CN220357328U - 显示设备及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及显示设备及车辆，显示设备设置在车辆内，且显示设备的安装位置的高度高于车辆的座椅的高度，该显示设备包括：成像部和像源；成像部用于反射像源出射的图像光线至观察区域内；成像部位于像源出射的图像光线经成像部形成的虚像和观察区域之间。与液晶显示屏和LED显示屏相比，在本公开提供的显示设备中，成像部位于虚像和观察区域之间，用户观看的虚像画面与用户之间的距离能够突破车辆本身的空间限制，到达一个用户观看较为舒适的距离，使用户眼睛更加舒服，不容易疲劳，有助于提升观看舒适性。

Description

显示设备及车辆

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示设备及车辆。

背景技术

随着车辆的座舱智能化程度越来越高，车辆中显示屏的数量也逐渐增加，车辆中的显示屏不仅用于显示车辆状态信息(例如车速、油量或者电量等)，其还具有影音娱乐功能以及实现车内人员与车外世界进行信息交互的功能。由于车内空间有限，导致车内的显示屏与人的距离较近，造成用户观看显示屏的距离较近，进而使得车内人员观看显示屏时容易疲劳。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种显示设备及车辆。

第一方面，本实用新型提供了一种显示设备，所述显示设备设置在车辆内，且所述显示设备的安装位置的高度高于所述车辆的座椅的高度，所述显示设备包括：成像部和像源；

所述成像部用于反射所述像源出射的图像光线至观察区域内；所述成像部位于所述像源出射的图像光线经所述成像部形成的虚像和所述观察区域之间。

可选地，所述观察区域供所述车辆内至少一个非驾驶员用户观看所述虚像。

可选地，所述显示设备还包括：安装部；

所述安装部用于将所述成像部安装在遮阳板、顶棚、挡风玻璃、车窗玻璃以及前排座椅靠背上的至少一个位置处。

可选地，所述安装部包括：移动机构；

所述移动机构用于控制所述成像部运动，以实现在使用时展开所述成像部以及在不使用时收起所述成像部。

可选地，所述显示设备的视场角的取值范围为5°～25°；和/或，所述虚像与所述观察区域之间的成像距离为2m～50m。

可选地，所述显示设备还包括：反射部；

所述反射部用于将所述像源出射的图像光线反射至所述成像部。

可选地，所述像源至少包括第一显示区域和第二显示区域，图像光线自所述第一显示区域传递至所述成像部的光程为第一光程，图像光线自所述第二显示区域传递至所述成像部的光程为第二光程，所述第一光程大于所述第二光程，以形成具有不同成像距离的至少两个虚像。

可选地，所述显示设备还包括：定向扬声器；

所述定向扬声器与所述显示设备一一对应配置；所述定向扬声器用于将所述定向扬声器发出的声音定向传播至对应的目标区域内，以避免声音相互干扰；其中，所述目标区域包括所述显示设备的观察区域。

可选地，所述显示设备还包括：公共扬声器；

所述车辆内的至少部分所述显示设备与所述公共扬声器连接；所述公共扬声器用于将所述公共扬声器发出的声音传播至所述车辆内的至少部分所述目标区域内。

第二方面，本实用新型还提供了一种车辆，包括：上述任一种显示设备。

本实用新型提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型提供的显示设备及车辆，显示设备设置在车辆内，且显示设备的安装位置的高度高于车辆的座椅的高度，该显示设备包括：成像部和像源；成像部用于反射像源出射的图像光线至观察区域内；成像部位于像源出射的图像光线经成像部形成的虚像和观察区域之间。与液晶显示屏和LED显示屏相比，在本公开提供的显示设备中，成像部位于虚像和观察区域之间，用户观看的虚像画面与用户之间的距离能够突破车辆本身的空间限制，到达一个用户观看较为舒适的距离，使用户眼睛更加舒服，不容易疲劳，有助于提升观看舒适性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例提供的一种显示设备的结构示意图；

图2为本公开实施例提供的另一种显示设备的结构示意图；

图3为本公开实施例提供的又一种显示设备的结构示意图；

图4为本公开实施例提供的又一种显示设备的结构示意图；

图5为本公开实施例提供的又一种显示设备的结构示意图；

图6为本公开实施例提供的又一种显示设备的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面将对本实用新型的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

