CN109791286A - 显示器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示器(1)，包括：图像生成单元，包括至少一个光发射器(23)；印刷电路支撑板(22)，所述发射器(23)安装在所述印刷电路支撑板上；以及光传感器(30)，其能够传递表示由其接收的光强度的信号；所述显示器(1)适于使得由所述图像生成单元生成的图像的亮度根据所述信号而被控制。根据本发明，所述光传感器(30)安装在所述印刷电路支撑板(22)上。

Description

显示器

技术领域

本发明涉及一种显示器，尤其涉及一种用于机动车辆的平视显示器。

更具体地，本发明涉及一种显示器，包括：

-图像生成单元，包括至少一个光发射器；

-印刷电路支撑板，所述发射器安装在所述印刷电路支撑板上；以及

-光传感器，其能够传递表示由此接收的光强度的信号；

显示器适于使得根据所述信号控制由图像生成单元生成的图像的亮度。

背景技术

对于机动车辆的驾驶员而言，能够查看与车辆的操作、交通状态或其他类型的信息有关的信息是特别方便的，而不必为此从车辆前方的道路转移他们的视线。

为此，已知为机动车辆配备“平视显示器”。在这样的显示器中，由图像生成单元生成包括要显示的信息的图像。然后通过在位于驾驶员前方的半透明条带上的部分反射，例如设置在车辆的挡风玻璃和驾驶员的眼睛之间的组合器，将该图像视觉叠加在面向车辆的环境上。

为了使这样显示的信息足够亮以便正确地观看，而没有使驾驶员眩目的风险，因此叠加在车辆外部环境上的图像的亮度需要适应于所述环境的亮度，而环境亮度在白天驾驶和夜间驾驶或在隧道中驾驶之间显著不同。

为此，已知为平视显示器提供光传感器，其中控制单元然后根据光传感器获取的信号控制所生成图像的亮度，以使该图像的亮度适应于环境亮度。

更具体地，已知在第一印刷电路支撑板上安装用作图像生成单元的光源的光发射器，而光传感器安装在第二印刷电路支撑板上。

发明内容

在本文中，本发明提出一种如引言中所限定的显示器，其中光传感器安装在所述印刷电路支撑板上。

然后，该印刷电路支撑板能够实现至少一个光发射器和光传感器的机械附接和电连接。

特别是与上述现有技术相比，这种布置有利地促进了显示器的制造，因为仅需要一个组装操作来安装所述发射器(其中至少有一个)和光传感器。这种布置在制造成本方面也特别有吸引力，因为它节省了一个印刷电路支撑板以及相应的电连接电缆的使用。

可以规定显示器还包括壳体。然后，所述印刷电路支撑板位于壳体的内部，特别是为了位于图像生成单元的附近。然后，光传感器也位于壳体的内部。

然后可以规定，显示器的壳体具有开口，该开口由源自显示器壳体外部的光辐射穿过，以便到达光传感器。

还可以规定，显示器还包括光导，所述光导配置为收集所述光辐射，使得它可被引导到光传感器。

光导有利地确保有效地收集源自壳体外部的光辐射，并且光强度由光传感器测量。

此外，优选的是，防止由所述发射器发射的一些光到达所述传感器，因为这种光会破坏通过该传感器执行的环境亮度测量。

借助于光导，有利地减少了源自所述发射器并且能够到达光传感器的光强度。

此外，借助于该光导，显示器的壳体内部对用户是隐藏的，同时确保源自壳体外部的所述光辐射到达光传感器。因此，就显示器的外观而言，这种布置特别有吸引力，因为壳体的内部因此隐藏在该用户的视野之外。

