Система отображения на ветровом стекле
DISPLAY SYSTEM ON WINDSCREEN

Область техники, к которой относится изобретение
Это изобретение относится, в целом, к системе отображения на ветровом стекле для моторного транспортного средства и, в частности, но не исключительно, относится к системе отображения на ветровом стекле, выполненной с возможностью отображать два изображения, одно для водителя и одно для пассажира, при этом изображение водителя скрыто от пассажира и наоборот.
Уровень техники
Центральная консоль транспортного средства может быть снабжена навигационным дисплеем, который может отображать маршрутные данные и позиционные данные, предоставляемые спутниковой навигационной системой. Однако, позиция таких навигационных дисплеев приводит в результате к тому, что внимание водителя отвлекается от ветрового стекла и, таким образом, от дороги и дорожного движения впереди. В отличие от этого, переносные навигационные устройства могут быть более удобно установлены на ветровое стекло или поверх приборной панели. Однако, такие переносные навигационные устройства могут частично загораживать обзор водителя через ветровое стекло.
Соответственно, желательно, чтобы водитель моторного транспортного средства имел возможность видеть навигационную информацию на ветровом стекле транспортного средства с навигационными данными, накладываемыми на ветровое стекло таким образом, что они не загораживают обзор водителя.
Кроме того, пассажир моторного транспортного средства может хотеть просматривать мультимедийный контент. Ранее предложенные мультимедийные дисплеи, такие как переносные DVD-проигрыватели и планшеты, имеют небольшие экраны отображения, и фокусирование взгляда на таких экранах может вызывать укачивание в транспорте. Чтобы устранять это и обеспечивать более иммерсивное восприятие для пассажира, такой мультимедийный контент может просматриваться на ветровом стекле транспортного средства. Однако, желательно, чтобы такой контент не отвлекал водителя. В равной степени, пассажир может не хотеть, чтобы его просмотру мультимедиа мешали навигационные данные водителя.
Настоящее раскрытие пытается решить эти проблемы.
Сущность изобретения
Согласно аспекту настоящего изобретения обеспечена система отображения на ветровом стекле для моторного транспортного средства, система отображения на ветровом стекле содержит:
первый проектор, выполненный с возможностью проецировать первое изображение на водительскую сторону ветрового стекла так, что свет от первого проектора отражается ветровым стеклом по направлению к водителю;
второй проектор, выполненный с возможностью проецировать второе изображение на пассажирскую сторону ветрового стекла так, что свет от второго проектора отражается ветровым стеклом по направлению к пассажиру; и
один или более фильтров конфиденциальности, расположенных между ветровым стеклом и первым и вторым проекторами, фильтры конфиденциальности выполнены с возможностью уменьшать угол обзора света, излучаемого от первого и второго проекторов, так, что, после прохождения через фильтры конфиденциальности и отражение от ветрового стекла, первое изображение невидимо пассажиру, а второе изображение невидимо водителю.
Эта компоновка преимущественно предоставляет возможность водителю видеть первое изображение без отвлечения вторым изображением для пассажира и наоборот. Кроме того, эта компоновка может использовать существующую технологию ветрового стекла и, по существу, уменьшает стоимость в случае необходимости замены ветрового стекла.
Фильтры конфиденциальности могут практически блокировать свет за пределами конкретного угла обзора. Световые лучи от первого проектора могут распространяться из фильтра конфиденциальности в пределах угла обзора, который включает в себя водителя, но исключает пассажира. Световые лучи от второго проектора могут распространяться из фильтра конфиденциальности в пределах угла обзора, который включает в себя пассажира, но исключает водителя.
Система отображения на ветровом стекле может дополнительно содержать одно или более зеркал, выполненных с возможностью перенаправлять свет, излучаемый от первого и/или второго проекторов, в направлении ветрового стекла. Один или более фильтров конфиденциальности могут быть предусмотрены между одним или более зеркалами и ветровым стеклом. Фильтры конфиденциальности могут формировать последний слой, через который свет от проекторов проходит перед отражением на ветровом стекле.
