CN106458031A - 车辆显示装置 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于车辆显示装置，使得能够抑制来自透射部周围的异常噪音的产生。该显示装置配备有：显示单元(3)，其设置在仪表板(I)的内侧上，并且投射显示图像(G1)；透明盖(4)，其使得从显示单元(3)投射的显示图像(G1)能够透过该透明盖到达挡风玻璃(F)；边框本体(5)，其设置有开口部(51)，该开口部使得已经透过透明盖(4)的显示图像(G1)能够穿过；以及缓冲材料(7)，其设置在边框本体(5)中的开口部(51)的端缘(51A)的至少一部分与透明盖(4)之间。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆显示装置，其设置在仪表板上，将显示图像投射到挡风玻璃上，并且使得乘客能够视觉地识别在挡风玻璃上反射的显示图像的虚像。
背景技术
传统地，已经提出了一种平视显示(HUD)装置作为车辆显示装置，该平视显示装置将来自设置在仪表板中的投影仪的显示图像投射到挡风玻璃上，反射挡风玻璃上所投射的显示图像，并且使得乘客能够视觉地识别作为虚拟图像的反射后的图像(例如，参见专利文献1)。专利文献1中描述的车辆显示装置包括透明盖，该透明盖设置于仪表板的开口部，用以使得显示图像能够透过该透明盖。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP 2007-148092A
发明内容
技术问题
然而，在专利文献1中所描述的传统的车辆显示装置中，透明盖(透射部)安装于车辆显示装置的装置本体，并且该装置本体固定于诸如车身板这样的车辆的组件。因此，透明盖不固定到仪表板，使得透明盖与仪表板可能由于运行振动等而互相接触而产生异常噪音。而且，当透明盖与仪表板互相分离而形成用于防止产生异常噪音的间隙时，产生了脏物或者灰尘从间隙侵入到装置本体中的问题。
本发明的目的是提供一种车辆显示装置，其能够防止来自透射部周围的异常噪音的产生。
解决问题的方案
为了解决以上问题，在本发明的第一方面中描述的车辆显示装置是这样的车辆显示装置，其设置在仪表板上，朝着挡风玻璃投射显示图像，并且使得乘客能够视觉地识别在所述挡风玻璃上反射的所述显示图像的虚像，所述车辆显示装置包括：投射部，其设置在所述仪表板的内侧，以投射所述显示图像；透射部，其使得由所述投射部投射的所述显示图像能够透过该透射部到达所述挡风玻璃；框架部，其设置有开口，该开口使得已经透过所述透射部的所述显示图像能够穿过；以及缓冲材料，其设置在所述框架部上的所述开口的周缘的至少一部分与所述透射部之间。
根据上述本发明中的车辆显示装置，缓冲材料设置在框架部上的开口的周缘的至少一部分与透射部之间，从而能够抑制由于开口的周缘与透明盖之间的接触而导致的异常噪音的产生。此外，不需要将开口的周缘与透明盖互相分离以形成大的间隙用以防止产生异常噪音，从而能够减小间隙。另外，由于利用缓冲材料封闭间隙的至少一部分，所以能够防止脏物或者灰尘侵入到内部。
在第二方面中描述的车辆显示装置的特征在于：在第一方面中所述的车辆显示装置中，所述缓冲材料设置在前周缘与所述透射部之间，所述前周缘是所述开口的所述周缘的一部分并且位于所述透射部上的车辆前侧处，并且利用所述缓冲材料封闭所述前周缘与所述透射部之间的间隙。
利用该构造，缓冲材料设置在开口的前周缘与透射部之间，并且前周缘与透射部之间的间隙被缓冲材料封闭，从而能够防止脏物或者灰尘从间隙侵入。因此，即使当透射部设置为朝着车辆的前侧向前下方倾斜，也能够防止可能沿着透射部的表面在车辆的前侧上积累的灰尘等的侵入。另外，如果间隙形成在前周缘与透射部之间，则该间隙反射在挡风玻璃上，并且容易被乘客看见为暗的反射图像，这可能给予乘客不适感。然而，由于该间隙被缓冲材料封闭，所以难以形成暗的反射图像，结果减轻了给予乘客的不适感，并且能够提高显示图像的可见性。
在第三方面中描述的车辆显示装置的特征在于：在第一方面中所述的车辆显示装置中，所述缓冲材料设置在所述开口的整个周缘与所述透射部之间，并且利用所述缓冲材料封闭所述开口的所述整个周缘与所述透射部之间的间隙。
利用该构造，缓冲材料设置在开口的整个周缘与透射部之间，并且整个周缘与透射部之间的间隙被缓冲材料封闭，从而能够防止脏物或者灰尘从间隙侵入。
