車載平顯裝置的製作方法

2023-09-20 00:22:35 3

本發明涉及汽車平顯技術領域，特別涉及一種體積小、重量輕、白天和夜晚均可使用的車載平顯裝置。

背景技術：

開車時，駕駛員需要實時掌握車輛運行時的一些關鍵參數，如車速、發動機轉速、水溫等。尤其是在一些不熟悉的地方，導航信息更是駕駛員需反覆觀看的信息。然而當車輛高速行駛時,特別是夜間高速行車時,如果駕駛員低頭觀看儀表顯示,前方遇有緊急情況就有可能因來不及採取有效措施而造成事故。為避免這種情況發生,少數高檔車型上安裝了HUD系統,它可以將有關信息顯示在駕駛員正前方，駕駛員可以在觀看信息的同時注意路況，從而提高了汽車的安全性與舒適性。

請參閱圖1所示，是現有的第一種車載平顯系統的示意圖。

現有的第一種車載平顯系統包括，高亮像源1、準直鏡組2、反射鏡3和車前風擋玻璃4。高亮度像源1產生的光學圖像由準直鏡組2變成準直光經反射鏡3和車前風擋玻璃4反射後進入人眼。其中高亮度像源1上每一個像素點發出的光線經準直鏡後都會變成一束出射角與像素點所在視場位置對應的平行光。由於每個像素髮出的光線進入人眼時都是平行光，人眼聚焦於無窮遠，感受到的圖像也在無窮遠處。但實際上為了縮小系統體積，成像一般僅在車前1-2米處。該方案中光路結構複雜，體積龐大，難以直接放在車輛中控檯面上設置，需要將車載平顯系統嵌入在車輛中控臺內部，佔用了車輛的空間。

請參閱圖2所示，是現有的第二種車載平顯系統的示意圖。

現有的第二種車載平顯系統，包括微型投影機7和透反屏8，安裝在車輛中控檯面上。微型投影機7將圖像投影在透反屏8上。由於透反屏8有一定的透反比率，駕駛員既可看到反射的投影圖像又可透過屏幕看到車前的景象。由於透反屏8對任意波長的光都具有反射作用，因此人眼通過透反屏8看外部時感觀亮度會降低，尤其是夜晚照明不好時會影響駕駛員觀看外部景物。

請參閱圖3所示，是現有的第三種車載平顯系統的示意圖。

現有的第三種車載平顯系統，包括：在車輛中控檯面上放一個顯示鏡 像字符的高亮段式顯示屏9，在前風擋上貼一塊透反膜11，增強前風擋對顯示屏的反射率。顯示屏9上圖像經透反膜11反射後進入人眼，人眼感受到正向的字符顯示。段式顯示屏9隻能顯示簡單字符，無法顯示路況信息。由於透反膜11對任意波長的光都具有反射作用，因此人眼通過透反膜11看外部時感觀亮度會降低，尤其是夜晚照明不好時會影響駕駛員觀看外部景物。且由於透反膜11增大了前風擋的反射率，通過透反膜11會看到車內物體的反射像，尤其是顯示屏9上字符外的部分，對人眼乾擾較大。

請參閱圖4所示，是現有的第四種車載平顯系統的示意圖。

現有的第四種車載平顯系統，與現有的第三種車載平顯系統相比，手機12替代了段式顯示屏9，解決了顯示複雜路況信息問題，但透反膜11帶來的問題依然存在。且當車外環境光較強時，人眼難以看清透反膜反射的手機圖像，因而這種設備一般只能在夜晚使用。

技術實現要素：

有鑑於上述現有技術所存在的缺陷，本發明的目的在於，提供一種車載平顯裝置，使其體積小、重量輕、白天和夜晚均可使用。

為了實現上述目的，依據本發明提出的一種車載平顯裝置，其包括：固定支架，用於安裝顯示裝置；以及窄光譜帶高反射部件，設置在該顯示裝置的出光路徑上，並反射該顯示裝置顯示的圖像信息；該窄光譜帶高反射部件，對可見光譜中指定波長加減50nm光譜範圍內的光線反射率大於50％，對該範圍以外的可見光光線透過率大於50％。