Одно зеркало, общее для каждого из первого и второго проекторов, может быть предусмотрено. Например, такое зеркало может быть предусмотрено по ширине транспортного средства. Альтернативно, одно зеркало может быть предусмотрено для каждого из первого и второго проекторов. В любом случае дополнительные зеркала могут быть предусмотрены для того, чтобы дополнительно перенаправлять свет от проекторов.
Одно или более зеркал могут быть изогнутыми. Изгиб может корректировать какое-либо искажение, получающееся в результате от неплоского ветрового стекла, так что после отражения ветровым стеклом первое или второе изображения выглядят, соответственно, для водителя или пассажира как неискаженные.
Первый и/или второй проекторы могут быть выполнены с возможностью проецировать искаженное изображение, которое после отражения ветровым стеклом выглядит, соответственно, для водителя или пассажира как неискаженное. Другими словами, изображения, проецируемые проекторами, могут быть искажены таким образом, чтобы уравновешивать ветровое стекло, которое не является плоским.
Один или более фильтров конфиденциальности могут быть обеспечены поверх приборной панели транспортного средства. Фильтры конфиденциальности могут располагаться вровень с приборной панелью.
Система отображения на ветровом стекле может содержать фильтр конфиденциальности, общий для каждого из первого и второго проекторов. Например, такой фильтр конфиденциальности может быть предусмотрен по ширине транспортного средства. Альтернативно, система отображения на ветровом стекле может содержать один фильтр конфиденциальности для каждого из первого и второго проекторов.
Система отображения ветрового стекла может содержать ветровое стекло, содержащее тонированный слой на внутренней поверхности ветрового стекла. Такой тонированный слой может уменьшать отражения от внешней поверхности ветрового стекла. Тонированный слой может содержать покрытие или пленку, нанесенную на ветровое стекло.
Система отображения на ветровом стекле может содержать один или более слоев рирпроекционного отображения. Слои рирпроекционного отображения могут быть расположены между проекторами и фильтрами конфиденциальности.
Система отображения на ветровом стекле может дополнительно содержать один или более прозрачных слоев, к которым могут быть прикреплены слои рирпроекционного отображения и фильтры конфиденциальности. Прозрачный слой может быть предусмотрен на верхней поверхности приборной панели. Фильтр конфиденциальности может быть предусмотрен на верхней поверхности прозрачного слоя. Слой рирпроекционного отображения может быть предусмотрен на нижней поверхности прозрачного слоя.
Первое изображение может содержать навигационную информацию. Второе изображение может содержать мультимедийный контент. Первое и/или второе изображения могут содержать движущиеся и/или неподвижные изображения.
Транспортное средство может содержать вышеупомянутую систему отображения на ветровом стекле.
Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения предоставляется способ отображения изображений на ветровом стекле моторного транспортного средства, способ содержит:
проецирование первого изображения на водительской стороне ветрового стекла с помощью первого проектора так, что свет от первого проектора отражается ветровым стеклом по направлению к водителю;
проецирование второго изображения на пассажирскую сторону ветрового стекла с помощью второго проектора так, что свет от второго проектора отражается ветровым стеклом по направлению к пассажиру; и
ограничение угла обзора света, излучаемого от первого и второго проекторов, с помощью одного или более фильтров конфиденциальности, расположенных между ветровым стеклом и первым и вторым проекторами, фильтры конфиденциальности выполнены с возможностью ограничивать угол обзора света, излучаемого от первого и второго проекторов, так, что, после прохождения через фильтры конфиденциальности и отражения от ветрового стекла, первое изображение невидимо пассажиру, а второе изображение невидимо водителю.
Чтобы исключать необязательное дублирование усилий и повторение текста в этом подробном описании, определенные признаки описываются относительно только одного либо нескольких вариантов осуществления изобретения. Однако должно быть понятно, что, где это технически возможно, отличительные признаки, описанные относительно какого-либо варианта осуществления изобретения, могут также быть использованы с любым другим вариантом осуществления изобретения.
Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания настоящего изобретения, а также для того, чтобы более четко демонстрировать то, как оно может осуществляться, далее приводится ссылка, в качестве примера, на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 - это схематичный вид в боковом разрезе системы отображения на ветровом стекле согласно компоновке настоящего изобретения;
Фиг. 2 - это схематичный вид сверху системы отображения на ветровом стекле согласно компоновке настоящего раскрытия;
Фиг. 3a и 3b - это схематичные виды спереди, показывающие первое изображение и второе изображение, соответственно спроецированные на ветровое стекло; и
Фиг. 4 - это вид в боковом разрезе фильтра согласно компоновке настоящего раскрытия.
