TW201441664A - 抬頭投影系統 - Google Patents

Abstract

本案係關於一種抬頭投影系統，其包含固定組件以及可攜式投影機。固定組件具有容置部，且固定於車輛之車頂。可攜式投影機係為可拆卸地安裝於固定組件之容置部，且架構於與具有導航功能之行動通訊及計算裝置相連結，以顯示源自於該行動通訊及計算裝置之導航資訊影像於車輛內。

Description

抬頭投影系統

本案係關於一種投影系統，尤指一種用以顯示導航資訊之抬頭投影系統。

近年來，導航系統廣泛地使用於引導旅遊者到達目的地。全球定位系統(GPS)的無線收發機及導航資料庫通常配置於導航系統內以取得旅遊者的所在地，而導航系統的中央處理器會比較旅遊者的所在地和其欲到達的目的地，並透過導航系統的顯示器顯示畫面及透過揚聲器發聲，以指示旅遊者前往目的地的路線。

為了讓導航系統在行車過程中更容易使用，抬頭顯示系統(Head-Up Display system，HUD system)可用於顯示導航資訊予駕駛。抬頭顯示系統可投射虛擬影像於擋風玻璃與駕駛眼睛水平的特定區域上，透過抬頭顯示系統，駕駛不需將視線從道路上移開即可取得導航資訊，因此可提升行車安全。

美國專利申請案早期公開號US20120191342A1曾揭露一種與車輛的抬頭顯示器搭配使用之資訊顯示系統。請參閱第1圖，抬頭顯示系統1包含液晶面板10及背光單元12，其中背光單元12係配置於液晶面板10後側。液晶面板10固定於儀表面板10a內，且位於駕駛前方以顯示行車資訊影像。背光單元12係作為光源以發射光線至液晶面板10的後側。抬頭顯示系統1亦包含光學單元14及反射鏡16，其中光學單元14係配置於液晶面板10前側，反射鏡16係以特定角度固定於光學單元14的前側。光學單元14用於放大或縮小顯示於液晶面板10上的行車資訊影像大小，以及用於調整透過光學單元14投影行車資訊影像於車輛之擋風玻璃18上之焦距，因此，行車資訊影像得以顯示在擋風玻璃18上。

然而，傳統的抬頭顯示系統係固定於駕駛座前方之儀表面板內，駕駛或操作者不易自行安裝抬頭顯示系統於車輛中，且安裝抬頭顯示系統於車輛內的成本相對較高。此外，傳統抬頭顯示系統安裝於車輛中，僅能於車輛使用狀態下顯示行車資訊影像，然而，當車輛處於未使用狀態時，抬頭顯示系統將關閉且不能從車輛中拆卸取出以於車輛外提供各種簡報或影像顯示功能。此外，傳統抬頭顯示系統通常需於光線直接投影的擋風玻璃之該特定區域上塗覆材料，如此將大幅降低擋風玻璃的透視度。因此，傳統抬頭顯示系統僅能於擋風玻璃的有限區域上顯示。

此外，傳統抬頭顯示系統的影像解析度不符合實際要求，且投影於擋風玻璃之特定區域上的影像尺寸不易控制，顯示結果可能小於擋風玻璃之特定區域。再者，從傳統抬頭顯示系統投影之行車資訊影像僅能顯示於擋風玻璃之特定區域，不能依據不同駕駛的眼睛位置來對應調整或改變影像顯示的高度。
因此，如何發展一種可改善上述習知技術缺失之抬頭投影系統，實為相關技術領域者目前所迫切需要解決之問題。

本案之目的在於提供一種抬頭投影系統，該抬頭投影系統為實用、可不費力且簡易地安裝於各種車輛中，且製造及安裝的成本較低。

本案之另一目的在於提供一種具有可拆卸投影機之抬頭投影系統，其中投影機可藉由固定組件設置於車輛之車頂，並與具有導航功能之行動通訊及計算裝置相連結，藉此利用抬頭投影系統可將行動通訊及計算裝置所提供的導航資訊顯示。此外，當抬頭投影系統處於未使用狀態時，可將投影機從車輛中拆卸取出，以於車輛外提供各種簡報或影像顯示功能。

