CN217506280U - 平视显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能够实现小型化的平视显示装置。平视显示装置将显示光L投射到挡风玻璃上而使得虚像V能够让视点处于可视区域R内的视觉辨认者视觉识别。平视显示装置具备：显示部，所述显示部放射显示光L；第一镜11，所述第一镜11具有反射从显示部放射的显示光L的反射面11a；以及第二镜12，所述第二镜12将由第一镜11反射的显示光L向挡风玻璃反射。显示光L在高度方向上与交叉点CP2、CP3相交。第一镜11的反射面11a的一部分包含在将连结交叉点CP2、CP3的线段作为直径D的假想圆C内。交叉点CP2是与高度方向上的可视区域R的上端部的视点对应的显示光L相交的点。交叉点CP3是与高度方向上的可视区域R的下端部的视点对应的显示光L相交的点。

Description

平视显示装置

技术领域

本实用新型涉及一种平视显示装置。

背景技术

例如，专利文献1中记载的平视显示装置具备：显示器，所述显示器放射显示光；第一镜，所述第一镜反射由该显示器放射的显示光；以及第二镜，所述第二镜反射由该第一镜反射的显示光。第一镜使反射的显示光在到达第二镜之前的交叉点上下交叉。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2018/198821号

实用新型内容

实用新型要解决的课题

在上述专利文献1记载的结构中，需要以不妨碍显示光的光路的方式配置第一镜以及第二镜等各种部件，从而平视显示装置大型化。

本实用新型是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供一种能够实现小型化的平视显示装置。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本实用新型所涉及的平视显示装置是通过将显示光投射到被投射部件上而使得虚像能够让视点处于可视区域内的视觉辨认者视觉识别的平视显示装置，并且具备：显示部，所述显示部放射所述显示光；第一镜，所述第一镜具有反射从所述显示部放射的所述显示光的反射面；以及第二镜，所述第二镜将由所述第一镜反射的所述显示光向所述被投射部件反射，所述显示光在确定方向上在第一交叉点和第二交叉点相交，所述第一镜的所述反射面的至少一部分包含在将连结所述第一交叉点和所述第二交叉点的线段设为直径的假想圆内，所述第一交叉点是与所述确定方向上的所述可视区域的第一端部的视点对应的所述显示光相交的点，所述第二交叉点是与所述确定方向上的所述可视区域的所述第一端部的相反侧的第二端部的视点对应的所述显示光相交的点。

实用新型效果

根据本实用新型，在平视显示装置中，能够实现小型化。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施方式所涉及的车辆的示意图。

图2是本实用新型的一个实施方式所涉及的平视显示装置的示意图。

图3是本实用新型的一个实施方式所涉及的视点位于可视区域的中心时的平视显示装置的示意图。

图4是本实用新型的一个实施方式所涉及的视点位于可视区域的上端时的平视显示装置的示意图。

图5是本实用新型的一个实施方式所涉及的视点位于可视区域的下端时的平视显示装置的示意图。

图6是表示从宽度方向观察本实用新型的一个实施方式所涉及的显示光的光路的示意图。

图7是表示从对比例所涉及的宽度方向观察的显示光的光路的示意图。

图8是表示从本实用新型的变形例所涉及的宽度方向观察的显示光的光路的示意图。

具体实施方式

将参照附图说明本实用新型所涉及的平视显示装置的一个实施方式。

如图1所示，平视显示装置100搭载于车辆200的仪表板上。平视显示装置100通过将显示光L投射到作为被投射部件的挡风玻璃201上，以让视觉辨认者1(例如，车辆200的驾驶者)能够视觉识别的方式将包含车辆信息的虚像V显示在虚像显示面积K内。当视觉辨认者1的视点 EP1、EP2、EP3处于可视区域R内时，视觉辨认者1能够视觉识别虚像 V。

如图2所示，平视显示装置100具备第一镜11、第二镜12、显示部 20以及壳体30。

壳体30由遮光性的树脂或金属形成为箱状。在壳体30内容纳有第一镜11、第二镜12以及显示部20。壳体30具备窗部31，所述窗部31 将在壳体30的内部空间中产生的显示光L向挡风玻璃201透过并由透光部件形成。