Подробное описание изобретения
Со ссылкой на фиг. 1 и 2, система 2 отображения на ветровом стекле для моторного транспортного средства 4 содержит первый проектор 6a и второй проектор 6b. Как изображено на фиг. 3a, первый проектор 6a выполнен с возможностью проецировать первое изображение 8a на водительскую сторону ветрового стекла 10. В отличие от этого, как изображено на фиг. 3b, второй проектор 6b выполнен с возможностью проецировать второе изображение 8b на пассажирскую сторону ветрового стекла 10. Соответственно, свет от первого проектора 6a отражается ветровым стеклом 10 по направлению к водителю, а свет от второго проектора 6b отражается ветровым стеклом 10 по направлению к пассажиру транспортного средства. Водитель транспортного средства может сидеть на водительском сиденье 12a, а пассажир может сидеть на пассажирском сиденье 12b, которое находится рядом с водительским сиденьем 12a.
Первый и второй проекторы 6a, 6b могут быть отдельными компонентами, или они могут быть объединены в единый проектор, который способен излучать два изображения и направлять два изображения в различных направлениях. Проекторы могут содержать проектор на светодиодах (LED), с жидкокристаллическим дисплеем (LCD) или цифровой обработкой света (DLP) или любой другой проектор изображения.
Система 2 отображения на ветровом стекле дополнительно содержит один или более фильтров 14 конфиденциальности, расположенных между ветровым стеклом 10 и первым и вторым проекторами 6a, 6b. Другими словами, свет, излучаемый от первого и второго проекторов 6a, 6b, проходит через фильтр 14 конфиденциальности, прежде чем достигает водителя или пассажира. В конкретной компоновке фильтры 14 конфиденциальности обеспечены на пути света между первым и вторым проекторами 6a, 6b и ветровым стеклом 10. Фильтры 14 конфиденциальности выполнены с возможностью уменьшать или ограничивать угол обзора света, проходящего через фильтры конфиденциальности. Фильтры 14 конфиденциальности выполнены так, что свет, проходящий через фильтры конфиденциальности и отражающийся от ветрового стекла, виден только одному из водителя и пассажира.
Фильтры 14 конфиденциальности выполнены с возможностью разрешать световым лучам, которые ортогональны поверхности фильтра конфиденциальности, проходить через них. Световые лучи, которые иным образом наклонены к этому ортогональному направлению, могут все еще проходить через фильтры 14 конфиденциальности, если угол наклона к ортогональному направлению меньше порогового угла. Следовательно, хотя фильтр конфиденциальности может практически линеаризовать свет, проходящий через фильтр конфиденциальности, некоторое количество рассеянного света может все еще проходить через него. Фильтр конфиденциальности может быть выполнен и/или расположен так, что получающееся в результате рассеивание света находится в поле зрения одного из водителя и пассажира, но не другого из водителя и пассажира. Соответственно, фильтры 14 конфиденциальности могут быть размещены так, чтобы ограничивать поле обзора в поперечном направлении транспортного средства. Поле обзора в других направлениях может быть не подвержено воздействию фильтра конфиденциальности.
Фильтр 14 конфиденциальности может содержать любой коммерчески доступный фильтр конфиденциальности, такой как фильтр конфиденциальности, предоставленный фирмой 3M (RTM). Фильтр конфиденциальности может содержать пару поляризующих слоев, ориентированных с осями поляризации под углом 90° друг к другу, и пару полуволновых пластин, предусмотренных между поляризующими слоями. Каждая полуволновая пластина может содержать полосы двупреломляющего материала, вставленного между изотропными фрагментами. Двупреломляющие фрагменты одной из полуволновых пластин могут колебаться относительно двупреломляющих фрагментов другой полуволновой пластины. Двупреломляющие фрагменты любой из двух полуволновых пластин могут поворачивать свет на угол 90°.Соответственно, свет, который практически ортогонален фильтру конфиденциальности, проходит через первый поляризующий слой, двупреломляющий фрагмент одной из полуволновых пластин, изотропный фрагмент другой полуволновой пластины и затем второй поляризующий слой, который ориентирован под углом 90° к первому поляризующему слою. В отличие от этого, свет, который наклонен к ортогональному направлению будет проходить через два изотропных фрагмента или два двупреломляющих фрагмента и в результате будет повернут на угол 0° или 180°, соответственно, и не будет иметь возможности проходить через второй поляризующий слой. Соответственно, фильтры 14 конфиденциальности могут быть аналогичны фильтрам, раскрытым в US 6,239,853 B1.
