CN105339830B - 平视显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可保持美观、提高商品性的平视显示装置。HUD装置(1)包括：显示器(20)，其射出表示显示图像的显示光(L)；组合器(50)，其具有显示器(20)所射出的显示光(L)射入的凹面(50a)，该组合器(50)将已射入的显示光(L)汇聚，由观察者(2)从凹面(50a)侧，按照与前方的背景重合的方式，视觉识别上述显示图像；光学传感器(31)，其按照与凹面(50a)面对的方式设置，检测透射上述组合器(50)而射入了的外来光(N1)的亮度。

Description

平视显示装置
技术领域
本发明涉及一种平视显示装置。
背景技术
作为平视显示(Head-up Display；HUD)装置，人们公知有比如在专利文献1中公开的类型。该HUD装置包括：显示图像的显示器；组合器，该组合器可对该图像进行放大显示，并且使车辆前方的风景(背景)透射，该HUD装置按照下述方式构成：按照与前方风景重叠的方式，主要由作为驾驶员的用户视觉识别车速、行驶距离等的显示信息。另外，为了与周围的亮度相对应地调整显示器的显示亮度，该HUD装置包括光学传感器，该光学传感器用于检测背景的亮度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开平9—54276号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1的HUD装置中，如该文献的图1、图4所示，如果在机构外壳1(壳体)内、组合器2上设置光学传感器9，则因光学传感器曝露，或将外来光射入位于外壳、组合器的光学传感器中的孔部醒目等原因，HUD装置的美观性受到损害，在该方面，商品性的提高具有改善的余地。
本发明是针对上述的课题而提出的，本发明的目的在于提供一种可保持美观性，提高商品性的平视显示装置。
用于解决课题的技术方案
为了实现上述目的，本发明的平视显示装置的特征在于，该平视显示装置包括：
显示器，该显示器射出表示显示图像的显示光；
组合器，该组合器具有上述显示器所射出的显示光射入的凹面，该组合器将已射入的显示光汇聚，由观察者从上述凹面侧，按照与前方的背景重合的方式，视觉识别上述显示图像；
光检测部，该光检测部按照与上述凹面面对的方式设置，检测透射上述组合器而射入的外来光的亮度。
发明的效果
按照本发明，能提供可保持美观性、提高商品性的结构的平视显示装置。
附图说明
图1为本发明的实施方式的HUD装置的俯视图；
图2为图1所示的HUD装置的从箭头A方向观察的立体图；
图3为沿图1所示的HUD装置中的B—B线的外观结构的剖视图；
图4为本发明的变形例的HUD装置的外观结构的剖视图。
具体实施方式
参照附图，对本发明的一个实施方式的HUD装置进行说明。
HUD装置1像图1～图3所示的那样，包括：外壳10；显示器20；电路基板30；反射部40；组合器50。
HUD装置1由例如下述固定式的HUD装置构成，该HUD装置安装于车辆的仪表盘上(比如仪表板上方)上。在下面的说明中，从视觉识别HUD装置1所显示的显示图像的视觉识别者2而观看，上方向设为“上”，下方向设为“下”，前方向设为“前”，后方向设为“后”(参照图2、图3的两端的箭头)，适当地对构成HUD装置的各部分进行说明。
外壳10包括外壳上部11、外壳下部12以及外壳中部13。在外壳上部11形成有开口部110，该外壳上部11与外壳下部12连接，由此形成像上侧开口的箱这样的形状。在该箱状的内部，接纳有显示器20、电路基板30以及外壳中部13。
外壳上部11具有作为安装组合器50的部分的平坦状的被安装部111。被安装部111位于外壳上部11的前侧端部(图3中右端部)，在被安装部111上形成有螺纹孔H1，该螺纹孔H1与用于将组合器50安装于外壳上部11上的螺钉S相对应。如果将组合器50安装于被安装部111上，则组合器50处于从外壳上部11而延伸到上方的姿态。
