RU2371745C2 - Method of displaying information on vehicle windscreen - Google Patents

Method of displaying information on vehicle windscreen Download PDF

Info

Publication number
RU2371745C2
RU2371745C2 RU2006138583/28A RU2006138583A RU2371745C2 RU 2371745 C2 RU2371745 C2 RU 2371745C2 RU 2006138583/28 A RU2006138583/28 A RU 2006138583/28A RU 2006138583 A RU2006138583 A RU 2006138583A RU 2371745 C2 RU2371745 C2 RU 2371745C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical
image
windshield
holographic
diffuser
Prior art date
Application number
RU2006138583/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006138583A (en
Inventor
Юрий Кириллович Грузевич (RU)
Юрий Кириллович Грузевич
Сергей Борисович Одиноков (RU)
Сергей Борисович Одиноков
Виктор Акиндинович Солдатенков (RU)
Виктор Акиндинович Солдатенков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Геофизика НВ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Геофизика НВ" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Геофизика НВ"
Priority to RU2006138583/28A priority Critical patent/RU2371745C2/en
Publication of RU2006138583A publication Critical patent/RU2006138583A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2371745C2 publication Critical patent/RU2371745C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Instrument Panels (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method involves image preprocessing using a video processor 13 to eliminate geometric distortions, resulting from the geometry of the optical system; formation of an image of the cabin space on a monitor screen 1 and projection using a reproduction lens 2 onto a holographic diffuser 3, which is an assembly of two diffusers (4, 6), turned about each other and joined by a layer of immersion transparent substance 5, and which forms a scattering indicatrix so as to provide a given viewing area with the required image contrast. Principal beams are directed near the optical axis of the system using a collective lens 7, placed in front of the holographic diffuser. The image is then directed to the viewing area of the driver 12 using a holographic beam splitter 9, placed on the windscreen 10.
EFFECT: increased reliability and provision for safe driving conditions.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технике отображения информации на экранах коллективного пользования и может быть использовано для обеспечения управления транспортными средствами (автомобилями, летательными аппаратами, судами и др.) днем и ночью, а именно, не отвлекаясь от управления транспортным средством, оператор может наблюдать на лобовом стекле транспортного средства изображение закабинного пространства, сформированное в условиях плохой видимости телевизионными камерами, показания приборов транспортного средства, навигационную и другую справочную знакографическую информацию.The invention relates to techniques for displaying information on collective use screens and can be used to provide control of vehicles (cars, aircraft, ships, etc.) day and night, namely, without distracting from driving a vehicle, the operator can observe on the windshield vehicle image of the cockpit space, formed in conditions of poor visibility by television cameras, vehicle readings, navigation and other th reference znakograficheskuyu information.

Известен способ отображения информации на лобовом стекле транспортного средства, включающий формирование потока оптического излучения, коллимирование первым голографическим элементом и перенос оптического излучения в плоскость спектрально-селективного отражения, после селективного отражения вторым голографическим элементом потока оптического излучения от этой плоскости перенос его в зрительную зону оператора [1].There is a method of displaying information on the windshield of a vehicle, including the formation of an optical radiation flux, collimation of the first holographic element and transfer of optical radiation to a plane of spectrally selective reflection, after the second holographic element of optical radiation reflects selectively from this plane, transferring it to the operator’s visual zone [ one].

Недостатками данного технического решения являются значительные искажения в зрительную зону оператора, обусловленные ложными изображениями за счет отражения потока оптического излучения от передней поверхности первого и передней поверхности второго голографических оптических элементов. Эти ложные изображения смещены относительно действительного изображения и также сформированы в зрительной зоне оператора, что затрудняет управление транспортного средства.The disadvantages of this technical solution are significant distortions in the visual zone of the operator due to false images due to reflection of the optical radiation flux from the front surface of the first and front surfaces of the second holographic optical elements. These false images are offset from the actual image and also formed in the visual zone of the operator, which makes it difficult to control the vehicle.

