CN204360015U - 一种车载抬头显示***及汽车 - Google Patents

Abstract

为克服现有技术中车载抬头显示***的投影图像常出现晃动，让人产生眩晕感，影响驾驶安全的问题，本实用新型提供了一种车载抬头显示***及汽车。车载抬头显示***包括显示屏组件和三反式光学组件，所述三反式光学组件包括在光路上依次设置的变倍镜组件、像质补偿镜组件和前挡补偿镜组件；所述前挡补偿镜组件包括支架、壳体及前挡补偿镜片；所述前挡补偿镜片安装在所述支架上，所述支架安装在所述壳体上，并在支架和壳体间安装一轴向调节装置。本实用新型提供的车载抬头显示***，通过一轴向调节装置可以灵活调整该支架与壳体之间的安装间隙，有效防止投影图像晃动，减少驾驶员眩晕感，保证驾驶安全。

Description

一种车载抬头显示***及汽车

技术领域

本实用新型涉及一种汽车上的车载抬头显示***。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对于汽车的要求更高，现有部分汽车上已安装了车载抬头显示***(英文简称：HUD，英文全称：Heads Up Display)，也叫平视显示仪，安装于汽车的仪表台上，车载抬头显示***利用光学反射的原理，将信息以文字和图形的方式投射到前挡风玻璃上，投射图像的高度大致与驾驶员的眼睛在同一水平线上。驾驶员可以在前方观看到该车载抬头显示***投射的图像经前挡风玻璃反射后所成的虚像。如此，驾驶员在驾驶过程中，能够轻易的将外界的景象与抬头显示仪显示的信息融合在一起，观看起来非常舒适，驾驶员不必低头，就可以看到导航、车速等其他信息，从而避免分散对前方道路的注意力，行车安全性有很大的提高。

然而，现有车载抬头显示***的投影图像常出现晃动，让人产生眩晕感，影响驾驶安全。

实用新型内容

为克服现有技术中车载抬头显示***的投影图像常出现晃动，让人产生眩晕感，影响驾驶安全的问题，本实用新型提供了一种车载抬头显示***及汽车。

本实用新型一方面提供了一种车载抬头显示***，包括显示屏组件和三反式光学组件，所述三反式光学组件位于所述显示屏组件的出射光路上，将显示屏组件投射的图像反射至汽车前挡风玻璃上；所述汽车前挡风玻璃将图像反射至人眼；

所述三反式光学组件包括在光路上依次设置的变倍镜组件、像质补偿镜组件和前挡补偿镜组件；

所述前挡补偿镜组件包括支架、壳体及用于对汽车上前挡风玻璃引起的畸变进行补偿以及调节光线出射角度的前挡补偿镜片；所述前挡补偿镜片安装在所述支架上，所述支架安装在所述壳体上；

其中，所述支架的两侧分别设有第一端轴和第二端轴；所述壳体上对应所述第一端轴设有第一轴孔，对应所述第二端轴设有第二轴孔；所述第一轴孔内设有设有第一轴承，所述第二轴孔内设有第二轴承；

所述第一端轴***所述第一轴承内，所述第二端轴***所述第二轴承内；所述第一轴孔和/或第二轴孔内插装有轴向调节装置。

本实用新型提供的车载抬头显示***，一方面，前挡补偿镜片可跟随该支架转动以调节光线出射角度，达到调整投影图像高度的目的；同时，通过该轴向调节装置可以灵活调整该支架与壳体之间的安装间隙，有效防止投影图像晃动，减少驾驶员眩晕感，保证驾驶安全。

优选地，所述变倍镜组件包括用于对显示屏组件投射的图像进行放大或缩小的变倍镜片、及用于对所述变倍镜片焦距进行调节的变倍镜片焦距调节组件；

所述像质补偿镜组件包括用于对所述变倍镜片焦距变化过程中引起的像质失真进行补偿的像补镜片、及用于对所述像补镜片焦距进行调节的像补镜片焦距调节组件。

优选地，所述轴向调节装置包括调节螺柱，所述调节螺柱上设有外螺纹；

所述第一轴孔或所述第二轴孔内对应设有内螺纹；

所述调节螺柱***所述第一轴孔或第二轴孔内，与所述第一轴孔或第二轴孔螺纹连接。采用上述调节装置，可以非常方便地调节支架和壳体之间的间隙，结构简单易安装。

优选地，所述轴向调节装置还包括一锁紧螺母，所述调节螺柱的内端插装在所述第一轴孔或第二轴孔内，外端从所述第一轴孔或所述第二轴孔内伸出，所述锁紧螺母拧在所述调节螺柱的外端上。

