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CN106061794B - 三态显示镜组件 - Google Patents

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CN106061794B
CN106061794B CN201580010424.9A CN201580010424A CN106061794B CN 106061794 B CN106061794 B CN 106061794B CN 201580010424 A CN201580010424 A CN 201580010424A CN 106061794 B CN106061794 B CN 106061794B
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Abstract

本发明提供一种用于车辆的显示镜组件，包括：壳体，该壳体被配置成用于附接到车辆；定位在壳体中的棱镜元件；设置于棱镜元件的后表面上的部分反射部分透射涂层；显示器，该显示器在壳体内安装于棱镜元件后方；和致动装置，该致动装置用于在三个不同的观察位置之间移动棱镜元件，所述三个不同的观察位置包括：第一观察位置；第二观察位置，在第二观察位置中，棱镜元件比在第一观察位置中更高地倾斜；和第三观察位置，在第三观察位置中，棱镜元件比在第二观察位置中更高地倾斜。

Description

三态显示镜组件
技术领域
本发明总体涉及后视镜组件，并且更具体地，涉及显示镜组件。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种用于车辆的显示镜组件包括：壳体，该壳体被配置成用于附接到车辆；定位在壳体中的棱镜元件；设置于棱镜元件的后表面上的部分反射部分透射涂层；显示器，该显示器在壳体内安装于棱镜元件后方；和致动装置，该致动装置用于在三个不同的观察位置之间移动棱镜元件，所述三个不同的观察位置包括：第一观察位置；第二观察位置，在第二观察位置中，棱镜元件比在第一观察位置中更高地倾斜；和第三观察位置，在第三观察位置中，棱镜元件比在第二观察位置中更高地倾斜。
根据本发明的一个方面，一种用于车辆的显示镜组件包括：壳体，该壳体被配置成用于附接到车辆；定位在壳体中的棱镜元件；设置于棱镜元件的后表面上的部分反射部分透射涂层；显示器，该显示器在壳体内安装于棱镜元件后方；和致动装置，该致动装置用于使棱镜元件在三个不同的观察位置之间移动，所述三个不同的观察位置包括第一观察位置、第二观察位置和第三观察位置。后方景象的初级反射图像从部分反射部分透射涂层被反射并且后方景象的次级反射图像以与初级反射图像不同的角度从棱镜元件的前表面被反射，初级反射图像的亮度比次级反射图像大。当处于第一观察位置时，棱镜元件定位成朝向观察者的眼睛反射初级反射图像。当处于第二观察位置时，棱镜元件定位成朝向观察者的眼睛反射次级反射图像。当处于第三观察位置时，棱镜元件定位成使得车辆的顶蓬的反射图像朝向观察者的眼睛被反射，并且初级反射图像和次级反射图像都不朝向观察者的眼睛被反射。显示器在棱镜元件处于第三观察位置时打开并且在棱镜元件处于第一观察位置或第二观察位置时关闭。
根据本发明的一个方面，一种用于车辆的显示镜组件包括：壳体，该壳体被配置成用于附接到车辆；定位在壳体中的棱镜元件；反射涂层，该反射涂层设置于棱镜元件的后表面上，反射涂层具有光可以通过的透射区域；显示器，该显示器在透射区域后方壳体内安装于棱镜元件后方，以便通过该透射区域投射光；和致动装置，该致动装置用于使棱镜元件在三个不同的观察位置之间移动，所述三个不同的观察位置包括：第一观察位置；第二观察位置，在第二观察位置中，棱镜元件比在第一观察位置中更高地倾斜；和第三观察位置，在第三观察位置中，棱镜元件比在第二观察位置中更高地倾斜，其中显示器在棱镜元件处于第三观察位置时打开并且在棱镜元件处于第一观察位置或第二观察位置时关闭。