Как показано на фиг. 2, свет от первого проектора 6a может распространяться из фильтра 14 конфиденциальности с углом α поля обзора. Пассажир находится за пределами поля обзора световых лучей от первого проектора, которые проходят через фильтр конфиденциальности. Свет от второго проектора 6b может распространяться из фильтра 14 конфиденциальности с углом β поля обзора. Водитель находится за пределами поля обзора световых лучей от второго проектора, которые проходят через фильтр конфиденциальности.
В компоновке, изображенной на фиг. 1 и 2, проекторы 6a, 6b могут быть предусмотрены в или за приборной панелью 16 транспортного средства. В конкретной показанной компоновке первый проектор 6a предусматривается практически на одной линии с водителем, а второй проектор 6b предусматривается практически на одной линии с пассажиром. Как показано, проекторы 6a, 6b могут излучать свет в заднем направлении, однако, в равной степени предусматривается, что проекторы могут излучать свет в поперечном или переднем направлении или комбинации любых из этих направлений.
Обращаясь к фиг. 1, система 2 отображения на ветровом стекле может дополнительно содержать зеркало 18, которое размещается, чтобы перенаправлять свет от проекторов 6a, 6b на ветровое стекло 10. В конкретной показанной компоновке зеркало 18 может быть наклонено под углом 45° к горизонтали, хотя будет понятно, что зеркало может быть размещено под другими углами. Каждый из первого и второго проекторов 6a, 6b может быть снабжен отдельным зеркалом 18, хотя может быть предусмотрено единое зеркало, протягивающиеся поперек, по меньшей мере, фрагмента ширины транспортного средства. Зеркало может перенаправлять практически горизонтальный световой луч от одного из проекторов практически в вертикальном направлении. Ветровое стекло 10 может впоследствии отражать этот световой луч практически в горизонтальном направлении по направлению к водителю или пассажиру.
В изображенной компоновке проекторы 6a, 6b отодвинуты от передней части приборной панели. Однако, такая компоновка может мешать двигателю или отсеку хранения в передней части транспортного средства. Соответственно, в равной степени предусматривается, что проекторы 6a, 6b могут проецировать свет в поперечном направлении, которое впоследствии перенаправляется посредством одного или более зеркал в переднем направлении по направлению к ветровому стеклу 10. Если проекторы 6a, 6b излучают свет в поперечном направлении транспортного средства, проекторы могут быть предусмотрены ближе к передней части приборной панели. Альтернативно, проекторы могут проецировать свет в верхнем направлении, и зеркала могут быть исключены.
Фильтры 14 конфиденциальности могут быть предусмотрены поверх приборной панели 16. Может быть единственный фильтр 14 конфиденциальности, который протягивается по ширине транспортного средства и, таким образом, принимает свет от обоих, первого и второго проекторов 6a, 6b. Однако в равной степени предусматривается, что отдельные фильтры 14 конфиденциальности могут быть предусмотрены по одному для каждого из первого и второго проекторов 6a, 6b. Фильтры 14 конфиденциальности могут быть практически горизонтальными, или они наклонены относительно горизонтали.
