WO2012128656A1 - Устройство отображения визуальной информации на лобовом стекле транспортного средства - Google Patents

Устройство отображения визуальной информации на лобовом стекле транспортного средства Download PDF

Info

Publication number
WO2012128656A1
WO2012128656A1 PCT/RU2011/000176 RU2011000176W WO2012128656A1 WO 2012128656 A1 WO2012128656 A1 WO 2012128656A1 RU 2011000176 W RU2011000176 W RU 2011000176W WO 2012128656 A1 WO2012128656 A1 WO 2012128656A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mirror
windshield
image source
vehicle
image
Prior art date
Application number
PCT/RU2011/000176
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Михаил Абрамович ГАН
Original Assignee
Gan Mikhail Abramovich
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 Gan Mikhail Abramovich filed Critical Gan Mikhail Abramovich
Priority to PCT/RU2011/000176 priority Critical patent/WO2012128656A1/ru
Publication of WO2012128656A1 publication Critical patent/WO2012128656A1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/011—Head-up displays characterised by optical features comprising device for correcting geometrical aberrations, distortion

Definitions

  • Display device for visual information on the windshield of a vehicle
  • the invention relates to optical technology and can be used on vehicles, in particular cars, for displaying navigation and navigation information, as well as information about the state of the vehicle in the driver’s direct field of vision.
  • vehicles in particular cars
  • navigation and navigation information as well as information about the state of the vehicle in the driver’s direct field of vision.
  • a device for displaying visual information comprising a cathode ray tube and a projection lens containing seven lenses; a trapezoidal prism is installed between the cathode ray tube and the projection lens, while the input face of the prism is oriented at an acute angle to the screen of the electron ray tube, the first lens of the projection lens is made in the form of an inclined positive meniscus facing a concave surface to the cathode ray tube, the second lens is made positive biconvex linearly decentered and facing a more convex surface to the cathode ray tube, the third lens is made of a cylindrical convex plane and convex facing surface to the cathode ray tube, the fourth lens is made in the form of a positive meniscus and faces with a convex surface to the electron tube, the fifth lens is made in the form of a negative meniscus and faces with a concave surface toward the cathode ray tube, the sixth lens is made in the form of a positive meniscus and faces with a con
  • This device is intended primarily as an indicator of guidance in sighting systems and sights, mainly aviation.
  • the device is very complex, which makes it inappropriate to use it in civilian vehicles.
  • a device for displaying information on a car windshield which uses light reflection from the inner surface of the windshield and includes an image source in the form of a liquid crystal matrix directing light to a mirror that reflects it and directs it to a second mirror that reflects light on the inner surface of the windshield. Partly incident light on this surface it is reflected and forms an image in the field of view of the driver, EP 1215521 A2.
  • this device can provide an image only in a narrow field of view, which is not enough to display the amount of information necessary for efficient navigation and safe driving.
  • a device for displaying visual information including an image sensor based on a liquid crystal or LED matrix that sends light to a concave spherical mirror, US 5140465 A. Then the light is reflected by a second concave spherical mirror and falls on the inner partially reflected surface of the windshield and reflects the image on a comfortable for the driver’s distance, however, the quality of this image is very poor, since this device does not perform correction of the curvature of the visual field , Astigmatism, image distortion and distorsionnyh.
  • a device for displaying visual information on the windshield of a vehicle containing a source of images that sends light to a flat light receiving mirror. This light is reflected on a concave aspherical mirror directing the light to the windshield; light is partially reflected by the inside of the windshield. At the same time, an imaginary image generated by the source, EP 1291700 A1, is formed in the driver’s field of vision.
  • This technical solution adopted as a prototype of the present invention, allows to correct astigmatic distortions in the central zone of the image being formed;
  • the prototype device does not allow to correct the distortion distortion and to obtain a sufficiently high image quality in a wide field of view.
  • disortion distortions significantly affect image quality in a wide field of view.
  • curvature and astigmatism of the image are not sufficiently adjusted in this device.
  • An object of the present invention is to correct distortion distortions, in addition, the problem of improving the correction of curvature and astigmatism of a generated image in a wide field of view is solved.
  • a mirror receiving light from the image source is made convex aspherical; Between the mirror receiving light from the image source and the mirror directing light to the windshield, an additional concave aspherical mirror is placed.
  • figure 1 is an optical diagram of a device in accordance with claim 1 of the claims;
  • figure 2 is an optical diagram of a device in accordance with claim 2 of the claims;
  • Fig.3 is the same as in Fig.2, in a perspective view.
  • the device for displaying visual information on the windshield 1 of a vehicle includes an image source 2, which is a liquid crystal matrix with LED backlight.
  • the image source provides information on vehicle speed, fuel supply, engine and on-board equipment status, on-board video camera readings, including rear view and night vision, navigation information (GPS), as well as telecommunication information (mobile phone service). All information to the image source comes from the on-board computer of the car.
  • the device also contains a convex aspherical mirror 3, receiving light from the image source 2, and into a concave aspherical mirror 4, directing light to the windshield 1. Between mirrors 3 and 4 in the embodiment of claim 2, an additional concave aspherical mirror is placed 6.
  • Mirrors 3, 4, 6 are made using the technology of diamond turning (Diamond Tuning Single Point) using a Nanoform-250 machine manufactured by Prestech Inc., USA.
  • the image source 2 directs light to the mirror 3. Due to the fact that the mirror 3 is convex aspherical, a light beam that has a structure (local density and beam divergence), which allows distortion compensation, is incident on the concave aspherical mirror 4. distortions arising on the mirror 4 and on the inner surface of the windshield 1. As a result, the observer 5 can see a fairly high quality image in a direct and wide field of view at a comfortable distance for him Twa.
  • the light reflected from the mirror 3 enters the concave aspherical mirror 6, which makes it possible to supplement improving the correction of the curvature and astigmatism of the image in a wide field of view. This significantly improves the quality of the image formed in the field of view of the driver.
  • a prototype device has been manufactured and tested.
  • IA Industry Applicability