通过参照以下说明书、权利要求书和附图，本领域技术人员将进一步理解和领会本发明的这些和其它的特征、优点以及目的。
附图说明
通过详细的描述以及附图，本发明将得以更全面的理解：
图1是根据本发明的一个实施例的用于车辆的显示镜组件的俯顶透视图；
图2是图1的显示镜组件的仰前透视图；
图3是图1的显示镜组件的侧正视图；
图4A是以第一观察位置示出的图1至图3的显示镜组件的光学元件的示意图；
图4B是以第二观察位置示出的图1至图3的显示镜组件的光学元件的示意图；以及
图4C是以第三观察位置示出的图1至图3的显示镜组件的光学元件的示意图。
具体实施方式
所描述的本发明的实施例主要涉及与后视镜组件相关的方法步骤和装置部件的组合。因此，在需要时，在附图中由常用符号来代表装置部件和方法步骤，其中仅示出了与理解本发明实施例相关的特定细节，以免由于受益于本文中描述的本领域普通技术人员显而易见的细节而使得本发明不清楚。此外，相似的附图标记在描述和附图中代表相似的元件。
在本文件中，诸如第一和第二、顶部和底部等之类的关系术语仅用于区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而并非要求或暗示这样的实体或动作之间存在任何实际的这样的关系或顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其它的变型都旨在涵盖非穷尽的包含关系，使得包括一系列元素的过程、方法、物品或装置不仅包括这些元素，还可以包括未明确列出或者对于这样的过程、方法、物品、或装置而言固有的其它元素。不受其它约束，“包括……”之后的元素并不排除包括该元素的过程、方法、物品、或装置中存在其它的相同元素。
现在参照附图，附图标记10大体表示用于车辆的显示镜组件。如图4A至图4C中所示，显示镜组件10包括：棱楔形元件12，该棱楔形元件具有设置于棱楔形元件12的后表面12b上的部分反射部分透射涂层或层15(棱楔形元件12和涂层15在本文中被统称为“棱镜元件”)；和通过棱镜元件12观察到的显示器18。如图1至图3中所示，壳体30至少部分地接收棱镜元件12(和显示器18)，并且包括从其向后延伸的安装构件32。安装构件32适于安装在车辆的风挡或头部上。安装构件32可以以任何已知的方式与壳体30可操作地相接合。显示镜的例子在美国专利No.8,879,139和美国专利申请公布No.US 2014/0268351 A1中有所描述。
总体参照图1至图3，显示镜组件10具有观察区域40，该观察区域包括棱镜元件12的前表面12a。观察区域40可以是矩形形状、梯形形状、或出于美学原因需要的任何定制形状。棱镜元件12的外周还可以具有平面边缘、斜面边缘、或者无边框。
显示器18可以是大体平面的，外部边缘限定了前表面。显示器18的前表面的形状能够与显示镜组件10的观察区域40的形状相对应并且配合在该观察区域40的形状内。如图1中示例性地示出的，显示器18能够具有梯形形状。但是，本领域技术人员应当领会，显示器18能够具有其它形状，例如但不限于方形、矩形、对称、不对称、或流线型。显示器18可以具有前表面，该前表面在例如显示器18的前表面成大体矩形并且棱镜元件12的前表面12a具有流线型外周时配合到观察区域40内但是不与该观察区域40互补。显示器18的外部边缘与棱镜元件12的外周之间的距离沿显示器18的外边缘的至少一部分可以为大约9mm或更小。显示器18可以是液晶显示器(LCD)、LED、OLED、等离子体、DLP或者其它的显示技术。能够使用多种类型的LCD，其中包括但不限于扭曲向列(TN)、共面转换(IPS)、边缘场转换(FFS)、竖直对准(VA)等。
