本發(fā)明涉及抬頭顯示器領(lǐng)域，特別涉及一種抬頭顯示設(shè)備和車輛。

背景技術(shù)：

目前的車載顯示技術(shù)基于投影，這就需要很高的對比度才能在晴朗天氣下進(jìn)行人眼識(shí)別讀取，所以需要亮度很高的背光，可是如果提升背光亮度就會(huì)造成溫度的大量集聚，溫度過高就會(huì)影響器件的顯示效果及穩(wěn)定性，為此通常的做法是增加體積較為笨重龐大的散熱裝置，這樣就會(huì)占用本來就較為狹小的車內(nèi)空間，使用極不方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種過利用環(huán)境光來提高顯示器的顯示亮度，實(shí)現(xiàn)低功耗、高亮度顯示的抬頭顯示設(shè)備和車輛。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下的技術(shù)方案：

一種抬頭顯示設(shè)備，其包括透反式液晶顯示器和環(huán)境光收集器，其中所述環(huán)境光收集器配置為將收集的環(huán)境光提供至所述透反式液晶顯示器以提高所述透反式液晶顯示器的顯示對比度。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述環(huán)境光收集器包括：

光源定位模塊，其配置為通過檢測各方向上外部光源的強(qiáng)度確定外部光源的位置信息；

收集模塊，其配置為基于所述光源定位模塊確定的外部光源的位置信息，調(diào)整收集環(huán)境光的方向，并將收集到的環(huán)境光提供至所述透反式液晶顯示器上。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述光源定位模塊包括第一光電傳感器，該第一光電傳感器檢測各個(gè)角度上的環(huán)境光強(qiáng)度，并基于最大環(huán)境光強(qiáng)度的方向確定所述外部光源的位置。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述光源定位模塊包括多個(gè)第二光電傳感器和與各第二光電傳感器連接的處理器，各第二光電傳感器檢測其所在位置上的環(huán)境光強(qiáng)度，所述處理器配置為基于檢測到最大環(huán)境光強(qiáng)度的第二光電傳感器的位置確定所述外部光源的位置。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述收集模塊包括：

采光盤，其包括至少一個(gè)鏡面；

驅(qū)動(dòng)裝置，其與所述采光盤上的各鏡面相連接；

控制器，其配置為基于所述光源定位模塊確定的外部光源的位置控制所述驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)節(jié)所述采光盤上各鏡面的定位方向和定位角度，使采光盤的反射光反射至所述透反式液晶顯示器。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括第一電機(jī)、第二電機(jī)，以及分別與所述第一電機(jī)和第二電機(jī)連接的傳動(dòng)組件；并且所述控制器基于述光源定位模塊確定的外部光源的位置控制第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)組件帶動(dòng)所述鏡面在第一方向上變換角度，并且控制第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)組件帶動(dòng)所述鏡面在第二方向上變換角度。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述傳動(dòng)組件包括傳動(dòng)桿。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述透反式液晶顯示器還包括調(diào)節(jié)背光亮度的背光模塊，所述背光模塊配置為獲取環(huán)境光收集器收集的環(huán)境光的最大強(qiáng)度值，并基于該最大強(qiáng)度值調(diào)節(jié)背光模塊的背光亮度。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，還包括一反光組件，并且所述反光組件配置為將從環(huán)境光收集器射出的環(huán)境光提供給所述透反式液晶顯示器。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種車輛，其配置有如權(quán)上述實(shí)施例所述的抬頭顯示設(shè)備。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例具備的有益效果在于：

本發(fā)明實(shí)施例通過利用環(huán)境光提高顯示器的顯示亮度，實(shí)現(xiàn)低功耗、高亮度顯示，且不會(huì)增加抬頭顯示設(shè)備的體積。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的抬頭顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中所示的環(huán)境光收集器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中所示的收集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中的驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例中的抬頭顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的透反式液晶顯示器的部分結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述，但不作為本發(fā)明的限定。

發(fā)明實(shí)施例提供了一種抬頭顯示設(shè)備，其可以應(yīng)用在車輛上或者其他的類似設(shè)備中。在應(yīng)用過程中，本發(fā)明實(shí)施例提供的抬頭顯示設(shè)備可以利用例如陽光、燈光等環(huán)境光源來提高顯示器的顯示亮度，實(shí)現(xiàn)低功耗、高亮度顯示。

