用于运载工具驾驶舱的电子图像显示系统的制作方法

【技术领域】

本发明涉及用于运载工具的驾驶舱、例如用于飞行器的驾驶舱的显示系统的领域。

背景技术：

在用于飞行器驾驶舱的显示系统中，当前的趋势是提供触摸图像显示屏并增大这些显示屏的大小，以使得能够显示更多的信息同时保持这些信息的可读性。

然而，简单地用更大的触摸图像显示屏来替换现有显示屏会导致显示屏布局问题和驾驶舱的人体工程学问题，尤其是对于针对两名驾驶员的驾驶舱，此类驾驶舱被构造成供两个并排坐着并部分地共享同一显示系统的驾驶员使用。

此外，用于飞行器驾驶舱的显示系统应满足以下方面的规范：每个驾驶员可用的空间、每个驾驶员对各功能的可及性、每个驾驶员对各功能的视觉和触摸可及的难度、以及对外部的可见性，因此，显示系统不得妨碍一个或多个驾驶员对飞行器外部的必要视线。一般而言，在地面上(起飞、着陆和滑行)所需的视角大于飞行中所需的视角。尤其可以在“pilotvisibilityfromtheflightdeck(驾驶员从驾驶舱的可见性)”规范中找到具体细节。

技术实现要素：

本发明的目的之一是提出一种用于运载工具驾驶舱的显示系统，该系统使得能够最大化显示表面，以在其中显示尽可能更多的信息和/或以在其中以更大的尺寸来显示信息，以实现更好的可读性或使用舒适性，同时符合人体工程学。

为此，本发明提出一种用于例如飞行器之类的运载工具的驾驶舱的电子图像显示系统，所述显示系统具有由单个电子显示屏或多个拼接的电子显示屏形成的三维弯曲显示表面，所述显示表面具有至少一个主要区域和与每个主要区域相关联的至少一个侧面区域，所述至少一个主要区域专用于一个驾驶员并且旨在位于该驾驶员前方，所述主要区域基本上是平面的或凹面的，每个侧面区域是凹面的并且侧向延长相关联的主要区域。

根据特定实施例，所述显示系统包括单独地考虑或根据任何可能的技术组合来考虑的以下可选特征中的一个或多个：

-在所述显示表面的任一点处，所述显示表面的倾斜度在30°至55°之间；

-在所述主要区域的任何一点处，所述显示表面在所述显示表面的宽度方向上的曲率半径大于1500mm；

-每个主要区域的高度在150至400mm之间；

-在每个侧面区域中，所述显示表面在所述显示表面的宽度方向上的曲率半径小于1000mm；

-在每个侧面区域中，所述显示表面在所述显示表面的宽度方向上的曲率半径大于400mm；

-每个侧面区域的高度在150至400mm之间；

-在所述显示表面的宽度方向上，每个侧面区域的曲率严格大于相关联的主要区域的曲率；

-其包括单个主要区域和与所述主要区域相关联的两个侧面区域，每个侧面区域在相应的一侧上侧向延长所述主要区域；

-其包括两个主要区域，每个主要区域专用于相应的驾驶员；与每个主要区域相关联的侧面区域，其在与另一主要区域相对的一侧上延长该主要区域；以及位于两个主要区域之间的中央区域；