在第四方面中描述的车辆显示装置的特征在于：在第一至三的任意一方面中所述的车辆显示装置中，所述框架部与所述仪表板分别地形成，并且所述框架部的外缘被安装为与所述仪表板连续。
利用该构造，由于设置有开口的框架部被设置为与仪表板分离，所以不需要在仪表板上形成开口，并且从而，能够提高开口与透射部之间的定位精度，并且能够进一步减少异常噪音的产生。注意，车辆显示装置可以被构造为在仪表板的一部分上具有框架部和开口，而不具有独立的框架部。
发明的有益效果
根据本发明的车辆显示装置，其能够抑制来自透射部周围的异常噪音的产生，并且还能够抑制脏物或者灰尘从开口的周缘与透射部之间侵入到装置的内部。
附图说明
图1是图示出根据本发明的第一实施例的车辆显示装置所安装到的仪表板的一部分的透视图。
图2是图示出车辆显示装置的截面图。
图3是图示出车辆显示装置的显示状态的视图。
图4是图示出当放大时车辆显示装置的一部分的截面图。
图5是图示出当放大时车辆显示装置的另一部分的截面图。
图6是图示出根据本发明的第二实施例的车辆显示装置所安装到的仪表板的一部分的透视图。
图7是图示出车辆显示装置的显示状态的视图。
图8是图示出当放大时车辆显示装置的一部分的截面图。
图9是图示出当放大时车辆显示装置的另一部分的截面图。
图10是图示出车辆显示装置的修改例的截面图。
参考标记列表
1 车辆显示装置
2 图像投影仪
3 显示单元(投射部)
4 透明盖(透射部)
5 边框本体(框架部)
6 光引导部件(照射单元)
7 缓冲材料
51 开口部(开口)
51A 端缘(开口的周缘)
52 外缘
53 框架表面部(框架部)
54 渐变部(表面颜色)
F 挡风玻璃
G1 显示图像
G3 虚像
I 仪表板
具体实施方式
[第一实施例]
下面将参考附图描述本发明的第一实施例。如图1至3所示，根据本实施例的车辆显示装置1设置在车辆的仪表板I上，将显示图像G1投射到挡风玻璃F上，并且使得乘客能够视觉地识别在挡风玻璃F上所反射的显示图像G2的虚像G3。具体地，如图2和3所示，由车辆显示装置1所投射的显示图像G1在挡风玻璃F上反射，以到达乘客的视域范围ER。当乘客看见视域范围ER内的视点EP的前方的区域时，反射后的显示图像G2能够被视为位于挡风玻璃F的前方的虚像G3。因此，乘客能够通过挡风玻璃F而获得前方视域，并且能够视觉地识别在前方视域中的虚像G3。
车辆显示装置1包括：装置本体2，其设置在仪表板I的内侧；显示单元3，其设置在装置本体2的内部，作为用于投射显示图像的投射部；透明盖4，其充当透射部，用于使得由显示单元3所投射的显示图像能够透过该透明盖而到达挡风玻璃F；边框本体5，其被设置为框架部，具有使得已经透过透明盖4的显示图像能够穿过的开口部(开口)51；以及光引导部件6，其在车辆的前侧处设置在边框本体5的下方(在里侧处)作为照射单元。注意，在本实施例中，图1中的斜左上侧和图2中的左侧是车辆的前侧，并且在下文一些情况下它们可以简称为车辆前侧。
装置本体2包括：箱状壳体21；光学单元22，其设置在壳体21中，以将来自显示单元3的显示图像引导至透明盖4；以及未图示出的控制单元。壳体21在顶部处开口，并且透明盖4安装在开口部上。支撑部件24在车辆前侧处通过支架23固定到壳体21，并且光引导部件6由支撑部件24所支撑。上述的壳体21固定到诸如车辆的车身板这样的车辆本体，并且在不直接固定到仪表板I的情况下不连接到仪表板I。
光学单元22包括：多个反射镜，其反射由显示单元3投射的显示图像；以及多个透镜，其放大或者缩小显示图像。光学单元22延长来自显示单元3的显示图像G1的投射路径，从而使得由乘客视觉地识别出的虚像G3能够聚焦在车辆前侧的远距离处。
显示单元3具有显示装置，该显示装置响应于来自控制单元的信号而生成显示图像。显示装置例如由透光的液晶显示面板构成，并且能够显示诸如数值、字符和图形这样的可视化信息(显示图像)。显示单元3还设置有诸如背光这样的用于照明的光源，以作为光通量投射由该显示装置所显示的可视化信息。
透明盖4是矩形面材，其具有透光性并且具有向下突出的曲面。透明盖4在朝着车辆前侧向前下方倾斜的状态下由壳体21支撑。
边框本体5在其中心处具有开口部51，并且外缘52形成为与仪表板I连续，使得边框本体5由仪表板I支撑。开口部51沿着透明盖4的端缘具有矩形端缘(周缘)51A，并且该开口部51使得已经透过透明盖4的显示图像G1能够穿过。缓冲材料7沿着开口部51的端缘51A的整个周边而设置在开口部51的端缘51A与透明盖4的表面之间。缓冲材料7由诸如海绵这样的可发性树脂制成的弹性材料形成，并且附着到开口部51的端缘51A和透明盖4的表面中的一者或两者。另一方面，外缘52被安装为在同一水平面上与仪表板I的表面Ia连续，而不具有阶部，使得与仪表板I不形成间隙。
