CN104395128B - 车辆用信息显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的车辆用信息显示装置的特征在于，具备：第一反射部，其由前挡风玻璃自身或者设置于前挡风玻璃的组合器形成；第二反射部，其由与前挡风玻璃分离设置的第二组合器形成；和投光器，其向所述第一反射部以及所述第二反射部投射显示光，所述第一反射部以及所述第二反射部使各自涉及的虚像重叠而生成立体的显示、或者使各自涉及的虚像成为一体而生成一体的显示。

Description

车辆用信息显示装置

技术领域

本发明涉及具备组合器以及投光器的车辆用信息显示装置。

背景技术

以往，这种车辆用信息显示装置作为HUD(Head-Up Display：平视显示器)被公知。关于这样的HUD，公知有一种使用在前挡风玻璃(front window shield)的面设置的组合器与多个投光器(显示板)，来显示距驾驶员眼睛的位置的距离不同的多个虚像的技术(例如参照专利文献1)。

专利文献1:日本特开2004-168230号公报

然而，在专利文献1所公开那样的现有HUD中，由于只使用沿着前挡风玻璃的面设置的组合器，所以如果想要实现显示的多样性(例如立体的显示)或显示范围的扩大，则需要针对投光器侧的构成想办法。该情况下，投光器侧的构成变得非常大型，存在向有限的仪表板内的空间的搭载性变差这一问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于，提供一种能够在实现显示的多样性等的同时搭载性良好的车辆用信息显示装置。

根据本发明的一个方式，提供一种车辆用信息显示装置，其特征在于，具备：第一反射部，其由前挡风玻璃自身或者设置于前挡风玻璃的组合器形成；

第二反射部，其由与前挡风玻璃分离设置的第二组合器形成；和

投光器，其向所述第一反射部以及所述第二反射部投射显示光，

所述第一反射部以及所述第二反射部使各自涉及的虚像重叠而生成立体的显示、或者使各自涉及的虚像成为一体而生成一体的显示。

根据本发明，可获得在能够实现显示的多样性等的同时搭载性良好的车辆用信息显示装置。

附图说明

图1是表示一个实施例(实施例1)涉及的车辆用信息显示装置1的构成的图。

图2是表示比较例涉及的车辆用信息显示装置的构成的图。

图3是表示其他实施例(实施例2)涉及的车辆用信息显示装置2的构成的图。

图4是表示其他实施例(实施例3)涉及的车辆用信息显示装置3的构成的图。

图5是表示其他实施例(实施例4)涉及的车辆用信息显示装置4的构成的图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的最佳方式进行说明。

图1是表示一个实施例(实施例1)涉及的车辆用信息显示装置1的构成的图。图1是车辆侧面视图，仪表板10、前挡风玻璃20被以剖视表示。另外，在图1中，示意性地表示了在仪表板10的内部配置的投光器30。

车辆用信息显示装置1具备第一组合器40、第二组合器42、和投光器(显示器)30。

第一组合器40被设于前挡风玻璃20。第一组合器40沿着前挡风玻璃20的面设置。因此，在典型的情况下，第一组合器40的曲率与前挡风玻璃20的曲率对应。第一组合器40可以是任意类型的组合器，例如可以由半透半反镜形成，也可以是使用了全息图的全息组合器。在是全息组合器的情况下，全息图可以被封入到前挡风玻璃20的层间。另外，第一组合器40也可以由在构成前挡风玻璃20的复层玻璃的配合面侧等蒸镀的反射膜(不过，是具有一定以上的透过率的反射膜)构成。

第二组合器42与前挡风玻璃20(其车厢侧的面)分离设置。第二组合器42如图1所示，相对于前挡风玻璃20的面被配置在车厢侧。第二组合器42可以与第一组合器40同样是任意类型的组合器，例如是使用了全息图的全息组合器。第二组合器42可以通过下端被仪表板10支承的方式设置。