本案之另一目的在於提供一種車頂固定式抬頭投影系統及其固定組件，其中車頂固定式抬頭投影系統具有別於傳統抬頭顯示系統之光學路徑，因此，抬頭投影系統之影像解析度將提升，且容易控制影像尺寸以配合抬頭投影系統之光學螢幕的尺寸，且可避免影像扭曲變形之問題。此外，車頂固定式抬頭投影系統及其固定組件結構簡易，因此駕駛可不費力且簡易地自行將之固定於車輛中。

本案之又一目的為提供一種具有車頂固定式抬頭投影系統之導航系統，俾顯示導航資訊。

根據本案之構想，本案之抬頭投影系統包含固定組件及可攜式投影機。固定組件具有容置部，且固定於車輛之車頂。可攜式投影機係為可拆卸地安裝於固定組件之容置部，且架構於與具有導航功能之行動通訊及計算裝置相連結，以顯示源自於行動通訊及計算裝置之導航資訊影像於車輛內。

根據本案之構想，本案之抬頭投影系統包含固定組件、可攜式投影機、光學螢幕及光學單元。固定組件具有容置部，且可拆卸地固定於車輛之車頂。可攜式投影機係為可拆卸地安裝於固定組件之容置部內。光學單元係設置於可攜式投影機及光學螢幕間之光學路徑中，以形成從可攜式投影機投影之影像的中間實像。光學螢幕係架構於形成該中間實像之放大虛像，且反射從光學單元通過之光線至駕駛的眼睛。

1．．．抬頭顯示系統

10．．．液晶面板

12．．．背光單元

10a．．．儀表面板

14．．．光學單元

16．．．反射鏡

18．．．擋風玻璃

2．．．抬頭投影系統

21．．．固定組件

210．．．容置部

210a．．．第一開口

210b．．．第二開口

211．．．支撐板

212．．．耳件

213．．．延伸板

2131．．．通孔

2132．．．彎槽

214．．．框架

215．．．臂

2153．．．旋轉軸

2154．．．第一調整螺絲

216．．．表面

217．．．限位部

218．．．致動器

22．．．調整機構

221．．．微調機構

222．．．粗調機構

2221．．．基座板

2222．．．耳件

2223．．．球體

2224．．．第一調整螺絲

2225．．．第二調整螺絲

2226．．．第三調整螺絲

23．．．光學螢幕

25．．．可攜式投影機

25a．．．開關

25b．．．調整環

250．．．集成微機電系統

251．．．殼體

252．．．連接器

253．．．電源插座

254．．．光源

255．．．影像產生單元(或數位微鏡裝置模組)

