一種汽車抬頭顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于汽車顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種汽車抬頭顯示裝置。一種汽車抬頭顯示裝置，其包括內(nèi)部具有內(nèi)腔的殼體，所述殼體的一側(cè)具有連通所述內(nèi)腔的開口，所述內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有以掃描方式發(fā)射激光的光源，以及將所述激光來(lái)回反射以形成多級(jí)往返光路并經(jīng)由所述開口投射至汽車擋風(fēng)玻璃并于汽車前方顯示圖像的導(dǎo)光組件。這樣，將光源設(shè)于殼體內(nèi)，采用掃描方式發(fā)出激光，通過(guò)導(dǎo)光組件將激光多次來(lái)回反射，形成多段光路，從而延長(zhǎng)光路路徑，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)焦的成像顯示。如此，可將顯示內(nèi)容投放于汽車前端的遠(yuǎn)處，避免駕駛?cè)藛T在低頭與抬頭之間的交替變換和眼睛焦距的變化調(diào)整，又無(wú)需采用過(guò)大的散熱結(jié)構(gòu)，大大縮小了產(chǎn)品的體積，且提高了光的利用率，確保顯示內(nèi)容在強(qiáng)日光下也清晰可見。
【專利說(shuō)明】一種汽車抬頭顯示裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種汽車抬頭顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車抬頭顯示(HUD)是用一種新型的顯示技術(shù)，是利用光學(xué)反射的原理，將車速等駕駛信息投射在駕駛員正前方，投射的文字和影像調(diào)整在焦距很遠(yuǎn)的距離上面，能夠方便的將外界的景象與HUD顯示的資料融合在一起。
[0003]目前的市面上的HUD裝置，主要有兩種: [0004]一種是近投HUD，采用LED數(shù)碼顯示管型成簡(jiǎn)單的圖形，將顯示內(nèi)容投射在風(fēng)擋玻璃上，此類HUD價(jià)格低廉、安裝容易，但顯示內(nèi)容單一，顯示內(nèi)容緊貼在風(fēng)擋上，駕駛?cè)藛T讀取內(nèi)容需要從遠(yuǎn)處路面的遠(yuǎn)焦調(diào)到近焦，連續(xù)的改變焦距會(huì)使眼睛疲勞。
[0005]另一種是以“寶馬”和“奧迪”為代表的遠(yuǎn)投產(chǎn)品，特點(diǎn)是顯示內(nèi)容多樣化、顯示效果較好，但是其體積大，由“寶馬”和“奧迪”出廠配備裝置，在制造時(shí)插入在車輛中。其他車型想加裝此裝置極其困難。這類HUD采用LED光源，TFT (薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管)類液晶屏作為內(nèi)容顯示源，當(dāng)光線從背光板發(fā)射出來(lái)之前，會(huì)依序穿過(guò)偏光板，玻璃，液晶，彩色濾光片等零件，由于各零件的穿透率損耗的累積，從背光板出發(fā)的光線只會(huì)剩下6%左右，整個(gè)光源的利用率低，在強(qiáng)日光下，圖像不清晰。
[0006]為提高顯示亮度，達(dá)到HUD日間顯示需要，就需要在液晶屏幕后排布一組高工率強(qiáng)光LED背光燈。這樣，大功率LED燈產(chǎn)出大量的熱，就需要布置大體積的散熱部件，這也就是目前市場(chǎng)上HUD產(chǎn)品體積龐大的重要原因，一個(gè)HUD產(chǎn)品近三分之一的體積是散熱片；另外，因?yàn)榘惭bHUD的位置在駕駛員前部?jī)x表盤后的有限空間內(nèi)，所以只能是前裝車廠設(shè)計(jì)車體時(shí)預(yù)留較大位置才能安裝，沒有預(yù)留位置的車輛，很難后期改裝，從而造成該類HUD產(chǎn)品不能大面積普及的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種汽車抬頭顯示裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)HUD產(chǎn)品遠(yuǎn)焦的成像效果差以及體積大導(dǎo)致難以普及的問題。
