CN109215530B - 用于车辆的换挡显示装置和具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的换挡显示装置和具有其的车辆。用于车辆的换挡显示装置包括：用于提供平行光束的发光整形单元；用于切换车辆的挡位的换挡单元，换挡单元具有用于标识车辆的不同挡位的多个换挡符号，多个换挡符号沿垂直于光轴的方向可移动地设在发光整形单元上方，发光整形单元将平行光束投射至与车辆的当前挡位对应的换挡符号上；透镜投射单元，透镜投射单元垂直于光轴设置且位于与车辆的当前挡位对应的换挡符号上方；用于仅显示车辆的当前挡位的换挡显示面板，换挡显示面板设在透镜投射单元上方，透镜投射单元适于仅将与车辆的当前挡位对应的换挡符号投射至换挡显示面板。根据本发明的用于车辆的换挡显示装置，成本低，可靠性高。

Description

用于车辆的换挡显示装置和具有其的车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种用于车辆的换挡显示装置和具有所述用于车辆的换挡显示装置的车辆。

背景技术

目前，汽车上的换挡显示装置的成本较高、可靠性较差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于车辆的换挡显示装置，所述用于车辆的换挡显示装置具有成本低、可靠性高等优点。

本发明还提出一种具有所述用于车辆的换挡显示装置的车辆。

根据本发明第一方面实施例的用于车辆的换挡显示装置，包括：用于提供平行光束的发光整形单元；用于切换车辆的挡位的换挡单元，所述换挡单元具有用于标识所述车辆的不同挡位的多个换挡符号，多个所述换挡符号沿垂直于光轴的方向可移动地设在所述发光整形单元上方，所述发光整形单元将所述平行光束投射至与所述车辆的当前挡位对应的所述换挡符号上；透镜投射单元，所述透镜投射单元垂直于所述光轴设置且位于与所述车辆的当前挡位对应的所述换挡符号上方；用于仅显示所述车辆的当前挡位的换挡显示面板，所述换挡显示面板设在所述透镜投射单元上方，所述透镜投射单元适于仅将与所述车辆的当前挡位对应的所述换挡符号投射至所述换挡显示面板。

根据本发明实施例的用于车辆的换挡显示装置，成本低，可靠性高。

另外，根据本发明实施例的用于车辆的换挡显示装置还具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述发光整形单元包括：用于提供光源的发光组件；用于将所述发光组件发出的光整形成所述平行光束的整形透镜，所述整形透镜设在所述发光组件上方。

进一步地，所述发光组件包括电路板和设在所述电路板上的显示灯，所述整形透镜安装在所述电路板上且罩设所述显示灯。

可选地，所述显示灯为发光二极管，所述整形透镜为光学塑胶件。

根据本发明的一些实施例，所述透镜投射单元包括沿所述光轴方向间隔排列且分别与所述光轴垂直的多个投射透镜，多个所述换挡符号位于多个所述投射透镜的焦平面上。

进一步地，每个所述投射透镜具有垂直于所述光轴的非球面，所述非球面满足：

其中，以所述非球面与所述光轴的交点为起点建立坐标系，z为所述非球面上的点在垂直于所述光轴的坐标轴上的投影值，r为所述非球面上的点在所述光轴上的投影值，k为二次曲面系数，c为所述非球面上的点对应的曲率，c＝1/R(R为所述非球面上的点对应的曲率半径)，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆分别为非球面系数。

根据本发明的一些实施例，所述换挡符号和所述换挡显示面板均为透光件。

根据本发明的一些实施例，所述用于车辆的换挡显示装置还包括外壳，所述发光整形单元和所述透镜投射单元分别设在所述外壳上。

根据本发明第二方面实施例的车辆，包括根据本发明第一方面实施例所述的用于车辆的换挡显示装置。

根据本发明实施例的车辆，通过利用如上所述的用于车辆的换挡显示装置，可以降低成本，提高可靠性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的用于车辆的换挡显示装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的用于车辆的换挡显示装置的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的用于车辆的换挡显示装置的换挡单元的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的用于车辆的换挡显示装置的换挡发光的显示效果示意图。