根据显示器的可选特征，光导具有入口面，在该入口面附近收集所述光辐射，该入口面位于所述开口附近。

然后，光导防止诸如灰尘颗粒的异物进入显示器壳体内部，并且最佳地将所述壳体的内部隐藏于用户视野之外。

根据另一可选特征，显示器还包括光学投影组件，其适于将由图像生成单元生成的图像投射到半透明条带，以便利用半透明条带在用户的视场中形成虚拟图像。

然后可以规定光导不同于半透明条带。还可以规定光导与半透明条带分开。

优选的是，由图像生成单元发射的并且随后部分地反射到半透明条带上的一些光被阻止到达所述传感器，因为这种光会破坏通过该传感器执行的环境亮度测量。

光导不同于半透明条带的事实然后有利地防止光生成单元发出的光到达光传感器。

根据本发明的显示器的进一步的非限制性和有利特征如下：

-壳体具有外部面，并且光导的入口面位于该外部面附近；

-壳体具有外部面，壳体包括从所述外部面朝向壳体内部延伸的通道，用于由图像生成单元发射的光辐射朝向壳体的外部通过，并且光导的入口面位于该通道的壁附近；

-所述外部面相对于壳体内部位于壳体的与处于使用位置的半透明条带相同的一侧上；

-所述印刷电路支撑板包括由导热材料制成的板，在所述板上施加电绝缘层；

-电绝缘层与由导热材料制成的板相对地覆盖有连接层，其至少部分地由导电材料形成；

-所述发射器包括发光二极管；

-显示器包括多个发射器；

-所述发射器在印刷电路支撑板上成直线设置；并且

-显示器适于使得所述传感器接收的光强度越大时，所生成的图像的亮度越大。

附图说明

参考附图提供的以下描述是通过非限制性示例提供的，将提供对本发明的组成以及如何实现的理解。

在附图中：

-图1是实现本发明教导的显示器的局部示意性剖视图；

-图2是图1的显示器的另一局部示意性透视图；

-图3是图1的显示器的印刷电路支撑板的透视图；

-图4是图3的印刷电路支撑板以及图1的显示器的光导的示意性透视图，示出了它们相对于彼此的定位；以及

-图5是图3的印刷电路支撑板的示意性侧视图。

具体实施方式

图1示意性地示出了显示器1的主要元件，在这种情况下是平视显示器，用于装备车辆例如机动车辆、火车、船(例如驳船)、有轨电车或公共汽车。

显示器1包括图像生成单元，在这种情况下，该图像生成单元包括由多个元件构成的屏幕20，其光学传输或反射特性可被控制，例如采用薄膜晶体管(TFT)的液晶(或LCD液晶显示器)屏幕。

显示器1包括至少一个光发射器23，在这种情况下是多个发射器。例如，通过发光二极管制成的每个所述光发射器23产生光辐射，该光辐射至少部分地通过屏幕(在这种情况下由液晶制成)的后部接收，这允许图像被生成。

显示器1还包括印刷电路支撑板22(在图1至5中示意性地示出)，每个所述光发射器23安装在印刷电路支撑板22上。

在这种情况下，尤其可以规定，所述光发射器23(安装在印刷电路支撑板22上)沿着该印刷电路支撑板22(图3和4)成直线设置。

根据一可设想的实施例，如图5示意性所示，所述支撑板22包括由导热材料制成的板27，例如由金属材料制成，比如铝或铝合金，电绝缘层26比如清漆应用在其上。然后，与由导热材料制成的板27相对，电绝缘层26覆盖有连接层25，连接层25至少部分地由导电材料形成，比如金属或金属合金。然后将每个所述光发射器23焊接到连接层25上。

在这种情况下，所述支撑板22可以例如通过IMS(绝缘金属基板)类型的印刷电路支撑板制造。

借助于由导热材料制成的所述板27，支撑板22然后允许有利地有效释放由所述光发射器23释放的热能，从而提高图像生成单元的有效性和操作稳定性以及其寿命。

印刷电路支撑板22安装在支撑件14上，支撑件14允许其在显示器1的壳体10中保持就位。在这种情况下，该支撑件14由导热材料形成。更具体地，所述支撑板22的由导热材料制成的板27贴靠在该支撑件14的壁141上(图2)。该壁141在与所述支撑板22相对的面上支撑散热片15，散热片15进一步改善由所述光发射器23释放的热能的排出。

连接器24也通过焊接到所述支撑板22的连接层25上而安装在印刷电路支撑板22上。

显示器1还包括为所述光发射器23供电的控制单元(未示出)。该控制单元通过电缆电连接到印刷电路支撑板22。该电缆包括通过多根导线29连接的第一连接器28(图1和2)和第二连接器(未示出)。该电缆的第一连接器28插入安装在上述支撑板22上的连接器24中。

