一种车用抬头显示系统的制作方法

本发明涉及显示领域，特别是涉及一种车用抬头显示系统。

背景技术：

目前汽车的仪表以机械式仪表和液晶显示类仪表居多，驾驶员查看仪表信息，只能低头透过方向盘上半侧的空隙来查看仪表信息；在行车过程中驾驶员低头离开前方视线，容易造成安全隐患；另外，在车辆转弯时，驾驶员无法查看仪表信息。

因此，如何解决驾驶员在行车时，低头查看仪表信息的不安全性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车用抬头显示系统，使用该车用抬头显示系统，驾驶员能够平视观看仪表信息，这样可以有效避免分散驾驶员的注意力，降低交通事故的发生。其具体方案如下：

一种车用抬头显示系统，包括：控制板，与所述控制板电性连接的背光模组，以及设置在所述背光模组出光侧的液晶显示屏；还包括：第一反射镜，用于控制所述第一反射镜旋转的电机部件，第二反射镜以及透镜；

所述第一反射镜，用于在所述电机部件的控制下将所述液晶显示屏上显示的画面信息进行反射至所述第二反射镜；

所述第二反射镜，用于通过所述透镜将所述画面信息进行放大并显示在挡风玻璃前方设定距离处的虚拟投影界面上。

优选地，在本发明实施例提供的上述车用抬头显示系统中，所述控制板包括：中央处理器，电机驱动电路，背光驱动电路，以及用于连接所述控制板与所述电机部件的电机部件接口，用于连接所述控制板与所述背光模组的背光模组接口，用于连接所述控制板与所述液晶显示屏的液晶显示屏接口；

所述中央处理器，用于控制所述电机驱动电路和背光驱动电路的运作，以及所述液晶显示屏的显示；

所述电机驱动电路，用于通过所述电机部件接口控制所述电机部件带动所述第一反射镜的转动；

所述背光驱动电路，用于通过所述背光模组接口控制所述背光模组的背光亮度。

优选地，在本发明实施例提供的上述车用抬头显示系统中，所述控制板还包括：用于连接所述控制板与控制器局域网总线的控制器局域网总线接口，用于连接所述控制板与智能移动终端的高清晰度多媒体驱动电路与接口，用于将所述智能移动终端上的音频信号分离并连接至车载音响系统的音频驱动电路与接口；

所述中央处理器，还用于通过所述控制器局域网总线接口控制所述控制器局域网总线获取仪表和/或传感器数据信息，通过所述高清晰度多媒体驱动电路与接口控制所述智能移动终端上的视频信息类画面的传输，以及通过音频驱动电路与接口控制所述车载音响系统上音频的播放。

优选地，在本发明实施例提供的上述车用抬头显示系统中，所述液晶显示屏包括中心显示区域，以及包围所述中心显示区域的边缘显示区域；

所述中心显示区域和边缘显示区域共同显示的画面为通过所述高清晰度多媒体驱动电路与接口获取的智能移动终端上的视频信息类画面；

所述中心显示区域显示的画面为通过所述控制器局域网总线接口获取的仪表和/或传感器数据信息。

优选地，在本发明实施例提供的上述车用抬头显示系统中，所述虚拟投影界面显示的画面包括在车辆处于停止状态时呈现的第一虚像画面和在车辆处于行驶状态时呈现的第二虚像画面；

