CN112154366A - 平视显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供可在搭载于右舵车上的场合和搭载于左舵车上的场合增加共通部件的平视显示装置。平视显示装置(2R)包括：第1单元(3A)，该第1单元(3A)形成显示光(L)；第2单元(3B)，在该第2单元(3B)上安装第1单元(3A)，该第2单元(3B)通过将借助第1单元(3A)而形成的显示光(L)导向到前挡玻璃上，显示虚像。第1单元(3A)包括：投影仪(10)，该投影仪(10)射出显示光(L)；第1光学中继器(11)，该第1光学中继器(11)将来自投影仪(10)的显示光(L)沿假想平面导向到第2单元(3B)。第2单元(3B)包括第2光学中继器(12)，该第2光学中继器(12)按照显示光(L)照射到前挡玻璃上的照射位置向与假想平面交叉的车宽方向(X)错动的方式将显示光(L)导向到前挡玻璃上。

Description

平视显示装置
技术领域
本发明涉及平视显示装置。
背景技术
在过去，比如像在专利文献1中记载的那样，人们知道有在前挡玻璃等上显示虚像的平视显示装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2014－119718号公报
发明内容
发明要解决的课题
上述平视显示装置搭载于比如右舵车和左舵车中的任意者上。由于上述平视显示装置一般搭载于仪表盘中的与驾驶席面对的部位，故在右舵车和左舵车中，搭载平视显示装置的位置不同。如果搭载平视显示装置的位置变化，则接收来自平视显示装置的显示光的前挡玻璃的位置等的条件变化。由此，必须要求对应于该条件，使右舵车用的平视显示装置和左舵车用的平视显示装置为不同的结构。于是，右舵车用的平视显示装置和左舵车用的平视显示装置无法共用部件，与各自的装置相对应的专用部件必须要求较多。
本发明是针对上述的问题而提出的，本发明的目的在于，提供可在搭载于右舵车上的场合和搭载于左舵车上的场合增加共通部件的平视显示装置。
用于解决课题的技术方案
本发明的平视显示装置包括：第1单元，该第1单元形成显示光；第2单元，在第2单元上安装上述第1单元，该第2单元通过将借助上述第1单元所形成的上述显示光导向到被投射部上以显示虚像；
上述第1单元包括：
显示器，该显示器射出上述显示光；
第1光学中继器，该第1光学中继器将来自上述显示器的上述显示光沿假想平面导向到上述第2单元；
第1外壳，在该第1外壳中接纳上述显示器和上述第1光学中继器；
上述第2单元包括：
第2光学中继器，该第2光学中继器按照上述显示光照射到上述被投射部件上的照射位置向与上述假想平面交叉的方向错动的方式将上述显示光导向到上述被投射部件上；
第2外壳，在该第2外壳中接纳上述第2光学中继器。
发明的效果
按照本发明，可提供可在搭载于右舵车上的场合和搭载于左舵车上的场合增加共通部件的平视显示装置。
附图说明
图1为表示搭载本发明的一个实施方式的平视显示装置的车辆的概况图；
图2为表示本发明的一个实施方式的平视显示装置的模式的剖视图；
图3为表示本发明的一个实施方式的第1单元的立体图；
图4为表示省略本发明的一个实施方式的外壳本体部的一部分的第1单元的立体图；
图5为本发明的一个实施方式的投影仪，第1光学中继器和第2光学中继器的立体图；
图6为表示本发明的一个实施方式的第1单元和第2光学中继器的立体图；
图7为表示本发明的一个实施方式的第2单元的第2外壳的立体图；
图8的(a)为表示本发明的一个实施方式的搭载于左舵车上的平视显示装置的主视图，图8的(b)为表示本发明的一个实施方式的搭载于左舵车上的平视显示装置的主视图。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的平视显示装置的一个实施方式进行说明。
像图1所示的那样，平视显示装置2R设置于车辆1的仪表盘5上。车辆1为右舵车，右舵车用的平视显示装置2R设置于仪表盘5中的与前方右座席面对的部位。在下面的描述中，以右舵车用的平视显示装置2R为中心而进行描述。