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)

Abstract

Изобретение относится к оптической технике и может быть использовано на транспортных средствах, в частности, автомобилях для отображения путевой, навигационной информации, а также информации о состоянии транспортного средства в поле прямого зрения водителя. В устройстве отображения визуальной информации на лобовом стекле 1 транспортного средства, содержащем источник 2 изображения, зеркало 3, принимающее свет от источника 2 изображения, и вогнутое асферическое зеркало 4, направляющее свет на лобовое стекло 1, зеркало 3, принимающее свет от источника 2 изображения, выполнено выпуклым асферическим; между зеркалом 3, принимающим свет от источника 2 изображения, и зеркалом 4, направляющим свет на лобовое стекло 1, размещено дополнительное вогнутое асферическое зеркало 6. Корректируются дисторсионные искажения, кроме того, улучшается коррекция кривизны и астигматизма формируемого изображения в широком поле зрения.

Description

Устройство отображения визуальной информации на лобовом стекле транспортного средства
Область техники
Изобретение относится к оптической технике и может быть использовано на транспортных средствах, в частности, автомобилях для отображения путевой, навигационной информации, а также информации о состоянии транспортного средства в поле прямого зрения водителя. Предшествующий уровень техники
Известно устройство для отображения визуальной информации, включающее электронно-лучевую трубку и проекционный объектив, содержащий семь линз; между электронно-лучевой трубкой и проекционным объективом установлена трапецеидальная призма, при этом входная грань призмы ориентирована под острым углом к экрану электронно- лучевой трубки, первая линза проекционного объектива выполнена в виде наклонного положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к электронно-лучевой трубке, вторая линза выполнена положительной двояковыпуклой линейно- децентрированной и обращена более выпуклой поверхностью к электронно-лучевой трубке, третья линза выполнена плосковыпуклой цилиндрической и обращена выпуклой поверхностью к электронно-лучевой трубке, четвертая линза выполнена в виде положительного мениска и обращена выпуклой поверхностью к электронно- лучевой трубке, пятая линза выполнена в виде отрицательного мениска и обращена вогнутой поверхностью к электронно-лучевой трубке, шестая линза выполнена в виде положительного мениска и обращена вогнутой поверхностью к электронно-лучевой трубке, седьмая линза выполнена положительной двояковыпуклой, RU 2226292 С 1.
Это устройство предназначено, главным образом, в качестве индикатора наведения в системах визирования и прицелах, преимущественно, авиационных. Устройство весьма сложно, что делает нецелесообразным его использование в наземных гражданских транспортных средствах.
Известно устройство для отображения информации на лобовом стекле автомобиля, которое использует отражение света от внутренней поверхности лобового стекла и включает источник изображения в виде жидкокристаллической матрицы, направляющей свет на зеркало, которое отражает его и направляет на второе зеркало, отражающее свет на внутреннюю поверхность ветрового стекла. Падающий на эту поверхность свет частично отражается и формирует изображение в поле зрения водителя, ЕР 1215521 А2. Однако это устройство может обеспечить изображение только в узком поле зрения, что не достаточно для отображения объема информации, необходимого для эффективной навигации и безопасного управления транспортным средством.
Известно также устройство отображения визуальной информации, включающее формирователь изображения на основе жидкокристаллической или светодиодной матрицы, который посылает свет на вогнутое сферическое зеркало, US 5140465 А. Затем свет отражается вторым вогнутым сферическим зеркалом и падает на внутреннюю частично отраженную поверхность ветрового стекла и отражает изображение на комфортном для водителя расстоянии, однако, качество этого изображения весьма низкое, так как в этом устройстве не осуществляется коррекция кривизны поля зрения, астигматизма изображения, и его дисторсионных искажений.
Известно устройство для отображения визуальной информации на лобовом стекле транспортного средства, содержащее источник изображения, который посылает свет на плоское принимающее свет зеркало. Этот свет отражается на вогнутое асферическое зеркало, направляющее свет на лобовое стекло; свет частично отражается внутренней стороной лобового стекла. При этом в поле зрения водителя формируется мнимое изображение, генерируемое источником, ЕР 1291700 А1.
