一種車載信息抬頭顯示系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種車載信息抬頭顯示系統(tǒng)，包括汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)和目鏡系統(tǒng)；從所述汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)顯示的汽車狀態(tài)信息的光線，通過(guò)所述目鏡系統(tǒng)進(jìn)入人眼。本發(fā)明不需要前擋風(fēng)玻璃補(bǔ)償鏡組件，因此該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)加工難度可以很小，并且結(jié)構(gòu)可以做的簡(jiǎn)單，成本低廉；顯示圖像的大小可以做到自動(dòng)調(diào)整。
【專利說(shuō)明】
一種車載信息抬頭顯示系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及車載信息顯示領(lǐng)域，特別是涉及一種車載信息抬頭顯示系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]駕駛員在駕駛汽車行駛過(guò)程中，需要頻繁地低頭查看儀表盤或?qū)Ш絻x，來(lái)判斷汽車的行駛速度、油耗、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、汽車行駛路線等信息，這種視線頻繁轉(zhuǎn)換于儀表盤與前方路況之間的駕駛模式增加駕駛的危險(xiǎn)系數(shù)。為了避免駕駛員視線的頻繁轉(zhuǎn)換，同時(shí)也不妨礙駕駛員及時(shí)獲取汽車行駛狀態(tài)信息，信息投射系統(tǒng)被應(yīng)用到汽車信息顯示領(lǐng)域，車載信息投射系統(tǒng)將汽車的狀態(tài)信息通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)融合到前方景物中，駕駛員不需要轉(zhuǎn)換視線就可以同時(shí)觀測(cè)到前方路況和汽車狀態(tài)信息，增加了駕駛員處理突發(fā)事件的時(shí)間。
[0003]在先技術(shù)“一種車載抬頭顯示儀”(中國(guó)實(shí)用新型專利，申請(qǐng)?zhí)?201320287127.7)，公開(kāi)了一種車載信息投射系統(tǒng)。在先技術(shù)中，包括設(shè)置于汽車前擋風(fēng)玻璃上方的投影儀、安裝在駕駛中控臺(tái)上的凹面反射鏡和將所述行車信息反射給司機(jī)的反射屏，并且投影儀、反射鏡和反射屏之間的相對(duì)角度可以調(diào)整，該方法雖然看起來(lái)比較靈活，但是實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較難，因?yàn)榉瓷溏R和反射屏要與投影儀中的光學(xué)系統(tǒng)配合使用，才能實(shí)現(xiàn)透射到人眼圖像的清晰性，而實(shí)際使用中投影儀、反射鏡和反射屏之間的相對(duì)狀態(tài)由于調(diào)整是不確定，只用一個(gè)凹面反射鏡來(lái)滿足多種狀態(tài)下的放大成像的功能不太切合實(shí)際的。
[0004]在先技術(shù)“一種車載抬頭顯示系統(tǒng)及汽車”(中國(guó)實(shí)用新型專利，申請(qǐng)?zhí)?201420834714.8)，公開(kāi)了一種由顯示屏組件和三反式光學(xué)組件組成的車載信息投射系統(tǒng)。在先技術(shù)中，三反式光學(xué)組件由變倍鏡組件、像質(zhì)補(bǔ)償鏡組件和前擋補(bǔ)償鏡組件組成。該方法中雖然變倍鏡組件和像質(zhì)補(bǔ)償鏡組件可以用來(lái)調(diào)整顯示圖像的大小，但是該系統(tǒng)會(huì)過(guò)于復(fù)雜，另外前擋補(bǔ)償鏡組件也會(huì)增加該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)加工難度和成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在克服在先技術(shù)的不足，提出一種車載抬頭顯示系統(tǒng)，該方法容易實(shí)現(xiàn)，性能穩(wěn)定。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0007]—種車載信息抬頭顯示系統(tǒng)，特點(diǎn)在于其構(gòu)成包括汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)和目鏡系統(tǒng);從所述汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)顯示的汽車狀態(tài)信息的光線，通過(guò)所述目鏡系統(tǒng)進(jìn)入人眼。