还有，像一边参照图8的(a)、图8的(b)，一边在后面具体描述的那样，右舵车用的平视显示装置2R在与左舵车用的平视显示装置2L之间，除了间隔件44以外，可共同使用第1单元3A。
像图1所示的那样，平视显示装置2R将显示光L朝向前挡玻璃3而照射。车辆驾驶员4可接收通过前挡玻璃3而反射的显示光L，辨认具有与风景重叠的车辆信息的虚像V。
像图2所示的那样，平视显示装置2R包括形成显示光L的第1单元3A与第2单元3B，该第2单元3B将通过第1单元3A而形成的显示光L导向前挡玻璃3。
第1单元3A包括透射型屏幕26、第1外壳41、由反射镜11a、11b构成的第1光学中继器11与作为显示器的投影仪10。
第1外壳41比如由透光性的树脂呈中空的长方体状。在第1外壳41的内部接纳有透射型屏幕26、投影仪10和第1光学中继器11。在后面，对第1外壳41的具体的结构进行描述。
投影仪10通过场序方式，射出应在透射型屏幕26上显示图像的显示光L。投影仪10位于第1外壳41的内部的前方向Zf和下方向Yd，将显示光L在上方向Yu和后方向Zf倾斜地朝向反射镜11a而射出。
投影仪10包括光源部10a，由数字镜器件构成的反射型显示元件10b与投影透镜10c。
光源部10a包括：LED组10a1，该LED组10a1由红色LED(发光二极管)、绿色LED和蓝色LED构成；光合成部10a2，该光合成部10a2由对来自LED组10a1的光进行合成的二向色镜和反射镜构成。
反射型显示元件10b接收经过光合成部10a2的合成光，形成显示光L，将该显示光L朝向投影透镜10c而射出。投影透镜10c对应于透射型屏幕26将显示光L放大。
还有，在各图中，示出作为显示光L的显示光L的主光线。
反射镜11a由平面镜构成，将来自投影仪10的显示光L朝向反射镜11b反射。反射镜11a的反射面以与投影仪10的投影透镜10c面对的方式定位。通过反射镜11b而反射的显示光L在下方向Yd和后方向Zr倾斜地行进。
反射镜11b由平面镜构成，将来自反射镜11b的显示光L朝向透射型屏幕26而反射。反射镜11b相对反射镜11a，位于下方向Yd和后方向Zr。反射镜11b的反射面朝向上方向Yu。通过反射镜11b而反射的显示光L向上方向Yu和后方向Zr倾斜地行进。
透射型屏幕26呈长方形的板状，通过一面侧而接收通过反射镜11b而反射的显示光L，通过另一面侧而使该显示光L透射，使显示光L成像。透射型屏幕26位于相对反射镜11b的上方向Yu和后方向Zr。
像图4所示的那样，投影仪10、反射镜11a和反射镜11b沿假想平面P1而设置。假想平面P1为沿高度方向Y和前后方向Z的平面。正确地说，假想平面P1像图8的(b)所示的那样，按照伴随朝向上方向Yu的进行，在车宽方向X的外侧、针对右舵车向右方向Xr行进的方式倾斜。比如，假想平面P1相对高度方向Y以3°～8°的角度而倾斜。由此，像图5所示的那样，投影仪10、反射镜11a和反射镜11b之间的显示光L沿假想平面P1呈N字状而行进。
像图3所示的那样，第1外壳41包括：外壳本体部42、屏幕保持部43和间隔件44。外壳本体部42、屏幕保持部43和间隔件44分别通过遮光性的树脂，通过单独件而构成。
外壳本体部42呈箱状，接纳投影仪10、反射镜11a、11b。在外壳本体部42中，形成在其顶面的后方向Zr显示光L所通过的开口部42a。
屏幕保持部43呈长方形筒状的4个侧壁中的1个长边侧壁省略的形状，在内部保持透射型屏幕26。屏幕保持部43安装于外壳本体部42的开口部42a。外壳本体部42的内部空间与屏幕保持部43的内部空间保持连续。屏幕保持部43按照在上方向Yu和后方向Zr而倾斜的方式延伸。在屏幕保持部43上，形成朝向前方向Zf而开口的侧方开口部43a。侧方开口部43a通过图7所示的第2外壳71的倾斜底板部71c而封闭。
