TW201310066A - 虛像投影系統 - Google Patents

Abstract

一種虛像投影系統，包含可透光且形成一傾角的一面板、面向該面板的一凹透鏡，及一投影單元。該投影單元用於投影該凹透鏡焦距內的一物像於該凹透鏡，使該凹透鏡反射前述物像，而根據虛物成像原理，在該凹透鏡一側呈現放大的一正立虛像且投影於該面板的一作用區，及於該面板遠方形成可被人眼觀視且與該凹透鏡位於該面板兩相反側的一正立虛像。藉此，在有限的距離內，放大成像於遠方，而能夠應用在導覽、行車等指示與說明用途，提升觀視時的舒適性與方便性。

Description

虛像投影系統

本發明是有關於一種投影系統，特別是指一種能夠在遠方成像的虛像投影系統。

在行車過程中，駕駛必需專注於前方的道路狀況，才能確保行車安全。惟，車內各種配備所顯示的行車資訊，如儀表板、二側後視鏡、車內後視鏡、顯示幕、導航裝置...等，卻很容易分散駕駛對於路況的注意力，尤其是前述設備的安裝位置遠、近不一，駕駛除了必需將視線移開行車方向，且在看遠、看近頻繁切換的視線焦距的過程中，很容易造成眼睛疲勞，這對於駕駛者而言是相當危險的，有改進的必要。

另外，一般展示場往往是透過告示牌上的文字，導覽展示空間內的生物或物品，或透過紅外線指示展示空間內生物或物品的位置，惟，由於告示牌上的文字不能跟隨生物或物品移動，因此，參觀者往往無法立即將生物或物品與告示牌上的文字做連結，而紅外線雖然能夠指示生物或物品的位置，卻又不能同時有文字說明，而同樣有無法立即將生物或物品與文字做連結的缺失。

因此，本發明之目的，即在提供一種兼具有指示與說明用途的虛像投影系統。

於是，本發明的虛像投影系統，包含一面板、一凹透鏡，及一投影單元。該面板可透光，並具有一傾角。該凹透鏡面向該面板。該投影單元用於投影該凹透鏡焦距內的一物像於該凹透鏡，使該凹透鏡反射前述物像，而根據虛物成像原理，在該凹透鏡一側呈現放大的一正立虛像且投影於該面板的一作用區，及於該面板遠方形成可被人眼觀視且與該凹透鏡位於該面板兩相反側的一正立虛像。

本發明的有益效果在於：利用該凹透鏡虛物成像原理，使本發明在有限的距離內，放大成像於該面板的遠方，而能夠應用在導覽、行車等指示與說明用途，提升觀視時的舒適性與方便性。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖1，本發明虛像投影系統的一第一較佳實施例包含一面板1、一凹透鏡2，及一投影單元3。

該面板1在本較佳實施例為一可透光的光學元件，較佳的，為一車輛的前擋玻璃(圖未示)，而具有一傾角。

該凹透鏡2安裝在前述車輛內而面向該面板1。

該投影單元3具有產生一物像A的一電子裝置31，及改變該物像A與該凹透鏡2間距的一調距裝置32。該調距裝置32具有形成在該面板1且由該鄰近該凹透鏡2方向朝遠離該凹透鏡2方向延伸的一軌道321，及滑行於該軌道321且載置該電子裝置31的一載體322。該軌道321延伸距離上的任一點均位於該凹透鏡2焦距f的範圍內。

根據凹透鏡2虛物成像原理，當物距u(即物像A至該凹透鏡2的距離)<焦距f時，會在該凹透鏡2一側產生正立、放大的虛像，可以知道，當該電子裝置31產生物像A且投影於該凹透鏡2時，會在該凹透鏡2一側呈現放大的一正立虛像A1，且投影於該面板1上的一作用區1a。

參閱圖2，由於該面板1是一種平面鏡，而人的眼睛並不會分辨光是沿直線傳播而來，或光在進入眼睛的過程中，是否改變過光路，只能感覺光是沿最後進入眼睛的直線方向所產生，因此，當該面板1的反射光進入眼睛後，眼睛只能感覺到光是沿直線傳播而來，所以，前述形成在該面板1的正立虛像A1，經該面板1反射後，會在該面板1遠方形成可被人眼觀視且與該凹透鏡2位於該面板1兩相反側的一正立虛像A2。

藉此，前述物像可以配合前述車輛為車速、引擎轉速、溫度、車體前方視訊、車體後方視訊、導航畫面...等行車資訊，使駕駛在直視前方而不需要將視線移開行車方向的情形下，同樣能夠獲取前述行車資訊，進而提升行車安全。