显示部20具有放射表示图像的显示光L的光放射面21。显示部20 可以是具有液晶面板和照明装置的类型，也可以是具有DMD(Digital Micro mirror Device)元件等反射型显示元件和投影仪的类型。在本例中，显示部20将显示光L作为扩散光而进行放射。光放射面21朝向车辆的后方上侧。对显示在光放射面21上的图像实施了对视觉辨认者1所视觉辨认的虚像V的变形进行修正的变形修正。

如图2所示，第一镜11是沿车辆的高度方向弯曲成凹状，并且沿车辆的宽度方向直线状延伸的曲面镜。第一镜11在车辆的宽度方向上可以弯曲成凹状，也可以弯曲成凸状。第一镜11朝向第二镜12反射从显示部20放射的显示光L。第一镜11的形成凹状曲面的反射面11a朝向车辆的前方下侧。

如图3、图4和图5所示，第一镜11以使来自显示部20(参照图2) 的显示光L在车辆200的高度方向上与交叉点CP1、CP2和CP3相交的方式向第二镜12放射。交叉点CP1、CP2、CP3在显示光L的光路上位于第一镜11与第二镜12之间。显示光L从第一镜11向交叉点CP1、CP2、CP3收敛，从交叉点CP1、CP2、CP3向第二镜12发散。此外，在交叉点CP1、CP2、CP3中，虽然显示光L的一部分相交，但显示光L成像的位置不一定与交叉点的位置一致。在本实用新型的平视显示装置100 中，显示光L在高度方向上成像于和第一镜11与第二镜12之间的交叉点不同的位置。

关于交叉点CP1、CP2、CP3的位置设定方法将在后面详细叙述。

如图2所示，第二镜12是沿车辆的高度方向以及宽度方向弯曲的凹面镜。第二镜12将从第一镜11反射的显示光L向挡风玻璃201反射。第二镜12以扩大来自第一镜11的显示光L的方式向挡风玻璃201反射。第二镜12的形成凹状曲面的反射面12a朝向车辆的后方上侧。第二镜12 具有与第一镜11协作以抑制由挡风玻璃201的反射引起的虚像变形的功能。

接着，一边参照图3、图4以及图5，一边对交叉点CP1、CP2、CP3 的位置设定方法进行说明。

显示光L的光路上的交叉点CP1、CP2、CP3的位置通过第一镜11 的反射面11a的曲率半径、以及显示部20放射的显示光L的扩散角等来进行调整。例如，第一镜11的反射面11a的曲率半径越大，交叉点CP1、 CP2、CP3的位置越接近反射面11a。另外，显示部20放射的显示光L 的扩散角越大，交叉点CP1、CP2和CP3的位置越接近反射面11a。交叉点CP1、CP2和CP3被设置为比第一镜11与第二镜12之间的中间位置更靠近第一镜11。

具体而言，对交叉点CP1、CP2、CP3进行说明。

如图4所示，交叉点CP2是当从宽度方向观察时与在高度方向上位于可视区域R的上端的视点EP2对应的显示光L的光线L2T、L2B交叉的位置。光线L2T是与虚像显示面积K的上端对应的光线，光线L2B是与虚像显示面积K的下端对应的光线。

如图5所示，交叉点CP3是当从宽度方向观察时与在高度方向上位于可视区域R的上端的视点EP3对应的显示光L的光线L3T、L3B交叉的位置。光线L3T是与虚像显示面积K的上端对应的光线，光线L2B是与虚像显示面积K的下端对应的光线。

如图3所示，交叉点CP1是当从宽度方向观察时与在高度方向上位于可视区域R的上端的视点EP1对应的显示光L的光线L1T、L1B交叉的位置。光线L1T是与虚像显示面积K的上端对应的光线，光线L1B是与虚像显示面积K的下端对应的光线。