[0008]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種汽車抬頭顯示裝置，其包括內(nèi)部具有內(nèi)腔的殼體，所述殼體的一側(cè)具有連通所述內(nèi)腔的開口，所述內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有以掃描方式發(fā)射激光的光源，以及將所述激光來(lái)回反射以形成多級(jí)往返光路并經(jīng)由所述開口投射至汽車擋風(fēng)玻璃并于汽車前方顯示圖像的導(dǎo)光組件。
[0009]具體地，所述導(dǎo)光組件包括設(shè)置于所述光源出口處的導(dǎo)光件，以及設(shè)置于所述內(nèi)腔中的多對(duì)反光件，沿所述殼體一側(cè)至另一側(cè)的延伸方向，多對(duì)所述反光件間隔布置。
[0010]較佳地，任一所述反光件包括相對(duì)設(shè)置的上反光件和下反光件，所述上反光件設(shè)于所述內(nèi)腔頂部，所述下反光件置于所述內(nèi)腔的底部。
[0011]具體地，所述下反光件分別傾斜設(shè)置于所述內(nèi)腔中，多個(gè)所述上反光件構(gòu)成上反光件行，多個(gè)下反光組件構(gòu)成一個(gè)下反光件行，所述上反光件行和所述下反光件行相錯(cuò)設(shè)置。
[0012]進(jìn)一步地，鄰近所述開口處的所述下反光件為曲面反射鏡。
[0013]較佳地，所述上反光件和所述下反光件均連接有可帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)以調(diào)節(jié)角度改變光路的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
[0014]具體地，所述開口處蓋設(shè)有可將所述內(nèi)腔封閉的光學(xué)器件，所述光學(xué)器件的表面為弧面。
[0015]優(yōu)選地，所述光源為微型激光投影機(jī)。
[0016]優(yōu)選地，所述導(dǎo)光件為不規(guī)則曲面透鏡。
[0017]本發(fā)明提供的一種汽車抬頭顯示裝置，采用掃描方式發(fā)射激光，通過(guò)導(dǎo)光組件將激光多次來(lái)回反射，形成多級(jí)光路，從而延長(zhǎng)光路路徑，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)焦的成像顯示。如此，將顯示內(nèi)容投放于汽車前端的遠(yuǎn)處，懸浮于路面上，和駕駛員保持關(guān)注的路面情況融合一起，避免駕駛?cè)藛T在低頭與抬頭之間的交替變換和眼睛焦距的變化調(diào)整，緩解了眼睛的疲勞，使得駕車更加安全。又無(wú)需采用過(guò)大的散熱結(jié)構(gòu)，大大縮小了產(chǎn)品的體積，s易于推廣普及。同時(shí)，提高了光的利用率， 確保顯示內(nèi)容在強(qiáng)日光下也清晰可見。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是光學(xué)鏡像的實(shí)現(xiàn)原理示意圖；
[0019]圖2是多次反射光路不意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種汽車抬頭顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種汽車抬頭顯示裝置使用時(shí)的示意圖。
[0022]標(biāo)記說(shuō)明:
[0023]201抬頭顯示裝置202擋風(fēng)玻璃
[0024]401微型激光投影機(jī)203眼睛
[0025]402不規(guī)則曲面透鏡A映射影像
[0026]403平面反射鏡B映射物
[0027]404曲面反射鏡LI第一段光路
[0028]405殼體L2第二段光路
[0029]406光學(xué)器件Ln第η段光路
【具體實(shí)施方式】
[0030]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0031]如圖1所示，從光學(xué)鏡像的實(shí)現(xiàn)原理可知:映入眼睛203內(nèi)的像體距離，為人眼睛203到反射鏡面距離c加上映射影像A到反射鏡面的距離b?？梢岳斫猓ǔＱ劬?03到反射鏡面的距離，無(wú)法改變，也就是眼睛203相對(duì)反射鏡面處于一個(gè)相對(duì)固位置，在此情況下，要增加所見映射影像A到眼球203的距離，將要增加映射影像A到反射鏡面的距離b，而映射影像A到反射鏡面的距離b等于映射物B到反射鏡面的距離a。如圖2所示，在有限的空間內(nèi)增加映射物B到反射鏡面的距離a也就增加了所見映射影像A到眼球203的距離。
