CN102791510A - 使用多个透镜的车辆 hud 装置 - Google Patents

使用多个透镜的车辆 hud 装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102791510A
CN102791510A CN2011800127346A CN201180012734A CN102791510A CN 102791510 A CN102791510 A CN 102791510A CN 2011800127346 A CN2011800127346 A CN 2011800127346A CN 201180012734 A CN201180012734 A CN 201180012734A CN 102791510 A CN102791510 A CN 102791510A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
driving information
information image
curvature
radius
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
CN2011800127346A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102791510B (zh
Inventor
林赫奎
崔皙在
姜元义
文炳燮
朴范镇
许辰宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Korea Lnstitute Of Construction Technology
V and I Co Ltd
Original Assignee
Korea Lnstitute Of Construction Technology
V and I Co Ltd
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
Priority claimed from KR1020100021312A external-priority patent/KR101137775B1/ko
Priority claimed from KR1020100056878A external-priority patent/KR101182154B1/ko
Application filed by Korea Lnstitute Of Construction Technology, V and I Co Ltd filed Critical Korea Lnstitute Of Construction Technology
Publication of CN102791510A publication Critical patent/CN102791510A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102791510B publication Critical patent/CN102791510B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/213—Virtual instruments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/215—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays characterised by the combination of multiple visual outputs, e.g. combined instruments with analogue meters and additional displays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/60—Instruments characterised by their location or relative disposition in or on vehicles
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/20—Optical features of instruments
    • B60K2360/33—Illumination features
    • B60K2360/334—Projection means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/77—Instrument locations other than the dashboard
    • B60K2360/785—Instrument locations other than the dashboard on or in relation to the windshield or windows

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