投光器30产生用于向驾驶员传递信息的可见光线(显示光)。通过来自投光器30的显示光向驾驶员传递的信息(映像信息)可以是任意的信息。例如，投光器30可以投射包括从对车辆前方风景进行拍摄的红外线摄像机(未图示)接收到的映像信号所含的信息(即前方环境信息)的显示光。另外，投光器30也可以投射用于对来自导航装置的导航信息进行传递的显示光。另外，投光器30也可以投射用于对来自仪表ECU的仪表信息(例如车速等)进行传递的显示光。另外，投光器30也可以投射用于对空调装置、音响设备等的状态进行传递的显示光。

由投光器30投射的显示光到达第一组合器40以及第二组合器42。显示光通过第一组合器40以及第二组合器42而沿观测者P(主要是驾驶员)方向衍射，在观测者P的前方生成显示(虚像)。其中，在图1中，以观测者P(准确而言是其眼睛的位置P)为基准的显示光的投射范围(光路)被表示在点划线内。由第一组合器40以及第二组合器42生成的显示可以是包括画面或文字、图像等的任意形态。

投光器30包括：第一投光部31，其生成到达第一组合器40的显示光的部分、和第二投光部32，其生成到达第二组合器42的显示光的部分。其中，第一投光部31以及第二投光部32可以成为一体而形成一个投光部(投射面)。即，第一投光部31以及第二投光部32可以由单一的投光器30实现。

在本实施例中，如上述那样使用两个组合器、即第一组合器40以及第二组合器42生成了显示，第一组合器40以及第二组合器42被配置成与各自相关的虚像B1、B2协作而生成一体的显示B(参照图1)。

这里，一体的显示B是指第一组合器40以及第二组合器42涉及的各虚像B1、B2具有连续性。例如，在第一组合器40涉及的虚像B1提供导航信息的道路显示的一部分的情况下，第二组合器42涉及的虚像B2可以提供与虚像B1涉及的道路显示连续的道路显示(即这些道路相连而具有连续性的显示)。另外，在一体的显示B是车速的显示的情况下，可以是第一组合器40涉及的虚像B1形成车速的数字的上部分，第二组合器42涉及的虚像B2形成车速的数字的下部分。

图2是表示比较例涉及的车辆用信息显示装置的构成的图。在该比较例中，与图1所示而在上面叙述的本实施例的不同之处在于，第二组合器42’沿着前挡风玻璃20设置。在该比较例中，第一组合器40以及第二组合器42’被配置成各自涉及的虚像A1、A2协作而生成一体的显示A(参照图2)。

然而，在图1所示而在上面叙述的本实施例中，如上述那样，第一组合器40沿着前挡风玻璃20的面设置，另一方面，第二组合器42与前挡风玻璃20的面分离设置。这里，在将第二组合器42’沿着前挡风玻璃20设置的比较例(参照图2)中，第二组合器42’的曲率与前挡风玻璃20的曲率一致。

另一方面，在如本实施例那样将第二组合器42与前挡风玻璃20的面分离设置的情况下，能够不取决于前挡风玻璃20的曲率而自由决定第二组合器42的曲率。

因此，根据本实施例，通过恰当地设定第二组合器42的曲率，与比较例相比，能够扩大显示范围。在图2所示的例子中，第二组合器42在车厢内侧具有曲率中心(即向车外侧凸)，第二组合器42的曲率被设定得比前挡风玻璃20的曲率大(即，弯曲程度被设定得比前挡风玻璃20高)。由此，将图1以及图2进行比较可知，对于投光器30的相同的投射面积，本实施例与比较例相比，能够扩大显示范围。具体而言，在本实施例中，第一组合器40以及第二组合器42各自涉及的虚像B1、B2成为一体而生成一体的显示B(参照图1)，在比较例中，虽然第一组合器40以及第二组合器42’各自涉及的虚像A1、A2成为一体而生成一体的显示A(参照图2)，但显示B的显示范围大于显示A的显示范围。其中，第一组合器40涉及的虚像B1与第一组合器40涉及的虚像A1是相同的，显示范围也相同。