Данное техническое решение, принятое в качестве прототипа настоящего изобретения, позволяет исправить астигматические искажения в центральной зоне формируемого изображения; однако устройство-прототип не позволяет исправить дисторсионное искажение и получить достаточно высокое качество изображения в широком поле зрения. (Дисторсионные искажения существенно влияют на качество изображения в широком поле зрения). Кроме того, в этом устройстве недостаточно корректируется кривизна и астигматизм изображения.
Раскрытие изобретения Задачей настоящего изобретения является коррекция дисторсионных искажений, кроме того, решается задача улучшения коррекции кривизны и астигматизма формируемого изображения в широком поле зрения.
Согласно изобретению в устройстве отображения визуальной информации на лобовом стекле транспортного средства, содержащем источник изображения, зеркало, принимающее свет от источника изображения, и вогнутое асферическое зеркало, направляющее свет на лобовое стекло, зеркало, принимающее свет от источника изображения, выполнено выпуклым асферическим; между зеркалом, принимающим свет от источника изображения, и зеркалом, направляющим свет на лобовое стекло, размещено дополнительное вогнутое асферическое зеркало.
Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «Новизна» («N»). Реализация отличительных признаков изобретения обеспечивает новый технический результат, состоящий в коррекции дисторсионного искажения, а также его кривизны и астигматизма.
Заявителем не выявлены источники, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. Указанное новое свойство объекта обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию «Изобретательский уровень» («IS»). Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется подробным описанием примеров его осуществления со ссылками на чертежи, на которых представлены:
на фиг.1 - оптическая схема устройства в соответствии с п.1 формулы изобретения;
на фиг.2 - оптическая схема устройства в соответствии с п.2 формулы изобретения;
на фиг.З - то же, что на фиг.2, в аксонометрии.
Лучший вариант осуществления изобретения
Устройство отображения визуальной информации на лобовом стекле 1 транспортного средства, в данном примере автомобиля, включает источник 2 изображения, представляющий собой жидкокристаллическую матрицу со светодиодной подсветкой. Источник изображения выдает информацию о скорости движения автомобиля, запасе топлива, состоянии двигателя и бортовой аппаратуры, показания бортовых видеокамер, в том числе, заднего вида и ночного видения, навигационную информацию (GPS), а также телекоммуникационную информацию (мобильная телефонная связь). Вся информация к источнику изображения поступает от бортового компьютера автомобиля. Устройство содержит также выпуклое асферическое зеркало 3, принимающее свет от источника 2 изображения, и в вогнутое асферическое зеркало 4, направляющее свет на лобовое стекло 1. Между зеркалами 3 и 4 в варианте по п.2 формулы изобретения размещено дополнительное вогнутое асферическое зеркало 6. Зеркала 3, 4, 6 выполнены с помощью технологии алмазного точения (Diamond Tuning Single Point) с помощью станка Nanoform- 250 производства фирмы Prestech Inc., США.
Устройство работает следующим образом. В варианте по п.1 формулы изобретения источник 2 изображения направляет свет на зеркало 3. Благодаря тому, что зеркало 3 выполнено выпуклым асферическим, на вогнутое асферическое зеркало 4 падает световой пучок, который имеет структуру (локальную плотность и расходимость лучей), позволяющую компенсировать дисторсионные искажения, возникающие на зеркале 4 и на внутренней поверхности лобового стекла 1. В результате наблюдатель 5 может видеть в прямом и широком поле зрения на комфортном для него расстоянии изображение достаточно высокого качества. В варианте по п.2 формулы изобретения свет, отраженный от зеркала 3, попадает на вогнутое асферическое зеркало 6, которое позволяет дополнить улучшить коррекцию кривизны и астигматизма изображения в широком поле зрения. Это существенно повышает качество изображения, формируемого в поле зрения водителя. Изготовлен и испытан опытный образец устройства.
Промышленная применимость
Для изготовления устройства использованы обычные конструкционные материалы и заводское оборудование, что обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию «Промышленная применимость» («IA»).