-所述中央区域包括位于两个侧面区之间的中央区，每个侧面区在所述中央区与相应的主要区域之间延伸；

-所述中央区是凸面的或平面的，和/或每个侧面区是凸面的；

-所述中央区域的最大高度严格大于每个主要区域的最大高度；

-所述显示表面的高度随着从每个主要区域移向所述中央区而逐渐增大；

-所述中央区域相对于每个主要区域向上和/或向下突出；

-所述显示表面的上边缘是弯曲的，和/或所述显示表面的下边缘是弯曲的或直的；

-每个侧面区域通过侧面延伸部而延长，所述侧面延伸部从所述侧面区域一侧倾斜地向后延伸；以及

-每个侧面延伸部具有朝向与相关联的侧面区域相对的其端部逐渐减小的高度。

本发明还涉及一种用于例如飞行器之类的运载工具的驾驶舱，其配备有如上限定的显示系统，以及包括这样的驾驶舱的例如飞行器之类的运载工具。

【附图说明】

参考附图，从下面提供的描述中，本发明的其他特征和优点将作为参考而非限制地显示，其中：

-图1是包括电子图像显示系统的单个驾驶舱的示意性透视图；

-图2是图1的显示系统的示意性主视图；

-图3是沿着图2中的iii的图1的显示系统的示意性视图：

-图4是沿着图2中的iv-iv的图1和图2的显示系统的示意性截面图；

-图5是包括电子图像显示系统的用于两个驾驶员的驾驶舱的示意性透视图；

-图6是图5的驾驶舱的显示系统的示意性主视图；并且

-图7是沿着图6中的vii的图5和图6的驾驶舱的显示系统的示意性视图。

【具体实施方式】

参考图1至图3，驾驶舱2是运载工具的驾驶舱，例如飞行器4的驾驶舱。飞行器4例如是飞机、无人机(即，其上不载有人类驾驶员的飞行器)或直升机。

在一个变型中，驾驶舱2是铁路运载工具、海上运载工具(例如水面船只或潜艇)或公路运载工具(例如汽车或卡车)的驾驶舱。

驾驶舱2位于运载工具中，或位于运载工具外部并被配置成远程地驾驶该运载工具，如例如在无人机的情况中。

驾驶舱2是为例如一个驾驶员或并排的两个驾驶员准备的。在图1至图4中，它是单独的驾驶舱，即用于单个驾驶员(或单驾驶员驾驶舱)。

在说明书的其余部分中，术语“纵向”、“横向”、“水平”、“竖直”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”并非意指从安置在驾驶舱2中的驾驶员的视角的参照，而是相对于图1至图3中示出的正交标线的参照，所述正交标线包括：

-纵轴x，其取向为从后向前；

-横轴y，其取向为从右向左；以及

-竖直轴z，其组向为从下到上。

驾驶舱2包括被配置用于显示图像的电子图像显示系统6。显示系统6可用于显示运载工具驾驶数据。

在飞行器的情况中，显示系统6例如被配置成显示诸如以下的数据：驾驶数据、导航数据或表示(发动机、液压、电气等的)系统状态的数据。

显示系统6具有图像显示表面8，该表面具有三维且弯曲的形状。显示表面8没有形成凹角、外角或棱边的裂缝。

显示表面8由单个电子图像显示屏10或多个拼接的电子图像显示屏10来限定。

在一个实施例中，每个显示屏10是例如电致发光屏幕，例如电致发光二极管屏幕(或led，针对英语的“lightemittingdiode(发光二极管)”)，特别是有机电致发光二极管屏幕(或oled，针对英语的“organiclightemittingdiode(有机发光二极管)”)。

在一个实施例中，尤其是为了使得能够不存在可见边框，每个屏幕10是微型电致发光二极管屏幕(或微型led屏幕)。众所周知，微型led屏幕的电致发光二极管从无机材料产生光。

在另一实施例中，每个显示屏10由更加传统的液晶(或lcd，针对英语的“liquidcrystaldisplay(液晶显示器)”)技术来实现。

在一个实施例中，每个显示屏10没有可见边框，使得整个显示表面8对于用户而言看起来是连续的。这种没有可见边框的显示屏10例如是微型led屏幕。

优选地，显示表面8至少部分地是触摸式的，特别地,其完全是触摸式的。为此，例如显示屏10中的至少一个是触摸式的，并且特别地,每个显示屏10都是触摸式的。

优选地，当使用多个显示屏10时，它们是拼接的并且在其(一个或多个)接合处具有连续曲率的过渡，使得从一个显示屏10到另一个显示屏10的触摸手势的实现是连续的，并且可以跨多个显示屏10显示图形对象。

显示表面8的触摸特征使得每个驾驶员能够与显示系统6交互，例如以便配置显示表面8上的数据显示和/或以便与运载工具中机载的系统进行交互或操控所述系统，所述系统比如液压泵、继电器、照明等。