[0008]還包括投影系統(tǒng)，該投影系統(tǒng)的像為所述目鏡系統(tǒng)的物，所述投影系統(tǒng)投影放大的像通過(guò)所述目鏡系統(tǒng)成像到無(wú)限遠(yuǎn)或有限遠(yuǎn)，最終進(jìn)入人眼。
[0009]所述目鏡系統(tǒng)包括沿入射光路方向依次放置的透鏡組、反射鏡和半透半反鏡。
[0010]所述目鏡系統(tǒng)包括半透半反鏡、第二半透半反鏡和第二反射鏡;所述第二半透半反鏡將從所述投影系統(tǒng)出射的光線反射，該反射光線入射到所述第二反射鏡上后再次被反射后，入射到第二半透半反鏡，第二半透半反鏡對(duì)所述第二反射鏡反射的光線透射，射入到所述半透半反鏡，所述半透半反鏡面向人眼。
[0011 ]所述目鏡系統(tǒng)包括半透半反鏡、第三反射鏡和第四反射鏡)；入射到所述目鏡系統(tǒng)上的光線首先射入到所述第三反射鏡上，并被所述第三反射鏡反射，從所述第三反射鏡出射的光線進(jìn)入到所述第四反射鏡上，被所述第四反射鏡反射的光線入射到所述半透半反鏡，所述半透半反鏡面向人眼。
[0012]所述汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)為液晶顯示器、數(shù)字光學(xué)處理器或有機(jī)發(fā)光二極管。
[0013]所述目鏡系統(tǒng)的焦距為固定的或可調(diào)的。
[0014]所述汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)上顯示的汽車狀態(tài)信息可由汽車控制系統(tǒng)導(dǎo)出，也可由外部終端(如手機(jī)、平板、導(dǎo)航儀等)導(dǎo)出，所述汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)可以為液晶顯示器(Liquid Crystal Display ,LCD)、數(shù)字光學(xué)處理器(Digital Light Processing，DLP)、有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light Emitting D1de，0LED)或其他可顯示圖像的器件。
[0015]所述目鏡系統(tǒng)的焦距可為固定的，也可為可調(diào)的。若所述目鏡系統(tǒng)的焦距是可調(diào)的，其調(diào)整可為手動(dòng)調(diào)節(jié)，也可為自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0016]優(yōu)選地，所述目鏡系統(tǒng)的最后一個(gè)組件面向人眼，并且為半透半反鏡，能夠讓汽車外部物體發(fā)射的光線無(wú)畸變(或者人眼可以接受的畸變量)地透過(guò)，所述半透半反鏡可為獨(dú)立的元件，也可為能夠張貼于擋風(fēng)玻璃上的薄膜。
[0017]優(yōu)選地，所述目鏡系統(tǒng)中部分元件可以調(diào)整，以改變光線的高度和走向。
[0018]與在先技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下技術(shù)效果:
[0019]1、該方法比較靈活，可行性比較強(qiáng)。
[0020]2、該系統(tǒng)可以不需要前擋風(fēng)玻璃補(bǔ)償鏡組件，因此該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)加工難度可以很小，并且結(jié)構(gòu)可以做的簡(jiǎn)單，成本低廉。
[0021]3、本發(fā)明中顯示圖像的大小可以做到自動(dòng)調(diào)整。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明車載抬頭顯示系統(tǒng)的第一實(shí)施例示意圖
[0023]圖2是圖1所示第一實(shí)施例中投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖
[0024]圖3是圖1所示第一實(shí)施例中目鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖
[0025]圖4是本發(fā)明車載抬頭顯示系統(tǒng)的第二實(shí)施例示意圖
