CN114077063A - 车辆用显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够实现立体的表现的车辆用显示装置。车辆用显示装置(1)具备：箱体(2)，其搭载于车辆，具有形成有容纳空间(23)的遮光性的外壁(20)，且在外壁形成有狭缝(24)；立体形状的显示面(40)，其配置于容纳空间，基于显示光(DL)形成实像(7)；投影部(3)，其配置于箱体，朝向显示面投影显示光；以及反射部(5)，其配置于箱体的外部，具有将实像向车辆的眼点EP反射的反射面(51)，反射面的形状是使得实像的光(70)在从显示面经由狭缝朝向反射面的光路(6)中交叉的凹形状。

Description

车辆用显示装置
技术领域
本发明涉及车辆用显示装置。
背景技术
以往，存在车辆用的显示装置。在专利文献1中公开了能够提高显示影像的视觉辨认性的平视显示器以及调光机构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-104017号公报
发明内容
发明欲解决的技术问题
在车辆用显示装置中，期望能够实现立体的表现。例如，如果能够使搭乘者视觉辨认基于立体形状的实像的具有立体感的虚像，则能够提高表现力。
本发明的目的在于提供一种能够实现立体的表现的车辆用显示装置。
用于解决问题的技术手段
本发明的车辆用显示装置的特征在于，具备：箱体，所述箱体搭载于车辆，且具有形成容纳空间的具有遮光性的外壁，且在所述外壁形成有狭缝；立体形状的显示面，所述显示面配置在所述容纳空间，且基于显示光形成实像；投影部，所述投影部配置于所述箱体，且向所述显示面投影所述显示光；以及反射部，所述反射部配置在所述箱体的外部，且具有将所述实像向所述车辆的眼点反射的反射面，所述反射面的形状是使得所述实像的光在从所述显示面经由所述狭缝朝向所述反射面的光路中交叉的凹形状。
发明效果
在本发明所涉及的车辆用显示装置中，反射部的反射面的形状是使得实像的光在从显示面经由狭缝朝向反射面的光路中交叉的凹形状。因此，能够缩小狭缝的开口宽度而使容纳空间变暗，能够使用户视觉辨认立体且鲜明的虚像。根据本发明所涉及的车辆用显示装置，起到能够实现立体的表现的效果。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的车辆用显示装置的配置的图。
图2是表示实施方式所涉及的车辆用显示装置的结构的图。
图3是实施方式所涉及的车辆用显示装置的俯视图。
图4是说明实施方式所涉及的车辆用显示装置的光路的图。
图5是说明实施方式所涉及的反射部的遮光功能的图。
图6是说明实施方式所涉及的反射部的遮光功能的图。
图7是实施方式的变形例所涉及的车辆用显示装置的图。
图8是实施方式的变形例所涉及的狭缝的剖视图。
图9是实施方式的变形例所涉及的车辆用显示装置的图。
图10是实施方式的变形例所涉及的车辆用显示装置的图。
符号说明
1：车辆用显示装置
2：箱体
3：投影部
4：屏幕
5：反射部
6：光路
7：实像
20：外壁
21：主体，21a：底壁，21b：侧壁，21c：壁面，21d：前端的壁
21e：开口
22：盖，23：容纳空间
24：狭缝，24b：左端，24c：右端，24f：前端，24r：后端
30：箱体，31：输出部
40：显示面，40d：下部，40m：中央部，40u：上部
41：第一显示面，42：第二显示面，43：旋转轴，44：第一显示面
45：第二显示面
50：主体，50a：凹状面，50b：左端，50c：右端
50d：下端，50u：上端，
51：反射面，51d：下部，51m：中央部，51u：上部
70：实像的光，71、72、73：光
100：车辆
101：挡风玻璃，101b：左端，101c：右端
101d：下端，101u：上端
102：仪表板，102a：上表面
200：搭乘者
DL：显示光，EP：眼点
L：车辆前后方向，W：车宽方向，H：车辆上下方向
VLb：左侧的假想线，VLc：右侧的假想线
