CN114690406A - 多全投影屏幕的车用抬头显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多全投影屏幕的车用抬头显示装置，主要包含单一微机电扫描模块、一第一及第二激光源模块、一第一及第二光学组件及一主控制器；其中该主控制器驱动该第一及第二激光源模块发射第一及第二影像激光束，并通过对应第一及第二光学组件，将该第一及第二影像激光束以不同角度入射至该单一微机电扫描模块，由该主控制器驱动该微机电扫描模块作动，以将该第一及第二影像激光束以不同反射角度向外投射出二个全投影屏幕；如此，本发明车用抬头显示装置不必额外增加另一组或多组微机电扫描模块提供二个或多个投影全屏幕。

Description

多全投影屏幕的车用抬头显示装置
技术领域
本发明有关于一种车用抬头显示装置，尤指一种多全投影屏幕的车用抬头显示装置。
背景技术
目前车用抬头显示装置已有双投影屏幕的需求，其中一投影屏幕用以主要用以显示车辆信息，而另一投影屏幕则是用以显示叠加在前方实景道路的驾驶信息，藉由辅助驾驶以提高行车安全性。
中国公告第CN209640603U号实用新型提出的单背光源双图像的AR_HUD系统50，即可产生双图像；如图4所示，该AR_HUD系统50包含：单光源51、反射镜组52、扩束镜组53、MEMS图像控制器54、云光片55及补偿镜组56；再如图5所示，该MEMS图像控制器54将经过该反射镜组52与该扩束镜组53的激光束形成两组图像源L1、L2后，此两组图像源L1、L2再分别投射至该云光片55，并在该云光片55上分别形成双图像，再由该补偿镜组56投射至挡风玻璃60，以同时提供驾驶D双图像Fa、Fb。
上述中国实用新型专利所提出的AR_HUD系统虽然可以同时对挡风玻璃投射出双图像，但因该AR_HUD系统采用单光源来提供双图像的不同显示信息，代表单光源的全屏幕尺寸必须被切割成二个半屏幕尺寸，以1280*720全屏幕为例，各图像将尺寸缩小至1280*360；换言之，该AR_HUD系统投射出的各图像并非全屏幕尺寸；因此，采用此一AR_HUD系统必须预先规划如何在半屏幕尺寸范围内显示完整的车辆信息或驾驶信息，应用上相对受限，有必要进一步改良之。
发明内容
有鉴于上述单背光源双图像的AR_HUD系统的技术缺陷，本发明的主要目的是提供一种多全投影屏幕的车用抬头显示装置。
欲达上述目的，本发明提供一种多全投影屏幕的车用抬头显示装置包含有：
一单一微机电扫描模块，具有一入射区及一投射区；
一第一激光源模块，用以发射一第一影像激光束；
一第二激光源模块，用以发射一第二影像激光束；
一第一光学组件，设置于该单一微机电扫描模块与该第一激光源模之间，将该第一影像激光束以一第一入射角度入射至该单一微机电扫描模块的该入射区；
一第二光学组件，对应该第二激光源模块，将该第二影像激光束以一第二入射角度入射至该单一微机电扫描模块的该入射区；其中该第一入射角度不同于该第二入射角度；以及
一主控制器，驱动该第一激光源模块及该第二激光源模块，以同时发射该第一影像激光束及该第二影像激光束，且该主控制器是以一描扫频率驱动该单一微机电扫描模块作动，将该第一影像激光束及该第二激光射束以不同投射角度自该投射区分别对外投射出一第一全投影屏幕及一第二全投影屏幕。
由上述说明可知，本发明的车用抬头显示装置是以单一微机电扫描模块配合多个激光源模块，以多个光学组件调整该些激光源模块发射的影像电射光束对该单一微机电扫描模块的入射角度，令该些影像电射光束以不同入射角度入射至该单一微机电扫描模块，再由该主控制器驱动该单一微机电扫描模块，以不同投射角度将该些影像电射光束对外投射出该第一全投影屏幕及该第二全投影屏幕；因此，本发明的车用抬头显示装置不必额外增加另一组或多组微机电扫描模块提供二个或多个投影全屏幕。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A：本发明车用抬头显示装置的一结构示意图。
图1B：本发明车用抬头显示装置的单一微机电扫描模块的一结构示意图。
图2：本发明车用抬头显示装置的单一微机电扫描模块的入射角度范围示意图。
图3：本发车用抬头显示装置中多个激光源模块配合单一微机电扫描模块的一光学路径示意图。
图4：中国公告第CN209640603U号实用新型的图2。
图5：中国公告第CN209640603U号实用新型的图1。
附图标记
1:车用抬头显示装置 10:单一微机电扫描模块
11:微机电驱动器 12、12’:微镜面元件
121:第一一维微机电镜面芯片 122:第二一维微机电镜面芯片
123:基板 124:上盖
125:第一视窗 126:第二视窗
127:反射层 20:第一激光源模块
201:第一激光驱动器 202:第一激光组件
21:第二激光源模块 211:第一激光驱动器
212:第一激光组件 30:第一光学组件
31:第二光学组件 311:光学元件