Наиболее близким техническим решением является способ отображения информации на лобовом стекле транспортного средства, включающий формирование потока оптического излучения, перенос его в промежуточную плоскость, корректировку его волнового фронта, перенос оптического излучения в плоскость спектрально-селективного отражения, после селективного отражения потока оптического излучения от этой плоскости перенос его в зрительную зону оператора [2].The closest technical solution is a method of displaying information on the windshield of a vehicle, including generating an optical radiation flux, transferring it to an intermediate plane, adjusting its wavefront, transferring optical radiation to a spectrally selective reflection plane, after selective reflection of the optical radiation flux from this plane its transfer to the visual zone of the operator [2].

Недостатками данного технического решения являются искажение сформированных изображений, обусловленное отражением от лобового стекла со сложной формой поверхности, а также ограниченная зрительная зона оператора.The disadvantages of this technical solution are the distortion of the generated images due to reflection from a windshield with a complex surface shape, as well as the limited visual area of the operator.

Использование в качестве спектрально-селективного отражательного элемента голограммного элемента, имеющего оптическую силу, обеспечивает простоту и компактность данной оптической схемы, что позволяет использовать подобные системы отображения информации в кабинах различных транспортных средств. Однако при использовании данного технического решения для отображения информации на лобовом стекле со сложной формой поверхности не удается провести аберрационную коррекцию этой оптической системы данным голографическим элементом. Кроме того, данный голографический элемент имеет оптическую силу и, следовательно, водитель транспортного средства при наблюдении через данный оптический элемент будет видеть увеличенное изображение закабинного пространства, а это не отвечает требованиям безопасности вождения транспортного средства.The use of a hologram element having optical power as a spectrally selective reflective element provides the simplicity and compactness of this optical scheme, which allows the use of similar information display systems in the cabs of various vehicles. However, when using this technical solution to display information on a windshield with a complex surface shape, it is not possible to carry out an aberration correction of this optical system with this holographic element. In addition, this holographic element has optical power and, therefore, the driver of the vehicle, when observing through this optical element, will see an enlarged image of the cockpit space, and this does not meet the safety requirements for driving a vehicle.

При таком построении оптической схемы отображения размер зрительской зоны пропорционален габаритным размерам дисплея. Схема устройства отображения информации на лобовом стекле транспортного средства (без учета зеркал, изламывающих оптическую ось), используемая для расчета основных параметров устройства, представлена на фиг.1.With this construction of the optical display scheme, the size of the viewing area is proportional to the overall dimensions of the display. The diagram of the device for displaying information on the windshield of a vehicle (excluding mirrors breaking off the optical axis) used to calculate the main parameters of the device is shown in Fig. 1.

Проведенная оценка показывает, для обеспечения размера зрительской зоны АЗР=⌀150 мм при угловом поле зрения 2αПЗ=16° расстояние от последней поверхности коллимационного объектива до зрительской зоны оптической системы составляет LЗР=1000 мм. Тогда фокусное расстояние коллимационного объективаThe evaluation shows size for viewing zone A RR = ⌀150 mm at an angular field of view FOV 2α = 16 ° the distance from the last lens surface of the collimation optical system to the viewing zone is L WP = 1000 mm. Then the focal length of the collimation lens

F'КОЛ=850 и световой диаметр коллимационного объектива DКОЛ=430 мм, размер экрана дисплея DTP, требуемый для построения изображения в бесконечности с заданными параметрами, должен быть не менее 240 мм.F ' COL = 850 and the light diameter of the collimation lens D COL = 430 mm, the screen size of the display D TP required to build the image at infinity with the given parameters must be at least 240 mm.

Эти искажения изображения и ограничения зрительной зоны оператора затрудняют управление транспортными средствами особенно в условиях пониженного уровня естественной ночной освещенности, а также приводят к резкому ограничению скорости движения транспортного средства.These image distortions and the limitations of the operator’s visual area make it difficult to drive vehicles, especially in conditions of low level of natural night illumination, and also lead to a sharp limitation of the vehicle’s speed.

