CN109932819B - 抬头显示器 - Google Patents

Abstract

本发明适用于车载设备技术领域，提供了一种抬头显示器，包括第一像源、第二像源、平面反射镜及凹面反射镜，平面反射镜活动设于第一像源和凹面反射镜之间，平面反射镜的反射面朝向凹面反射镜，第二像源设于平面反射镜朝向凹面反射镜的一侧，第二像源发出的光经平面反射镜反射至凹面反射镜，凹面反射镜将第一像源发出的光线和经过平面反射镜反射的第二像源发出的光线分时反射至汽车的挡风玻璃，通过挡风玻璃成像于不同距离。该抬头显示器使第一像源和第二像源分时成像于挡风玻璃前方的不同距离，能够将图像很好的融合于驾驶员的较佳视距上，避免视觉疲劳，提升驾驶安全。第二像源的第二光线折叠传输，进而缩小整机体积，对安装空间的适应性更好。

Description

抬头显示器

技术领域

本发明属于车载设备技术领域，特别涉及一种抬头显示器。

背景技术

众所周知，抬头显示器通常安装于汽车中，作用是让驾驶员不用低头看仪表盘信息而专注于驾驶，从抬头显示器形成的位于视野前方的虚像上就可以获得想要的信息，从而避免因汽车行驶中眼睛集中注意仪表盘带来的驾驶安全问题。一般地，抬头显示器除了可以显示传统的车速、油耗、温度外，还可以显示路况的增强现实的信息，如车道偏离、行人标识、路障识别等。然而随着驾驶车辆速度的不同，人眼可观察的车辆前方视野的距离也不同，因此为了更大限度发挥抬头显示器不用低头就可以看到相关驾驶信息的目的，需要将抬头显示器的信息投影至与驾驶员所能目视的车辆前方道路视野中去，使抬头显示器的虚像和人眼关注的视野有效融合，避免刻意变焦带来的眼睛疲劳，因此需要能够变换抬头显示器的投影距离。

现有技术中提到一种可以实现不同距离显示的抬头显示器，其使用一片扩展的具有两个反射区域的反射镜来对图像源分别成像，其增加了镜片的尺寸，使得镜片的开模注塑成本大大的增加，而且镜片的增大，在注塑过程中，其良品率也大大降低，不便于产品的量产；而且由于镜片的增宽，抬头显示器的体积大大增加，不便于在汽车内部的广泛应用安装。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抬头显示器，旨在解决传统成像距离可变的抬头显示器体积大、良率低及对安装空间的适应性差的技术问题。

本发明是这样实现的，抬头显示器，用于安装于汽车内，包括第一像源、第二像源、平面反射镜及凹面反射镜，所述平面反射镜活动设置于所述第一像源和所述凹面反射镜之间，所述平面反射镜的反射面朝向所述凹面反射镜，所述第二像源设置于所述平面反射镜朝向所述凹面反射镜的一侧，且所述第二像源发出的光经所述平面反射镜反射至所述凹面反射镜，所述凹面反射镜将所述第一像源发出的第一光线和经过所述平面反射镜反射的第二像源发出的第二光线分时反射至所述汽车的挡风玻璃，通过所述挡风玻璃成像于不同距离。

进一步地，所述第一像源和第二像源均为对所述汽车的仪表盘信息进行显示的投影仪。

进一步地，所述第一像源和第二像源设有地图软件，所述第一像源和第二像源输出的图像还包括驾驶环境信息。

进一步地，所述第一像源发出的第一光线的中心线与所述第二像源发出的第二光线的中心线关于所述平面反射镜对称。

进一步地，所述第一像源与所述凹面反射镜之间的光程与所述第二像源与所述凹面反射镜之间的光程不等。

进一步地，所述抬头显示器还包括第一移动装置，所述第一移动装置与所述平面反射镜连接，用于将所述平面反射镜移出或移入所述凹面反射镜和第一像源之间。

进一步地，所述抬头显示器还包括镜片切换装置及透光镜，所述透光镜和所述平面反射镜均与所述镜片切换装置连接，所述镜片切换装置用于分时将所述透光镜和平面反射镜切入所述第一像源和凹面反射镜之间。