通过举例而非限制的方式，在操作中，显示镜组件10能够在车辆中用作完整显示镜，以在驾驶时基本连续地操作，与仅在车辆操作的某些时段(即，当车辆处于倒档时)使用的备用显示系统不同。
参照以下描述，棱镜元件12被认为在来自期望的后方景象的光19的初级反射图像19a从部分反射部分透射涂层15朝向观察者的眼睛11被反射时处于第一观察位置(见图4A)。这为驾驶员提供了后方景象的最明亮的反射图像并且通常旨在用于日间。此外，来自后方景象的光19的次级反射图像19b从棱镜元件12的前表面12a被反射。然而，初级反射图像19a的亮度比次级反射图像19b高得多并且次级反射图像19b相对于观察者的眼睛11被向下反射，并且因此，观察者并未注意到所观察图像中的任何重影。当棱镜元件12处于第一观察位置并且在夜间驾驶条件下使用时，来自尾随车辆(即，在具有显示镜组件10的车辆后方行驶的车辆)的大灯能够造成明显的眩光并且有可能干扰驾驶员。
根据本发明的一个实施例，如图2和图3中所示的致动装置33可操作地联接到显示镜组件10。当被致动时，致动装置33至少使棱镜元件12从第一观察位置移动。致动装置33还可以使整个壳体30移动。致动装置33的致动使棱镜元件12向上倾斜或旋转，以使棱镜元件12移动至两个观察位置(第二观察位置[图4B]和第三观察位置[图4C])中的一个。致动装置33还能够被配置成在激活时使显示器18移动。当处于第二观察位置时，棱镜元件12定位成朝向观察者的眼睛11反射次级反射图像19b，同时初级反射图像19a被向上反射离开观察者的眼睛。这允许驾驶员在夜间驾驶期间只看到亮度较低的次级反射图像19b，使得来自尾随车辆的大灯产生分散驾驶员注意力的眩光的可能性较低。换句话说，驾驶员看到来自棱镜元件12的前表面的反射，该反射的亮度低得多。
由于通过棱镜元件12观察显示器18，棱镜元件12上的任何眩光都可能在打开显示器时干涉显示器18的能见度。类似地，来自显示器18的显示图像可能干涉对反射图像(19a或19b)的观察。因此，致动装置33也能够被配置成根据所选择的观察位置打开或关闭显示器18。因此，当致动装置33被致动以使棱镜元件12移动至第一观察位置或第二观察位置时，能够关闭显示器18，以免干涉反射图像(19a或19b)。当致动装置33被致动以使棱镜元件12移动至第三观察位置时，能够打开显示器18。更具体地，在显示器18关闭并且存在日间条件时使用第一观察位置(图4A)。第二观察位置(图4B)使棱镜元件12略微向上倾斜并且在显示器关闭时的夜间条件下使用。
然而，从棱镜元件12(处于第一观察位置和第二观察位置时)的反射涂层15或前表面12a反射的光可能在显示器18打开时造成不期望的对比度降低。因此，提供第三观察位置，其中棱镜元件12更进一步地向上倾斜，使得来自棱镜元件12的反射涂层15和前表面12a二者的反射图像(19a和19b)被向上引导离开驾驶员的眼睛11。当棱镜元件12处于第三观察位置时，在日间条件下，经车辆的顶蓬25反射的环境光13(光13a)从棱镜元件12(光13b)朝向驾驶员的眼睛11被反射，使得驾驶员将只看到车辆顶蓬25的反射图像，而不是通过后窗看到的后方景象。相比通过后窗看到的后方景象的反射，来自顶蓬25的这样的反射在与来自显示器18的显示图像重叠时对驾驶员注意力的分散小得多。
尽管显示器18图示为具有与棱镜元件12的后表面12b平行的前表面，显示器18可以被布置成在棱镜元件12处于第三位置时使得显示器18的前表面与延伸至驾驶员眼睛的路径垂直的角度。