此外，如图4和5所示，边框本体5具有框架表面部53，该表面部具有从外缘52朝向开口部51的端缘51A的下降斜坡。该框架表面部53形成为向上凸出的曲面，其下降斜坡从外缘52朝着开口端51的端缘51A逐渐增大，即，边框本体5形成为盆状形状，其中，整个表面朝着中心处的开口部51下降。另外，边框本体5在俯视图中形成为大致环状矩形形状，具有位于车辆前侧处的前框架部5A、位于左侧和右侧处的一对横向框架部5B以及位于车辆后侧处的后框架部5C。
上述边框本体5由具有适当厚度的热塑性树脂形成，并且由例如注射成型形成。优选地，热塑性树脂是透光的半透光材料，并且模制之后的透射率大约为20％。另外，对边框本体5的框架表面部53进行与对仪表板I的表面Ia所进行的表面处理相似的表面处理。表面处理包括：不平整部精整加工，用于注射成型期间所形成的不平整部；以及涂覆加工，用于在模制之后涂覆表面，并且已被进行了表面处理的框架表面部53与仪表板I的表面Ia被设定为具有相同的光泽度和颜色。
如图4所示，边框本体5的前框架部5A在里侧处开口的状态下朝着车辆前侧延伸，并且光引导部件6设置在前框架部5A的下方。光引导部件6是棱镜，其在内侧处反射在车辆前侧从挡风玻璃F入射的外部光，并且使该光射向前框架部5A的背面，并且该光引导部件6形成为具有包括多个反射表面的适宜的多边形截面，待出射的光由多个反射表面扩散反射以变为均匀的分散光。锯齿状的不平整部形成在光引导部件6的底表面上。由此，在光引导部件6中被反射的光被扩散，从而难以引起待出射至前框架部5A的光的照度不均匀。
支撑光引导部件6的支撑部件24由金属板形成，并且被构造为使得靠近光引导部件6的表面是镜面，以将从光引导部件6出射的光反射至光引导部件6。由于光引导部件6和支撑部件24被设置在如上所述的边框本体5的前框架部5A的下方，所以从挡风玻璃F入射的外部光在光引导部件6的内部反射和扩散，而该外部光的一部分被支撑部件24反射，并且作为分散光从光引导部件6的顶表面朝着前框架部件5A的背面出射。出射的分散光经过半透光的边框本体5的前框架部5A，并且出射至前框架部件5A的上方，从而在前框架部5A处的框架表面部53看上去明亮。
在前框架部5A上，缓冲材料7设置在开口部51的端缘51A与透明盖4之间，以封闭端缘51A与透明盖4之间的间隙。因此，端缘51A与透明盖4之间的间隙不直接可见，并且此外，作为在图3所示的挡风玻璃F上反射的反射图像的端缘51A与透明盖4之间的边界部是暗的，并且难以对乘客可见。此外，边框本体5的端缘51A与在车辆前侧处向前下方倾斜的透明盖4之间的间隙被封闭，从而防止了脏物或灰尘侵入到仪表板I中。
如图5所示，边框本体5的横向框架部5B被设置为使得外缘52在左右两侧处与仪表板I接触，并且在外缘52上，横向框架部5B的框架表面部53与仪表板I的表面Ia连续，而不形成阶部。由于如上所述的框架表面部53与仪表板I的表面Ia连续，所以作为图3所示的挡风玻璃F上所反射的反射图像，仪表板I的反射图像Ir与边框本体5的反射图像5r之间的边界的对比度能够减小，以使得它们可见性减弱。
另外，在横向框架部5B上，缓冲材料7设置在开口部51的端缘51A与透明盖4之间以封闭端缘51A与透明盖4之间的间隙。因此，端缘51A与透明盖4之间的间隙不直接可见，并且此外，作为在图3所示的挡风玻璃F上反射的反射图像的端缘51A与透明盖4之间的边界部是暗的，并且难以对乘客可见。此外，与边框本体5的端缘51A的间隙封闭，从而防止了脏物或者灰尘侵入到仪表板I中。
此外，透明盖4朝着车辆前侧向前下方倾斜，并且边框本体5的前框架部5A以朝着车辆前侧向上凸出的曲面而从透明盖4的前缘延伸。在外部光(太阳光)的入射角小的情况下，由于透明盖4和边框本体5的前框架部5A的布置，外部光被前框架部5A遮蔽，从而不到达透明盖4。另一方面，当外部光的入射角(太阳高度角)增大时，外部光到达透明盖4，然而由于到向前下方倾斜的透明盖4的入射角增大，所以即使在透明盖4上反射的外部光指向车辆前侧并且在挡风玻璃F上反射，该在透明盖4上反射的外部光也不指向视域范围ER。这能够防止乘客目眩。