所述中心显示区域和边缘显示区域共同显示的画面在所述虚拟投影界面上的投影为第一虚像画面；所述中心显示区域显示的画面在所述虚拟投影界面上的投影为第二虚像画面。

优选地，在本发明实施例提供的上述车用抬头显示系统中，所述控制板还包括：用于将所述控制板分别与亮度调节开关、高度调节开关连接的开关接口电路；

所述开关接口电路，用于调节所述第一虚像画面或所述第二虚像画面的亮度和高度。

优选地，在本发明实施例提供的上述车用抬头显示系统中，所述中心显示区域的面积为整个所述液晶显示屏面积的1/4倍。

优选地，在本发明实施例提供的上述车用抬头显示系统中，所述透镜将所述画面信息进行放大的倍数范围为8倍至10倍。

优选地，在本发明实施例提供的上述车用抬头显示系统中，所述挡风玻璃前方设定距离的范围为2米至4米。

优选地，在本发明实施例提供的上述车用抬头显示系统中，所述挡风玻璃前方设定距离为3米。

本发明所提供的一种车用抬头显示系统，包括：控制板，与控制板电性连接的背光模组，以及设置在背光模组出光侧的液晶显示屏；还包括：第一反射镜，用于控制第一反射镜旋转的电机部件，第二反射镜以及透镜；第一反射镜在电机部件的控制下将液晶显示屏上显示的画面信息进行反射至第二反射镜；第二反射镜通过透镜将画面信息进行放大并显示在挡风玻璃前方设定距离处的虚拟投影界面上。由于液晶显示屏上显示的画面信息最终会显示在挡风玻璃前方，这样无论车辆在白天、夜晚，直行或转弯时，驾驶员都能够平视观看仪表信息，可以有效避免分散驾驶员的注意力，降低交通事故的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的车用抬头显示系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的车用抬头显示系统的具体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的控制板的具体结构示意图；

图4为本发明实施例提供的控制板与外部模块互联的示意图；

图5为本发明实施例提供的液晶显示屏区域划分及投影示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种车用抬头显示系统，如图1和图2所示，包括：控制板101，与控制板101电性连接的背光模组102，以及设置在背光模组102出光侧的液晶显示屏103；还包括：第一反射镜104，用于控制第一反射镜104旋转的电机部件105，第二反射镜106以及透镜107；

第一反射镜104，用于在电机部件105的控制下将液晶显示屏103上显示的画面信息进行反射至第二反射镜106；

第二反射镜106，用于通过透镜107将画面信息进行放大并显示在挡风玻璃1前方设定距离l处的虚拟投影界面2上。

在本发明实施例提供的上述车用抬头显示系统中，第一反射镜在电机部件的控制下将液晶显示屏上显示的画面信息进行反射至第二反射镜；第二反射镜通过透镜将画面信息进行放大并显示在挡风玻璃前方设定距离处的虚拟投影界面上。由于液晶显示屏上显示的画面信息最终会显示在挡风玻璃前方，这样无论车辆在白天、夜晚，直行或转弯时，驾驶员都能够平视观看仪表信息，可以有效避免分散驾驶员的注意力，降低交通事故的发生。

需要说明的是，图1中上下箭头表示投影出的虚像画面的位置调节方向，该投影出的虚像画面的位置调节方向是投影画面的高度调节，以适应不同身高高度的驾驶人员；图中设定距离l表示虚像画面距离前挡风玻璃的投影距离。

另外，需要说明的是，图2中背光模块102是一种高亮的led型背光；液晶显示屏(lcd)103是一种透光率高的液晶显示器；第一反射镜104是一种用于反射lcd显示器显示图案的镜片；电机部件105与第一反射镜104电性连接，用于调整、带动第一反射镜104转动，该电机部件是一种微型直流电机；第二反射镜106是一种用于反射第一反射镜104内部虚像显示图案的镜片；透镜107是一种将第二反射镜106内虚像图案大小放大n倍，并通过汽车前挡风玻璃投射到前方设定距离处。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述车用抬头显示系统中，如图3所示，控制板101可以包括：中央处理器(mcu)201，电机驱动电路202，用于连接控制板101与电机部件105的电机部件接口203，背光驱动电路204，用于连接控制板101与背光模组102的背光模组接口205，以及用于连接控制板101与液晶显示屏103的液晶显示屏接口206；

中央处理器201，用于控制电机驱动电路202和背光驱动电路204的运作，以及液晶显示屏103的显示；

电机驱动电路202，用于通过电机部件接口203控制电机部件105带动第一反射镜104的转动；

背光驱动电路204，用于通过背光模组接口205控制背光模组102的背光亮度。

需要说明的是，图3中中央处理器201是系统的控制核心，可以控制lcd显示器的背光、lcd显示器的显示内容、显示策略、控制电机部件带动第一反射镜片转动以调整显示画面的高度等；电机驱动电路202是一种由四个mosfet管组成h桥型驱动电路，用于控制电机部件105带动第一反射镜104转动，以调节人眼观察到的虚像画面的高度；lcd背光驱动电路204是一种通过脉冲占空比(pwm)调节以控制lcd背光亮度的模块。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述车用抬头显示系统中，如图3所示，控制板101还可以包括：用于连接控制板101与控制器局域网(controllerareanetwork，can)总线的控制器局域网(can)总线接口207，用于连接控制板101与智能移动终端的高清晰度多媒体(highdefinitionmultimediainterface，hdmi)驱动电路与接口208，用于将智能移动终端上的音频信号分离并连接至车载音响系统的音频(audio)驱动电路与接口209；

