本发明总体上涉及一种用于机动车辆的挡风玻璃显示系统并且具体地,但不排他地,涉及一种被配置为显示两个图像——一个用于驾驶员且另一个用于乘客,其中驾驶员的图像被乘客遮挡且反之亦然——的挡风玻璃显示系统。
背景技术:
车辆的中央控制台可以设置有可以显示路线数据和由卫星导航系统提供的位置数据的导航显示器。然而,这样的导航显示器的位置导致驾驶员的注意力被转移远离挡风玻璃且因此前方的道路和交通。相比之下,便携式导航装置可以更加便利地安装到挡风玻璃上或仪表盘的顶部。然而,这样的便携式导航装置可能部分地遮挡驾驶员通过挡风玻璃的视野。
因此,对于机动车辆的驾驶员令人期望的是能够看到车辆的挡风玻璃上的导航信息,其中导航数据以它不会遮挡驾驶员的视野这样的方式被覆盖到挡风玻璃上。
此外,机动车辆的乘客可以希望看到基于媒体的内容。以前建议的媒体显示器(比如便携式DVD播放器和平板电脑)具有小的显示屏并且注视这样的屏幕可以诱发晕动病。为了解决这个问题并且为乘客提供更多沉浸式体验,这样基于媒体的内容可以在车辆的挡风玻璃上看到。然而,这样的内容不应该使驾驶员分心是令人期望的。同样地,乘客可能不希望他们的媒体观看被驾驶员的导航数据干扰。
本发明寻求解决这些问题。
技术实现要素:
根据本发明的一方面,提供一种用于机动车辆的挡风玻璃显示系统,该挡风玻璃显示系统包含:
第一投影仪,该第一投影仪被配置为将第一图像投射到挡风玻璃的驾驶员侧上以使来自第一投影仪的光朝向驾驶员被挡风玻璃反射;
第二投影仪,该第二投影仪被配置为将第二图像投射到挡风玻璃的乘客侧上以使来自第二投影仪的光朝向乘客被挡风玻璃反射;以及
一个或多个隐私过滤器,该一个或多个隐私过滤器设置在挡风玻璃和第一和第二投影仪之间,该隐私过滤器被配置为减小从第一和第二投影仪发射的光的视角以使,在通过隐私过滤器且从挡风玻璃反射之后,第一图像不能被乘客看到且第二图像不能被驾驶员看到。
这种设置有利地允许驾驶员看到第一图像而不被用于乘客的第二图像分心且反之亦然。此外,这种设置可以使用现有的挡风玻璃技术且照此降低在挡风玻璃需要更换的情况下的成本。
隐私过滤器可以大体上阻挡特定视角外的光。来自第一投影仪的光线可以从包括驾驶员但排除乘客的视角内的隐私过滤器分散。来自第二投影仪的光线可以从包括乘客但排除驾驶员的视角内的隐私过滤器分散。
挡风玻璃显示系统可以进一步包含一个或多个反射镜,该一个或多个反射镜被配置为在挡风玻璃的方向上重定向从第一和/或第二投影仪发射的光。隐私过滤器中的一个或多个可以设置在一个或多个反射镜和挡风玻璃之间。隐私过滤器可以形成最后层,其中来自投影仪的光在挡风玻璃上反射之前通过该最后层。
可以提供第一和第二投影仪中的每个共用的一个反射镜。例如,这样的反射镜可以穿过车辆的宽度而设置。供选择地,一个反射镜可以设置用于第一和第二投影仪中的每个。在任一情况下,另外的反射镜可以设置为进一步重定向来自投影仪的光。
反射镜中的一个或多个可以是弯曲的。曲率可以校正由非平坦的挡风玻璃造成的任何失真以使在由挡风玻璃反射之后对各自的驾驶员或乘客而言第一或第二图像好像是未失真的。
第一和/或第二投影仪可以被配置为投射在由挡风玻璃反射之后对各自的驾驶员或乘客而言好像是未失真的这样的失真图像。换句话说,通过投影仪投射的图像可以以这样的方式失真以便抵消不是平坦的挡风玻璃。