Кроме того, при проецировании изображения в зрительную зону после отражения от селективно-отражательного элемента, расположенного под углом 45° к линии визирования оператора, происходит геометрическое искажение, обусловленное данной геометрией оптической схемы. Так, например, прямоугольный растр на экране монитора будет трапецеидальным в плоскости наблюдательной зоны оператора.In addition, when projecting an image into the visual zone after reflection from a selective reflective element located at an angle of 45 ° to the operator’s line of sight, geometric distortion occurs due to this geometry of the optical scheme. So, for example, a rectangular raster on the monitor screen will be trapezoidal in the plane of the operator’s observation zone.

Снижение качества изображения на лобовом стекле и ограничение зрительской зоны приводит к уменьшению комфортности управления транспортного средства, особенно в темное время суток, и, как следствие, наблюдается резкое уменьшение дальности обнаружения и распознавания объектов и уменьшение предельно допустимой скорости движения транспортного средства.The decrease in image quality on the windshield and the restriction of the viewer area leads to a decrease in the comfort of driving, especially in the dark, and, as a result, there is a sharp decrease in the range of detection and recognition of objects and a decrease in the maximum permissible vehicle speed.

Предложенное изобретение направлено на решение технической задачи высококачественного отображения информации на лобовом стекле транспортного средства, сформированного на экране микродисплея, и возможности наблюдения сформированного изображения в широком диапазоне перемещения головы оператора (зрительской зоне оператора), что в свою очередь приводит к комфортному наблюдению изображения и, следовательно, обеспечению возможности безопасного управления транспортными средствами в условиях пониженного уровня естественной ночной освещенности, в условиях воздействия мощных оптических организованных (фары встречных и попутных транспортных средств и др.) и естественных (прямое солнечное излучение, солнечные блики и др.) помех.The proposed invention is aimed at solving the technical problem of high-quality display of information on the windshield of a vehicle formed on the microdisplay screen, and the possibility of observing the generated image in a wide range of movement of the operator’s head (operator’s viewing area), which in turn leads to comfortable observation of the image and, therefore ensuring safe vehicle driving in conditions of reduced levels of natural night illumination intrafamilial, under the action of high-power optical organized (oncoming headlamps and passing vehicles, etc.) and natural (direct solar radiation, solar glare et al.) interference.

Техническим результатом, получаемым в результате использования изобретения, является повышение надежности и обеспечение условий безопасности управления транспортных средств, заключающиеся в том, что обеспечивается формирование высококачественного изображения и создание требуемых размеров зрительской зоны оператора исходя из обоснованных психофизиологических рекомендаций зрительной деятельности водителей при управлении транспортных средств с использованием индикатора на лобовом стекле. Также техническим результатом является существенное упрощение изготовления голографических диффузора и светоделителя на лобовом стекле транспортного средства, упрощение юстировки оптической схемы, также при этом снижаются требования к жесткости конструкции держателей оптических элементов. Кроме того, в зрительской зоне оператора отсутствуют искажения в виде окрашенных полос и полевые аберрации, обусловленные сложной формой поверхности лобового стекла. Таким образом, обеспечиваются более высокие технологические и эксплуатационные параметры устройства, реализующего заявленный способ.The technical result obtained by using the invention is to increase the reliability and ensure safety conditions for driving vehicles, which consists in the formation of a high-quality image and the creation of the required size of the operator’s viewing area based on sound psychophysiological recommendations of drivers’s visual activity when driving using indicator on the windshield. Also, the technical result is a significant simplification of the manufacture of a holographic diffuser and a beam splitter on the windshield of the vehicle, simplification of the alignment of the optical scheme, while also reducing the rigidity of the design of the holders of the optical elements. In addition, in the operator’s viewing area there are no distortions in the form of colored stripes and field aberrations due to the complex shape of the windshield surface. Thus, higher technological and operational parameters of the device that implements the claimed method are provided.