例如，在現(xiàn)有的車載抬頭顯示設(shè)備中，為了能夠使駕駛員在晴朗的天氣下正常識(shí)別抬頭顯示器的顯示畫面，往往需要提供很高的顯示亮度或者投影亮度，例如晴朗的中午，為了達(dá)到顯示畫面較高的對比度，需要提高背光亮度，但此時(shí)系統(tǒng)的功耗就會(huì)提升，背光源的散熱問題也隨之而來。而本發(fā)明實(shí)施例基于該問題提出了一種能夠利用外界環(huán)境光源的抬頭顯示設(shè)備，降低系統(tǒng)功耗，且不會(huì)造成系統(tǒng)散熱較大的問題。

具體的，如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例中的一種抬頭顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，該抬頭顯示設(shè)備可以用在車輛裝置中，并構(gòu)造為車載抬頭顯示設(shè)備。

本發(fā)明實(shí)施例中的抬頭顯示設(shè)備可以包括：透反式液晶顯示器1和用于提高該透反式液晶顯示器1的顯示亮度和對比度的環(huán)境光收集器2。

本發(fā)明實(shí)施例中，透反液晶顯示器1可以單獨(dú)或者同時(shí)采用透射模式和反射模式來顯示圖像。

本發(fā)明實(shí)施例中(參見圖6)，在該透反式液晶顯示器1的液晶面板11的背部可以設(shè)置有反光層12，反光層12由反光材料構(gòu)成，并且通過該反光層12可以對從液晶面板11透射過來的外部環(huán)境光進(jìn)行反射，該反射出的光線即可以照射到液晶面板上從而提高透反式液晶顯示器1的顯示亮度。對于透反式液晶顯示器1，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)不同的需求對于液晶面板1或者其他電路結(jié)構(gòu)等自行進(jìn)行設(shè)計(jì)，在此不做說明。

本發(fā)明實(shí)施例的抬頭顯示設(shè)備中的環(huán)境光收集器2可以用于收集環(huán)境光，并將收集到的環(huán)境光提供給透反式液晶顯示器1，并利用經(jīng)過反射作用反射出的環(huán)境光提高透反式液晶顯示器1的顯示亮度和顯示對比度。具體的，環(huán)境光收集器2可以將收集到的環(huán)境光投射到透反式液晶顯示器1的液晶面板11上，利用液晶面板背部的反光層將透射到反光層上的環(huán)境光反射給液晶面板，提高液晶面板的亮度。

由于本發(fā)明實(shí)施例可以利用收集的環(huán)境光來提高抬頭顯示器的顯示亮度和對比度，其無需通過增加背光模塊的背光亮度的方式來實(shí)現(xiàn)顯示亮度的提高，減少了系統(tǒng)的能源的消耗和浪費(fèi)，而且不會(huì)產(chǎn)生多余的熱量，無需增加散熱部件，既減小了成本同時(shí)也不會(huì)由于增加散熱部件而增大占用的空間。

下面，對本發(fā)明實(shí)施例的抬頭顯示設(shè)備中的環(huán)境光收集器進(jìn)行詳細(xì)的說明，如圖2所示為圖1中所示的環(huán)境光收集器的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，本發(fā)明實(shí)施例中的環(huán)境光收集器2可以包括光源定位模塊21和收集模塊22。光源定位模塊21可以用于定位當(dāng)前環(huán)境光的光強(qiáng)度最大的位置信息(光源的位置信息)，并將該位置信息傳輸給收集模塊22，收集模塊22可以基于該位置信息執(zhí)行環(huán)境光收集的操作。

