CN106154551A - 具有不对称棱镜的显示装置及其抬头显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有不对称棱镜的显示装置及其抬头显示装置。显示装置包括发光模块、棱镜及图像产生模块。发光模块配置为发出光线。棱镜设置于光线的光线上；棱镜面向发光模块的表面设置有不对称刻痕，以使光线经由棱镜后成为朝预定方向射出的折射光线。图像产生模块设置于棱镜的一侧，且相对于发光模块；图像产生模块配置以接收折射光线，且图像产生模块的投射面朝所述预定方向投射图像光线，图像光线在预定位置形成图像。本发明由此可以使得显示的图像具有较高、较均匀的亮度。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示装置，特别涉及汽车内使用的具有不对称棱镜的显示装置及抬头显示装置。
背景技术
抬头显示器(Head Up Display，HUD)，最初是配备在战斗机上，用途在于让飞行员驾驶时不需低头，仅抬头即可看到显示例如航行信息、燃油及弹药存量、武器雷达锁定状态等重要信息的抬头图像。而后，随着民航业的蓬勃发展及对飞航安全要求的提升，一般大型民航机也普遍装设有抬头显示器。然而，汽车的驾驶也需要高度专心。因此抬头显示器在近年来也逐渐地被应用在汽车上，以使驾驶人无需转移视线亦可观看到电子产品屏幕的画面。
现有技术中的抬头显示器，其发光源大多为直接地且直向式地往显示器发送光线，显示器所投射出的图像光线也因此为直向式地往如汽车的移动载具的挡风玻璃上投射，以在挡风玻璃上显示图像。然而，由于移动载具的挡风玻璃大多为斜向且具有曲度的，且驾驶者的目视方向亦为斜向目视的，此种图像显示方式会使得驾驶者在观看图像时出现显示亮度不足的问题，而无法观看到显示的图像。
综上所述，本发明的发明人思索并设计一种具有不对称棱镜的显示装置及抬头显示装置，经多年潜心研究，以针对现有技术的缺失加以改善，进而增进产业上的实施利用。
发明内容
本发明实施例的目的在于，提供一种具有不对称棱镜的显示装置及其抬头显示装置，以期解决现有技术的抬头显示器因直向式地投射图像至斜向的挡风玻璃上所造成的图像亮度不足的问题。
为达到上述目的，本发明提供一种具有不对称棱镜的显示装置，其包括发光模块、棱镜及图像产生模块。发光模块配置为发出光线。棱镜设置于光线的光路上；棱镜面向发光模块的表面设置有不对称刻痕，以使光线经由棱镜后成为朝预定方向射出的折射光线。图像产生模块设置于棱镜的一侧，且相对于发光模块；图像产生模块配置为接收折射光线，且图像产生模块的投射面朝预定方向投射图像光线；图像光线在预定位置形成图像。
优选地，不对称刻痕可包括多个楔形结构，且多个楔形结构的长边接收光线。
优选地，多个楔形结构的设置方向可以为一致的。
优选地，预定方向可以为不平行于该投射面的面向方向。
优选地，预定位置可位于移动载具的前挡风玻璃上。
为达到上述目的，本发明另提供一种抬头显示装置，其包括发光模块、棱镜、图像产生模块及处理模块。发光模块配置为发出光线。棱镜设置于光线的光路上；棱镜面向发光模块的表面设置有不对称刻痕，以使光线经由棱镜后成为朝预定方向射出的折射光线。图像产生模块设置于棱镜的一侧，且相对于发光模块；图像产生模块配置为接收折射光线，且图像产生模块的投射面朝预定方向投射图像光线；图像光线在预定位置形成图像，且图像为偏向图像产生模块的顶侧。处理模块配置以控制发光模块及图像产生模块的运作。
优选地，不对称刻痕可包括多个楔形结构，且多个楔形结构的长边接收光线。
优选地，多个楔形结构的设置方向一致。
优选地，预定方向为不平行于投射面的面向方向。
承上所述，本发明的具有不对称棱镜的显示装置及其抬头显示装置，其可具有有一个或多个下述的优点：
(1)本发明的具有不对称棱镜的显示装置及其抬头显示装置，其通过设置具有不对称刻痕的棱镜于发光模块与图像产生模块之间，由此以改变发光模块发送的光线的方向，从而提高图像产生模块显示在预定位置时的亮度。
(2)本发明的具有不对称棱镜的显示装置及其抬头显示装置，其通过简单地设置具有不对称刻痕的棱镜于发光模块与图像产生模块之间，以增加显示亮度，由此而可不须使用具有较高流明的发光模块或较佳的图像产生模块，从而可在不过于增加成本的条件下，有效的提升亮度。
