ITTO990837A1 - SYSTEM FOR PRESENTING IMAGES OR SYMBOLS FOR MOTOR VEHICLES, WITH A "HEAD-UP" TYPE DISPLAY SCREEN INTERMITTED BETWEEN THE EYES - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Sistema di presentazione di immagini o simboli per autoveicoli, con schermo di visualizzazione di tipo "head-up" interponibile fra gli occhi dell'utilizzatore e il parabrezza dell'autoveicolo", DESCRIPTION of the industrial invention entitled: "System for presenting images or symbols for motor vehicles, with a" head-up "display screen that can be placed between the user's eyes and the windscreen of the motor vehicle",
TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce ai sistemi di presentazione di immagini o simboli per autoveicoli . The present invention relates to systems for presenting images or symbols for motor vehicles.
Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un sistema del tipo sopra specificato che migliori sensibilmente la sicurezza di guida e la facilità di lettura da parte dell'utilizzatore. The object of the present invention is to provide a system of the type specified above which significantly improves driving safety and ease of reading by the user.
A tale scopo, l'invenzione ha per oggetto un sistema del tipo sopra indicato, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi visualizzatori di immagine che includono uno schermo costituito da un'aletta o tendina disposta all'interno dell'abitacolo dell'autoveicolo e. spostabile fra una condizione inoperativa a scomparsa ed una condizione operativa in cui esso si frappone fra gli occhi dell'utilizzatore (tipicamente il conducente, ma anche un passeggero) ed il parabrezza dell'autoveicolo, detto sistema comprendendo inoltre mezzi per visualizzare immagini o simboli su detto schermo. For this purpose, the invention relates to a system of the type indicated above, characterized in that it comprises image display means which include a screen consisting of a flap or curtain arranged inside the passenger compartment of the motor vehicle e. movable between a retractable inoperative condition and an operating condition in which it stands between the eyes of the user (typically the driver, but also a passenger) and the windscreen of the motor vehicle, said system further comprising means for displaying images or symbols on said screen.
Lo schermo facente parte del sistema secondo l'invenzione funziona pertanto con una modalità del tipo "head-up", ossia non obbliga 1'utilizzatore a distogliere lo sguardo dalla scena antistante il veicolo. Tuttavia, l'immagine visualizzata sullo schermo si sostituisce a parte di questa scena. Lo schermo può essere in posizione verticale o in alternativa formare un angolo rispetto alla verticale variabile tra 5° e 15°, in funzione dell'altezza dell'osservatore. The screen forming part of the system according to the invention therefore operates in a "head-up" type mode, ie it does not oblige the user to take his eyes off the scene in front of the vehicle. However, the image displayed on the screen replaces part of this scene. The screen can be in a vertical position or alternatively form an angle with respect to the vertical variable between 5 ° and 15 °, depending on the height of the observer.
