具有紧凑光学叠加装置的低分辨率显示器以及相关联的仪器组

摘要

本发明涉及一种与仪器组（4）相关联的显示器装置（1），所述显示器装置（1）包括低分辨率显示器（3）和设置在仪表板上且与所述低分辨率显示器（3）相对的半透明反射镜（2）。应该注意到的是，所述半透明反射镜与所述低分辨率显示器所成的角度大于45°。大于45°的角，而非通常使用的45°角，减小了所述半透明反射镜在驾驶员视觉方向上占据的空间。所述半透明反射镜相对于所述低分辨率显示器的大于45°的取向提供了相反的图像，其中，本旨在表现地平线的图像的顶部比本应更近的下部更近。本发明还涉及并入显示器装置的仪器组（4）。

说明书

技术领域

本发明涉及一种可以用于例如机动车辆或者飞机等交通工具的驾驶舱中的类型的人机界面。此界面置于所述交通工具的仪表板上。本发明更具体地涉及用于机动车辆的能够用来为用户显示提供信息的图像的低分辨率显示系统。

背景技术

例如机动车辆等交通工具可以设有视觉参考系和人机界面，其能够传输使驾驶员能够更快且更容易地理解车辆的操作参数的状态的信息。例如，此参数可以涉及速度控制器的操作状态，或者涉及由所述控制器确定的超过参考速度。无论如何，它为在操作所述车辆的情况下的车辆的驾驶员构成有用信息的元件。

在操作车辆的情况下，将信息传送至飞行员或者驾驶员的人机界面必须清晰可见且易于理解。上述情况同样适用于仪器。

显示器单元通常与半反射镜协作，该半反射镜与所述显示器单元放置成45°。

此类型的低分辨率显示器单元可以定位在车辆仪表板上的不同位置处，以及尤其是在驾驶员前面、在方向盘后面，在此处低分辨率显示器单元的图像能够光学地叠加在置于方向盘后面的仪器组上。低分辨率显示器单元还可以置于方向盘后面和上方。仪器组的此类位置变得越来越常见。在这种情况下，组装变得较不紧凑并且具有相对大的厚度，其与这些装置的通常厚度不兼容。这使得不可能将这两种类型的仪器组装配到同一车辆中。

能够通过使用足够小以放置在标准装置中的显示器单元来提供光学叠加。这些显示器单元倾向于是高分辨率类型并且通常借助于半透明（以及由此半反射）装置与仪器组相关联。然而，因为投影图像很小且因此难以读取，这样减小显示器单元的大小导致困难。

发明内容

本发明的目的在于提出一种低分辨率显示器单元，其能够在在方向盘前面提供显示器且同时是紧凑的、具有小的整体尺寸以及包括透视效果。

根据本发明的显示器装置与仪器组相关联并且包括低分辨率显示器单元和放置在仪表板上且与低分辨率显示器单元相对的半透明反射镜；值得注意的是，此半透明反射镜位于与所述低分辨率显示器单元所成的角度超过45°处。超过45°的角，而非通常使用的45°角，减小了所述半透明反射镜在驾驶员视觉方向上的整体尺寸。此半透明反射镜相对于低分辨率显示器单元超过45°的取向提供了相反的图像，其中，被认为表示地平线的图像的上部比被认为更近的下部更接近观察者/驾驶员。看起来本应遥远的部分更近，而看起来本应很近的部分则更远的此图像可能会妨碍驾驶员的读取，尤其是若需要透视效果时，并且这已经使得部件制造商来拒绝此解决方案。然而，出人意料地，已经证明大脑可以将此视角复原到所需位置。图像的分辨率是模糊的这一事实促进了此校正。由于没有重要的光学要求，这也使得使用不平坦的（尤其具有缺陷）的半透明镜面变得可行的。所以是否存在多个焦平面或者连续的变化的问题变得对于略微模糊的图像不再重要。这与在挡风玻璃上的平视式显示器正好相反，在这种情况下，由于图像必须是清楚的，所以挡风玻璃具有两个弯曲部，其必须进行补偿以提供单个焦平面。