显示系统6被构造成放置在(一个或多个)驾驶员前方。

显示表面8大体上在(一个或多个)驾驶员前方横向延伸，可能具有向后返回的侧面延伸部，从而为显示表面8赋予相对于(一个或多个)驾驶员包裹过去的形状。

显示表面8具有下边缘8a和上边缘8b。

在后文中，在显示表面8的下边缘8a的任一点处的显示表面8的“高度”h(图4)指的是在下边缘8a的所考虑的点处沿着垂直于下边缘8a截取的显示表面8的上边缘8b与下边缘8a之间的距离。

显示表面8优选地总体上是倾斜的，使得在显示表面8的任一点处，显示表面8处的法线n(图4)的取向为向上以及向后。这使得能够将显示表面8放置在驾驶员前方在驾驶舱2的挡风玻璃下方。

因此，每个驾驶员可以通过水平地向其前方看去而穿过挡风玻璃看向运载工具外部，并且通过通过向其前方向下看去而看到显示表面8。

显示表面8的倾斜还使得能够将显示表面8用作执行触摸手势的支撑。

应在有利于触摸交互的大倾斜度、对垂直参照(尤其是为了驾驶)的需求与驾驶员的眼睛和/或身体疲劳的最小化之间找到折衷方案。

优选地，在显示表面8的任一点处，显示表面8的倾斜度在30至55°之间。

显示表面8在显示表面8的任一点处的倾斜度被确定为角度α，角度α限定在显示表面8在该点处的法线n与竖直z之间(图4)。

由于显示表面8的倾斜度，下边缘8a比上边缘8b在水平方向上更靠近每个驾驶员。

显示表面8包括至少一个主要区域12，每个主要区域12专用于一个驾驶员并且旨在位于该驾驶员前方。

图1至图4的驾驶舱2是为单个驾驶员准备的，并且显示表面8包括专用于该驾驶员的单个主要区域12。

显示表面8包括与每个主要区域12相关联的至少一个侧面区域14，每个侧面区域14侧向延长该相关联的主要区域12。

此处，图1至图4的显示表面8包括两个侧面区域14，每个侧面区域14在相应的一侧上侧向延长主要区域12，一个向右延长，另一个向左延长。

主要区域12基本上是平面的或弯曲的，特别地，其是凹面的。

这使得驾驶员能够在位于其前方的整个主要区域12上具有良好的可见性和触摸可及性，特别是考虑到了主要区域12在横向方向上、即在显示表面8的宽度方向上的延伸。

主要区域12在宽度方向上的延伸例如在30cm至60cm之间。它对应于用户静止时的两个肘部之间的距离。

优选地，在主要区域12的任一点处，显示表面8的曲率半径r1(图3)大于1500mm。主要区域12可以在宽度方向上具有曲率(即，当在显示表面上从右向左移动时，或者反之亦然)和/或在高度方向上具有曲率(也就是说，当在显示表面上从下向上移动时，或者反之亦然)。

优选地，主要区域12在宽度方向上(当从右向左(或反之亦然)横越该主要区域时)是弯曲的。

在一个实施例中，并且如图1至图4所示，主要区域12在宽度方向上(从右向左移动，或者反之亦然)是弯曲的，但是在高度方向上(从下向上移动，或者反之亦然)不是弯曲的。

在这种情况下，主要区域12在穿过主要区域12的任何竖直纵向平面中的截面基本上是直的，如图4所示，其中截取平面是在主要区域12的中间穿过的竖直纵向的平面。

优选地，显示表面8的宽度方向上的曲率随着其从主要区域12的中间向侧向延长主要区域12的该侧面区域14或每个侧面区域14移动而增大。因此，曲率跟随手向外移动时的自然运动。

在一个实施例中，主要区域12具有基本恒定的宽度方向上的曲率，并且显示表面8的宽度方向上的曲率在与主要区域12相邻的每个侧面区域14中增大。

在这种情况下，与主要区域12相邻的每个侧面区域14在宽度方向上的曲率大于主要区域12的在宽度方向上的曲率。

在一个变型中，主要区域12具有可变的宽度方向上的曲率，该曲率从主要区域12的中间向与主要区域12相邻的该侧面区域14或每个侧面区域14增大。

在一个实施例中，主要区域12在位于主要区域12的中间周围的恒定曲率区中具有在宽度方向上恒定的曲率，并且在该恒定曲率区和与主要区域12相邻的每个侧面区域14之间曲率增大。