Технический результат достигается тем, что при отображении информации на лобовом стекле транспортного средства осуществляют формирование потока оптического излучения, перенос его в промежуточную плоскость, перенос оптического излучения в плоскость спектрально-селективного отражения, после селективного отражения потока оптического излучения перенос его в зрительную зону оператора, а также для улучшения качества изображения, уменьшения поперечных размеров потока оптического излучения и увеличения зрительской зоны до формирования потока оптического излучения осуществляют его преобразование и дополнительно в промежуточной плоскости изменяют направление распространения потока оптического излучения и корректируют его индикатрису.The technical result is achieved by the fact that when the information is displayed on the windshield of the vehicle, the optical radiation flux is formed, it is transferred to the intermediate plane, the optical radiation is transferred to the spectral-selective reflection plane, and after selective reflection of the optical radiation flux, it is transferred to the operator’s visual zone, and also to improve image quality, reduce the transverse dimensions of the optical radiation flux and increase the spectator area before forming otok optical radiation and its conversion is carried out additionally in an intermediate plane change the direction of propagation of the optical radiation flux and adjusting its indicatrix.

Изобретение позволяет в реальном времени отображать высококачественные изображения на лобовом стекле транспортного средства за счет применения специально разработанной оптической системы, в оптическую схему которой включена реальная оптическая поверхность лобового стекла сложной формы, что позволяет провести аберрационную коррекцию оптической системы устройства с учетом реальной отражающей поверхности лобового стекла, а также за счет дополнительного включения в состав устройства видеопроцессора для устранения геометрических искажений, обусловленных геометрическими особенностями построения оптической схемы устройства.The invention allows real-time display of high-quality images on the windshield of a vehicle through the use of a specially developed optical system, the optical circuit of which includes the real optical surface of the windshield of complex shape, which allows aberration correction of the optical system of the device taking into account the real reflective surface of the windshield, and also due to the additional inclusion of a video processor in the device to eliminate geometric and distortions caused by the geometrical features of the construction of an optical circuit devices.

Для формирования требуемого размера зрительской зоны, изображение, сформированное на экране микродисплея, проецируется объективом на топографический диффузор, представляющий собой сборку из двух определенным (заданным) образом развернутых относительно друг друга анаморфотных (одномерных) диффузоров. Голографический диффузор локализует промежуточное изображение и формирует требуемую индикатрису рассеяния, чтобы обеспечить заданную зрительскую область изображения с требуемым качеством изображения (контрастом и пространственным разрешением).To form the required size of the viewer’s area, the image formed on the microdisplay screen is projected by the lens onto the topographic diffuser, which is an assembly of two anamorphic (one-dimensional) diffusers unfolded relative to each other. The holographic diffuser localizes the intermediate image and forms the required scattering indicatrix to provide a given viewing region of the image with the desired image quality (contrast and spatial resolution).

Для уменьшения поперечных размеров устройства перед диффузором установлена специально рассчитанная коллективная линза для направления главных лучей ближе к оптической оси устройства.To reduce the transverse dimensions of the device, a specially designed collective lens is installed in front of the diffuser to direct the main rays closer to the optical axis of the device.

Предложенное техническое решение обеспечивает при малых поперечных габаритах устройства, реализующего способ, отображение в реальном времени высококачественных изображений на лобовом стекле транспортного средства, а также позволяет сформировать данные изображения в предельно допустимой зрительской зоне оператора, обеспечивая возможность комфортного безопасного управления транспортных средств ночью и днем в условиях естественных и искусственных оптических помех.The proposed solution provides for small transverse dimensions of the device that implements the method, real-time display of high-quality images on the windshield of the vehicle, and also allows you to generate image data in the maximum permissible viewing area of the operator, providing the possibility of comfortable safe control of vehicles at night and day in conditions natural and artificial optical interference.