I suddetti mezzi visualizzatori possono operare in riflessione oppure in trasmissione. Nel primo caso,, lo schermo è preferibilmente un pannello diffusore a base di materiale fotoluminescente e detti mezzi visualizzatori comprendono mezzi emettitori di luce ultravioletta atti ad effettuare una scansione del pannello. Il materiale luminescente può essere organico del tipo denominato LEP (Light Emitting Polymers) o OLED (Organic Light-Emitting Devices). Dispositivi basati su materiali r di questo tipo sono ad esempio descritti in "Eternai Quantum-Ef ficiency Organic Light Emitting Devices" Garbuzol et al. OPTICS LETTERS, voi. 22 n. 6, 15 marzo 1997. I dispositivi del tipo sopra indicato presentano tipicamente uno strato di materiale elettroluminescente, ad esempio Alq3, ad esempio avente uno spessore di 80nm, ed un secondo strato di pari spessore costituito da un materiale quale N, N' -difenil-N,N'-bis(3)-metilfenil(1-1')difenil-4,4'diamina (TPD). Un display elettronico utilizzante tale tecnologia ha anche formato oggetto della domanda di brevetto italiana n. T099A000075 del 2 febbraio 1999 depositata dalla stessa Richiedente, ancora segreta al momento del deposito della presente domanda. The aforementioned display means can operate in reflection or in transmission. In the first case, the screen is preferably a diffuser panel based on photoluminescent material and said display means comprise ultraviolet light emitting means suitable for scanning the panel. The luminescent material can be organic of the type called LEP (Light Emitting Polymers) or OLED (Organic Light-Emitting Devices). Devices based on r materials of this type are for example described in "Eternai Quantum-Ef ficiency Organic Light Emitting Devices" Garbuzol et al. OPTICS LETTERS, you. 22 n. 6, March 15, 1997. The devices of the type indicated above typically have a layer of electroluminescent material, for example Alq3, for example having a thickness of 80nm, and a second layer of equal thickness consisting of a material such as N, N '-diphenyl -N, N'-bis (3) -methylphenyl (1-1 ') diphenyl-4,4'diamine (TPD). An electronic display using this technology has also been the subject of Italian patent application no. T099A000075 of 2 February 1999 filed by the same Applicant, still secret at the time of filing this application.
Il materiale fotoluminescente, inorganico od organico, può essere predisposto sullo schermo con diverse tecnologie. Ad esempio, il pannello può essere provvisto di un rivestimento multifosforo. Oppure il materiale fotoluminescente può essere predisposto secondo microrighe disposte in una successione di terne, ciascuna terna essendo predisposta per emettere luce rispettivamente nel campo del rosso, del verde e del blu, come già illustrato nella già citata domanda di brevetto della Richiedente. The photoluminescent material, inorganic or organic, can be arranged on the screen with different technologies. For example, the panel can be provided with a multiphosphor coating. Or the photoluminescent material can be arranged according to micro-lines arranged in a succession of triples, each triplet being arranged to emit light respectively in the red, green and blue range, as already illustrated in the aforementioned patent application of the Applicant.
Preferibilmente il pannello è flessibile e nella sua condizione indeformata presenta una curvatura prefissata che consente una migliore qualità dell'immagine, anche se tuttavia l'invenzione si applica anche al caso di schermo piano. Sempre preferibilmente, il bordo inferiore del pannello è arcuato verso l'interno, in modo tale per cui 1'immagine visualizzata sullo schermo si sostituisce solo parzialmente alla scena reale. Preferably the panel is flexible and in its undeformed condition has a predetermined curvature which allows a better image quality, even if however the invention also applies to the case of a flat screen. Always preferably, the lower edge of the panel is arched inwards, so that the image displayed on the screen only partially replaces the real scene.
In una variante, in luogo di materiale fotoluminescente, è predisposta una matrice di microlenti o microspecchi (a seconda che lo schermo Operi in trasmissione o in riflessione) atti a focalizzare un'immagine virtuale a distanza prefissata, ad esempio 8-12 metri davanti al veicolo. Nel caso dei microspecchi, questi ultimi possono essere ottenuti mediante metallizzazione del pannello. Nel caso delle microlenti, la matrice può essere predisposta con un rivestimento fosforescente multicolore. In alternativa è possibile predisporre mezzi emettitori comprendenti tre sorgenti operanti rispettivamente in rosso verde e blu, con uno schermo diffondente privo di fosfori. In a variant, instead of photoluminescent material, a matrix of micro-lenses or micro-mirrors (depending on whether the screen operates in transmission or reflection) is arranged to focus a virtual image at a predetermined distance, for example 8-12 meters in front of the vehicle. In the case of micro-mirrors, the latter can be obtained by metallizing the panel. In the case of microlenses, the matrix can be prepared with a multicolored phosphorescent coating. Alternatively, it is possible to provide emitting means comprising three sources operating respectively in red, green and blue, with a diffusing screen devoid of phosphors.