根据特别的特征，低分辨率显示器单元具有可变的亮度。低分辨率显示器单元由此能够提供比标准显示器单元大得多的亮度，从而在驾驶员注意力集中在道路上的同时能够由驾驶员的眼睛检测到。如果不存在信息，则低分辨率显示器单元关闭。另一方面，如果必须将信息提供给驾驶员，则低分辨率显示器单元或者低分辨率单元所在区域变得比其它显示器单元更亮，从而警告驾驶员。

根据另一特征，低分辨率显示器单元置于方向盘后面。此位置对于驾驶员来说更自然。例如，此位置使驾驶员能够进行本能反应，因为它提供对左右定位的直接了解，尤其是关于例如车道变换、超车警报或者停车辅助。这就是偏侧化作用。

根据特别的特征，低分辨率显示器单元是水平的。在本申请中，术语“水平的”表示平行于驾驶员的视觉轴线的直线，该视觉轴线可以相对于地面倾斜。低分辨率显示器单元水平放置，使得由低分辨率显示器单元发出的图像对驾驶员不可见并且不干扰其读取。

在特定布置中，在低分辨率显示器单元与半透明反射镜之间的角度是71°。此角度使装置的厚度能小得多。

根据另一特性，低分辨率显示器单元置于仪器组上方。在这种情况下，低分辨率显示器单元的图像叠加在仪器组上。能够调整低分辨率显示器单元的亮度，以考虑到车辆的乘客舱或者外部环境的亮度，尤其是傍晚太阳在驾驶员前方落下时的亮度，这是考虑到的最坏情况。

根据另一特性，半透明反射镜具有小于70 mm的水平部件。此70 mm的水平部件对应于半透明反射镜在轴线上的投影，用户沿着该轴线看仪器组；并且必须对应于护罩的尺寸，组件不超过没有显示器单元的普通仪器组的尺寸。

在特定布置中，低分辨率显示器单元投影梯形形状的图像。此梯形形状类似于驾驶员所见的道路的透视图。由此，此形状描绘了在前景（在虚像的底部）具有宽阔部分以及在后方（在虚像的顶部）具有狭窄部分的道路。驾驶员的视线然后与延伸到远方的道路匹配。

根据特定的特征，多功能显示器单元置于半透明反射镜后面。可以提供例如称为TFT（Thin Film Transistor（薄膜晶体管）的英语缩略语，即场效应晶体管）类型或者称为OLED（Organic Light-Emitting Diode（有机发光二极管）的英语缩略语，即有机LED）类型的高分辨率显示器单元，它们将用于对低分辨率显示器单元进行补充。确切地说，如果由仪器组提供的信息分为来自警报的信息和来自仪器的信息（速度计、计量表和里程表），则低分辨率显示器单元可用于警报。多功能显示器单元保持显示在此显示器单元所在区域中的法定信息，例如速度。仪器组、多功能显示器单元和低分辨率显示器单元能够因此以有效的方式放置在一起，从而结合显示器和驾驶员所产生的反应。

本发明还涉及如上所述的容纳显示器装置的仪器组，对于所述仪器组值得注意的是，半透明反射镜形成的外部对于驾驶员是可见的。这使得更容易将显示器装置与仪器组以及与仪表板集成在一起。

有利地，低分辨率显示器单元置于仪器组的护罩中。此位置使低分辨率显示器单元能够免受阳光照射，从而避免对驾驶员来说会是麻烦的反射。此位置还使得能有助于在印刷电路上实现空气循环，低分辨率显示器单元及构成其的LED（Light-Emitting Diodes（发光二极管）的英语缩略语）的部件位于该印刷电路上。在半球形区域位于护罩的上部上的常规情况下，空气循环发生得相当自然。可以提供合适的设计，以便于为在已经从下方抽走冷空气之后的热空气向上排放提供开口，该空气循环通过自然对流发生或者以受助推的方式发生。对于本领域的技术人员而言，其它优点也将通过阅读下面由于说明的目的所提供的附图所示的示例而变得显而易见的。