Изобретение иллюстрируется графическими материалами, где:The invention is illustrated in graphic materials, where:

- на фиг.1 приведена оптическая схема устройства (без преломляющего и отражающего зеркал), реализующего способ - прототипа;- figure 1 shows the optical diagram of the device (without refracting and reflecting mirrors) that implements the prototype method;

- на фиг.2 приведена оптическая схема устройства, реализующего предложенный способ;- figure 2 shows the optical diagram of a device that implements the proposed method;

- на фиг.3 приведена оптическая схема записи голограмм диффузора;- figure 3 shows the optical recording scheme of the holograms of the diffuser;

- на фиг.4 приведена оптическая схема записи топографического светоделителя.- figure 4 shows the optical recording scheme of the topographic beam splitter.

Предложенный способ может быть реализован в устройстве, оптическая схема которого приведена на фиг.2.The proposed method can be implemented in a device whose optical circuit is shown in figure 2.

Устройство содержит монитор 1, репродукционный объектив 2, голографический диффузор 3, анаморфотные диффузоры 4 и 5, слой иммерсионного прозрачного вещества 6, коллективную линзу 7, поворотное зеркало 8, голографический светоделитель 9, лобовое стекло 10, зрительскую зону водителя 11, глаз водителя 12, видеопроцессор 13.The device comprises a monitor 1, a reproducing lens 2, a holographic diffuser 3, anamorphic diffusers 4 and 5, a layer of immersion transparent substance 6, a collective lens 7, a rotary mirror 8, a holographic beam splitter 9, a windshield 10, a driver’s viewing area 11, a driver’s eye 12, video processor 13.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.A device that implements the proposed method works as follows.

Изображение закабинного пространства формируется на экране монитора 1 и проецируется репродукционным объективом 2 на голографический диффузор 3, представляющий собой сборку из двух определенным образом развернутых относительно друг друга анаморфотных (одномерных) диффузоров 4 и 5, соединенных слоем иммерсионного прозрачного вещества 6 и формирующих требуемую индикатрису рассеяния. Перед голографическим диффузором 3 устанавливается коллективная линза 7 для направления главных лучей ближе к оптической оси системы. Поворотное зеркало 8 изламывает оптическую ось системы для удобства компоновки схемы. Далее излучение, отражаясь от голографического светоделителя 9, нанесенного на лобовое стекло 10, направляется в зрительскую зону водителя 11, в которой расположен глаз водителя 12. Для устранения геометрических искажений, обусловленных геометрией оптической схемы, до формирования изображений на экране монитора с помощью видеопроцессора 13 осуществляется цифровая предобработка изображений.The image of the casing space is formed on the screen of the monitor 1 and projected by the reproduction lens 2 onto the holographic diffuser 3, which is an assembly of two anamorphic (one-dimensional) diffusers 4 and 5, unfolded in a certain way, connected by a layer of immersion transparent substance 6 and forming the required scattering indicatrix. In front of the holographic diffuser 3, a collective lens 7 is mounted to direct the main rays closer to the optical axis of the system. A pivot mirror 8 breaks down the optical axis of the system for ease of layout. Next, the radiation, reflected from the holographic beam splitter 9, deposited on the windshield 10, is sent to the driver’s viewing area 11, in which the driver’s eye 12 is located. To eliminate geometric distortions due to the geometry of the optical circuit, images are formed on the monitor screen using the video processor 13 digital image preprocessing.

В устройстве отображения информации на лобовом стекле транспортного средства, схема которого приведена на фиг.2, в качестве микродисплея, на экране которого формируется отображаемые изображения, используется цифровое микрозеркальное устройство с числом элементов 800×600 и размером микрозеркала 15×15 мкм, что соответствует габаритам экрана 12×9 мм.In the device for displaying information on the windshield of the vehicle, the circuit of which is shown in FIG. 2, a digital micromirror device with the number of elements 800 × 600 and a micromirror size of 15 × 15 μm is used as a microdisplay on the screen of which the displayed images are formed, which corresponds to the dimensions screen 12 × 9 mm.