VLd：下侧的假想线，VLu：上侧的假想线
Wd1：开口宽度
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式所涉及的车辆用显示装置进行详细说明。另外，本发明并不限定于该实施方式。另外，在下述的实施方式的构成要素中包含本领域技术人员能够容易想到的要素或者实质上相同的要素。
[实施方式]
参照图1至图6，对实施方式进行说明。本实施方式涉及车辆用显示装置。图1是表示实施方式所涉及的车辆用显示装置的配置的图，图2是表示实施方式所涉及的车辆用显示装置的结构的图，图3是实施方式所涉及的车辆用显示装置的俯视图，图4是说明实施方式所涉及的车辆用显示装置的光路的图，图5及图6是说明实施方式所涉及的反射部的遮光功能的图。
如图1及图2所示，本实施方式所涉及的车辆用显示装置1搭载于汽车等车辆100。车辆100可以是电动汽车(EV)、混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)。车辆用显示装置1例如作为车辆100的仪表装置而显示车辆100的行驶速度等。车辆用显示装置1也可以用作仪表装置的一部分。
车辆用显示装置1具有箱体2、投影部3、屏幕4以及反射部5。箱体2具有遮光性的外壁20。例示的外壁20具有主体21和盖22。主体21具有底壁21a和侧壁21b。底壁21a的形状例如为平板形状。侧壁21b从底壁21a的缘部朝向车辆上下方向H的上侧立起设置。侧壁21b的形状为筒状，例如为方筒形状。侧壁21b是在整周包围底壁21a的周壁。侧壁21b的下端被底壁21a封闭，侧壁21b的上端敞开。
盖22是将侧壁21b的上端封闭的部件。盖22通过安装于主体21而形成容纳空间23。容纳空间23是封闭空间，是被遮光性的外壁20包围的暗室。盖22的形状例如为平板形状。在盖22形成有一个狭缝24。狭缝24沿着盖22的板厚方向贯通盖22。狭缝24是细长的贯通孔，将比箱体2靠上方的空间与容纳空间23连通。如图3所示，本实施方式的狭缝24沿车宽方向W延伸。如图2所示，狭缝24的开口宽度Wd1是狭缝24的在车辆前后方向L的宽度。
如图1所示，盖22构成仪表板102的上表面102a。换言之，盖22的上表面位于与仪表板102的上表面102a相同的面上。例如，盖22配置成将形成于仪表板102的开口封闭。箱体2的主体21容纳在由仪表板102形成的空间中。
屏幕4配置于容纳空间23。例示的屏幕4固定于侧壁21b的内侧的面。更详细而言，屏幕4配置于侧壁21b的车辆前后方向L的后端侧的壁面21c。壁面21c是以朝向斜上方的方式倾斜的倾斜面。屏幕4具有立体形状的显示面40。屏幕4是使光在显示面40扩散的反射型的屏幕。例示的显示面40的形状为半球形状。显示面40朝向车辆前后方向L的前侧。例示的显示面40与狭缝24正对。
投影部3配置于箱体2。例示的投影部3固定于侧壁21b。更详细而言，投影部3配置于侧壁21b中的车辆前后方向L的前端的壁21d。投影部3具有箱体30和输出部31。箱体30固定于前端的壁21d的外侧。在前端的壁21d设置有开口21e。箱体30例如以封闭开口21e的方式与侧壁21b嵌合。箱体30具有遮光性，并以外部光不进入容纳空间23的方式封闭开口21e。另外，投影部3的箱体30也可以与主体21一体成型。
输出部31是输出显示光DL的装置。输出部31例如是对显示面40扫描激光的激光投影仪。输出部31也可以是将液晶面板上显示的图像投影到显示面40上的液晶显示装置。另外，输出部31输出显示光DL的方法并不限定于激光、液晶面板。
输出部31朝向显示面40投影显示光DL。显示光DL在显示面40形成实像7。所形成的实像7是任意的图像，例如是表示与车辆100相关的信息的图像。与车辆100相关的信息例如包括车辆100的行驶速度、行驶模式、行驶距离等。形成于显示面40的实像7也可以是从车辆100向搭乘者提供信息、唤起注意、警告等图像。实像7也可以包含汽车导航的路径引导图像。
