CN113525029A - 车窗玻璃显示系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种车窗玻璃显示系统及车辆，其包括光源、车窗玻璃和用于接收触控指令的触控屏，所述车窗玻璃的第一侧的端面上具有进光面，所述车窗玻璃第二侧的玻璃面上设置有显示区域，所述触控屏安装在显示区域上，所述光源发出的入射光经进光面进入车窗玻璃，在车窗玻璃内经全反射后经显示区域穿出，在显示区域进行显示，且透过触控屏显示。利用本申请能够对车窗玻璃的功能进行扩展，提高车窗玻璃的使用频率，同时还可在车窗玻璃上操作其他设备，缩短乘客与操作界面的距离，提高用户体验，同时结构简单，生产成本低。

Description

车窗玻璃显示系统及车辆
技术领域
本申请涉及车辆技术领域，具体涉及一种车窗玻璃显示系统及车辆。
背景技术
目前，车窗玻璃安装在车窗上，主要的用途是满足车内采光、通风及用户视野的需要。发明人在实现本申请的过程中发现，车窗玻璃的功能太单一，有待进一步地开发，以满足司乘人员的需要，提升用户体验。
发明内容
有鉴于此，本申请提出一种车窗玻璃显示系统及车辆，以解决上述技术问题。
本申请提出一种车窗玻璃显示系统，其包括：光源、车窗玻璃和用于接收触控指令的触控屏，所述车窗玻璃的第一侧的端面上具有进光面，所述车窗玻璃第二侧的玻璃面上设置有显示区域，所述触控屏安装在显示区域上，所述光源发出的入射光经进光面进入车窗玻璃，车窗玻璃内的折射光经全反射后经显示区域穿出，在显示区域进行显示，且透过触控屏显示。
可选地，所述光源包括壳体，以及安装在壳体内部的发光头、膜片、至少两根弹簧和至少四个电磁铁，所述膜片通过至少两根弹簧吊挂在壳体上，每个电磁铁均安装在壳体的壳壁上，所述发光头发出的入射光经所述膜片的正面发射进入进光面，所述膜片的背面上设置有至少四个与电磁铁一一对应的永磁铁，至少四个永磁铁沿膜片的周向均匀分布，所述壳体安装在车窗玻璃上，所述永磁铁与电磁铁吸附，所述正面与背面相对设置。
可选地，所述光源为激光器。
可选地，还包括电子控制单元和信号调制器，所述电子控制单元通过信号调制器控制激光器和电磁铁工作。
可选地，所述显示区域的玻璃面上设置有凸起部或者凹陷部。
可选地，所述凹陷部为V型槽，其具有相对的第一侧壁和第二侧壁，所述车窗玻璃内的折射光经第一侧壁穿出形成透射光，透射光在第二侧壁上发生反射，第一侧壁和第二侧壁的夹角为ω，所述车窗玻璃内的折射光在第一侧壁上的入射角为β，折射角为ρ，所述折射光在车窗玻璃内的全反射角为θ，透射光在第二侧壁上的反射角为δ，其中，ω＝ρ+δ，ω+δ+α＝180°，α+β＝θ，sinρ＝sinβ＝K，K为车窗玻璃折射率，α为ρ的余角。
可选地，还包括增透膜，所述增透膜贴合在第一侧壁上，增透膜的厚度T1＝λ1(2n+1)/4，其中，n为自然数，λ1为光在增透膜中传播的波长。
可选地，还包括增反膜，所述增反膜贴合在第二侧壁上，增反膜的厚度T2＝λ2(2n+1)/2，其中，n为自然数，λ2为光在增反膜中传播的波长。
可选地，所述车窗玻璃的第二侧上设置有用于吸光的吸光涂层。
本申请还提供一种车辆，其包括如上所述的车窗玻璃显示系统。
本申请提供的车窗玻璃显示系统及车辆通过设置光源、车窗玻璃和触控屏，光源发出的入射光在车窗玻璃内全发射后经由显示区域穿出显示，显示的内容能够透过触控屏，根据触控屏上的显示内容进行相应操作，可对车窗玻璃的功能进行扩展，提高车窗玻璃的使用频率，同时还可在车窗玻璃上操作其他设备，缩短乘客与操作界面的距离，提高用户体验，同时结构简单，生产成本低。
附图说明
图1是本申请的车窗玻璃显示系统的安装示意图。
图2是图1中A的放大图。
图3是图2中B-B的截面图。
图4是本申请的电磁铁的分布图。
图5是图3中D的放大图。
具体实施方式
以下结合附图以及具体实施例，对本申请的技术方案进行详细描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
图1示出了本申请的车窗玻璃显示系统的安装示意图，图2示出了图1中A的放大图，图3示出了图2中B-B的截面图。如图1所示，本申请的车窗玻璃显示系统，其包括：光源100、车窗玻璃200和用于接收触控指令的触控屏300。
如图4-5所示，车窗玻璃200的第一侧的端面上具有进光面201，车窗玻璃200的第二侧的玻璃面上设置有显示区域220，触控屏300可贴合安装在显示区域220上。
