CN114637118A - 抬头显示器及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种抬头显示器包括影像模组、旋转模组以及两反射镜组。影像模组具有影像产生单元以及成像投影单元。影像模组配置以发射影像。旋转模组位于成像投影单元的一侧，与影像产生单元不同侧。旋转模组配置以接收影像。旋转模组具有双面反射镜。双面反射镜具有第一面与背对第一面的第二面。当旋转模组旋转双面反射镜时，双面反射镜的第一面与第二面分别在时间上间隔反射影像。两反射镜组分别设置于旋转模组的相对两侧。反射镜组配置以将双面反射镜的第一面与第二面反射后的影像再次反射。驾驶的左右眼在分别接收两个独立且时间间隔的影像后，可提高影像的真实性以增加抬头显示器的应用价值。

Description

抬头显示器及其操作方法
技术领域
本揭露系关于一种抬头显示器以及一种抬头显示器的操作方法。
背景技术
一般而言，抬头显示器可应用于汽车产业中。举例来说，抬头显示器可将虚拟影像投影至使用者(例如汽车驾驶)的眼睛，以提供驾驶关于行驶、路况以及导航等资讯。然而，现有的抬头显示器通常将平面且固定距离的虚拟影像同时投影至驾驶的左右眼，虚拟影像的成像焦距使驾驶的眼睛容易产生疲劳且大脑无法产生影像的立体感。由于影像在大脑中无法产生立体感，因此影像的真实性低，降低了抬头显示器的应用价值。
发明内容
本揭露之一技术态样为一种抬头显示器。
根据本揭露一实施方式，一种抬头显示器包括影像模组、旋转模组以及两反射镜组。影像模组具有影像产生单元以及成像投影单元。影像模组配置以发射影像。旋转模组位于成像投影单元的一侧，与影像产生单元不同侧。旋转模组配置以接收影像。旋转模组具有双面反射镜。双面反射镜具有第一面与背对第一面的第二面。当旋转模组旋转双面反射镜时，双面反射镜的第一面与第二面分别在时间上间隔反射影像。两反射镜组分别设置于旋转模组的相对两侧。反射镜组配置以将双面反射镜的第一面与第二面反射后的影像再次反射。
在本揭露一实施方式中，上述抬头显示器更包括光机系统。光机系统位于旋转模组背对影像模组的一侧。光机系统配置以反射每一两反射镜组反射后的影像至目标区。
在本揭露一实施方式中，上述影像产生单元为液晶显示器(Liquid crystaldisplay，LCD)、有机发光二极体(Organic light emitting diode，OLED)、微发光二极体(Micro light emitting diode，Micro LED)或投影机。
在本揭露一实施方式中，上述影像产生单元的显示频率为60×2nHz，且n为正整数。
在本揭露一实施方式中，上述旋转模组的转速为30×n×60RPM，且n为正整数。
在本揭露一实施方式中，上述双面反射镜的旋转频率为60×nHz，且n为正整数。
在本揭露一实施方式中，上述双面反射镜之第二面朝向两反射镜组之其中一者时的长度方向与第二面朝向两反射镜组之其中另一者时的长度方向之间具有夹角。
在本揭露一实施方式中，上述双面反射镜在夹角中接收影像模组发射的影像。
本揭露之一技术态样为一种抬头显示器的操作方法。
根据本揭露一实施方式，一种抬头显示器的操作方法包括：藉由影像模组发射影像至旋转模组，其中旋转模组具有双面反射镜，双面反射镜具有第一面与背对第一面的第二面；藉由旋转模组旋转双面反射镜，使双面反射镜的第一面与第二面分别在时间上间隔反射影像至两反射镜组；以及藉由每一两反射镜组将双面反射镜的第一面与第二面反射后的影像再次反射。
在本揭露一实施方式中，上述方法更包括藉由光机系统反射每一两反射镜组反射后的影像至目标区。
在本揭露上述实施方式中，抬头显示器的旋转模组可旋转双面反射镜，使双面反射镜的第一面与第二面可分别在时间上间隔反射影像至反射镜组，并藉由反射镜组反射影像以投影至驾驶的左右眼。也就是说，可藉由时间上间隔反射影像的方式，使驾驶的左右眼并不会同时接收相同影像，驾驶的左右眼在分别接收两个独立且时间间隔的影像后，可在大脑中产生具有影像的立体感，改善眼睛疲劳并提供驾驶较佳的使用环境，以提高影像的真实性并增加了抬头显示器的应用价值。
附图说明
当结合随附诸附图阅读时，得自以下详细描述最佳地理解本揭露之一实施方式。应强调，根据工业上之标准实务，各种特征并未按比例绘制且仅用于说明目的。事实上，为了论述清楚，可任意地增大或减小各种特征之尺寸。
图1绘示根据本揭露一实施方式之抬头显示器的示意图。
图2A及图2B绘示第1图的抬头显示器各阶段时的示意图。