反射部5配置于箱体2的外部。反射部5具有将形成于显示面40的实像7朝向车辆100的眼点EP反射的反射面51。眼点EP是假想为搭乘者200的眼睛位置的位置、或者搭乘者200的实际的眼睛的位置。实际的眼睛的位置例如由搭载于车辆100的摄像机等检测单元检测。
反射部5具有遮光性的主体50。主体50例如是由黑色或深色的树脂成型而成的板状的部件。主体50例如由箱体2支承。车辆用显示装置1也可以具有根据眼点EP的位置来调节主体50的倾斜角度等的机构。主体50具有与眼点EP对置的凹状面50a。凹状面50a朝向车辆后方，且朝向车辆上下方向H的下侧。例示的主体50的截面形状是与眼点EP对置的一侧呈凹状的弯曲形状。另外，图1所示的截面例如是与车宽方向W正交的截面。
反射面51配置于主体50的凹状面50a。反射面51例如通过涂装、蒸镀等而形成于凹状面50a。反射面51也可以是与主体50不同的部件的表面。换言之，也可以在主体50安装具有反射面51的反射镜。反射面51构成为具有高反射率。
如图2所示，反射部5的反射面51配置在连接显示面40和狭缝24的光路6上。另外，反射面51以将显示面40的实像7朝向眼点EP反射的方式配置。例示的反射面51以反射面51的上部51u位于比反射面51的下部51d靠车辆前后方向L的后方的方式倾斜。反射面51的倾斜角度根据显示面40的位置、狭缝24的位置、眼点EP的位置等来设定。
如图1所示，反射面51的形状是以使得实像7的光70在光路6中交叉的方式弯曲的凹形状。光路6是从显示面40经由狭缝24朝向反射面51的光路。投影到显示面40的显示光DL在显示面40扩散而形成实像7。被扩散的光的一部分通过狭缝24，被反射面51朝向眼点EP反射。利用被反射面51反射后的反射光，用户视觉辨认基于立体形状的实像7的虚像。该虚像在比反射面51靠前方的位置成像。
如图4所示，在显示面40的下部40d扩散并穿过狭缝24的光71被反射面51的上部51u朝向眼点EP反射。另一方面，在显示面40的上部40u扩散并穿过狭缝24的光72被反射面51的下部51d朝向眼点EP反射。另外，在显示面40的中央部40m扩散并穿过狭缝24的光73被反射面51的中央部51m朝向眼点EP反射。
反射面51设计成使光71、72、73在位置XP交叉。例如，反射面51的上部51u的倾斜角度是使在显示面40的下部40d扩散的光中的、穿过狭缝24的光71朝向眼点EP反射的角度。反射面51的下部51d的倾斜角度是使在显示面40的上部40u扩散的光中的、穿过狭缝24的光72朝向眼点EP反射的角度。同样地，反射面51的中央部51m的倾斜角度是使在显示面40的中央部40m扩散的光中的、穿过狭缝24的光73朝向眼点EP反射的角度。光71、72、73交叉的位置XP根据反射面51的形状等决定。换言之，交叉的位置XP可以根据反射面51的位置以及形状来调节。
这样，反射面51的形状是使得实像7的光70在从显示面40经由狭缝24朝向反射面51的光路6中交叉的形状。在例示的车辆用显示装置1中，光70在车辆上下方向H上交叉。换言之，在从车宽方向W观察的情况下，实像7的光70交叉。通过使光70交叉，能够减小狭缝24的开口宽度Wd1。另外，本实施方式的车辆用显示装置1构成为实像7的光70在车宽方向W上不交叉。换言之，在从显示面40到反射面51的光路6中，光70不交叉地并进。
若狭缝24的开口宽度Wd1较小，则太阳光等外部光不容易进入容纳空间23。即，容纳空间23被保持为暗的状态。因此，能够使搭乘者视觉辨认基于具有高对比度的实像7的鲜明的虚像。另外，实像7是显示于立体形状的显示面40的立体图像。因此，本实施方式的车辆用显示装置1能够立体地进行崭新的图像表现。
如图4所示，光70交叉的位置XP为狭缝24。即，实像7的光70在狭缝24的空间内交叉。这样，以使光70在狭缝24处交叉的方式设计反射面51，从而能够使狭缝24的开口宽度Wd1最小化。