公开了一种使用多个透镜的车辆HUD装置，其中，透镜的光学属性和反射器的布置被增强以实现投射在车辆挡风玻璃上的驾驶信息图像的提高的清晰度和辨别度。该使用多个透镜的车辆HUD装置包括：液晶面板，用于显示驾驶信息图像；背光单元，布置在液晶面板的后侧以提供光；多个反射器，用于沿着特定路线顺序地反射在液晶面板显示的驾驶信息图像；和透镜，用于放大或缩小由反射器反射的驾驶信息图像、调节驾驶信息图像的焦点以及将驾驶信息图像投射在挡风玻璃上，其中，所述透镜包括沿着与在透镜下方布置的反射器的光轴相同的光轴顺序地布置的并且在应用驾驶信息图像的方向上凸出的一个或更多个弯月形透镜。

Description

使用多个透镜的车辆 HUD 装置
技术领域
本发明涉及一种设置有多个透镜的用于机动车辆的平视显示装置，并且更具体地，涉及能够通过改善透镜的光学属性和反射器的布置结构而增强投射在机动车辆的挡风玻璃上的驾驶信息图像的清晰度和辨别度的用于机动车辆的平视显示装置。
背景技术
近年来，发展了用于确保驾驶者的方便和安全的不同种类的装置。这些装置的一个示例是平视显示（HUD）装置。平视显示装置是用于将各种驾驶信息（例如，车辆速度、引擎rpm、温度和燃油量）显示在驾驶者观看的车辆挡风玻璃上的装置。LCD型平视显示装置被广泛地用作平视显示装置。
参考图1，LCD型平视显示装置包括液晶面板10和安装在液晶面板10的后侧的背光单元12。液晶面板10被布置在位于驾驶者座位的前侧的仪表板10a内，并且被构造为显示输入的驾驶信息图像。液晶面板10以数字图形、数字或字母显示车辆驾驶信息，例如，车辆速度、引擎rpm、温度和燃油量。
液晶面板10可以由利用由电压应用导致的液晶透射率的改变将电信号转换为可视信息的LCD（液晶显示器）、使用反射型液晶面板的LCOS（硅基液晶）、通过移动在基板上形成的微小金属电极而调整反射角度的DMD（数字微镜显示器）、TFT（薄膜晶体管）、利用晶体管控制LCD的像素的一种有源矩阵型液晶、或利用电致发光现象来发光的OLED（有机电致发光显示器）形成。然而，液晶面板10不限制于此。
作为光源的背光单元12被布置在液晶面板10的后侧。背光单元12的示例包括（但不限于）UHP（超高压）灯、LED和激光器。
LCD型平视显示装置进一步包括布置在液晶面板10的前面的光学***14。光学***14包括布置在液晶面板10的前面的透镜16和在该透镜16的前面以特定角度布置的反射器18。透镜16用来将出现在液晶面板10上的驾驶信息图像放大或缩小到合适的尺寸。透镜16也用来调节焦点。反射器18用来将从透镜16投射的驾驶信息图像朝着车辆挡风玻璃19反射。结果，驾驶信息图像显示在车辆挡风玻璃19上。
因为平视显示装置将各种驾驶信息显示在车辆挡风玻璃19上，所以驾驶者变得可以在不必直接观看安装在仪表板10中的仪表组的情况下确认车辆驾驶信息。这有助于防止驾驶者的眼睛的不必要的移动，并且因此，使得驾驶者在观看必要的视场的同时安全地驾驶。
在平视显示装置中，重要的是，将驾驶信息图像没有变形地清楚显示在车辆挡风玻璃19上。具体地，重要的是，增强驾驶信息图像的可视度、清晰度和辨别度。原因在于，如果驾驶信息图像的可视度、清晰度和辨别度被增强，则驾驶者可以容易和快速地在第一眼就感知到驾驶信息图像。这确保驾驶者能够在没有不必要地移动其眼睛的情况下安全地驾驶。
然而，传统的平视显示装置遭遇的问题是，在挡风玻璃上显示的图像是不清楚和变形的，并且从外界渗入的光降低了显示的图像的清晰度和辨别度。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种用于机动车辆的平视显示装置，该装置能够在没有变形的情况下将驾驶信息图像清楚地显示在车辆挡风玻璃上，并且能够增强驾驶信息图像的可视度、清晰度和辨别度。
本发明的另一个目的是提供一种用于机动车辆的平视显示装置，该装置能够不受环境光的影响而将显示在车辆挡风玻璃上的驾驶信息图像保持为清楚的。
本发明的又一个目的是提供一种用于机动车辆的平视显示装置，该装置能够使得驾驶者容易和快速地感知到在车辆挡风玻璃上显示的驾驶信息图像。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于机动车辆的平视显示装置，该装置包括：液晶面板，所述液晶面板用于显示驾驶信息图像；背光单元，所述背光单元用作布置在所述液晶面板的后侧以将光照射在所述液晶面板上的光源；反射器单元，所述反射器单元用于沿着特定路线反射来自所述液晶面板的所述驾驶信息图像；和透镜单元，所述透镜单元用于放大或缩小由所述反射器单元反射的所述驾驶信息图像和调节所述驾驶信息图像的焦点，并且用于将所述驾驶信息图像投射在车辆挡风玻璃上，所述透镜单元包括沿着光轴顺序地布置在所述反射器单元的上方的一个或更多个透镜，所述透镜由弯月形透镜形成并且被成形为朝着所述驾驶信息图像的入射侧凸出。