CN107024815A - 汽车及其抬头显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种抬头显示装置，包括用于显示信息的显示器，与显示器连接的电致变色透光镜片，邻近电致变色透光镜片设置的光感应器，以及电气连接光感应器与电致变色透光镜片的控制器，所述显示器所发光线从所述电致变色透光镜片一侧射出至电致变色透光镜片上，从而将显示器显示的信息显示在所述电致变色透光镜片上，所述光感应器用于感应所述电致变色透光镜片另一侧的光强，并将感应信号回馈至控制器，所述控制器用于根据所述感应信号调节输出至电致变色透光镜片的电压以改变所述电致变色透光镜片的颜色。本发明还提供一种具有该抬头显示装置的汽车。该抬头显示装置成本低廉，且显示效果不受外部光照条件的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示装置，特别是涉及一种可应用在汽车等交通工具上的可显示行车资讯等相关信息的抬头显示装置，本发明还涉及一种具有该抬头显示装置的汽车。
背景技术
抬头显示装置(HUD，Head Up Display)，又称平视显示装置，其最早应用于军用航空器上作为飞行辅助仪器。随着技术的发展与普及，抬头显示装置逐渐从军用领域扩大应用至民用领域，并也由应用至航空器上逐渐普及应用至汽车上。
一种设置在汽车内的抬头显示装置是将仪表板所显示的信息，例如车速、导航信息等，通过投射器投射到前挡风玻璃上，投射的文字和影像可使其焦距在无限远处，因而驾驶员通过该抬头显示装置即可不用低头看仪表板，即可观测至仪表板上的信息。如此可避免驾驶员在低头看仪表板、抬头看路况两者之间频繁切换，防止驾驶员的注意力过于分散，提高驾驶安全度。
但是这种抬头显示装置的一个缺陷就是，外界光照条件的变化与不同严重影响前挡风玻璃上的显示效果，例如当外界光照较强时，有可能导致驾驶员根本看不清楚前挡风玻璃上的投射信息。虽有通过对前挡风玻璃作一些改善，使得这一缺陷的影响降低，但是改善成本太大，不利于商业普及。
发明内容
基于此，有必要提供一种显示效果更好、成本更低的抬头显示装置以及具有该抬头显示装置的汽车。
一种抬头显示装置，包括用于显示信息的显示器，与显示器连接的电致变色透光镜片，邻近电致变色透光镜片设置的光感应器，以及电气连接光感应器与电致变色透光镜片的控制器，所述显示器所发光线从所述电致变色透光镜片一侧射出至电致变色透光镜片上，从而将显示器显示的信息显示在所述电致变色透光镜片上，所述光感应器用于感应所述电致变色透光镜片另一侧的光强，并将感应信号回馈至控制器，所述控制器用于根据所述感应信号调节输出至电致变色透光镜片的电压以改变所述电致变色透光镜片的颜色。
在其中一个实施例中，所述显示器具有一外壳，所述光感应器在该外壳上。
在其中一个实施例中，所述电致变色透光镜片具有一支架，该支架与所述显示器连接，所述光感应器设置在支架上。
在其中一个实施例中，所述电致变色透光镜片转动连接在显示器上。
在其中一个实施例中，所述电致变色透光镜片包括两个透明保护层，夹置在两个透明保护层之间的两个导电层，以及夹置在两个导电层之间电致变色层和电解质层。
在其中一个实施例中，所述电致变色透光镜片的导电层为透明导电层，所述电致变色透光镜片还包括一个离子存储层，所述离子存储层位于电解质层与其中一个透明导电层之间。
在其中一个实施例中，所述电致变色透光镜片还包括一个反射层，所述反射层位于透明保护层的内侧表面或者外侧表面。
在其中一个实施例中，所述电致变色透光镜片的其中一个导电层为透明导电层，另一个导电层为Ag/Pd合金层。
在其中一个实施例中，所述电致变色层和电解质层均为固态。
一种汽车，包括车体及设置在车体内的上述任意一实施例所述的抬头显示装置，所述显示器转动设置在车体内。
与现有技术中的抬头显示装置相比，本发明提供的抬头显示装置通过连接设置电致变色透光镜片，使显示器所显示的信息投射到该电致变色透光镜片上，而且可根据外部光照条件调整电致变色透光镜片的透光率，从而防止外部光照条件的变化对人眼观测电致变色透光镜片上显示的信息带来负面影响。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的一种抬头显示装置的侧视示意图。
图2为本发明另一实施例提供的一种抬头显示装置的侧视示意图。
图3为本发明抬头显示装置中的电致变色透光镜片的层状结构示意图。
图4为图3所示电致变色透光镜片的电压－透光率特性图。
图5为本发明另一实施例提供的抬头显示装置中的电致变色透光镜片的层状结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一实施例提供的抬头显示装置可应用于一汽车上，该汽车具有一车体，该抬头显示装置设置在该车体内。如图1所示，该抬头显示装置包括显示器10、连接设置在显示器10上的电致变色透光镜片20，邻近电致变色透光镜片20设置的光感应器30，以及电气连接光感应器30与电致变色透光镜片20的控制器(图未示)。