В предложенном устройстве матрица микрозеркал отображается с помощью объектива на голографический диффузор размером 200×200 мм, представляющий собой сборку из двух определенным образом развернутых относительно друг друга анаморфотных (одномерных) диффузоров, формирующих требуемую индикатрису рассеяния.In the proposed device, the matrix of micromirrors is displayed using a lens onto a holographic diffuser of 200 × 200 mm in size, which is an assembly of two anamorphic (one-dimensional) diffusers that are deployed in a specific way and form the required scattering indicatrix.

Получение и регистрацию поля когерентного излучения при изготовлении оптического рассеивателя осуществляют в устройстве, схема которого в произвольном осевом сечении приведена на фиг.3. На схеме представлены: пучок когерентного излучения 14, однородный рассеиватель 15, диафрагма 16, светочувствительная среда 17 с прозрачной в случае изготовления пропускающего рассеивателя подложкой 18.Obtaining and recording the coherent radiation field in the manufacture of the optical diffuser is carried out in a device whose diagram in an arbitrary axial section is shown in Fig.3. The diagram shows: a coherent radiation beam 14, a uniform diffuser 15, aperture 16, a photosensitive medium 17 with a substrate 18 transparent in the case of manufacturing a transmitting diffuser.

Гомоцентричный пучок когерентного излучения 14 облучает пропускающий однородный рассеиватель 15, например матовое стекло. Каждая из неоднородностей рассеивателя 15, воздействующая на амплитуду и фазу когерентного излучения в своей зоне, может рассматриваться в качестве вторичного источника излучения, когерентного с остальными такими источниками.A homocentric beam of coherent radiation 14 irradiates a transmitting uniform diffuser 15, for example frosted glass. Each of the inhomogeneities of the diffuser 15, affecting the amplitude and phase of the coherent radiation in its own zone, can be considered as a secondary radiation source, coherent with the rest of such sources.

За рассеивателем, в частности в плоскости светочувствительной среды 17, в результате взаимодействия пучков, излучаемых этими вторичными источниками, образуется сложное интерференционное поле, имеющее вид спекл-структуры.Behind the scatterer, in particular in the plane of the photosensitive medium 17, as a result of the interaction of the beams emitted by these secondary sources, a complex interference field is formed in the form of a speckle structure.

Размер а диафрагмы 16 за рассеивателем 15 определяет минимальный размер нерегулярных пятен-спеклов в светочувствительной среде 4, которые в свою очередь определяют максимальный угол рассеяния топографического диффузора при его освещении рабочим излучением. В частности, в предельном случае, при использовании в схеме регистрации щелевой диафрагмы с малым раскрытием (а→0) получают одномерный, а точнее, квазиодномерный рассеиватель.The size a of the diaphragm 16 behind the diffuser 15 determines the minimum size of irregular speckle spots in the photosensitive medium 4, which in turn determines the maximum scattering angle of the topographic diffuser when it is illuminated with working radiation. In particular, in the limiting case, when a slit diaphragm with a small opening (a → 0) is used in the registration scheme, a one-dimensional, or rather, quasi-one-dimensional diffuser is obtained.

После изготовления голограмм 3, 4 (фиг.2) они совмещаются друг с другом через прослойку иммерсионного вещества в единый блок так, что луч, дифрагировавший на голограмме 3, падает на голограмму 4, под таким углом, чтобы после отражения попасть в зрительскую зону.After the manufacture of holograms 3, 4 (Fig. 2), they are combined with each other through a layer of immersion substance in a single block so that the beam diffracted on the hologram 3 falls on the hologram 4, at such an angle that it gets into the spectator zone after reflection.

Совмещенные таким образом голограммы 3 и 4 представляют собой голограммный оптический элемент 2, имеющий требуемую индикатрису рассеяния. В качестве иммерсионного вещества может быть использован, например, оптический клей.Thus combined holograms 3 and 4 are a hologram optical element 2 having the desired scattering indicatrix. As an immersion substance, for example, optical glue can be used.