图3绘示根据本揭露一实施方式之旋转模组以顺时钟方向旋转双面反射镜各阶段时的示意图。
图4绘示根据本揭露一实施方式之影像模组发射影像的方向的示意图。
图5绘示根据本揭露一实施方式之抬头显示器的操作方法的流程图。
图6绘示根据本揭露另一实施方式之光机系统的示意图。
附图标记为：
100:抬头显示器 126:第二面
110:影像模组 130:反射镜组
112:影像产生单元 140:光机系统
114:成像投影单元 140a:光机系统
120:旋转模组 150:目标区
122:双面反射镜 150a:目标区
124:第一面 200:虚像
L:影像 S3:步骤
D:方向 ⅹ:时间差
S1:步骤 θ:夹角
S2:步骤
具体实施方式
以下揭示之实施方式内容提供了用于实施所提供的标的之不同特征的许多不同实施方式，或实例。下文描述了元件和布置之特定实例以简化本案。当然，该等实例仅为实例且并不意欲作为限制。此外，本案可在各个实例中重复元件符号及/或字母。此重复系用于简便和清晰的目的，且其本身不指定所论述的各个实施方式及/或配置之间的关系。
诸如「在……下方」、「在……之下」、「下部」、「在……之上」、「上部」等等空间相对术语可在本文中为了便于描述之目的而使用，以描述如附图中所示之一个元件或特征与另一元件或特征之关系。空间相对术语意欲涵盖除了附图中所示的定向之外的在使用或操作方法中的装置的不同定向。装置可经其他方式定向(旋转90度或以其他定向)并且本文所使用的空间相对描述词可同样相应地解释。
图1绘示根据本揭露一实施方式之抬头显示器100的示意图。在图1中，以实线的双面反射镜122表示双面反射镜122原先未旋转的位置，并且以虚线的双面反射镜122表示双面反射镜122旋转后的位置，于此说明。图2A及图2B绘示图1的抬头显示器100各阶段时的示意图。同时参照图1、图2A以及图2B，抬头显示器100包括影像模组110、旋转模组120以及两反射镜组130。影像模组110具有影像产生单元112以及成像投影单元114。影像模组110配置以发射影像L。旋转模组120位于影像模组110的成像投影单元114的一侧。旋转模组120与影像模组110的影像产生单元112不同侧。也就是说，成像投影单元114位于影像产生单元112与旋转模组120之间。旋转模组120配置以接收影像L。在本实施方式中，旋转模组120可具有马达(图未示)以及双面反射镜122。双面反射镜122可藉由转轴与马达连接，使马达转动时可一同旋转双面反射镜122。双面反射镜122具有第一面124与背对第一面124的第二面126。在本实施方式中，双面反射镜122的第一面124与第二面126可反射影像L。
值得注意的是，当旋转模组120以顺时钟方向旋转双面反射镜122时(如图2A的双面反射镜122的位置旋转至图2B的双面反射镜122的位置)，双面反射镜122的第一面124与第二面126可分别在时间上间隔反射影像L。两反射镜组130分别设置于旋转模组120的相对两侧(例如左侧以及右侧)。反射镜组130配置以将双面反射镜122的第一面124与第二面126反射后的影像L再次反射。详细来说，影像L可经过双面反射镜122的第一面124反射至左侧的反射镜组130，如图2A所示。接着，可以顺时钟的方向旋转双面反射镜122，使双面反射镜122从图2A的位置旋转至图2B的位置。接着，影像L可经过双面反射镜122的第二面126反射至右侧的反射镜组130，如图2B所示。也就是说，双面反射镜122的第一面124与第二面126可分别在时间上间隔反射影像L至反射镜组130。
在一些实施方式中，抬头显示器100更包括光机系统140。抬头显示器100的光机系统140位于旋转模组120背对影像模组110的一侧。举例来说，光机系统140可由数片透镜以及曲面镜组组成，但并不以此为限。光机系统140配置以反射反射镜组130反射后的影像L至目标区150。在本实施方式中，目标区150可为驾驶的眼睛。也就是说，光机系统140可将反射镜组130反射后的影像L反射至驾驶的眼睛，以提供驾驶虚像200。在本实施方式中，虚像200可包括关于行驶、路况以及导航等资讯。
值得注意的是，影像L可经由左侧的反射镜组130以及光机系统140反射至目标区150(例如驾驶的右眼)，如图2A所示。接着，可以顺时钟的方向旋转双面反射镜122，使双面反射镜122从图2A的位置旋转至图2B的位置。接着，影像L可经由右侧的反射镜组130以及光机系统140反射至目标区150(例如驾驶的左眼)，如图2B所示。如此一来，可藉由时间上间隔反射影像L的方式，使驾驶的左右眼可在时间上间隔接收影像L，以改善眼睛的疲劳并提供驾驶较佳的使用环境。