隐私过滤器中的一个或多个可以设置在车辆的仪表板的顶部。隐私过滤器可以与仪表板齐平。
挡风玻璃显示系统可以包含第一和第二投影仪中的每个共用的隐私过滤器。例如,这样的隐私过滤器可以穿过车辆的宽度而设置。供选择地,挡风玻璃显示系统可以包含用于第一和第二投影仪中的每个的一个隐私过滤器。
挡风玻璃显示系统可以包含含有挡风玻璃的内表面上的着色层的挡风玻璃。这样的着色层可以减少从挡风玻璃的外表面的反射。着色层可以包含施加到挡风玻璃的涂层或薄膜。
挡风玻璃显示系统可以包含一个或多个背面投影显示层。该背面投影显示层可以设置在投影仪和隐私过滤器之间。
挡风玻璃显示系统可以进一步包含一个或多个透明层,其中背面投影显示层和隐私过滤器可以附接到透明层。该透明层可以设置在仪表板顶部上。该隐私过滤器可以设置在透明层的顶部表面上。背面投影显示层可以设置在透明层的底部表面上。
第一图像可以包含导航信息。第二图像可以包含媒体内容。第一和/或第二图像可以包含移动和/或静止图像。
一种车辆可以包含上述挡风玻璃显示系统。
根据本发明的另一方面,提供一种在机动车辆的挡风玻璃上显示图像的方法,该方法包含:
用第一投影仪将第一图像投射到挡风玻璃的驾驶员侧上以使来自第一投影仪的光朝向驾驶员被挡风玻璃反射;
用第二投影仪将第二图像投射到挡风玻璃的乘客侧上以使来自第二投影仪的光朝向乘客被挡风玻璃反射;以及
用设置在挡风玻璃和第一和第二投影仪之间的一个或多个隐私过滤器限制从第一和第二投影仪发射的光的视角,该隐私过滤器被配置为限制从第一和第二投影仪发射的光的视角以使,在通过隐私过滤器且从挡风玻璃反射之后,第一图像不能被乘客看到且第二图像不能被驾驶员看到。
为了避免不必要的重复努力和说明书中的重复文本,某些特征相对于本发明的仅一个或几个实施例进行了描述。然而,应当理解的是,其中它在技术上是可能的,相对于本发明的任何实施例所描述的特征也可以与本发明的任何其他实施例一起使用。
附图说明
为了更好地理解本发明,并且更清楚地显示它可以如何实施,通过示例的方式现在参照附图,其中:
图1是根据本发明的设置的挡风玻璃显示系统的示意侧剖视图;
图2是根据本发明的设置的挡风玻璃显示系统的示意顶视图;
图3a和3b是示出了分别投射到挡风玻璃上的第一图像和第二图像的示意主视图;
图4是根据本发明的设置的过滤器的侧剖视图。
具体实施方式
参照图1和2,一种用于机动车辆4的挡风玻璃显示系统2包含第一投影仪6a和第二投影仪6b。如图3a中所描述的,第一投影仪6a被配置为将第一图像8a投射到挡风玻璃10的驾驶员侧上。相比之下,如图3b中所描述的,第二投影仪6b被配置为将第二图像8b投射到挡风玻璃10的乘客侧上。因此,来自第一投影仪6a的光朝向驾驶员被挡风玻璃10反射并且来自第二投影仪6b的光朝向车辆的乘客被挡风玻璃10反射。车辆的驾驶员可以坐在驾驶员座椅12a上且乘客可以坐在乘客座椅12b上,该乘客座椅12b在驾驶员座椅12a的旁边。
第一和第二投影仪6a、6b可以是单独的部件或者它们可以被组合成能够在不同的方向上发射两个图像并且引导两个图像的单个投影仪。该投影仪可以包含发光二极管(LED)、液晶显示器(LCD)或数字光处理(DLP)投影仪或任何其它图像投影仪。
