CN107870419A - 抬头显示装置的可调式反射器及包含其的抬头显示装置 - Google Patents

Abstract

抬头显示装置的可调式反射器包含一底座、一支撑架、一控制模块、一枢接件、一调整架以及一反射元件。该支撑架的第一端固定于该底座。该控制模块包含一螺杆，以及一驱动单元连接于该螺杆，用以驱动该螺杆转动。该枢接件设置于该螺杆上，用以回应该螺杆的转动而沿该螺杆移动。该调整架的第一端枢接于该枢接件，该调整架的第二端可相对该第一端转动，该调整架的第一侧以可滑动的方式连接于该支撑架的第二端。该反射元件设置于该调整架的第二侧上，用以反射该抬头显示装置的一影像源产生的光束至该抬头显示装置的一叠像单元。

Description

抬头显示装置的可调式反射器及包含其的抬头显示装置

技术领域

本发明是相关于一种抬头显示装置的可调式反射器，尤指一种可简化结构及提高影像稳定度的抬头显示装置的可调式反射器。

背景技术

请参考图1，图1是已知抬头显示装置的示意图。一般而言，已知抬头显示装置100包含一影像源110、一透镜120、一反射镜130以及一叠像单元140。影像源110产生的光束L经透镜120折射后会再被反射镜130反射至叠像单元140。反射至叠像单元140的光束L会形成一虚像以对驾驶者提供相关信息，例如车速信息、时间信息及导航信息等。由于不同驾驶者具有不同的身高及乘坐位置，为了让驾驶者能容易看到抬头显示装置显示的信息，反射镜130的反射角度可以被调整以将光束L反射至叠像单元140上的适当位置。举例来说，当驾驶者的身高较矮时，抬头显示装置100可以转动反射镜130，进而将光束L反射至叠像单元上的位置从第一位置P1移动至较低的第二位置P2。

在已知抬头显示装置100中，反射镜130是固定于一转动轴150上，而转动轴150是被一马达驱动而转动，以进一步调整反射镜130的反射角度。然而，马达需利用复杂的齿轮减速机构来驱动转动轴150以准确地控制反射镜130的反射角度。因此已知抬头显示装置100具有较复杂的结构。再者，反射镜130只固定于转动轴150上而没有被其他元件支撑，因此反射镜130容易因震动而偏摆，进而影响抬头显示装置100的影像稳定度。

发明内容

本发明提供一种抬头显示装置的可调式反射器，包含一底座，一支撑架，一控制模块，一枢接件，一调整架以及一反射元件。该支撑架具有相对的一第一端及一第二端，该支撑架的第一端固定于该底座。该控制模块包含一螺杆，以及一驱动单元连接于该螺杆，用以驱动该螺杆转动。该枢接件设置于该螺杆上，用以回应该螺杆的转动而沿该螺杆移动。该调整架具有相对的一第一端及一第二端，该调整架的第一端枢接于该枢接件，该调整架的第二端可相对该第一端转动，该调整架的第一侧以可滑动的方式连接于该支撑架的第二端。该反射元件设置于该调整架的第二侧上，用以反射该抬头显示装置的一影像源产生的光束至该抬头显示装置的一叠像单元。

本发明还提供一种抬头显示装置，包含一影像源，一叠像单元，以及至少一可调式反射器。该影像源用以产生光束。该叠像单元用以根据入射光束显示影像。该可调式反射器包含一底座，一支撑架，一控制模块，一枢接件，一调整架以及一反射元件。该支撑架具有相对的一第一端及一第二端，该支撑架的第一端固定于该底座。该控制模块包含一螺杆，以及一驱动单元连接于该螺杆，用以驱动该螺杆转动。该枢接件设置于该螺杆上，用以回应该螺杆的转动而沿该螺杆移动。该调整架具有相对的一第一端及一第二端，该调整架的第一端枢接于该枢接件，该调整架的第二端可相对该第一端转动，该调整架的第一侧以可滑动的方式连接于该支撑架的第二端。该反射元件设置于该调整架的第二侧上，用以反射该影像源产生的光束至该叠像单元。