具体而言，抬头显示器100的旋转模组120可旋转双面反射镜122，使双面反射镜122的第一面124与第二面126可分别在时间上间隔反射影像L至反射镜组130，并藉由反射镜组130反射影像L以投影至目标区150(例如驾驶左右眼的位置)。也就是说，可藉由时间上间隔反射影像L的方式，使驾驶的左右眼并不会同时接收影像L，可改善眼睛的疲劳并提供驾驶较佳的使用环境。此外，驾驶的左右眼在分别接收两个独立且时间间隔的不同影像L后，可在大脑中产生虚像200的立体感，以提高虚像200的真实性并增加抬头显示器100的应用价值。
在一些实施方式中，影像产生单元112可为液晶显示器(Liquid crystaldisplay，LCD)、有机发光二极体(Organic light emitting diode，OLED、微发光二极体(Micro light emitting diode，Micro LED)或投影机。此外，影像产生单元112的显示频率可为60×2nHz，且n为正整数。也就是说，影像产生单元112的显示频率可为120Hz的倍数。在一些实施方式中，旋转模组120的转速可为30×n×60RPM，且n为正整数。也就是说，旋转模组120的转速可为1800RPM的倍数。此外，旋转模组120的双面反射镜122的旋转频率可为60×nHz，且n为正整数。也就是说，双面反射镜122的旋转频率可为60Hz的倍数。值得注意的是，影像产生单元112可以n的倍数增加影像产生单元112的显示频率，并且旋转模组120以及双面反射镜122也可根据影像产生单元112增加的n的倍数增加其转速(PRM)以及频率(Hz)。
图3绘示根据本揭露一实施方式之旋转模组120以顺时钟方向旋转双面反射镜122各阶段时的示意图。首先，旋转模组120的双面反射镜122在0至π/2之间时，为第一状态。接着，旋转模组120在π/2至π之间时，使双面反射镜122顺时钟方向旋转，为第二状态。接着，旋转模组120在π至3π/2之间时，使双面反射镜122再次顺时钟方向旋转，为第三状态。接着，旋转模组120在3π/2至2π之间时，使双面反射镜122再次顺时钟方向旋转，为第四状态。也就是说，旋转模组120使双面反射镜122旋转一圈(即2π)可提供驾驶左眼及右眼各两个讯号。并且，可根据旋转模组120的双面反射镜122旋转时的时间差ⅹ调整影像模组110的显示画面时间。
图4绘示根据本揭露一实施方式之影像模组110发射影像L的方向D的示意图。在本实施方式中，双面反射镜122的第一面124以及第二面126可以顺时钟方向旋转，并以虚线表示双面反射镜122的第一面124以及第二面126旋转后的位置。旋转模组120的双面反射镜122之第二面126朝向两反射镜组130之其中一者时的长度方向与第二面126朝向两反射镜组130之其中另一者时的长度方向之间具有夹角θ。值得注意的是，双面反射镜122在夹角θ中接收影像模组110发射的影像L。
应理解到，已叙述的元件连接关系与功效将不重复赘述，合先叙明。在以下叙述中，将说明抬头显示器的操作方法。
图5绘示根据本揭露一实施方式之抬头显示器的操作方法的流程图。抬头显示器的操作方法包括下列步骤。首先在步骤S1中，藉由影像模组发射影像至旋转模组，其中旋转模组具有双面反射镜，双面反射镜具有第一面与背对第一面的第二面。接着在步骤S2中，藉由旋转模组旋转双面反射镜，使双面反射镜的第一面与第二面分别在时间上间隔反射影像至两反射镜组。之后在步骤S3中，藉由每一两反射镜组将双面反射镜的第一面与第二面反射后的影像再次反射。在以下叙述中，将详细说明上述各步骤。
同时参照图2A与图2B，首先，藉由影像模组110发射影像L至旋转模组120，其中旋转模组120具有双面反射镜122，双面反射镜122具有第一面124与背对第一面124的第二面126。接着，藉由旋转模组120旋转双面反射镜122，使双面反射镜122的第一面124与第二面126分别在时间上间隔反射影像L至两反射镜组130。详细来说，影像L可经过双面反射镜122的第一面124反射至左侧的反射镜组130，如图2A所示。接着，可以顺时钟的方向旋转双面反射镜122，使双面反射镜122从图2A的位置旋转至图2B的位置。接着，影像L可经过双面反射镜122的第二面126反射至右侧的反射镜组130，如图2B所示。也就是说，双面反射镜122的第一面124与第二面126可分别在时间上间隔反射影像L至反射镜组130。