本發明還可採用以下技術措施進一步實現。

前述的車載平顯裝置，其中所述的可見光譜的波長範圍是380nm至780nm，所述的指定波長是該顯示裝置發出的紅色、綠色或藍色光線能量峰值的波長。

前述的車載平顯裝置，其中所述的窄光譜帶高反射部件對可見光譜中指定波長加減30nm光譜範圍的光線反射率大於50％，對該範圍以外的可見光光線透過率大於50％。。

前述的車載平顯裝置，其中所述的固定支架的表面為深色啞光表面。

前述的車載平顯裝置，其中所述的固定支架具有遮擋該顯示裝置的周邊部位的遮擋部件。

前述的車載平顯裝置，其中所述的固定支架具有角度調節裝置，調節該顯示裝置和/或該窄光譜帶高反射部件的角度。

前述的車載平顯裝置，其中所述的固定支架設置有遮光板，遮擋顯示裝置發出的光束直接進入人眼。

前述的車載平顯裝置，其還包括太陽能電池板，該太陽能電池板設置 在該固定支架上，並設置有USB充電接口。

前述的車載平顯裝置，其中所述的固定支架設置有基於SIM卡(移動通信晶片)的無線路由器。

前述的車載平顯裝置，其中所述的固定支架設置有外部供電接口。

前述的車載平顯裝置，其中所述的固定支架設置有SIM卡插槽。

前述的車載平顯裝置，其中所述的窄光譜帶高反射部件為薄膜結構或平面板狀結構。

前述的車載平顯裝置，其中所述的窄光譜帶高反射部件為曲面結構，將該顯示裝置的圖像信息反射放大成虛像，該顯示裝置將該圖像信息進行預畸變，以對應於該曲面結構的窄光譜帶高反射部件對圖像信息反射放大時的畸變。

前述的車載平顯裝置，其中所述的窄光譜帶高反射部件的內外兩個表面的曲率半徑一致。

前述的車載平顯裝置，其中所述的窄光譜帶高反射部件為玻璃基體或聚碳酸酯基體。

前述的車載平顯裝置，其中所述的顯示裝置顯示的圖像信息為字符和/或線條。

前述的車載平顯裝置，其中所述的顯示裝置為智慧型手機，該智慧型手機顯示的圖像信息包括：車輛信息、導航信息和/或通信信息。

前述的車載平顯裝置，其中所述的智慧型手機包括顯示控制模塊，該顯示控制模塊顯示鏡像的圖像信息。

前述的車載平顯裝置，其還包括反射鏡，該反射鏡反射外景至該智慧型手機的攝像頭，該智慧型手機包括經由該攝像頭存儲外景的記錄模塊。

前述的車載平顯裝置，其中所述的窄光譜帶高反射部件對該顯示裝置可見光譜中指定波長加減25nm範圍內的光線反射率大於70％、80％、90％或99％；對該範圍以外的可見光光線的透過率大於70％、80％、90％或99％。

前述的車載平顯裝置，其中所述的指定波長可以是460nm、530nm或600nm。

本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術方案,本發明的車載平顯裝置，至少具有下列優點：

一、本發明的車載平顯裝置，窄光譜帶高反射部件的高反波長分布與顯示裝置中顯示有效信息的顏色光譜相配合，使得顯示裝置中的有效圖像信息的絕大部分光能高效反射(反射率大於50％)以便於人眼看到，而除去顯示裝置中發出有效信息的光譜以外的光束可以極高的透射率(透射率大於50％)透過，從而不影響人眼觀看車外景物，適合白天和夜晚均可使用。

