收显示面用于将左眼视图和右眼视图共同显示在同一个显示面上。

进一步地，所述反射装置包括：第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜有预设角度。

本申请的另一方面，还提供了一种抬头显示装置，包括：DLP投影机、扩散片以及反射镜，所述DLP投影机，用于作为图像源；所述扩散片，用于作为所述图像源的接收面；所述反射镜，用于将所述接收面上的投影图像经过发射后通过风挡进入眼盒区域，其中，所述扩散片上贴附有柱状透镜阵列薄膜并位于成像光路的焦面上，所述DLP投影机位于不遮挡成像光路的位置，经过所述反射镜反射的投影图像在所述风挡前方一定距离上投影三维虚像画面

在本申请实施例中，采用包括DLP投影设备和接收显示面的投影装置和发射装置，通过接收显示面上设置有透镜阵列薄膜，在所述DLP投影设备的投影图像经过所述接收显示面后通过所述反射装置反射并通过风挡进入眼盒区域，达到了可以产生裸眼三维立体视觉的目的，从而实现了三维信息与前方路况信息相符合的技术效果，进而解决了头显示装置需要驾驶员在驾驶过程中不断调节眼睛聚焦距离而使眼睛容易产生疲劳的技术问题。

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是根据本申请实施例的抬头显示装置结构示意图；

图2是根据本申请实施例的抬头显示装置光路示意图；

图3是根据本申请实施例的显示装置原理示意图；以及

图4是根据本申请实施例的贴附有柱状透镜薄膜的扩散片与投影画面像素之间的匹配关系示意图。

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。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

数字光处理，(英文全称：Digital Light Processing，简称：DLP)先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来，完成可视数字信息显示的技术。

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。

本申请提供一种抬头显示装置，采用DLP投影设备作为图像源，可以作为裸眼三维汽车抬头显示器。通过本申请驾驶员看到的投影信息不再是一定距离上的二维画面而是三维信息，进而三维信息可以与前方路况信息完全吻合，驾驶员不再需要进行调节眼睛的聚焦距离，可以避免因眼睛调焦引起的眼睛疲劳，提高驾驶安全。

如图1所示，本申请中的抬头显示装置包括：投影装置10、反射装置20，所述投影装置10包括：DLP投影设备101和接收显示面102，所述接收显示面102上设置有透镜阵列薄膜103，所述DLP投影设备101的投影图像经过所述接收显示面102后通过所述反射装置20反射并通过风挡进入眼盒区域。当驾驶员眼睛位于眼盒区域时，就可以看到在前方一定距离上形成的投影虚像画面。通过DLP投影设备101作为图像源，并将接收显示面102作为接受面，由于接收显示面102上设置有透镜阵列薄膜103，可以在汽车风挡前方产生裸眼三维立体视觉，驾驶员就可以看到立体视觉的投影图像。

投影装置10中的DLP投影设备101在接收显示面102比如可以是扩散片接收上的画面经过反射镜201和202之后，再经过挡风玻璃反射，进入到眼盒(Eye box)区域。驾驶员眼睛位于眼盒区时，就可以看到在前方一定距离上形成的投影虚像画面。

从以上的描述中，可以看出，本申请实现了如下技术效果：

在本申请实施例中，采用包括DLP投影设备和接收显示面的投影装置和发射装置，通过接收显示面上设置有透镜阵列薄膜，在所述DLP投影设备的投影图像经过所述接收显示面后通过所述反射装置反射并通过风挡进入眼盒区域，达到了可以产生裸眼三维立体视觉的目的，从而实现了三维信息与前方路况信息相符合的技术效果，进而解决了头显示装置需要驾驶员在驾驶过程中不断调节眼睛聚焦距离而使眼睛容易产生疲劳的技术问题。

请参考图1和图2，在一些实施例中，所述反射装置20包括：第一反射镜201和第二反射镜202，所述投影装置10投影的图像被接收现实面102接收后经过第一反射镜201反射至第二反射镜202，经过所述第二反射镜202反射至挡风后进入眼盒区域，并在所述风挡前方一定距离上投影虚像画面。第一反射镜201和第二反射镜202的设置能够减小抬头显示装置的空间距离，减少占用空间。

在一些实施例中，所述接收显示面102包括：带有柱状透镜阵列薄膜的扩散片。

每一个柱状透镜下分别对应左眼视图的一个像素和右眼视图的一个像素，柱状透镜将左眼视图的像素成像到用户的左眼中，将右眼视图的像素成像到用户的右眼中。左眼视图和右眼视图经过了一定的视差处理，用户左右眼分别看到左右视图后，可以形成三维立体视觉。

在一些实施例中，请参考图3，所述投影装置包括：接收显示面102比如选用扩散片和DLP投影设备比如选用DLP投影机，由于扩散片位于所述DLP投影机成像光路的焦面上，所述扩散片上贴附有柱状透镜阵列薄膜。如图2所示，透镜阵列薄膜103的位置即是成像光路的焦平面的位置上，DLP投影设备101比如DLP投影机的可设置在其他不遮挡成像光路的位置。