附图说明

图1显示根据常规构造的低分辨率显示器单元的示意图；

图2显示根据本发明的低分辨率显示器单元的示意图；

图3显示根据本发明的低分辨率显示器单元的透视图；

图4显示根据本发明的低分辨率显示器单元的截面图；

图5显示根据本发明的低分辨率显示器单元的仰视图；以及

图6是低分辨率显示器单元的前视图。

具体实施方式

显示器装置1，如图1所示，包括半透明反射镜2和低分辨率显示器单元3，该显示器装置1置于仪器板44前面。半透明反射镜2以常规方式放置在与低分辨率显示器单元3所成的角度α超过45°处。低分辨率显示器单元3向半透明反射镜2发送图像30，其提供虚像31。在此虚像中，上部310表现图像30的本应看起来离驾驶员最远的部分，下部311表现图像30的本应看起来离驾驶员最近的部分，实际上所述上部310比所述下部311离所述驾驶员的眼睛5更远。驾驶员的视觉轴线50对应于眼睛所位于的平均位置所在的轴线，取决于驾驶员的体型（大或者小）。此视觉轴线50通常垂直于仪表板。显示器装置1与仪器组4集成在一起，仪器组4沿轴线50具有相当大的长度L1并且与该类型的显示器装置1的可接受的整体尺寸不兼容。从图1中显而易见，仪器组4的长度L1大于低分辨率显示器装置3的长度。此长度L1非常高度依赖于半透明反射镜2的长度，该半透明反射镜2形成的外壁对驾驶员是可见的。

图2中显示根据本发明的显示器装置1及其相关联的仪器组4。显示器装置1包括半透明反射镜2和低分辨率显示器3。半透明反射镜2在这种情况下定位成位于与低分辨率显示器单元3所成的角度α超过45°处，以及优选71°。显示器装置1置于仪器板44前面。低分辨率显示器单元3向半透明反射镜2发送图像30，其提供虚像32，其中，上部320表现图像30的本应看起来离驾驶员最远的部分，下部321表现图像30的本应看起来离驾驶员最近的部分，而实际上所述上部320比所述下部321离所述驾驶员的眼睛5更近。此显示器装置1集成到仪器组4中。后者沿轴线50具有长度L2，该长度L2相对较短并且至少比L1（见图1）短得多。显然，图2的仪器组4比图1的仪器组短，其中，仪器组4的长度超过低分辨率显示器单元3的长度，这使得必须使仪器组4的长度增加到超过此类型产品的正常尺寸。

其中图像30的本应表现最远点的部分320离驾驶员更近的此布置对于眼睛5来说是不自然的。然而，出人意料地，已经证明大脑能够将该视角复原到所需位置。

图3和图4显示显示器装置1的示例性实施例。低分辨率显示器单元3置于护罩6（见图5）中，该护罩6置于仪器组4上方。护罩6具有使仪器组4免受可能出现于车辆乘客舱中的干扰的光照射的功能。因此其具有的尺寸足以覆盖整个仪器组4。

低分辨率显示器3包括LED组件7，其形成原图像33（见图5），该原图像33将发送图像30至半透明反射镜2。原图像33呈梯形形状（使显示器的三维图像的印象能够恢复到眼睛），由表现待显示的某类信息的多个区域70组成。根据是否显示信息，区域70可以或者可以不被照亮。

区域70包括一个或更多个LED 7，如图6所示，其可以具有不同的颜色以便能够区别地照亮所述区域70。

区域70还可以颜色彼此不同。根据是为了警报（例如，红色）或者为了通知（橙色或者绿色），也可以用不同颜色照亮单个区域70。例如，可以使用RGBW（红色、绿色、蓝色、白色）LED，即，具有难以通过其它颜色重构的红色、绿色和蓝色加上白色的那些LED。