[0026]圖5是本發(fā)明車載抬頭顯示系統(tǒng)的第三實(shí)施例示意圖
[0027]圖6是本發(fā)明車載抬頭顯示系統(tǒng)的第四實(shí)施例示意圖
[0028]圖7是本發(fā)明車載抬頭顯示系統(tǒng)的第五實(shí)施例示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0030]請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明車載抬頭顯示系統(tǒng)的第一實(shí)施例示意圖，由圖可見(jiàn)，一種車載信息投射系統(tǒng)，包括汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)1、投影系統(tǒng)2和目鏡系統(tǒng)3，上述部件的位置關(guān)系如下:
[0031]從所述汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)I顯示的汽車狀態(tài)信息的光線，依次通過(guò)所述投影系統(tǒng)2、所述目鏡系統(tǒng)3，最終進(jìn)入人眼。
[0032]所述汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)I上顯示的汽車狀態(tài)信息可由汽車控制系統(tǒng)導(dǎo)出，也可由外部終端(如手機(jī)、平板、導(dǎo)航儀等)導(dǎo)出，所述汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)I可以為液晶顯示器、數(shù)字光學(xué)處理器、有機(jī)發(fā)光二極管或其他可顯示圖像的器件。
[0033]本實(shí)施例中汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)I為有機(jī)發(fā)光二極管，其對(duì)角線尺寸為0.5英寸。
[0034]圖2為圖1所示所示第一實(shí)施例中投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述投影系統(tǒng)2將所述汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)I顯示的汽車狀態(tài)信息投影放大。若所述目鏡系統(tǒng)3具有足夠大的放大倍數(shù)時(shí)，所述投影系統(tǒng)2可作為備選部分。所述投影系統(tǒng)2的像201為所述目鏡系統(tǒng)3的物，所述目鏡系統(tǒng)3將所述投影系統(tǒng)2投影放大的像201成像到無(wú)限遠(yuǎn)(或有限遠(yuǎn))，無(wú)限遠(yuǎn)(或有限遠(yuǎn))像最終進(jìn)入人眼。
[0035]本實(shí)施例中所述投影系統(tǒng)2的成像方法倍數(shù)為10，所述投影系統(tǒng)2將所述汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)I顯示的汽車狀態(tài)信息投影放大到5英寸，所述投影系統(tǒng)2滿足物方遠(yuǎn)心。
[0036]圖3是圖1所示第一實(shí)施例中目鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述目鏡系統(tǒng)3由透鏡組301、反射鏡302和半透半反鏡303組成。入射到所述目鏡系統(tǒng)3中的光線依次通過(guò)所述透鏡組301、所述反射鏡302和所述半透半反鏡303，所述反射鏡302可為單獨(dú)的反射鏡，也可帶有一定的曲率，所述反射鏡302的反射作用啟動(dòng)折轉(zhuǎn)光路的作用。
[0037]所述目鏡系統(tǒng)3的焦距可為固定的，也可為可調(diào)的。若所述目鏡系統(tǒng)3的焦距是可調(diào)的，其調(diào)整可為手動(dòng)調(diào)節(jié)，也可為自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0038]所述目鏡系統(tǒng)3的最后一個(gè)組件為半透半反鏡303，面向人眼，能夠讓汽車外部物體發(fā)射的光線無(wú)畸變(或者人眼可以接受的畸變量)地透過(guò)，所述半透半反鏡303可為獨(dú)立的元件，也可為能夠張貼于擋風(fēng)玻璃上的薄膜。
[0039]所述目鏡系統(tǒng)3中的反射鏡302和半透半反鏡303反射光的角度可以調(diào)整。
[0040]所述目鏡系統(tǒng)3由透鏡組301、反射鏡302和半透半反鏡303組成。所述半透半反鏡303面向人眼，能夠讓汽車外部物體發(fā)射的光線無(wú)畸變地透過(guò)，所述半透半反鏡303為獨(dú)立的元件。