Claims

Формула изобретения
1. Устройство отображения визуальной информации на лобовом стекле транспортного средства, содержащее источник изображения, зеркало, принимающее свет от источника изображения, и вогнутое асферическое зеркало, направляющее свет на лобовое стекло, о тл и ч аю щ е е ся т е м, что зеркало, принимающее свет от источника изображения, выполнено выпуклым асферическим.
2. Устройство по п.1., отличающееся тем, что между зеркалом, принимающим свет от источника изображения, и зеркалом, направляющим свет на лобовое стекло, размещено дополнительное вогнутое асферическое зеркало.
PCT/RU2011/000176 2011-03-22 2011-03-22 Устройство отображения визуальной информации на лобовом стекле транспортного средства WO2012128656A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2011/000176 WO2012128656A1 (ru) 2011-03-22 2011-03-22 Устройство отображения визуальной информации на лобовом стекле транспортного средства

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2011/000176 WO2012128656A1 (ru) 2011-03-22 2011-03-22 Устройство отображения визуальной информации на лобовом стекле транспортного средства

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012128656A1 true WO2012128656A1 (ru) 2012-09-27

Family

ID=46879585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2011/000176 WO2012128656A1 (ru) 2011-03-22 2011-03-22 Устройство отображения визуальной информации на лобовом стекле транспортного средства