二、本發明的車載平顯裝置，窄光譜帶高反射部件和固定支架，結構 簡單、體積小、重量輕，便於攜帶和設置在車內的儀錶盤上面，不影響正常駕駛車輛時的視線。

附圖說明

圖1是現有的第一種車載平顯系統的示意圖。

圖2是現有的第二種車載平顯系統的示意圖。

圖3是現有的第三種車載平顯系統的示意圖。

圖4是現有的第四種車載平顯系統的示意圖。

圖5是通常的顯示裝置(例如手機)的光譜分析示意圖。

圖6是本發明中窄光譜帶高反射部件的反射率與光束波長關係的示意圖。

圖7是車外景物光譜分布示意圖。

圖8是人眼通過窄光譜帶高反射部件接收到的車外景物的光譜分布示意圖。

圖9是本發明車載平顯裝置第一實施例的示意圖。

圖10是本發明車載平顯裝置第一實施例中的固定支架的示意圖。

圖11是本發明車載平顯裝置第二實施例的示意圖。

圖12是本發明車載平顯裝置第二實施例中的固定支架的示意圖

圖13是本發明車載平顯裝置第三實施例的示意圖。

圖14是本發明車載平顯裝置第三實施例的窄光譜帶高反射部件反射成像光路示意圖。

圖15是本發明車載平顯裝置第四實施例的示意圖。

圖16是本發明車載平顯裝置第四實施例中反射鏡設置示意圖

圖17是本發明車載平顯裝置第五實施例的示意圖。

圖18是本發明車載平顯裝置第六實施例的示意圖。

圖19是本發明車載平顯裝置第七實施例的示意圖。

圖20是本發明車載平顯裝置第八實施例的示意圖。

圖21是本發明車載平顯裝置第九實施例的示意圖。

具體實施方式

為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效,以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的車載平顯裝置其具體實施方式、步驟、結構、特徵及其功效詳細說明。

本發明提供一種車載平顯裝置，包括：固定支架及窄光譜帶高反射部件。該固定支架用於安裝顯示裝置，該顯示裝置可以採用手機。該窄光譜帶高反射部件，設置在該顯示裝置的出光路徑上，並反射該顯示裝置顯示 的圖像信息。該窄光譜帶高反射部件，對可見光譜中指定(某一)波長加減50nm光譜範圍內的光線反射率大於50％(可以是70％、80％、90％，甚至99％)，對該範圍以外的可見光光線透過率大於50％(可以是70％、80％、90％，甚至99％)。常見的顯示裝置顯示圖像一般是由紅、綠、藍三種顏色組合成多種顏色，通常的顯示裝置(例如手機)的光譜分析請參閱圖5所示，包括紅、綠、藍三種顏色，每種顏色的能量主要集中在較窄的光譜寬度(波長)範圍內，如綠色的能量主要集中在波長530nm±25nm的光譜寬度範圍。而本發明中，顯示裝置可以以紅、綠、藍中一種顏色顯示圖像信息，例如用綠色顯示圖像信息，也可以用多色顯示圖像信息。

所述的窄光譜帶高反射部件，僅對可見光譜中較窄一段光譜(寬度小於100nm)反射率大於50％，可以是70％、80％、90％，甚至99％。反射率與光束波長關係請參閱圖6所示，圖6中是以綠色光譜範圍(波長)530nm加減25nm為例示意。由於窄光譜帶高反射部件具有較窄光譜範圍的高反射率，其他光譜範圍的顏色光透過窄光譜帶高反射部件，不會反射到人眼中。

車外景物的圖像光線一般是全光譜的，如圖7所示，大部分可見光的能量比較平均。當車外景物的圖像光線，透過所述窄光譜帶高反射部件時，如圖8所示，除該窄光譜帶高反射部件反射光譜範圍(波長)(圖8中是綠色光譜範圍)以外其餘波長的光束絕大部分可透過。因此，使用者(駕駛員)既能看到顯示裝置發出的窄帶單色圖像，又能以極高的透過率看到車外景物其他波長的光能，適合白天和夜晚使用。