其中，光源定位模塊21可以通過檢測各方向、角度上外部光源的強(qiáng)度確定外部光源的位置信息。例如，光源定位模塊21可以包括至少一個(gè)用于感測光強(qiáng)度的光電傳感器。例如，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，光源定位模塊21可以包括一個(gè)第一光電傳感器，該第一光電傳感器可以檢測各個(gè)方向、角度上的環(huán)境光強(qiáng)度，并能夠獲取各個(gè)方向、角度上的環(huán)境光強(qiáng)度中的最大光強(qiáng)度，以及該最大光強(qiáng)度對應(yīng)的方向、角度等位置信息。通過能夠檢測周圍各個(gè)方向、角度上的光強(qiáng)度的光電傳感器來獲取光源所在位置的位置信息，或者最大光強(qiáng)度對應(yīng)的位置信息。另外，上述光源定位模塊21還可以包括與該第一光電傳感器連接的處理器，該處理器可以對第一光電傳感器所檢測到的最大光強(qiáng)度的位置信息進(jìn)行存儲(chǔ)和處理分析。光源定位模塊21也可以將該獲取的位置信息傳送給收集模塊22，由收集模塊22對該位置信息進(jìn)行處理。本發(fā)明實(shí)施例中，上述位置信息可以包括基于一標(biāo)準(zhǔn)位置的空間坐標(biāo)值，通過該空間坐標(biāo)值即可以確定光源的方向、角度。

另外，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，光源定位模塊21可以包括多個(gè)第二光電傳感器和與該多個(gè)第二光電傳感器連接的處理器。第二光電傳感器可以用于檢測其所在位置的環(huán)境光強(qiáng)度，并可以將檢測到的環(huán)境光強(qiáng)度信息傳送給與其連接的處理器。處理器則可以基于接收的各第二光電傳感器傳輸?shù)沫h(huán)境光強(qiáng)度信息確定最大光強(qiáng)度，并基于傳送該最大光強(qiáng)度的第二光電傳感器所在的位置信息，確定外部光源的位置。

在本發(fā)明實(shí)施例中，處理器內(nèi)可以存儲(chǔ)有各個(gè)第二光電傳感器所在的位置信息以及對應(yīng)于該第二光電傳感器的標(biāo)識(shí)信息。同樣的，本發(fā)明實(shí)施例中，上述位置信息可以包括基于一標(biāo)準(zhǔn)位置的空間坐標(biāo)值，通過該空間坐標(biāo)值即可以確定光源的方向、角度。上述標(biāo)識(shí)信息可以唯一對應(yīng)于一個(gè)第二光電傳感器，例如可以是各第二光電傳感器的編號、命名等信息。各第二光電傳感器在發(fā)送其檢測到的光強(qiáng)度信息時(shí)，還可以對應(yīng)地發(fā)送其標(biāo)識(shí)信息，以便于處理器區(qū)分發(fā)送光強(qiáng)度信息的各第二光電傳感器。

另外，本發(fā)明實(shí)施例中的光源定位模塊21采用高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)實(shí)現(xiàn)對外部光源的采樣，其采樣速度可以達(dá)到100mhz，使系統(tǒng)轉(zhuǎn)換速度快，保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，跟蹤環(huán)境光的精度可以達(dá)到0.2-0.4度。

基于上述配置，本發(fā)明實(shí)施例中的光源定位模塊21可以確定環(huán)境光中的最大光強(qiáng)度或光源所在的位置，并可以將該位置信息發(fā)送至收集模塊22。同時(shí)該收集模塊22可以根據(jù)接收到的最大光強(qiáng)度對應(yīng)的位置信息收集該位置信息表示的方向上的環(huán)境光提供給透反式液晶顯示器1。

具體的，如圖3所示，為圖2中所示的收集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，該收集模塊22可以基于光源定位模塊21確定的外部光源的位置信息調(diào)整收集環(huán)境光的角度，并將收集到的環(huán)境光提供至所述透反式液晶顯示器1，從而提高透反式液晶顯示器1的顯示亮度和對比度。

如圖3所示，圖2所示的收集模塊22可以包括：用于采集外界環(huán)境光的采光盤221，用于驅(qū)動(dòng)采光盤221采集目標(biāo)方向上的環(huán)境光的驅(qū)動(dòng)裝置222，以及控制驅(qū)動(dòng)裝置222的驅(qū)動(dòng)操作的控制器223。

本發(fā)明實(shí)施例中，采光盤211可以包括至少一個(gè)鏡面。通過采光盤211上的鏡面可以將光源定位模塊21確定的光源的位置上的環(huán)境光反射到透反式液晶顯示器1上，從而經(jīng)過透反式液晶顯示器1的透射和反射作用來提高顯示亮度和對比度。