在上述根据本实施例的车辆显示装置1中，图3中所示的挡风玻璃F上所反射的反射图像，即，仪表板I的反射图像Ir、边框本体5的反射图像5r与透明盖4的反射图像4r之间的亮度变化(对比度)可见性减弱，使得显示图像G2看上去从透明盖4的反射图像4r中突显。这里，仪表板I的形状和挡风玻璃F的角度或曲率根据车辆的类型而变化，并且在相同类型的车辆之中，对仪表板I的表面Ia的精整加工(不平整或者颜色)可以不同。因此，边框本体5和透明盖4的形状、尺寸、材料、表面处理等可以根据各自的仪表板I或者挡风玻璃F而设定。
上述本实施例提供了以下效果。具体地，由于缓冲材料7设置在边框本体5的开口部51的端缘51A与透明盖4之间，所以能够抑制由于端缘51A与透明盖4之间的接触所导致的异常噪音的产生。此外，不需要将端缘51A与透明盖4互相分离以形成大的间隙用以防止产生异常噪音，从而能够减小间隙。另外，利用缓冲材料7封闭间隙，从而能够防止脏物或者灰尘侵入到内部。特别地，由于利用缓冲材料7封闭了沿着开口部51的整个周边的端缘51A与透明盖4之间的间隙，所以能够防止灰尘等侵入。
此外，缓冲材料7设置在容易被反射在挡风玻璃F上的前框架部5A和横向框架部5B上的开口部51的端缘51A与透明盖4之间，并且该构造防止了作为来自挡风玻璃F的反射图像的边框本体5的反射图像5r和透明盖4的反射图像4r之间的边界(间隙)可见，以成为暗的，从而该暗的部分可见性减小，并且能够减小给予乘客的不适感。因此，使得显示图像G2周围的反射图像Ir、5r、4r可见性减小以减小差异，从而能够提高显示图像G2的虚像G3的可见度。特别地，由于作为来自挡风玻璃F的反射图像而可能被看见的前框架部5A的端缘51A与透明盖4之间的边界不可见且是暗的，所以能够进一步提高显示图像G2的可见度。
此外，由于缓冲材料7设置在前框架部5A处的端缘51A与透明盖4之间，即使透明盖4被设置为朝着车辆前侧向前下方倾斜并且灰尘等易于沿着透明盖4在车辆前侧处的表面积累，也能够防止灰尘等进入。另外，当间隙形成在边框本体5的前框架部5A处的端缘51A与透明盖4之间时，来自设置于前框架部5A下方的光引导部件6的光可能从间隙漏出。然而，由于间隙被缓冲材料7封闭，所以能够防止光漏出，从而能够抑制对显示图像G1的干涉。
另外，由于开口部51形成在作为与仪表板I独立的部件的边框本体5上，并且缓冲材料7设置在开口部51的端缘51A与透明盖4之间，所以能够提高开口部51的端缘51A与透明盖4的定位的精度，从而能够进一步减少异常噪音的产生。此外，由于边框本体5被设置为与仪表板I独立，所以能够提高将车辆显示装置1组装到车辆的组装步骤的自由度。此外，由于装置本体2固定到诸如车身板这样的车辆本体，所以能够固定地支撑装置本体2。另一方面，由于边框本体5固定到仪表板I，所以能够防止边框本体5与仪表板I之间的边界产生阶部、偏斜和位置偏离，从而能够改善仪表板I的外观。
注意，本发明不限于上述实施例，并且包括实现本发明的目的的其它构造，并且下面描述的变形例包括在本发明内。例如，在上述实施例中，将与仪表板I分别地形成的边框本体5用作具有开口部的框架部。然而，构造不限于此。框架部可以一体地形成为仪表板的一部分。此外，在以上实施例中，缓冲材料7沿着端缘51A的整个周边而设置在边框本体5的开口部51的端缘51A与透明盖4的表面之间。然而，构造不限于此。缓冲材料可以设置在开口的周边的至少一部分上。例如，缓冲材料可以沿着端缘51A仅设置在前框架部5A的位置处，或者可以沿着开口的周边而间断地形成。
此外，框架部不限于像上述实施例中的边框本体5那样形成为具有朝着开口部51的下降斜坡的盆状形状的框架部，框架部还可以形成为大致与仪表板的表面齐平，或者可以具有朝着开口部的上升斜坡，而不是下降斜坡。另外，在以上实施例中，充当透射部的透明盖4被设置为朝着车辆前侧向前下方倾斜。然而，不限于此。透射部可以几乎水平地形成，可以向前上方倾斜，或者可以向左或右倾斜。
此外，在以上实施例中，充当框架部的边框本体5由半透光材料形成以具有透光性，并且充当照射单元的光引导部件6被设置在前框架部5A的下方。然而，框架部可以不具有透光性，并且在这种情况下，可以去除照射单元。此外，照射单元不限于设置在前框架部5A的下方。照射单元可以设置在包括横向框架部5B和后框架部5C的整个边框本体5的下方，或者可以设置在前框架部5A、横向框架部5B和后框架部5C中的至少一者的下方。另外，照射单元不限于是使得外部光能够在其上入射、从其透过、在其上反射并且从其出射的光引导部件6。照射单元可以被构造为包括：利用电力发光的发光装置以及检测外部光的传感器。