中央处理器201，还用于通过can总线接口207控制控制器局域网总线获取仪表和/或传感器数据信息，通过hdmi驱动电路与接口208控制智能移动终端上的视频信息类画面的传输，以及通过音频驱动电路与接口209控制车载音响系统上音频的播放。

需要说明的是，音频驱动电路与接口209是控制板101将hdmi接收端的音频信号分离，并将音频信号连接至车载音响系统的一种驱动电路和接口，可以增强娱乐效果，构成“汽车影院”式娱乐功能。

图4为本装置与外部模块互联的示意图，如图4所示，图中301为汽车仪表、传感器等电子模块，302为ios系统的智能移动终端，303是lightning接口转hdmi接口模块，304是android系统类的智能移动终端，305是mhl转hdmi接口模块，306为带有hdmi输出接口的智能终端，307为汽车音响系统。汽车仪表、传感器等电子模块301是车载电子模块；ios系统的智能移动终端302是指苹果公司的iphone、ipad等设备；lightning接口转hdmi接口模块303是用于将ios系统的智能移动终端302通过有线的方式与本装置连接并进行画面传输；android系统类的智能移动终端304通常是指市面上的内部运行android操作系统的智能手机和平板电脑；mhl转hdmi接口模块305是用于将带有mhl接口的智能移动终端304通过有线的方式与本装置连接并进行画面传输；带有hdmi输出接口的智能终端306可直接通过hdmi线与本装置连接并进行画面传输。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述车用抬头显示系统中，如图5所示，液晶显示屏103可以包括中心显示区域1031，以及包围中心显示区域1031的边缘显示区域1032；

中心显示区域1031和边缘显示区域1032共同显示的画面可以为通过hdmi驱动电路与接口获取的智能移动终端上的视频信息类画面；

中心显示区域1031显示的画面可以为通过can总线接口获取的仪表和/或传感器数据信息。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述车用抬头显示系统中，如图1和图5所示，虚拟投影界面2显示的画面包括在车辆处于停止状态时呈现的第一虚像画面21和在车辆处于行驶状态时呈现的第二虚像画面22；

中心显示区域1031和边缘显示区域1032共同显示的画面在虚拟投影界面2上的投影为第一虚像画面21；中心显示区域1031显示的画面在虚拟投影界面2上的投影为第二虚像画面22。

也可以理解为，在车辆处于停止状态时呈现的第一虚像画面21为通过hdmi驱动电路与接口获取的智能移动终端上的画面丰富的视频信息类画面，在车辆处于行驶状态时呈现的第二虚像画面22为通过can总线接口获取的画面简洁的仪表和/或传感器数据信息。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述车用抬头显示系统中，如图3和图4所示，控制板101还包括：用于将控制板101分别与亮度调节开关308、高度调节开关309连接的开关接口电路210；

开关接口电路210，用于调节第一虚像画面21或第二虚像画面22的亮度和高度。

需要说明的是，亮度调节开关308是用于控制lcd背光的亮度，即调节投影画面亮度的一种开关；高度调节开关309是用于控制电机部件105带动第一反射镜104转动，即调节投影画面高度的一种开关。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述车用抬头显示系统中，中心显示区域的面积可以为整个液晶显示屏面积的1/4倍；另外透镜将画面信息进行放大的倍数范围为8倍至10倍。

以图5为例，液晶显示屏103显示画面的长宽尺寸分别标示为a、b，即面积为a×b；液晶显示屏103的中心显示区域1031，长宽分别标示为a、b，即面积为a×b；液晶显示屏103的边缘显示区域1032，面积为a×b-a×b，此时设定中心显示区域1031的长宽分别为：a＝a/2，b＝b/2；