在一个变型中，主要区域12在宽度方向上的曲率随着从主要区域12的中间向与主要区域相邻的每个侧面区域14移动而不断增大。

优选地，在上述各种示例和变型中，在每个侧面区域14中，显示表面8在宽度方向上的曲率半径r2(图3)小于1000mm，并且通常大于400mm。

显示表面8可选地包括至少一个侧面延伸部16，所述至少一个侧面延伸部16朝向外部(即，向着与相关联的主要区域12相对的方向)侧向延长对应的侧面区域14，每个侧面延伸部16从对应的侧面区域16倾斜地向外且向后延伸。

因此，显示表面具有包裹着的形状，每个侧面延伸部16在驾驶员侧返回到后方。

每个侧面延伸部16例如被构造成在驾驶舱2的侧窗下方延伸。

图1至图4的驾驶舱的显示表面8包括两个侧面延伸部16，每个侧面延伸部16延长相应的侧面区域14。

每个侧面延伸部16具有从相关联的侧面区域14朝向与相关联的侧面区域14相对的侧面延伸部14的自由端逐渐减小的高度。

一方面，这使得能够促进显示系统6上方的向外视觉，并且使得能够使控制装置(英语的“flightcontrols(飞行控制)”，比如迷你手柄或油门)放置在显示系统6的下部附近。

有利地，作为变型或可选，显示表面8的下边缘8b在朝着侧面延伸部16的自由端移动时沿着每个侧面延伸部16逐渐降低。

这使得能够为驾驶员清空侧面可见性。

有利地，作为变型或可选，显示表面8的上边缘8a在朝着侧面延伸部16的自由端移动时沿着每个侧面延伸部16逐渐降低。

这使得能够维持足以用于侧面延伸部16的高度，从而使得能够以可读性强的方式显示图像，同时在显示系统6下方保留例如操控杆或操控手柄(例如，油门)所必需的可用空间。

每个侧面延伸部16具有例如从相关联的侧面区域14朝向与相关联的侧面区域14相对的侧面延伸部16的自由端逐渐减小的高度。

在一个实施例中，每个侧面延伸部16在宽度方向上和/或在高度方向上具有类似于区域14的曲率。这更有利于驾驶舱2的人体工程学。

在主要区域12中，下边缘8a应使得每个驾驶员的膝盖能够在显示系统6下方通过，以便每个驾驶员足够靠近显示表面8以促进触摸交互。

整体地考虑显示表面8，显示表面8的上边缘8b和下边缘8a优选地是弯曲的，同时能够呈现在延长部中彼此延伸的笔直部分和弯曲部分。

显示表面8的上边缘8b和/或下边缘8a例如沿着每个侧面延伸部16基本上是直的。

如图1至图4中所示，显示表面8的上边缘8b和下边缘8a沿着每个侧面延伸部16基本上是直的。

每个侧面区域14例如在相关联的主要区域12与相关联的侧面延伸部16之间形成过渡，侧面区域14位于相关联的主要区域12与相关联的侧面延伸部16之间。

在所示示例中，显示表面8的上边缘8b和下边缘8a在每个侧面区域14处弯曲，以确保主要区域12与对应的侧面延伸部16之间的连续性。

更具体地，显示表面8的上边缘8b和下边缘8a例如沿着主要区域12基本上横向水平地延伸，沿着每个侧面延伸部16倾斜地向后和向下延伸，显示表面8的上边缘8b和下边缘8a沿着每个侧面区域14形成连接曲线。

如图3所示，可以通过代表驾驶员视觉中央的独眼动物视点dep(英语的“designeyepoint(设计眼点)”)、代表驾驶员肘部的两个固定肘点ep、代表驾驶员腕部的两个腕点wp、对驾驶员前臂建模的两个前臂段as(每个前臂段as从肘点ep延伸到腕点wp)以及代表驾驶员的手部的两个手部段hs(每个手部段hs腕点wp开始延伸)来对驾驶员进行建模。两个肘点ep横向隔开。