另外，如以下说明的那样，本实施方式的反射部5针对穿过挡风玻璃101的外部光80遮蔽狭缝24。如图5所示，遮光性的主体50位于挡风玻璃101与狭缝24之间，针对挡风玻璃101遮蔽狭缝24。更详细而言，主体50的上端50u位于比上侧的假想线VLu靠上方的位置。上侧的假想线VLu是连结狭缝24的后端24r与挡风玻璃101的上端101u的直线。另外，主体50的下端50d位于比下侧的假想线VLd靠下方的位置。下侧的假想线VLd是连结狭缝24的前端24f和挡风玻璃101的下端101d的直线。
因此，朝向车室内透过挡风玻璃101的外部光80被反射部5的主体50遮蔽，不会到达狭缝24。因此，本实施方式的反射部5能够抑制太阳光等外部光80进入容纳空间23。
另外，如图6所示，反射部5也可以在车宽方向W上遮蔽狭缝24。图6所例示的反射部5的左端50b位于比左侧的假想线VLb靠左方的位置。左侧的假想线VLb是将挡风玻璃101的左端101b与狭缝24的左端24b连结的直线。反射部5的右端50c位于右侧的假想线VLc的右方。右侧的假想线VLc是将挡风玻璃101的右端101c与狭缝24的右端24c连结的直线。
如以上说明的那样，本实施方式所涉及的车辆用显示装置1具有搭载于车辆100的箱体2、显示面40、投影部3以及反射部5。箱体2具有形成容纳空间23的遮光性的外壁20，且在外壁20形成有狭缝24。显示面40配置于容纳空间23。显示面40是形成基于显示光DL的实像7的立体形状的面。
投影部3配置于箱体2，朝向显示面40投影显示光DL。反射部5配置于箱体2的外部，具有将实像7朝向车辆100的眼点EP反射的反射面51。反射面51的形状是使得实像7的光70在从显示面40经由狭缝24朝向反射面51的光路6中交叉的凹形状。通过使光70在显示面40与反射面51之间交叉，能够减小狭缝24的开口宽度Wd1。因此，能够抑制外部光80向容纳空间23射入，能够使用户视觉辨认立体且鲜明的虚像。
例示的反射面51的形状是使得实像7的光70在狭缝24中交叉的形状。通过这样的结构，能够实现狭缝24的开口宽度Wd1的最小化。
本实施方式的狭缝24沿车宽方向W延伸。反射面51的形状是使得在车辆上下方向H上实像7的光70交叉且在车宽方向W上实像7的光70不交叉的形状。因此，反射面51的光学设计变得容易。
本实施方式的反射部5具有遮光性，且位于车辆100的挡风玻璃101与狭缝24之间。反射部5针对透过挡风玻璃101的外部光80遮蔽狭缝24。因此，能够有效地抑制外部光80向容纳空间23射入。
在本实施方式所涉及的车辆用显示装置1中，外壁20中的形成有狭缝24的面构成车辆100的仪表板102的上表面102a。反射部5相对于上表面102a配置在上侧。通过使反射部5位于仪表板102的上方，能够减少用户为了观看仪表而移动视线。
在本实施方式的车辆用显示装置1中，配置于从显示面40到眼点EP的光路上的反射部5是一个。因此，与配置多个反射部的结构相比，能够削减部件。另外，在本实施方式的车辆用显示装置1中，容易调整两眼视差。例如，与利用挡风玻璃101将实像的光70向眼点EP反射的结构相比，更容易调整两眼视差。
[实施方式的变形例]
显示面40的形状并不限定于在实施方式中例示的半球形状。显示面40的形状是任意的立体形状。例如，显示面40的形状也可以是模仿车辆100的形状。在该情况下，实像7也可以是在具有车身的形状的显示面40显示的刹车灯、方向指示器的灯。实像7也可以是表示门的开闭状况的图像。显示面40的形状并不限定于凸形状。显示面40的一部分的形状或全部的形状也可以是凹形状。
屏幕4除了立体形状的显示面以外，还可以具有平面的显示面。例如，如图7所示，屏幕4也可以具有立体形状的第一显示面41以及平面的第二显示面42。在该情况下，投影部3向第一显示面41以及第二显示面42投影显示光DL。利用显示光DL，在第一显示面41以及第二显示面42分别形成实像7。
实像7的光70交叉的位置XP不限定于狭缝24的内部。例如，光70也可以在比狭缝24靠近显示面40的位置交叉，也可以在比狭缝24靠近反射面51的位置交叉。