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于机动车辆的平视显示装置，该装置包括：液晶面板，所述液晶面板用于显示驾驶信息图像；背光单元，所述背光单元用作布置在所述液晶面板的后侧以将光照射在所述液晶面板上的光源；反射器单元，所述反射器单元用于沿着特定路线反射来自所述液晶面板的所述驾驶信息图像；和透镜单元，所述透镜单元用于放大或缩小所述驾驶信息图像和调节所述驾驶信息图像的焦点，所述反射器单元包括布置在所述液晶面板的前面以反射来自所述液晶面板的所述驾驶信息图像的第一预处理反射器、布置在所述第一预处理反射器的一侧以将来自所述第一预处理反射器的所述驾驶信息图像朝着透镜单元反射的第二预处理反射器、布置在所述透镜单元的后侧以反射来自所述透镜单元的所述驾驶信息图像的第一后处理反射器、和布置在所述第一后处理反射器上方以将来自所述第一后处理反射器的所述驾驶信息图像朝着车辆挡风玻璃反射的第二后处理反射器，所述透镜单元包括沿着光轴顺序地布置在所述第二预处理反射器和所述第一后处理反射器之间的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜被成形为朝着所述驾驶信息图像的入射侧凸出，所述第一透镜由具有入射表面和出射表面的正弯月形透镜形成，所述第一透镜的所述出射表面的曲率半径大于所述第一透镜的所述入射表面的曲率半径，所述第二透镜由具有入射表面和出射表面的负弯月形透镜形成，所述第二透镜的所述出射表面的曲率半径小于所述第二透镜的所述入射表面的曲率半径。
利用根据本发明的用于机动车辆的平视显示装置，通过改善透镜的光学属性和反射器的布置结构，可以最佳地校正投射在车辆挡风玻璃上的驾驶信息图像的变形。
因为可以按照该方式校正投射在车辆挡风玻璃上的驾驶信息图像的变形，所以投射在车辆挡风玻璃上的驾驶信息图像具有最佳的尺寸和最佳的焦点。
由于投射在车辆挡风玻璃上的驾驶信息图像具有最佳的尺寸和最佳的焦点而且没有变形，所以可以增强投射在车辆挡风玻璃上的驾驶信息图像的可视度、清晰度和辨别度。这使得驾驶者能够容易和快速地感知到投射在车辆挡风玻璃上的驾驶信息图像。
附图说明
根据结合附图的关于优选实施方式的下面的描述，本发明的上述和其它目的以及特征将变得明显。
图1是示意性地示出了传统的平视显示装置的侧视图。
图2是示出了根据本发明的第一实施方式的用于机动车辆的平视显示装置的光学***的透视图。
图3(a)和3(b)是示意性地例示了根据第一实施方式的平视显示装置安装在机动车辆中的状态的平面图和侧视图。
图4是沿着图3(a)中的线IV-IV截取的平视显示装置的剖视图。
图5(a)是示出了在根据第一实施方式的平视显示装置中使用的第二透镜的放大剖视图，并且图5(b)是示出了在根据第一实施方式的平视显示装置中使用的第一透镜的放大剖视图。
图6是示出了根据本发明的第二实施方式的用于机动车辆的平视显示装置的视图。
图7是示出了根据本发明的第三实施方式的用于机动车辆的平视显示装置的视图。
图8是示出了根据本发明的第四实施方式的用于机动车辆的平视显示装置的透视图。
图9是根据第四实施方式的平视显示装置的平面图。
图10是示意性地例示了根据第四实施方式的平视显示装置安装在机动车辆中的状态的视图。
具体实施方式
现在将参考附图详细地描述根据本发明的用于机动车辆的平视显示装置的具体优选实施方式。
在描述根据本发明的用于机动车辆的平视显示装置之前，将参考图1简要地描述典型的平视显示装置。
典型的用于机动车辆的平视显示装置包括液晶面板10和安装在液晶面板10的后侧的背光单元12。液晶面板10安装在位于驾驶者的座位的前面的仪表板10a内。液晶面板10显示输入的驾驶信息图像。背光单元12用作将光照射在液晶面板10的后表面上的光源。
典型的用于机动车辆的平视显示装置进一步包括布置在液晶面板10的前面的光学***14。光学***14包括透镜16和反射器18。透镜16用来将出现在液晶面板10上的驾驶信息图像放大或缩小到合适的尺寸。透镜16也用来调节焦点。反射器18用来将驾驶信息图像朝着车辆挡风玻璃19反射。
<第一实施方式>
现在将参考图2到图4描述根据本发明的第一实施方式的用于机动车辆的平视显示装置。
根据第一实施方式的平视显示装置包括光学***20。光学***20包括反射器单元30。反射器单元30顺序地沿着特定路线反射从液晶面板10投射的驾驶信息图像。
反射器单元30包括在液晶面板10的前面倾斜地布置的第一反射器32、相对于第一反射器32倾斜地布置的第二反射器34和相对于第二反射器34倾斜地布置的第三反射器36。
第一反射器32相对于液晶面板10以从40°到50°的角度倾斜地布置。如此布置的第一反射器32以85°到95°的角度将在液晶面板10上出现的驾驶信息图像朝着第二反射器34反射。
第二反射器34相对于第一反射器32以从85°到95°的角度倾斜地布置。如此布置的第二反射器34以85°到95°的角度将来自第一反射器32的驾驶信息图像朝着第三反射器36反射。
第三反射器36相对于第二反射器34倾斜以倾斜地面朝上方。更具体地，第三反射器36相对于第二反射器34以从40°到50°的角度倾斜以倾斜地面朝上方。如此布置的第三反射器36将来自第二反射器34的驾驶信息图像朝着位于第三反射器36上方的透镜单元40反射。
第一反射器32、第二反射器34和第三反射器36中的每一个反射器的反射表面可以是完全平面的、凹面的或凸面的。第一反射器32、第二反射器34和第三反射器36中的每一个反射器的反射表面的形状被适当地选择以校正可能根据投射角度和投射距离而发生的驾驶信息图像的变形。