[第二实施例]
下面将描述根据本发明的第二实施例的车辆显示装置。在上述专利文献1中所描述的传统的车辆显示装置中，透明盖使得显示图像能够透过该透明盖，该透明盖设置在仪表板的开口部处，以防止灰尘等侵入车辆内部。在上述传统的车辆显示装置中，由透明盖在挡风玻璃上的反射而形成的反射图像比由周围的仪表板的反射所形成的反射图像看起来更暗，使得透明盖的反射图像变得显著。这会给予乘客不适感，并且引起显示图像的可见性可能劣化的问题。
鉴于此，根据第二实施例的车辆显示装置意在提供一种这样的车辆显示装置，其能够提高可见性，而不给予乘客不适感。
为了解决以上问题，根据第二实施例的车辆显示装置是这样的车辆显示装置，其设置在仪表板上，朝着挡风玻璃投射显示图像，并且使得乘客能够视觉地识别在挡风玻璃上反射的显示图像的虚像，该车辆显示装置包括：投射部，其设置在仪表板的内侧，以投射显示图像；透射部，其使得从投射部投射的显示图像能够透过该透射部而到达挡风玻璃；以及表面部，其从开口部在径向上向外扩展，使得已经透过透射部的显示图像能够穿过，其中，表面部具有这样的表面颜色：其亮度从远离开口部的位置朝着开口部逐渐下降。
根据上述第二实施例中的车辆显示装置，仪表板的反射图像、表面部的反射图像和投射部的反射图像从外侧至内侧形成为挡风玻璃上所反射的反射图像，并且显示图像的反射图像(虚像)在投射部的反射图像中可见。在这种情况下，在仪表板的相对亮的反射图像与投射部的相对暗的反射图像之间，可以看到具有亮度朝着投射部逐渐下降的表面颜色(渐变部)的表面部的反射图像。因此，能够抑制反射图像之间的对比度的剧烈改变，从而能够减轻给予乘客的不适感。
在根据第二实施例的车辆显示装置中，优选地，表面部形成为向上凸出的曲面，其具有朝着开口部而逐渐增大的下降斜坡。
根据该构造，由于表面部形成为向上凸出的曲面，该曲面具有朝着内侧开口部逐渐增大的下降斜坡，所以在外缘处的斜坡是平缓的，并且与仪表板连续。从而，在与仪表板的边界处不产生剧烈的角度改变或阶部。因此，能够抑制在边界处的对比度的改变，从而使得仪表板的反射图像与框架部的反射图像之间的差异可见性减弱，并且进一步减轻给予乘客的不适感。另外，表面部的下降斜坡朝着开口部逐渐增大以变大，从而外部光难以冲击靠近开口部的部分，或者从该部分反射的光难以指向挡风玻璃。因此，获得了由于其中表面部的反射图像朝着开口部而变暗的形状而产生的渐变效果，并且与表面颜色的渐变结合，能够增大反射图像从外缘朝着开口部的亮度变化的设定范围。
在根据第二实施例的车辆显示装置中，通过对表面部进行渐变涂覆或者通过将渐变膜涂布到表面部上而形成表面颜色。
利用该构造，能够形成表面颜色的渐变，而无需考虑表面部的材料或者构成表面部的部件的材料，即，无需考虑表面部是否由仪表板或者框架部组成。另外，能够在将车辆显示装置组装到车辆之后，形成表面颜色的渐变，或者可以在安装于现有车辆上的车辆显示装置上形成表面颜色的渐变。
根据第二实施例的车辆显示装置优选还包括框架部，该框架部具有开口部，并且组装到仪表板，使得外缘与仪表板连续，其中，表面部形成在框架部上。
利用该构造，表面部形成在具有开口部的框架部上，从而不需要在仪表板上形成表面部。因此，形成表面材料的加工目标不限于框架部，并且从而，能够降低加工工时和加工成本。显然，不具有框架部并且具有形成在仪表板上的开口部的装置可以用作车辆显示装置。在这种情况下，表面部可以由仪表板的在开口部周围的一部分构成。
优选地，在根据第二实施例的车辆显示装置中，框架部通过使用透射光的半透光材料而形成为板状形状，朝着框架部出射光的照射单元设置在框架部的里侧上，并且框架部形成为使得该框架部的厚度朝着开口部逐渐增大。
根据该构造，照射单元设置在通过利用半透光材料形成的框架的里侧处，从照射单元出射的光朝着框架部的表面部透射，并且框架部的厚度朝着开口部逐渐增大。因此，使得框架部的整个表面部是亮的，以降低与仪表板的反射图像的对比度，并且使得靠近开口部的一侧(靠近透射部的一侧)相对暗，从而能够获得上述的渐变效果。
根据上述第二实施例中的车辆显示装置，即使在挡风玻璃上所反射的仪表板的反射图像与透射部的反射图像之间亮度存在差异，也能够通过具有表面颜色渐变的表面部的反射图像来抑制对比度的剧烈改变。由此，乘客不会有不适感，并且由于自然反射图像形成在显示图像周围，所以能够增强显示图像的反射图像(虚像)的可见性。