312:光学元件 40:主控制器
50:AR_HUD系统 51:单光源
52:反射镜组 53:扩束镜组
54:MEMS图像控制器 55:云光片
56:补偿镜组 60:挡风玻璃
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
首先请参阅图1A所示，本发明的车用抬头显示装置1包含有单一微机电扫描模块10、一第一激光源模块20、一第二激光源模块21、一第一光学组件30、一第二光学组件31及一主控制器40；其中该主控制器40电连接该单一微机电扫描模块10、该第一激光源模块20及该第二激光源模块21。
请参阅图1A及图2所示，上述单一微机电扫描模块10包含有一入射区A1及一投射区A2，且该单一微机电扫描模块10包含有一微机电驱动器11及一微镜面元件12；其中该微机电驱动器11电连接该主控制器40，由该主控制器40通过该微机电驱动器11驱动该微镜面元件12作动；其中该微镜面元件12可为一单颗二维微机电镜面芯片，或如图1B所示，该微镜面元件12’可由二颗一维微机电镜面芯片构成(以下称第一及第二一维微机电镜面芯片121、122)，该第一一维微机电镜面芯片121的镜面沿着水平轴(H-axis)转动，而该第二一维微机电镜面芯片122的镜面沿着垂直轴(V-axis)转动。
于本实施例，如图1B所示，该微镜面元件12’为一包含有该第一及第二一维微机电镜面芯片121、122的封装结构，即进一步包含有一基板123、一上盖124及一反射层127；其中该第一及第二一维微机电镜面芯片121、122设置在该基板123上；该上盖124设置在该基板123上，以盖合该基板123上的该第一及第二一维微机电镜面芯片121、122，该第一及第二一维微机电镜面芯片121、122的镜面朝向该上盖124的内顶面，其中该上盖124对应该第一一维微机电镜面芯片121形成有一第一视窗125，而对应该第二一维微机电镜面芯片122则形成有一第二视窗126；该反射层127形成在该上盖124的内顶面并位于第一及第二视窗125、126之间。当光束穿过该第一视窗125入射至该第一一维微机电镜面芯片121，该第一一维微机电镜面芯片121会受该微机电驱动器11驱动，将入射的光束反射至该上盖124的反射层127，由该反射层127将光束再反射至该第二一维微机电镜面芯片122，再经由被该微机电驱动器11驱动的该第二一维微机电镜面芯片122反射后经第二视窗126向外投射。于本实施例，如图2所示，较佳的入射角度范围为该入射区A1平面及其法线之间的10度至45度。
如图1A及图3所示，上述第一激光源模块20由该主控制器40驱动后发射一第一影像激光束；于本实施例，该第一激光源模块20包含一第一激光驱动器201及一第一激光组件202，该第一激光驱动器201电连接该主控制器40，由该主控制器40通过该第一激光驱动器201驱动该第一激光组件202发射该第一影像激光束；于本实施例，该第一影像激光束包含车辆信息影像。
如图1A及图3所示，上述第二激光源模块21由该主控制器40驱动后发射一第二影像激光束；于本实施例，该第二激光源模块21包含一第二激光驱动器211及一第二激光组件212，该第二激光驱动器211系电连接该主控制器40，由该主控制器40通过该第二激光驱动器211驱动该第二激光组件212发射该第二影像激光束；于本实施例，该第二影像激光束包含驾驶信息影像，具体而言，可依据导航信息产生指引影像等。
如图1A及图2所示，上述第一光学组件30设置在该第一激光源模块20与该单一微机电扫描模块10之间，将该第一影像激光束以一第一入射角度入射至该单一微机电扫描模块10的入射区A1；于本实施例，如图1B及图3所示，该第一光学组件30反射该第一影像激光束，使其穿过该单一微机电扫描模块10的微镜面元件12’的第一视窗125，以第一入射角度入射至该第一一维微机电镜面芯片121，再经该反射层127及该第二轴一维微机电镜面芯片122反射后，以第一投射角度将第一影像激光束经该投射区A2向外投射出一第一全投影屏幕F1。
如图1A及图3所示，上述第二光学组件31设置在该第二激光源模块21与该单一微机电扫描模块10之间，将该第二影像激光束以一第二入射角度入射至该单一微机电扫描模块10的入射区A1；其中该第二入射角度不同于第二入射角度；于本实施例，如图1B及图3所示，该第二光学组件31反射该第二影像激光束，使其穿过该单一微机电扫描模块10的微镜面元件12’的第一视窗125，以第二入射角度入射至该第一一维微机电镜面芯片121，再经该反射层127及该第二轴一维微机电镜面芯片122反射后，以第二投射角度将该第二影像激光束经该投射区A2向外投射出一第二全投影屏幕F2。于本实施例，如图1A所示，该第二光学组件31可包含多个光学元件311、312，可经多次折射将该第二影像激光束以第二入射角度入射至该单一微机电扫描模块10的入射区A1。
