[发明专利]一种车载抬头显示装置和显示方法

说明书

本发明提供一种车载抬头显示装置和显示方法，属于车载投射显示技术领域，本发明的车载抬头显示装置包括：光学中继薄膜、图像投射装置、人眼追踪装置和控制装置。其中，光学中继薄膜贴附在挡风玻璃上；图像投射装置用于生成两个图像光束，并将两个图像光束投射至光学中继薄膜处，再经光学中继薄膜处反射聚焦至驾驶员双眼瞳孔；人眼追踪装置用于定位驾驶员双眼的空间坐标；控制装置接收驾驶员双眼的空间坐标，并通过控制图像投射装置来调整两个图像光束的汇聚位置，使所述两个图像光束的汇聚位置移动至驾驶员双眼的空间坐标处。本车载抬头显示装置可在驾驶过程中将图像直接投射到人眼视网膜上成像，使得驾驶员双眼无需对焦即可看清虚像。

技术领域

本发明涉及车载投射显示技术领域，具体涉及一种车载抬头显示装置和显示方法。

背景技术

抬头显示器(head-up display,HUD),最早应用于飞行器上，通过将主要飞行参数投影到前挡风玻璃上，使得驾驶员向前平视时能同时看到主要驾驶仪表及其重要的飞行参数。近年来开始应用于民用汽车上。现有的车载抬头显示器一般是利用显示屏幕或投影到散射屏幕上的方式产生图像源，图像源安装在仪表台上，其图像出射的光线方向上，通过上方一块倾斜的半透明反射镜反射至人眼，形成虚像，达到汽车信息漂浮在驾驶员眼前的显示效果。然而该方法通常只能产生固定平面的虚像。由于虚像距离与外界环境物体距离通常不一致，驾驶员在驾驶过程中双眼需要来回变焦才能看清虚像与道路情况，会导致严重的驾驶安全问题。故而需要设计一种车载抬头显示装置，可以将投射图像直接汇聚在人眼视网膜上成像，以解决上述问题。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供了一种车载抬头显示装置和显示方法，可以将投射图像直接汇聚在人眼视网膜上成像，而不经过晶状体的调焦，从而解现有抬头显示器只能产生固定平面的虚像，驾驶员在驾驶过程中双眼需要来回变焦才能看清虚像与道路情况的技术问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种车载抬头显示装置，该车载抬头显示装置包括：光学中继薄膜、图像投射装置、人眼追踪装置和控制装置。

其中，光学中继薄膜贴附在挡风玻璃上；图像投射装置生成两个图像光束，并将所述两个图像光束投射至所述光学中继薄膜处，所述光学中继薄膜将所述两个图像光束分别反射聚焦至驾驶员双眼一侧；人眼追踪装置用于实时定位驾驶员双眼的空间坐标；控制装置分别与所述图像投射装置和人眼追踪装置相电连，所述控制装置实时接收驾驶员双眼的空间坐标，并通过控制所述图像投射装置来调整所述两个图像光束的汇聚位置，使所述两个图像光束的汇聚位置移动至驾驶员双眼的空间坐标处。

在本发明一示例中，所述光学中继薄膜对车外光线具有高透过率，所述光学中继薄膜对车内光线具有高反射率。

在本发明一示例中，所述图像投射装置投射出的图像为二维图像或三维图像。

在本发明一示例中，所述图像投射装置包括反射机构和投射光源，所述投射光源生成两个图像光束，并将所述两个图像光束沿不同光路投射至所述反射机构上，所述反射机构用于将所述两个图像光束反射至所述光学中继薄膜处，所述光学中继薄膜将所述两个图像光束分别反射聚焦。

在本发明一示例中，所述图像光束在驾驶员人眼瞳孔处汇聚的光斑尺寸小于所述瞳孔尺寸。

在本发明一示例中，所述投射光源包括两个投影仪，所述两个投影仪设置在调节组件上，所述调节组件分别调整所述两个投影仪的位置和俯仰角角度。

在本发明一示例中，所述反射机构包括曲面镜、电控形变层和旋转组件，所述曲面镜贴附在所述电控形变层上，所述电控形变层设置在所述旋转组件上。