下面将参考附图描述第二实施例。如图2、6和7所示，根据本实施例的车辆显示装置1设置在车辆的仪表板I上，并且将显示图像G1投射到挡风玻璃F上，以使得乘客能够视觉地识别在挡风玻璃F上反射的显示图像G2的虚像G3。具体地，如图2和7所示，由车辆显示装置1投射的显示图像G1在挡风玻璃F上反射以到达乘客的视域范围ER。当乘客看见视域范围ER内的视点EP的前方的区域时，反射的显示图像G2能够被视为位于挡风玻璃F的前方的虚像G3。因此，乘客能够通过挡风玻璃F而获得前方视域，并且能够视觉地识别在前方视域中的虚像G3。
车辆显示装置1包括：装置本体2，其设置在仪表板I的内侧；显示单元3，其设置在装置本体2的内部，作为用于投射显示图像的投射部；透明盖4，其充当透射部，用于使得由显示单元3投射的显示图像能够透过该透明盖而到达挡风玻璃F；边框本体5，其被设置为框架部，具有使得已经透过透明盖4的显示图像能够穿过的开口部51；以及光引导部件6，其在车辆的前侧处设置在边框本体5的下方(在里侧处)作为照射单元。注意，在本实施例中，图6中的斜左上侧和图2中的左侧是车辆的前侧，并且在下文一些情况下它们可以仅称为车辆前侧。
装置本体2包括：箱状壳体21；光学单元22，其设置在壳体21中，以将来自显示单元3的显示图像引导至透明盖4；以及未图示出的控制单元。壳体21在顶部处开口，并且透明盖4安装在开口部上。支撑部件24在车辆前侧处通过支架23固定到壳体21，并且光引导部件6由支撑部件24支撑。上述的壳体21固定到诸如车辆的车身板这样的车辆本体，并且在不直接固定到仪表板I的情况下不连接到仪表板I，。
光学单元22包括：多个反射镜，其反射由显示单元3投射的显示图像；以及多个透镜，其放大或者缩小显示图像。光学单元22延长来自显示单元3的显示图像G1的投射路径，从而使得由乘客视觉地识别出的虚像G3能够聚焦在车辆前侧的远距离处。
显示单元3具有显示装置，该显示装置响应于来自控制单元的信号而生成显示图像。显示装置例如由透光的液晶显示面板构成，并且能够显示诸如数值、字符和图形这样的可视化信息(显示图像)。显示单元3还设置有诸如背光这样的用于照明的光源，以作为光通量投射由该显示装置所显示的可视化信息。
透明盖4是矩形面材，其具有透光性并且具有向下投射的曲面。透明盖4在朝着车辆前侧向前下方倾斜的状态下由壳体21支撑。
边框本体5在其中心处具有开口部51，并且外缘52形成为与仪表板I连续，使得边框本体5由仪表板I支撑。开口部51沿着透明盖4的端缘具有矩形端缘51A，并且该开口部51使得已经透过透明盖4的显示图像G1能够穿过。外缘52被安装为在同一水平面上与仪表板I的表面Ia连续，而不具有阶部，使得与仪表板I不形成间隙。
此外，如图8和9所示，边框本体5具有框架表面部(表面部)53，该表面部53具有从外缘52朝向开口部51的端缘51A的下降斜坡。该框架表面部53形成为向上凸出的曲面，其下降斜坡从外缘52朝着开口端51的端缘51A逐渐增大，即，边框本体5形成为盆状形状，其中整个表面朝着中心处的开口部51下降。另外，边框本体5在俯视图中形成为大致环状矩形形状，具有位于车辆前侧处的前框架部5A、位于左侧和右侧处的一对横向框架部5B以及位于车辆后侧处的后框架部5C。
上述边框本体5由具有适当厚度的热塑性树脂形成，并且由例如注射成型形成。优选地，热塑性树脂是透光的半透光材料，并且模制之后的透射率大约为20％。此外，如图6和9所示，在边框本体5的框架表面部53上设置渐变部54作为表面颜色，其中亮度从外缘52朝着开口部51的端缘51A逐渐降低。通过对框架表面部53进行渐变涂覆或者将渐变膜涂布到框架表面部53上而形成渐变部54。
靠近外缘52的这样的渐变部54具有与仪表板I的表面Ia的颜色和光泽度相同的表面颜色和质地。从而，作为图7所示的在挡风玻璃F上反射的反射图像，仪表板I的反射图像Ir与边框本体5的反射图像5r具有相似的亮度。此外，靠近开口部51的渐变部54的亮度比靠近外缘52的渐变部的亮度低，即，渐变部54在靠近开口部51处具有暗的颜色。因此，作为图7中的在挡风玻璃F上反射的反射图像，能够看到边框本体5的反射图像5r朝着透明盖4的反射图像4r和在内侧的显示图像G2逐渐变暗。