且值得一提的是，駕駛能夠透過該載體322載置該電子裝置31依循該軌道321移動，改變該物像A與該凹透鏡2的間距，進而達到調整前述正立虛像A2清析度與遠、近距離的目的。

參閱圖3，是本發明一第二較佳實施例，其與該第一較佳實施例大致相同，不同處在於：該物像A位於該面板1前方而不朝向該凹透鏡2。

該投影單元3更具有設置在該凹透鏡2與該物像A間的一反射鏡33。該反射鏡33具有一斜度，且在不干涉前述正立實像A1成像的情形下，反射物像A至該凹透鏡2。

藉此，同樣能夠根據該凹透鏡2虛物成像原理，及利用人眼的視覺效果，在該面板1遠方形成可被人眼觀視的正立虛像A2。

參閱圖3，是本發明一第三較佳實施例，其與該第一較佳實施例大致相同，不同處在於：該面板1在本較佳實施例為一展示空間4的櫥窗。

藉此，前述正立虛像A2可以顯示在櫥窗(面板1)內，而標示在展示物上或展示物旁側的位置，使參觀者能夠立即將展示物與正立虛像A2所呈現的文字說明做連結。

值得一提的是，由於該凹透鏡2的焦距f大約等於眼睛距正立虛像A2的距離，因此，當展示物是一種會動且會改變位置的生物時，可以透過一偵測裝置(圖未示)，偵測與該面板1的距離，然後計算出物距(物像A至凹透鏡2的距離)，再透過一驅動裝置(圖未示)，使該載體322載置該電子裝置31依循該軌道321位移，改變該物像A與該凹透鏡2的間距，進而能夠使前述正立虛像A2追踪生物的位置。

據上所述可知，本發明之虛像投影系統具有下列優點及功效：本發明主要利用該凹透鏡2虛物成像原理，使本發明在有限的距離內，放大成像於該面板1的遠方，而能夠應用在導覽、行車等指示與說明用途。當應用於車輛時，能夠以現有的前擋玻璃為光學元件，使正立虛像A2成像於前擋玻璃遠方，藉此，駕駛在直視前方而不需要將視線移開行車方向的情形下，同樣能夠獲取前述行車資訊，進而提升行車安全。當應用於導覽時，同樣能夠以現有的櫥窗為光學元件，使正立虛像A2標示在展示物上或展示物旁側的位置，藉此，參觀者能夠立即將展示物與正立虛像A2所呈現的文字說明做連結，提升觀視時的舒適性與方便性。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1．．．面板

1a．．．作用區

2．．．凹透鏡

3．．．投影單元

31．．．電子裝置

32．．．調距裝置

321．．．軌道

322．．．載體

A．．．物像

A1．．．正立虛像

A2．．．正立虛像

圖1是一示視圖，說明本發明一虛像投影系統的一第一較佳實施例；

圖2是該較佳實施例中一面板產生一正立虛像的一示意圖；

圖3是一示視圖，說明本發明一虛像投影系統的一第二較佳實施例；及

圖4是一示視圖，說明本發明一虛像投影系統的一第三較佳實施例。

1．．．面板

1a．．．作用區

2．．．凹透鏡

3．．．投影單元

31．．．電子裝置

32．．．調距裝置

321．．．軌道

322．．．載體

A．．．物像

A1．．．正立虛像

A2．．．正立虛像

Claims (7)

1. 一種虛像投影系統，包含：一可透光的面板，具有一傾角；一凹透鏡，面向該面板；及一投影單元，用於投影該凹透鏡焦距內的一物像於該凹透鏡，使該凹透鏡反射前述物像，而根據虛物成像原理，在該凹透鏡一側呈現且放大的一正立虛像且投影於該面板的一作用區，及於該面板遠方形成可被人眼觀視且與該凹透鏡位於該面板兩相反側的一正立虛像。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之虛像投影系統，其中，該面板為一車輛的前擋玻璃。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之虛像投影系統，其中，該面板為一展示空間的櫥窗。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之虛像投影系統，其中，該投影單元具有產生該物像的一電子裝置。
5. 依據申請專利範圍第1項或第4項所述之虛像投影系統，其中，該投影單元更具有改變該物像與該凹透鏡間距的一調距裝置。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之虛像投影系統，其中，該調距裝置具有由該鄰近該凹透鏡方向朝遠離該凹透鏡方向延伸的一軌道，及滑行於該軌道且形成有該物像的一載體。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之虛像投影系統，其中，該投影單元更具有設置在該凹透鏡與該物像間的一反射鏡，該反射鏡具有一斜度，且在不干涉前述正立實像成像的情形下，反射該物像至該凹透鏡。