再次参考图2到图4，光学***20进一步包括透镜单元40，该透镜单元40用于收集由第一反射器32、第二反射器34和第三反射器36反射的驾驶信息图像。透镜单元40包括沿着第三反射器36的光轴顺序地布置的第一透镜42和第二透镜44。
如在图4和图5(b)中所示，第一透镜42由具有入射表面42a和出射表面42b的正弯月形透镜形成。出射表面42b的曲率半径R2大于入射表面42a的曲率半径R1。第一透镜42被成形为朝着驾驶信息图像的入射侧凸出。
如在表格1和图5(b)中所示，优选的是，第一透镜42具有从18mm到20mm的厚度t、从1.60到1.64的折射率Nd、从35到37的阿贝数Vd、从-133mm到-139mm的入射表面42a的曲率半径R1和从-304mm到-309mm的出射表面42b的曲率半径R2。
由本发明人进行的试验证明，如果第一透镜42具有如在表格1中所示的光学属性，则驾驶信息图像展示出优良的清晰度和辨别度。
[表格1]第一透镜的光学属性
 曲率半径（R） 厚度(t)   折射率（Nd）  阿贝数(Vd)
  入射表面   -133到-139   18到20   1.60到1.64   35到37
  出射表面   -304到-309
如在图4和图5(a)中所示，第二透镜44由具有入射表面44a和出射表面44b的负弯月形透镜形成。出射表面44b的曲率半径R2小于入射表面44a的曲率半径R1。第二透镜44被成形为朝着驾驶信息图像的入射侧凸出。
优选的是，在第二透镜44的入射表面44a和第一透镜42的出射表面42b之间的距离d1在从23mm到27mm的范围中。如果在第一透镜42和第二透镜44之间的距离设置如上，则可以显著地增强投射在车辆挡风玻璃上的图像的清晰度和辨别度。
如在表格2和图5(a)中所示，优选的是，第二透镜44具有从5mm到7mm的厚度t、从1.7到1.9的折射率Nd、从24到26的阿贝数Vd、从-170mm到-174mm的入射表面44a的曲率半径R1和从-100mm到-104mm的出射表面44b的曲率半径R2。
由本发明人进行的试验证明，如果第二透镜44具有如在表格2中所示的光学属性，则驾驶信息图像展示出优良的清晰度和辨别度。
[表格2]第二透镜的光学属性
 曲率半径（R） 厚度(t) 折射率（Nd） 阿贝数（Vd）
  入射表面   -170到-174   5到7   1.7到1.9   24到26
  出射表面   -100到-104
如上构造的第一透镜42和第二透镜44用来将由第一反射器32、第二反射器34和第三反射器36反射的驾驶信息图像放大或缩小到合适的尺寸。第一透镜42和第二透镜44也用来调节驾驶信息图像的焦点。
具体地，第一透镜42和第二透镜44适当地校正在通过第一反射器32、第二反射器34和第三反射器36时可能变形的驾驶信息图像的球面像差和像散。如此，投射在车辆挡风玻璃19上的驾驶信息图像具有最优的尺寸和最优的焦距。
结果，投射在车辆挡风玻璃19上的驾驶信息图像在没有变形的情况下被清楚地显示。因此，可以增强驾驶信息图像的可视度、清晰度和辨别度。这使得驾驶者能够容易和快速地感知到投射在车辆挡风玻璃19上的驾驶信息图像。
<第二实施方式>
接下来，将参考图6描述根据本发明的第二实施方式的用于机动车辆的平视显示装置。
第二实施方式的平视显示装置与第一实施方式的平视显示装置的不同之处在于，第三透镜46被布置在第二透镜44上方。
第三透镜46由具有入射表面46a和出射表面46b的正弯月形透镜形成。出射表面46b的曲率半径大于入射表面46a的曲率半径。第三透镜46被成形为朝着驾驶信息图像的入射侧凸出。
第三透镜46被布置为使得第三透镜46具有与第一透镜42和第二透镜44相同的光轴。优选的是，在第三透镜46的入射表面46a和第二透镜44的出射表面44b之间的距离d2应该在从4mm到7mm的范围中。
第三透镜46优选地被构造为使得第三透镜46的厚度t、折射率Nd、阿贝数Vd、入射表面46a的曲率半径以及出射表面46b的曲率半径与第一透镜42的那些物理量相同。优选地，第三透镜46具有从18mm到20mm的厚度t、从1.60到1.64的折射率Nd、从35到37的阿贝数Vd、从-133mm到-139mm的入射表面46a的曲率半径和从-304mm到-309mm的出射表面46b的曲率半径。
第三透镜46用来校正来自第二透镜44的驾驶信息图像的球面像差和像散。这使得能够增强投射在车辆挡风玻璃19上的驾驶信息图像的清晰度。
<第三实施方式>
接下来，将参考图7描述根据本发明的第三实施方式的用于机动车辆的平视显示装置。
第三实施方式的平视显示装置与第二实施方式的平视显示装置的不同之处在于，预处理透镜48被布置在第一透镜42下方。换句话说，与第一实施方式相比，第三实施方式的平视显示装置的透镜单元40进一步包括布置在第二透镜44上方的第三透镜46和布置在第一透镜42下方的预处理透镜48。
预处理透镜48由具有入射表面48a和出射表面44b的负弯月形透镜形成。出射表面48b的曲率半径小于入射表面48a的曲率半径。预处理透镜48被成形为朝着驾驶信息图像的入射侧凸出。
预处理透镜48被布置为使得预处理透镜48具有与第一透镜42和第二透镜44相同的光轴。优选的是，在预处理透镜48的出射表面48a和第一透镜42的入射表面42a之间的距离d3应该在从4mm到7mm的范围中。