在未示出的变型中，控制单元的一些电子部件可以直接安装在所述印刷电路支撑板上。在该变型的范围内，安装在上述印刷电路支撑板上的连接器可用于不将该支撑板连接到控制单元，而是例如将其连接到显示器外部的电源或电源模块。

在这种情况下，显示器1还包括光学投影组件，其适于将由图像生成单元生成的图像投影到半透明条带，以便与半透明条带一起形成用户视场中的虚拟图像。

因此，可以在用户的视场中显示信息，而不需使它们必须转移其视线。实际上，在这种情况下，该用户对应于车辆的驾驶员。

在这种情况下，光学投影组件包括折叠镜60。作为变型，它可以包括多个镜子和/或其他光学元件。

在这种情况下，半透明条带以组合器70的形式实现，即半透明条带，在这种情况下设置在车辆的挡风玻璃2和驾驶员的眼睛3之间。

作为变型，可以规定光学投影组件将由图像生成单元生成的图像直接投射到车辆的挡风玻璃上，然后省略上述组合器。在这种情况下，半透明条带因此以车辆的挡风玻璃的形式实现。

术语“半透明条带”在本文中表示至少部分透明的条带，其透明度介于完全透明条带和完全不透明条带之间。

除了半透明之外，该条带是半反射的，因此允许由图像生成单元产生的至少一部分光返回给用户，如图1示意性所示。

由光学投影组件和半透明条带在用户视场中形成的虚拟图像相对于半透明条带位于用户的对面。

在这种情况下，对于车辆的驾驶员，虚拟图像形成在面向车辆的道路环境内，从而在视觉上叠加该环境。

显示器1还包括壳体10，图像生成单元和光学投影组件容纳在壳体10中。

该壳体10(其在图1中部分地示出)将容纳在壳体10中的显示器1的元件隐藏于用户视野之外并且保护显示器1的这些元件免受异物比如灰尘的影响。

壳体10由多个壁11、11'、11”形成，在这种情况下是光学不透明壁，将壳体10的内部INT与其外部分开。

壳体10在处于使用位置的半透明条带的侧面上具有外部面12。

更具体地，处于使用位置的半透明条带(在这种情况下是组合器70)在壳体10外部延伸，相对于该外部面12突出，如图1和2所示。该外部面12在这种情况下由壳体10的大致平坦的上主壁11提供。

术语“上”表示显示器的元件或元件的一部分，其相对于壳体10(更具体地，相对于壳体10的内部INT)定位在壳体的与处于使用位置的半透明条带相同的一侧上。因此，用户可以看到这些元件，特别是上主壁11。在显示器1安装在车辆中的其仪表板附近(在挡风玻璃2的与车辆的车顶相对的一侧上)的特定情况下，术语“上”表示显示器的元件或元件的一部分，其相对于向上垂直方向朝向显示器1的顶部定位。

可选地，可以规定，组合器70相对于壳体10可移动地安装在其使用位置和缩回位置之间，其中组合器70在其缩回位置容纳在壳体10中。

印刷电路支撑板22位于壳体的内部INT中。

在这种情况下，它大致垂直于壳体的上主壁11延伸。所述支撑板22相对于壳体的上主壁11设置成与半透明条带相对。在这种情况下，它也设置成使得光发射器23的上述线大致垂直于壳体的上主壁11延伸。

在这种情况下，显示器1还包括从壳体的外部面12朝向壳体10的内部INT延伸的通道19(图1)。该通道19出现在壳体10的外部面12附近。该通道19用于光辐射的通过，该光辐射源自图像生成单元的屏幕20并且通过光学投影组件返回到组合器70，以便形成虚拟图像IMV。该通道19特别地防止寄生光辐射(而不是用于形成虚拟图像IMV的光辐射)离开显示器的壳体10。