接着，藉由每一两反射镜组130将双面反射镜122的第一面124与第二面126反射后的影像L再次反射。抬头显示器100的操作方法还包括藉由光机系统140反射每一两反射镜组130反射后的影像L至目标区150。值得注意的是，影像L可经由左侧的反射镜组130以及光机系统140反射至目标区150(例如驾驶的右眼)，如图2A所示。接着，可以顺时钟的方向旋转双面反射镜122，使双面反射镜122从图2A的位置旋转至图2B的位置。接着，影像L可经由右侧的反射镜组130以及光机系统140反射至目标区150(例如驾驶的左眼)，如图2B所示。如此一来，可藉由时间上间隔反射影像L的方式，使驾驶的左右眼可在时间上间隔接收影像L，以改善眼睛的疲劳并提供驾驶较佳的使用环境。具体来说，驾驶的左右眼在分别接收两个独立且时间间隔的影像L后，可在大脑中产生虚像200的立体感，以提高虚像200的真实性并增加抬头显示器100的应用价值。
在以下叙述中，将说明其他形式的光机系统。
图6绘示根据本揭露另一实施方式之光机系统140a的示意图。在本实施方式中，可加大光机系统140a的显示角度，使光机系统140a可提供资讯至目标区150a。详细来说，目标区150a可为驾驶的右眼以及副驾驶的双眼。也就是说，加大光机系统140a的显示角度可同时提供虚像200(见图1)给驾驶以及副驾驶。
前述概述了几个实施方式的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本揭露的态样。本领域技术人员应当理解，他们可以容易地将本揭露用作设计或修改其他过程和结构的基础，以实现与本文介绍的实施方式相同的目的和/或实现相同的优点。本领域技术人员还应该认识到，这样的等效构造不脱离本揭露的精神和范围，并且在不脱离本揭露的精神和范围的情况下，它们可以在这里进行各种改变，替换和变更。

Claims (10)

1.一种抬头显示器，其特征在于，包含：
影像模组，具有影像产生单元以及成像投影单元，且配置以发射影像；
旋转模组，位于所述成像投影单元的一侧并与所述影像产生单元不同侧，且配置以接收所述影像，其中所述旋转模组具有双面反射镜，所述双面反射镜具有第一面与背对所述第一面的第二面，当所述旋转模组旋转所述双面反射镜时，所述双面反射镜的所述第一面与所述第二面分别在时间上间隔反射所述影像；以及
两反射镜组，分别设置于所述旋转模组的相对两侧，且每一所述两反射镜组配置以将所述双面反射镜的所述第一面与所述第二面反射后的所述影像再次反射。
2.如权利要求1所述的抬头显示器，其特征在于，还包含：
光机系统，位于所述旋转模组背对所述影像模组的一侧，且配置以反射每一所述两反射镜组反射后的所述影像至目标区。
3.如权利要求1所述的抬头显示器，其特征在于，其中所述影像产生单元为液晶显示器、有机发光二极体、微发光二极体或投影机。
4.如权利要求1所述的抬头显示器，其特征在于，其中所述影像产生单元的显示频率为60×2nHz，且n为正整数。
5.如权利要求1所述的抬头显示器，其特征在于，其中所述旋转模组的转速为30×n×60RPM，且n为正整数。
6.如权利要求1所述的抬头显示器，其特征在于，其中所述双面反射镜的旋转频率为60×nHz，且n为正整数。
7.如权利要求1所述的抬头显示器，其特征在于，其中所述双面反射镜的所述第二面朝向所述两反射镜组的其中一者时的长度方向与所述第二面朝向所述两反射镜组的其中另一者时的长度方向之间具有夹角。
8.如权利要求7所述的抬头显示器，其特征在于，其中所述双面反射镜在所述夹角中接收所述影像模组发射的所述影像。
9.一种抬头显示器的操作方法，其特征在于，包含：
藉由影像模组发射影像至旋转模组，其中所述旋转模组具有双面反射镜，所述双面反射镜具有第一面与背对所述第一面的第二面；
藉由所述旋转模组旋转所述双面反射镜，使所述双面反射镜的所述第一面与所述第二面分别在时间上间隔反射所述影像至两反射镜组；以及
藉由每一所述两反射镜组将所述双面反射镜的所述第一面与所述第二面反射后的所述影像再次反射。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包含：
藉由光机系统反射每一所述两反射镜组反射后的所述影像至目标区。
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