相关技术中，车辆中配置的显示屏多采用液晶显示屏或LED显示屏，这些显示屏不仅可以用于显示车辆状态信息，还可以用于实现影音娱乐功能以及信息交互功能。然而，受车内空间的限制，显示屏与用户的距离较近，导致观看距离较近，车内人员观看显示屏时容易疲劳。尤其是在车载屏幕越来越多且尺寸越来越大的情况下，这种问题更加突出。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了显示设备及车辆，显示设备设置在车辆内，且显示设备的安装位置的高度高于车辆的座椅的高度，该显示设备包括：成像部和像源；成像部用于反射像源出射的图像光线至观察区域内；成像部位于像源出射的图像光线经成像部形成的虚像和观察区域之间。

成像部可以用于将图像光线反射到观察区域，该观察区域也可以称为眼盒，当用户的眼睛位于该区域内时，可以接收到图像光线，进而看到虚像。该显示设备的安装位置的高度高于车辆的座椅的高度，使得用户可以采用较为舒适的视角观看虚像。

与液晶显示屏和LED显示屏相比，在本实用新型实施例提供的显示设备中，成像部位于虚像和观察区域之间，用户观看的虚像画面与用户之间的距离能够突破车辆本身的空间限制，到达一个用户观看较为舒适的距离，使用户眼睛更加舒服，不容易疲劳，有助于提升观看舒适性。

下面结合附图，对本实用新型实施例提供的显示设备及车辆进行示例性说明。

本实用新型实施例提供了一种显示设备，显示设备设置在车辆内，且显示设备的安装位置的高度高于车辆的座椅的高度。如图1-5所示，该显示设备包括：成像部20和像源10；成像部20用于反射像源10出射的图像光线至观察区域30内；成像部20位于像源10出射的图像光线经成像部20形成的虚像10′和观察区域30之间。

其中，显示设备设置在车辆内，用于向用户提供图像显示服务，用户包括驾驶员、副驾驶员和后排乘客中的至少一个，对应的，观察区域30包括主驾驶座椅区域、副驾驶座椅区域和后排座椅区域中的至少一种。可选地，观察区域30包括各座椅区域的上方，对应于座椅上乘坐人员的眼部区域或头部区域。

显示设备的成像部20是独立的成像部件，该成像部件独立于挡风玻璃，用于接收像源10出射的图像光线，并反射图像光线，以使用户看到虚像10′，成像部20将像源10出射的图像光线反射到的区域即为观察区域30，使得位于观察区域30内的用户可观看到虚像10′。成像部20可以是透明的，也可以是不透明。

其中，座椅的高度可以是椅面的高度或者座椅上端(例如座椅最上端)的高度，成像部20的安装位置的高度高于座椅的高度。例如，成像部20安装在驾驶员前方的遮阳板(如图1所示)、副驾驶员前方的遮阳板(如图3所示)或者顶棚(如图4-5所示)上，还可以将成像部20安装在的挡风玻璃的上端、前排座椅靠背的上端或车窗玻璃上，在此不限定。如此设置，用户以平视视角或上视视角观看虚像10′，避免了低头带来的颈椎不适等问题。

可选地，虚像10′中心和观察区域30中心的连线与参考平面的夹角大于或等于0°；其中，参考平面包括水平面和车辆所在路面中的一种。若连线位于参考平面的上方，则夹角为正值；若连线位于参考平面的下方，则夹角为负值。

虚像10′中心和观察区域30中心的连线与参考平面的夹角等于0°，即用户以平视视角观看虚像10′；虚像10′中心和观察区域30中心的连线与参考平面的夹角大于0°，即用户以上视视角观看虚像10′；如此设置，避免了用户低头观看显示屏带来的颈椎不适等问题。

或者，在一些示例中，虚像10′可以为下视视角，但为了使用户观看更加舒适，该下视视角为小于0°，且大于或等于-6°。

需要说明的是，本实用新型实施例仅示例性地示出了将显示设备设置在遮阳板、顶棚、挡风玻璃上端、前排座椅靠背和车窗玻璃等位置，但并不构成对本实用新型实施例提供的显示设备的限定。在其他实施方式中，可以将显示设备设置在车辆中的任何适当的位置，在此不限定。

相关技术中，对于液晶显示屏或者LED显示屏等车载屏幕，用户的观看距离等于显示屏与观察区域(即用户眼睛)之间的距离，受限于车辆空间，这些屏幕的安装位置不能与用户距离太远，尤其是对后排乘客而言。用户近距离观看显示屏容易疲劳。