该显示器10可以是将汽车内的原有行车电脑具有的显示器作一些变更设置，使之与电致变色透光镜片20适配，例如可将显示器10内的光源作特殊设置，使显示器10发出的光线能更好的投射到电致变色透光镜片20上。
再例如，应使显示器10的光线从电致变色透光镜片20的一侧(图1中所示为右侧)投射到电致变色透光镜片20上时，人眼直接观测电致变色透光镜片20即可获得正常的影像。如图1中A向箭头所示，人眼沿A向箭头所示方向观测电致变色透光镜片20，可观测得到显示器10需要显示的信息，因此需要将显示器10直接显示的信息作一镜面调整，使投射到电致变色透光镜片20上后，人眼观测得到的影像是正常影像。
再例如，可以将显示器10转动设置在汽车的车体内，使显示器10所发光线能更好的投射到电致变色透光镜片20上。
再例如，如图2中所示，可使电致变色透光镜片20借由枢接轴12等构件以枢接等方式转动连接设置在显示器10上，因而可使电致变色透光镜片20与显示器10之间的夹角可发生变化，使显示器10发出的光线能更好的投射到电致变色透光镜片20上。
再例如，还可通过电性连接电致变色透光镜片20的驱动机构，例如马达等，可使电致变色透光镜片20与显示器10之间的夹角的变化通过电动的方式达成。马达等构件可以整合设置在显示器10内。
该光感应器30邻近电致变色透光镜片20设置，用于感应所述电致变色透光镜片20另一侧(图1中所示为左侧)的光强。如图1中所示，该光感应器30通过感应电致变色透光镜片20相对于人眼观测的一侧的另一侧进入电致变色透光镜片20的光强，并将感应信号回馈至控制器中。因可理解，“邻近”设置可设置在电致变色透光镜片20的周边位置，使其能感应到电致变色透光镜片20的相对于人眼观测的另一侧的光线强度。在一实施例中，该显示器10具有一外壳11，所述光感应器30可设置在该外壳11上。具体地，如图1中所示，该光感应器30设置在显示器10的外壳11的左侧，并靠近光感应器30与电致变色透光镜片20的连接处。
在一实施例中，该电致变色透光镜片20还包括一支架21，该电致变色透光镜片20通过该支架21与显示器10达成连接。该光感应器30也可设置在该支架21上。
控制器电气连接光感应器30与电致变色透光镜片20。控制器也可整合设置在显示器10内。例如可以与汽车内的行车电脑作整合设置。在一些实施例中，也可相对独立的设置。控制器用于接收光感应器30感应光强的感应信号，并根据感应信号的不同而作出调整供给电致变色透光镜片20的电压的动作。
电致变色透光镜片20是一种根据施加的电压的不同而显示出不同颜色的镜片。在一实施例中，如图3中所示，该电致变色透光镜片20包括上下两个间隔设置的玻璃层21、22，夹置在两个玻璃层21、22之间的两个导电层23、24，夹置在两个导电层23、24之间的电致变色层25和电解质层26。导电层23、24用于分别连接外部电源的正负两极，用于给该电致变色透光镜片20供电。外部电源可借用汽车内的现有电器电源设备，例如也可整合利用显示器10内部供电设备作为电致变色透光镜片20的电源。
电致变色层25是由电致变色溶液被封装在该两个导电层23、24之间构成。在施加的电压变化时，会导致电致变色层25呈现不同的颜色。
电解质层26用于提供电致变色层25所需的补偿离子。在一实施例中，电致变色层25和电解质层26均为固态，如此可免去封装步骤以及避免封装不良带来的负面影响。例如电解质层26可以为Al2O3层，电致变色层25则可采用WO3等。
在一些实施例中，导电层23、24可为透明导电层或者Ag/Pd合金层等材质制成。本实施例中，导电层23为透明导电层，导电层24为Ag/Pd合金层。该导电层24可同时起到反射部分光线的作用。因此在使用时，可使导电层24邻近显示器10设置，也即邻近人眼设置，使显示器10显示的内容能更好地被人眼观测。
请再参考图4，示出了本发明一实施例中的电致变色透光镜片20的电压－透光率特性。其中横轴表示工作电压，纵轴表示透光率。由图4中所示可知，所述电致变色透光镜片20的工作电压越大，透光率越低。当未施加电压时，所述电致变色透光镜片20的透光率为80.2％。
当施加电压为0.6V时，所述电致变色透光镜片20的透光率为54.4％。
当施加电压为0.7V时，所述电致变色透光镜片20的透光率为38.6％。
当施加电压为0.8V时，所述电致变色透光镜片20的透光率为26.8％。
当施加电压为0.9V时，所述电致变色透光镜片20的透光率为19.0％。
当施加电压为1.0V时，所述电致变色透光镜片20的透光率为14.3％。
当施加电压为1.1V时，所述电致变色透光镜片20的透光率为12.6％。
当施加电压为1.2V时，所述电致变色透光镜片20的透光率为11.4％。
当施加电压为1.3V时，所述电致变色透光镜片20的透光率为11.3％。
当施加电压为1.4V时，所述电致变色透光镜片20的透光率为11.2％。