显示器1还包括光传感器30，比如光电二极管或光电晶体管，适于传递表示其接收的光强度的信号。光传感器30设置成接收源自显示器1外部的光辐射。

显示器1适于使得由图像生成单元生成的图像的亮度根据光传感器30传递的信号来控制。

因此，所生成的图像的亮度可以适应于通过传感器30测量的环境亮度，其确保虚拟图像的可见性，即使在环境亮度变化时也是如此。

更具体地，在这种情况下，显示器1适于使得所述传感器30接收的光强度越大时，所生成的图像的亮度越大。

在这种情况下，通过调节由所述光发射器23产生的光强度(通过调整供应它们的电功率)来调整所生成的图像的亮度。

特别地，在这种情况下，控制单元(其为所述光发射器23供电)被编程为根据光传感器30传递的信号控制该电功率的调节，使得所述传感器30接收的发光强度越大时，所生成的图像的亮度越大。

作为变型，控制单元可以适于根据由显示器接收的外部控制信号来控制该电功率的调节，其中根据由光传感器30传递的信号来确定该外部控制信号。

根据显示器1的特别值得注意的特征，光传感器30安装在所述印刷电路支撑板22上。

然后，该印刷电路支撑板22单独实现所述光发射器23以及光传感器30的机械附接和电连接，这在制造方面特别有吸引力，因为仅需要单个组装操作和单个支撑板安装所述光发射器23(其中至少有一个)和光传感器30二者。

在这种情况下，光传感器30被焊接到所述支撑板22的连接层25上。

将支撑板22连接到控制单元的上述电缆适于将由光传感器30传递的信号传输到控制单元。

光传感器30具有敏感表面31(接收器30在其附近接收所述光强度)，其在这种情况下大致平行于印刷电路支撑板22延伸。传感器30的敏感表面31(图3)因此在这种情况下大致垂直于显示器1的上主壁11。

在这种情况下，壳体10具有开口13(图1)，该开口13由源自显示器1的壳体10外部的光辐射穿过，以便到达光传感器30。在这种情况下，该开口13布置成通过壳体10的所述上主壁11且因此出现在其所述外部面12上。

作为另一变型，光传感器的敏感表面的取向可以与上述不同。该敏感表面可以例如基本上平行于布置有所述开口的壁延伸。

如在这种情况下，显示器1还可以包括光导50，光导50配置为收集所述光辐射并将其引导至光传感器30。

借助于光导50，光传感器30可以定位在所述印刷电路支撑板22上(在壳体10的内部INT中)，具有上述优点，这涉及主要且有效地接收源自显示器1的壳体10外部的所述光辐射。

此外，借助于该光导50，显示器1的壳体10的内部INT对用户是隐藏的，这改善了其外观。

但是，作为变型，可以省略光导。在该变型的范围内，可以规定，所述开口与光传感器的敏感表面成直线布置，其中该敏感表面例如基本上平行于布置开口的壁。

在这种情况下，光导50具有入口面51，在其附近收集所述光辐射。该入口面51位于所述开口13附近。更具体地，如可在图2中看出，在这种情况下，光导50的入口面51与上面出现该开口13的外部面12齐平。

作为变型，所述开口可以布置在壳体的另一壁附近，而不是布置在壳体的上主壁附近。特别地，该开口可以布置在形成上述通道的壁附近(其设置用于源自液晶屏幕的光辐射的通过，朝向壳体的外部)。根据该变型，光导的入口面然后位于通道的该壁附近。

在这种情况下，光导50与半透明条带不同且分开。这防止由图像生成单元发出并且通过半透明条带或被其反射的光到达光传感器30。这种布置特别有吸引力，因为如果由图像生成单元发出的一些光到达光传感器30，这将破坏通过该传感器30执行的环境亮度的测量。

在这种情况下，光导50具有大致细长的形状，具有大致均匀的截面(在这种情况下为矩形)，从光导的入口面51延伸到位于与光传感器30(图4)的敏感表面31相对的光导的出口面。