[0032]參見圖3和圖4所示，本發(fā)明提供的一種汽車抬頭顯示裝置201，包括一殼體405，該殼體405具有一內(nèi)腔,通過(guò)該殼體405可將各器件封裝于其內(nèi)，便于安裝調(diào)整。該內(nèi)腔的左端具有一個(gè)開口，該開口與外界連通，該內(nèi)腔內(nèi)還設(shè)有光源，該光源以掃描方式發(fā)射激光，所述內(nèi)腔中還設(shè)有導(dǎo)光組件，激光通過(guò)該導(dǎo)光組件可形成多級(jí)往返光路并經(jīng)由開口投射至汽車擋風(fēng)玻璃上，并于汽車前方顯示圖像，該顯示圖像展示有汽車行駛中的各個(gè)參數(shù)。
[0033]上述提供的汽車抬頭顯示裝置201，采用掃描方式發(fā)射激光，通過(guò)導(dǎo)光組件將激光多次來(lái)回反射，形成多級(jí)光路，從而延長(zhǎng)激光達(dá)到反射鏡面的光路路徑，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)焦的成像顯示。從而將各儀表的信息顯示在汽車前端的遠(yuǎn)處，懸浮于路面上，和駕駛員保持關(guān)注的路面情況融合一起，駕駛員不需要低頭查看儀表的時(shí)速、轉(zhuǎn)速等信息，只需抬頭觀看汽車的前方上的圖像顯示，便可獲得各儀表的信息，由于駕駛員始終保持抬頭的姿態(tài)，避免了低頭與抬頭之間的交替變換，從而忽略了外界環(huán)境的快速變化，駕駛員的眼睛203焦距一直處于一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，不需要持續(xù)調(diào)整，增加了眼睛203的舒適度，避免駕駛員眼睛203轉(zhuǎn)換時(shí)差所造成的安全隱患。同時(shí)，光源以掃描方式發(fā)射激光，無(wú)需采用過(guò)大的散熱結(jié)構(gòu)，大大縮小了產(chǎn)品的體積，且提高了光的利用率，確保顯示內(nèi)容在強(qiáng)日光下也清晰可見，利于廣泛推廣應(yīng)用。
[0034]具體地，參見圖3和圖4所示，上述導(dǎo)光組件包括設(shè)置于光源出口處的導(dǎo)光件以及設(shè)置于內(nèi)腔中的多對(duì)反光件。優(yōu)選地，該導(dǎo)光件為不規(guī)則曲面透鏡402。沿所述殼體上與所述開口相對(duì)的一側(cè)朝向所述開口的方向，也就是圖3中所不的橫向方向，各反光件之間間隔布置。如圖4所示，激光往返于反光件中，且由殼體的右端朝向開口方向，激光依次穿過(guò)各反光件從而形成多段光路，這些光路依次為第一段光路L1、第二段光路L2，第三段光路L3、第四段光路L4，依次類推至第N段光路Ln。如此，人眼看到的映射影像A的距離P=L1+L2+L3+L4。。。。Ln+Z (眼睛203到反射鏡面距離Z)。也就實(shí)現(xiàn)了激光的多次放射形成多段光路，在有限空間內(nèi)設(shè)計(jì)出需要的長(zhǎng)度值。能夠方便的將外界的景象與HUD顯示的資料融合在一起。真正實(shí)現(xiàn)眼睛203無(wú)需調(diào)整焦距產(chǎn)生的延遲與不適，大大減少眼睛203轉(zhuǎn)換時(shí)差造成的安全隱患。
[0035]具體地，本實(shí)施例中，上反光件和下反光件具有五對(duì)，如此，由微型激光投影機(jī)401射出的激光依次往返于上反光件和下反光件之間，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際的投影需要，合理設(shè)置上反光件和下反光件的數(shù)量，如設(shè)置7對(duì)、10對(duì)等等，或是調(diào)整上反光件和下反光件之間的距離，延長(zhǎng)光路長(zhǎng)度，從而真正實(shí)現(xiàn)HUD的遠(yuǎn)焦成像，將HUD投射的圖像調(diào)整在汽車前方任意遠(yuǎn)的位置。