另外，本發(fā)明實(shí)施例中通過驅(qū)動(dòng)裝置222可以與采光盤221上的各個(gè)鏡面連接，例如可以與各個(gè)鏡面轉(zhuǎn)動(dòng)連接，或者鉸接。通過驅(qū)動(dòng)裝置222的驅(qū)動(dòng)可以調(diào)節(jié)采光盤211上的鏡面所朝向的角度，具體可以依據(jù)控制器223的驅(qū)動(dòng)控制確定采光盤211的朝向角度。并且，在采光盤211包括多個(gè)鏡面時(shí)，可以通過驅(qū)動(dòng)裝置222調(diào)節(jié)各個(gè)鏡面的朝向角度，從而最大限度的收集環(huán)境光，并將收集的環(huán)境光反射到透反式液晶顯示器1上。

另外，控制器223的輸入側(cè)可以與光源定位模塊21連接，并接收來自光源定位模塊21所確定的關(guān)于外部光源或最大光強(qiáng)度的位置信息。并且，控制器223基于該接收到的位置信息生成用于調(diào)節(jié)采光盤221上各鏡面的定位方向和定位角度控制信息，并將該控制信息傳送至驅(qū)動(dòng)裝置222，驅(qū)動(dòng)裝置則可以基于對采光盤221上各鏡面的控制信息執(zhí)行對各鏡面的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鏡面的反射光反射至透反式液晶顯示器1。

采光盤211包括多個(gè)鏡面時(shí)，可以將各個(gè)鏡面構(gòu)成陣列結(jié)構(gòu)形式，而控制器223內(nèi)可以存儲(chǔ)有采光盤211上各鏡面的位置信息，例如該鏡面的位置信息可以通過(行，列)的形式來表示。同時(shí)控制器223生成的控制信息中可以包括關(guān)于各鏡面所要調(diào)節(jié)的定位角度和定位方向，并且控制信息中還可以包括所要控制的鏡面的位置信息，例如可以對應(yīng)包括鏡面的(行，列)形式的位置信息，驅(qū)動(dòng)裝置222即可以基于該控制信息確定所要調(diào)節(jié)的鏡面，以及調(diào)節(jié)的角度和方向。

下面對本發(fā)明實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的說明，如圖4所示，為圖3所示的驅(qū)動(dòng)裝置222的原理結(jié)構(gòu)示意圖。其中在本發(fā)明實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置222可以包括第一電機(jī)2221、第二電機(jī)2222，以及分別與第一電機(jī)2221和第二電機(jī)2222連接的傳動(dòng)組件2223。

控制器223可以與第一電機(jī)2221和第二電機(jī)2222連接，并基于光源定位模塊21確定的外部光源的位置控制第一電機(jī)2221驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)組件2223帶動(dòng)采光盤221上的各鏡面在第一方向上變換角度，并且控制第二電機(jī)2222驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)組件2223帶動(dòng)采光盤221上的各鏡面在第二方向上變換角度。上述第一方向與第二方向?yàn)椴煌姆较?，第一方向和第二方向例如可以是分別以相交(如相互垂直)的x軸方向和y軸方向?yàn)檩S心的周向。例如在本發(fā)明實(shí)施例中，第一電機(jī)2221可以控制鏡面在以x軸為軸心的周向上的定位角度，第二電機(jī)2222可以控制鏡面在以y軸為軸心的周向上的定位角度。

如上所述，控制器223生成的對應(yīng)于各鏡面的控制信息中可以包括鏡面的位置、鏡面的定位角度和定位方向。而驅(qū)動(dòng)裝置222中的第一電機(jī)2221和第二電機(jī)2222可以基于接收到的控制信息中的定位角度和定位方向分別執(zhí)行對于各鏡面的驅(qū)動(dòng)。比如對于以x軸為軸心的周向上的定位角度的控制信息，則由第一電機(jī)2221來執(zhí)行對應(yīng)的鏡面的定位角度的驅(qū)動(dòng)，對于以y軸為軸心的周向上的定位角度的控制信息，則由第二電機(jī)2222來執(zhí)行對應(yīng)的鏡面的定位角度的驅(qū)動(dòng)，從而分別實(shí)現(xiàn)鏡面在全方位上的定位。

另外，本發(fā)明實(shí)施例中的傳動(dòng)組件2223可以包括分別連接在第一電機(jī)2221和鏡面之間，以及第二電機(jī)2222和鏡面之間的傳動(dòng)桿。該傳動(dòng)桿與鏡面連接方式可以包括上述的轉(zhuǎn)動(dòng)連接，例如鉸接。并且通過該傳動(dòng)桿的傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)鏡面在第一方向和第二方向上的角度變化。