预处理透镜48优选地被构造为使得预处理透镜48的厚度t、折射率Nd、阿贝数Vd、入射表面48a的曲率半径以及出射表面48b的曲率半径与第二透镜44的那些物理量相同。优选地，预处理透镜48具有从5mm到7mm的厚度t、从1.7到1.9的折射率Nd、从24到26的阿贝数、从-170mm到-174mm的入射表面48a的曲率半径和从-100mm到-104mm的出射表面48b的曲率半径。
预处理透镜48用来校正驾驶信息图像的在入射在第一透镜42上之前的球面像差和像散。这使得能够增强投射在车辆挡风玻璃19上的驾驶信息图像的清晰度。
<第四实施方式>
接着，将参考图8到图10描述根据本发明的第四实施方式的用于机动车辆的平视显示装置。
参考图8，根据第四实施方式的平视显示装置包括用于显示驾驶信息图像的液晶面板110、作为布置在液晶面板110的后侧的光源的背光单元115、布置在液晶面板10的前面以反射来自液晶面板110的驾驶信息图像的第一预处理反射器120a、布置在第一预处理反射器120a的一侧以反射来自第一预处理反射器120a的驾驶信息图像的第二预处理反射器120b、沿着光轴布置在第二预处理反射器120b和第一后处理反射器140a之间以放大或缩小驾驶信息图像并且调节驾驶信息图像的焦点的透镜单元130、布置在透镜单元130的后侧以反射来自透镜单元130的驾驶信息图像的第一后处理反射器140a、和布置在第一后处理反射器140a上方以将来自第一后处理反射器140a的驾驶信息图像朝着车辆挡风玻璃150反射的第二后处理反射器140b。
第一预处理反射器120a相对于液晶面板110以从40°到50°的角度倾斜地布置以将驾驶信息图像以从85°到95°的角度朝着第二预处理反射器120b反射。第二预处理反射器120b相对于第一预处理反射器120a以从85°到95°的角度倾斜地布置以将来自第一预处理反射器120a的驾驶信息图像朝着透镜单元130反射。第一预处理反射器120a和第二预处理反射器120b以扇形状布置在水平平面上。
透镜单元130包括沿着光轴顺序地布置在第二预处理反射器120b和第一后处理反射器140a之间的第一透镜130a和第二透镜130b。透镜单元130被构造为将驾驶信息图像放大或缩小到合适的尺寸并且调节驾驶信息图像的焦点。
第一透镜130优选地由具有入射表面和出射表面的正弯月形透镜形成。第一透镜130a的出射表面的曲率半径大于第一透镜130a的入射表面的曲率半径。第二透镜130b优选地由具有入射表面和出射表面的负弯月形透镜形成。第二透镜130b的出射表面的曲率半径小于第二透镜130b的入射表面的曲率半径。
第一透镜130a和第二透镜130b被布置为使得在第二透镜130b的入射表面和第一透镜130a的出射表面之间的距离在从23mm到27mm的范围中。
第一后处理反射器140a相对于透镜单元130以从85°到95°的角度倾斜地布置以将驾驶信息图像以从85°到95°的角度朝着第二后处理反射器140b反射。
第二后处理反射器140b布置在第一后处理反射器140a的上方以将来自第一后处理反射器140a的驾驶信息图像朝着车辆挡风玻璃150反射。第二后处理反射器140b相对于第一后处理反射器140a以从85°到95°的角度倾斜地布置以将驾驶信息图像以从85°到95°的角度朝着车辆挡风玻璃150反射。
第一后处理反射器140a和第二后处理反射器140b以扇形状布置在竖直平面上。正如第一预处理反射器120a和第二预处理反射器120b一样，第一后处理反射器140a和第二后处理反射器140b中的每一个反射器的反射表面可以是平面的、凹面的或凸面的。
利用根据第四实施方式的平视显示装置，反射器被布置为四次反射驾驶信息图像。这使得可以增加驾驶信息图像的有效投射距离和焦距。因此，可以以增加的深度保持在车辆挡风玻璃150上显示的驾驶信息图像，由此增强驾驶信息图像的可视度、清晰度和辨别度。换句话说，通过改善光学***的光学属性和布置结构，可以最佳地校正投射在车辆挡风玻璃150上的驾驶信息图像的变形。这使得驾驶者能够容易和快速地感知到投射在车辆挡风玻璃上的驾驶信息图像。
尽管上面已经描述了本发明的具体的优选实施方式，但是本发明不限制于这些实施方式。应该理解的是，在不脱离权利要求书中限定的本发明的范围的情况下，可以做出各种改变和修改。

Claims (6)

1.一种用于机动车辆的平视显示装置，该平视显示装置包括：
液晶面板，所述液晶面板用于显示驾驶信息图像；
背光单元，所述背光单元用作布置在所述液晶面板的后侧以将光照射在所述液晶面板上的光源；
反射器单元，所述反射器单元用于沿着规定路线反射来自所述液晶面板的所述驾驶信息图像；和
透镜单元，所述透镜单元用于放大或缩小由所述反射器单元反射的所述驾驶信息图像和调节所述驾驶信息图像的焦点，并且用于将所述驾驶信息图像投射在车辆挡风玻璃上，
所述透镜单元包括沿着光轴顺序地布置在所述反射器单元上方的一个或更多个透镜，所述透镜由弯月形透镜形成并且被成形为朝着所述驾驶信息图像的入射侧凸出。
2.根据权利要求1所述的平视显示装置，其中，所述透镜单元包括顺序地布置在所述反射器单元的下游侧的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜由具有入射表面和出射表面的正弯月形透镜形成，所述第一透镜的所述出射表面的曲率半径大于所述第一透镜的所述入射表面的曲率半径，所述第二透镜由具有入射表面和出射表面的负弯月形透镜形成，所述第二透镜的所述出射表面的曲率半径小于所述第二透镜的所述入射表面的曲率半径。