本实施例中，像源10用于出射图像光线，图像光线沿设定光路传递至成像部20，成像部20将图像光线反射至观察区域30内，使得用户在观察区域30内能够观看到图像。像源10出射的图像光线经成像部20形成的虚像10′位于成像部20背离观察区域30的一侧，用户的观看距离等于虚像10′与观察区域30的成像距离，虚像10′与观察区域30的成像距离能够突破车辆本身的空间限制，到达一个用户观看较为舒适的距离，用户眼睛更加舒服，不容易疲劳，有助于提升观看舒适性。

示例性地，如图2所示，像源10出射的图像光线经成像部20反射至观察区域30内，在成像部20背离观察区域的一侧形成虚像10′；其中，像源10与成像部20之间的距离为L1，虚像10′与成像部20的距离为L2，成像部20与观察区域30之间的距离为L3；用户的观看距离等于虚像10′与观察区域30之间的成像距离，即观看距离等于L2与L3之和，与液晶显示屏和LED显示屏相比，增大了虚像10′与用户之间的距离，使得用户观看的虚像画面与用户之间的距离能够突破车辆本身的空间限制，到达一个用户观看较为舒适的距离，用户眼睛更加舒服，不容易疲劳，有助于提升观看舒适性。

本实用新型实施例提供的显示设备设置在车辆内，且显示设备的安装位置的高度高于车辆的座椅的高度，与液晶屏和LED显示屏相比，该显示设备增大了虚像10′与用户之间的距离，用户观看的虚像画面与用户之间的距离能够突破车辆本身的空间限制，到达一个用户观看较为舒适的距离，使用户眼睛更加舒服，不容易疲劳，有助于提升观看舒适性。

在一些实施例中，观察区域供车辆内至少一个非驾驶员用户观看虚像。

其中，非驾驶员用户为车辆内除了驾驶员以外的用户，包括副驾驶员和后排乘客中的至少一个，对应的，观察区域包括主驾驶座椅区域、副驾驶座椅区域和后排座椅区域中的至少一种。例如，如图3所示，显示设备的成像部20安装在副驾前方的遮阳板上，观察区域30包括副驾驶座椅区域，供副驾驶员观看虚像10′。再例如，如图4所示，成像部20安装在车辆顶棚上，观察区域30包括后排座椅区域，供后排乘客观看虚像10′。

在一些可选实施例中，针对车内的各个座位均可以配置相应的显示设备，且该显示设备的观察区域与该座位对应。或者，一些座位共用同一显示设备，该显示设备的观察区域覆盖共用的座位的至少部分。

在一些实施例中，如图1-5所示，显示设备还包括：安装部；安装部用于将成像部20安装在遮阳板、顶棚、挡风玻璃、车窗玻璃以及前排座椅靠背上的至少一个位置处。

其中，成像部20为独立的显示部件，包括但不限于成像板和成像窗，还包括本领域技术人员可知的所有成像部件，在此不限定。成像部20可以是透明的，也可以是不透明。

其中，安装部用于将成像部20固定在设定的安装位置，本实用新型实施例对安装部的类型不作限定，可选用本领域技术人员可知的所有具有固定功能的部件。例如，安装部可以包括双面胶层，利用双面胶层的强粘性将成像部20粘贴在设定的安装位置。或者，安装部还可以包括连接机构，如螺丝和螺母，将成像部20与设定安装位置处的部件连接。成像部20的安装位置包括遮阳板、顶棚、挡风玻璃、车窗玻璃以及前排座椅靠背上的至少一个位置处。

在一些实施例中，安装部包括：移动机构；移动机构用于控制成像部20运动，以实现在使用时展开成像部20以及在不使用时收起成像部20。

其中，当用户不使用显示设备时，移动机构控制成像部收起，减少占用空间；当用户需要使用显示设备时，移动机构控制成像部展开，成像部20的显示面朝向观察区域30，用户通过成像部20可观看到虚像10′。例如，运动机构包括旋转轴，当用户不使用显示设备时，通过转动旋转轴，使成像部20与遮阳板、挡风玻璃或者顶棚平行，减少占用车舱内空间；当用户需要使用显示设备时，通过转动旋转轴，使成像部20的显示面朝向观察区域30，即成像部20与阳板、挡风玻璃或者顶棚等之间存在一定夹角。示例性地，如图4-5所示，成像部20安装在顶棚上，在不使用显示设备时，使成像部20与顶棚平行；在使用显示设备时，使成像部20的显示面朝向观察区域30，成像部20可以与顶棚不垂直(包括前倾或后倾)，还可以与顶棚垂直。