附图说明
本发明的上述及其他特征及优势将通过参照附图详细说明其例示性实施例而变得更容易理解，其中：
图1为本发明的具有不对称棱镜的显示装置的实施例的结构示意图。
图2为本发明的具有不对称棱镜的显示装置的实施例的棱镜的不对称刻痕的结构示意图。
图3为本发明的抬头显示装置的实施例的示意性框图。
图4为本发明的抬头显示装置的实施例的结构示意图。
图5为本发明的抬头显示装置的实施例的应用示意图。
附图标记说明
1：显示装置
11、21：发光模块
111、211：光线
12、22：棱镜
121、221：不对称刻痕
122：折射光线
13、23：图像产生模块
131、231：接收面
132、232：投射面
133、233：图像光线
134、234：图像
24：处理模块
A：预定方向
B：预定位置
具体实施方式
为了便于理解本发明的技术特征、内容与优点及其所能达成的功效，将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的附图，其主旨仅为示意及辅助说明之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的附图的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围，合先叙明。
以下将参照相关附图，说明依本发明的具有不对称棱镜的显示装置及其抬头显示装置的实施例，为使便于理解，下述实施例中的相同元件系以相同的符号标示来说明。
请参阅图1及图2，其为本发明的具有不对称棱镜的显示装置的实施例的结构示意图及棱镜的不对称刻痕的结构示意图。如图所示，本发明的具有不对称棱镜的显示装置1，其包括发光模块11、棱镜12及图像产生模块13。其中，上述三元件由光源发射端至成像端依序排列设置。也就是说，发光模块11及图像产生模块13分别位于棱镜12的两侧。
发光模块11可为发光二极体(LED)等发光元件所形成，其配置为发出光线111。其中，光线111虽为漫射式的发射，然而，其大部分的光是往发光模块11面向方向发射的。棱镜12可为透明塑胶材质或玻璃材质所制成，其设置于光线111的光路上；更明确来说，棱镜12为设置于发光模块11面向方向上，以使光线111可通过棱镜12。其中，棱镜12面向发光模块11的表面设置有不对称刻痕121，而相对的另一表面则为平面，以使光线111经由棱镜12后成为朝预定方向A射出的折射光线122。图像产生模块13设置于棱镜12的一侧，而相对于发光模块11。图像产生模块13系具有有接收面131及投射面，接收面131面向棱镜12，以接收折射光线122，且图像产生模块13通过折射光线122而由投射面132投射图像光线133。值得一提的是，图像光线133为朝预定方向A投射，从而图像光线133在预定位置B上形成图像134。预定位置B可为移动载具的前挡风玻璃上，而移动载具例如汽车、卡车、公车、货车等。
请配合参阅图2。如图所示，棱镜12的不对称刻痕121可包括多个楔形(三角形)结构，或可由多个楔形结构所组成。其中，多个楔形结构的长边大致上面向发光模块11，多个楔形结构的结构形状相同，设置方向一致。也就是说，这些楔形结构的最短边会一致的面向同一方向，例如朝向图像产生模块13的顶侧。由于不对称刻痕121位于棱镜12面向发光模块11的表面上，因此，发光模块11的光线111会被不对称刻痕121所接收。须特别说明的是，多个楔形结构优选地可为直角三角形结构，然而鉴于实际制作工艺的限制，而无法完全达到90度角，故本文中以楔形结构作描述。
即，发光模块11的光线111会由不对称刻痕121的多个楔形结构的长边进入棱镜12，而成为斜上方向的折射光线122，并由为平面的棱镜的另一表面射出。优选地，图像产生模块13为紧贴于为平面的棱镜的另一表面，因此为斜上方向的折射光线122会直接地被图像产生模块13的接收面131所接收，并成为图像光线133而由投射面132投出。即，预定方向A为不平行于投射面132的面向方向的方向，而为斜上方向的方向。
本发明通过上述的结构配置，利用简单地方式以改变发光模块11发出光线11的光路，从而使得较多的光线投向驾驶者的目视方向，以达到较高亮度的视觉效果。