[0041 ]本實(shí)施例中目鏡系統(tǒng)3的焦距為固定值454mm，所述目鏡系統(tǒng)3的放大倍數(shù)為4，進(jìn)入人眼的光線的半視場(chǎng)角為4度。所述目鏡系統(tǒng)3中的反射鏡302和半透半反鏡303反射光的角度可以調(diào)整，使該發(fā)明能適應(yīng)于不同車型不同駕駛員。
[0042]圖4是本發(fā)明車載抬頭顯示系統(tǒng)的第二實(shí)施例示意圖，與圖1所示類似，區(qū)別在于沒(méi)有所述投影系統(tǒng)，所述汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)I發(fā)射的光線直接射入所述的目鏡系統(tǒng)。
[0043]圖5是本發(fā)明車載抬頭顯示系統(tǒng)的第三實(shí)施例示意圖，與圖1所示類似，區(qū)別在于所述汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)1、所述投影系統(tǒng)2、所述透鏡組301和反射鏡302的工作方向與圖1實(shí)現(xiàn)方法中的工作方向相反。
[0044]圖6是本發(fā)明車載抬頭顯示系統(tǒng)的第四實(shí)施例示意圖，從所述汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)I顯示的汽車狀態(tài)信息的光線，依次通過(guò)所述投影系統(tǒng)2、所述目鏡系統(tǒng)3，最終進(jìn)入人眼。
[0045]所述投影系統(tǒng)2將所述汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)I顯示的汽車狀態(tài)信息投影放大。若所述目鏡系統(tǒng)3具有足夠大的放大倍數(shù)時(shí)，所述投影系統(tǒng)2可作為備選部分。
[0046]優(yōu)選地，所述投影系統(tǒng)2應(yīng)滿足物方遠(yuǎn)心。
[0047]所述投影系統(tǒng)2的像201為所述目鏡系統(tǒng)3的物，所述目鏡系統(tǒng)3將所述投影系統(tǒng)2投影放大的像201成像到無(wú)限遠(yuǎn)，無(wú)限遠(yuǎn)像最終進(jìn)入人眼。
[0048]所述目鏡系統(tǒng)3由第二半透半反鏡304、第二反射鏡305和半透半反鏡303組成，所述第二反射鏡305可具有一定的光焦度，所述第二半透半反鏡304將從所述投影系統(tǒng)2出射的光線反射，被所述第二半透半反鏡304反射的光線入射到所述第二反射鏡305上，所述第二半透半反鏡304對(duì)所述第二反射鏡305反射的光線透射，從所述第二反射鏡305出射的光線透射過(guò)所第二述半透半反鏡304進(jìn)入到所述半透半反鏡303，所述半透半反鏡303面向人目艮，能夠讓汽車外部物體發(fā)射的光線無(wú)畸變(或者人眼可以接受的畸變量)地透過(guò)，所述半透半反鏡303可為獨(dú)立的元件，也可為能夠張貼于擋風(fēng)玻璃上的薄膜。所述目鏡系統(tǒng)3中的半透半反鏡303反射光的角度可以調(diào)整。
[0049]圖7是本發(fā)明車載抬頭顯示系統(tǒng)的第五實(shí)施例示意圖，從所述汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)I顯示的汽車狀態(tài)信息的光線，依次通過(guò)所述投影系統(tǒng)2、所述目鏡系統(tǒng)3，最終進(jìn)入人眼。
[0050]所述投影系統(tǒng)2將所述汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)I顯示的汽車狀態(tài)信息投影放大。若所述目鏡系統(tǒng)3具有足夠大的放大倍數(shù)時(shí)，所述投影系統(tǒng)2可作為備選部分。
[0051 ]優(yōu)選地，所述投影系統(tǒng)2應(yīng)滿足物方遠(yuǎn)心。
[0052]所述投影系統(tǒng)2的像201為所述目鏡系統(tǒng)3的物，所述目鏡系統(tǒng)3將所述投影系統(tǒng)2投影放大的像201成像到無(wú)限遠(yuǎn)，無(wú)限遠(yuǎn)像最終進(jìn)入人眼。
[0053]所述目鏡系統(tǒng)3由第三反射鏡306、第四反射鏡307和半透半反鏡303組成，所述第三反射鏡306和所述第四反射鏡307均可具有一定的光焦度。入射到所述目鏡系統(tǒng)3上的光線首先進(jìn)入到所述第三反射鏡306上，并被所述第三反射鏡306反射，從所述第三反射鏡306出射的光線進(jìn)入到所述第四反射鏡307上，被所述第四反射鏡307反射的光線入射到所述半透半反鏡303，所述半透半反鏡303面向人眼，能夠讓汽車外部物體發(fā)射的光線無(wú)畸變地透過(guò)，所述半透半反鏡303可為獨(dú)立的元件，也可為能夠張貼于擋風(fēng)玻璃上的薄膜。
