專利名稱：一種車載平視投影顯示設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及車載人機交互界面技術，具體為一種車載平視投影顯示設備。
背景技術：
平視顯示器(Head Up Display)，以下簡稱HUD，是目前普遍運用在航空器上的飛行輔助儀器。平視的意思是指飛行員不需要低頭就能夠看到所需要的重要資訊。平視顯示器最早出現在軍用飛機上，降低飛行員需要低頭查看儀表的頻率，避免注意力中斷以及喪失對狀態意識(Situation Awareness)的掌握。因為HUD的方便性以及能夠提高安全。隨著科學技術的發展，車載平視顯示設備(HUD)應運而生。車載平視顯示設備(HUD)目前均采用前擋風玻璃作為反射屏，例如由于對反射率有較高的要求，需要對擋風玻璃做鍍膜處理，從而增加成本。而前擋風玻璃的形狀和反射角也不可隨意改變，從而限制了 HUD的使用。中國專利號為201120118204. 7公開的“一種車載顯示裝置”，所述裝置安裝在車輛的擋風玻璃的車內前方，所述裝置包括作為顯示用的透明液晶和發光半導體(LED)光源，該LED光源通過照射在擋風玻璃上反射形成液晶背光。本方案采用透明液晶顯示來實現車載顯示，解決了光投影對用戶必須增加反光貼膜的要求。長遠來看，作為一個信息顯示設備，隨著技術的進步，內容會越來越豐富，同時可以增加更多的行車安全信息。而沿用原來的投影技術，需要在反光材料的突破，可能需要更長的時間。與此專利相比較，本發明中駕駛員的目視焦距(圖1)投射在擋風玻璃外，在駕駛時獲取顯示信息不需要將眼球的焦距從遠處調整到車內的近處，從而提高駕駛的安全性，尤其對于老齡化社會中有越來越多的老年駕駛員，由于機能退化，其眼球調焦過程較長，這一安全性的提高在老齡化社會中尤為重要。此外，由于反射屏為半透半反形式，駕駛員在反射處依然能觀察到車外狀況，而液晶則完全無法透過光線，阻礙了駕駛員對外界狀況的判斷；LED在擋風玻璃上形成的亮光區，也會對駕駛員形成干擾，會降低安全性。
發明內容
本發明解決已有車載平視顯示設備(HUD)中汽車前擋風玻璃成本高，形狀和反射角不可隨意改變，以及汽車前擋風玻璃光學反射性能不能滿足HUD是平視顯示的需要，而提供一種新型的車載投影顯示設備。解決上述技術問題，本發明采用的技術手段是一種車載平視投影顯示設備，包括設置于駕駛室內的投影裝置和反射屏，投影裝置與車載信息系統相連；投影裝置將駕駛者需要的信息以光學手段和光學形式投射到反射屏上，以此將信息傳遞給駕駛者或乘坐人員；其特征在于，反射屏獨立于車輛的擋風玻璃、或車窗玻璃等不以反射光線為目的而設置的可透過光線的裝置而設置 。
所述反射屏為玻璃、或有機玻璃；其上設置有增強可見光反射的一層或多層鍍層、或鍍膜、或涂層、或貼膜。進一步，所述反射屏的表面為平面、或凸面、或凹面。進一步，所述投影裝置、或反射屏上、或反射屏和駕駛者之間、或投影裝置和反射屏之間，設有調整焦距或光線方向的透鏡、或透鏡組。相比現有技術，本發明具有如下有益效果 1、降低了車載平視投影顯示設備的成本。由于采用較小的反射屏，不需要對整塊擋風玻璃做光學處理，從而降低成本。而且反射屏的設計和制造普遍適用于各種車型，可以實現大批量生產。2、提高了駕駛安全性。車載平視顯示設備(HUD)將駕駛員需要關注的信息投影在反射屏上，駕駛員不再需要在汽車前方和設備之間切換視野，可以集中精神注意前方重要路況，消除了潛在的行車隱患。而且由于投影時焦距落在車外，駕駛員調整目視焦距的時間將縮短，對于老齡駕駛者而言更為安全。3、提高了車載投影顯示設備的設計靈活性。本發明的投影裝置或反射屏，或兩者上設置有轉動軸，可以調投影裝置反射屏的反射角度。投影裝置和反射屏之間，可設有透鏡或透鏡組，以便調整焦距。可以更靈活地適用于不同的駕駛者和使用情況。本發明具有HUD中的信息處理系統、圖像處理系統、投影裝置等，采用獨立于擋風玻璃的反射屏，設置于擋風玻璃與投影設備之間，從而可以自由選擇反射屏的材料、鍍膜、 形狀和安裝位置及姿態。
圖1是本發明車載投影顯示設備結構示意圖。1 一駕駛員，2 —投影裝置，3 —反射屏，4 一車輛前擋風玻璃，5 —投影光路，6_駕駛員感覺到的焦點。
具體實施例方式