优选地，所述第一轴承或者第二轴承内还设有压缩弹簧。该压缩弹簧可进一步消除安装过程中产生的间隙，同时利用压缩弹簧的弹力，可以克服车辆振动加速度所产生加速力，有利于进一步消除汽车驾驶过程中抖动产生的投影图像晃动。

优选地，所述第一轴承和第二轴承均为盲孔自润滑轴承；所述第一轴承和所述第二轴承的盲孔内设有球头或者滚珠。

优选地，所述第一轴承的盲孔内设有第一球头；所述第二轴承的盲孔内设有第二球头。

优选地，所述第一端轴和所述第二端轴均为一T形金属件；

所述T形金属件包括台阶部和安装轴；

所述支架的两侧分别设有台阶安装孔；所述台阶部安装在所述台阶安装孔内。

优选地，所述调节螺柱的内端插装在所述第一轴孔内，外端从所述第一轴孔内伸出；

所述压缩弹簧安装在所述第一轴承内；

所述第二轴孔外还设有轴承固定盖，所述轴承固定盖将所述第二轴承固定在所述第二轴孔内。

优选地，所述支架上还设有用于调节所述前挡补偿镜片出射角度的角度调节装置。

本实用新型第二方面提供了一种汽车，所述汽车上安装有上述的车载抬头显示***。

本实用新型提供的汽车，由于其上安装了本实用新型改进后的车载抬头显示***，一方面，前挡补偿镜片可跟随该支架转动以调节光线出射角度，达到调整投影图像高度的目的；同时，通过该轴向调节装置可以灵活调整该支架与壳体之间的安装间隙，有效防止投影图像晃动，减少驾驶员眩晕感，保证驾驶安全。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中提供的抬头显示***结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式中提供的前挡补偿镜组件俯视示意图；

图3是图2中F-F处剖面示意图；

图4是图3中A处放大示意图；

图5是图3中B处放大示意图；

图6是本实用新型具体实施方式中提供的前挡补偿镜组件分解示意图；

图7是本实用新型具体实施方式中提供的第一端轴和第二端轴的放大示意图。

其中，1、显示屏组件；2、变倍镜组件；3、像质补偿镜组件；4、前挡补偿镜组件；5、前挡风玻璃；41、支架；42、前挡补偿镜片；43、壳体；411、第一端轴；412、第二端轴；41a、第一轴承；41b、压缩弹簧；41c、调节螺柱；41d、锁紧螺母；41e、第二轴承；41f、轴承固定盖；41c1、第一球头；41e1、第二球头；a、安装轴；b、台阶部。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

研究人员在研究车载抬头显示***的过程中发现，其成像一般限于某一个位置，而驾驶员的身高有很大的不同，抬头显示的图像高度需能进行调整。为此，本申请人对现有车载抬头显示***进行了改进，其包括显示屏组件和三反式光学组件，所述三反式光学组件位于所述显示屏组件的出射光路上，将显示屏组件投射的图像反射至汽车前挡风玻璃上；所述汽车前挡风玻璃将图像反射至人眼；所述三反式光学组件包括在光路上依次设置的变倍镜组件、像质补偿镜组件和前挡补偿镜组件。通过该变倍镜组件可以调节车载抬头显示***的放大倍数，该像质补偿镜组件可以消除该变倍镜组件放大过程中引起的像质失真，该前挡补偿镜组件一方面可以用来调节出射角度，以调节车载抬头显示***投影图像的高度，另一方面也用来补偿前挡风玻璃引起的畸变。

同时，研究人员研发过程中发现，前挡补偿镜组件中的内部结构在安装时容易存在间隙问题，处理不好，该前挡补偿镜组件中的前挡补偿镜片在汽车驾驶过程中出现抖动，从而导致图像的晃动让人产生眩晕感，影响驾驶安全。

为解决上述发现的问题，本例提供了一种车载抬头显示***，如图1所示，包括显示屏组件1和三反式光学组件，所述三反式光学组件位于所述显示屏组件1的出射光路上，将显示屏组件1投射的图像反射至汽车前挡风玻璃5上；所述汽车前挡风玻璃5将图像反射至人眼；