另外，根据本实施例，通过恰当地设定第二组合器42的曲率、倾斜角，第一组合器40以及第二组合器42涉及的各虚像B1、B2能够提高连续性。即，通过恰当地设定第二组合器42的曲率等，能够使第二组合器42涉及的虚像B2的上端接近于第一组合器40涉及的虚像B1的下端，可以提高虚像B1、B2的连续性(实现无缝的显示)。其中，在图2所示的例子中，第二组合器42被以上端侧比下端侧接近前挡风玻璃20的方式构成(配置)。另外，第二组合器42被设定成相对仪表板10的倾斜角比前挡风玻璃20大(在立起方向)。此外，在图2所示的例子中，第二组合器42的上端侧也可以与前挡风玻璃20接触(其中，在该情况下，除了上端侧以外，第二组合器42也与前挡风玻璃20分离设置)。

图3是表示其他实施例(实施例2)涉及的车辆用信息显示装置2的构成的图。

图3所示的实施例2相对于参照图1在上面叙述的实施例1，主要是第二组合器420的配置方式不同。对于其他可以相同的构成，赋予相同的附图标记进行图示而适当地省略说明。

第二组合器420与上述的实施例1同样，与前挡风玻璃20的面(车厢侧的面)分离设置。第二组合器420如图3所示，相对于前挡风玻璃20的面被配置在车厢侧。有意地使距前挡风玻璃20的面的第二组合器420的分离距离大于前挡风玻璃20的板厚。第二组合器420与第一组合器40同样，可以是任意类型的组合器，例如是使用了全息图的全息组合器。第二组合器420可以按照其下端被从仪表板10向上方延伸的支承脚支承的方式，相对于仪表板10进行支承。

在本实施例中，如上述那样，使用两个组合器、即第一组合器40以及第二组合器420来生成显示，第一组合器40以及第二组合器420被配置成各自涉及的虚像C1、C2重叠而生成立体的显示C(参照图3)。各自涉及的虚像C1、C2重叠而能够生成立体的显示C的第一组合器40以及第二组合器420的配置方式根据投光器30的位置、显示光的投射范围以及投射方向、观测者P的位置(眼睛的位置)等来决定。在图示的例子中，第二组合器420相对于第一组合器40近似平行配置。这里，将“近似”平行考虑成第二组合器420、第一组合器40可能不是平面的情况。另外，即使在以近似的平面进行考虑时，第一组合器40以及第二组合器420也意图可以平行，也可以构成微小的角度(例如10度以下)。另外，第二组合器420相对于第一组合器40也可以是在车辆后方侧偏移规定距离的关系。其中，能够不取决于前挡风玻璃20的曲率(第一组合器40的曲率)而自由地决定第二组合器420的曲率。

立体的显示C是指从观测者P观察，通过两个虚像C1、C2重叠且在两个虚像C1、C2间具有纵深方向的距离L而获得物理上的纵深感的显示。因此，立体的显示C与需要偏光眼镜的佩戴的立体视图像、利用了裸眼立体显示器所采用的视差隔断的立体视图像不同。

在本实施例中，第二组合器420涉及的虚像C2如图3所示，比第一组合器40涉及的虚像C1向近前(驾驶员侧)靠近规定距离L而生成。即，虚像C2比虚像C1向近前靠近规定距离L而生成。由此，整体能够生成立体的显示C(具有纵深感的显示)。其中，立体的显示C可以传递任意的信息，例如在是用于传递本车位置信息作为导航信息的显示的情况下，可以由第一组合器40涉及的虚像C1形成道路显示，由第二组合器420涉及的虚像B2形成在道路显示上根据本车位置而移动的车辆显示(例如球状的显示)。