另外，在外壳上部11上形成有孔部112，该孔部112使装载于电路基板30上的光学传感器31朝前方露出。
在外壳下部12上放置外壳中部13。在外壳下部12上形成呈与反射部40的底端部相对应的形状的凹部121。通过该凹部121和外壳中部13的一部分(后侧的内面侧)，保持反射部40(比如，反射部40通过下述方式保持，该方式为：其一端插入凹部121中，并且其后侧的面通过粘接胶带等而固定于外壳中部13上)。
外壳中部13为大致呈筒状的部件，在其外侧面的一部分上(图3中右侧)设置显示器20。在外壳中部13上形成射出口130，该射出口130作为使显示器20的显示面露出的开口部。另外，还可在外壳中部13上设置覆盖射出口130的透明的窗部件。
显示器20射出显示光L，该显示光L表示用于通报行驶距离等的显示信息的显示图像，比如，由通过液晶面板和背光用光源构成的透射型液晶显示器，或自发光型显示器构成。
电路基板30为印刷电路板，在由包含玻璃纤维的树脂等构成的板状的基材上安装了控制部(在图中未示出)，该控制部由包括CPU(Central Processing Unit(中央处理单元))与ROM(Read Only Memory(只读存储器))等的存储部的微型计算机、图形显示控制器(GDC)等构成。电路基板30通过比如在图中未示出的安装部件而固定于外壳下部12上，其在显示器20的前侧，位于外壳上部11和外壳下部12之间。另外，电路基板30按照与外壳下部12的底面122，即与前后方向基本相垂直的方式设置。电路基板30和显示器20经由FPC(Flexible Printed Circuit(挠性印制电路))3而导通连接。FPC3的一端部经由连接器C与电路基板30连接。控制部获得从车辆ECU(Electronic Control Unit(电子控制单元))等的外部装置(在图中未示出)而通过通信线路而传送的车辆的状态信息，对应于此，驱动显示器20(即，于显示器20中显示规定的显示图像)。
另外，在电路基板30中，安装光学传感器(光检测部)31、放大电路(在图中未示出)、驱动显示器20的驱动电路(在图中未示出)等。
此外，光学传感器31用于检测已射入的光的亮度，按照与后述的组合器50的凹面50a的底端部面对，并且沿射入光学传感器31中的光的光轴沿前后方向的方式设置(参照图3)。光学传感器31将表示已射入的光的亮度的检测信号供给到上述放大电路，上述放大电路对光学传感器31所检测出的上述检测信号进行放大，将其供给到上述控制部。上述控制部根据已获得的上述检测信号，经由上述驱动电路，调整显示部20所显示的上述显示图像的亮度。在比如表示光学传感器31所接收到的光的亮度的值大于预定的阈值的场合，由于推测出背景明亮，故以规定的度数提高显示器20的显示亮度，维持上述显示图像的视觉识别性。具体来说，比如，在显示部20由透射型液晶显示器构成的场合，提高背光用光源的亮度。
反射部40位于显示器20的显示侧，即，显示光L的射出侧，将已射入的显示光L朝向组合器50反射。反射部40由比如经过铝蒸镀处理的树脂成形件构成，以曲面的方式形成反射面(另外，在图3中，反射面以基本为平面的方式形成)，该反射面以良好的效率将来自显示部20的显示光L反射到组合器50。另外，反射部40像前述那样，由凹部121和外壳中部13的一部分保持，其反射面按照与显示器20的显示面基本相对的方式设置。显示器20射出的显示光L通过射出口130到达反射部40。另外，通过反射部40反射的显示光L通过外壳上部11的开口部110，朝向组合器50。
组合器50由具有曲面的板状的半反射镜、全息元件等构成。组合器50具有突出部51，该突出部51从组合器50的一端部(底侧的端部)，向组合器50的主面(与反射部40的反射面基本面对的面)的面内方向以外的方向突出。
本实施方式的突出部51像图3所示的那样，向组合器50的主面的基本面外方向突出，具体来说，朝向视觉识别者2的前方(相对于组合器50，与视觉识别者2相反的一侧)突出。突出部51像图1所示的那样，具有两个，在各突出部51中形成孔H2，该孔H2使螺钉S穿过，该螺钉S用于将组合器50安装于外壳10(外壳上部11)上。穿过突出部51的孔H2的螺钉S从顶侧与外壳上部11的螺纹孔H1螺合，由此，组合器50安装于被安装部111上。即，突出部51从与该突出的方向(即，前方)相垂直的方向(从顶侧)，安装于外壳上部11的被安装部111上，由此将组合器50安装于被安装部111上。