256．．．投影鏡頭

257．．．光源

258．．．合光器

259．．．微機電系統掃描鏡

26．．．固定元件

27．．．行動通訊及計算裝置

28．．．訊號傳輸線

29．．．光學單元

291．．．散光片

292．．．聚光透鏡

3．．．車輛

31．．．車頂

4．．．駕駛的眼睛

5．．．鎖扣裝置

54．．．折彎部

55．．．橡皮墊圈

θ₁．．．角度

第1圖係為傳統抬頭顯示系統於車輛中顯示導航資訊之示意圖。
第2圖係為本案第一較佳實施例之抬頭投影系統於車輛中顯示導航資訊之示意圖。
第3A圖係為第2圖所示之抬頭投影系統之架構示意圖，其中可攜式投影機與固定組件相脫離。
第3B圖係為第2圖所示之抬頭投影系統之架構示意圖，其中可攜式投影機係容置於固定組件的容置部。
第4A圖及第4B圖係為第3A圖及第3B圖所示之抬頭投影系統安裝且固定於車頂之不同區域之示意圖。
第5圖係為本案較佳實施例之導航系統示意圖，其中抬頭投影系統之可攜式投影機連結至具有導航功能之行動通訊及計算裝置。
第6圖係為使用第一示範性可攜式投影機之抬頭投影系統之一光學路徑示意圖。
第7圖係為使用第二示範性可攜式投影機之抬頭投影系統之另一光學路徑示意圖。
第8圖係為使用第三示範性可攜式投影機之抬頭投影系統之另一光學路徑示意圖。
第9圖係為本案之抬頭投影系統之架構示意圖，其中可攜式投影機容置於固定組件之容置部且透過一示範性鎖扣裝置固定於固定組件。
第10圖係為本案第二較佳實施例之抬頭投影系統於車輛中顯示導航資訊之示意圖。
第11A圖及第11B圖係為本案第二較佳實施例之抬頭投影系統所使用之不同可攜式投影機之示意圖。
第12圖係為本案第三較佳實施例之抬頭投影系統於車輛中顯示導航資訊之示意圖。
第13圖係為第12圖所示之抬頭投影系統之架構示意圖，其中可攜式投影機與固定組件相脫離。
第14A圖係為第13圖所示之抬頭投影系統之第一示範性微調機構之示意圖。
第14B圖係為第13圖所示之抬頭投影系統之第二示範性微調機構之示意圖。
第15圖係為第13圖所示之抬頭投影系統之一示範性粗調機構之示意圖。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非架構於限制本案。

請參閱第2圖、第3A圖及第3B圖，其中第2圖係為本案第一較佳實施例之抬頭投影系統於車輛中顯示導航資訊之示意圖；第3A圖係為第2圖所示之抬頭投影系統之架構示意圖，其中可攜式投影機與固定組件相脫離；以及第3B圖係為第2圖所示之抬頭投影系統之架構示意圖，其中可攜式投影機容置於固定組件的容置部。本案之抬頭投影系統2可安裝且固定於車輛3(即自動車或汽車)之車頂31之特定區域。舉例來說，抬頭投影系統2可安裝且固定於車輛3之車頂31的遮陽板設置處，以取代遮陽板，換言之，抬頭投影系統2可設置於駕駛座正上方，如第4A圖所示。可變換地，抬頭投影系統2可安裝且固定於駕駛座及副駕駛座(即乘客座位)間之車頂31之中間區域，換言之，抬頭投影系統2可設置於駕駛座上方但與駕駛座相錯位之位置，如第4B圖所示。值得注意的是，抬頭投影系統2固定於車頂31之區域可依實際需求變化。

本案之抬頭投影系統2包括固定組件21、光學螢幕23、可攜式投影機25以及光學單元29。可攜式投影機25可為手持式投影機、口袋式投影機、迷你投影機或微機電系統雷射微型投影機(MEMs laser pico-projector)，但不限於此。固定組件21係為可拆卸地安裝並固定於車輛3之車頂31的特定區域。固定組件21具有容置部210以接收或容置可攜式投影機25。可攜式投影機25係為可拆卸地容置於固定組件21之容置部210中，且可藉由至少一固定元件26，例如螺絲、鉚釘或接合元件，固定並定位於固定組件21內，因此可攜式投影機25可不費力且快速地於固定組件21中固定或卸除。於此實施例中，固定組件21具有支撐板211、至少二個耳件212、至少二個延伸板213、框架214以及二個臂215。框架214設置於支撐板211之一表面216上，且與支撐板211共同定義形成該容置部210。可變換地，框架214具有四個側壁，可定義形成容置部210。容置部210具有第一開口210a及第二開口210b。可攜式投影機25可由第二開口210b置入固定組件21之容置部210中，且可透過至少一固定元件26，例如螺絲、鉚釘或接合元件，固定於框架214。