Со ссылкой на фиг. 4, фильтры 14 конфиденциальности могут быть нанесены на прозрачный слой 20, который может быть выполнен из стекла или пластика, такого как Perspex (RTM). Прозрачный слой 20 может быть вровень с приборной панелью, и прозрачный слой может быть плоским или изогнутым, следуя контурам приборной панели. Фильтр 14 конфиденциальности может быть нанесен на верхнюю поверхность прозрачного слоя 20.Система 2 отображения на ветровом стекле может дополнительно содержать слой 22 рирпроекционного отображения. Слой 22 рирпроекционного отображения может помогать в рассеивании иного отраженного света, излучаемого от проекторов 6a, 6b. Слой рирпроекционного отображения может содержать коммерчески доступную пленку заднего отображения, такую как предоставляемая фирмой 3M (RTM). Например, слой рирпроекционного отображения может содержать микроскопические прозрачные сферы, которые выполнены с возможностью рассеивать падающий свет. Как изображено на фиг. 4, слой 22 рирпроекционного отображения может быть предусмотрен на нижней стороне прозрачного слоя 20. Соответственно, свет от проекторов 6a, 6b может распространяться посредством слоя 22 рирпроекционного отображения перед прохождением через прозрачный слой 20 и фильтр 14 конфиденциальности. Фильтр 14 конфиденциальности служит, чтобы уменьшать угол обзора света, рассеиваемого от слоя 22 рирпроекционного отображения.
В дополнение к фильтру 14 конфиденциальности система 2 отображения на ветровом стекле может дополнительно содержать тонированный слой, нанесенный на внутреннюю поверхность ветрового стекла 10. Тонированный слой может содержать тонированное покрытие или тонированную пленку, нанесенную на ветровое стекло 10. Тонированный слой может служить для уменьшения количества света от проекторов 6a, 6b, проходящего через ветровое стекло 10 и отражающегося на внешней поверхности ветрового стекла. Такие отражения являются нежелательными, поскольку они могут выглядеть как дублирующее изображение. Тонированный слой преимущественно уменьшает такие дополнительные отражения и способствует отражению световых лучей от проекторов на внутренней поверхности ветрового стекла. Для того, чтобы соответствовать требованиям законодательства, тонированный слой может разрешать прохождение, по меньшей мере, 75% света через ветровое стекло.
Ветровое стекло 10 может не быть плоским. Следовательно, чтобы противодействовать какому-либо искажению вследствие изгиба ветрового стекла, проектор 6a, 6b может проецировать искаженное изображение, которое после отражения ветровым стеклом выглядит для водителя или пассажира как неискаженное. Дополнительно или альтернативно, зеркало 18 может быть изогнуто таким образом, чтобы противодействовать искажению, вызванному изгибом ветрового стекла.
Система 2 отображения на ветровом стекле может дополнительно содержать контроллер, выполненный с возможностью управлять каждым из проекторов 6a, 6b. Контроллер может управлять содержимым изображений 8a, 8b. Контроллер может также управлять яркостью изображений, например, чтобы принимать во внимание уровни внешней освещенности.
Как изображено на фиг. 3a, водитель может видеть первое изображение 8a, а не второе изображение 8b. Первое изображение может содержать навигационную информацию. Навигационная информация может быть наложена на дорогу впереди. Первое изображение 8a может, таким образом, обеспечивать минимальное отвлечение внимания для водителя и может гарантировать, что водитель фокусируется на дороге или препятствиях впереди. В отличие от этого, как изображено на фиг. 3b, пассажир может иметь возможность видеть второе изображение 8b, но не первое изображение 8a. Пассажир может, следовательно, наслаждаться мультимедийным контентом без отвлечения навигационной информацией. Пассажир может также иметь возможность видеть дорогу впереди через водительскую сторону ветрового стекла, и это может помогать в уменьшении случаев укачивания при движении. Мультимедийный контент во втором изображении 8b может содержать движущиеся изображения, такие как фильмы, данные, относящиеся к музыке, воспроизводимой в настоящий момент, социальным сетям, Интернет-контенту и/или любые другие мультимедийные данные. Например, второе изображение может содержать сообщения, письма электронной почты или изображения из какого-либо пакета программного обеспечения, такого как текстовый процессор. Второе изображение может быть связано с переносным устройством, таким как смартфон, ассоциированный с пассажиром.
Будет понятно специалистам в области техники, что, хотя изобретение было описано в качестве примера, со ссылкой на один или более примеров, оно не ограничивается раскрытыми примерами, и что альтернативные примеры могут быть сконструированы без отступления от рамок изобретения, которые определены прилагаемой формулой изобретения.