进一步地，所述抬头显示器还包括像源切换装置，用于分时开启所述第一像源和第二像源，所述平面反射镜为半反半透镜。

进一步地，所述抬头显示器还包括与所述汽车的测速装置连接的控制装置，用于根据车速实时控制所述第一像源发出的第一光线入射所述凹面反射镜或控制所述第二像源发出的第二光线入射所述凹面反射镜；

所述控制装置与所述移动装置连接；

或者，所述控制装置与所述镜片切换装置连接；

或者，所述控制装置与所述像源切换装置连接。

进一步地，所述抬头显示器还包括与所述凹面反射镜连接的第二移动装置。

本发明提供的抬头显示器具有如下有益效果：

该抬头显示器包括第一像源、第二像源、平面反射镜及凹面反射镜，通过将平面反射镜移入或移出第一像源和凹面反射镜之间，使第一像源和第二像源分时成像于挡风玻璃前方的不同距离，进而在不同的驾驶模式时，能够将图像很好的融合于驾驶员的较佳视距上，避免图像和视距相差过大而导致视觉疲劳，进而提升驾驶安全。另外，第一像源和第二像源分设于平面反射镜的两侧，且第二像源设置于平面反射镜朝向凹面反射镜的一侧，使第二像源的第二光线折叠传输，进而缩小整机体积，可用于安装空间狭小的汽车内，进而对安装空间的适应性更好。并且，凹面反射镜利用率高，且不需增大其面积，进而可降低成本，产品良率高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的抬头显示器的一种结构示意图；

图2是本发明实施例提供的抬头显示器的镜片切换装置结构示意图；

图3是本发明实施例提供的抬头显示器的另一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本发明所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

请参阅图1，本发明实施例提供一种抬头显示器，用于安装于汽车内，使驾驶员可以不用低头看仪表盘信息而专注于驾驶。该抬头显示器包括第一像源10、第二像源20、平面反射镜30及凹面反射镜40，其中，平面反射镜30活动设置于第一像源10和所述凹面反射镜40之间，平面反射镜30的反射面朝向凹面反射镜40，第二像源20设置于平面反射镜30朝向凹面反射镜40的一侧，且第二像源20发出的光经平面反射镜30反射至凹面反射镜40，凹面反射镜40将第一像源10发出的第一光线和经过平面反射镜30反射的第二像源20发出的第二光线分时反射至汽车的挡风玻璃50，通过挡风玻璃50成像于不同距离。

具体地，第一像源10和第二像源20均用于显示仪表盘信息，将该信息图像直接或经过平面反射镜30投向凹面反射镜40，该第一像源10和第二像源20可以为对汽车的仪表盘信息进行投影的投影仪，其仪表盘信息可以但不限于从汽车的OBD接口获取。平面反射镜30活动设置于第一像源10和所述凹面反射镜40之间，即当需要显示第一像源10的信息时，平面反射镜30移出光路，避免遮挡第一像源10的第一光线，同时也无法反射第二像源20的第二光线，此时由挡风玻璃50形成第一光线对应的虚像。当需要显示第二像源20的信息时，将平面反射镜30移入光路，遮挡第一光线，同时反射第二光线，此时由挡风玻璃50形成第二光线对应的虚像，该两个虚像距离挡风玻璃50的距离不同，以适应不同的驾驶模式，例如高速驾驶或者低速驾驶。

该实施例提供的抬头显示器具有如下技术效果：

该抬头显示器包括第一像源10、第二像源20、平面反射镜30及凹面反射镜40，通过将平面反射镜30移入或移出第一像源10和凹面反射镜40之间，使第一像源10和第二像源20分时成像于挡风玻璃50前方的不同距离，进而在不同的驾驶模式时，能够将图像很好的融合于驾驶员的较佳视距上，避免图像和视距相差过大而导致视觉疲劳，进而提升驾驶安全。另外，第一像源10和第二像源20分设于平面反射镜30的两侧，且第二像源20设置于平面反射镜30朝向凹面反射镜40的一侧，使第二像源20的第二光线折叠传输，进而缩小整机体积，可用于安装空间狭小的汽车内，进而对安装空间的适应性更好。并且，凹面反射镜利用率高，且不需增大其面积，进而可降低成本，产品良率高。