在一些实施例中，显示设备的视场角(field angle of view，FOV)的取值范围为5°～25°；和/或，虚像与观察区域之间的成像距离为2m～50m。

在本实施例中，显示设备的视场角FOV为在观察区域30内能够观察到的虚像10′最大范围的夹角，视场角FOV包括水平视场角和垂直视场角。虚像10′上边界与观察区域30中心的连线及虚像10′下边界与观察区域30中心的连线，这两条连线的夹角为垂直视场角。虚像10′左边界与观察区域30中心的连线及虚像10′右边界与观察区域30中心的连线，这两条连线的夹角为水平视场角。显示设备的水平视场角FOV的取值范围为5°～25°。例如，视场角FOV设置为5°、10°、15°或20°等。优选地，视场角为10°。较大的视场角FOV，可以实现更大画面尺寸，有利于增加用户的沉浸感。

观看距离等于虚像10′与观察区域30之间的成像距离，成像距离的取值范围为2m～50m；例如，成像距离为2m、5m、10m、15m、20m或25m等。

结合图1-5，显示设备的视场角FOV与成像距离和虚像10′尺寸相关，在成像距离固定的情况下，视场角FOV与虚像10′尺寸成正相关，虚像10′的尺寸越大，对应的视场角FOV越大；在虚像10′尺寸固定的情况下，视场角FOV与成像距离成反比，成像距离越大，视场角FOV越小。而成像距离和虚像尺寸均与像源10的安装位置和像源尺寸相关，通过对像源10的安装位置(即确定像源10与成像部20之间的距离)和像源尺寸进行设计，使显示设备达到预期的视场角FOV。

在一些实施例中，如图5所示，该显示设备还包括：反射部40；反射部40用于将像源10出射的图像光线反射至成像部20。

其中，反射部40设置于像源10与成像部20之间的光路中，用于将像源10出射的图像光线反射至成像部20，由成像部20将图像光线反射至观察区域30内。在光路中增设反射部40的目的是为了折叠光路，在保证光程满足成像需求的情况下，减小像源10和成像部20之间的距离。反射部40可以是透明的，也可以是不透明的，还可以是半透明的，在此不限定。示例性地，反射部40为半透明的，能够选择性地透过某一特征波长的光线，例如反射部40能够透过红外线。

在一些实施例中，如图6所示，为本实用新型实施例提供的有一种显示设备的结构示意图。参照图6，在该显示设备中，像源10至少包括第一显示区域11和第二显示区域12，图像光线自第一显示区域11传递至成像部20的光程为第一光程，图像光线自第二显示区域12传递至成像部20的光程为第二光程，第一光程大于第二光程，以形成具有不同成像距离的至少两个虚像。

其中，不同成像距离的虚像可以在视线延伸方向上至少部分重叠，也可以不重叠，在此不限定。示例性地，针对不重叠的情况，可以在近层展示即时通信和电话通知等信息，远层可以展示影音内容等，但不限于此。

示例性地，如图6所示，在该显示设备中，像源10包括第一显示区域11和第二显示区域12，图像光线自第一显示区域11传递至成像部20的光程为第一光程，第一显示区域11出射的图像光线经成像部20形成第一虚像11′；图像光线自第二显示区域12传递至成像部20的光程为第二光程，第二显示区域12出射的图像光线经成像部20形成第二虚像12′。如此设置，实现了多层次成像，满足了更加丰富的使用需求。

需要说明的是，图6仅示例性地示出了通过在第一显示区域11与成像部20之间的光路设置第一反射镜41，在第二显示区域12与成像部20之间的光路中设置第二反射镜42，第一反射镜41与第一显示区域11对应，第二反射镜42与第二显示区域12对应，不同显示区域出射的图像光线的光程存在差异，从而实现了不同距离的成像，但并不构成对本实用新型实施例提供的显示设备的限定。在其他实施方式中，还可以采用其他方式来实现不同显示区域至成像部的光程不同，例如在光路中设置具有不同折射率的介质部，在此不限定。

需要说明的是，图6仅示例性地示出了像源10包括两个显示区域，对应的形成两个具有不同成像距离的虚像，但并不构成对本实用新型实施例提供的显示设备的限定。在其他实施方式中，像源10可以包括更多个显示区域或者包括多个像源10，形成对应数量的虚像，在此不限定。

在一些实施例中，显示设备还包括：定向扬声器；定向扬声器与显示设备一一对应配置；定向扬声器用于将定向扬声器发出的声音定向传播至对应的目标区域内，以避免声音相互干扰；其中，目标区域包括显示设备的观察区域。