請參閱圖9、圖10所示，分別是本發明車載平顯裝置第一實施例的示意圖，固定支架13的示意圖。

本發明第一實施例的車載平顯裝置，包括固定支架13以及窄光譜帶高反射部件14。

所述的固定支架13用於安裝顯示裝置12(如手機)，在顯示裝置12的屏幕位置有通光孔15，除顯示屏幕外其餘部分均被遮擋。該固定支架13上設置有安裝槽16，用於安裝窄光譜帶高反射部件14。該固定支架13表面較佳為黑色啞光表面，以避免車輛擋風玻璃形成反射像。該固定支架13上可以設置有兩個獨立的調節和鎖緊裝置，分別調整窄光譜帶高反射部件14和顯示裝置12的傾斜角度，以使駕駛員獲得最佳觀看效果，一旦調節到合適位置即可鎖緊。

所述的顯示裝置12優選顯示窄帶綠色圖像信息,該信息包括但不限於車速、發動機轉速、水溫、油量、導航信息和/或通信信息。所述的顯示裝置12可實現圖像處理及顯示、車輛信息接收、語音識別及控制、文字語音合成、車內其他無線設備通信、路徑規劃、導航、路況信息接收及提示。所述的顯示裝置12顯示的圖像優選為字符和線條為主，以儘可能不遮擋使 用者視線。除顯示的字符和圖形線條外，屏幕上空白區域優選為黑色填充。顯示裝置12可以是智慧型手機，該智慧型手機包括顯示控制模塊(APP模塊)，該顯示控制模塊以該紅色、綠色或藍色中單一顏色顯示鏡像的圖像信息。該顯示控制模塊也可以多種顏色顯示圖像信息，但是其中僅有波長在530±25nm範圍內的光束經窄光譜帶高反射部件14反射後進入人眼，其餘波長的可見光光束會從窄光譜帶高反射部件14透射而出，駕駛員不會看到這部分光束。

所述的窄光譜帶高反射部件14對波長為530nm加減25nm光譜範圍的光線的反射率大於50％、70％、80％、90％或99％。本實施例中，窄光譜帶高反射部件14是平板玻璃形狀，通過在玻璃表面蒸鍍鍺、砷化鎵、硒化鋅、氟化鎂、二氧化鈦、氧化鋯等其中一種或幾種材料搭配可實現。

第一實施例的車載平顯裝置使用時，固定支架13以及窄光譜帶高反射部件14，設置在車內擋風玻璃內側，車輛控制臺上部位置。顯示裝置12發出的綠色光束絕大部分光能在窄光譜帶高反射部件14表面反射，而車外景物發出的光束除綠色部分光譜外其餘波長的光束絕大部分透過窄光譜帶高反射部件14，因此使用者5(駕駛員)既能看到顯示裝置12發出的窄帶綠色圖像，又能以極高的透過率看到車外景物其他波長的光能。

請參閱圖11、圖12所示，分別是本發明的車載平顯裝置第二實施例的示意圖，固定支架17的示意圖。

本發明第二實施例的車載平顯裝置，包括：固定支架17及窄光譜帶高反射部件19。

所述的固定支架17用於安裝顯示裝置12(如手機)，在顯示裝置12的屏幕位置有通光孔15，除顯示屏幕外其餘部分均被遮擋。該固定支架17一側(靠近駕駛員一側)設置有遮光板18，避免顯示裝置12發出的光束直接入射使用者5眼部。

所述的顯示裝置12優選顯示窄帶紅色圖像信息，其他與第一實施例的顯示裝置12相同。

所述的窄光譜帶高反射部件19為薄膜狀，使用時貼在車前擋風玻璃上。窄光譜帶高反射部件19可採用PE(聚碳酸酯)材料冷鍍鍺、砷化鎵、硒化鋅、氟化鎂、二氧化鈦、氧化鋯等其中一種或幾種材料搭配實現。所述的窄光譜帶高反射部件19對波長為600nm加減25nm光譜範圍的光線的反射率大於50％、70％、80％、90％或99％。