此外，为了向显示镜组件10的观察者提供信息，显示镜组件10可包括有关视野17的信息，例如部分透射图像重叠或使用显示器18时能够在观察区域40看到的显示器18上的图像。
能够构想，致动装置33可以呈棱镜中使用的传统致动装置的形式，不同之处在于能够对其进行改型，以使棱镜元件倾斜至第三观察位置。这样的致动装置的例子在共同受让的美国专利No.4,443,057和美国临时申请No.62/121,935、No.62/121,915、No.62/121,960和No.62/121,983中所有描述。能够对这些申请中的致动装置改型，使得旋转凸轮具有在处于第三观察位置时安置于其上的额外的第三平面。
还能够使用诸如共同受让的美国专利No.4,443,057中所公开的之类的自动致动装置，对该致动装置改型以包括无论何时打开显示器都可以选择的第三观察位置。在该情况下，自动致动装置能够使棱镜元件12基于相对于显示镜组件向前并且可选地向后的所感测到的光水平在第一观察位置和第二观察位置之间移动。
涂层15可以被配置成美国专利No.6,700,692中所公开的部分反射部分透射涂层中的任何一种。涂层15可以覆盖棱镜元件12的整个后表面12b或者在棱镜元件的一些区域中，涂层15可以高度反射并且基本不透射，同时仅在显示器18前部的区域中部分反射部分透射(如果显示器18小于观察区域40的话)。
应当领会，本文中所描述的本发明的实施例可以包括一个或多个传统的处理器以及独特的存储程序指令，该程序指令控制一个或多个处理器结合某些无处理器电路来实施如本文中所描述的显示镜组件10的一些、大部分、或全部功能。无处理器电路可以包括但不限于信号驱动器、时钟电路、电源电路、和/或用户输入装置。这样一来，这些功能可以被理解为在使用或构造分类系统过程中所用的方法步骤。备选地，一些或所有的功能都能够由无存储程序指令的状态机、或者在一个或多个专用集成电路(ASIC)中实施，其中每个功能或者某些功能的一些组合作为客户逻辑被实施。当然，能够使用两种方法的组合。因此，本文中已描述了用于这些功能的方法和装置。此外，尽管例如在可用时间、当前技术、和经济考虑的促进下做出了可能显著的努力和多种设计选择，仍然期望本领域普通技术人员在本文中所公开的理念和原理的引导下，将易于通过最少的实验做出这样的软件指令和程序以及IC。
本领域普通技术人员应当理解，所描述的本发明以及其它的元件的构造不限于任何特定的材料。除非本文中另有描述，本文中所公开的本发明其它的示例性实施例可以由范围广泛的材料形成。
为了本发明的目的，术语“联接”(包括所有形式)大体表示将两个部件(电气或机械部件)直接或间接地彼此联结。这样的联结在本质上可以是固定的或者在本质上可以是可移动的。这样的联结可以通过两个部件(电气或机械部件)和任何额外的中间构件实现，所述中间构件彼此或者与所述两个部件形成为单个整体。除非另有说明，这样的联结在本质上可以是永久的或者在本质上可以是可移动或可拆卸的。
注意到如示例性实施例中图示的本发明的元件的构造和布置仅仅是说明性的也很重要。尽管本文中仅对本发明的几个实施例进行了详细描述，但是阅览本发明的本领域技术人员应当易于领会，能够在不实质性偏离所述主题的创新教导和优点的前提下做出多种改型(例如，多个元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料用途、颜色、方向等的变形)。例如，示为整体形成的元件可以由多个部件构成或者图示为多个部件的元件可以整体形成，接口的操作可以反转或者以其它方式变化，系统的结构和/或构件或者连接器或其它元件的长度或宽度可以发生变化，设置于元件之间的调节位置的性质或数量可以发生变化。应当注意到，系统的元件和/或组件可以由提供充足强度或耐久性的范围广泛的材料中的任何一种、以范围广泛的颜色、质地和组合中的任一种构成。因此，所有这样的改型都旨在被包含在本发明的范围内。可以在不偏离本发明精神的前提下对期望和其它的示例性实施例的设计、操作条件、和布置进行代替、改型、改变、和省略。
