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抬头显示器


技术摘要:
本发明涉及一种抬头显示器(10),包括:屏幕,其适于产生要被显示的图像,以及光学投影系统,其适于通过在部分透明的板(2)上反射而形成屏幕的虚拟图像(IMV),该虚拟图像从观察点(O)以最大亮度可见。根据本发明,该显示器还包括:调节器件,用于改变光束离开屏幕呈现的方  全部
背景技术:
对于机动车辆的驾驶员,特别有用的是,能够查看与车辆操作有关、与车辆前方的 道路有关等的信息而无需他们将目光从该道路上移开,以便这样做。 为此,已知的实践是为车辆装配如上所述的所谓抬头显示器,部分透明的板例如 以布置在车辆风挡和驾驶员的眼睛之间的组合器的形式位于驾驶员的前方。然后,包括要 显示的信息的虚拟图像视觉上叠加在车辆前方的环境上。 为了使驾驶员能够有效地查看此虚拟图像,驾驶员的眼睛必须位于称为“眼盒” (eyebox)的空间区域中,在显示器的输出部处,该区域由图像生成单元发射的光束的一部 分到达(为此,驾驶员的眼睛可以例如与显示器的出射光瞳对准)。上述观察点位于眼盒中, 例如在其中心处,从该观察点可以以最大亮度看到虚拟图像。 为了允许驾驶员以他们眼睛的不同位置看到这种虚拟图像,已知的实践是将组合 器安装为能够相对于显示器绕水平轴线旋转。绕此轴线旋转组合器允许眼盒移动,以使其 位置与驾驶员眼睛的位置匹配。 然而,以这种方式旋转组合器导致虚拟图像的位置相对于驾驶员前方的空间移 动。 以相同的方式,当使用车辆的风挡形成部分透明的板时,已知的实践是绕水平轴 线旋转显示器的镜子(布置在屏幕和风挡之间的光线的路径中),以便移动眼盒以使其位置 与驾驶员眼睛的位置匹配。然而,以这种方式旋转镜子再次导致虚拟图像的位置相对于驾 驶员前方的空间移动。
技术实现要素:
在该背景下,本发明提供了一种如引言所限定的抬头显示器,其还包括: 调节器件,用于改变光束在屏幕的输出部处呈现的方向,以及 补偿系统,其被配置为,当改变光束在屏幕的输出部处呈现的方向时,保持以下对 准: 所述观察点, 虚拟图像的给定点,以及 相对于显示器固定的点,其位于相对于虚拟图像与所述观察点相对的一侧。 3 CN 111602081 A 说 明 书 2/8 页 上述观察点——虚拟图像从其以最大亮度可见——相对于半透明板与虚拟图像 相对定位。该观察点例如对应于来自显示器的光(光束)显示出每单位面积最大发光功率的 空间点。因此,当用户将他们的一只眼睛放在所关注的观察点时,虚拟图像对他们来说最 亮。 改变离开屏幕的光束的方向移动该观察点。 因此,调节装置使得可以将观察点的位置与车辆的使用者的眼睛的位置匹配,即, 它们使得可以使该观察点与使用者的一只眼睛相对,从而使得该用户能够以最大亮度查看 虚拟图像。 当观察点移动时,借助上述补偿系统,从观察点看,上述虚拟图像的给定点保持叠 加在位于显示器前方的空间中的同一固定点上(即,相对于板的虚拟图像侧)。 该属性允许当观察点移动时,虚拟图像的至少一部分保持在视觉上叠加在显示器 的环境的与该固定点对准定位的元素上。 当显示器被配置为在所谓的增强现实模式下操作时,该布置特别有利,在该模式 中,要被显示的元素必须叠加在通过所述板观察的显示器环境的给定元素上。例如,要被显 示的这些元素可以包括旨在加亮或表示车道边界的灯光线,或者要被叠加在设置有该抬头 显示器的车辆前方的慢速车辆上的灯光符号。 以下是根据本发明的显示器的其他非限制性和有利特征,这些特征单独地或以任 何技术上可能的组合来考虑: 补偿系统包括屏幕控制模块,其适于根据光束所呈现的方向来控制由该屏幕产生 的所述要被显示的图像在屏幕上的偏移; 光学投影系统包括布置在所述光束的路径中的至少一个镜; 补偿系统包括用于移动所述镜的移动装置,其被配置为根据光束所呈现的方向移 动该镜; 所述移动装置被配置为,根据光束呈现的方向相对于屏幕平移移动所述镜; 图像生成单元包括用于使屏幕背光照明的装置。 所述调节器件包括枢转连杆,该枢转连杆允许背光装置相对于显示器绕旋转轴线 旋转; 背光装置的旋转轴线平行于屏幕延伸; 背光装置的旋转轴线在屏幕的平面内延伸; 屏幕与背光装置一体; 屏幕相对于显示器固定; 补偿系统被配置为使得,当显示器被安装在位于平坦道路上的给定机动车辆中 时,所述固定点位于道路上; 虚拟图像的所述给定点位于虚拟图像的下端部处。 附图说明 参考附图作为非限制示例提供的以下说明将理解本发明的构成以及其可以被如 何实施。 在附图中: 4 CN 111602081 A 说 明 书 3/8 页 图1示意性地示出了装配有实施本发明教导的抬头显示器的车辆,以及由该显示 器产生的用于显示器的第一调节的虚拟图像; 图2示意性地示出了图1的车辆,以及由其显示器产生的用于该显示器的第二调节 的虚拟图像; 图3示意性地更详细示出了图1的显示器; 图4示意性地示出了图1的显示器的屏幕;以及 图5示意性地示出了这样的显示器地另一实施例。
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