第二實施例的車載平顯裝置使用時，該窄光譜帶高反射部件19貼在車前擋風玻璃上，固定支架17設置車內擋風玻璃4內側，車輛控制臺上部位置。顯示裝置12發出的窄帶紅色光束絕大部分光能在窄光譜帶高反射部件19表面反射，而車外景物發出的其他波長的光束絕大部分可透過窄光譜帶 高反射部件19，從而不影響使用者(駕駛員)5觀看外部景物。

請參閱13、圖14所示，分別是本發明的車載平顯裝置第三實施例的示意圖，窄光譜帶高反射部件22的示意圖。

本發明第三實施例的車載平顯裝置，包括固定支架20及窄光譜帶高反射部件21。本實施例與第一實施例相比，以曲面窄光譜帶高反射部件21替代平面窄光譜帶高反射部件14。

所述的固定支架20用於安裝顯示裝置12，與第一實施例的固定支架13相似。

所述的顯示裝置12優選顯示窄帶藍色圖像信息，其他與第一實施例的顯示裝置12相同。

所述的窄光譜帶高反射部件21為曲面形狀，凹面側面向顯示裝置12。該窄光譜帶高反射部件21對波長為460nm加減25nm範圍的光線反射率大於50％、70％、80％、90％或99％。顯示裝置12放置在一倍焦距以內，顯示裝置12屏幕上的藍色圖像經凹面反射成像於對側，所成為放大的虛像，如圖15所示。窄光譜帶高反射部件21內外兩個表面的曲率半徑一致，對於車外景物發出的其他波長光束，該曲面反射類似平板玻璃，可直透，因此不影響外部景物觀看。

請參閱15、圖16所示，分別是本發明的車載平顯裝置第四實施例的示意圖，顯示裝置12的攝像頭26前設置反射鏡25的示意圖。

本發明第四實施例與第一實施例的相比，增加了反射鏡25。該反射鏡25，設置在顯示裝置12(如手機)的前置攝像頭26上方，將來自車外景物的光束反射到攝像頭中。顯示裝置12具有經由該前置攝像頭26，存儲影像的記錄模塊，可以作為行車記錄儀使用。

請參閱圖17所示，是本發明的車載平顯裝置第五實施例的示意圖。

本發明第五實施例與第二實施例的相比，增加了反射鏡28。該反射鏡28設置在顯示裝置12(如手機)的後置攝像頭30下方，將來自車外景物的光束反射到攝像頭30中。顯示裝置12具有經由該攝像頭30，存儲影像的記錄模塊，可以作為行車記錄儀使用。

請參閱圖18所示，是本發明車載平顯裝置第六實施例的示意圖。

本發明第六實施例與第一實施例的相比，增加了太陽能電池板32。固定支架31一側安裝有太陽能電池板32，轉換後的電能可通過固定支架31上的USB供電口33對外充電。

請參閱圖19所示，是本發明車載平顯裝置第七實施例的示意圖。

本發明第七實施例與第二實施例的相比，增加了太陽能電池板32。固定支架34一側安裝有太陽能電池板32，轉換後的電能可通過固定支架34上的USB供電口33對外充電。

請參閱圖20所示，是本發明車載平顯裝置第八實施例的示意圖。

本發明第八實施例與第一實施例的相比，增加了網際網路聯接功能。固定支架35內設置基於SIM卡的無線路由器，可提供WIFI信號供車內設備包括手機使用。固定支架335上留有外部供電接口36，可通過車載點菸器電源供電也可通過太陽能電池或其他電池供電。固定支架35上還留有一個SIM插槽37。

請參閱圖21所示，是本發明車載平顯裝置第九實施例的示意圖。

本發明第九實施例與第二實施例的相比，增加了網際網路聯接功能。固定支架38內置基於SIM卡的無線路由器，可提供WIFI信號供車內設備包括手機使用。固定支架38上留有外部供電接口36，可通過車載點菸器電源供電也可通過太陽能電池或其他電池供電。固定支架38上還留有一個SIM插槽37。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然並非用以限定本發明實施的範圍，依據本發明的權利要求書及說明內容所作的簡單的等效變化與修飾，仍屬於本發明技術方案的範圍內。