进一步地，第一像源10和第二像源20还可以设有地图软件，第一像源10和第二像源20输出的图像除了包括仪表盘信息，还包括驾驶环境信息，例如道路标识，行人标识，路障识别等，进而提升安全性。

进一步地，为了有效压缩光路和控制成像位置，使第一像源10发出的第一光线的中心线与第二像源20发出的第二光线的中心线关于平面反射镜30对称，如此，可以使第一光线和第二光线在平面反射镜30和凹面反射镜40之间的部分同路径传输，进而使凹面反射镜40的入射光路和反射光路保持稳定，也使入射至挡风玻璃50的位置保持一致，进而形成两个虚像的高低位置保持稳定。可以理解的是，第一像源10与凹面反射镜40之间的光程与第二像源20与所述凹面反射镜40之间的光程不等，使挡风玻璃50形成的两个虚像距离不等，这是控制虚像距离的有效且易于实施的手段。另外，由于第二像源20与凹面反射镜40之间的光路折转，因此优选第一像源10与凹面反射镜40之间的光程小于第二像源20与凹面反射镜40之间的光程，以节约空间。当然，第一像源10与凹面反射镜40之间的光程也可以大于第二像源20与凹面反射镜40之间的光程。

进一步地，为了使挡风玻璃50的成像更加清楚，可以在挡风玻璃50表面贴设高反膜。还可以进一步采用楔形挡风玻璃50以消除重影。

关于第一像源10和第二像源20的切换，可以通过以下几种实施例实现：

以下实施例均以第一像源10和凹面反射镜40的光程小于第二像源20和凹面反射镜40的光程为例，但本发明不局限于此。

第一实施例：参考图1，抬头显示器还包括第一移动装置60，第一移动装置60与平面反射镜30连接，用于将平面反射镜30移出或移入凹面反射镜40和第一像源10之间，即需要第二像源20成像时，将平面反射镜30移入凹面反射镜40和第一像源10之间，遮挡第一光线L1，反射第二光线L2，形成远距离的第二图像P2。需要第一像源10成像时，将平面反射镜30移出凹面反射镜40和第一像源10之间，避免遮挡第一光线L1，不接收和反射第二光线L2，形成近距离的第一图像P1。

第二实施例：参考图2和图3，抬头显示器还包括镜片切换装置70及透光镜，透光镜和平面反射镜30均与镜片切换装置70连接，具体地，透光镜和平面反射镜30可以分别为半圆形，二者形成完整圆形，镜片切换装置70可以包括用于固定连接透光镜和平面反射镜30的转轴71以及驱动转轴71转动以切换透光镜和平面反射镜30的驱动器72。该镜片切换装置70用于分时将透光镜和平面反射镜30切入第一像源10和凹面反射镜40之间。即，需要第二像源20成像时，将平面反射镜30切入凹面反射镜40和第一像源10之间，遮挡第一光线L1，反射第二光线L2，形成远距离的第二图像P2。需要第一像源10成像时，将透光镜切入凹面反射镜40和第一像源10之间，将平面反射镜30移出凹面反射镜40和第一像源10之间，透射第一光线L1，不反射第二光线L2，形成近距离的第一图像P1。

第三实施例：抬头显示器还包括像源切换装置，用于分时开启第一像源10和第二像源20，平面反射镜30为半反半透镜。即，需要第二像源20成像时，开启第二像源20，关闭第一像源10，半反半透镜反射第二光线L2，形成远距离的第二图像P2。需要第一像源10成像时，开启第一像源10，关闭第二像源20，半反半透镜透射第一光线L1，形成近距离的第一图像P1。