Secondo un'ulteriore variante, lo schermo è predisposto con una microlentinatura a cluster per ottenere un'immagine tridimensionale. According to a further variant, the screen is arranged with a cluster micro-polishing to obtain a three-dimensional image.
Secondo un'ulteriore variante, lo schermo, avente curvatura prefissata, è dotato con un rivestimento dicroico che è trasparente e quindi lascia vedere la scena esterna, ma riflette il fascio led o laser proveniente dal proiettore. According to a further variant, the screen, having a predetermined curvature, is equipped with a dichroic coating which is transparent and therefore allows the external scene to be seen, but reflects the LED or laser beam coming from the projector.
Ancora secondo un'ulteriore variante, lo schermo è preferibilmente predisposto con una curvatura prefissata ed è dotato di rilievi diffrattivi olografici aventi la funzione di riflettere , o trasmettere, il fascio proiettato nella finestra di visione del guidatore, pur rimanendo trasparente in modo da consentire la visione della scena reale. Still according to a further variant, the screen is preferably arranged with a predetermined curvature and is equipped with holographic diffractive reliefs having the function of reflecting, or transmitting, the beam projected into the driver's viewing window, while remaining transparent so as to allow viewing the real scene.
In un esempio di realizzazione, il sistema comprende inoltre un dispositivo rilevatore di radiazione infrarossa, destinato ad essere montato sulla parte anteriore di un autoveicolo, includente mezzi sensori all'infrarosso, atti ad emettere segnali elettrici in funzione della radiazione rilevata, mezzi ottici di formazione di immagine per focalizzare l'immagine infrarossa della scena antistante il veicolo su detti mezzi sensori, mezzi elettronici di rielaborazione dei segnali emessi dai mezzi sensori, detti mezzi visualizzazione di immagine essendo controllati da detti mezzi elettronici . In an example of embodiment, the system further comprises an infrared radiation detector device, intended to be mounted on the front part of a motor vehicle, including infrared sensor means, suitable for emitting electrical signals as a function of the detected radiation, optical formation means image to focus the infrared image of the scene in front of the vehicle on said sensor means, electronic means for reprocessing the signals emitted by the sensor means, said image display means being controlled by said electronic means.
I mezzi emettitori sono pilotati da un elettronica di controllo sulla base dei segnali provenienti dai sensori all'infrarosso. In alternativa, possono essere pilotati sulla base dei segnali provenienti da un sistema ricevitore GPS/GSM. The emitting means are driven by a control electronics on the basis of the signals coming from the infrared sensors. Alternatively, they can be driven on the basis of signals from a GPS / GSM receiver system.
In una forma di esecuzione pratica, lo schermo è costituito da un'aletta del tipo di un'aletta parasole che può essere spostata da una posizione orizzontale a ridosso del padiglione dell'autoveicolo ed una posizione sostanzialmente verticale, operativa. In alternativa, è possibile usare come schermo una tenda a rullo diffusore, che può anche essere posizionata in corrispondenza di un passeggero. Il gruppo dei mezzi emettitori può essere montato in posizione intercambiabile sull'autoveicolo. In a practical embodiment, the screen is constituted by a flap of the type of a sun visor which can be moved from a horizontal position close to the roof of the motor vehicle and a substantially vertical, operative position. Alternatively, it is possible to use a diffuser roller blind as a screen, which can also be positioned in correspondence with a passenger. The unit of the emitting means can be mounted in an interchangeable position on the motor vehicle.