考虑手部相对于前臂固定并与前臂对齐，并且考虑每个前臂围绕相关联的肘点ep枢转，每个手部的自由端描绘以肘点ep为中心的圆形，这两个圆形的中心横向岔开间隔两个肘点ep的距离。

这种手部移动被认为是最小化驾驶员所用的力气。

显示表面8包括主要区域12，该主要表面12基本上是平面的或在小宽度方向上具有曲率，该主要表面12被侧面区域14侧向延长，该侧面区域14在宽度方向上具有比主要区域12更明显的曲率，从而使得能够获得既具有良好的人体工程学又具有良好可见性的显示。

实际上，主要区域12在宽度方向上基本平面或略微弯曲使得驾驶员能够具有对在该区域中显示的图像的良好视觉，并且更加弯曲的每个侧面区域14使得驾驶员能够在将眼睛和/或头部转向该侧面区域14时具有良好视觉，该视觉基本上沿着侧面区域14的驾驶员所看到的部分的法线，而不是像侧面屏幕那样是倾斜的，所述侧面屏幕是平坦的，并且与同样平坦的中央屏幕基本上共面。

另外，显示表面8在宽度方向上的形状基本上与由驾驶员模型的手部末端所描绘的两个圆形贴合。

因此，显示表面8使得能够最小化驾驶员与显示表面8交互所需的力气，因此改善了驾驶舱2的人体工程学。

延长侧面区域14的侧面延伸部16使得能够增大显示表面8的面积而同时具有良好的可见性和良好的人体工程学。

图5至图7的驾驶舱2与图1至图4的驾驶舱2的不同之处在于，其被构造用于两个彼此并排坐着的驾驶员。保留了对相似元素的数字引用。

显示表面8包括两个主要区域12，每个主要区域12专用于相应的驾驶员；两个侧面区域14，这两个侧面区域14中的每一个将相应的主要区域12向外延长(即，在与另一主要区域12相对的那一侧上延长)；以及位于两个主要区域12之间的中央区域18。

显示表面8包括例如两个侧面端部16，每个侧面端部16侧向延伸相应的侧面区域14，从而使其倾斜地向外向后延伸。

显示表面8是三维且弯曲的。

每个主要区域12在宽度方向上基本上是平面的或略微弯曲的，优选地具有大于或等于1500mm的曲率半径。

中央区域18是两个驾驶员共享的显示区域。

中央区域18在两个主要区域12之间延伸，将它们连接到一起。

中央区域18相对于主要区域12升高。中央区域18相对于两个主要区域12中的每一个向上向后移动。中央区域18相对于主要区域12向上向后突出。中央区域18在显示表面8的中央形成突出的起伏。这使得能够为两个驾驶员改善中央区域18的触摸可及性和可见性。中央区域18因此可以用作两个驾驶员的共享显示区域。

优选地，中央区域18和两个主要区域12的取向基本上为同一方向。更具体地，中央区域18的中央的法线和每个主要区域12的中央的法线的取向为向上且向后倾斜的同一方向。

显示表面8相对于竖直纵向的中间平面基本对称。

每个主要区域12和每个相关联的侧面区域14以与图1至图3基本相同的方式构造。

因此，显示表面8在宽度方向上具有曲率，该曲率随着从每个主要区域12的中央移向相关联的侧面区域14而增大。

每个主要区域12具有恒定或可变的曲率，特别是从主要区域12的中央向相关联的侧面区域14逐渐增大的曲率。

每个主要区域12在与相关联的侧面区域14相对的一侧上以表面连续的方式连接到中央区域18

中央区域18具有位于两个侧面区22之间的中央区20，每个侧面区22在中央区20与相应的主要区域12之间延伸。

在所示示例中，每个侧面区22是凸面的。

中央区20基本上是平面的或略微凸面。当中央区20是凸面的时，其曲率半径优选地大于1500mm。这使得能够实现两个驾驶员对中央区20的良好的可见性。

可选地，中央区域18的最大高度严格大于主要区域12中的每一个的最大高度。这使得能够增大显示表面8的面积，而不会妨碍朝向每个驾驶员的前方、朝向外部的可见性。实际上，比起驾驶员向侧面看时，认证规范规定了当驾驶员向前看时的更大的向下视角(参见例如建议arp4101/2)。