如图8所示，边框本体5的前框架部5A在里侧处开口的状态下朝着车辆前侧延伸，并且光引导部件6设置在前框架部5A的下方。光引导部件6是棱镜，其在内侧处将车辆前侧从挡风玻璃F入射的外部光反射，并且使该光射向前框架部5A的背面，并且该光引导部件6形成为具有包括多个反射表面的适宜的多边形截面，待出射的光由多个反射表面扩散反射以变为均匀的分散光。锯齿状的不平整部形成在光引导部件6的底表面上。由此，在光引导部件6中被反射的光被扩散，从而难以引起待出射至前框架部5A的光的照度不均匀。
支撑光引导部件6的支撑部件24由金属板形成，并且被构造为使得靠近光引导部件6的表面是镜面，以将从光引导部件6出射的光反射至光引导部件6。由于光引导部件6和支撑部件24被设置在如上所述的边框本体5的前框架部5A的下方，所以从挡风玻璃F入射的外部光在光引导部件6的内部反射和扩散，而该外部光的一部分被支撑部件24反射，并且作为分散光从光引导部件6的顶表面朝着前框架部件5A的背面出射。出射的分散光经过半透明的边框本体5的前框架部5A，并且出射至前框架部件5A的上方，从而在前框架部5A处的框架表面部53看上去明亮。
如图9所示，边框本体5的横向框架部5B被设置为使得外缘52在左右两侧处与仪表板I接触，并且在外缘52上，横向框架部5B上的框架表面部53的表面与仪表板I的表面Ia连续，而不形成阶部。由于如上所述，框架表面部53与仪表板I的表面Ia平滑地连续，所以作为图3所示的挡风玻璃F上所反射的反射图像，仪表板I的反射图像Ir与边框本体5的反射图像5r之间的边界的对比度能够减小。
在上述根据实施例的车辆显示装置1中，在挡风玻璃F上反射的反射图像从外侧朝着位于中心处的显示图像G2按照仪表板I的反射图像Ir、边框本体5的反射图像5r和透明盖4的反射图像4r的顺序排布，如图7所示，并且这些反射图像对于乘客可见并且逐渐变暗。具体地，亮度从仪表板I的反射图像Ir逐渐降低，相比于看上去相对暗的透明盖4的反射图像4r，该仪表板I的反射图像Ir看上去相对明亮。在改变亮度期间，不发生亮度的剧烈改变，并且显示图像G2看上去在相对暗的透明盖4的反射图像4r中突显。
根据各个部分的形状、尺寸和材料的组合，诸如仪表板I的表面Ia的光泽度和颜色、边框本体5的框架表面部53上的渐变部54的亮度、根据树脂材料或厚度的边框本体5的透射率、从光引导部件6射向前框架部5A的背面的光的强度和方向以及透明盖4的材料、曲率和倾角，而设定反射图像Ir、5r和4r的各自的亮度。这里，仪表板I的形状和挡风玻璃F的角度或曲率根据车辆的类型而变化，并且在相同类型的车辆之中，对仪表板I的表面Ia的精整加工(不平整或者颜色)可以不同。因此，根据单独的仪表板I和挡风玻璃F而设定边框本体5或者透明盖4的形状、尺寸、材料或者表面处理以及渐变部54的颜色和亮度。
上述本实施例提供了以下效果。具体地，作为在挡风玻璃F上所反射的反射图像，仪表板I的反射图像Ir、边框本体5的反射图像5r和透明盖4的反射图像4r对于乘客而言看上去为朝着位于中心处的显示图像G2而逐渐变暗。因此，抑制了对比度的剧烈改变，并且反射图像Ir、5r和4r中的任意一个都不变得显著，从而能够减小给予乘客的不适感。因此，显示图像G2看上去在相对暗的透明盖4的反射图像4r中突显，从而能够提高显示图像G2的虚像G3的可见性。
由于边框本体5的框架表面部53与仪表板I的表面Ia平滑地连续而不具有阶部，所以能够抑制在框架表面部53与表面Ia之间的边界处的对比度的改变，并且能够减轻在挡风玻璃F上反射的反射图像Ir和5r的不适感。此外，由于框架表面部53形成为向上凸出的曲面，并且在外缘52侧处的斜坡是平缓的，所以外缘52与仪表板I平滑地连续。从而，在挡风玻璃F上反射的边框本体5的反射图像5r的亮度能够缓慢地改变，从而能够进一步减轻给予乘客的不适感。
另外，边框本体5的框架表面部53朝着开口部51逐渐变深，从而外部光难以冲击靠近开口部51的部分，或者从该部分反射的光难以指向挡风玻璃F。因此，获得了由于边框本体5的反射图像5r朝着开口部51变暗的形状而产生的渐变效果，并且与渐变部54结合，能够增大反射图像5r从外缘52朝着开口部51的亮度变化的设定范围。边框本体5通过使用半透光材料而形成，并且光引导部件6设置在边框本体5的前框架部5A的下方，并且从光引导部件6所出射的光透射到前框架部5A的表面，以照射前框架部5A的表面。该构造能够防止前框架部5A的一部分的反射图像变得过暗。