关于像上述那样安装并固定于外壳上部11上的组合器50，其凹部50a的高于外壳上部11的上侧的部分与反射部40的反射面基本面对。组合器50像图3所示的那样，在通过反射部40反射后，改变射入的显示光L的光路(在组合器50采用半反射镜的场合，通过反射，改变显示光L的光路，在采用全息元件的场合，通过衍射改变显示光L的光路)。组合器50的凹面50a由下述曲面构成，该曲面具有汇聚显示光L的功能，与仅仅反射光的场合相比较，可将虚像形成于前远方(比如，距组合器50约1m的前方)。组合器50于该前方位置F处形成上述显示图像的虚像，并且使来自前方的光透射，由此，HUD装置1可使视觉识别者2视觉识别虚像和实际上存在于前方的外景等的双方。
另外，在固定于外壳上部11上的组合器50中，于上下方向与该外壳上部11重合的部分(底端部)覆盖形成于外壳上部11的光学传感器31的前方的孔部112，组合器50的凹面50a的外壳上部11和于上下方向重合的底侧部分与从孔部112向前方露出的光学传感器31面对。
由此，在从前方观看HUD装置1的场合，光学传感器31和孔部112不醒目，可保持HUD装置1的美观。
在这里，像图3所示的那样，来自组合器50的前方的外来光N1透射组合器50的底端部，通过外壳上部11的孔部112，射入与凹面50a面对的光学传感器31中。接着，光学传感器31检测外来光N1的亮度，与此相对应的上述控制部像前述那样，根据检测结果适当调整显示器20的亮度。
特别是，在本实施方式中，由于光学传感器31接纳于外壳10中，外来光从光学传感器31的前方的孔部112而射入，故可主要对来自前方的外来光N1进行检测。另外，可不经由导光体等的另外部件，于外壳10的内部，按照接近作为上述显示图像的投影方向的前方的方式设置光学传感器31，由此，以良好的精度，对来自前方的外来光N1的亮度进行检测。由于组合器50的前方为观察者2视觉识别上述显示图像时的背景方向，故检测能视为是基本上为背景亮度的外光N1的亮度，由此，能更加适当地调整投影像的亮度。即使在比如白天的隧道出口附近，车室内部较暗，上述显示图像的投影方向(即，作为前方的背景方向)较亮的情况下，仍能在车辆从隧道驶出之前对应于投影方向的亮度，将投影像的亮度调整到适合的亮度。
另外，像上述那样，由于设置光学传感器31，电路基板30按照与外壳下部12的底面122基本垂直的方式设置，由此，不需要导光体等的另外的部件，光学传感器31和电路基板30设置于显示器20和组合器50之间的空间中，电路基板30不从组合器50向前方伸出，故与经由导光体等的另外的部件而将外来光N1射入外壳10内部的光学传感器31的场合相比较，能削减外壳10内的显示器20前方的空间，能使HUD装置1小型化。
由以上的结构构成的HUD装置1包括：
显示器20，该显示器20射出表示显示图像的显示光L；
组合器50，该组合器50具有显示器20所射出的显示光L射入的凹面50a，该组合器50汇聚已射入的显示光L，由视觉识别者2从凹面50a侧，按照与前方的背景重合的方式，视觉识别上述显示图像；
光学传感器31，该光学传感器31按照与凹面50a面对的方式设置，检测透射组合器50而射入的外来光N1的亮度。
由此，在从前方观看HUD装置1的场合，光学传感器31不醒目，可保持美观，提高商品性。另外，与经由导光体等的另外的部件而将外来光N1射入光学传感器31的场合相比较，可削减部件数量，并且可以良好的精度对上述显示图像的投影方向的亮度进行检测。
另外，HUD装置1包括外壳10，该外壳10接纳显示器20和光传感器31，在光学传感器31的前方形成孔部112。
组合器50按照从前方观看覆盖孔部112的方式设置。
由此，在从前方观看HUD装置1的场合，光学传感器31和孔部112变得不醒目，可保持美观，提高商品性。