优选地，显示表面8的高度随着从每个主要区域12移向中央区域18而逐渐增大。

有利地，中央区域18相对于每个主要区域12向上和/或向下突出。

此处，中央区域18相对于每个主要区域12向上并且向下突出。显示表面8从每个主要区域12开始朝着中央区域18向上和向下扩展。

这使得能够增大显示表面8的面积。

可选地或作为变型，显示表面8在其上边缘8b上在每个侧面区域14处具有向上突出的突起部。

从主要区域12移向相关联的侧面区域14，显示表面8的上边缘8b逐渐升高，然后沿着侧面区域14下降，并且可能具有延长侧面区域14的侧面延伸部16。

该突起部使得能够在例如对应于挡风玻璃支柱的区域中增大显示表面而不会妨碍向外的视觉。

用于两个驾驶员的显示系统6使得能够受益于三维且弯曲形状的大显示表面8，从而确保了每个驾驶员的良好可见性和良好的触摸可及性。

显示表面8尤其使得能够部署专用于一个驾驶员的区域，该区域可以在最小化驾驶员所用的力气的同时使用。它还使得能够利用中央区域18(该区域可以由两个驾驶员容易地使用)以及一个驾驶员的侧面区域14以及在适当的情况下的侧面延伸部16(由于其取向，它们可以被另一个驾驶员看到)而容易地共享信息。

实际上，由于显示表面8的曲率，每个侧部区域12以及在适当的情况下的相关联的侧面延伸部16比起主要区域更朝向另一驾驶员。

显示表面8由一个显示屏或多个拼接且基本连续的显示屏形成。

这使得能够允许每个驾驶员通过放置由显示表面显示的每个图像(例如通过移动对应窗口)来在显示表面8上设置图像显示。

因此，希望与另一驾驶员共享图像中包含的信息的驾驶员可以例如将该图像拖到中央区域18，以使得另一驾驶员能够容易地看到该信息。

优选地，显示表面8全部都是可展开表面。

特别是在lcd或oled型显示屏技术的背景下，实现可展开表面使得能够对每个显示屏的部件进行平面制造，并在组装时弯曲它们以获得期望的形状。部件的平面制造简化了工业流程并降低了相关成本。

可展开的显示表面8由称为母线的无穷的线形成，与显示表面8相切的平面在母线的每个点处都是相同的。

显示表面8的母线例如基本上沿着显示表面8的高度延伸。因此，显示表面8不在高度方向上弯曲，而是在宽度方向上弯曲。

这通常是适用的，并且特别适用于上述各种实施例。

特别地，显示表面的主要区域12、每个侧面区域14以及在适当的情况下的每个侧面延伸部16和中央区域18中没有任何区域在高度方向上弯曲，主要区域12基本上是平面的或在宽度方向上弯曲，每个侧面区域14在宽度方向上弯曲。可选地，在适当的情况下，每个侧面延伸部16可以在宽度方向上弯曲，和/或中央区域18可以在宽度方向上弯曲。

如上所述，显示表面8由一个显示屏10或多个拼接的显示屏10形成。

返回图1至图4，显示表面8例如由对应于主要区域12的主显示屏10和两个侧显示屏10形成，每个侧显示屏10限定了相应的侧面区域14，并且在适当的情况下还限定了相关联的侧面延伸部16。

这使得能够分别制造几何形状更为简单的中央显示屏和几何形状更加复杂的侧显示屏。

返回图5至图7，显示表面8例如由两个主显示屏10、两个侧显示屏10和中央显示屏10形成，两个主显示屏10各自限定了相应的主要区域12，两个侧显示屏10各自限定了相应的侧面区域14以及可能地相关联的侧面延伸部16，中央显示屏10限定了中央区域18。

在各种实施例中，有利地，每个显示屏沿着展开表面的一部分延伸，其具有上述相关优点。