附图标记：

用于车辆的换挡显示装置1，

发光整形单元100，发光组件110，电路板111，显示灯112，整形透镜120，

换挡单元200，换挡符号201，换挡柄杆210，符号带220，连接支架230，

透镜投射单元300，投射透镜310，

换挡显示面板400，外壳500。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本申请基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

目前，汽车上的换挡显示装置所采用的背光方式为在每个换挡符号下面配有一个LED灯，每个LED灯与对应的换挡符号之间设有一个导光块。由于换挡显示装置的换挡符号为多个(例如，换挡符号为四个)，这样就需要多个LED灯，同样也就需要多个导光块。

而LED灯的数量越多，功耗越大，所需要的散热、电路、结构等的设计越复杂，并且多个导光块的结构、安装等设计也会更加复杂，从而成本较高、可靠性较差。

为此，本发明提出一种成本低、可靠性高的用于车辆的换挡显示装置1。

下面参考附图描述根据本发明第一方面实施例的用于车辆的换挡显示装置1。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的用于车辆的换挡显示装置1，包括：发光整形单元100、换挡单元200、透镜投射单元300和换挡显示面板400。

具体而言，发光整形单元100用于提供平行光束。换挡单元200用于切换车辆的挡位，换挡单元200具有用于标识车辆的不同挡位的多个换挡符号201，多个换挡符号201设在发光整形单元100上方，并且多个换挡符号201沿垂直于光轴的方向可移动。这样，换挡时，与车辆的当前挡位对应的换挡符号201移动至发光整形单元100正上方，发光整形单元100将平行光束投射至与车辆的当前挡位对应的换挡符号201上。

透镜投射单元300垂直于光轴设置，并且，透镜投射单元300位于与车辆的当前挡位对应的换挡符号201上方。换挡显示面板400设在透镜投射单元300上方。透镜投射单元300适于仅将与车辆的当前挡位对应的换挡符号201投射至换挡显示面板400，即，通过采用透镜投射的方式，仅将与当前挡位对应的换挡符号201投射到换挡显示面板400上，这样，换挡显示面板400仅显示车辆的当前挡位。换句话说，透镜投射单元300将被发光整形单元100照亮的换挡符号201投射到换挡显示面板400上，以达到图4示出的换挡发光的显示效果。

可选地，换挡符号201和换挡显示面板400可以均为透光件，以允许光线通过。例如，换挡符号201的显示区域(即换挡显示面板400)为半透漫反射状态，换挡符号201在此处显示，以达到换挡发光的显示效果。

由此，根据本发明实施例的用于车辆的换挡显示装置1，当车辆启动时，只有与当前挡位对应的换挡符号201显示在换挡显示面板400上，换挡显示面板400上不显示标识其他挡位的换挡符号201，从而使得用户容易获取当前挡位状态，并且可以增强科技感，用户的使用体验好。

同时，根据本发明实施例的用于车辆的换挡显示装置1，采用一个发光整形单元100便可以满足换挡显示面板400的发光要求，并且发光整形单元100的结构和电路相比于现有技术中的方案较为简单，成本也随之降低。

此外，根据本发明实施例的用于车辆的换挡显示装置1，发光整形单元100和透镜投射单元300分别为模块化结构，这样，利用模块化结构设计实现换挡符号201的发光，安装比较简单，可靠性也比较高。

综上所述，根据本发明实施例的用于车辆的换挡显示装置1，成本低，可靠性高。

需要说明的是，在本发明的描述中，光轴指的是光束的中心轴线，即，光学***的对称轴。例如，光轴为图1中箭头示出的光束的中心轴线，光轴的方向沿上下方向定向，多个换挡符号201沿水平方向可移动。