请一并参阅图3、图4和图5，其分别为本发明的抬头显示装置的实施例的示意性框图、结构示意图及应用示意图。于本实施例中，相同元件名称的元件的配置与关系，与前一实施例类似，其类似之处，于此便不再加以赘述。
如图所示，本发明的抬头显示装置2，其包括发光模块21、棱镜22、图像产生模块23及处理模块24。其中，发光模块21、棱镜22及图像产生模块23如前所述。简单来说，发光模块21发出光线211，以由棱镜22的不对称刻痕221进入棱镜22，以穿透出而成为朝预定方向A的折射光线222。接着，由接收面231进入图像产生模块23，而由投射面232射出图像光线233，以在移动载具的挡风玻璃(即，预定位置B)上形成图像234。
处理模块24可为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、微控制器(Microcontroller Unit，MCU)或行车电脑(Electronic Control Unit，ECU)。当处理模块24为中央处理器或微控制器时，其直接电性连结发光模块21及图像产生模块23，以控制发光模块21及图像产生模块23的运作；当处理模块24为行车电脑时，其可透过控制器区域网路(CAN BUS)，以电性连结发光模块21及图像产生模块23，以控制发光模块21及图像产生模块23的运作。
进一步举例来说，当处理模块24为中央处理器或微控制器时，其可透过CAN BUS连结行车电脑，以获得，例如目前车速等行车信息，从而控制发光模块21发出光线211，且控制图像产生模块23投射出显示目前车速的图像光线234，以在移动载具的挡风玻璃上显示目前车速。另一方面，当处理模块24为行车电脑时，其可透过控制器区域网路(CAN BUS)，直接地控制发光模块21发出光线211，且控制图像产生模块23投射出显示目前车速的图像光线234，以在移动载具的挡风玻璃上显示目前车速。
以上所述仅为示例，而非为限制。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本发明的保护范围中。
Claims (9)
1.一种具有不对称棱镜的显示装置，其特征在于，包括﹕
发光模块，配置为发出光线；
棱镜，设置于所述光线的光路上，所述棱镜面向所述发光模块的表面设置有不对称刻痕，以使所述光线经由所述棱镜后成为朝预定方向射出的折射光线；
图像产生模块，设置于所述棱镜的一侧，且相对于所述发光模块，所述图像产生模块配置为接收所述折射光线，且所述图像产生模块的投射面朝所述预定方向投射图像光线，所述图像光线在预定位置形成图像。
2.如权利要求1所述的具有不对称棱镜的显示装置，其特征在于，所述不对称刻痕包括多个楔形结构，且所述多个楔形结构的长边接收所述光线。
3.如权利要求2所述的具有不对称棱镜的显示装置，其特征在于，所述多个楔形结构的设置方向一致。
4.如权利要求1所述的具有不对称棱镜的显示装置，其特征在于，所述预定方向为不平行于所述投射面的面向方向。
5.如权利要求1所述的具有不对称棱镜的显示装置，其特征在于，所述预定位置位于移动载具的前挡风玻璃上。
6.一种抬头显示装置，其特征在于，包括﹕
发光模块，配置为发出光线；
棱镜，设置于所述光线的光路上，所述棱镜面向所述发光模块的表面设置有不对称刻痕，以使所述光线经由所述棱镜后成为朝预定方向射出的折射光线；
图像产生模块，设置于所述棱镜的一侧，且相对于所述发光模块，所述图像产生模块配置为接收所述折射光线，且所述图像产生模块的投射面朝所述预定方向投射图像光线，所述图像光线在预定位置形成图像，且所述图像偏向所述图像产生模块的顶侧；以及
处理模块，配置为控制所述发光模块及所述图像产生模块的运作。
7.如权利要求6所述的抬头显示装置，其特征在于，所述不对称刻痕包括多个楔形结构，且所述多个楔形结构的长边接收所述光线。
8.如权利要求7所述的抬头显示装置，其特征在于，所述多个楔形结构的设置方向一致。
9.如权利要求6所述的抬头显示装置，其特征在于，所述预定方向为不平行于所述投射面的面向方向。
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