[0036]如圖3所不,任一反光件均包括由相對(duì)設(shè)置的上反光件和下反光件,其中，上反光件設(shè)于內(nèi)腔頂部，下反光件置于內(nèi)腔的底部，光源固定于內(nèi)腔的底部。光源發(fā)出的激光垂直投向?qū)Ч饧?，激光垂直穿過(guò)導(dǎo)光件斜向投射于上反光件，反射至下反光件上，經(jīng)由下反光件再次反射至開口，如圖4所示，激光經(jīng)過(guò)開口射向擋風(fēng)玻璃202，通過(guò)擋風(fēng)玻璃202的折射顯示圖像于汽車的前方遠(yuǎn)處。如此，可保證激光折返于上反光件和下反光件之間，便于調(diào)節(jié)激光往返于所述導(dǎo)光組件中的角度和光路長(zhǎng)度，并確保了激光具有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的光路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，穩(wěn)定性高。
[0037]可以理解的，根據(jù)需要也可適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)光源固定于內(nèi)腔的位置，如將光源固定于內(nèi)腔體的右端，開口設(shè)置于內(nèi)腔體的上方，只要光源發(fā)出的激光通過(guò)導(dǎo)光組件后都能延長(zhǎng)光路的長(zhǎng)度，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0038]具體地，下反光件分別傾斜設(shè)置于內(nèi)腔中，多個(gè)上反光件構(gòu)成上反光件行，多個(gè)下反光組件構(gòu)成一個(gè)下反光件行，所述上反光件行和所述下反光件行相錯(cuò)設(shè)置。也就是上反光件行和下反光件行中的各上反光件和各下反光件均在豎直方向上錯(cuò)開一個(gè)距離，如此，同一反光件中上反光件的中心與下反光件的中心連線成傾斜設(shè)置，相鄰兩反光件中上反光件和下反光件的中心連線平行設(shè)置。這樣，就可保證激光在導(dǎo)光組件中的傳遞的可靠性，且更加具體的需要還可調(diào)整反光件的傾斜角度，以及上反光件和下反光件之間的距離，進(jìn)而改變激光傳輸?shù)墓饴烽L(zhǎng)度，改變圖像顯示于汽車前方的位置，調(diào)節(jié)范圍廣，適配性佳。
[0039]進(jìn)一步地，上反光件和下反光件均連接有可帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)以調(diào)節(jié)角度改變光路的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(圖中未示出)。通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，微調(diào)上反光件和下反光件之間的距離和激光投射時(shí)的角度，從而調(diào)節(jié)焦距，改變圖像的顯示位置，使得圖像與外界的景象融合在一起，真正實(shí)現(xiàn)眼睛203無(wú)需調(diào)整焦距產(chǎn)生的延遲與不適，大大減少眼睛203轉(zhuǎn)換時(shí)差造成的安全隱患。如此,調(diào)試方便,實(shí)用性好。
[0040]優(yōu)選地，所述光源為微型激光投影機(jī)401。采用激光作為光源，以激光投影方式成像，通過(guò)信號(hào)控制三基色激光掃描圖像。其色域覆蓋率理論上可以高達(dá)人眼色域范圍的90%以上。這比目前LED電視最高的62%色域覆蓋率提高了一個(gè)檔次。色域覆蓋率的提高，不僅可以使整個(gè)畫面看起來(lái)更加真實(shí)、有層次感、通透的感覺，同時(shí)畫面的清晰度也會(huì)隨著色彩飽和度的提高有較大幅度的提升。由于采用激光作為圖像顯示的背光源，如此可以制作的更薄，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品微型化。避免了熒光粉產(chǎn)生的熒光色對(duì)人眼造成的不適感，且對(duì)人眼沒有輻射，更加安全可靠。
[0041]本實(shí)施例中，微型激光投影機(jī)401是以直掃描或點(diǎn)掃描的方式,把光激光光束經(jīng)過(guò)專門的擴(kuò)束整形設(shè)備后再投射到擋風(fēng)玻璃202上的，把投影掃描的實(shí)像投射到擋風(fēng)玻璃202上，通過(guò)擋風(fēng)玻璃202的透光比率，從而顯示出高解析度的圖像。