根据本发明的一些实施例，如图1和图2所示，发光整形单元100包括发光组件110和整形透镜120。发光组件110用于提供光源。整形透镜120设在发光组件110上方，整形透镜120将发光组件110发出的光整形成平行光束。

进一步地，如图1和图2所示，发光组件110包括电路板111和设在电路板111上的显示灯112，整形透镜120安装在电路板111上且罩设显示灯112。如此，显示灯112所发出的沿各个方向延伸的光线，经过整形透镜120后，可以转换成均匀的平行光束。

可选地，显示灯112为发光二极管(LED，Light Emitting Diode)，并且，仅采用一个LED便可以满足发光组件110的发光要求，从而结构和电路更加简单。例如，LED可以直接贴片到电路板111上。其中，光源可以为不同的颜色，即，LED可以发出不同颜色的光线，从而能够与不同颜色的内饰相搭配，以提升换挡发光的显示效果，进一步地增加科技感。

如图2所示，整形透镜120位于LED的上方，整形透镜120的底部具有定位柱，定位柱嵌入到电路板111上，即，LED内嵌到整形透镜120的底部中，从而可以增加结构可靠性。

有利地，整形透镜120为光学塑胶件，例如，整形透镜120为PMMA(PolymethylMethacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)塑胶，整形透镜120将LED所发出的沿各个方向的光线整形成均匀的平行光束，然后照射到换挡符号201上。

根据本发明的一些实施例，如图3所示，换挡单元200包括换挡柄杆210、符号带220和连接支架230。换挡柄杆210沿图中示出的箭头方向(即前后方向)可移动。符号带220位于整形透镜120的上方，并且符号带220垂直于光轴，即，符号带220与LED所发出的光线的中心轴线相垂直。多个换挡符号201设在符号带220上，且多个换挡符号201沿垂直于光轴的方向间隔开。也就是说，符号带220沿前后方向延伸，多个换挡符号201沿前后方向间隔开。

连接支架230分别与换挡柄杆210和符号带220相连，连接支架230适于将换挡柄杆210的移动传递至符号带220，从而使与车辆的当前挡位对应的换挡符号201移动至发光整形单元100正上方。具体地，当用户沿前后方向进行换挡时，符号带220在连接支架230的带动下前后移动，换挡符号201便随着符号带220沿前后方向移动，从而进行换挡符号201的切换。

举例而言，如图3和图4所示，分别标识车辆的不同挡位的“P”、“R”、“N”、“D”四个换挡符号201依次从后向前排列。假定车辆的上一个挡位状态所对应的换挡符号201为“P”，当用户需要将挡位切换至“R”所标识的挡位时，向后移动换挡柄杆210，符号带220便跟着向后移动，“R”便可以向后移动至整形透镜120的正上方，“R”被由整形透镜120发出的平行光束照射到透镜投射单元300上，最终被透镜投射单元300投射至换挡显示面板400上，呈现出图4所示的状态。

应当理解的是，图4中虚线示出的符号带220和符号带220上的“P”、“N”、“D”三个换挡符号201并不在用户的视野范围内，即，图4中的虚线所表示的部分并不显示在换挡显示面板400上，用户在图中所示的挡位状态下仅可以看到换挡符号201“R”。

根据本发明的一些实施例，如图1和图2所示，透镜投射单元300包括多个投射透镜310。多个投射透镜310沿光轴方向间隔排列，且多个投射透镜310分别与光轴垂直，多个换挡符号201位于多个投射透镜310的焦平面上。被LED照亮的换挡符号201在多个投射透镜310的作用下被投射到换挡显示面板400上，从而显示出发光的换挡符号201。

进一步地，如图1和图2所示，每个投射透镜310具有垂直于光轴的非球面，非球面满足：

其中，以非球面与光轴的交点为起点建立坐标系，z为非球面上的点在垂直于光轴的坐标轴上的投影值，r为非球面上的点在光轴上的投影值，k为二次曲面系数，c为非球面上的点对应的曲率，c＝1/R(R为非球面上的点对应的曲率半径)，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆分别为非球面系数。