请参考图3至图4，优选地，所述柱状透镜阵列薄膜包括：多个柱状透镜，每个所述柱状透镜对应有至少两个像素。

请参考图3至图4，优选地，所述柱状透镜阵列薄膜包括：多个柱状透镜，每个所述柱状透镜对至少一个对应左眼图像素和另一个对应右眼图像素。

在一些实施例中，所述接收显示面上设置的透镜阵列薄膜用于将左眼视图和右眼视图共同显示在同一个接收显示面。一部分像素组成左眼视图，另一部分像素组成右眼视图，左眼视图和右眼视图共同显示在同一个接收显示面上。每一个柱状透镜下分别对应左眼视图的一个像素和右眼视图的一个像素，柱状透镜将左眼视图的像素成像到用户的左眼中，将右眼视图的像素成像到用户的右眼中。

优选地，所述接收显示面上投影图像的光路经过所述反射装置反射至风挡，并在所述风挡前方一定距离上投影三维虚像画面。由于将贴附有柱状透镜阵列薄膜的扩散片作为DLP投影设备投影图像的接收面，并用在汽车抬头显示装置上，即可以产生裸眼三维立体视觉。

优选地，所述接收显示面用于将左眼视图和右眼视图共同显示在同一个显示面上。

在一些实施例中，所述反射装置20包括：第一反射镜201和第二反射镜202，所述第一反射镜和所述第二反射镜有预设角度。预设角度可按照实际车内仪表台、风挡的距离和位置进行调整。

优选地，将上述抬头显示装置安装在汽车内，用以使得驾驶员看到的投影信息不再是一定距离上的二维画面而是三维画面信息，且可以与前方路况信息完全吻合。进而驾驶员不再需要进行调节眼睛的聚焦距离，可以避免因眼睛调焦引起的眼睛疲劳，提高驾驶安全。

在本申请的另一实施例中提供了一种抬头显示装置，包括：DLP投影机、扩散片以及反射镜，所述DLP投影机，用于作为图像源；所述扩散片，用于作为所述图像源的接收面；所述反射镜，用于将所述接收面上的投影图像经过发射后通过风挡进入眼盒区域，其中，所述扩散片上贴附有柱状透镜阵列薄膜并位于成像光路的焦面上，所述DLP投影机位于不遮挡成像光路的位置，经过所述反射镜反射的投影图像在所述风挡前方一定距离上投影三维虚像画面。

具体地，请参考图3，是柱状透镜阵列实现裸眼三维的成像光路示意图。图3中所有的一部分像素组成左眼视图，另一部分像素组成右眼视图，左眼视图和右眼视图共同显示在同一个扩散片上。每一个柱状透镜下分别对应左眼视图的一个像素和右眼视图的一个像素，柱状透镜将左眼视图的像素成像到用户的左眼中，将右眼视图的像素成像到用户的右眼中。左眼视图和右眼视图经过了一定的视差处理，用户左右眼分别看到左右视图后，可以形成三维立体视觉。

具体地，请参考图2，是本申请的抬头显示装置成像光路示意图。DLP投影机的投影画面经过两个反射镜反射后，再经过挡风玻璃反射，进入到眼盒区域。驾驶员眼睛位于眼盒区域时，就可以看到在前方一定距离上形成的投影虚像画面。将图3所示的贴附有柱状透镜阵列薄膜的扩散片作为投影图像的接收面以及将DLP投影机作为图2中的图像源，驾驶员就可以看到立体视觉的投影图像。

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 (10)

1.一种抬头显示装置，其特征在于，包括：投影装置、反射装置，所述投影装置包括：DLP投影设备和接收显示面，所述接收显示面上设置有透镜阵列薄膜，

所述DLP投影设备的投影图像经过所述接收显示面后通过所述反射装置反射并通过风挡进入眼盒区域。

2.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述反射装置包括：第一反射镜和第二反射镜，所述投影装置投影的图像经过第一反射镜反射至第二反射镜，经过所述第二反射镜反射至挡风后进入眼盒区域，并在所述风挡前方一定距离上投影虚像画面。

3.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述接收显示面包括：带有柱状透镜阵列薄膜的扩散片。

4.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述投影装置包括：扩散片和DLP投影机，所述扩散片位于所述DLP投影机成像光路的焦面上，所述扩散片上贴附有柱状透镜阵列薄膜。

5.根据权利要求4所述的抬头显示装置，其特征在于，所述柱状透镜阵列薄膜包括：多个柱状透镜，每个所述柱状透镜对应有至少两个像素。

6.根据权利要求4所述的抬头显示装置，其特征在于，所述柱状透镜阵列薄膜包括：多个柱状透镜，每个所述柱状透镜对至少一个对应左眼图像素和另一个对应右眼图像素。

7.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述接收显示面上投影图像的光路经过所述反射装置反射至风挡，并在所述风挡前方一定距离上投影三维虚像画面。

8.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述接收显示面用于将左眼视图和右眼视图共同显示在同一个显示面上。

9.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述反射装置包括：第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜有预设角度。

10.一种抬头显示装置，其特征在于，包括：DLP投影机、扩散片以及反射镜，

所述DLP投影机，用于作为图像源；

所述扩散片，用于作为所述图像源的接收面；

所述反射镜，用于将所述接收面上的投影图像经过发射后通过风挡进入眼盒区域，

其中，所述扩散片上贴附有柱状透镜阵列薄膜并位于成像光路的焦面上，

所述DLP投影机位于不遮挡成像光路的位置，经过所述反射镜反射的投影图像在所述风挡前方一定距离上投影三维虚像画面。