本领域技术人员以及制作或使用本发明的人员将能够构想本发明的改型。因此，能够理解，附图中示出以及上文所描述的实施例仅仅用于说明目的并且不旨在对本发明的范围构成限制，本发明的范围是由根据专利法的原则解读的所附权利要求书(包括等同形式的原理)限定的。

Claims (19)

1.一种用于车辆的显示镜组件，包括：
壳体，所述壳体被配置成用于附接到车辆；
定位在所述壳体中的棱镜元件；
设置于所述棱镜元件的后表面上的部分反射部分透射涂层；
显示器，所述显示器在所述壳体内安装于所述棱镜元件后方；和
致动装置，所述致动装置用于在三个不同的观察位置之间移动所述棱镜元件，所述三个不同的观察位置包括：第一观察位置；第二观察位置，在所述第二观察位置中，所述棱镜元件比在所述第一观察位置中更高地倾斜；和第三观察位置，在所述第三观察位置中，所述棱镜元件比在所述第二观察位置中更高地倾斜，其中所述显示器在所述棱镜元件被移动至所述第三观察位置时打开并且在所述棱镜元件被移动至所述第一观察位置或所述第二观察位置时关闭。
2.根据权利要求1所述的显示镜组件，其中，当处于所述第三观察位置时，所述棱镜元件向上倾斜，使得所述车辆的顶蓬的反射图像朝向观察者的眼睛被反射。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的显示镜组件，其中所述致动装置还使所述显示器与所述棱镜元件一起移动。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的显示镜组件，其中所述致动装置还使所述壳体与所述棱镜元件一起移动。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的显示镜组件，其中后方景象的初级反射图像从所述部分反射部分透射涂层被反射并且所述后方景象的次级反射图像以与所述初级反射图像不同的角度从所述棱镜元件的前表面被反射，所述初级反射图像的亮度比所述次级反射图像大，
其中：
当处于所述第一观察位置时，所述棱镜元件定位成朝向观察者的眼睛反射所述初级反射图像，
当处于所述第二观察位置时，所述棱镜元件定位成朝向所述观察者的眼睛反射所述次级反射图像，
当处于所述第三观察位置时，所述棱镜元件定位成使得所述车辆的顶蓬的反射图像朝向所述观察者的眼睛被反射，并且所述初级反射图像和所述次级反射图像都不朝向所述观察者的眼睛被反射，并且
所述显示器在所述棱镜元件处于所述第三观察位置时打开并且在所述棱镜元件处于所述第一观察位置或所述第二观察位置时关闭。
6.根据权利要求1至2中任一项所示的显示镜组件，其中所述壳体具有限定了观察区域的开孔，并且其中所述显示器被配置成显示具有与所述观察区域基本相同的大小和形状的图像。
7.一种用于车辆的显示镜组件，包括：
壳体，所述壳体被配置成用于附接到车辆；
定位在所述壳体中的棱镜元件；
设置于所述棱镜元件的后表面上的部分反射部分透射涂层；
显示器，所述显示器在所述壳体内安装于所述棱镜元件后方；和
致动装置，所述致动装置用于使所述棱镜元件在三个不同的观察位置之间移动，所述三个不同的观察位置包括第一观察位置、第二观察位置和第三观察位置，
其中后方景象的初级反射图像从所述部分反射部分透射涂层被反射并且所述后方景象的次级反射图像以与所述初级反射图像不同的角度从所述棱镜元件的前表面被反射，所述初级反射图像的亮度比所述次级反射图像大，
其中：
当处于所述第一观察位置时，所述棱镜元件定位成朝向观察者的眼睛反射所述初级反射图像，
当处于所述第二观察位置时，所述棱镜元件定位成朝向所述观察者的眼睛反射所述次级反射图像，