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2012128656A1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106461947A (zh) * 2014-06-03 2017-02-22 矢崎总业株式会社 车辆用投影显示装置
JP2017134141A (ja) * 2016-01-26 2017-08-03 富士フイルム株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
CN109435849A (zh) * 2018-10-10 2019-03-08 浙江零跑科技有限公司 一种车用抬头显示系统
CN110930720A (zh) * 2019-11-28 2020-03-27 广州杰赛科技股份有限公司 一种车辆识别方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4598981A (en) * 1985-02-05 1986-07-08 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Wide-angle flat field telescope
EP1291700A1 (de) * 2001-09-07 2003-03-12 Siemens Aktiengesellschaft Head-Up-Display
US6850361B1 (en) * 1999-06-10 2005-02-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Wide-angle catoptric system
WO2005119327A1 (de) * 2004-06-03 2005-12-15 Carl Zeiss Jena Gmbh Kamera
RU2424541C2 (ru) * 2009-10-08 2011-07-20 Михаил Абрамович Ган Устройство отображения визуальной информации на лобовом стекле транспортного средства

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4598981A (en) * 1985-02-05 1986-07-08 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Wide-angle flat field telescope
US6850361B1 (en) * 1999-06-10 2005-02-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Wide-angle catoptric system
EP1291700A1 (de) * 2001-09-07 2003-03-12 Siemens Aktiengesellschaft Head-Up-Display
WO2005119327A1 (de) * 2004-06-03 2005-12-15 Carl Zeiss Jena Gmbh Kamera
RU2424541C2 (ru) * 2009-10-08 2011-07-20 Михаил Абрамович Ган Устройство отображения визуальной информации на лобовом стекле транспортного средства

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106461947A (zh) * 2014-06-03 2017-02-22 矢崎总业株式会社 车辆用投影显示装置
US10437053B2 (en) 2014-06-03 2019-10-08 Yazaki Corporation Projection display device for vehicle
JP2017134141A (ja) * 2016-01-26 2017-08-03 富士フイルム株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
CN109435849A (zh) * 2018-10-10 2019-03-08 浙江零跑科技有限公司 一种车用抬头显示系统
CN110930720A (zh) * 2019-11-28 2020-03-27 广州杰赛科技股份有限公司 一种车辆识别方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108139584B (zh) 信息显示装置
CN108351518B (zh) 信息显示装置
CN112711140B (zh) 光学系统
US20110090419A1 (en) Electrooptical device and electronic device
CN204009230U (zh) 车载平视投射系统
JP2009122582A (ja) 投影光学系及びヘッドアップディスプレイ装置
JP2005202145A (ja) 車載用ヘッドアップディスプレイ、それを備えた車両、及び車載用ヘッドアップディスプレイを備えた車両の製造方法
US11029517B2 (en) Virtual image display device
US11092804B2 (en) Virtual image display device
US11353713B2 (en) Virtual image display device
US11131851B2 (en) Virtual image display device
WO2017061016A1 (ja) 情報表示装置
JP2022189851A (ja) 結像光学系および結像光学系を搭載した移動体
JP2009115908A (ja) ミラー光学系及びヘッドアップディスプレイ装置
WO2012128656A1 (ru) Устройство отображения визуальной информации на лобовом стекле транспортного средства
RU2424541C2 (ru) Устройство отображения визуальной информации на лобовом стекле транспортного средства
CN108152957A (zh) 一种车载抬头显示系统及基于该系统的误差校准方法
EP3605192B1 (en) Virtual image display device
WO2017041212A1 (zh) 准直显示装置、车载或机载平视显示装置
US11300796B2 (en) Virtual image display device
WO2018186149A1 (ja) ヘッドアップディスプレイシステム、およびヘッドアップディスプレイシステムを備える移動体
CN110794580A (zh) 汽车抬头显示系统及其安装方法和消除重影的方法
US11119317B2 (en) Virtual image display device
CN105882527A (zh) 一种车载信息投射系统
US10725294B2 (en) Virtual image display device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11861701

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 13/02/2014)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11861701

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1