3.根据权利要求2所述的平视显示装置，其中，所述第一透镜具有从18mm到20mm的厚度t、从1.60到1.64的折射率Nd、从35到37的阿贝数Vd、从-133mm到-139mm的入射表面的曲率半径R1和从-304mm到-309mm的出射表面的曲率半径R2，所述第二透镜具有从5mm到7mm的厚度t、从1.7到1.9的折射率Nd、从24到26的阿贝数Vd、从-170mm到-174mm的入射表面的曲率半径R1和从-100mm到-104mm的出射表面的曲率半径R2，所述第二透镜被布置为使得在所述第二透镜的入射表面和所述第一透镜的出射表面之间的距离d1在从23mm到27mm的范围中。
4.根据权利要求2或3所述的平视显示装置，其中，所述透镜单元进一步包括布置在第二透镜上方的第三透镜，所述第三透镜由具有入射表面和出射表面的正弯月形透镜形成，所述第三透镜的所述出射表面的曲率半径大于所述第三透镜的所述入射表面的曲率半径，所述第三透镜被成形为朝着所述驾驶信息图像的入射侧凸出，所述第三透镜被布置为使得在所述第三透镜的入射表面和所述第二透镜的出射表面之间的距离d2在从4mm到7mm的范围中。
5.根据权利要求4所述的平视显示装置，其中，所述透镜单元进一步包括布置在所述第一透镜下方的预处理透镜，所述预处理透镜由具有入射表面和出射表面的负弯月形透镜形成，所述预处理透镜的所述出射表面的曲率半径小于所述预处理透镜的所述入射表面的曲率半径，所述预处理透镜被成形为朝着所述驾驶信息图像的入射侧凸出，所述预处理透镜被布置为使得在所述预处理透镜的所述出射表面和所述第一透镜的所述入射表面之间的距离d3在从4mm到7mm的范围中。
6.一种用于机动车辆的平视显示装置，该平视显示装置包括：
液晶面板，所述液晶面板用于显示驾驶信息图像；
背光单元，所述背光单元用作布置在所述液晶面板的后侧以将光照射在所述液晶面板上的光源；
反射器单元，所述反射器单元用于沿着规定路线反射来自所述液晶面板的所述驾驶信息图像；和
透镜单元，所述透镜单元用于放大或缩小所述驾驶信息图像和调节所述驾驶信息图像的焦点，
所述反射器单元包括布置在所述液晶面板的前面以反射来自所述液晶面板的所述驾驶信息图像的第一预处理反射器、布置在所述第一预处理反射器的一侧以将来自所述第一预处理反射器的所述驾驶信息图像朝着所述透镜单元反射的第二预处理反射器、布置在所述透镜单元的后侧以反射来自所述透镜单元的所述驾驶信息图像的第一后处理反射器以及布置在所述第一后处理反射器上方以将来自所述第一后处理反射器的所述驾驶信息图像朝着车辆挡风玻璃反射的第二后处理反射器，
所述透镜单元包括沿着光轴顺序地布置在所述第二预处理反射器和所述第一后处理反射器之间的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜被成形为朝着所述驾驶信息图像的入射侧凸出，
所述第一透镜由具有入射表面和出射表面的正弯月形透镜形成，所述第一透镜的所述出射表面的曲率半径大于所述第一透镜的所述入射表面的曲率半径，所述第二透镜由具有入射表面和出射表面的负弯月形透镜形成，所述第二透镜的所述出射表面的曲率半径小于所述第二透镜的所述入射表面的曲率半径。
CN201180012734.6A 2010-03-10 2011-03-09 使用多个透镜的车辆 hud 装置 Active CN102791510B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2010-0021312 2010-03-10
KR1020100021312A KR101137775B1 (ko) 2010-03-10 2010-03-10 다중렌즈를 이용한 허드장치
KR1020100056878A KR101182154B1 (ko) 2010-06-16 2010-06-16 운송수단의 허드 장치 및 그 동작 제어방법
KR10-2010-0056878 2010-06-16
PCT/KR2011/001610 WO2011111990A2 (ko) 2010-03-10 2011-03-09 다중렌즈를 이용한 차량용 허드장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102791510A true CN102791510A (zh) 2012-11-21
CN102791510B CN102791510B (zh) 2015-07-08

Family

ID=44563993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180012734.6A Active CN102791510B (zh) 2010-03-10 2011-03-09 使用多个透镜的车辆 hud 装置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN102791510B (zh)