附图说明

图1是已知抬头显示装置的示意图；

图2是本发明可调式反射器的示意图；

图3是图2可调式反射器于另一视角的示意图；

图4是本发明抬头显示装置的第一实施例的示意图；

图5是本发明抬头显示装置的第二实施例的示意图；

图6是本发明抬头显示装置的第三实施例的示意图。

附图标记

10-可调式反射器，11-底座，12-支撑架，12a-支撑架第一端，12b-支撑架第二端，13-控制模块，14-螺杆，15-驱动单元，16-枢接件，17-调整架，17a-调整架第一端，17b-调整架第二端，18-反射元件，19-导引槽，20-凸块，100-已知抬头显示装置，110-影像源，120-透镜，130-反射镜，140-叠像单元，150-转动轴，200、300、400-本发明抬头显示装置，210-影像源，220-透镜，230-曲面镜，240-叠像单元，250-重力感测器，260-眼球追踪感测器，270-速度计，A-第一方向，B-第二方向，P1-第一位置，P2-第二位置。

具体实施方式

请同时参考图2及图3。图2是本发明可调式反射器的示意图。图3是图2可调式反射器于另一视角的示意图。如图所示，本发明可调式反射器10包含一底座11、一支撑架12、一控制模块13、一枢接件16、一调整架17以及一反射元件18。支撑架12具有相对的一第一端12a及一第二端12b。支撑架12的第一端12a是固定于底座11。控制模块13包含一螺杆14以及一驱动单元15。驱动单元15(例如包含一马达)是连接于螺杆14，用以驱动螺杆14转动。枢接件16是设置于螺杆14上。当螺杆14被驱动单元15驱动而转动时，枢接件16会回应螺杆14的转动而沿螺杆14移动。调整架17具有相对的一第一端17a及一第二端17b。调整架17的第一端17a枢接于枢接件16，而调整架17的第二端17b可相对第一端17a转动。另外，调整架17的第一侧(例如调整架17的下侧)上形成有一导引槽19，而支撑架12的第二端12b上形成有凸块20设置于导引槽19内。换句话说，调整架17的第一侧是以可滑动的方式连接于支撑架12的第二端12b。反射元件18是设置于调整架17的第二侧(例如调整架17的上侧)上。

依据上述配置，当驱动单元15驱动螺杆14转动时，螺杆14会经由枢接件16带动调整架17转动以改变调整架17及底座11之间的夹角，并进一步改变反射元件18的反射角度。举例来说，当驱动单元15驱动螺杆14转动以使枢接件16沿第一方向A移动时，调整架17及底座11之间的夹角会增加；而当驱动单元15驱动螺杆14转动以使枢接件16沿第二方向B移动时，调整架17及底座11之间的夹角会减少。本发明可调式反射器10可以通过控制螺杆14的转动圈数来决定枢接件16的位置，以进一步决定调整架17及底座11之间的夹角。因此本发明可调式反射器10不需要复杂的齿轮减速机构即可以准确地控制反射元件18的反射角度。另一方面，调整架17除了枢接于枢接件16外也连接于支撑架12。因此反射元件18较不容易因震动而偏摆。

在本实施例中，反射元件18是一平面镜，但本发明不以此为限。在本发明可调式反射器的其他实施例中，反射元件18也可以是一曲面镜(例如凹面镜)。本发明可调式反射器可以依据设计需求设置适当种类的反射元件。另外，图3中的导引槽19结构只是举例，本发明不以此为限。在本发明可调式反射器的其他实施例中，导引槽可以具有不同的结构。再者，导引槽19的两端可设置有阻挡结构，以避免支撑架12的第二端12b脱离导引槽19。