像图2和图3所示的那样，间隔件44位于屏幕保持部43和第2单元3B之间，具有将第1单元3A以机械方式与第2单元3B连接的功能。间隔件44呈长方形筒状的4个侧壁中的1个长边侧壁省略的形状，安装于屏幕保持部43的上部。间隔件44的内部空间与屏幕保持部43的内部空间连续。在间隔件44中，形成朝向前方向Zf而开口的侧方开口部44a。侧方开口部44a通过图7所示的第2外壳71的倾斜底板部71c而关闭。
像图8的(a)、图8的(b)所示的那样，间隔件44具有右舵车用的间隔件44R和左舵车用的间隔件44L的2种。2个间隔件44L、44R以沿高度方向Y和前后方向Z的对称面P2为中心而相互对称。
间隔件44L、44R设定相对高度方向Y的假想平面P1的角度。具体来说，像图8的(b)所示的那样，右舵车用的间隔件44R按照伴随朝向右方向Xr的进行，高度方向Y的高度H增加的方式形成。由此，第1单元3A内的显示光L所沿的假想平面P1从图2所示的前方向Zf而观看，换言之，从车辆驾驶员4而观看，相对高度方向Y，呈顺时针旋转的角度。
另一方面，像图8的(a)所示的那样，左舵车用的间隔件44L按照伴随朝向左方向Xl的进行，高度方向Y的高度H增加的方式形成。由此，第1单元3A内的显示光L所沿的假想平面P1从图2所示的前方向Zf而观看，换言之，从车辆驾驶员4而观看，相对高度方向Y呈逆时针旋转的角度。
像图2所示的那样，第2单元3B包括由反射镜12a、12b构成的第2光学中继器12、第2外壳71、透光性外壳72。
第2外壳71通过遮光性的树脂，呈箱状而形成。在第2外壳71的内部接纳有反射镜12a和反射镜12b。在第2透镜71的顶面上，形成显示光L所通过的第1开口部71a。透光性外罩72通过透光性树脂，呈片状而形成，封闭第1开口部71a。
像图7所示的那样，在第2外壳71的下方向Yd的底部形成来自第1单元3A的显示光L所通过的第2开口部71b。通过第1单元3A的间隔件44的上缘部，包围第2开口部71b。
还有，第2外壳71包括倾斜底板部71c，该倾斜底板部71c位于第2开口部71b的前方向Zf。倾斜底板部71c按照伴随朝向前方向Zf的进行，接近下方向Yd的方式倾斜。倾斜底板部71c封闭图3所示的间隔件44的侧方开口部44a和屏幕保持部43的侧方开口部43a。
像图2所示的那样，反射镜12a由平面镜构成，将来自第1单元3A的显示光L朝向反射镜12b反射。反射镜12a相对透射型屏幕26，在上方向Yu和下方向Zr而定位。反射镜12a按照伴随朝向上方向Yu的进行，接近前方向Zf的方式倾斜。还有，像图6所示的那样，反射镜12a按照伴随朝向右方向Xr的进行，接近后方向Zr的方式倾斜。通过反射镜12a而反射的显示光L在前方向Zf和右方向Xr倾斜地行进。于是，通过反射镜12a，显示光L在与假想平面P1交叉的方向行进。
像图5和图6所示的那样，反射镜12b为凹面镜，将来自反射镜12a的显示光L朝向前挡玻璃3而反射。反射镜12b相对反射镜12a，在前方向Zf而定位。反射镜12b的中心位置Ob设置于相对反射镜12a的中心位置Oa，于车宽方向X的外侧，针对右舵车向右方向Xr错动的位置。反射镜12b按照伴随朝向上方向Yu，接近前方向Zf的方式倾斜。通过反射镜12b而反射的显示光L向上方向Yu和后方向Zr倾斜地行进。
第2光学中继器12具有下述的功能，即，通过反射镜12a、12b的配置和朝向，像图8的(b)所示的那样，显示光L照射到前挡玻璃3的照射位置A1在与假想平面P1交叉的车宽方向X(交叉方向)错开。在搭载于右舵车上的平视显示装置2R中，第2光学中继器12使显示光L的照射位置A1于车宽方向X的外侧，针对右舵车向右方向Xr错动。伴随车宽方向X的反射镜12a和反射镜12b之间的距离的增加，照射位置A1向右方向Xr移动。
通过上面的描述，结束平视显示装置2R的结构的说明。
下面一边参照图8的(a)、图8的(b)，一边针对搭载于左舵车上的平视显示装置2L，与搭载于右舵车上的平视显示装置2R进行对比，一边进行说明。