如图8所示，狭缝24的开口宽度也可以在容纳空间23侧与外部空间侧不同。在图8所示的狭缝24中，出口侧的开口宽度Wd2比入口侧的开口宽度Wd3窄。换言之，朝向外部空间开口的部分的开口宽度Wd2比朝向容纳空间23开口的部分的开口宽度Wd3窄。因此，外部光80难以进入容纳空间23。在例示的狭缝24中，车辆后方侧的面设为倾斜面，从而使得开口宽度Wd2、Wd3不同。盖22的厚度例如为5[mm]。在该情况下，也可以将上侧的开口宽度Wd2设为6[mm]，将下侧的开口宽度Wd3设为10[mm]。
如图9所示，屏幕4也可以配置于底壁21a。图9所例示的屏幕4配置在狭缝24的正下方。但是，屏幕4的配置并不限定于狭缝24的正下方的位置。例如，屏幕4也可以是比图9所示的位置靠车辆前后方向L的前方或后方的位置。反射部5以能够将形成于屏幕4的实像7朝向眼点EP反射的方式配置。
在图9所示的车辆用显示装置1中，投影部3的输出部31配置于箱体2的内部。输出部31配置比屏幕4靠上方的位置，向位于斜下方的显示面40投影显示光DL。
屏幕4也可以根据所投影的图像的内容而使显示面40的形状变化。例如，如图10所示，屏幕4也可以能够旋转。图10所示的屏幕4具有与显示面40连结的旋转轴43和使旋转轴43旋转的马达46。旋转轴43例如沿着壁面21c延伸。马达46使旋转轴43旋转。显示面40具有第一显示面44以及第二显示面45。马达46通过使旋转轴43旋转来切换使第一显示面44朝向狭缝24的状态和使第二显示面45朝向狭缝24的状态。
图10所例示的第一显示面44以及第二显示面45均为凸形状，例如为球面形状。第一显示面44的曲率与第二显示面45的曲率不同。通过切换具有不同形状的第一显示面44以及第二显示面45，能够进行多样的图像表现。另外，第一显示面44以及第二显示面45的形状是任意的，既可以是与球面形状不同的形状，也可以不是凸形状。
箱体2的结构并不限定于在实施方式中例示的结构。例如，上述实施方式的盖22也可以与侧壁21b为一体型。在该情况下，例如，底壁21a与侧壁21b分体。箱体2也可以是在车辆上下方向H的中间部被分割的上下分割式。
显示面40并不限定于屏幕4。换言之，显示面40并不限定于为了映出图像而制作的幕。显示面40例如也可以是立体物的表面。显示面40只要是使显示光DL在显示面40扩散的面即可。
上述的实施方式以及变形例所公开的内容可以适当组合来执行。

Claims (7)

1.一种车辆用显示装置，其特征在于，具备：
箱体，所述箱体搭载于车辆，且具有形成容纳空间的外壁，该外壁具有遮光性，且在所述外壁形成有狭缝；
立体形状的显示面，所述显示面配置于所述容纳空间，且基于显示光形成实像；
投影部，所述投影部配置于所述箱体，且向所述显示面投影所述显示光；以及
反射部，所述反射部配置在所述箱体的外部，且具有将所述实像向所述车辆的眼点反射的反射面，
所述反射面的形状是使得所述实像的光在从所述显示面经由所述狭缝朝向所述反射面的光路中交叉的凹形状。
2.如权利要求1所述的车辆用显示装置，其特征在于，
所述反射面的形状是使得所述实像的光在所述狭缝处交叉的形状。
3.如权利要求1或2所述的车辆用显示装置，其特征在于，
所述狭缝沿车宽方向延伸，
所述反射面的形状是使所述实像的光在车辆上下方向上交叉且使所述实像的光在车宽方向上不交叉的形状。
4.如权利要求1至3中任一项所述的车辆用显示装置，其特征在于，
所述反射部具有遮光性，且位于所述车辆的挡风玻璃与所述狭缝之间，针对透过所述挡风玻璃的外部光遮蔽所述狭缝。
5.如权利要求1至4中任一项所述的车辆用显示装置，其特征在于，
所述外壁的形成有所述狭缝的面构成所述车辆的仪表板的上表面，
所述反射部相对于所述上表面配置在上侧。
6.如权利要求1至5中任一项所述的车辆用显示装置，其特征在于，
所述投影部生成表示所述车辆的行驶速度的图像，
所述反射部将表示所述行驶速度的图像朝向所述眼点反射。
7.如权利要求1至6中任一项所述的车辆用显示装置，其特征在于，
所述显示面是屏幕。
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