请参考图4。图4是本发明抬头显示装置的第一实施例的示意图。如图4所示，本发明抬头显示装置200包含一影像源210、一透镜220、一可调式反射器10以及一叠像单元240。影像源210用以根据相关驾驶信息产生光束L，且光束的图样是对应于相关驾驶信息，例如车速信息、时间信息及导航信息等。透镜220是设置于影像源210及可调式反射器10之间，用以折射影像源210产生的光束L。可调式反射器10是用以反射通过透镜220后的光束至叠像单元240。在本实施例中，可调式反射器10的反射元件13是一平面镜。当可调式反射器10将光束L反射至叠像单元240上后，光束L会于叠像单元240上形成一虚像以对驾驶者提供相关驾驶信息，例如车速信息、时间信息及导航信息等。叠像单元240上的虚像会叠加于驾驶者前方的景象，且不影响驾驶者的视线。另一方面，叠像单元240上可形成有多个散射单元(例如凸出结构)用以散射光线，以进一步增加叠像单元240上的虚像的可视角度范围。

另外，本发明抬头显示装置200可还包含一重力感测器250，用以感测抬头显示装置200和一水平面之间的夹角。控制模块13可还用以根据重力感测器250的感测结果调整调整架17及底座11之间的夹角。举例来说，当车辆上坡时，驾驶者的视线会偏下，控制模块13可根据重力感测器250的感测结果调整调整架17及底座11之间的夹角，以使光束L反射至叠像单元240上的位置下移；而当车辆下坡时，驾驶者的视线会偏上，控制模块13可根据重力感测器250的感测结果调整调整架17及底座11之间的夹角，以使光束L反射至叠像单元240上的位置上移。

再者，本发明抬头显示装置200可还包含一眼球追踪感测器260，用以感测抬头显示装置200和一用户之间的相对位置。控制模块13可还用以根据眼球追踪感测器260的感测结果调整调整架17及底座11之间的夹角。举例来说，当驾驶者的身高较高时，控制模块13可根据眼球追踪感测器260的感测结果调整调整架17及底座11之间的夹角，以使光束L反射至叠像单元240上的位置上移；而当驾驶者的身高较矮时，控制模块13可根据眼球追踪感测器260的感测结果调整调整架17及底座11之间的夹角，以使光束L反射至叠像单元240上的位置下移。

另一方面，控制模块13可电连接至一车辆的速度计270，用以根据速度计270的感测结果调整调整架17及底座11之间的夹角。举例来说，当车辆的速度较快时，驾驶者会注视远处，因此驾驶者的视线会偏上，控制模块13可根据速度计270的感测结果调整调整架17及底座11之间的夹角，以使光束L反射至叠像单元240上的位置上移；而当车辆的速度较慢时，驾驶者会注视近处，因此驾驶者的视线会偏下，控制模块13可根据速度计270的感测结果调整调整架17及底座11之间的夹角，以使光束L反射至叠像单元240上的位置下移。

请参考图5，图5是本发明抬头显示装置的第二实施例的示意图。在图5的实施例中，抬头显示装置300是利用曲面镜230取代透镜。曲面镜230用以反射影像源210产生的光束L至反射元件18，反射元件18再将光束L反射至叠像单元240上以形成虚像。由于本发明抬头显示装置的第二实施例的运作是相似于本发明抬头显示装置的第一实施例的运作，因此不再加以说明。

请参考图6，图6是本发明抬头显示装置的第三实施例的示意图。在图6的实施例中，可调式反射器10的反射元件13是一凹面镜。由于凹面镜可以将影像源210产生的光束L直接反射至叠像单元240上以形成虚像，因此透镜可以被省略。另外，凹面镜13与影像源210之间的距离必须维持固定，因此影像源210是随着调整架17转动。举例来说，影像源210可连接于调整架17以随着调整架17转动。