所述三反式光学组件包括在光路上依次设置的变倍镜组件2、像质补偿镜组件3和前挡补偿镜组件4；

如图2-图6所示，所述前挡补偿镜组件4包括支架41、壳体43及用于对汽车上前挡风玻璃5引起的畸变进行补偿以及调节光线出射角度的前挡补偿镜片42；所述前挡补偿镜片42安装在所述支架41上，所述支架41安装在所述壳体43上；

其中，所述支架41的两侧分别设有第一端轴411和第二端轴412；所述壳体43上对应所述第一端轴411设有第一轴孔，对应所述第二端轴412设有第二轴孔；所述第一轴孔内设有设有第一轴承41a，所述第二轴孔内设有第二轴承41e；

所述第一端轴411***所述第一轴承41a内，所述第二端轴412***所述第二轴承41e内；所述第一轴孔和/或第二轴孔内插装有轴向调节装置，该轴向调节装置可用来调节支架41和壳体43之间的间隙，以调节支架41的轴向紧固度。该轴向调节装置可以在第一轴孔和第二轴孔内均设置，也可只在其中的第一轴孔或者第二轴孔上设置。

为实现前挡补偿镜片42的出射角度调节功能，一般在所述支架41上还设有用于调节所述前挡补偿镜片42出射角度的角度调节装置。关于该角度调节装置，可以采用各种顶推部件或者推动件，其可以推动该支架41沿上述第一端轴411和第二端轴412之间的轴线旋转。以实现调节出射角度，最终实现调整投影图像高度的目的。

具体的，所述变倍镜组件2包括用于对显示屏组件1投射的图像进行放大或缩小的变倍镜片、及用于对所述变倍镜片焦距进行调节的变倍镜片焦距调节组件；

所述像质补偿镜组件3包括用于对所述变倍镜片焦距变化过程中引起的像质失真进行补偿的像补镜片、及用于对所述像补镜片焦距进行调节的像补镜片焦距调节组件。

本例中，该变倍镜组件2用来改变对显示屏组件1投射的图像进行放大或缩小，并可通过其中的变倍镜片焦距调节组件对其变倍镜片的焦距进行调节，从而实现对其投射的图像放大倍数进行调节。而由于经过该变倍镜组件2放大或缩小后的图像，易出现图像失真，降低像面质量，因此，在该变倍镜组件2的后方光路上加入了像质补偿镜组件3，该像质补偿镜组件3可对该变倍镜片改变光路后引起的像面质量进行调节，按规律改变像补镜片的焦距，在物面不动的情况下补偿像面质量，使得车载抬头显示***投射的图像像质在变焦过程中无明显下降。由于汽车的前挡风玻璃5是一弧形状的玻璃，投射到其上的图像会产生枕形或者筒形畸变，为消除上述畸变，因此在光路中加入了该前挡补偿镜组件4。

其中，上述变倍镜片和像补镜片为凹面镜，所述前挡补偿镜片42为鞍形镜。

显示屏组件1可采用公众所知的任何结构，其包括一透射式显示屏和位于透射式显示屏下端的光源组件，该光源组件产生的光源照射在该透射式显示屏上后，将显示屏上的图像投射出去。本例中，该光源组件包括在背光板上阵列分布的若干背光灯。作为优选的方式，还可在该光源组件中设置与该背光灯对应的、同样呈阵列分布的聚光透镜，上述聚光透镜可直接安装在背光板上，罩在背光灯外部；也可以胶粘在一聚光基板上，或者与所述聚光基板一体成型。该聚光透镜可以起到将光线聚拢，提高光的利用率，并使出射光线更加均匀，光照效果更好。

所谓的“光路上依次设置的变倍镜组件2、像质补偿镜组件3和前挡补偿镜组件4”，指所述变倍镜组件2位于所述显示屏组件1的出射光路上；所述像质补偿镜组件3位于所述变倍镜组件2的出射光路上；所述前挡补偿镜组件4位于所述像质补偿镜组件3的出射光路上，其出射光线投射向所述前挡风玻璃5。