挡风玻璃显示系统2进一步包含设置在挡风玻璃10和第一和第二投影仪6a、6b之间的一个或多个隐私过滤器14。换句话说,从第一和第二投影仪6a、6b发射的光在到达驾驶员或乘客之前通过隐私过滤器14。在具体的设置中,隐私过滤器14设置在第一和第二投影仪6a、6b和挡风玻璃10之间的光路中。隐私过滤器14被配置为减小或限制通过隐私过滤器的光的视角。隐私过滤器14被配置以使通过隐私过滤器且从挡风玻璃反射的光被驾驶员和乘客中的仅一个看到。
隐私过滤器14被配置为允许正交于隐私过滤器的表面的光线通过。如果倾斜于正交方向的角度为小于阈值角度,则以原本倾斜于此正交方向的光线仍然可以通过隐私过滤器14。因此,尽管隐私过滤器可以大体上使通过隐私过滤器的光线性化,但是许多分散的光仍然可以通过。隐私过滤器可以被配置和/或定位以使所产生的分散光在驾驶员和乘客中的一个而不是驾驶员和乘客中的另一个的视野内。因此,隐私过滤器14可以被设置以便限制在车辆的横向方向上的视野。在其他方向上的视野可以不受隐私过滤器影响。
隐私过滤器14可以包含任何市售的隐私过滤器,比如由3M(注册商标(RTM))公司提供的隐私过滤器。隐私过滤器可以包含彼此以90°与偏振轴定向的一对偏振层和设置在偏振层之间的一对半波片。每个半波片可以包含穿插在各向同性的部分之间的双折射材料的带。半波片的一个的双折射部分可以相对于另一个半波片的双折射部分交错。任一半波片的双折射部分可以旋转光90°。因此,大体上正交于隐私过滤器的光通过第一偏振层、半波片的一个的双折射部分、另一个半波片的各向同性的部分并且然后通过与第一偏振层以90°定向的第二偏振层。相比之下,倾斜于正交方向的光将通过两个各向同性的部分或两个双折射部分并且因此将分别旋转0°或180°且将不能够通过第二偏振层。相应地,隐私过滤器14可以与US 6,239,853 B1中所公开的隐私过滤器相似。
如图2所示,来自第一投影仪6a的光可以以视野角度α从隐私过滤器14分散。乘客在来自第一投影仪的通过隐私过滤器的光线的视野之外。来自第二投影仪6b的光可以以视野角度β从隐私过滤器14分散。驾驶员在来自第二投影仪的通过隐私过滤器的光线的视野之外。
在图1和2所描述的设置中,投影仪6a、6b可以设置在车辆的仪表板16内或后方。在所示的具体设置中,第一投影仪6a设置为大体上与驾驶员成一直线且第二投影仪6b设置为大体上与乘客成一直线。如图所示,投影仪6a、6b可以在向后方向上发射光,然而,同样设想的是该投影仪可以在横向或向上方向上或任何这些方向的组合上发射光。
参照图1,挡风玻璃显示系统2可以进一步包含反射镜18,该反射镜18被定位为将光从投影仪6a、6b重定向到挡风玻璃10上。在所示的具体设置中,反射镜18可以与水平面成45°角度,尽管应当理解的是,反射镜可以以其它角度设置。第一和第二投影仪6a、6b中的每个可以设置有单独的反射镜18,尽管可以提供延伸穿过车辆的宽度的至少一部分的单个反射镜。反射镜可以将来自投影仪中的一个的大体上水平的光线重定向到大体上竖直方向。挡风玻璃10可以随后朝向驾驶员或乘客在大体上水平方向上反射此光线。
在所描述的设置中,投影仪6a、6b从仪表板前方向后设置。然而,这样的设置可能影响在车辆的前方的发动机或存储隔舱。因此,同样设想的是投影仪6a、6b可以在横向方向上投射光,该光随后朝向挡风玻璃10在向上方向上通过一个或多个反射镜重定向。如果投影仪6a、6b在车辆的横向方向上发射光,则投影仪可以设置为更靠近仪表板的前方。供选择地,投影仪可以在向上方向上投射光并且反射镜可以被省略。