其中，在图3所示的例子中，投光器30包括：第一投光部31，其生成到达第一组合器40的显示光的部分；和第二投光部32，其生成到达第二组合器420的显示光的部分，第一投光部31以及第二投光部32成为一体而形成一个投光部(投射面)。该情况下，由于投光器30实际上是一个单元，所以搭载性非常良好。不过，第一投光部31与第二投光部32可以配置在物理上分离的位置。即，投光器30可以由两个投光器形成。该情况下，第一投光部31与第二投光部32的投射面可以相互平行(即，可以在光的投射方向偏移配置)。

另外，在图3所示的例子中，立体的显示C通过第二组合器420涉及的虚像C2重叠于第一组合器40涉及的虚像C1的整体而生成，但也可以通过第二组合器420涉及的虚像C2的全部与第一组合器40涉及的虚像C1的一部分重叠的方式、或第二组合器420涉及的虚像C2的一部分与第一组合器40涉及的虚像C1的一部分或者全部重叠的方式等，来生成立体的显示。另外，在第二组合器420涉及的虚像C2的全部与第一组合器40涉及的虚像C1的一部分重叠的方式的情况下，重叠的位置可以是第一组合器40涉及的虚像C1的任意部位。例如，第二组合器420涉及的虚像C2的全部可以重叠于第一组合器40涉及的虚像C1的中央部，也可以重叠于第一组合器40涉及的虚像C1的端部。

图4是表示其他实施例(实施例3)涉及的车辆用信息显示装置3的构成的图。本实施例的车辆用信息显示装置3与上述的实施例1涉及的车辆用信息显示装置1的不同之处主要在于省略了第一组合器40。关于其他的构成，可以与上述的实施例1涉及的车辆用信息显示装置1同样，赋予相同的附图标记而省略说明。

在本实施例3中，从投光器30投射出的显示光到达前挡风玻璃20以及第二组合器42。显示光通过前挡风玻璃20以及第二组合器42在观测者P(主要是驾驶员)方向发生衍射，在观测者P的前方生成显示(虚像)。在本实施例3中，相对于上述的实施例1，替代第一组合器40，前挡风玻璃20自身作为使从投光器30投射出的显示光在观测者P(主要是驾驶员)方向发生衍射(反射)的反射部发挥功能。

根据本实施例3，也能生成显示范围增大的一体的显示B，可获得与上述的实施例1同样的效果。

此外，在本实施例3中，优选前挡风玻璃20为了防止重像(因前挡风玻璃20的表面与背面的各面中的反射而看作双重的像)而具有厚度不同的中间膜(被封入在复层玻璃的玻璃间的中间膜)。例如，中间膜可以是随着从前挡风玻璃20的上侧朝向下侧而厚度缓缓降低的膜(楔形的剖面)。

图5是表示其他实施例(实施例4)涉及的车辆用信息显示装置4的构成的图。本实施例的车辆用信息显示装置4相对于上述的实施例2涉及的车辆用信息显示装置2的不同之处主要在于省略了第一组合器40。关于其他的构成，可以与上述的实施例2涉及的车辆用信息显示装置2同样，赋予相同的附图标记而省略说明。其中，在本实施例4中，与上述的实施例3同样，优选前挡风玻璃20为了防止重像而具有厚度不同的中间膜。

在本实施例4中，也与上述的实施例3同样，从投光器30投射出的显示光到达前挡风玻璃20以及第二组合器420。显示光通过前挡风玻璃20以及第二组合器420在观测者P(主要是驾驶员)方向发生衍射，在观测者P的前方生成显示(虚像)。在本实施例4中，相对于上述的实施例2，替代第一组合器40，前挡风玻璃20自身作为使从投光器30投射出的显示光在观测者P(主要是驾驶员)方向发生衍射(反射)的反射部发挥功能。

