CN109870806A - 使用全像组件的车用抬头显示器 - Google Patents

Abstract

一种使用全像组件的车用抬头显示器，设于车辆内，包括投影成像单元、反射镜以及全像镜。投影成像单元设于车辆的车顶并采用多个光源。反射镜设于车辆前方的挡风玻璃的下方，反射镜的反射面面向车辆前上方。全像镜设于反射镜与挡风玻璃之间，全像镜的反射面面向车辆后方。全像镜使特定波段的入射光线反射，并使非特定波段的入射光线穿透。投影成像单元发出的光线投射到反射镜的反射面，反射镜反射的光线投射到全像镜的反射面，全像镜反射的特定波段的光线投射到挡风玻璃而在挡风玻璃前方形成虚像。

Description

使用全像组件的车用抬头显示器

技术领域

本发明涉及一种车用抬头显示器，尤其涉及一种使用全像组件的车用抬头显示器。

背景技术

图1为一种现有的车用抬头显示器的示意图。请参见图1，车用抬头显示器1设于车辆2内，包括投影成像单元11以及反射镜12，其中投影成像单元11用以产生实像，反射镜12用以对投影成像单元11产生的实像进行光学反射及/或放大。投影成像单元11以及反射镜12采用分离的设计，即投影成像单元11设于车辆2的车顶21；反射镜12设于车辆2前方的挡风玻璃22的下方，且反射镜12的反射面121面向车辆2后上方，在本例中反射镜12的反射面121以与水平夹30度的角度面向车辆2后上方。投影成像单元11发出的光线投射到反射镜12的反射面121，反射镜12反射的光线投射到挡风玻璃22而在挡风玻璃22前方形成虚像P1。虚像P1形成在驾驶者的行车视线上，使驾驶者可以在注意道路路况的同时，从虚像中获得行车所需信息。

然而，如图2所示，这种车用抬头显示器1因为反射镜12的反射面121以一特定角度面向车辆2后上方，所以在特定方向、角度的环境光（如太阳光）会有机会通过反射镜12引入车辆2内并直接照射到驾驶者或乘客的眼睛E1，造成驾驶者或乘客的不适，甚至于影响行车安全。

发明内容

本发明的目的在提出一种使用全像组件的车用抬头显示器，以期改善反射镜引入车辆内的环境光直接照射到驾驶者或乘客的眼睛的问题。

为达到上述目的，本发明提出一种使用全像组件的车用抬头显示器，设于车辆内，包括投影成像单元、反射镜以及全像镜。投影成像单元设于车辆的车顶，投影成像单元采用多个光源。反射镜设于车辆前方的挡风玻璃的下方，反射镜的反射面面向车辆前上方。全像镜设于反射镜与挡风玻璃之间，全像镜的反射面面向车辆后方。全像镜使特定波段的入射光线反射，并使非特定波段的入射光线穿透。投影成像单元发出的光线投射到反射镜的反射面，反射镜反射的光线投射到全像镜的反射面，全像镜反射的特定波段的光线投射到挡风玻璃而在挡风玻璃前方形成虚像。

在本发明一实施例中，这些光源包括红色光源、绿色光源及蓝色光源。特定波段包括绿色光源所对应的波段。

在本发明一实施例中，反射镜的反射面为平面或曲面。

在本发明一实施例中，全像镜的反射面为平面或曲面。

在本发明一实施例中，全像镜包括透光基板及全像膜片，全像膜片设于透光基板上。

本发明还提出一种使用全像组件的车用抬头显示器，设于车辆内，包括投影成像单元以及全像镜。投影成像单元设于车辆的车顶，投影成像单元采用多个光源。全像镜设于车辆前方的挡风玻璃的下方。全像镜使特定波段的入射光线反射，并使非特定波段的入射光线穿透。投影成像单元发出的光线投射到全像镜的反射面，全像镜反射的特定波段的光线投射到挡风玻璃而在挡风玻璃前方形成虚像。