隐私过滤器14可以设置在仪表板16的顶部。可以是延伸穿过车辆的宽度并且因此接收来自第一和第二投影仪6a、6b的光的单个隐私过滤器14。然而,同样设想的是可以提供单独的隐私过滤器14,一个用于第一和第二投影仪6a、6b中的每个。隐私过滤器14可以是大体上水平的或者它们可以相对于水平面倾斜。
参照图4,隐私过滤器14可以被施加到透明层20,该透明层20可以由玻璃或塑料,比如有机玻璃(Perspex(RTM))制成。透明层20可以与仪表板齐平并且透明层可以遵循仪表板的轮廓是平坦的或弯曲的。隐私过滤器14可以被施加到透明层20的顶部表面。
挡风玻璃显示系统2可以进一步包含背面投影显示层22。该背面投影显示层22可以帮助散射从投影仪6a、6b发射的另外的镜面光。背面投影显示层可以包含商售的背面显示薄膜,比如由3M(RTM)公司提供的那些。例如,背面投影显示层可以包含设置为散射入射光的微观透明球体。如图4中所描述的,背面投影显示层22可以设置在透明层20的下侧上。因此来自投影仪6a、6b的光可以在通过透明层20和隐私过滤器14之前被背面投影显示层22散射。隐私过滤器14用来减小从背面投影显示层22散射的光的视角。
除了隐私过滤器14之外,挡风玻璃显示系统2可以进一步包含施加到挡风玻璃10的内表面上的着色层。着色层可以包含施加到挡风玻璃10的着色涂层或着色薄膜。着色层可以用来降低通过挡风玻璃10并且在挡风玻璃的外表面上反射的来自投影仪6a、6b的光的量。这样的反射是不令人期望的,因为它们可以表现为重复图像。着色层有利地减少这样额外的反射并且促进挡风玻璃的内表面上来自投影仪的光的反射。为了符合法律要求,着色层可以允许至少75%的光通过挡风玻璃。
挡风玻璃10可以不是平坦的。因此,为了抵消由于挡风玻璃的曲率的任何失真,投影仪6a、6b可以投射一旦由挡风玻璃反射就对驾驶员或乘客来说好像是未失真的这样的失真图像。另外或供选择地,反射镜18可以以这样的方式被弯曲,即,以便对抗由挡风玻璃的曲率造成的失真。
挡风玻璃显示系统2可以进一步包含被配置为控制投影仪6a、6b中的每个的控制器。控制器可以控制图像8a、8b的内容。控制器也可以控制图像的亮度,例如以应对外部光级。
如图3a中所描述的,驾驶员可以看见第一图像8a且不能看见第二图像8b。第一图像可以包括导航信息。该导航信息可以被覆盖在前方道路上。第一图像8a可以因此提供最小的分心给驾驶员并且可以确保驾驶员集中于前方道路或障碍物。相比之下,如图3b中所描述的,乘客能够看到第二图像8b但不能看到第一图像8a。因此,乘客可以享受基于媒体的内容而不被导航信息分心。乘客也能够通过风挡玻璃的驾驶员侧看到前方道路,并且这可以帮助减少晕车的发生。第二图像8b中的基于媒体的内容可以包含运动图像(比如电影)、与当前正在播放的音乐相关的数据、社交媒体、网络基本内容和/或任何其它媒体。例如,第二图像可以包含消息、电子邮件或来自任何软件包(比如文字处理器)的图像。第二图像可以被链接到与乘客相关联的便携式装置(比如智能电话)。
本领域技术人员应当理解的是,尽管本发明参照一个或多个示例通过示例的方式已进行了描述,但是它并不限制于所公开的示例并且供选择的示例可以被构造而不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围。