此外，视点EP1、EP2、EP3在车辆的宽度方向上位于可视区域R的中心。

如果从宽度方向二维地观察，则分别构成交叉点CP1、CP2、CP3的两条光线L1T、L1B、L2T、L2B、L3T、L3B相交。但是，实际上，光线L1T、L1B、L2T、L2B、L3T、L3B在三维空间内延伸，不限于在交叉点CP1、CP2、CP3相交。因此，在本例中，交叉点CP1、CP2、CP3 被定义为：将光线L1T、L1B、L2T、L2B、L3T、L3B投射到光线L2T、 L3B的线段都在面上的平面PL上的交点。

如图6所示，交叉点CP1、CP2、CP3被设定在将连结两个交叉点 CP2、CP3的线段作为直径D的假想圆C内包含第一镜11的反射面11a 的一部分的位置。交叉点CP1位于假想圆C的中心位置。假想圆C通过实验或模拟来确定。

在图7的比较例中，交叉点CP1、CP2、CP3被设定在假想圆C内不包含第一镜11的反射面11a的位置。在该比较例中，与图6的本实施方式相比，交叉点CP1、CP2、CP3远离反射面11a。在光路设计上，需要在从交叉点CP2、CP3朝向反射面11a而从相反方向沿着显示光L的行进方向的位置形成反射面11a，因此在该比较例中需要增大反射面11a的尺寸。因此，在第一镜11的反射面11a的上端和第二镜12反射的显示光 L，特别是光线L2T之间的间隙S2变小。因此，在该比较例中，需要增大反射面11a的尺寸，保持第一镜11的镜支撑件(省略图示)等各种部件有可能干涉显示光L的光路。

另一方面，在图6的本实施方式中，与图7的比较例相比，交叉点CP1、CP2、CP3接近反射面11a。由此，如图6所示，显示光L特别是光线L2T未到达反射面11a的可省略区域11b，显示光L特别是光线L3B 未到达反射面11a的可省略区域11c。因此，在反射面11a中能够省略可省略区域11b、11c，能够减小反射面11a的尺寸。

另外，在第一镜11的反射面11a的上端和第二镜12反射的显示光L 特别是光线L2T之间的间隙S1变大。因此，能够抑制保持第一镜11的镜支撑件(省略图示)等各种部件干涉显示光L的光路。

(效果)

以上，根据说明的一实施方式，起到以下的效果。

(1)平视显示装置100将显示光L投射到作为被投射部件的一个例子的挡风玻璃201上而使得虚像V能够让视点EP1、EP2、EP3处于可视区域R内的视觉辨认者1视觉识别。平视显示装置100具备：显示部20，所述显示部20放射显示光L；第一镜11，所述第一镜11具有反射从显示部20放射的显示光L的反射面11a；以及第二镜12，所述第二镜12 将由第一镜11反射的显示光L向被投射部件201反射。显示光L在作为确定方向的一个例子的高度方向上与作为第一交叉点的一个例子的交叉点CP2以及作为第二交叉点的一个例子的交叉点CP3相交。第一镜11 的反射面11a的一部分包含在将连结交叉点CP2以及交叉点CP3的线段作为直径D的假想圆C内。交叉点CP2是与高度方向上的可视区域R的第一端部(上端部)的视点EP2对应的显示光L相交的点。交叉点CP3 是与高度方向上的可视区域R的第二端部(下端部)的视点EP3对应的显示光L相交的点。

根据该结构，由于第一镜11的反射面11a的一部分包含在假想圆C 内，因此交叉点CP2以及交叉点CP3被设定在第一镜11的反射面11a 的附近。因此，根据上述理由，能够减小反射面11a的尺寸。由此，能够实现平视显示装置100的小型化。

另外，能够抑制保持第一镜11的镜支撑件(省略图示)等各种部件干涉显示光L的光路。由此，平视显示装置100的设计自由度得以提高。

(2)交叉点CP2以及交叉点CP3在显示光L的光路上位于第一镜11与第二镜12之间。

根据该结构，能够实现平视显示装置100的小型化。

此外，本实用新型不限于上述实施方式以及附图。在不改变本实用新型的要旨的范围内，可以适当地添加改变(包括结构元件的删除)。以下，说明变形的一个例子。

(变形例)