光导50由透明材料形成，例如透明塑料材料，比如透明聚碳酸酯或透明聚(甲基丙烯酸甲酯)(或PMMA)。

在入口面51附近收集的所述光辐射被引导到出口面，特别是通过在光导50的外侧表面附近的完全内反射。

在这种情况下，光导50具有弯头52，在这种情况下基本上成直角，允许所述光辐射朝向光传感器30的敏感表面31改变方向。

在这种情况下，光导50在其入口面51的一侧上还具有基板53。该基板53附接在壳体的布置所述开口53的壁(在这种情况下是所述上主壁11)的内侧上。在这种情况下，这种附接是通过穿过在该基板53中制成的孔54的附接部件比如螺钉来执行的。

作为变型，光导可以附接到所述印刷电路支撑板，或者甚至可以附接到壳体和所述印刷电路支撑板二者，而不是附接到壳体。

光导50的形状特别取决于所述开口13相对于印刷电路支撑板22的位置，因为光导50将该开口13光学地连接到安装在该支撑板上的光传感器30。

因此，作为变型，可以规定光导具有与先前描述的不同的详细形状，特别是当所述开口位于壳体上处于与上述不同的位置。

Claims (13)

1.一种显示器(1)，包括：

-图像生成单元，包括至少一个光发射器(23)；

-印刷电路支撑板(22)，所述发射器(23)安装在所述印刷电路支撑板上；以及

-光传感器(30)，其能够传递表示由其接收到的光强度的信号；

所述显示器(1)适于使得由所述图像生成单元生成的图像的亮度根据所述信号而被控制，

其特征在于，所述光传感器(30)安装在所述印刷电路支撑板(22)上。

2.如权利要求1所述的显示器(1)，还包括壳体(10)，所述印刷电路支撑板位于所述壳体的内部，所述壳体具有开口(13)，源自显示器壳体外部的光辐射穿过所述开口(13)以便到达所述光传感器(30)。

3.如权利要求2所述的显示器(1)，还包括光导(50)，所述光导(50)配置为收集所述光辐射，使得所述光辐射能够被引导至所述光传感器(30)。

4.如权利要求3所述的显示器(1)，其中，所述光导(50)具有入口面(51)，在所述入口面(51)附近收集所述光辐射，所述光导的入口面(51)位于所述开口(13)附近。

5.如权利要求3和4中任一项所述的显示器(1)，其中，所述壳体(10)具有外部面(12)，所述光导(50)的入口面(51)位于所述外部面(12)附近。

6.如权利要求3和4中任一项所述的显示器(1)，其中，所述壳体(10)具有外部面(12)，所述壳体(10)包括从所述外部面(12)朝向所述壳体(10)的内部(INT)延伸的通道(19)，用于由所述图像生成单元发出的光辐射朝向所述壳体(10)的外部的通过，所述光导(50)的入口面(51)位于该通道(19)的壁附近。

7.如权利要求1至6中任一项所述的显示器(1)，包括光学投影组件(60)，所述光学投影组件(60)适于将由所述图像生成单元生成的图像投射到半透明条带(70)，以便利用所述半透明条带在用户的视场中形成虚拟图像。

8.如从属于权利要求3至6中任一项的权利要求7所述的显示器(1)，其中，所述光导(50)与所述半透明条带(70)不同。

9.如权利要求8和从属于权利要求5和6中任一项的权利要求7中任一项所述的显示器(1)，其中，所述外部面(12)相对于所述壳体(10)的内部(INT)位于壳体(10)的、与处于使用位置的半透明条带(70)相同的一侧上。

10.如权利要求1至9中任一项所述的显示器(1)，其中，所述印刷电路支撑板(22)包括由导热材料制成的板(27)，电绝缘层(26)施加于所述板(27)上，所述电绝缘层(26)与由导热材料制成的板(27)相对地覆盖有连接层(25)，所述连接层(25)至少部分地由导电材料形成。

11.如权利要求1至10中任一项所述的显示器(1)，其中，所述发射器(23)包括发光二极管。

12.如权利要求1至11中任一项所述的显示器(1)，包括多个发射器(23)，所述多个发射器(23)在所述印刷电路支撑板(22)上成直线设置。

13.如权利要求1至12中任一项所述的显示器(1)，其适于使得所述传感器(30)接收到的光强度越大时，所生成的图像的亮度越大。