在本实施例中，如上述那样，使用前挡风玻璃20以及第二组合器420来生成显示，前挡风玻璃20以及第二组合器420各自涉及的虚像C1、C2重叠而生成立体的显示C(参照图5)。各自涉及的虚像C1、C2重叠而能够生成立体的显示C的前挡风玻璃20以及第二组合器420的相对配置方式(尤其是第二组合器420相对于前挡风玻璃20的位置)根据投光器30的位置、显示光的投射范围以及投射方向、观测者P的位置(眼睛的位置)等来决定。在图示的例子中，第二组合器420相对于前挡风玻璃20近似平行配置。这里，“近似”平行考虑成第二组合器420、前挡风玻璃20可能不是平面的情况。另外，即使在以近似的平面进行考虑时，前挡风玻璃20以及第二组合器420也意图可以平行，也可以构成微小的角度(例如10度以下)。另外，第二组合器420相对于前挡风玻璃20也可以是在车辆后方侧偏移规定距离的关系。其中，能够不取决于前挡风玻璃20的曲率而自由地决定第二组合器420的曲率。

根据本实施例4，也能够生成与上述的实施例2同样的立体的显示C，可获得与上述的实施例2同样的效果。

以上，对本发明的优选实施例进行了详细说明，但本发明并不限定于上述的实施例，能够在不脱离本发明范围的情况下对上述的实施例实施各种变形以及置换。

例如，在上述的实施例1、2中，来自投光器30的显示光直接到达第一组合器40以及第二组合器42(或者420，以下相同)，但也可以在投光器30与第一组合器40以及第二组合器42之间配置反射镜等任意的光学系统。这对于上述的实施例3、4也同样。

另外，在上述的实施例1、2中，使用第一组合器40以及第二组合器42(或者420，以下相同)生成了显示，但也可以在第一组合器40以及第二组合器42的基础上，还使用第三组合器来生成显示。该情况下，第三组合器可以通过与第二组合器42同样的方式构成，也可以通过与第一组合器40同样的方式构成，还可以通过其他方式构成。这对于上述的实施例3、4也同样。

另外，在上述的各实施例中，投光器30被组装到仪表板10的内部，但也可以设置于其他场所(例如室内镜附近)。

另外，在上述的实施例1中，第二组合器42相对于第一组合器40在下方侧相邻设置，但第二组合器42也可以相对于第一组合器40在上方侧相邻设置，也可以相对于第一组合器40在横向相邻设置。

附图标记说明：

1、2-车辆用信息显示装置；10-仪表板；20-前挡风玻璃；30-投光器；31-第一投光部；32-第二投光部；40-第一组合器；42、420-第二组合器。

Claims (4)

1.一种车辆用信息显示装置，其特征在于，具备：

第一反射部，其由前挡风玻璃(20)自身或者设置于前挡风玻璃的第一组合器(40)形成；

第二反射部，其由与前挡风玻璃分离设置的第二组合器(42；420)形成；和

投光器(30)，其向所述第一反射部以及所述第二反射部投射显示光，

所述投光器(30)包括：第一投光部，其生成到达所述第一反射部的显示光的部分；以及第二投光部，其生成到达所述第二反射部的显示光的部分，

所述第一反射部以及所述第二反射部使各自涉及的虚像重叠而生成立体的显示、或者使各自涉及的虚像成为一体而生成一体的显示，

使距所述前挡风玻璃(20)的面的所述第二组合器(42；420)的分离距离大于所述前挡风玻璃(20)的板厚。

2.根据权利要求1所述的车辆用信息显示装置，其中，

所述第一反射部以及所述第二反射部使各自涉及的虚像重叠而生成立体的显示，

所述第二反射部在比所述第一反射部靠车辆后方侧相对于所述第一反射部大致平行地延伸。

3.根据权利要求2所述的车辆用信息显示装置，其中，

所述第一投光部和所述第二投光部成为一体而形成由所述第一反射部以及所述第二反射部共用的一个投光器。

4.根据权利要求1所述的车辆用信息显示装置，其中，

所述第一反射部以及所述第二反射部使各自涉及的虚像成为一体而生成一体的显示，

所述第二反射部在车厢侧具有曲率中心，

所述第二反射部的曲率比所述第一反射部的曲率大，

所述第一投光部和所述第二投光部成为一体而形成由所述第一反射部以及所述第二反射部共用的一个投光器。