光源100发出的入射光经进光面201进入车窗玻璃200，车窗玻璃200内的折射光经全反射后在显示区域220穿出车窗玻璃，进行显示，显示的内容可透过触控屏300，显示在触控屏300上。根据触控屏300上的显示内容，进行操控。
例如，光源发出的入射光具有空调操控按钮信息，显示区域220会显示空调操控按钮，并且透过触控屏300进行显示。
当乘客想操作空调时，可直接在触控屏300上操作，即可控制空调。与调节仪表台上的空调按钮相比，与乘客的距离更近，更方便。
其中，入射光显示的内容需要提前触控屏300对应，以保证触控操作与显示内容对应，提高操作的准确度。
本申请提供的车窗玻璃显示系统通过设置光源、车窗玻璃和触控屏，光源发出的入射光在车窗玻璃内全发射后经由显示区域穿出显示，显示的内容能够透过触控屏，根据触控屏上的显示内容进行相应操作，可对车窗玻璃的功能进行扩展，提高车窗玻璃的使用频率，同时还可在车窗玻璃上操作其他设备，缩短乘客与操作界面的距离，提高用户体验，同时结构简单，生产成本低。
在一个具体实施例中，如图2-4所示，光源100包括壳体，以及安装在壳体内部的发光头103、膜片104、至少两根弹簧和至少四个电磁铁102。
膜片104通过至少两根弹簧吊挂在壳体上，每个电磁铁102均安装在壳体的壳壁上。发光头103发出的入射光经膜片104的正面发射进入进光面。
膜片104的背面上设置有至少四个与电磁铁一一对应的永磁铁101，至少四个永磁铁101沿膜片104的周向均匀分布。
如图4所示，膜片104为方形，四个永磁铁101位于膜片104的四个边角上，两根弹簧位于膜片104的对角线的两端上。
壳体安装在车窗玻璃200上，车窗玻璃200带动光源100一起升降。永磁铁101与电磁铁102吸附，所述正面与背面相对设置。
通过调节各个独立的电磁铁102的磁场强度和方向，即可对膜片104的法向方向进行调节，进而调节入射光的入射方向，从而减小对车窗玻璃200制造公差的要求，可降低生产成本。
使用时，当车窗玻璃200有突起或者凹陷时，可通过调节各个电磁铁102的磁场强度和方向，调节入射光的入射方形，使得入射光仍然可以在车窗玻璃200内发生全反射，从而降低对车窗玻璃200的要求。
在一个具体实施例中，膜片104采用全反射膜，以便更好地发射入射光。膜片104也可采用塑胶镀银，质量轻，从而减小惯性，提高调节的灵敏度。
在一个具体实施例中，光源100为激光器，光强度大、方向性高，方便入射光入射角度的操控。
激光器可使用单色激光器，也可以复合使用红绿蓝三色激光器实现彩色显示。激光器可以进行连续发射，也可离散发射，且发射的强度也可调节。
在一个具体实施例中，车窗玻璃显示系统还包括电子控制单元(ECU，ElectronicControl Unit)和信号调制器，电子控制单元通过信号调制器控制激光器和电磁铁102工作。
电子控制单元发出信号，信号调制器根据信号调节电流的大小和方向，从而控制激光器的发射频率和光强，以及电磁铁102的磁场强度和方向。
假设激光器的光强度为C，四个电磁铁控制信号的电流强度分别为L1，L2，L3，L4。发光区位于XZ的坐标系内，则任意发光点的坐标为f(x，z)＝f(C，L1，L2，L3，L4)。其中，X方向为前后方向，Z为上下方向，靠近车头的方向为“前”，靠近车顶的方向为“上”。
ECU和信号调制器的另一个作用是识别触控屏300接收到的触控指令，并将触控指令转换为相应的操控指令，以控制相应的设备。
在一个具体实施例中，显示区域220的玻璃面上设置有凸起部或者凹陷部，以方便加工制作，降低生产成本。
在图5的实施例中，凹陷部为V型槽，V型槽开口朝向车内。凹陷部具有相对的第一侧壁202和第二侧壁203。
车窗玻璃200内的折射光经第一侧壁202穿出，形成透射光。透射光在第二侧壁203上发生反射，第一侧壁202和第二侧壁203的夹角为ω。
车窗玻璃200内的折射光在第一侧壁202上的入射角为β，折射角为ρ。
折射光在车窗玻璃200内的全反射角为θ，透射光在第二侧壁203上的反射角为δ。其中，ω＝ρ+δ，ω+δ+α＝180°，α+β＝θ，sinρ＝sinβ＝K，K为车窗玻璃折射率，可取1.5。α为ρ的余角。
通过上述设置，可使车窗玻璃200内的折射光在第一侧壁202出射时，将光线反射到车窗玻璃200的下边沿；透射光在第二侧壁203发生折射时，可将光线折射到车窗玻璃200的上边沿，使得车外人员不能看到显示内容。
