[發明專利]車載平視顯示器

有效

• 申請號: 201780015248.7
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN108780225B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 家豪譚;大衛·詹姆斯·蒙哥馬利
• 申請（專利權）人: 夏普株式會社
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;B60K35/00;G02F1/13
• 代理公司: 深圳市賽恩倍吉知識產權代理有限公司 44334
• 代理人: 汪飛亞;習冬梅

一種平視顯示器(HUD)系統包括可操作以產生激光的至少一個掃描激光投影儀，以及相對于所述投影儀設置以接收由投影儀產生的激光的多個可切換屏幕的堆疊陣列，多個可切換屏幕的堆疊陣列的每個屏幕彼此間隔并且可操作以在透明狀態和漫反射狀態之間切換。一控制器可操作地連接多個可切換屏幕的堆疊陣列，所述控制器用于按時間順序切換所述陣列的每個屏幕從透明狀態到漫反射狀態，其中在任意給定時間僅一個屏幕被切換到所述漫反射狀態。所述投影儀的輸出被設置為與所述屏幕陣列之后的成像光學器件成一角度或一距離，以防止當所有屏幕均處于所述透明狀態時，由所述至少一個掃描激光投影儀發射的鏡面反射光束攔截在所述屏幕陣列之后的所述成像光學器件。

技術領域

本發明一般涉及車載顯示器，尤其是，涉及提供增強的駕駛安全性的車載平視顯示器(HUD)。

背景技術

平視顯示器(HUD)系統使駕駛員可以查看關鍵信息，而無需將視線從道路上移開。因此，HUD系統已成為汽車用途中越來越重要的組件以提高道路安全性。

增強現實(AR)，提供三維(3D)觀看體驗。許多技術已經被開發以提供3D AR，其中最相關的如下：

US8521411B2(Grabowski，2013年8月27日)描述了一種HUD系統，其通過快速機械掃描透鏡以允許連續深度體積圖像將激光束重新成像到浮動空間中。“光學快訊14,1760-12769(2006)”公開了一種利用快速旋轉的鏡面掃描儀顯示體三維圖像以產生多個傾斜圖像切片的方法。這些機械系統隨著時間的推移遭受機械磨損，并且如果它們沒有與車輛機械隔離，則可能容易遭受沖擊損壞。此外，前一種系統僅提供電纜圖像，因此只能向駕駛員顯示非常有限的信息。

US20040164927A1(Suyama，2004年8月26日)描述了一種系統，其中使用具有快速可變焦距的液晶菲涅耳透鏡來重新成像顯示面板以產生體圖像。用于該系統的透鏡需要較大的焦距變化和快速的切換速度。為了使系統工作，透鏡要么非常厚，這會損害其切換速度，要么具有非常小的菲涅耳區域尺寸，這會損害其圖像質量。為了使透鏡足夠快地切換以顯示大的深度變化體圖像，一特殊類型的“雙頻”液晶將被需要。這種類型的液晶尚未用于大規模顯示產品，可能不一定符合汽車標準，并且在大批量生產中使用可能是昂貴的。

JP2004168230A描述了一種汽車HUD系統，其使用多個像素化液晶面板和普通背光單元來顯示不同深度的圖像。這樣的系統將具有非常低的光學效率，這意味著系統將消耗大量功率以實現車載顯示器所需的高亮度。該系統還具有有限的顯示對比度，這是具有普通背光的液晶顯示板的已知限制。

US5764317(Sadovnik，1988年6月9日)和US6100862(Sullivan，2000年8月8日)描述了通過使用投影儀將不同圖像順序投影到可切換屏幕陣列上來產生體圖像的系統。然而，這些系統僅能夠在離散的深度平面上顯示圖像。由于屏幕永遠不會完全透明，因此如果為了顯示偽連續體圖像而增加屏幕數量，則霧度將變得明顯。

US4670744(Buzak，1987年6月2日)描述了一種系統，其使用一堆膽甾型液晶作為可切換鏡來改變顯示面板和觀察者之間的光學距離。可切換的反射器高度依賴于入射光的波長和角度，使其不適用于全色顯示器。

目前，沒有增強現實技術可以實現低霧度，可以以相對低的成本制造，并提供連續的體增強現實，其使用符合車載性能和安全性標準的易于批量制造的材料。

引用文獻

專利文獻

US8521411B2(Grabowski，2013年8月27日)

US20040164927A1(Suyama，2004年8月26日)

JP2004168230A

US5764317(Sadovnik，1988年6月9日)