其中，关于变倍镜片焦距调节组件和补偿镜片焦距调节组件，并不限于特定的形式，只要其为可控、可改变变倍镜片和像补镜片的焦距的组件，无论是电控或者机械控制的方式，都可以。比如将上述像补镜片和变倍镜片统称为镜片。其中，改变焦距的方式有多种，比如改变上述镜片的位置，或者曲率，以改变曲率为例，上述补偿镜片焦距调节组件和变倍镜片焦距调节组件为补偿镜片曲率调节组件和变倍镜片曲率调节组件，其曲率调节均采用电控的方式，在镜片上贴导电薄膜，在镜片下方设置导电基板，则在导电薄膜和导电基板间形成电场，并受电场间产生向下或者向上的静电驱动力。该静电驱动力作用在镜片上时，镜片会向下(或者向上)发生一个微小的变形，使得镜片的曲率发生变化。改变电场的电压大小和方向，可以实现对电场力大小和方向的控制。故可通过改变作用在导电薄膜和导电基板之间的电压来改变车载抬头显示***的焦距。

关于变倍镜片曲率调节组件和补偿镜片曲率调节组件，也可以采用在镜片背面设置可以改变镜片曲率的凸轮结构等，只要其可改变镜片的曲率，任何形式的结构都是可以接受的。

本例中，并不限定所述轴向调节装置的具体结构，其只要能调节支架41和壳体43之间的间隙即可，比如，所述轴向调节装置包括调节螺柱41c，所述调节螺柱41c上设有外螺纹；

所述第一轴孔或所述第二轴孔内对应设有内螺纹；

所述调节螺柱41c***所述第一轴孔或第二轴孔内，与所述第一轴孔或第二轴孔螺纹连接。

进一步地，所述轴向调节装置还包括一锁紧螺母41d，所述调节螺柱41c的内端插装在所述第一轴孔或第二轴孔内，外端从所述第一轴孔或所述第二轴孔内伸出，所述锁紧螺母41d拧在所述调节螺柱41c的外端上。

具体地，该第一轴孔或第二轴孔内设有内螺纹，调节螺柱41c上设有外螺纹，上述内螺纹和外螺纹之间可实现螺纹连接，当转动所述调节螺柱41c，使其在轴向上向内旋转，以向内顶紧(当然，如果反向向外旋转，则其会减小对第一轴承41a或第二轴承41e的作用力)第一轴孔内的第一轴承41a(或者顶紧第二轴孔内的第二轴承41e)。同时，通过该锁紧螺母41d，可实现对调节后的调节螺柱41d进行锁止。

可以在第一轴孔和第二轴孔内均设置，也可仅在第一轴孔或者第二轴孔的其中之一内设置上述轴向调节装置。采用上述调节装置，可以非常方便地调节支架41和壳体43之间的间隙，结构简单易安装。

其中，所述第一轴承41a或者第二轴承41e内还设有压缩弹簧41b。该压缩弹簧41b可进一步消除安装过程中产生的间隙，同时利用压缩弹簧41b的弹力，可以克服车辆振动加速度所产生加速力，有利于进一步消除汽车驾驶过程中抖动产生的投影图像晃动。

具体的，所述第一轴承41a和第二轴承41e均为盲孔自润滑轴承；所述第一轴承41a和所述第二轴承41e的盲孔内设有球头或者滚珠。采用上述球头或者滚珠可减少其盲孔内端面与第一端轴411或第二端轴412之间的摩擦，优选地，所述第一轴承41a的盲孔内设有第一球头41c1；所述第二轴承41e的盲孔内设有第二球头41e1。

如图7所示，所述第一端轴411和所述第二端轴412均为一T形金属件；所述T形金属件包括台阶部b和安装轴a；所述支架41的两侧分别设有台阶安装孔；所述台阶部b安装在所述台阶安装孔内。

作为优选的实施方式，本例中，仅在第一轴孔内插装该轴向调节装置，即所述调节螺柱41c的内端插装在所述第一轴孔(该第一轴孔内设有内螺纹)内，外端从所述第一轴孔内伸出；所述压缩弹簧41b安装在所述第一轴承41a内；所述第二轴孔外还设有轴承固定盖41f，所述轴承固定盖41f将所述第二轴承41e固定在所述第二轴孔内。

其中，如图2所示，该前挡补偿镜组件4上，上述支架41安装在其壳体的上部位置。

采用本例提供的车载抬头显示***，一方面，前挡补偿镜片42可跟随该支架41转动以调节光线出射角度，达到调整投影图像高度的目的；同时，通过该轴向调节装置可以灵活调整该支架41与壳体43之间的安装间隙，有效防止投影图像晃动，减少驾驶员眩晕感，保证驾驶安全。