Una forma preferita di attuazione dell'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, in cui: A preferred embodiment of the invention will now be described with reference to the attached drawings, in which:
la figura 1 è una vista schematica di un sistema secondo l'invenzione montato su un autoveicolo, con riferimento ad un esempio di attuazione utilizzante un sistema di visione dell'infrazione. Figure 1 is a schematic view of a system according to the invention mounted on a motor vehicle, with reference to an embodiment example using an infringement vision system.
la figura 2 è una vista frontale dello schermo facente parte del sistema secondo l'invenzione, illustrato nella condizione operativa, Figure 2 is a front view of the screen forming part of the system according to the invention, illustrated in the operating condition,
la figura 3 è una vista in scala ampliata ed in sezióne di un componente del sistema illustrato nella figura 1, e Figure 3 is an enlarged scale and sectional view of a component of the system illustrated in Figure 1, and
la figura 4 è una vista prospettica esplosa e schematica di un ulteriore componente del sistema secondo l'invenzione. Figure 4 is an exploded and schematic perspective view of a further component of the system according to the invention.
Nella figura 1, il numero di riferimento 1 indica nel suo insieme un autoveicolo provvisto frontalmente di un dispositivo rilevatore di radiazione infrarossa, indicato con 2, di cui la figura 3 illustra una possibile forma di attuazione. Con riferimento alla figura 3, il dispositivo rilevatore 2 comprende mezzi sensori 3 sensibili alla radiazione infrarossa e mezzi ottici 4 di un qualunque tipo noto (illustri solo schematicamente nella figura) per focalizzare l'immagine infrarossa della scena antistante il veicolo sui mezzi sensori 3. Ai mezzi sensori 3 sono associati mezzi elettronici 5 atti ad elaborare i segnali emessi dei mezzi sensori 3 e ad inviarli ad una centralina elettronica di controllo 6. In Figure 1, the reference number 1 indicates as a whole a motor vehicle provided at the front with an infrared radiation detector device, indicated with 2, of which Figure 3 illustrates a possible embodiment. With reference to Figure 3, the detector device 2 comprises sensor means 3 sensitive to infrared radiation and optical means 4 of any known type (illustrated only schematically in the figure) for focusing the infrared image of the scene in front of the vehicle on the sensor means 3. Electronic means 5 are associated with the sensor means 3 and are adapted to process the signals emitted by the sensor means 3 and to send them to an electronic control unit 6.
Con riferimento ancora alla figura 1, la centralina elettronica di controllo 6 controlla il funzionamento di mezzi emettitori 7 o 7' atti a visualizzare l'immagine rilevata su uno schermo 8 costituito da un'aletta ad esempio montata oscillante all'interno dell'abitacolo dell'autoveicolo, sulla superficie inferiore del tetto, fra una posizione inoperativa in cui essa è disposta a ridosso del tetto ed una posizione abbassata operativa, in cui essa si frappone fra gli occhi dell'utilizzatore e il parabrezza 9 dell'autoveicolo. I mezzi emettitori per la visualizzazione della scena antistante al veicolo sullo schermo 8 possono operare in trasmissione (nel qual caso sono collocati nella posizione contrassegnata con 7) o in riflessione (nel qual caso essi sono collocati nella posizione contrassegnata con 7'. With reference again to Figure 1, the electronic control unit 6 controls the operation of emitting means 7 or 7 'suitable for displaying the image detected on a screen 8 consisting of a flap, for example mounted oscillating inside the passenger compartment of the motor vehicle, on the lower surface of the roof, between an inoperative position in which it is arranged close to the roof and a lowered operative position, in which it is interposed between the user's eyes and the windscreen 9 of the motor vehicle. The emitting means for displaying the scene in front of the vehicle on the screen 8 can operate in transmission (in which case they are placed in the position marked with 7) or in reflection (in which case they are placed in the position marked with 7 '.
Con riferimento alla figura 2, l'immagine visualizzata sul pannello 8 sostituisce una porzione della scena reale antistante al veicolo. Preferibilmente, come si vedrà meglio nel seguito, il pannello 8 ha una conformazione curva ed un bordo inferiore 8a inarcato verso l'interno, per non nascondere totalmente alla vista la scena reale antistante al veicolo. With reference to Figure 2, the image displayed on the panel 8 replaces a portion of the real scene in front of the vehicle. Preferably, as will be seen better in the following, the panel 8 has a curved shape and a lower edge 8a arched inwards, so as not to totally hide the real scene in front of the vehicle from view.
