[发明专利]结合人眼追踪系统的抬头显示光路系统及成像优化方法

说明书

本发明公开了一种结合人眼追踪系统的抬头显示光路系统及其成像优化方法。该系统包括HUD子系统，还包括人眼追踪系统，所述HUD子系统包括自由曲面反射镜、反射折叠镜和HUD像源，所述人眼追踪系统包括红外光源、红外成像设备和人眼追踪处理系统；该光路系统将人眼追踪系统的光路和抬头显示系统的光路相互整合，充分地利用车内有限的空间，而成像优化方法利用了上述的抬头显示光路系统，通过红外光检测人脸轮廓形成人脸图像，然后追踪人眼位置，根据人眼位置来调整自由曲面反光镜的位置，使HUD成像的更加清晰，也方便调整虚像的高度，适合不同高度的驾驶员。

技术领域

本发明涉及一种抬头显示光路系统，该抬头显示光路系统结合了人眼追踪系统，同时本发明还公开了使用了该光路系统的成像优化方法。

背景技术

HUD，即抬头显示系统，又称平视显示系统。中国汽车保有量在不断上升的同时，汽车事故也日趋严重。抬头显示系统将驾驶相关的信息投射到司机前方的挡风玻璃上，这样司机就可在正常驾驶的视野范围内获取所需的信息，而无需将视线偏离路面转向仪表盘或中央控制台屏幕。HUD作为一种驾驶辅助系统，能有效地提高驾驶的安全性。

然目前的HUD系统存在以下缺点：1.HUD在设计时会针对一个默认的眼点进行优化设计，这就意味着不同于默认身高的用户不能看到预先设计的最好的成像效果。

2.汽车中控台的内部空间十分紧凑，结构支架、车载空调的气路、车内电子线路的实体电线等排布十分复杂。抬头显示器所占用的空间相对十分庞大，光路相对固定，因此缩减的空间有限，在短期内小型化不太现实。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种结合人眼追踪系统的抬头显示光路系统，该光路系统将人眼追踪系统的光路和抬头显示系统的光路相互整合，充分地利用车内有限的空间。

本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种结合人眼追踪系统的抬头显示系统的成像优化方法，该方法通过人眼最终系统检测人眼的位置来实时的调整自由曲面反射镜的位置，提高HUD所成的虚像的清晰度，也方便调整虚像的高度。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种结合人眼追踪系统的抬头显示光路系统，包括HUD子系统，还包括人眼追踪系统，所述HUD子系统包括自由曲面反射镜、反射折叠镜和HUD像源，所述人眼追踪系统包括红外光源、红外成像设备和人眼追踪处理系统；

所述自由曲面反射镜和HUD像源均设置于车辆挡风玻璃的内侧下方，所述自由曲面反射镜和反射折叠镜位于HUD像源的投射光线的路径上，所述HUD像源的HUD投射光线通过反射折叠镜反射至自由曲面反射镜，再经过挡风玻璃的内侧面反射后被人眼接收；

所述红外光源和红外成像设备与自由曲面反射镜处于同侧，该HUD像源处于红外光源和红外成像设备之间；所述红外光源产生的光线先后经过反射折叠镜、自由曲面反射镜和挡风玻璃的反射后照射在人脸上，经过人脸的反射后再次逆向反射后被红外成像设备接收形成人脸图像，所述人眼追踪处理系统与红外成像设备连接用于处理红外成像设备的人脸图像并追踪人眼位置。

作为一种优选的方案，所述HUD成像的位置超出车辆车头引擎盖的位置。

作为一种优选的方案，所述HUD成像的位置与人眼的距离大于2.2米。

作为一种优选的方案，所述HUD像源为DLP或LD或TFT显示器。