液晶显示屏103的整屏显示区域(1031区域+1032区域)，经过系统内部光学反射、放大后，对应的投影画面为第一虚像画面21；液晶显示屏103的整屏显示区域，主要用于显示控制板101通过hdmi驱动与接口模块获取的智能移动终端的显示画面等，通常画面丰富，如手机桌面、视频、电影等，该功能仅在停车阶段使用；第一虚像画面21的大小可以为：8×a×b；

液晶显示屏103的中心显示区域1031，经过系统内部光学反射、放大后，对应的投影画面为第二虚像画面22；液晶显示屏103的中心显示区域1031，主要用于显示控制板101通过can总线接口模块获取的汽车仪表信息、简易导航指示信息等，通常画面简洁，以免行车过程中影响或分散驾驶员的注意力；此时第二虚像画面22的大小为：8×a×b＝2×a×b；

以选用的2.0寸显示屏(显示区域长宽尺寸分别为：48mm×32mm)为例进行说明，投影到汽车前方设定距离处的第一投影虚像5的尺寸可以为16寸，长宽尺寸分别为：384mm×256mm；投影到汽车前方设定距离处的第二投影虚像6的尺寸可以为4寸，长宽尺寸分别为：96mm×64mm。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述车用抬头显示系统中，挡风玻璃前方设定距离的范围为2米至4米。较佳地，挡风玻璃前方设定距离可以具体设置为3米。

在具体实施时，本发明实施例提供一种采用车用抬头显示系统的显示方法，具体包括以下步骤：

步骤一、控制板判断hdmi接口是否有信号输入；

若是，则执行步骤二；若否，则执行步骤五和步骤六；

步骤二、控制板通过can总线接口模块获取车辆当前状态，并判断车辆是否为停车状态；

若是，则执行步骤三和步骤四；若否，则执行步骤五和步骤六；

步骤三、控制板使能音频驱动电路与接口输出音频到车辆音响系统；

步骤四、控制板使能背光模组，并将hdmi端的画面镜像处理后送到液晶显示屏整屏实时显示，并通过第一反射镜、第二反射镜和透镜将画面投影到挡风玻璃前方设定距离处的第一虚像画面处；

步骤五、控制板通过can总线接口模块实时获取车辆仪表和/或传感器的信息；

步骤六、控制板使能背光模组，并将获取的信息镜像处理后送到液晶显示屏的中心显示区域实时显示，并通过第一反射镜、第二反射镜和透镜将画面投影到挡风玻璃前方设定距离处的第二虚像画面处。

需要说明的是，在本发明实施例提供的上述车用抬头显示系统可以自动识移动终端是否连接，对于两种投影虚像画面可智能切换。若在没有移动终端与控制板通过hdmi接口连接时，本系统默认投影出尺寸较小的第二虚像画面；若有移动终端与控制板通过hdmi接口连接，且当前车辆处于行车状态时，则本系统同样只投影出尺寸较小的第二虚像画面，用于显示行车仪表、导航指示标记等简易信息；当且仅当，车辆处于停车状态时，有移动终端与控制板通过hdmi接口连接，本系统才投影出大尺寸的第一虚像画面，并自动输出音频信息至汽车音响，构建“汽车影院”式娱乐功能。

本发明实施例提供的一种车用抬头显示系统，包括：控制板，与控制板电性连接的背光模组，以及设置在背光模组出光侧的液晶显示屏；还包括：第一反射镜，用于控制第一反射镜旋转的电机部件，第二反射镜以及透镜；第一反射镜在电机部件的控制下将液晶显示屏上显示的画面信息进行反射至第二反射镜；第二反射镜通过透镜将画面信息进行放大并显示在挡风玻璃前方设定距离处的虚拟投影界面上。由于液晶显示屏上显示的画面信息最终会显示在挡风玻璃前方，这样无论车辆在白天、夜晚，直行或转弯时，驾驶员都能够平视观看仪表信息，可以有效避免分散驾驶员的注意力，降低交通事故的发生。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的车用抬头显示系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。