WO (1) WO2011111990A2 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104966485A (zh) * 2015-07-17 2015-10-07 樊强 一种背光可调的抬头显示器
CN105404006A (zh) * 2015-12-24 2016-03-16 深圳点石创新科技有限公司 一种抬头显示装置
US9360667B2 (en) 2013-10-21 2016-06-07 Industrial Technology Research Institute Beam splitting module and projector device using the same
CN106896503A (zh) * 2014-06-03 2017-06-27 矢崎总业株式会社 车辆用投影显示装置
US9958676B2 (en) 2014-12-24 2018-05-01 Industrial Technology Research Institute Projector device
US10895741B2 (en) 2017-10-03 2021-01-19 Industrial Technology Research Institute Ultra-wide head-up display system and display method thereof
JP2021039301A (ja) * 2019-09-05 2021-03-11 矢崎総業株式会社 車両用表示装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6260345B2 (ja) * 2014-01-06 2018-01-17 株式会社Ｊｖｃケンウッド 中間像形成部及びそれを用いた画像表示装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0655957A (ja) * 1992-08-11 1994-03-01 Fujitsu Ltd ヘッドアップディスプレイ
JPH07159718A (ja) * 1993-12-02 1995-06-23 Fujitsu Ltd ヘッドアップディスプレイ
CN1126321A (zh) * 1993-12-24 1996-07-10 现代电子产业株式会社 车用平视显示装置
JPH08271982A (ja) * 1995-04-03 1996-10-18 Sony Corp オーバーヘッドプロジェクタ装置及びその光学アタッチメント
JP2000075203A (ja) * 1998-08-27 2000-03-14 Fuji Photo Optical Co Ltd 赤外線レンズ
KR100673833B1 (ko) * 2005-10-10 2007-01-24 고덕용 헤드 업 디스플레이
DE102007014298A1 (de) * 2006-03-31 2007-10-11 Denso Corp., Kariya Headup-Display-Vorrichtung
KR100787121B1 (ko) * 2006-02-15 2007-12-20 파워옵틱스 주식회사 차량용 헤드업 디스플레이
EP2045647A1 (de) * 2007-10-02 2009-04-08 LINOS Photonics GmbH &amp; Co. KG Head-up Display

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0655957A (ja) * 1992-08-11 1994-03-01 Fujitsu Ltd ヘッドアップディスプレイ
JPH07159718A (ja) * 1993-12-02 1995-06-23 Fujitsu Ltd ヘッドアップディスプレイ
CN1126321A (zh) * 1993-12-24 1996-07-10 现代电子产业株式会社 车用平视显示装置
JPH08271982A (ja) * 1995-04-03 1996-10-18 Sony Corp オーバーヘッドプロジェクタ装置及びその光学アタッチメント
JP2000075203A (ja) * 1998-08-27 2000-03-14 Fuji Photo Optical Co Ltd 赤外線レンズ
KR100673833B1 (ko) * 2005-10-10 2007-01-24 고덕용 헤드 업 디스플레이
KR100787121B1 (ko) * 2006-02-15 2007-12-20 파워옵틱스 주식회사 차량용 헤드업 디스플레이
DE102007014298A1 (de) * 2006-03-31 2007-10-11 Denso Corp., Kariya Headup-Display-Vorrichtung
EP2045647A1 (de) * 2007-10-02 2009-04-08 LINOS Photonics GmbH &amp; Co. KG Head-up Display