平视显示装置2L的第2单元3B相对平视显示装置2R的第2单元3B以对称面P2为中心而对称。于是，在平视显示装置2L中，第2光学中继器12使显示光L的照射位置A1向左方向X1错动。
还有，左舵车用的间隔件44L相对右舵车用的间隔件44R以对称面P2为中心而对称。平视显示装置2L中的除了间隔件44L以外的第1单元3A为与平视显示装置2R中的除了间隔件44R以外的第1单元3A相同的结构。于是，除了间隔件44以外的第1单元3A在平视显示装置2R、2L之间可共通。
(效果)
如上所述，按照已描述的一个实施方式，实现以下的效果。
(1)平视显示装置2R、2L包括第1单元3A和第2单元3B，该第1单元3A形成显示光L，在该第2单元3B上安装第1单元3A，该第2单元3B将通过第1单元3A而形成的显示光L导向到作为被投射部件的一个例子的前挡玻璃3上，由此形成虚像V。第1单元3A包括：投影仪10，该投影仪10为显示器的一个例子，其射出显示光L；第1光学中继器11，该第1光学中继器11沿假想平面P1，将来自投影仪10的显示光L导向到第2单元3B；第1外壳41，在该第1外壳41中，接纳投影仪10和第1光学中继器11。第2单元3B包括：第2光学中继器12，该第2光学中继器12按照显示光L照射到前挡玻璃3上的照射位置A1向与假想平面P1交叉的车宽方向X(交叉方向)错动的方式，将显示光L导向到前挡玻璃3上；第2外壳71，在该第2外壳71中接纳第2光学中继器12。
在右舵车与左舵车之间，显示光L的照射位置A1错动的方向不同。具体来说，像图8的(b)所示的那样，在右舵车用的平视显示装置2R中，照射位置A1向车宽方向X的右方向Xr错动，像图8的(a)所示的那样，在左舵车用的平视显示装置2L中，照射位置A1向车宽方向X的左方向X1错动。
按照该方案，由于没有因第1单元3A使照射位置A1向车宽方向X错动，故可在右舵车上搭载的平视显示装置2R和于左舵车上搭载的平视显示装置2L之间共用第1单元3A。由此，可在平视显示装置2R、2L之间增加共通部件。
(2)在第2外壳71中形成来自第1单元3A的显示光L通过的第2开口部71b。第1外壳41包括外壳本体部42和间隔件44，在该外壳本体部42中接纳投影仪10和第1光学中继器11，该间隔件44按照通过独立于外壳本体部42的部件，包围显示光L的周围的一部分的方式形成，该间隔件44按照包围第2外壳71的第2开口部71b的周围的一部分的方式固定于第2外壳71上。
按照该方案，通过更换第1单元3A中的间隔件44，像图8的(a)、图8的(b)所示的那样，可将假想平面P1设定在对准平视显示装置2R、2L的朝向。
(3)第1单元3A包括透射型屏幕26，该透射型屏幕26接收经过第1光学中继器11的显示光L，进行图像的成像。投影仪10包括光源部10a与反射型显示元件10b，该反射型显示元件10b接收来自光源部10a的光，射出显示光L。第1光学中继器11包括2个反射镜11a、11b，该2个反射镜11a、11b沿假想平面P1而设置，通过反射显示光L，将显示光L导向到第2单元3B。第2光学中继器12包括2个反射镜12a、12b，在该2个反射镜12a、12b中，其中心位置Oa、Ob设置于在车宽方向X(交叉方向)不同的位置，通过反射显示光L，将显示光L导向到前挡玻璃3。
按照该方案，可在平视显示装置2R、2L之间共用第1单元3A。
(变形例子)
还有，上述实施方式可通过适当变更它的以下的方式而实施。
在上述实施方式中，屏幕保持部43和间隔件44由单独件构成，但是，并不限于此，屏幕保持部43和间隔件44还可一体地构成。还有，屏幕保持部43和间隔件44也可与外壳本体部42一体地构成。
在上述实施方式中，第1光学中继器11具有2个反射镜11a、11b，但是，并不限于此，反射镜的数量还可为单数或大于等于3个。
同样地，第2光学中继器12包括2个反射镜12a、12b，但是，并不限于此，反射镜的数量还可为单数或大于等于3个。
在上述实施方式中，来自投影仪10的显示光L在经过第1光学中继器11后，到达透射型屏幕26，但是还可与此相反，在经过透射型屏幕26之后，到达第1光学中继器11。