在相关技术中，车辆内安装了多个显示设备的情况下，多个显示设备同时使用时，会造成显示设备之间声音的干扰，也容易影响驾驶员安全驾驶车辆。

在本实施例中，通过为每个显示设备配置一个定向扬声器，定向扬声器将声音定向传播至该显示设备对应的目标区域内，使得位于目标区域内的用户听到声音，以避免不同显示设备之间的声音干扰。目标区域至少包括显示设备的观察区域，位于目标区域范围内不同位置的用户，均能够听到扬声器发出的声音。

定向扬声器的声音传播方向与成像部朝向观察区域的方向基本相同；示例性地，以位于顶棚中间位置的显示设备为例，该显示设备用于向后排乘客提供图像显示服务，观察区域包括后排座椅区域，显示设备的成像部朝向车厢后部，该显示设备配置的定向扬声器将声音向车厢后部定向传播，避免了对设置于车厢前部显示设备的干扰。在后排设置多个显示设备时，不同显示设备的定向扬声器的目标区域不重叠，以避免干扰。

在一些实施例中，显示设备还包括：公共扬声器；车辆内的至少部分显示设备与公共扬声器连接；公共扬声器用于将公共扬声器发出的声音传播至车辆内的至少部分目标区域内。

在本实施例中，显示设备还包括公共扬声器，当车内至少两个显示设备的显示图像相同时，可通过公共扬声器向至少两个显示设备的目标区域内传播声音。例如，当车内不同座位上的用户使用不同显示设备观看同一部电影或者同一档节目时，可通过公共扬声器向显示设备对应的目标区域内传播声音，使的位于不同目标区域内的用户都能听到声音。

其中，公共扬声器和定向扬声器可以是相互独立的音响设备，也可以是同一个音响设备，该音响设备至少包括定向传播和公共播放两种工作模式，可根据显示设备播放内容选择对应的工作模式，在此不限定。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的显示设备的应用场景不局限于车辆中，还可以应用于其他交通工具，例如飞机、轮渡和高铁等，在此不限定。

在上述实施方式的基础上，本实用新型实施例还提供了一种车辆，包括：上述任一种显示设备，具有对应的有益效果，为避免重复描述，在此不限定。

其中，车辆包括但不限于电动车辆、燃油车辆和混合动力车辆，还包括本领域技术人员可知的所有类型的车辆，在此不限定。在其他实施方式中，车辆还包括本领域技术人员可知的所有组合部件或车载设备，例如遮阳板、音响和激光雷达，在此不限定。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种显示设备，其特征在于，所述显示设备设置在车辆内，且所述显示设备的安装位置的高度高于所述车辆的座椅的高度，所述显示设备包括：成像部和像源；

所述成像部用于反射所述像源出射的图像光线至观察区域内；所述成像部位于所述像源出射的图像光线经所述成像部形成的虚像和所述观察区域之间。

2.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述观察区域供所述车辆内至少一个非驾驶员用户观看所述虚像。

3.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，还包括：安装部；

所述安装部用于将所述成像部安装在遮阳板、顶棚、挡风玻璃、车窗玻璃以及前排座椅靠背上的至少一个位置处。

4.根据权利要求3所述的显示设备，其特征在于，所述安装部包括：移动机构；

所述移动机构用于控制所述成像部运动，以实现在使用时展开所述成像部以及在不使用时收起所述成像部。

5.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备的视场角的取值范围为5°～25°；和/或，所述虚像与所述观察区域之间的成像距离为2m～50m。

6.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，还包括：反射部；

所述反射部用于将所述像源出射的图像光线反射至所述成像部。

7.根据权利要求6所述的显示设备，其特征在于，所述像源至少包括第一显示区域和第二显示区域，图像光线自所述第一显示区域传递至所述成像部的光程为第一光程，图像光线自所述第二显示区域传递至所述成像部的光程为第二光程，所述第一光程大于所述第二光程，以形成具有不同成像距离的至少两个虚像。

8.根据权利要求1-7任一项所述的显示设备，其特征在于，还包括：定向扬声器；

所述定向扬声器与所述显示设备一一对应配置；所述定向扬声器用于将所述定向扬声器发出的声音定向传播至对应的目标区域内，以避免声音相互干扰；其中，所述目标区域包括所述显示设备的观察区域。

9.根据权利要求8所述的显示设备，其特征在于，还包括：公共扬声器；

所述车辆内的至少部分所述显示设备与所述公共扬声器连接；所述公共扬声器用于将所述公共扬声器发出的声音传播至所述车辆内的至少部分所述目标区域内。

10.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求1-9任一项所述的显示设备。