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9360667B2 (en) 2013-10-21 2016-06-07 Industrial Technology Research Institute Beam splitting module and projector device using the same
CN106896503A (zh) * 2014-06-03 2017-06-27 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
CN106896503B (zh) * 2014-06-03 2020-07-07 矢崎总业株式会社 车辆用投影显示装置
US9958676B2 (en) 2014-12-24 2018-05-01 Industrial Technology Research Institute Projector device
CN104966485A (zh) * 2015-07-17 2015-10-07 樊强 一种背光可调的抬头显示器
CN104966485B (zh) * 2015-07-17 2018-05-22 上海酷驾智能技术有限公司 一种背光可调的抬头显示器
CN105404006A (zh) * 2015-12-24 2016-03-16 深圳点石创新科技有限公司 一种抬头显示装置
US10895741B2 (en) 2017-10-03 2021-01-19 Industrial Technology Research Institute Ultra-wide head-up display system and display method thereof
JP2021039301A (ja) * 2019-09-05 2021-03-11 矢崎総業株式会社 車両用表示装置
JP7143264B2 (ja) 2019-09-05 2022-09-28 矢崎総業株式会社 車両用表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102791510B (zh) 2015-07-08
WO2011111990A2 (ko) 2011-09-15
WO2011111990A3 (ko) 2012-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10942353B2 (en) Information display device
US11119315B2 (en) Information display apparatus
CN102791510B (zh) 使用多个透镜的车辆 hud 装置
US10705333B2 (en) Projection optical system and head-up display apparatus using the same
US20110090419A1 (en) Electrooptical device and electronic device
US20170285338A1 (en) Vehicular projection display apparatus
US20200353816A1 (en) Information display device
US20180045958A1 (en) Head-up display and moving body equipped with head-up display
WO2017061039A1 (ja) 投影光学系及びヘッドアップディスプレイ装置
CN110573930B (zh) 分割出瞳平视显示器***和方法
WO2017061016A1 (ja) 情報表示装置
US20180252915A1 (en) Head-up display device with narrow angle diffusion sheet
JP7021939B2 (ja) 情報表示装置
JP2020020914A (ja) 情報表示装置および情報表示方法
JP2020027116A (ja) 情報表示装置および情報表示方法
US20210349312A1 (en) Information display apparatus and reflecting mirror used therein
CN207232519U (zh) 一种用于高亮度小型显示屏投影成像的光学***
JP7095018B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP2021036317A (ja) 情報表示装置
KR101269940B1 (ko) 차량의 헤드 업 디스플레이 장치 및 방법
KR101137775B1 (ko) 다중렌즈를 이용한 허드장치
CN219957989U (zh) 一种抬头显示***及车辆
CN107329272A (zh) 一种用于高亮度小型显示屏投影成像的光学***及实现方法
JP7049583B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
KR101642747B1 (ko) 헤드 업 디스플레이 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant