CN112519579A - 一种汽车驾驶座仪表盘及其显示警示图标的方法 - Google Patents

Abstract

一种汽车驾驶座仪表盘及其显示警示图标的方法，包括嵌设于仪表盘主体中的显示器，显示器包括透射屏、透镜部和背光部；透射屏为可显示警示图标的TFT显示屏；透镜部包括至少一正柱镜，正柱镜具有第一焦平面和第二焦平面；背光部包括至少一发光组，发光组包括左侧光源和右侧光源；采用汽车驾驶座仪表盘进行警示图标显示，通过电路及视频信号的控制，使左侧光源和右侧光源交替发光，光线经过透镜部后在透射屏前方交替地显示左眼实像、右眼实像，右眼图像、左眼图像在显示时间上分别与左侧光源、右侧光源的发光时间相对应，使驾驶员左眼观看到的是左眼图像，右眼观看到的是右眼图像。本发明能够突出地显示出警示图标，容易引起驾驶员的视觉注意。

Description

一种汽车驾驶座仪表盘及其显示警示图标的方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种汽车驾驶座仪表盘及其显示警示图标的方法。

背景技术

汽车驾驶座仪表盘一般设置在汽车驾驶座的前方，由各种仪表、指示器(车速里程表、转速表、机油压力表、水温表、燃油表、充电表等)，特别是驾驶员用警示灯报警器等组成，为驾驶员提供所需的汽车运行参数信息。

传统的汽车驾驶座仪表盘一般为机械式仪表，包括机械式的车速表、机械式的发动机转速表等，并借助高亮的背景灯表示一些警示图标（如安全带未系好、车门未关、汽车内部故障等警示图标），以引起驾驶员的视觉注意而起到明显的警示效果。目前，越来越多的汽车直接采用显示屏（如液晶显示屏）作为汽车驾驶座仪表盘的显示主体，其可直接在显示出汽车的各项运行参数信息（如车速、发动机转速、机油压力等），相比于传统的机械式仪表，具有结构简单、显示内容丰富、显示形式灵活等优点，但是，在采用显示屏作为显示主体的汽车驾驶座仪表盘中，由于显示屏的亮度偏低，其很难高亮、清晰地显示出警示图标，难以引起驾驶员的视觉注意，对驾驶员的警示作用不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车驾驶座仪表盘及其显示警示图标的方法，这种汽车驾驶座仪表盘能够突出地显示出警示图标，容易引起驾驶员的视觉注意，从而提高对驾驶员的警示作用。采用的技术方案如下：

一种汽车驾驶座仪表盘，包括嵌设于仪表盘主体中的显示器，其特征在于：所述显示器包括自前至后依次设置的透射屏、透镜部和背光部；透射屏为可显示至少一个警示图标的TFT显示屏；透镜部包括至少一个轴向为竖直方向的正柱镜，正柱镜具有第一焦平面和第二焦平面；背光部包括至少一个发光组，一个发光组对应一个正柱镜，每个发光组包括左侧光源和右侧光源，左侧光源、右侧光源均设于对应的正柱镜的第一焦平面和第二焦平面之间并且左右并排设置。

上述正柱镜的第一焦点、第二焦点均处在正柱镜中心的后方，过正柱镜的第一焦点且垂直于正柱镜光轴的平面构成所述第一焦平面，过正柱镜的第二焦点且垂直于正柱镜光轴的平面构成所述第二焦平面。通常，第一焦平面至正柱镜中心的间距为正柱镜的一倍焦距；第二焦平面至正柱镜中心的间距为正柱镜的二倍焦距。

上述汽车驾驶座仪表盘中，显示器由自前至后依次设置的透射屏、透镜部和背光部组成，通过电路及视频信号的控制，使发光组的左侧光源和右侧光源交替发光，并且可在透射屏交替地显示警示图标的右眼图像和左眼图像(即一帧一帧地刷新以进行显示)，右眼图像和左眼图像在显示时间上分别与左侧光源、右侧光源的发光时间相对应，光线经过透镜部后在透射屏前方交替地显示警示图标的左眼实像、右眼实像，由此驾驶员左眼观看到的是左眼实像，右眼观看到的是右眼实像。在将上述汽车驾驶座仪表盘安装在汽车驾驶座的前方时，将显示器与驾驶座进行对中设置，并通过设置发光组的左侧光源和右侧光源的位置，使得左眼实像和右眼实像刚好处于驾驶员的左眼区域和右眼区域，由此驾驶员的左右眼观察到的是分别被放大的右侧光源和左侧光源，其效果相当于看到了填充了屏幕的背光，能够高亮、清晰地显示出警示图标，并通过左警示图标和右警示图标的差异化使左右眼产生视觉差，视觉差容易引起驾驶员的视觉注意，从而提高对驾驶员的警示作用。

通常，上述透射屏为透射式的TFT显示屏。优选方案中，上述透射屏为刷新率在120Hz以上的TFT显示屏。采用高刷新率的TFT显示屏，可提高汽车驾驶座仪表盘所显示的图象（画面）的稳定性。

为了满足汽车驾驶座仪表盘的显示面积，优选方案中，上述透镜部包括有自左至右依次排列的多个正柱镜；所述发光组的数量为多个，各个发光组自左至右依次排列，发光组与正柱镜的数量相同且位置一一对应。

一种优选方案中，上述左侧光源、右侧光源均为沿竖直方向延伸的条形光源。更优选方案中，上述条形光源为LED灯管。

另一种优选方案中，上述左侧光源、右侧光源均为点光源；所述透射屏的后侧面设置有一层扩散方向为竖直方向的扩散膜。更优选方案中，上述点光源为LED灯珠。

优选方案中，上述正柱镜中，正柱镜的焦距设为f，所述第一焦平面至正柱镜中心的间距为f，所述第二焦平面至正柱镜中心的间距为2f，左侧光源至正柱镜中心的间距设为u1、右侧光源至正柱镜中心的间距设为u2，u1、u2、f满足如下关系：f<u1<2f，f<u2<2f。

考虑驾驶员与汽车驾驶座仪表盘的距离一般为0.4m〜0.8m，更优选方案中，所述左侧光源的像距设为v1、所述右侧光源的像距设为v2，所述u1、u2、f、v1、v2满足如下关系：u1=v1f/(v1 +f)，u2=v2f/(v2+f)。其中，v1、v2一般取值为0.4m〜0.8m，且f为已知值，故可根据上述关系式求得u1、u2。

进一步更优选方案中，所述发光组的左侧光源、右侧光源分别处在对应的所述正柱镜的光轴的左侧、右侧；左侧光源的中心至对应的所述正柱镜光轴的间距设为d1、所述右侧光源的中心至对应的所述正柱镜光轴的间距设为d2、人体的瞳距设为t，所述v1、f、d1、d2、t满足如下关系：(d1+d2)(v1/f+1)=t。其中，t 一般取值为50-70mm，且v1、f为已知值，故可根据上述等式求出(d1+d2)的取值。这样，可使得左眼实像和右眼实像刚好处在驾驶员的左眼区域和右眼区域。

再进一步更优选方案中，所述左侧光源的光源宽度设为w1、所述右侧光源的光源宽度设为w2、所述d1、d2、w1、w2满足如下关系：w2<2(d1+d2)。这样，可确保左侧光源、右侧光源不会出现重叠。

再进一步更优选方案中，所述d1、d2满足如下关系：d1=d2。这样，可使左侧光源、右侧光源相对于所述正柱镜的光轴左右对称分布。

一种汽车驾驶座仪表盘显示警示图标的方法，其特征在于：采用所述汽车驾驶座仪表盘进行警示图标显示，通过电路及视频信号的控制，使发光组的左侧光源和右侧光源交替发光，并且透射屏交替地显示警示图标的右眼图像和左眼图像，右眼图像和左眼图像在显示时间上分别与左侧光源、右侧光源的发光时间相对应，光线经过透镜部后在透射屏前方交替地显示警示图标的左眼实像、右眼实像，并且使左眼实像、右眼实像分别处于驾驶员的左眼区域、右眼区域。

一种优选方案中，所述透射屏以不同颜色交替地显示警示图标的右眼图像和左眼图像。对于同一警示图标，以不同颜色显示右眼图像和左眼图像，这样，让左右眼看到的警示图标颜色不一样，容易引起驾驶员的视觉注意而起到明显的警示作用。通常，右眼图像和左眼图像的颜色为对比色，如其中之一为红色，另一颜色为绿色。

另一种优选方案中，同一所述警示图标的左眼图像、右眼图像的位置在水平方向上出现偏移。通过将左眼图像、右眼图像的位置设置为水平方向上相互错开，使左眼图像、右眼图像的位置在水平方向上具有一定的位置偏移，这样，使得左眼实像与左眼图像发生错位、右眼实像与右眼图像发生错位，从而使得左右眼看到的警示图标均浮出画面，更容易引起驾驶员的视觉注意而起到明显的警示作用。

进一步的优选方案中，处于所述透射屏左侧的警示图标的右眼图像在水平方向上向左偏移左眼图像；处于所述透射屏右侧的警示图标的左眼图像在水平方向上向右偏移右眼图像。

本发明的汽车驾驶座仪表盘中，显示器由自前至后依次设置的透射屏、透镜部和背光部组成，通过电路及视频信号的控制，使发光组的左侧光源和右侧光源交替发光，并且透射屏交替地显示警示图标的右眼图像和左眼图像(即一帧一帧地刷新以进行显示)，右眼图像和左眼图像在显示时间上分别与左侧光源、右侧光源的发光时间相对应，光线经过透镜部后在透射屏前方交替地显示警示图标的左眼实像、右眼实像，由此驾驶员左眼观看到的是左眼实像，右眼观看到的是右眼实像。在将上述汽车驾驶座仪表盘安装在汽车驾驶座的前方时，将显示器与驾驶座进行对中设置，并通过设置发光组的左侧光源和右侧光源的位置，使得左眼实像和右眼实像刚好处于驾驶员的左眼区域和右眼区域，由此驾驶员的左右眼观察到的是分别被放大的右侧光源和左侧光源，其效果相当于看到了填充了屏幕的背光，能够高亮、清晰地显示出警示图标，并通过左警示图标和右警示图标的差异化使左右眼产生视觉差，视觉差容易引起驾驶员的视觉注意，从而提高对驾驶员的警示作用。

附图说明

图1是本发明优选实施方式实施例一的结构示意图。

图2是图1的立体图。

图3是本发明优选实施方式实施例一驾驶员可以观察到的警示图标的左眼实像和右眼实像。

图4是本发明优选实施方式实施例二驾驶员可以观察到的警示图标的左眼实像和右眼实像。

具体实施方式

实施例一

如图1-图3所示，这种汽车驾驶座仪表盘包括嵌设于仪表盘主体中的显示器，显示器包括自前至后依次设置的透射屏1、透镜部2和背光部3；透射屏1为可显示至少一个警示图标101的TFT显示屏；透镜部2包括自左至右依次排列的多个正柱镜21，正柱镜21的轴向为竖直方向，正柱镜21具有第一焦平面2101和第二焦平面2102；背光部3包括自左至右依次排列的多个发光组31，发光组31与正柱镜21的数量相同且位置一一对应，每个发光组31包括左侧光源311和右侧光源312，左侧光源311、右侧光源312均设于对应的正柱镜21的第一焦平面2101和第二焦平面2102之间并且左右并排设置。

在本实施例中，正柱镜21的第一焦点、第二焦点均处在正柱镜21中心的后方，过正柱镜21的第一焦点且垂直于正柱镜21光轴的平面构成第一焦平面2101，过正柱镜21的第二焦点且垂直于正柱镜21光轴的平面构成第二焦平面2102。第一焦平面2101至正柱镜21中心的间距为正柱镜21的一倍焦距；第二焦平面2102至正柱镜21中心的间距为正柱镜21的二倍焦距。

在本实施例中，透射屏1为透射式的TFT显示屏，TFT显示屏的刷新率在120Hz以上。采用高刷新率的TFT显示屏，可提高汽车驾驶座仪表盘所显示的图象（画面）的稳定性。

在本实施例中，左侧光源311、右侧光源312均为沿竖直方向延伸的条形光源，条形光源为LED灯管。

在本实施例中，正柱镜21中，正柱镜21的焦距设为f，第一焦平面2101至正柱镜21中心的间距为f，第二焦平面2102至正柱镜21中心的间距为2f，左侧光源311至正柱镜21中心的间距设为u1、右侧光源312至正柱镜21中心的间距设为u2，所述u1、u2、f满足如下关系：f<u1<2f，f<u2<2f。

考虑驾驶员与汽车驾驶座仪表盘的距离一般为0.4m〜0.8m，在本实施例中，左侧光源311的像距设为v1、右侧光源312的像距设为v2，所述u1、u2、f、v1、v2满足如下关系：u1=v1f/(v1 +f)，u2=v2f/(v2+f)。其中，v1、v2一般取值为0.4m〜0.8m，且f为已知值，故可根据上述关系式求得u1、u2。

在本实施例中，发光组31的左侧光源311、右侧光源312分别处在对应的正柱镜21的光轴的左侧、右侧；左侧光源311的中心至对应的正柱镜21光轴的间距设为d1、右侧光源312的中心至对应的正柱镜21光轴的间距设为d2、人体的瞳距设为t，所述v1、f、d1、d2、t满足如下关系：(d1+d2)(v1/f+1)=t。其中，t 一般取值为50-70mm，且v1、f为已知值，故可根据上述等式求出(d1+d2)的取值。这样，可使得左眼实像41和右眼实像42刚好处在驾驶员的左眼区域和右眼区域。

在本实施例中， d1、d2满足如下关系：d1=d2。这样，可使左侧光源311、右侧光源312相对于正柱镜21的光轴左右对称分布。

在本实施例中，左侧光源311的光源宽度设为w1、右侧光源312的光源宽度设为w2、所述d1、d2、w1、w2满足如下关系：w2<2(d1+d2)。这样，可确保左侧光源311、右侧光源312不会出现重叠。

上述汽车驾驶座仪表盘显示警示图标的方法为：采用所述汽车驾驶座仪表盘进行警示图标101显示，通过电路及视频信号的控制，使发光组31的左侧光源311和右侧光源312交替发光，并且透射屏1交替地显示警示图标101的右眼图像和左眼图像，右眼图像和左眼图像在显示时间上分别与左侧光源311、右侧光源312的发光时间相对应，光线经过透镜部2后在透射屏1前方交替地显示警示图标101的左眼实像41、右眼实像42，并且使左眼实像41、右眼实像42分别处于驾驶员的左眼区域、右眼区域。

在本实施例中，透射屏1以不同颜色交替地显示警示图标101的右眼图像和左眼图像。对于同一警示图标101，以不同颜色显示右眼图像和左眼图像，这样，让左右眼看到的警示图标101颜色不一样，容易引起驾驶员的视觉注意而起到明显的警示作用。通常，右眼图像和左眼图像的颜色为对比色，如其中之一为红色，另一颜色为绿色。

实施例二

参考图4，在其他部分均与实施例一相同的情况下，其区别在于：透射屏1为可显示多个警示图标101的TFT显示屏，各个警示图标101分布在透射屏1的左侧和右侧；同一警示图标101的左眼图像、右眼图像的位置在水平方向上出现偏移。通过将左眼图像、右眼图像的位置设置为水平方向上相互错开，使左眼图像、右眼图像的位置在水平方向上具有一定的位置偏移，这样，使得左眼实像41与左眼图像发生错位、右眼实像42与右眼图像发生错位，从而使得左右眼看到的警示图标101均浮出画面，更容易引起驾驶员的视觉注意而起到明显的警示作用。

在本实施例中，处于透射屏1左侧的警示图标101的右眼图像在水平方向上向左偏移左眼图像；处于透射屏右侧的警示图标101的左眼图像在水平方向上向右偏移右眼图像。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车驾驶座仪表盘，包括嵌设于仪表盘主体中的显示器，其特征在于：所述显示器包括自前至后依次设置的透射屏、透镜部和背光部；透射屏为可显示至少一个警示图标的TFT显示屏；透镜部包括至少一个轴向为竖直方向的正柱镜，正柱镜具有第一焦平面和第二焦平面；背光部包括至少一个发光组，一个发光组对应一个正柱镜，每个发光组包括左侧光源和右侧光源，左侧光源、右侧光源均设于对应的正柱镜的第一焦平面和第二焦平面之间并且左右并排设置。

2.根据权利要求1所述的一种汽车驾驶座仪表盘，其特征在于：所述透射屏为刷新率在120Hz以上的TFT显示屏；所述透镜部包括有自左至右依次排列的多个正柱镜；所述发光组的数量为多个，各个发光组自左至右依次排列，发光组与正柱镜的数量相同且位置一一对应。

3.根据权利要求1或2所述的一种汽车驾驶座仪表盘，其特征在于：所述正柱镜中，正柱镜的焦距设为f，所述第一焦平面至正柱镜中心的间距为f，所述第二焦平面至正柱镜中心的间距为2f，左侧光源至正柱镜中心的间距设为u1、右侧光源至正柱镜中心的间距设为u2，u1、u2、f满足如下关系：f<u1<2f，f<u2<2f。

4.根据权利要求3所述的一种汽车驾驶座仪表盘，其特征在于：所述左侧光源的像距设为v1、所述右侧光源的像距设为v2，所述u1、u2、f、v1、v2满足如下关系：u1=v1f/(v1 +f)，u2=v2f/(v2+f)。

5.根据权利要求4所述的一种汽车驾驶座仪表盘，其特征在于：所述发光组的左侧光源、右侧光源分别处在对应的所述正柱镜的光轴的左侧、右侧；左侧光源的中心至对应的所述正柱镜光轴的间距设为d1、所述右侧光源的中心至对应的所述正柱镜光轴的间距设为d2、人体的瞳距设为t，所述v1、f、d1、d2、t满足如下关系：(d1+d2)(v1/f+1)=t。

6.根据权利要求5所述的一种汽车驾驶座仪表盘，其特征在于：所述左侧光源的光源宽度设为w1、所述右侧光源的光源宽度设为w2、所述d1、d2、w1、w2满足如下关系：w2<2(d1+d2)，d1=d2。

7.一种汽车驾驶座仪表盘显示警示图标的方法，其特征在于：采用所述汽车驾驶座仪表盘进行警示图标显示，通过电路及视频信号的控制，使发光组的左侧光源和右侧光源交替发光，光线经过透镜部后在透射屏上交替地显示左眼实像、右眼实像，左眼实像由右侧光源形成，右眼实像由左侧光源形成，且右眼图像、左眼图像在显示时间上分别与左侧光源、右侧光源的发光时间相对应，使驾驶员左眼观看到的是左眼图像，右眼观看到的是右眼图像。

8.根据权利要求7所述的一种汽车驾驶座仪表盘，其特征在于：所述透射屏以不同颜色交替地显示警示图标的右眼图像和左眼图像。

9.根据权利要求7所述的一种汽车驾驶座仪表盘，其特征在于：所述同一所述警示图标的左眼图像、右眼图像的位置在水平方向上出现偏移。

10.根据权利要求9所述的一种汽车驾驶座仪表盘，其特征在于：处于所述透射屏左侧的警示图标的右眼图像在水平方向上向左偏移左眼图像；处于所述透射屏右侧的警示图标的左眼图像在水平方向上向右偏移右眼图像。

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