还有，HUD装置1具有装载有光学传感器31的电路基板30，电路基板30按照与外壳10(的外壳下部12)的底面122基本相垂直的方式设置。
由此，能削减外壳10内的显示器20的前方的空间，能使HUD装置1小型化。
下面通过图4，对变形例子的HUD装置进行说明。另外，对于与前述的实施方式相同或相应的部位，采用同一标号，其具体内容省略。
在变形例的HUD装置101中，像图4所示的那样，组合器50按照覆盖外壳10(外壳上部11和外壳下部12)的前方侧面的方式设置。关于组合器50，比如其底端部通过螺钉而安装于设置于外壳下部12的被安装部(在图中未示出)。
同样通过这样的方案，在HUD装置101中，在从前方观看HUD装置101的场合，光学传感器31和孔部112不醒目，能保持美观，提高商品性。另外，在外壳10中，并没有从组合器50向前方突出的部分，通过组合器50，在从前方观看HUD装置101的场合，外壳10不醒目，能提高HUD装置101的美观性，能进一步提高商品性。另外，在HUD装置101中，对于将组合器50安装于外壳下部12的结构，能去除从外壳10的组合器50向前方突出的部分，由此可进一步使HUD装置101小型化。
另外，本发明并不限于上述实施方式和附图。显然，可使上述实施方式和附图变更(也包括删除组成要素)。
在上面的说明中，给出了通过反射部40来反射来自显示器20的显示光L，使其到达组合器50的例子，但是并不限于此。也可按照显示器将显示光直接朝向组合器而射出的方式构成HUD装置。在该场合，按照与显示器与组合器基本面对的方式设置，不需要反射部40。
在以上的说明中，设置HUD装置1(或101)的交通工具的一个例子为车辆，但是并不限于此。也可将HUD装置1(或101)设置于船舶、飞机等的其它的交通工具的驾驶席附近，另外，并不限于设置于交通工具的驾驶席附近的场合，也可适用于设置于室内的台式装饰物等。
另外，在上面的描述中，对HUD装置1(或101)为固定式的场合进行了说明，但是，HUD装置1(或101)比如，也可按照与车辆的仪表盘一体的方式构成。
在以上的说明中，为了容易理解本发明，适当省略非重要的公知的技术事项的说明。
产业上的利用可能性
本发明可适用于平视显示装置。
标号的说明：
标号1、101表示HUD装置；
标号2表示视觉识别者；
标号10表示外壳；
标号11表示外壳上部；
标号112表示孔部；
标号12表示外壳下部；
标号122表示底面；
标号13表示外壳中部；
标号130表示射出口；
标号20表示显示器；
标号30表示电路基板；
标号31表示光学传感器；
标号40表示反射部；
标号50表示组合器。

Claims (3)

1.一种平视显示装置，其特征在于，其包括：
显示器，该显示器射出表示显示图像的显示光；
组合器，该组合器具有上述显示器所射出的显示光射入的凹面，该组合器将已射入的显示光汇聚，由观察者从上述凹面侧，按照与前方的背景重合的方式，视觉识别上述显示图像；
光检测部，该光检测部按照与上述凹面面对的方式设置，检测透射上述组合器而射入了的外来光的亮度；
外壳，该外壳接纳上述显示器和上述光检测部，于将上述显示光透过上述组合器的开口部和上述光检测部的上述前方形成孔部，上述开口部设置于上述外壳的上方，上述孔部设置于上述外壳的上述前方；
上述组合器按照从上述组合器的前方观察，覆盖上述孔部的方式设置。
2.根据权利要求1所述的平视显示装置，其特征在于，上述外壳包括外壳上部、外壳下部以及外壳中部，上述组合器按照覆盖上述外壳上部的前侧端部的方式设置。
3.根据权利要求1或2所述的平视显示装置，其特征在于，其包括装载上述光检测部的电路基板；
上述电路基板按照与上述外壳的底面基本相垂直的方式设置。
CN201480035801.XA 2013-06-24 2014-06-19 平视显示装置 Expired - Fee Related CN105339830B (zh)

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