通過上述實(shí)施例的描述，可以獲知本發(fā)明實(shí)施例中收集模塊的原理結(jié)構(gòu)。通過上述配置，可以實(shí)現(xiàn)對于環(huán)境光的最大限度的收集和采集，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)將盡量多的環(huán)境光提供到透反式液晶顯示器1上，以最大限度的提高液晶顯示器1的顯示對比度和顯示亮度。

另外，需要說明的是，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，如圖5所示，本發(fā)明的抬頭顯示設(shè)備還可以包括一反光組件3，并且該反光組件3可以將從環(huán)境光收集器2射出的環(huán)境光提供給透反式液晶顯示器1。該反光組件3可以包括至少一個(gè)反光板。

具體的，采光盤221上的鏡面發(fā)射出的光線可以先投射到反光組件3上，再通過該反光組件3將發(fā)射光反射到透反式液晶顯示器1上。該配置是因?yàn)樵诓贾猛阜词揭壕э@示器1時(shí)，可能由于其結(jié)構(gòu)位置的限制，并不能直接接收到鏡面反射出的光，而通過反光組件3的設(shè)置，可以靈活的配置透反式液晶顯示器1或者采光盤221的位置。

在如圖6所示的優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的抬頭顯示設(shè)備中的透反式液晶顯示器1中還可以包括背光模塊13，該背光模塊13可以用于提供背光光源，并可以調(diào)節(jié)背光亮度。在本發(fā)明實(shí)施例中，該背光模塊13可以獲取光源定位模塊21收集的環(huán)境光的最大強(qiáng)度值，并基于該最大強(qiáng)度值調(diào)節(jié)背光模塊的背光亮度。

例如，該背光模塊13可以與光源定位模塊21和/或控制器223連接，來接收上述光源定位模塊21收集的環(huán)境光的最大強(qiáng)度值。其中，背光模塊13可以在光源定位模塊21接收到的最大光強(qiáng)度越大時(shí)，調(diào)節(jié)產(chǎn)生的背光亮度越小，反之在光源定位模塊21接收到的最大光強(qiáng)度越小時(shí)，調(diào)節(jié)產(chǎn)生的背光亮度越大，從而減小背光模塊13對于能源的消耗。

具體的，背光模塊13可以包括提供背光的背光光源以及控制背光光源亮度的背光控制器。上述背光控制器可以與光源定位模塊21和/或控制器223連接，來接收上述光源定位模塊21收集的環(huán)境光的最大強(qiáng)度值，并根據(jù)該最大強(qiáng)度值來調(diào)節(jié)背光光源的提供的背光亮度。背光控制器可以通過調(diào)節(jié)要點(diǎn)亮的背光光源單元的數(shù)量來調(diào)節(jié)背光亮度，也可以通過調(diào)節(jié)提供給背光光源的電流、電壓等參數(shù)來調(diào)節(jié)背光亮度。

另外，背光控制器內(nèi)可以依據(jù)需求的光亮度值來調(diào)節(jié)背光光源產(chǎn)生的背光亮度。該需求的光亮度值可以是用戶輸入的要求的光亮度值，也可以是接收自其它電子設(shè)備的控制指令中的光亮度值。背光控制器在對背光光源進(jìn)行控制時(shí)，可以將接收的環(huán)境光的最大強(qiáng)度值與該要求的光亮度值進(jìn)行比較，并基于將環(huán)境光的最大強(qiáng)度值與該要求的光亮度值之間的差值來調(diào)節(jié)背光光源的亮度。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例中的抬頭顯示器可以利用光源收集模塊將外部環(huán)境光投射到透反式液晶顯示器上，即使在晴朗的中午依然可以使顯示效果很好，且降低了背光和散熱的壓力。

另外，本發(fā)明實(shí)施例還可以提供一種車輛，其上可以配置有如上述任一實(shí)施例所述的抬頭顯示設(shè)備。對于抬頭顯示設(shè)備中的透反式液晶顯示器1和環(huán)境光收集器2的設(shè)置位置，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)具體車輛的結(jié)構(gòu)來對應(yīng)的配置，在此不做限定。

以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。