參見圖1，一種車載平視投影顯示設備，包括設置于駕駛室內的投影裝置2和反射屏3，投影裝置2與車載信息系統(圖中省略)相連；投影裝置設置2在車輛駕駛者1與前擋風玻璃4之間。所述反射屏3為玻璃、有機玻璃或透明薄膜等其他可透過光線、且可反射光線的透明材料制成，所述反射屏為玻璃、或有機玻璃；其上設置有增強可見光反射的一層或多層鍍層、或鍍膜、或涂層、或貼膜；如大于500nm的氟化鎂、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、或氧化鈰鍍層。反射屏3獨立于車輛擋風玻璃4設置；投影裝置2將圖像投射到反射屏3上， 從而被駕駛員1感知。而駕駛員1的視線5的焦距將落在車輛前擋風玻璃4之外。由于反射屏獨立于擋風玻璃設置，對前擋風玻璃沒有特殊的要求，反射屏的材料及表面特性都可靈活選擇。
投影裝置設置在車輛駕駛者與前擋風玻璃、或車窗玻璃、或車輛上其他不以反射光線為目的而設置的可透過光線的反射屏之間；反射屏設置在投影裝置與前擋風玻璃、或車窗玻璃、或車輛上其他不以反射光線為目的而設置的可透過光線的裝置之間。為了形成更遠的焦距，以減少駕駛員的焦距轉換時間，可以在光路中加入可以將焦距投射更遠的透鏡。另外，為了方便調節角度，適應不同的駕駛者和駕駛姿態，所述投影裝置或/和反射屏上設置有轉動軸。進一步，為更利于觀察，所述反射屏上的表面為平面、凸面或凹面；為增加圖像亮度，所述反射屏上設置有以增強可見光反射為目的的鍍層、鍍膜、涂層或貼膜，以增加反射率。本發明車載平視顯示設備(HUD)在汽車的應用上，由于HUD可以將圖像的聚焦平面投影至車外，駕駛員不需要在觀察信息時將視線從路面移開，以及頻繁地調整眼球的焦距，從而提高駕駛的安全性，尤其對于老齡化社會中有越來越多的老年駕駛員，由于機能退化，其眼球調焦過程較長，這一安全性的提高在全球老齡化趨勢中尤為重要。最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制技術方案，盡管申請人參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，那些對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍， 均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種車載平視投影顯示設備，包括設置于駕駛室內的投影裝置和反射屏，投影裝置與車載信息系統相連；投影裝置將駕駛者需要的信息以光學手段和光學形式投射到反射屏上，以此將信息傳遞給駕駛者或乘坐人員；其特征在于，反射屏獨立于車輛的擋風玻璃、或車窗玻璃等不以反射光線為目的而設置的可透過光線的裝置而設置。
2.根據權利要求1所述車載平視投影顯示設備，其特征在于，所述反射屏為玻璃、或有機玻璃；其上設置有增強可見光反射的一層或多層鍍層、或鍍膜、或涂層、或貼膜。
3.根據權利要求1或2所述車載投影顯示設備，其特征在于，所述反射屏的表面為平面、或凸面、或凹面。
4.根據權利要求2所述車載平視投影顯示設備，其特征在于，所述投影裝置、或反射屏上、或反射屏和駕駛者之間、或投影裝置和反射屏之間，設有調整焦距或光線方向的透鏡、 或透鏡組。
5.根據權利要求1或4所述車載平視投影顯示設備，其特征在于，所述投影裝置或/和反射屏上設置有轉動軸。
6.根據權利要求1所述的車載平視投影顯示設備，其特征在于，投影裝置設置在車輛駕駛者與前擋風玻璃、或車窗玻璃、或車輛上其他不以反射光線為目的而設置的可透過光線的反射屏之間；反射屏設置在投影裝置與前擋風玻璃、或車窗玻璃、或車輛上其他不以反射光線為目的而設置的可透過光線的裝置之間。
全文摘要
本發明提供一種車載平視投影顯示設備，包括設置于駕駛室內的投影裝置和反射屏，投影裝置與車載信息系統相連；投影裝置將駕駛者需要的信息以光學手段和光學形式投射到反射屏上，以此將信息傳遞給駕駛者或乘坐人員；其特征在于，反射屏獨立于車輛的擋風玻璃、或車窗玻璃等不以反射光線為目的而設置的可透過光線的裝置而設置。所述反射屏為玻璃、或有機玻璃；其上設置有增強可見光反射的一層或多層鍍層、或鍍膜、或涂層、或貼膜。采用本發明可降低車載投影顯示設備的成本；提高了駕駛安全性；提高了車載投影顯示設備的設計靈活性。
文檔編號B60R1/00GK102442252SQ201110422818
公開日2012年5月9日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者李鑫, 程越, 蔣強 申請人:重慶市科學技術研究院