Голографический светоделитель 9 (фиг.2) представляет собой, как правило, многослойную структуру. При расположении слоев параллельно подложке отсутствует шумовая поверхностная дифракционная решетка. Слоистая структура топографического светоделителя может быть сформирована на отдельной подложке, устанавливаемой на лобовом стекле, либо непосредственно в многослойной (триплексной) структуре лобового стекла транспортного средства. Для формирования структуры использована голограммная технология. Оптическая схема записи топографического светоделителя приведена на фиг.4.The holographic beam splitter 9 (FIG. 2) is typically a multilayer structure. When the layers are arranged parallel to the substrate, there is no noise surface diffraction grating. The layered structure of the topographic beam splitter can be formed on a separate substrate mounted on the windshield, or directly in the multilayer (triplex) structure of the windshield of the vehicle. A hologram technology was used to form the structure. The optical recording scheme of the topographic beam splitter is shown in Fig.4.

Перед топографическим диффузором установлена коллективная линза для направления главных лучей ближе к оптической оси системы. Поворотное зеркало изламывает оптическую ось системы для удобства компоновки схемы. Далее излучение, отражаясь от топографического светоделителя, направляется в зрительскую зону водителя, диаметр которой составляет порядка 150 мм.A collective lens is mounted in front of the topographic diffuser to direct the main rays closer to the optical axis of the system. A swivel mirror breaks the optical axis of the system for ease of layout. Further, the radiation, reflected from the topographic beam splitter, is sent to the driver’s viewing area, the diameter of which is about 150 mm.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает более высокими технологическими и эксплуатационными параметрами. Существенно упрощается изготовление топографических диффузора и светоделителя на лобовом стекле транспортного средства, юстировка оптической схемы, а также снижаются требования к жесткости конструкции держателей оптических элементов. Кроме того, в зрительской зоне оператора отсутствуют искажения в виде окрашенных полос и полевые аберрации, обусловленные сложной формой поверхности лобового стекла.Thus, the proposed device has a higher technological and operational parameters. The manufacture of a topographic diffuser and a beam splitter on the windshield of a vehicle, alignment of the optical scheme is greatly simplified, and the requirements for structural rigidity of the holders of optical elements are reduced. In addition, in the operator’s viewing area there are no distortions in the form of colored stripes and field aberrations due to the complex shape of the windshield surface.

ЛитератураLiterature

1. Патент США №4613200, МКИ6 G02B 5/32, 1986; Патент США №5237455 "Optical combiner with integral support arm", Robert A. Bordo, Edvin D. Lorenz, Charles M. Enderby; Патент Российской Федерации №2057352, МКИ6 С02В и 5/32; Патент США №5278532 "Automotive instrumentvirtual image display", Ronald G. Hegg, Ronald T. Smith, Mao-Jin Chem, John J. Ferrer.1. US patent No. 4613200, MKI 6 G02B 5/32, 1986; U.S. Patent No. 5,237,455 "Optical combiner with integral support arm", Robert A. Bordo, Edvin D. Lorenz, Charles M. Enderby; Patent of the Russian Federation No. 2057352, MKI 6 C02B and 5/32; U.S. Patent No. 5,278,532 for Automotive Instrument Virtual Image Display, Ronald G. Hegg, Ronald T. Smith, Mao-Jin Chem, John J. Ferrer.

2. Патент США №7031067 "Head-Up Display", Dmitry Voloschenko, Zili Li, George T. Villiath (рис.1).2. US patent No. 7031067 "Head-Up Display", Dmitry Voloschenko, Zili Li, George T. Villiath (Fig. 1).