在上述实施方式中，在屏幕保持部43和间隔件44上形成侧方开口部43a、44a，但是，还可省略侧方开口部43a、44a，屏幕保持部43和间隔件44呈包围经过透射型屏幕26的显示光L的全部周围的筒状。
在上述实施方式中，透射型屏幕26设置于第1单元3A上，但是，并不限于此，透射型屏幕26还可设置于第2单元3B上。
在上述实施方式中，投影仪10为具有由数字反射镜器件构成的反射型显示元件10b的方式，但是，投影仪10的方式并不限于此，还可为LCOS(硅基液晶)投影仪、GLV(栅状式光阀)投影仪、CRT(阴极射线管)投影仪或液晶投影仪等。
在上述实施方式中，显示器为投影仪10，但是，还可为显示图像的有机EL(电致发光)显示器等或液晶显示器。在此场合，还可省略透射型屏幕26。
在上述实施方式中，平视显示装置2L、2R对作为被投射部件的前挡玻璃3照射显示光L，但是，被投射部件并不限于前挡玻璃3，还可为通过透光部件而形成的专用组合器(Combiner)。
在上述实施方式中，平视显示装置2L、2R搭载于车辆上，但是，平视显示装置2L、2R还可搭载于车辆以外的船舶、飞机等上。
标号的说明：
标号1表示车辆；
标号2L、2R表示平视显示装置；
标号3表示前挡玻璃；
标号3A表示第1单元；
标号3B表示第2单元；
标号10表示投影仪(显示器)；
标号10a表示光源部；
标号10b表示反射型显示元件；
标号11表示第1光学中继器；
标号11a、11b表示反射镜；
标号12表示第2光学中继器；
标号12a、12b表示反射镜；
标号26表示透射型屏幕；
标号41表示第1外壳；
标号42表示外壳本体部；
标号43表示屏幕保持部；
标号44、44L、44R表示间隔件；
标号71表示第2外壳；
标号71a表示第1开口部；
标号71b表示第2开口部；
标号71c表示倾斜底板部；
标号72表示透光性外罩；
符号A1表示照射位置；
符号L表示显示光；
符号P1表示假想平面；
符号V表示虚像。

Claims (3)

1.一种平视显示装置，该平视显示装置包括：第1单元，该第1单元形成显示光；第2单元，在该第2单元上安装上述第1单元，该第2单元通过上述第1单元所形成的上述显示光导向到被投射部件以显示虚像；
上述第1单元包括：
显示器，该显示器射出上述显示光；
第1光学中继器，该第1光学中继器将来自上述显示器的显示光沿假想平面导向到上述第2单元；
第1外壳，在该第1外壳中接纳上述显示器和上述第1光学中继器；
上述第2单元包括：
第2光学中继器，该第2光学中继器按照上述显示光照射到上述被投射部件上的照射位置向与上述假想平面交叉的方向错动的方式将上述显示光导向到上述被投射部件上；
第2外壳，在该第2外壳中接纳上述第2光学中继器。
2.根据权利要求1所述的平视显示装置，其中，在上述第2外壳中，形成来自上述第1单元的上述显示光所通过的开口部；
上述第1外壳包括：
外壳本体部，在该外壳本体部的内部接纳上述显示器和上述第1光学中继器；
间隔件，该间隔件按照独立于外壳本体部而包围上述显示光的周围的一部分的方式形成，该间隔件按照包围上述第2外壳的上述开口部的周围的至少一部分的方式，固定于上述第2外壳上。
3.根据权利要求1或2所述的平视显示装置，其中，上述显示器为投影器；
第1单元包括透射型屏幕，该透射型屏幕接收经过上述第1光学中继器的上述显示光，进行图像的成像；
该投影仪包括：
光源部；
反射型显示元件，该反射型显示元件接收来自上述光源部的光，射出上述显示光；
上述第1光学中继器包括多个反射镜，该多个反射镜沿上述假想平面而设置，通过反射来自上述投影仪的上述显示光，将上述显示光导向到上述第2单元；
上述第2光学中继器包括多个反射镜，在该多个反射镜中，其中心位置设置于在上述交叉方向不同的位置，通过反射上述显示光，将上述显示光导向到上述被投射部件上。
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