La figura 4 mostra un possibile esempio di attuazione dei mezzi emettitori 7' operanti in riflessione, corrispondentemente a quanto ha già formato oggetto della precedente domanda italiana T099A000075 depositata dalla stessa Richiedente. Figure 4 shows a possible example of embodiment of the emitting means 7 'operating in reflection, corresponding to what has already formed the subject of the previous Italian application T099A000075 filed by the same Applicant.
Con riferimento alla figura 4, il numero 10 indica una sorgente di luce UV, ad esempio del tipo LED o LASER. La luce UV emessa dalla sorgente 10 viene collimata e/o espansa e focalizzata da un sistema ottico 20 e controllata tramite un modulatore/otturatore 30 di un qualsiasi tipo noto, ad esempio di tipo elettro-ottico ed elettromeccanico, che può modulare l'intensità del fascio. La luce UV viene focalizzata da un obiettivo 4 e/o da una lente F0 opzionale 80 sopra il pannello visualizzatore 8 tramite una coppia di specchi 60, 70 orientabili intorno a due assi mutuamente ortogonali, in modo tale per cui i raggi UV 90 uscenti dal sistema di specchi possono essere orientati in due direzioni mutuamente ortogonali, così da poter effettuare la scansione del pannello 8. Tale risultato può essere ottenuto sia con sistemi elettro-meccanici, sia con sistemi elettroottici, di tipo per se noto, che non vengono qui descritti in dettaglio in quanto non rientranti, presi a se stanti, nell'ambito dell'invenzione. With reference to Figure 4, the number 10 indicates a source of UV light, for example of the LED or LASER type. The UV light emitted by the source 10 is collimated and / or expanded and focused by an optical system 20 and controlled by means of a modulator / shutter 30 of any known type, for example of the electro-optical and electromechanical type, which can modulate the intensity of the beam. The UV light is focused by an objective 4 and / or by an optional F0 lens 80 above the display panel 8 by means of a pair of mirrors 60, 70 which can be oriented around two mutually orthogonal axes, in such a way that the UV rays 90 exiting from the system of mirrors can be oriented in two mutually orthogonal directions, so as to be able to scan the panel 8. This result can be obtained both with electro-mechanical systems and with electro-optical systems, of a per se known type, which are not described here. in detail as they do not fall, taken alone, within the scope of the invention.
Il pannello visualizzatore 8 è costituito da un pannello flessibile dello spessore di 300-500 micrometri, costituito da un materiale fotoluminescente di qualsiasi tipo noto, ad esempio del tipo 'LEP o OLED menzionato all'inizio della presente descrizione. Come già sopra indicato, tale materiale è tale da emettere luce visibile a seguito di un'irradiazione con luce UV. Più specificamente il pannello 8 viene predisposto con una successione di terne di micro-righe, predisposte rispettivamente per emettere luce nel campo del rosso (R), del Verde (G) e del blu (B) a seguito di un'irradiazione con luce UV. The display panel 8 consists of a flexible panel with a thickness of 300-500 micrometers, consisting of a photoluminescent material of any known type, for example of the LEP or OLED type mentioned at the beginning of the present description. As already indicated above, this material is such as to emit visible light following irradiation with UV light. More specifically, the panel 8 is set up with a succession of triples of micro-lines, set up respectively to emit light in the red (R), Green (G) and blue (B) fields following irradiation with UV light. .