以上三种实施例中，第一移动装置60、镜片切换装置70和像源切换装置均可手动操作，优选的是根据驾驶模式自动操作，具体地，抬头显示器还包括与汽车的测速装置连接的控制装置，用于根据车速实时控制第一像源10发出的第一光线L1入射凹面反射镜40或控制第二像源20发出的第二光线L2入射凹面反射镜40。即，在上述第一种实施例中，控制装置与第一移动装置60连接；在上述第二种实施例中，控制装置与镜片切换装置70连接；在上述第三种实施例中，控制装置与像源切换装置连接。这样使得抬头显示器可以实时自动调整工作模式，更为智能。

进一步参考图3，为了使成像距离可调性更好，该抬头显示器还包括与凹面反射镜40连接的第二移动装置80。通过第二移动装置80将凹面反射镜40沿其光轴前后移动，可以使成像位置前后连续变化，以适应驾驶员的不同视野距离，使用体验更好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.抬头显示器，用于安装于汽车内，其特征在于，包括第一像源、第二像源、平面反射镜及凹面反射镜，所述平面反射镜活动设置于所述第一像源和所述凹面反射镜之间，所述平面反射镜的反射面朝向所述凹面反射镜，所述第二像源设置于所述平面反射镜朝向所述凹面反射镜的一侧，且所述第二像源发出的光经所述平面反射镜反射至所述凹面反射镜，使第二像源的第二光线折叠传输，所述凹面反射镜将所述第一像源发出的第一光线和经过所述平面反射镜反射的第二像源发出的第二光线分时反射至所述汽车的挡风玻璃，通过所述挡风玻璃成像于不同距离，所述抬头显示器还包括与所述凹面反射镜连接的第二移动装置，通过第二移动装置将凹面反射镜沿其光轴前后移动，使成像位置前后连续变化。

2.如权利要求1所述的抬头显示器，其特征在于，所述第一像源和第二像源均为对所述汽车的仪表盘信息进行显示的投影仪。

3.如权利要求2所述的抬头显示器，其特征在于，所述第一像源和第二像源设有地图软件，所述第一像源和第二像源输出的图像还包括驾驶环境信息。

4.如权利要求1所述的抬头显示器，其特征在于，所述第一像源发出的第一光线的中心线与所述第二像源发出的第二光线的中心线关于所述平面反射镜对称。

5.如权利要求4所述的抬头显示器，其特征在于，所述第一像源与所述凹面反射镜之间的光程与所述第二像源与所述凹面反射镜之间的光程不等。

6.如权利要求1所述的抬头显示器，其特征在于，所述抬头显示器还包括第一移动装置，所述第一移动装置与所述平面反射镜连接，用于将所述平面反射镜移出或移入所述凹面反射镜和第一像源之间。

7.如权利要求1所述的抬头显示器，其特征在于，所述抬头显示器还包括镜片切换装置及透光镜，所述透光镜和所述平面反射镜均与所述镜片切换装置连接，所述镜片切换装置用于分时将所述透光镜和平面反射镜切入所述第一像源和凹面反射镜之间。

8.如权利要求1所述的抬头显示器，其特征在于，所述抬头显示器还包括像源切换装置，用于分时开启所述第一像源和第二像源，所述平面反射镜为半反半透镜。

9.如权利要求6所述的抬头显示器，其特征在于，所述抬头显示器还包括与所述汽车的测速装置连接的控制装置，用于根据车速实时控制所述第一像源发出的第一光线入射所述凹面反射镜或控制所述第二像源发出的第二光线入射所述凹面反射镜；

所述控制装置与所述移动装置连接。

10.如权利要求7所述的抬头显示器，其特征在于，所述抬头显示器还包括与所述汽车的测速装置连接的控制装置，用于根据车速实时控制所述第一像源发出的第一光线入射所述凹面反射镜或控制所述第二像源发出的第二光线入射所述凹面反射镜；

所述控制装置与所述镜片切换装置连接。

11.如权利要求8所述的抬头显示器，其特征在于，所述抬头显示器还包括与所述汽车的测速装置连接的控制装置，用于根据车速实时控制所述第一像源发出的第一光线入射所述凹面反射镜或控制所述第二像源发出的第二光线入射所述凹面反射镜；

所述控制装置与所述像源切换装置连接。