实施例2

本例公开了一种汽车，所述汽车上安装有上述实施例1中描述的车载抬头显示***。

本例中，由于仅对汽车上的车载抬头显示***做出改进，并不对汽车上的其他部件进行改进，而该车载抬头显示***已在上述实施例1中做了具体解释说明，因此不再赘述。

本例提供的汽车，由于其上安装了本实用新型改进后的车载抬头显示***，一方面，前挡补偿镜片42可跟随该支架41转动以调节光线出射角度，达到调整投影图像高度的目的；同时，通过该轴向调节装置可以灵活调整该支架41与壳体43之间的安装间隙，有效防止投影图像晃动，减少驾驶员眩晕感，保证驾驶安全。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种车载抬头显示***，其特征在于，包括显示屏组件和三反式光学组件，所述三反式光学组件位于所述显示屏组件的出射光路上，将显示屏组件投射的图像反射至汽车前挡风玻璃上；所述汽车前挡风玻璃将图像反射至人眼；

所述三反式光学组件包括在光路上依次设置的变倍镜组件、像质补偿镜组件和前挡补偿镜组件；

所述前挡补偿镜组件包括支架、壳体及用于对汽车上前挡风玻璃引起的畸变进行补偿以及调节光线出射角度的前挡补偿镜片；所述前挡补偿镜片安装在所述支架上，所述支架安装在所述壳体上；

其中，所述支架的两侧分别设有第一端轴和第二端轴；所述壳体上对应所述第一端轴设有第一轴孔，对应所述第二端轴设有第二轴孔；所述第一轴孔内设有设有第一轴承，所述第二轴孔内设有第二轴承；

所述第一端轴***所述第一轴承内，所述第二端轴***所述第二轴承内；所述第一轴孔和/或第二轴孔内插装有轴向调节装置。

2.根据权利要求1所述的车载抬头显示***，其特征在于，所述变倍镜组件包括用于对显示屏组件投射的图像进行放大或缩小的变倍镜片、及用于对所述变倍镜片焦距进行调节的变倍镜片焦距调节组件；

所述像质补偿镜组件包括用于对所述变倍镜片焦距变化过程中引起的像质失真进行补偿的像补镜片、及用于对所述像补镜片焦距进行调节的像补镜片焦距调节组件。

3.根据权利要求1或2所述的车载抬头显示***，其特征在于，所述轴向调节装置包括调节螺柱，所述调节螺柱上设有外螺纹；

所述第一轴孔或所述第二轴孔内对应设有内螺纹；

所述调节螺柱***所述第一轴孔或第二轴孔内，与所述第一轴孔或第二轴孔螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的车载抬头显示***，其特征在于，所述轴向调节装置还包括一锁紧螺母，

所述调节螺柱的内端插装在所述第一轴孔或第二轴孔内，外端从所述第一轴孔或所述第二轴孔内伸出，所述锁紧螺母拧在所述调节螺柱的外端上。

5.根据权利要求4所述的车载抬头显示***，其特征在于，所述第一轴承或者第二轴承内还设有压缩弹簧。

6.根据权利要求5所述的车载抬头显示***，其特征在于，所述第一轴承和第二轴承均为盲孔自润滑轴承；

所述第一轴承和所述第二轴承的盲孔内设有球头或者滚珠。

7.根据权利要求6所述的车载抬头显示***，其特征在于，所述第一轴承的盲孔内设有第一球头；所述第二轴承的盲孔内设有第二球头。

8.根据权利要求6所述的车载抬头显示***，其特征在于，所述第一端轴和所述第二端轴均为一T形金属件；

所述T形金属件包括台阶部和安装轴；

所述支架的两侧分别设有台阶安装孔；所述台阶部安装在所述台阶安装孔内。

9.根据权利要求8所述的车载抬头显示***，其特征在于，所述调节螺柱的内端插装在所述第一轴孔内，外端从所述第一轴孔内伸出；

所述压缩弹簧安装在所述第一轴承内；

所述第二轴孔外还设有轴承固定盖，所述轴承固定盖将所述第二轴承固定在所述第二轴孔内。

10.根据权利要求2所述的车载抬头显示***，其特征在于，所述支架上还设有用于调节所述前挡补偿镜片出射角度的角度调节装置。

11.一种汽车，其特征在于，所述汽车上安装有权利要求1-9中任意一项所述的车载抬头显示***。