I mezzi attuatori, ad esempio di tipo elettromeccanico o di tipo elettro-ottico, che controllano il sistema ottico 60, 70 per effettuare la scansione del pannello 8, sono indicati schemàticamente con il blocco 110 nella figura. A loro volta i mezzi attuatori 110 sono controllati dalla centralina elettronica 6, che viene programmata per ottenere la visualizzazione di un'immagine desiderata. I mezzi attuatori 110 sono atti ad effettuare la scansione del pannello 8, secondo la sequenza programmata, in un tempo inferiore al tempo di reazione dell'occhio umano, in modo tale da ottenere la visualizzazione dell'immagine desiderata. The actuator means, for example of the electromechanical or electro-optical type, which control the optical system 60, 70 to scan the panel 8, are indicated schematically with the block 110 in the figure. In turn, the actuator means 110 are controlled by the electronic control unit 6, which is programmed to display a desired image. The actuator means 110 are adapted to scan the panel 8, according to the programmed sequence, in a time less than the reaction time of the human eye, so as to obtain the display of the desired image.
Come già chiarito nel preambolo della presente descrizione, in luogo del pannello con materiale fotoluminescente si potrebbe predisporre un pannello con una matrice di micro-lenti o di micro-specchi atti a focalizzare un'immagine virtuale a distanza prefissata davanti al veicolo. Nel caso di microspecchi, questi ultimi potrebbero essere realizzati con una metallizzazione sul pannello. Nel caso invece di microlenti operanti in trasmissione, e in associazione a mezzi emettitori disposti nella posizione 7, la matrice di microlenti potrebbe avere un rivestimento fosforescente multicolore. Secondo un ulteriore possibile variante, i mezzi emettitori potrebbero comprendere tre sorgenti emettenti rispettivamente in rosso, verde e blu e lo schermo diffondente potrebbe essere privo di materiale fotoluminescente. Sarebbe inoltre possibile predisporre uno schermo con microlentinatura a cluster per ottenere un'immagine tridimensionale. As already clarified in the preamble of the present description, instead of the panel with photoluminescent material, a panel with a matrix of micro-lenses or micro-mirrors could be arranged to focus a virtual image at a predetermined distance in front of the vehicle. In the case of micro-mirrors, the latter could be made with a metallization on the panel. On the other hand, in the case of microlenses operating in transmission, and in association with emitting means arranged in position 7, the matrix of microlenses could have a multicolored phosphorescent coating. According to a further possible variant, the emitting means could comprise three emitting sources respectively in red, green and blue and the diffusing screen could be devoid of photoluminescent material. It would also be possible to prepare a screen with cluster micro-bending to obtain a three-dimensional image.
Ancora un ulteriore variante prevede un pannello dotato di rilievi diffrattivi olografici aventi la funzione di riflettere/trasmettere il fascio proiettato nella finestra di visione del conducente. Yet another variant provides a panel equipped with holographic diffractive reliefs having the function of reflecting / transmitting the beam projected into the driver's viewing window.
La centralina elettronica 6 potrebbe anche essere collegata ad un ricevitore GPS/GSM. The electronic control unit 6 could also be connected to a GPS / GSM receiver.
Un'ulteriore possibile realizzazione prevede un pannello dotato di un rivestimento dicroico che consente la visione attraverso di esso, ma riflette il fascio emesso dei mezzi emettitori 7'. A further possible embodiment provides a panel equipped with a dichroic coating which allows vision through it, but reflects the beam emitted by the emitting means 7 '.
La realizzazione dello schermo potrebbe anche essere diversa da quella illustrata, ad esempio, si potrebbe utilizzare una tenda a rullo posizionata davanti al conducente o davanti ad un qualsiasi passeggero. Il dispositivo emettitore 7 o 7' potrebbe essere provvisto di mezzi per il suo montaggio selettivo in varie posizioni all'interno dell'autoveicolo. The realization of the screen could also be different from that illustrated, for example, a roller blind positioned in front of the driver or in front of any passenger could be used. The emitter device 7 or 7 'could be provided with means for its selective mounting in various positions inside the motor vehicle.
Naturalmente, fermo restando al principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione. Naturally, without prejudice to the principle of the invention, the details of construction and the embodiments may vary widely with respect to those described and illustrated purely by way of example, without thereby departing from the scope of the present invention.
Claims (18)
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