於一實施例中，固定組件21之二個耳件212分別從支撐板211之兩相對側邊緣平行向外延伸，且二個耳件212係彼此相對。二個耳件212之每一個耳件212具有一通孔或一通槽，以使固定元件(例如螺絲、鉚釘或接合元件)穿過並固定於車輛3之車頂31，藉此固定組件21得以安裝並固定於車輛3之車頂31的特定區域。固定組件21的二個延伸板213分別從支撐板211之該兩相對側邊緣向外延伸，且垂直於支撐板211之表面216，其中兩個延伸板213係彼此相對。兩個臂215之每一個臂215具有第一端部及第二端部。二個臂215之第一端部分別可軸轉地樞接於兩個延伸板213。二個臂215之第二端部分別連接於光學螢幕23之邊緣的兩個端連接部，藉此二個臂215可支撐光學螢幕23，且使光學螢幕23以一特定距離或固定距離面對於光學單元29或可攜式投影機25。於一實施例中，二個臂215之第二端部係分別與光學螢幕23之邊緣的兩端連接部可軸轉地樞接，藉此光學螢幕23可透過二個臂215摺疊。於一些實施例中，固定組件21包含限位部217以限制於固定組件21之容置部210內之可攜式投影機25的移動，其中限位部217以設置於框架214之一內表面為較佳。

光學單元29係設置於可攜式投影機25及光學螢幕23間之光學路徑中。於此實施例中，光學單元29係為散光片且設置於框架214之第一開口210a，以用於形成中間實像。換言之，光學單元29可形成從可攜式投影機25投影之影像的中間實像。光學單元29亦架構於均勻地分配從可攜式投影機25投影之光線，放大通過之影像，且調整影像投影至光學螢幕23之焦距。光學單元29係以毛玻璃散光片為較佳，但不以此為限。

光學螢幕23係為半透明反射器，以用於形成中間實像之放大虛像。換言之，從光學單元29投影之中間實像被放大且投影於光學螢幕23，而光學螢幕23形成中間實像之放大虛像，因此可攜式投影機25可將光線透過光學單元29投影至光學螢幕23，且光學螢幕23所反射之光線可導向駕駛之眼睛，藉此駕駛可在眼睛的高度看見導航資訊影像。於一實施例中，光學螢幕23可由塑膠、玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸或其他透明材質製成，並且光學螢幕23塗覆可部分反射的材料為塗層，以形成半透明反射器。光學螢幕23係為凹凸型半透明反射器。可變換地，光學螢幕23具有的塗層可將可攜式投影機25投射過來之特定單色光反射，且使其他波長之光通過。光學螢幕23將反射影像呈現予駕駛時會使駕駛行車視野的干擾最小化，如此一來，駕駛不須將視線從道路上移開即可取得抬頭投影系統2提供之導航資訊。

第5圖係為本案較佳實施例之導航系統示意圖，其中抬頭投影系統之可攜式投影機連結至具有導航功能之行動通訊及計算裝置。請參閱第2圖、第3A圖、第3B圖及第5圖，可攜式投影機25可藉由固定組件21固定於車輛3之車頂31，並連結至具有導航功能之行動通訊及計算裝置27，藉此源自於行動通訊及計算裝置27之導航資訊可透過抬頭投影系統2而顯示。此外，當抬頭投影系統2處於未使用狀態時，可不費力且快速地將可攜式投影機25從固定組件21卸下並從車輛3中取出，以於車輛3外提供各種簡報或影像顯示功能。於一實施例中，行動通訊及計算裝置27可為智慧型手機、個人數位助理(PDA)、娛樂資訊系統、計算裝置或安置於車體內之全球定位系統(GPS)。行動通訊及計算裝置27可包含導航模組或可存取遠端伺服器之導航應用程式(Navigation APP)，且行動通訊及計算裝置27之中央處理器可執行導航模組之程式或該導航應用程式以提供導航功能。可攜式投影機25包含殼體251及複數個連接器252。於一實施例中，可攜式投影機25亦包含電源插座253。可攜式投影機25可透過訊號傳輸線28連結至行動通訊及計算裝置27，藉此行動通訊及計算裝置27可提供導航資訊至可攜式投影機25以顯示導航資訊影像。可攜式投影機25可包含內建之可充電電池(未圖示)，以提供可攜式投影機25運作所需之電能。可變換地，可攜式投影機25之電源插座253可透過電源纜線(未圖示)連接至車輛3之電源，以提供可攜式投影機25運作所需之電能。