在图4至图6中，本发明抬头显示装置的配置只是举例说明，本发明不以此为限。在本发明其他实施例中，影像源210、透镜220、曲面镜230、可调式反射器10以及叠像单元240的安装位置、安装角度及数量可以依据设计需求而改变。举例来说，可调式反射器10的底座11除了可以水平摆放外，可调式反射器10的底座11也可以垂直或倾斜摆放。

相较于先前技术，本发明可调式反射器不需要复杂的齿轮减速机构即可以准确地控制反射元件的反射角度，因此本发明抬头显示装置的结构可以被简化。再者，相较于已知抬头显示装置的反射镜只固定于转动轴上，本发明抬头显示装置的调整架同时被枢接件及支撑架所固定。因此，本发明抬头显示装置的调整架上的反射元件较不容易因震动而偏摆，进而提高本发明抬头显示装置的影像稳定度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。

Claims (13)

1.一种抬头显示装置的可调式反射器，包含：

一底座；

一支撑架，具有相对的一第一端及一第二端，该支撑架的第一端固定于该底座；

一控制模块，包含：

一螺杆；以及

一驱动单元，连接于该螺杆，用以驱动该螺杆转动；

一枢接件，设置于该螺杆上，用以回应该螺杆的转动而沿该螺杆移动；

一调整架，具有相对的一第一端及一第二端，该调整架的第一端枢接于该枢接件，该调整架的第二端可相对该第一端转动，该调整架的第一侧以可滑动的方式连接于该支撑架的第二端；以及

一反射元件，设置于该调整架的第二侧上，用以反射该抬头显示装置的一影像源产生的光束至该抬头显示装置的一叠像单元。

2.如权利要求1所述的可调式反射器，其中该调整架的第一侧上形成有一导引槽，该支撑架的第二端上形成有一凸块设置于该导引槽内。

3.如权利要求1所述的可调式反射器，其中该反射元件是一曲面镜。

4.如权利要求1所述的可调式反射器，其中该反射元件是一平面镜。

5.一种抬头显示装置，包含：

一影像源，用以产生光束；

一叠像单元，用以根据入射光束显示影像；以及

至少一可调式反射器，包含：

一底座；

一支撑架，具有相对的一第一端及一第二端，该支撑架的第一端固定于该底座；

一控制模块，包含：

一螺杆；以及

一驱动单元，连接于该螺杆，用以驱动该螺杆转动；

一枢接件，设置于该螺杆上，用以回应该螺杆的转动而沿该螺杆移动；

一调整架，具有相对的一第一端及一第二端，该调整架的第一端枢接于该枢接件，该调整架的第二端可相对该第一端转动，该调整架的第一侧以可滑动的方式连接于该支撑架的第二端；以及

一反射元件，设置于该调整架的第二侧上，用以反射该影像源产生的光束至该叠像单元。

6.如权利要求5所述的抬头显示装置，其中该调整架的第一侧上形成有一导引槽，该支撑架的第二端上形成有一凸块设置于该导引槽内。

7.如权利要求5所述的抬头显示装置，其中该反射元件是一曲面镜。

8.如权利要求5所述的抬头显示装置，其中该反射元件是一平面镜。

9.如权利要求8所述的抬头显示装置，还包含一曲面镜用以反射该影像源产生的光束至该反射元件。

10.如权利要求8所述的抬头显示装置，还包含一透镜设置于该影像源及该反射元件之间，用以折射该影像源产生的光束。

11.如权利要求5所述的抬头显示装置，还包含一重力感测器，用以感测该抬头显示装置和一水平面之间的夹角，该控制模块还用以根据该重力感测器的感测结果调整该调整架及该底座之间的夹角。

12.如权利要求5所述的抬头显示装置，还包含一眼球追踪感测器，用以感测该抬头显示装置和一用户之间的相对位置，该控制模块还用以根据该眼球追踪感测器的感测结果调整该调整架及该底座之间的夹角。

13.如权利要求5所述的抬头显示装置，其中该控制模块电连接至一车辆的速度计，用以根据该速度计的感测结果调整该调整架及该底座之间的夹角。