[0042]優(yōu)選地，本實(shí)施例中上反光件為平面反射鏡403。其中鄰近所述開口的下反光件為曲面反射鏡404，其他下反光件為平面反射鏡403。當(dāng)然，根據(jù)需要也可將上反光件和下反光件選用為其他的光學(xué)器件，能實(shí)現(xiàn)顯示圖像的激光光路，也是可行的。
[0043]另外，于開口處封裝有一光學(xué)器件406，優(yōu)選地，光學(xué)器件406為透明膜或透明薄片，其表面具有弧度。如此，可確保良好的透光性，同時(shí)，又可將殼體的內(nèi)腔封閉，從而保護(hù)內(nèi)腔內(nèi)的各器件不被污染，使用更加穩(wěn)定可靠。具體地，本光學(xué)器件406的表面為向外突出的弧面，如此，便于安裝設(shè)置。
[0044]需要說(shuō)明的是，上文中所提及的左端、底部等方位，都是為便于理解的示意說(shuō)明，并不局限于此。
[0045]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車抬頭顯示裝置，其特征在于，其包括內(nèi)部具有內(nèi)腔的殼體，所述殼體的一側(cè)具有連通所述內(nèi)腔的開口，所述內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有以掃描方式發(fā)射激光的光源，以及將所述激光來(lái)回反射以形成多級(jí)往返光路并經(jīng)由所述開口投射至汽車擋風(fēng)玻璃并于汽車前方顯示圖像的導(dǎo)光組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車抬頭顯示裝置，其特征在于:所述導(dǎo)光組件包括設(shè)置于所述光源出口處的導(dǎo)光件，以及設(shè)置于所述內(nèi)腔中的多對(duì)反光件，沿所述殼體一側(cè)至另一側(cè)的延伸方向，多對(duì)所述反光件間隔布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車抬頭顯示裝置，其特征在于:任一所述反光件包括相對(duì)設(shè)置的上反光件和下反光件，所述上反光件設(shè)于所述內(nèi)腔頂部，所述下反光件置于所述內(nèi)腔的底部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種汽車抬頭顯示裝置，其特征在于:所述下反光件分別傾斜設(shè)置于所述內(nèi)腔中，多個(gè)所述上反光件構(gòu)成上反光件行，多個(gè)所述下反光組件構(gòu)成一個(gè)下反光件行，所述上反光件行和所述下反光件行相錯(cuò)設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種汽車抬頭顯示裝置，其特征在于:鄰近所述開口處的所述下反光件為曲面反射鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種汽車抬頭顯示裝置，其特征在于:所述上反光件為平面反射鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種汽車抬頭顯示裝置，其特征在于:所述上反光件和所述下反光件均連接有可帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)以調(diào)節(jié)角度改變光路的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種汽車抬頭顯示裝置，其特征在于:所述開口處蓋設(shè)有可將所述內(nèi)腔封閉的光學(xué)器件，所述光學(xué)器件的表面為弧面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種汽車抬頭顯示裝置，其特征在于:所述光源為微型激光投影機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種汽車抬頭顯示裝置，其特征在于:所述導(dǎo)光件為不規(guī)則曲面透鏡。
【文檔編號(hào)】G02B27/01GK103777353SQ201410033772
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】張佳, 康棟, 杜振凱, 李關(guān) 申請(qǐng)人:深圳市矽韋氏科技有限公司