上述主控制器40是以一描扫频率驱动该单一微机电扫描模块10的微机电驱动器11，即通过该微机电驱动器11驱动该微镜面元件12的镜面进行水平轴及垂直轴的转动，将该第一影像激光束及该第二影像激光束精准确地投射出清楚的第一全投影屏幕F1及第二全投影屏幕F2。于本实施例，第一全投影屏幕F1的成像焦距相比于第二全投影屏幕F2的成像焦距较短。于本实施例，基于本发明使用二组激光源模块投射出二个全投影屏幕，故该主控制器40的描扫频率会调高至二倍单全投影屏的基础描扫频率；具体而言，若单全投影屏的基础描扫频率为60Hz，该主控制器40的扫描频率则拉高至120Hz。以此类推，若本发明使用N组激光源模块，则主控制器40的扫描频率即为N倍的单全投影屏的基础描扫频率。
综上所述，本发明的车用抬头显示装置是以单一微机电扫描模块配合多个激光源模块，以多个光学组件调整该些激光源模块发射的影像激光束对该单一微机电扫描模块的入射角度，令该些影像激光束以不同入射角度入射至该单一微机电扫描模块，再由该主控制器驱动该单一微机电扫描模块，以不同投射角度将该些影像激光束对外投射出该第一全投影屏幕及该第二全投影屏幕；因此，本发明的车用抬头显示装置不必额外增加另一组或多组微机电扫描模块提供二个或多个全投影屏幕，而不是将单一全投影屏幕划分成二个半投影屏幕，较大的投影屏幕有利于车辆信息及驾驶信息的呈现。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种多全投影屏幕的车用抬头显示装置，其特征在于，包括：
一单一微机电扫描模块，具有一入射区及一投射区；
一第一激光源模块，用以发射一第一影像激光束；
一第二激光源模块，用以发射一第二影像激光束；
一第一光学组件，设置于该单一微机电扫描模块与该第一激光源模之间，将该第一影像激光束以一第一入射角度入射至该单一微机电扫描模块的该入射区；
一第二光学组件，对应该第二激光源模块，将该第二影像激光束以一第二入射角度入射至该单一微机电扫描模块的该入射区，其中该第一入射角度不同于该第二入射角度；以及
一主控制器，用于驱动该第一激光源模块及该第二激光源模块，以同时发射该第一影像激光束及该第二影像激光束，且该主控制器是以一描扫频率驱动该单一微机电扫描模块作动，将该第一影像激光束及该第二激光射束以不同投射角度自该投射区分别对外投射出一第一全投影屏幕及一第二全投影屏幕。
2.如权利要求1所述的多全投影屏幕的车用抬头显示装置，其特征在于，其中该单一微机电扫描模块包含：
一微机电驱动器，电连接至该主控制器；以及
一微镜面元件，电连接至该微机电驱动器，由该主控制器通过该微机电驱动器驱动该微镜面元件。
3.如权利要求2所述的多全投影屏幕的车用抬头显示装置，其特征在于，其中该微镜面元件为一二维微机电扫描芯片或者该微镜面元件由二一维微机电扫描芯片构成。
4.如权利要求2所述的多全投影屏幕的车用抬头显示装置，其特征在于，其中该微镜面元件包含：
一基板；
一第一一维微机电扫描芯片，设置在该基板上，其镜面朝向远离该基板的方向；
一第二一维微机电扫描芯片，设置在该基板上，其镜面朝向远离该基板的方向；
一上盖，设置在该基板上，以盖合该第一一维微机电扫描芯片及该第二一维芯片，该上盖对应该第一一维微机电扫描芯片的镜面形成有一第一视窗，对应该第二一维微机电扫描芯片的镜面形成一第二视窗；以及
一反射层，形成在该上盖的内顶面，并位于该第一视窗及该第二视窗之间。
5.如权利要求1至4中任一项所述的多全投影屏幕的车用抬头显示装置，其特征在于，其中：
该第一激光源模块包含：
一第一激光驱动器，电连接至该主控制器；以及
一第一激光源组件，电连接至该第一激光驱动器，其中该主控制器通过该第一激光驱动器驱动该第一激光源组件，以发射该第一影像激光束；以及
该第二激光源模块包含：
一第二激光驱动器，电连接至该主控制器；以及
一第二激光源组件，电连接至该第二激光驱动器，其中该主控制器通过该第二激光驱动器驱动该第二激光源组件，以发射该第二影像激光束。
6.如权利要求5所述的多全投影屏幕的车用抬头显示装置，其特征在于，其中该描扫频率为单全投影屏的基础描扫频率的N倍，其中N为大于等于2的整数。
7.如权利要求6所述的多全投影屏幕的车用抬头显示装置，其特征在于，其中该基础描扫频率为60Hz。
8.如权利要求5所述的多全投影屏幕的车用抬头显示装置，其特征在于，其中该第一入射角度与该第二入射角度落在该入射区平面及其法线之间的10度至45度之间。
9.如权利要求7所述的多全投影屏幕的车用抬头显示装置，其特征在于，其中该第一入射角度与该第二入射角度落在该入射区平面及其法线之间的10度至45度之间。
10.如权利要求1所述的多全投影屏幕的车用抬头显示装置，其特征在于，其中该第一全投影屏幕的成像焦距较该第二全投影屏幕的成像焦距为短。
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