请参图5，本发明另一实施例提供的电致变色透光镜片40包括上下两个间隔设置的透明保护层41、42，夹置在两个透明保护层41、42之间的两个透明导电层43、44，夹置在两个透明导电层43、44之间的电致变色层47、电解质层46和离子存储层45。电致变色层47与透明导电层43邻近设置，离子存储层45与透明导电层44邻近设置。电解质层46设置在电致变色层47和离子存储层45之间。
透明保护层41、42可由玻璃或者塑料等透光基材制成，用于保护内部层状结构。
透明导电层43、44可由ITO，FTO等透明导电材质制成，用于分别连接外部电源的正负两极，给该电致变色透光镜片40供电。
电解质层46和电致变色层47可以与上述实施例中的相同。
离子存储层45可当电致变色层46被注入离子时，用于供应离子至电解质层46，而当电致变色层46被抽出离子时，将离子收集起来。
进一步地，在一实施例中，所述电致变色透光镜片40还可包括一反射层(图未示)。该反射层可贴设在透明保护层41、42的外侧表面。该反射层也可设置在透明保护层41、42的内侧表面。反射层起到部分透光、部分反射的作用，以提升该电致变色透光镜片40的反射率。在使用该电致变色透光镜片40时，应使反射层更邻近使用者的人眼，使显示器10显示的信息能更好地被人眼观测。
本发明提供的抬头显示装置结合在现有的汽车上使用时，可将电致变色透光镜片与显示器的夹角调整至一合适位置，或者同时调整显示器的角度，最终使得电致变色透光镜片与汽车前挡风玻璃之间的夹角趋于零，或者存在一较小角度，如此行车电脑的显示器上显示的内容将显示在电致变色透光镜片上，可使驾驶员无需低头即可获知显示器上显示的信息。当外部光照条件发生变化时，通过光感应器反馈的感应信号，使控制器调整对于电致变色透光镜片施加的电压，从而可使电致变色透光镜片的透光率作相应变化，如此抵消外部光照条件的变化，使得人眼始终能清晰观测到电致变色透光镜片上显示的信息。具体地，在外部光线较强时，电致变色透光镜片上的电压加大，使电致变色透光镜片呈现深暗色，若外部光线不足时，则电致变色透光镜片上的电压变小，使电致变色透光镜片的透光率增大，以使电致变色透光镜片趋于透明。
本发明提供的抬头显示装置可结合设置在汽车现有的行车电脑显示器上，并只需对显示器的显示方向略作改动，即可将原有显示器显示的内容直接投射到电致变色透光镜片上。相对于现有的一些成本高昂的抬头显示装置而言，本发明提供的抬头显示装置成本相对低廉，更适合商业普及。而且由于电致变色透光镜片可根据外部环境光照条件自动调整电致变色透光镜片的透光率，从而可使显示在电致变色透光镜片上的影像等信息始终清晰可见，不受外部光照条件的变化的影响，给驾驶员带来极大便利，也提升了行车安全性能。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种抬头显示装置，包括用于显示信息的显示器，其特征在于，还包括与显示器连接的电致变色透光镜片，邻近电致变色透光镜片设置的光感应器，以及电气连接光感应器与电致变色透光镜片的控制器，所述显示器所发光线从所述电致变色透光镜片一侧射出至电致变色透光镜片上，从而将显示器显示的信息显示在所述电致变色透光镜片上，所述光感应器用于感应所述电致变色透光镜片另一侧的光强，并将感应信号回馈至控制器，所述控制器用于根据所述感应信号调节输出至电致变色透光镜片的电压以改变所述电致变色透光镜片的颜色。
2.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述显示器具有一外壳，所述光感应器在该外壳上。
3.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述电致变色透光镜片具有一支架，该支架与所述显示器连接，所述光感应器设置在支架上。
4.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述电致变色透光镜片转动连接在显示器上。
5.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述电致变色透光镜片包括两个透明保护层，夹置在两个透明保护层之间的两个导电层，以及夹置在两个导电层之间电致变色层和电解质层。
6.根据权利要求5所述的抬头显示装置，其特征在于，所述电致变色透光镜片的导电层为透明导电层，所述电致变色透光镜片还包括一个离子存储层，所述离子存储层位于电解质层与其中一个透明导电层之间。
7.根据权利要求6所述的抬头显示装置，其特征在于，所述电致变色透光镜片还包括一个反射层，所述反射层位于透明保护层的内侧表面或者外侧表面。
8.根据权利要求5所述的抬头显示装置，其特征在于，所述电致变色透光镜片的其中一个导电层为透明导电层，另一个导电层为Ag/Pd合金层。
9.根据权利要求5所述的抬头显示装置，其特征在于，所述电致变色层和电解质层均为固态。
10.一种汽车，包括车体及设置在车体内的如权利要求1-8项中任意一项所述的抬头显示装置，且所述显示器转动设置在车体内。
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