当处于所述第三观察位置时，所述棱镜元件定位成使得所述车辆的顶蓬的反射图像朝向所述观察者的眼睛被反射，并且所述初级反射图像和所述次级反射图像都不朝向所述观察者的眼睛被反射，并且
所述显示器在所述棱镜元件被移动至所述第三观察位置时打开并且在所述棱镜元件被移动至所述第一观察位置或所述第二观察位置时关闭。
8.根据权利要求7所述的显示镜组件，其中，当处于所述第二观察位置时，所述棱镜元件比在所述第一观察位置中更高地倾斜，并且当处于所述第三观察位置时，所述棱镜元件比在所述第二观察位置中更高地倾斜。
9.根据权利要求7和8中任一项所述的显示镜组件，其中所述致动装置还使所述显示器与所述棱镜元件一起移动。
10.根据权利要求7至8中任一项所述的显示镜组件，其中所述致动装置还使所述壳体与所述棱镜元件一起移动。
11.根据权利要求7至8中任一项所述的显示镜组件，其中所述壳体具有限定了观察区域的开孔，并且其中所述显示器被配置成显示具有与所述观察区域的大小和形状基本相同的图像。
12.根据权利要求7至8中任一项所述的显示镜组件，其中所述部分反射部分透射涂层设置于所述棱镜元件的整个后表面之上。
13.一种用于车辆的显示镜组件，包括：
壳体，所述壳体被配置成用于附接到车辆；
棱镜元件，所述棱镜元件定位在所述壳体中；
反射涂层，所述反射涂层设置于所述棱镜元件的后表面上，所述反射涂层具有光可以通过的透射区域；
显示器，所述显示器在所述透射区域后方所述壳体内安装于所述棱镜元件后方，以便通过所述透射区域投射光；和
致动装置，所述致动装置用于使所述棱镜元件在三个不同的观察位置之间移动，所述三个不同的观察位置包括：第一观察位置；第二观察位置，在所述第二观察位置中，所述棱镜元件比在所述第一观察位置中更高地倾斜；和第三观察位置，在所述第三观察位置中，所述棱镜元件比在所述第二观察位置中更高地倾斜，
其中所述显示器在所述棱镜元件被移动至所述第三观察位置时打开并且在所述棱镜元件被移动至所述第一观察位置或所述第二观察位置时关闭。
14.根据权利要求13所述的显示镜组件，其中，当处于所述第三观察位置时，所述棱镜元件向上倾斜，使得所述车辆的顶蓬的反射图像朝向观察者的眼睛被反射。
15.根据权利要求13和14中任一项所述的显示镜组件，其中所述致动装置还使所述显示器与所述棱镜元件一起移动。
16.根据权利要求13至14中任一项所述的显示镜组件，其中所述致动装置还使所述壳体与所述棱镜元件一起移动。
17.根据权利要求13至14中任一项所述的显示镜组件，其中后方景象的初级反射图像从所述反射涂层被反射并且所述后方景象的次级反射图像以与所述初级反射图像不同的角度从所述棱镜元件的前表面被反射，所述初级反射图像的亮度比所述次级反射图像大，
其中：
当处于所述第一观察位置时，所述棱镜元件定位成朝向观察者的眼睛反射所述初级反射图像，
当处于所述第二观察位置时，所述棱镜元件定位成朝向所述观察者的眼睛反射所述次级反射图像，
当处于所述第三观察位置时，所述棱镜元件定位成使得所述车辆的顶蓬的反射图像朝向所述观察者的眼睛被反射，并且所述初级反射图像和所述次级反射图像都不朝向所述观察者的眼睛被反射，并且
所述显示器在所述棱镜元件处于所述第三观察位置时打开并且在所述棱镜元件处于所述第一观察位置或所述第二观察位置时关闭。
18.根据权利要求13至14中任一项所述的显示镜组件，其中所述壳体具有限定了观察区域的开孔，并且其中所述显示器被配置成显示具有与所述观察区域基本相同的大小和形状的图像。
19.根据权利要求13至14中任一项所述的显示镜组件，其中所述反射涂层是设置于所述棱镜元件的整个后表面之上的部分反射部分透射涂层。
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