在上述实施方式中，交叉点CP1、CP2、CP3在显示光L的光路上设定在第一镜11与第二镜12之间，但不限于此，如图8所示，也可以设定在反射面11a与光放射面21之间。在此情况下，光放射面21放射以在到达反射面11a之前的交叉点CP1、CP2、CP3相交的方式收敛的显示光L。即使在此情况下，第一镜11的反射面11a的一部分也包含在将连结两个交叉点CP2、CP3的线段作为直径D的假想圆C内。由此，能够得到与上述实施方式相同的作用效果。

在上述实施方式中，显示光L在车辆200的高度方向上相交，但也可以取而代之或除此之外，在车辆200的宽度方向上相交。在此情况下，第一镜11的反射面11a形成为沿着车辆200的宽度方向弯曲的凹状。在该变形例中，也通过与上述实施方式同样的方法，设定为：反射面11a 的至少一部分包含于由在宽度方向上相交的交叉点确定的假想圆内。

在上述实施方式中，从宽度方向观察，第一镜11的反射面11a的一部分包含在假想圆C内，但不限于此，也可以是反射面11a整体包含在假想圆C内。

另外，在上述实施方式中，以第一镜11的反射面11a的一部分包含在假想圆C内的方式设定交叉点CP1、CP2、CP3的位置，但从同样的观点出发，也可以以第一镜11的反射面11a的一部分包含在包含假想圆C 的假想球体内的方式设定交叉点CP1、CP2、CP3的位置。

在上述实施方式中，第二镜12也可以构成为能够以沿着车辆的宽度方向的旋转轴为中心通过镜驱动部进行旋转。通过第二镜12以旋转轴为中心旋转，能够在高度方向上调整显示光L向视觉辨认者1的照射位置。在此情况下，例如，在显示光L的照射位置成为高度方向的中心位置的第二镜12的旋转角度中，确定交叉点CP1、CP2、CP3以及假想圆C。

在上述实施方式中，平视显示装置100被搭载于车上，但不限于此，也可以搭载于飞机、船等交通工具。另外，被投射部件不限于挡风玻璃201，也可以是专用的组合器。

以下为附图标记说明。

1：视觉辨认者；11：第一镜；11a、12a：反射面；11b、11c：可省略区域；12：第二镜；20：显示部；21：光放射面；30：壳体；100：平视显示装置；200：车辆；201：挡风玻璃；C：假想圆；D：直径； K：虚像显示面积；L：显示光；R：可视区域；S1、S2：间隙；V：虚像；L1B、L2B、L3B、L1T、L2T、L3T：光线；CP1、CP2、CP3：交叉点；EP1、EP2、EP3：视点；PL：平面。

Claims (3)

1.一种平视显示装置，其特征在于，是通过将显示光投射到被投射部件上而使得虚像能够让视点处于可视区域内的视觉辨认者视觉识别的平视显示装置，并且具备：

显示部，所述显示部放射所述显示光；

第一镜，所述第一镜具有反射从所述显示部放射的所述显示光的反射面；以及

第二镜，所述第二镜将由所述第一镜反射的所述显示光向所述被投射部件反射，

所述显示光在确定方向上在第一交叉点和第二交叉点相交，

所述第一镜的所述反射面的至少一部分包含在将连结所述第一交叉点和所述第二交叉点的线段设为直径的假想圆内，

所述第一交叉点是与所述确定方向上的所述可视区域的第一端部的视点对应的所述显示光相交的点，

所述第二交叉点是与所述确定方向上的所述可视区域的所述第一端部的相反侧的第二端部的视点对应的所述显示光相交的点。

2.根据权利要求1所述的平视显示装置，其特征在于，

所述第一交叉点和所述第二交叉点在所述显示光的光路上位于所述第一镜与所述第二镜之间。

3.根据权利要求1所述的平视显示装置，其特征在于，

所述第一交叉点和所述第二交叉点在所述显示光的光路上位于所述显示部与所述第一镜之间。

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