在本发明一实施例中，这些光源包括红色光源、绿色光源及蓝色光源。特定波段包括绿色光源所对应的波段。

在本发明一实施例中，全像镜的反射面为平面或曲面。

在本发明一实施例中，全像镜包括透光基板及全像膜片，全像膜片设于透光基板上。

为让本发明上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为一种现有的车用抬头显示器的示意图。

图2为图1所示的车用抬头显示器受到环境光影响的示意图。

图3为本发明的车用抬头显示器的第一实施例示意图。

图4为图3所示的车用抬头显示器受到环境光影响的示意图。

图5为本发明的车用抬头显示器的第二实施例示意图。

图6为本发明的车用抬头显示器的全像镜的一实施例示意图。

标号说明

1 车用抬头显示器

11 投影成像单元

12 反射镜

121 反射面

2 车辆

21 车顶

22 挡风玻璃

3 车用抬头显示器

31 投影成像单元

32 反射镜

321 反射面

33 全像镜

331 反射面

5 车用抬头显示器

51 投影成像单元

53 全像镜

531 反射面

63 全像镜

631 反射面

632 透光基板

633 全像膜片

E1、E2、E3 眼睛

P1、P2、P3 虚像。

具体实施方式

在以下实施例中，相同或相似的组件符号代表相同或相似的组件。此外，以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用语是用来说明的，而并非用来限制本发明。

图3为本发明的车用抬头显示器的第一实施例示意图。请参见图3，车用抬头显示器3设于车辆2内，包括投影成像单元31、反射镜32以及全像镜33，其中投影成像单元31用以产生实像，反射镜32以及全像镜33用以对投影成像单元31产生的实像进行光学反射及/或放大，而反射镜32的反射面321与全像镜33的反射面331分别可为平面或曲面。投影成像单元31、反射镜32以及全像镜33采用分离的设计，即投影成像单元31设于车辆2的车顶21；反射镜32设于车辆2前方的挡风玻璃22的下方，反射镜32的反射面321面向车辆2前上方，在本例中反射镜32的反射面321以与水平夹17度的角度面向车辆2前上方；全像镜33设于反射镜32与挡风玻璃22之间，全像镜33的反射面331面向车辆2后方，在本例中全像镜33的反射面331约呈垂直而面向车辆2后方。投影成像单元31发出的光线投射到反射镜32的反射面321，反射镜32反射的光线投射到全像镜33的反射面331，全像镜33反射的光线投射到挡风玻璃22而在挡风玻璃22前方形成虚像P2。虚像P2形成在驾驶者的行车视线上，使驾驶者可以在注意道路路况的同时，从虚像中获得行车所需信息。

如图4所示（其省略了全像镜33），本发明的车用抬头显示器3因为反射镜32的反射面321以一特定角度面向车辆2前上方，使得在特定方向、角度的环境光（如太阳光）虽然会有机会通过反射镜32引入车辆2内，但却会被偏移到驾驶者或乘客的眼睛E2的前方，不会直接照射到驾驶者或乘客的眼睛E2，使驾驶者或乘客不会产生不舒服感或影响行车安全。

此外，全像镜33可使特定波段的入射光线反射，并使非特定波段的入射光线穿透，藉此可设计让不要的光波段穿透全像镜33而不会反射到挡风玻璃22，进而可提高虚像P2的显示质量。例如，若投影成像单元31采用波段630~650奈米(nanometer)的红色光源、波段510~530奈米的绿色光源、波段440~460奈米的蓝色光源来合成彩色影像，则可设计全像镜33使绿色光源所对应的波段的入射光线反射，并使其余波段的入射光线穿透。另外，全像镜33可设计成其入射光线的入射角不等于其反射光线的反射角，藉此可让投影成像单元31、反射镜32以及全像镜33的摆放位置与角度设计上更有弹性。但不限于此，全像镜33也可设计成其入射光线的入射角等于其反射光线的反射角。

图5为本发明的车用抬头显示器的第二实施例示意图。请参见图5，车用抬头显示器5设于车辆2内，包括投影成像单元51以及全像镜53，其中投影成像单元51用以产生实像，全像镜53用以对投影成像单元51产生的实像进行光学反射及/或放大，而全像镜53的反射面531可为平面或曲面。投影成像单元51以及全像镜53采用分离的设计，即投影成像单元51设于车辆2的车顶21；全像镜53设于车辆2前方的挡风玻璃22的下方，在本例中全像镜53的反射面531以与水平夹50度的角度面向车辆2后上方。投影成像单元51发出的光线投射到全像镜53的反射面531，全像镜53反射的光线投射到挡风玻璃22而在挡风玻璃22前方形成虚像P3。虚像P3形成在驾驶者的行车视线上，使驾驶者可以在注意道路路况的同时，从虚像中获得行车所需信息。