[0054]所述目鏡系統(tǒng)3中的半透半反鏡303反射光的角度可以調(diào)整。
[0055]本實(shí)施例中，所述汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)I為有機(jī)發(fā)光二極管，對(duì)角線尺寸為0.5英寸，所述投影系統(tǒng)2的成像放大倍數(shù)為10，所述目鏡系統(tǒng)3的放大倍數(shù)為4，所述目鏡系統(tǒng)3將所述投影系統(tǒng)2的像201轉(zhuǎn)變?yōu)樘撓裢渡涞饺搜邸?br>【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種車載信息抬頭顯示系統(tǒng)，特征在于其構(gòu)成包括汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)和目鏡系統(tǒng);從所述汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)顯示的汽車狀態(tài)信息的光線，通過(guò)所述目鏡系統(tǒng)進(jìn)入人眼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載信息抬頭顯示系統(tǒng)，其特征在于，還包括投影系統(tǒng)，該投影系統(tǒng)的像為所述目鏡系統(tǒng)的物，所述投影系統(tǒng)投影放大的像通過(guò)所述目鏡系統(tǒng)成像到無(wú)限遠(yuǎn)或有限遠(yuǎn)，最終進(jìn)入人眼。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車載信息抬頭顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述目鏡系統(tǒng)包括沿入射光路方向依次放置的透鏡組(301)、反射鏡(302)和半透半反鏡(303)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車載信息抬頭顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述目鏡系統(tǒng)包括半透半反鏡(303)、第二半透半反鏡(304)和第二反射鏡(305);所述第二半透半反鏡將從所述投影系統(tǒng)出射的光線反射，該反射光線入射到所述第二反射鏡上后再次被反射后，入射到第二半透半反鏡，第二半透半反鏡對(duì)所述第二反射鏡反射的光線透射，射入到所述半透半反鏡，所述半透半反鏡面向人眼。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車載信息抬頭顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述目鏡系統(tǒng)包括半透半反鏡(303)、第三反射鏡(306)和第四反射鏡(307);入射到所述目鏡系統(tǒng)上的光線首先射入到所述第三反射鏡上，并被所述第三反射鏡反射，從所述第三反射鏡出射的光線進(jìn)入到所述第四反射鏡上，被所述第四反射鏡反射的光線入射到所述半透半反鏡，所述半透半反鏡面向人眼。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車載信息抬頭顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述汽車狀態(tài)信息顯示系統(tǒng)為液晶顯示器、數(shù)字光學(xué)處理器或有機(jī)發(fā)光二極管。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車載信息抬頭顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述目鏡系統(tǒng)的焦距為固定的或可調(diào)的。
【文檔編號(hào)】B60K35/00GK105892054SQ201610240256
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月18日
【發(fā)明人】朱菁, 張方, 楊寶喜, 曾愛(ài)軍, 黃惠杰, 呂向博, 郭怡明
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所