由于渐变部54形成在与仪表板I分别地设置的边框本体5的框架表面部53上，所以无需在仪表板I上形成渐变部，并且因此，渐变部54形成在其上的加工目标不限于边框本体5。因此，能够减少加工工时和加工成本。此外，由于通过对框架表面部53进行渐变涂覆或者将渐变膜涂布到框架表面部53上而形成渐变部54，所以能够形成具有预定的亮度变化的渐变部54，而无需考虑边框本体5的材料。另外，能够在将车辆显示装置1组装到车辆之后而形成渐变部54，或者渐变部54能够形成在安装于现有车辆上的车辆显示装置1上。
注意，本发明不限于上述实施例，并且包括实现了本发明的目的的其它构造，并且下面描述的变形例包括在本发明内。例如，在上述实施例中，与仪表板I分别地形成的边框本体5的框架表面部53可以指定为表面部。然而，构造不限于此。表面部可以形成在仪表板I的表面Ia的一部分上。在这种情况下，可以去除边框本体5，并且开口部可以形成在仪表板I的一部分上，并且开口部的周围可以指定为表面部，并且可以形成亮度朝着开口部而逐渐降低的表面颜色。
此外，框架部不限于像上述实施例中的边框本体5那样形成为具有朝着开口部51的下降斜坡的盆状形状的框架部，框架部还可以形成为大致与仪表板的表面齐平，或者可以具有朝着开口部的上升斜坡，而不是下降斜坡。另外，在以上实施例中，充当透射部的透明盖4被设置为朝着车辆前侧向前下方倾斜。然而，不限于此。透射部可以几乎水平地形成，可以向前上方倾斜，或者可以向左或右倾斜。
此外，在以上实施例中，充当框架部的边框本体5由半透光材料形成以具有透光性，并且充当照射单元的光引导部件6被设置在前框架部5A的下方。然而，框架部可以不具有透光性，并且在这种情况下，可以去除照射单元。此外，照射单元不限于设置在前框架部5A的下方。照射单元可以设置在包括横向框架部5B和后框架部5C的整个边框本体5的下方，或者可以设置在前框架部5A、横向框架部5B和后框架部5C中的至少一者的下方。另外，照射单元不限于使得外部光能够入射到其上，从其透过，在其上反射，并且从其出射的光引导部件6。照射单元可以被构造为包括：利用电力发光的发光装置以及检测外部光的传感器。
另外，在上述实施例中，通过对框架表面部53进行渐变涂覆或者通过将渐变膜涂布到框架表面部53上而形成渐变部54。然而，表面部的表面颜色不限于通过涂覆或者通过使用薄膜而形成的表面颜色。表面颜色可以由框架表面部53的亮度而形成。作为一个实例，能够采用图10所示的构造，其中，边框本体5的厚度朝着开口部51而逐渐增大，利用该构造，调整透过边框本体5的光的量，使得大量光透过外缘52，并且抑制了透过靠近开口部51的部分的光的量。利用该构造，框架表面部53靠近外缘52处变为相对明亮，而框架表面部53靠近开口部51处变为相对暗，即，框架表面部53的亮度能够朝着开口部51而逐渐降低。
虽然以上已经描述了执行本发明的最佳构造和方法，但是本发明不限于此。具体的，虽然已经特别参考具体实施例而主要地图示且描述了本发明，但是本领域的技术人员可以对上述实施例做出形状、材料、数量和任意其它具体构造的各种变形，而不背离本发明的技术范围和精神。因此，限制了形状、材料等的描述仅为有助于理解本发明的实例，并且意在不限制本发明，使得本发明包括使用了不部分或者全部限制形状、材料等的名称的说明。
Claims (4)
1.一种车辆显示装置，该车辆显示装置设置在仪表板上，朝着挡风玻璃投射显示图像，并且使得乘客能够视觉地识别所述挡风玻璃上所反射的所述显示图像的虚像，所述车辆显示装置包括：
投射部，该投射部设置在所述仪表板的内侧，以投射所述显示图像；
透射部，该透射部使得从所述投射部投射的所述显示图像能够透过该透射部到达所述挡风玻璃；
框架部，该框架部设置有开口，该开口使得已经透过所述透射部的所述显示图像能够穿过；以及
缓冲材料，该缓冲材料设置在所述框架部上的所述开口的周缘的至少一部分与所述透射部之间。
2.根据权利要求1所述的车辆显示装置，其中，所述缓冲材料设置在前周缘与所述透射部之间，该前周缘是所述开口的所述周缘的一部分并且位于所述透射部上的车辆前侧处，并且，利用所述缓冲材料封闭所述前周缘与所述透射部之间的间隙。
3.根据权利要求1所述的车辆显示装置，其中，所述缓冲材料设置在所述开口的整个周缘与所述透射部之间，并且，利用所述缓冲材料封闭所述开口的所述整个周缘与所述透射部之间的间隙。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的车辆显示装置，其中，所述框架部与所述仪表板分别地形成，并且所述框架部的外缘被安装为与所述仪表板连续。
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