全像镜53可使特定波段的入射光线反射，并使非特定波段的入射光线穿透，藉此可设计让不要的光波段穿透全像镜53而不会反射到挡风玻璃22，进而可提高虚像P3的显示质量。例如，若投影成像单元51采用波段630~650奈米的红色光源、波段510~530奈米的绿色光源、波段440~460奈米的蓝色光源来合成彩色影像，则可设计全像镜53使绿色光源所对应的波段的入射光线反射，并使其余波段的入射光线穿透。又例如，环境光（如太阳光）中非特定波段的光线，即绝大多数的光线将无法通过全像镜53引入车辆2内而直接照射到驾驶者或乘客的眼睛E3，使驾驶者或乘客不会产生不舒服感或影响行车安全。另外，全像镜53可设计成其入射光线的入射角不等于其反射光线的反射角，藉此可让投影成像单元51以及全像镜53的摆放位置与角度设计上更有弹性，甚至于全像镜53的摆放角度可以达到使反射面531呈水平，相较于第一实施例中的全像镜33而言其在配置上有更高的弹性。但不限于此，全像镜53也可设计成其入射光线的入射角等于其反射光线的反射角。

图6为本发明的车用抬头显示器的全像镜的一实施例示意图。请参见图6，全像镜63包括透光基板632及具有微结构的全像膜片633，其中全像膜片633设于透光基板632上，且全像膜片633的一面作为全像镜63的反射面631。在一实施例中，透光基板632可以是由玻璃、塑料或其它材料所制成。此外，全像镜63可以改成在透光基板633的一面上直接形成光学结构来实现。上述的全像镜63可应用于图3至图5所示的全像镜33和53。

虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (9)

1.一种使用全像组件的车用抬头显示器，设于车辆内，其特征在于所述车用抬头显示器包括：

投影成像单元，设于所述车辆的车顶，所述投影成像单元采用多个光源；

反射镜，设于所述车辆前方的挡风玻璃的下方，所述反射镜的反射面面向所述车辆前上方；以及

全像镜，设于所述反射镜与所述挡风玻璃之间，所述全像镜的反射面面向所述车辆后方，所述全像镜使特定波段的入射光线反射，并使非所述特定波段的入射光线穿透；

其中，所述投影成像单元发出的光线投射到所述反射镜的反射面，所述反射镜反射的光线投射到所述全像镜的反射面，所述全像镜反射的所述特定波段的光线投射到所述挡风玻璃而在所述挡风玻璃前方形成虚像。

2.如权利要求1所述的使用全像组件的车用抬头显示器，其中，所述光源包括红色光源、绿色光源及蓝色光源，所述特定波段包括所述绿色光源所对应的波段。

3.如权利要求1所述的使用全像组件的车用抬头显示器，其中，所述反射镜的反射面为平面或曲面。

4.如权利要求1所述的使用全像组件的车用抬头显示器，其中，所述全像镜的反射面为平面或曲面。

5.如权利要求1所述的使用全像组件的车用抬头显示器，其中，所述全像镜包括透光基板及全像膜片，所述全像膜片设于所述透光基板上。

6.一种使用全像组件的车用抬头显示器，设于车辆内，包括：

投影成像单元，设于所述车辆的车顶，所述投影成像单元采用多个光源；以及

全像镜，设于所述车辆前方的一挡风玻璃的下方，所述全像镜使特定波段的入射光线反射，并使非所述特定波段的入射光线穿透；

其中，所述投影成像单元发出的光线投射到所述全像镜的反射面，所述全像镜反射的所述特定波段的光线投射到所述挡风玻璃而在所述挡风玻璃前方形成虚像。

7.如权利要求6所述的使用全像组件的车用抬头显示器，其中，所述光源包括红色光源、绿色光源及蓝色光源，所述特定波段包括所述绿色光源所对应的波段。

8.如权利要求6所述的使用全像组件的车用抬头显示器，其中，所述全像镜的反射面为平面或曲面。

9.如权利要求6所述的使用全像组件的车用抬头显示器，其中，所述全像镜包括透光基板及全像膜片，所述全像膜片设于所述透光基板上。