[发明专利]具有侧面图像生成器的平视显示器

说明书

技术领域

本发明涉及具有侧面图像生成器的平视显示器，尤其用于机动车辆。

背景技术

平视显示器通常具有叠加信息的功能，其为例如飞行、导航或者飞行员的视野中的任务的执行提供辅助。显示器因而能使飞行员监视其环境同时也读取由其机载仪器提供的信息。这些显示器现在也使用在机动车辆中。

这样的显示器包括图像生成器和半反射式光学元件，所述半反射式光学元件被配置为形成来自所述生成器的图像的虚拟图像。虚拟图像被叠加在驾驶员或飞行员的视野中的环境上。还能够使用车辆的挡风玻璃作为用于形成虚拟图像的半反射式光学元件。这样的显示器的技术特征尤其与光学元件相对于道路和驾驶员的位置相关，并且还与光学元件上的图像的入射角相关，目标尤其是避免失真问题。

在机动车辆中已知的图像生成器包括一个或多个光源和接收来自光源的光束的像素矩阵。该矩阵透射或反射光速，产生由像素的光束形成的图像。每个像素被个体地控制，并且可以具有被称为“打开”的位置或者被称为“关闭”的位置，在打开位置中，入射光形成图像的一部分，在关闭位置中，入射光不形成显示的图像的一部分。因而，图像基于打开的像素来创建。还能够使用激光器扫描作为形成图像的器件。

存在不同类型的矩阵，尤其是TFT类型(英语中的“薄膜晶体管”)的晶体管矩阵，其通过光透射操作；也就是说，来自光源的光束经过被布置在光源和光学元件之间的矩阵。还已知存在LCOS类型(英语中的“硅上液晶”)的矩阵和DMD类型(英语中的“数字微镜装置”)的矩阵，其通过朝向光学元件反射光束来操作。

简单地说，显示器装置被按如下布置在车辆中：图像生成器被定位在具有将图像朝向半反射式光学元件反射的反射镜的仪器面板中。光学元件被布置仪器面板上在挡风玻璃的水平处，以便处在驾驶员的视野中。

显示器装置被布置成使得图像被呈现成大体上面对光学元件。换言之，图像大体上被显示或反射在光学元件的反射表面的轴线上。图像生成器必须也被定位在距光学元件的最小距离处，以确保虚拟图像具有足够的尺寸，这是考虑到，一方面，矩阵的尺寸受到限制，而另一方面，虚拟图像必须出现在距驾驶员约两米处。显示器装置的该布置因此在仪器面板的厚度中占据相当大的容积。

然而，一些车辆具有这样的显示器不能被装配到其中的仪器面板。这是因为，货运车辆例如在其尺寸尤其是其长度上受到管控约束，这因此约束其车舱的尺寸，使得必须设计比私人汽车的仪表面板更薄的仪表面板。用于车辆的车舱的驱动和舒适显示系统因此被具体设计用于受限的仪器面板，其不能容纳该类型的另外的平视显示器。

发明内容

本发明因此旨在提供一种平视显示器，其布置和尺寸与较薄的仪器面板相兼容。

为此目的，本发明涉及具有侧面图像生成器的平视显示器，尤其用于机动车辆，该平视显示器包括：

-图像生成器，所述图像生成器被配置为在显示轴线上显示图像；

-半反射式光学元件，所述半反射式光学元件被布置在所述图像生成器一距离处、并且被配置为使所述图像的虚拟图像出现在投影轴线上；和

-至少一个反射镜，所述至少一个反射镜被布置在所述显示轴线上，以便沿着反射轴线将来自所述图像生成器的图像朝向所述光学元件反射。

显示器的显著之处在于，图像生成器的显示表面大体上与由光学投影轴线和光学反射轴线限定的平面平行。

因而，因为该显示器，图像生成器不被定位在光学元件的轴线上，而是横向地，在侧面上。显示器因此具有小的深度，使其能够被装配到仪器面板中，当在例如货运车辆的车舱中时，所述仪器面板是薄的，或者已经被填装有电子或机械元件。

因此，使其不必设计复杂的镜显示器(mirror displays)，所述复杂的镜显示器在光学元件的轴线上反射图像，具有图像质量和能量损失的问题。

根据本发明的可以被分开或组合考虑的不同实施例：

-图像生成器被配置为形成大体上矩形的图像，所述矩形的图像的较长侧面大体上与光学反射轴线平行，

-反射镜被布置成大体上在光学元件下方，

-图像生成器、光学元件和反射镜被布置成使得反射镜的平面大体上与显示表面成45°，

-光学元件位于相对于反射镜的反射轴线的一倾斜角度处，

-反射镜和光学元件被布置成使得反射轴线被定向成大体上朝向光学元件的中心，

-图像生成器包括能够发出光束的至少一个光源和被配置为基于所述光束显示图像的像素矩阵，

-光学元件是半反射式片体，