[發(fā)明專利]一種顯示裝置，抬頭顯示系統(tǒng)和基于抬頭顯示系統(tǒng)的圖像顯示方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111567190.1
• 申請(qǐng)日: 2020-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN114355610B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李仕茂;閆云飛;王金蕾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G02B27/01
• 分類號(hào): G02B27/01
• 代理公司: 深圳市深佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44285
• 代理人: 王仲凱

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種抬頭顯示系統(tǒng)和基于抬頭顯示系統(tǒng)的圖像顯示方法，可以有效消除兩個(gè)虛像的重影對(duì)人眼的視覺干擾。HUD系統(tǒng)包括風(fēng)擋、圖像生成單元和光學(xué)元件，其中，風(fēng)擋包括第一風(fēng)擋表面和第二風(fēng)擋表面。PGU將其生成的圖像對(duì)應(yīng)的光束投射至光學(xué)元件。光學(xué)元件將光束導(dǎo)向第一風(fēng)擋表面。第一風(fēng)擋表面將光束折射至第二風(fēng)擋表面，并反射光束供人眼接收。第一風(fēng)擋表面還將折射第二風(fēng)擋表面反射后的光束供人眼接收。其中，光束經(jīng)過第一風(fēng)擋表面的反射形成有圖像的第一虛像。光束經(jīng)過第二風(fēng)擋表面的反射和第一風(fēng)擋表面的折射形成有圖像的第二虛像。第一虛像和第二虛像與人眼之間的夾角小于預(yù)設(shè)角度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種顯示裝置，抬頭顯示系統(tǒng)和基于抬頭顯示系統(tǒng)的圖像顯示方法。

背景技術(shù)

抬頭顯示(Head-up?Display,HUD)是提高汽車駕駛安全性的一項(xiàng)重要技術(shù)，它可以把行駛速度、油量等儀表和導(dǎo)航信息通過成像源和鏡子等組件投影到人眼然后在風(fēng)擋外成立虛像，駕駛員不必低頭即可觀察行駛信息，從而避免分散注意力增強(qiáng)行車安全和提升駕駛體驗(yàn)。

為保證安全性，現(xiàn)有汽車風(fēng)擋一般都是三明治形狀的夾層玻璃，兩塊玻璃通過聚合物膜片膠合在一起。當(dāng)HUD投射的光線入射到風(fēng)擋時(shí)，會(huì)在風(fēng)擋的內(nèi)外兩個(gè)與空氣接觸的界面上反射，從而形成兩個(gè)虛像。這兩個(gè)虛像可能會(huì)因?yàn)椴糠种丿B而形成重影，嚴(yán)重影響HUD清晰度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種抬頭顯示系統(tǒng)和基于抬頭顯示系統(tǒng)的圖像顯示方法，可以有效消除兩個(gè)虛像的重影對(duì)人眼的視覺干擾。

第一方面、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环NHUD系統(tǒng)。HUD系統(tǒng)包括風(fēng)擋、圖像生成單元(PictureGeneration?Unit，PGU)和光學(xué)元件，其中，風(fēng)擋包括第一風(fēng)擋表面和第二風(fēng)擋表面。PGU將其生成的圖像對(duì)應(yīng)的光束投射至光學(xué)元件。光學(xué)元件將光束導(dǎo)向第一風(fēng)擋表面。第一風(fēng)擋表面將光束折射至第二風(fēng)擋表面，并反射光束供人眼接收。第一風(fēng)擋表面還將折射第二風(fēng)擋表面反射后的光束供人眼接收。其中，光束經(jīng)過第一風(fēng)擋表面的反射形成有圖像的第一虛像。光束經(jīng)過第二風(fēng)擋表面的反射和第一風(fēng)擋表面的折射形成有圖像的第二虛像。具體地，第一虛像和第二虛像與人眼之間的夾角小于預(yù)設(shè)角度。該夾角可以由風(fēng)擋的厚度、風(fēng)擋的折射率、光學(xué)元件導(dǎo)向第一風(fēng)擋表面的光束在第一風(fēng)擋表面的入射角的余角和第一虛像與人眼之間的距離計(jì)算得到。

需要說明的是，上述預(yù)設(shè)角度通常指人眼的分辨率(也可以稱之為人眼的分辨角或解像力等)。一般情況下，普通人眼的分辨率為0.02°。應(yīng)理解，本申請(qǐng)不限定上述預(yù)設(shè)角度的具體大小，只要兩個(gè)虛像與人眼之間的夾角小到人眼無法再分辨兩個(gè)虛像即可。

需要說明的是，選取位于第一虛像和第二虛像上的同一位置的點(diǎn)，例如第一虛像的中心點(diǎn)和第二虛像的中心點(diǎn)。并且，將人眼所在的位置視作一個(gè)點(diǎn)。進(jìn)而，第一虛像的中心點(diǎn)到人眼的方向記作第一方向，第二虛像的中心點(diǎn)到人眼的方向記作第二方向。那么，第一方向和第二方向之間的夾角即為兩個(gè)虛像到人眼的夾角。

在該實(shí)施方式中，PGU生成的圖像會(huì)在風(fēng)擋的前面形成兩個(gè)虛像。兩個(gè)虛像與人眼之間的夾角與多個(gè)參數(shù)相關(guān)(如風(fēng)擋的厚度、風(fēng)擋的折射率、光學(xué)元件導(dǎo)向第一風(fēng)擋表面的光束在第一風(fēng)擋表面的入射角的余角和第一虛像與人眼之間的距離)。通過調(diào)節(jié)上述列舉的參數(shù)可以使得兩個(gè)虛像與人眼之間的夾角小于預(yù)設(shè)角度(如人眼的分辨率)。那么，人眼就無法分辨兩個(gè)虛像，從而可以有效消除兩個(gè)虛像的重影對(duì)人眼的視覺干擾。

在一些可能的實(shí)施方式中，HUD系統(tǒng)還包括第一驅(qū)動(dòng)裝置和/或第二驅(qū)動(dòng)裝置。第一驅(qū)動(dòng)裝置用于調(diào)節(jié)PGU的位置，以使得PGU接近或遠(yuǎn)離光學(xué)元件。第二驅(qū)動(dòng)裝置用于調(diào)節(jié)光學(xué)元件的位置，以使得光學(xué)元件接近或遠(yuǎn)離PGU。

在該實(shí)施方式中，可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)PGU與光學(xué)元件之間的距離，從而可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)第一虛像與人眼之間的距離，以確保兩個(gè)虛像與人眼之間的夾角小于預(yù)設(shè)角度，提高了方案的實(shí)用性。