表1示出了根据本发明实施例的用于车辆的换挡显示装置1的透镜投射单元300的具体参数。这里，透镜投射单元300的投射透镜310为两个，每个投射透镜310具有沿上下方向排布的两个非球面，位于下方的投射透镜310的两个非球面分别为S1和S2，位于上方的投射透镜310的两个非球面分别为S3和S4，S1位于S2上方，S3位于S4上方。它们的参数具体如下：

类型	曲率半径(R)	二次曲面系数(k)	厚度(mm)
				S1	15.91894	-11.11017	8
S2	-22.56969	-7.222704	5
				S3	981.5696	6687.17	6
S4	-17.22082	-0.5160971	13.65

其中，上述四个非球面的非球面系数a₁和a₆均为0，其余非球面系数分别如下：

较好地，如图2所示，用于车辆的换挡显示装置1还可以包括外壳500，发光整形单元100和透镜投射单元300分别设在外壳500上。也就是说，发光整形单元100和透镜投射单元300可以构造成发光投射整体模块，如此，各个部件通过彼此固定或卡接的方式安装，简单快捷，一致性较好。其中，换挡符号201垂直于发光投射整体模块的光路方向(即光轴)，并且，换挡符号201位于整形透镜120与投射透镜310之间。

根据本发明第二方面实施例的车辆，包括根据本发明第一方面实施例所述的用于车辆的换挡显示装置1。

根据本发明实施例的车辆，通过利用如上所述的用于车辆的换挡显示装置1，可以降低成本，提高可靠性。

根据本发明实施例的车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种用于车辆的换挡显示装置，其特征在于，包括：

用于提供平行光束的发光整形单元；

用于切换车辆的挡位的换挡单元，所述换挡单元具有用于标识所述车辆的不同挡位的多个换挡符号，多个所述换挡符号沿垂直于光轴的方向可移动地设在所述发光整形单元上方，所述发光整形单元将所述平行光束投射至与所述车辆的当前挡位对应的所述换挡符号上；

透镜投射单元，所述透镜投射单元垂直于所述光轴设置且位于与所述车辆的当前挡位对应的所述换挡符号上方；

用于仅显示所述车辆的当前挡位的换挡显示面板，所述换挡显示面板设在所述透镜投射单元上方，所述透镜投射单元适于仅将与所述车辆的当前挡位对应的所述换挡符号投射至所述换挡显示面板。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的换挡显示装置，其特征在于，所述发光整形单元包括：

用于提供光源的发光组件；

用于将所述发光组件发出的光整形成所述平行光束的整形透镜，所述整形透镜设在所述发光组件上方。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的换挡显示装置，其特征在于，所述发光组件包括电路板和设在所述电路板上的显示灯，所述整形透镜安装在所述电路板上且罩设所述显示灯。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的换挡显示装置，其特征在于，所述显示灯为发光二极管，所述整形透镜为光学塑胶件。

5.根据权利要求1所述的用于车辆的换挡显示装置，其特征在于，所述透镜投射单元包括沿所述光轴方向间隔排列且分别与所述光轴垂直的多个投射透镜，多个所述换挡符号位于多个所述投射透镜的焦平面上。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的换挡显示装置，其特征在于，每个所述投射透镜具有垂直于所述光轴的非球面，所述非球面满足：

其中，以所述非球面与所述光轴的交点为起点建立坐标系，z为所述非球面上的点在垂直于所述光轴的坐标轴上的投影值，r为所述非球面上的点在所述光轴上的投影值，k为二次曲面系数，c为所述非球面上的点对应的曲率，c＝1/R(R为所述非球面上的点对应的曲率半径)，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆分别为非球面系数。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于车辆的换挡显示装置，其特征在于，所述换挡符号和所述换挡显示面板均为透光件。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的用于车辆的换挡显示装置，其特征在于，还包括外壳，所述发光整形单元和所述透镜投射单元分别设在所述外壳上。

9.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的用于车辆的换挡显示装置。

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