Claims (2)

1. Способ отображения информации на лобовом стекле транспортного средства, включающий цифровую предобработку изображения при помощи видеопроцессора для устранения геометрических искажений, обусловленных геометрией оптической схемы, формирование изображения закабинного пространства на экране монитора и проецирование репродукционным объективом на голографический диффузор, который представляет собой сборку из двух диффузоров, развернутых относительно друг друга и соединенных слоем иммерсионного прозрачного вещества, и который формирует индикатрису рассеяния так, чтобы обеспечить заданную зрительскую зону требуемым контрастом изображения, причем главные лучи направляют ближе к оптической оси системы посредством коллективной линзы, установленной перед голографическим диффузором, далее направляют изображение в зрительскую зону водителя при помощи голографического светоделителя, нанесенного на лобовое стекло.1. A method of displaying information on the windshield of a vehicle, including digital image pre-processing using a video processor to eliminate geometric distortions due to the geometry of the optical circuit, imaging the casing space on the monitor screen and projecting the reproduction lens onto a holographic diffuser, which is an assembly of two diffusers deployed relative to each other and connected by a layer of immersion transparent substance, and which iruet indicatrix of scattering so as to achieve a desired spectator area desired image contrast, and the principal rays directed closer to the optical axis of the system through a collective lens placed in front of the holographic diffuser, a further direct image of the driver spectator area using a holographic beam splitter supported on the windshield. 2. Способ по п.1, в котором в качестве монитора используют цифровое микрозеркальное устройство. 2. The method according to claim 1, in which a digital micromirror device is used as a monitor.
RU2006138583/28A 2006-11-01 2006-11-01 Method of displaying information on vehicle windscreen RU2371745C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006138583/28A RU2371745C2 (en) 2006-11-01 2006-11-01 Method of displaying information on vehicle windscreen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006138583/28A RU2371745C2 (en) 2006-11-01 2006-11-01 Method of displaying information on vehicle windscreen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006138583A RU2006138583A (en) 2008-05-10
RU2371745C2 true RU2371745C2 (en) 2009-10-27

Family

ID=39799664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006138583/28A RU2371745C2 (en) 2006-11-01 2006-11-01 Method of displaying information on vehicle windscreen

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2371745C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012039648A1 (en) * 2010-09-24 2012-03-29 Malyshev Pavel Mikhaylovich Method and system for increasing the safety of controlling a vehicle
RU2719082C2 (en) * 2015-09-15 2020-04-17 ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи Display system on windscreen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012039648A1 (en) * 2010-09-24 2012-03-29 Malyshev Pavel Mikhaylovich Method and system for increasing the safety of controlling a vehicle
RU2719082C2 (en) * 2015-09-15 2020-04-17 ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи Display system on windscreen

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006138583A (en) 2008-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI425524B (en) Head-up display system
JP4578579B2 (en) Aircraft and vehicle holographic display screens
KR20080050669A (en) Head up display apparatus for vehicle
JP2020144306A (en) Head-up display device
CN116788039A (en) Information display device
US20200301145A1 (en) Head-up display device and transportation device
EP3605191B1 (en) Virtual image display device
JP2019069685A (en) Information display device
JP6593461B2 (en) Virtual image display device
JP6593462B2 (en) Virtual image display device
JP2023525844A (en) Multifocal plane image generation device, head-up display device, related methods and devices
JP5333781B2 (en) Head-up display device
JP2024519708A (en) A multiple viewing angle monitor system capable of magnified diffraction reflection.
RU2371745C2 (en) Method of displaying information on vehicle windscreen
JP2009222882A (en) Head-up display device
JP6593464B2 (en) Virtual image display device
Wu et al. An Augmented Reality Head‐Up Display System with a Wide‐View Eyebox
JPH1191401A (en) Vehicular holographic display device
JP5333782B2 (en) Head-up display device
JP2017227681A (en) Head-up display device
JP2020149063A (en) Head-up display device
CN112285929A (en) Device for observing a vehicle occupant
JP2021096284A (en) Image display device
JPH06167671A (en) Display system using hologram
CN214751108U (en) Vehicle-mounted imaging device based on MEMS array

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20081119

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20090217

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20090217