在一个具体实施例中，车窗玻璃显示系统还包括增透膜，增透膜贴合在第一侧壁202上，以增加透光率，保证显示效果。
其中，增透膜的厚度T1与波长λ1满足关系T1＝λ1(2n+1)/4，其中n为自然数，波长λ1为光在增透膜中传播的波长。
在一个具体实施例中，车窗玻璃显示系统还包括增反膜，增反膜贴合在第二侧壁203上，以增加反射光，减少光的折射，保证显示效果。
增反膜的厚度T2与波长λ2满足关系T2＝λ2(2n+1)/2，其中n为自然数，其中波长λ2为光在增反膜中传播的波长。
增透膜也可采用电镀形式设置在第一侧壁202上，增反膜也可通过电镀形式设置在第二侧壁203上。
在其中一个实施例中，车窗玻璃200的第二侧上设置有用于吸光的吸光涂层，以吸收多余的光。吸光涂层可采用玻璃黑边烤瓷工艺设置在车窗玻璃200上。
在一个具体实施例中，触控屏300可采用透明液晶触控屏，以降低成本。
本申请还提供一种车辆，其包括如上所述的车窗玻璃显示系统。
本申请提供的车辆通过设置光源、车窗玻璃和触控屏，光源发出的入射光在车窗玻璃内全发射后经由显示区域穿出显示，显示的内容能够透过触控屏，根据触控屏上的显示内容进行相应操作，可对车窗玻璃的功能进行扩展，提高车窗玻璃的使用频率，同时还可在车窗玻璃上操作其他设备，缩短乘客与操作界面的距离，提高用户体验，同时结构简单，生产成本低。
以上，结合具体实施例对本申请的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本申请的思想。本领域技术人员在本申请具体实施例的基础上做出的推导和变型也属于本申请保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车窗玻璃显示系统，其特征在于，包括：光源、车窗玻璃和用于接收触控指令的触控屏，所述车窗玻璃的第一侧的端面上具有进光面，所述车窗玻璃第二侧的玻璃面上设置有显示区域，所述触控屏安装在显示区域上，所述光源发出的入射光经进光面进入车窗玻璃，车窗玻璃内的折射光经全反射后经显示区域穿出，在显示区域进行显示，且透过触控屏显示。
2.如权利要求1所述的车窗玻璃显示系统，其特征在于，所述光源包括壳体，以及安装在壳体内部的发光头、膜片、至少两根弹簧和至少四个电磁铁，所述膜片通过至少两根弹簧吊挂在壳体上，每个电磁铁均安装在壳体的壳壁上，所述发光头发出的入射光经所述膜片的正面发射进入进光面，所述膜片的背面上设置有至少四个与电磁铁一一对应的永磁铁，至少四个永磁铁沿膜片的周向均匀分布，所述壳体安装在车窗玻璃上，所述永磁铁与电磁铁吸附，所述正面与背面相对设置。
3.如权利要求2所述的车窗玻璃显示系统，其特征在于，所述光源为激光器。
4.如权利要求3所述的车窗玻璃显示系统，其特征在于，还包括电子控制单元和信号调制器，所述电子控制单元通过信号调制器控制激光器和电磁铁工作。
5.如权利要求4所述的车窗玻璃显示系统，其特征在于，所述显示区域的玻璃面上设置有凸起部或者凹陷部。
6.如权利要求5所述的车窗玻璃显示系统，其特征在于，所述凹陷部为V型槽，其具有相对的第一侧壁和第二侧壁，所述车窗玻璃内的折射光经第一侧壁穿出形成透射光，透射光在第二侧壁上发生反射，第一侧壁和第二侧壁的夹角为ω，所述车窗玻璃内的折射光在第一侧壁上的入射角为β，折射角为ρ，所述折射光在车窗玻璃内的全反射角为θ，透射光在第二侧壁上的反射角为δ，其中，ω＝ρ+δ，ω+δ+α＝180°，α+β＝θ，sinρ＝sinβ＝K，K为车窗玻璃折射率，α为ρ的余角。
7.如权利要求6所述的车窗玻璃显示系统，其特征在于，还包括增透膜，所述增透膜贴合在第一侧壁上，增透膜的厚度T1＝λ1(2n+1)/4，其中，n为自然数，λ1为光在增透膜中传播的波长。
8.如权利要求7所述的车窗玻璃显示系统，其特征在于，还包括增反膜，所述增反膜贴合在第二侧壁上，增反膜的厚度T2＝λ2(2n+1)/2，其中，n为自然数，λ2为光在增反膜中传播的波长。
9.如权利要求1-8任一所述的车窗玻璃显示系统，其特征在于，所述车窗玻璃的第二侧上设置有用于吸光的吸光涂层。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的车窗玻璃显示系统。
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