第6圖係為使用第一示範性可攜式投影機之抬頭投影系統之一光學路徑示意圖。於此實施例中，如第3A圖、第3B圖及第6圖所示，可攜式投影機25包含光源254、影像產生單元255以及投影鏡頭256。影像產生單元255係以數位微鏡裝置模組(DMD module)為較佳。光源254可為雷射光源、發光二極體(LED)光源、雷射光源與發光二極體光源之組合或燈泡，但不以此為限。光學單元29係設置於可攜式投影機25之投影鏡頭256及光學螢幕23間之光學路徑中，其中光學單元29係以設置於框架214之第一開口210a之散光片為較佳，以用於形成從數位微鏡裝置模組255投影之影像的中間實像。換言之，光學單元29可形成從數位微鏡裝置模組255投影之影像的中間實像。光學單元29亦架構於均勻分配從可攜式投影機25之投影鏡頭256投影之光源，放大通過的影像，並調整影像投影至光學螢幕23之焦距。光學單元29之中間實像係被放大並投影於光學螢幕23，且光學螢幕23形成中間實像之放大虛像。部分光線直接通過光學螢幕23，其他部分光線則被光學螢幕23反射並直接傳遞至駕駛的眼睛4，藉此駕駛可在視線保持水平的方向上看見導航資訊影像。換言之，駕駛的眼睛4經由光學螢幕23反射而看見光學單元29之中間實像。藉由設置光學單元29於框架214之第一開口210a，或選擇性地設置光學單元29於可攜式投影機25之投影鏡頭256及光學螢幕23間之光學路徑中，影像解析度可以提高，且容易控制投影至光學螢幕23之影像尺寸以配合光學螢幕23之尺寸。於一些實施例中，光學單元29包含散光片及全波濾光片(ND filter)(未圖示)，全波濾光片係用於均等地減少所有波長或色光的強度。

第7圖係為使用第二示範性可攜式投影機之抬頭投影系統之另一光學路徑示意圖。於此實施例中，可攜式投影機25包含光源257、合光器258以及微機電系統(MEMs)掃描鏡259。光源257可為雷射光源、發光二極體光源或雷射光源與發光二極體光源之組合。合光器258係架構於將來自於光源257之光束進行合光。光學單元29係設置於可攜式投影機25之微機電系統掃描鏡259及光學螢幕23間之光學路徑中。光學單元29以包含散光片291及聚光透鏡292為較佳，其中聚光透鏡292包含平凸透鏡，但不以此為限。光學單元29設置於可攜式投影機25之微機電系統掃描鏡259前方，以用於形成從微機電系統掃描鏡259產生之影像的中間實像。換言之，光學單元29可形成從微機電系統掃描鏡259產生之影像的中間實像。光學單元29亦架構於均勻地分配從可攜式投影機25投影之光線，放大通過的影像，並調整影像投影至光學螢幕23之焦距。光學單元29之中間實像係被放大並投影於光學螢幕23。部分光線直接通過光學螢幕23，其他部分光線則被光學螢幕23反射並導向駕駛的眼睛4，藉此駕駛可在視線保持水平的方向上看見導航資訊影像。換言之，駕駛的眼睛4可藉由光學螢幕23之反射看見於光學單元29上之中間實像。藉由設置光學單元29於框架214之第一開口210a，或選擇性地設置光學單元29於可攜式投影機25之微機電系統掃描鏡259與光學螢幕23間之光學路徑中，影像解析度可以提高，且容易控制投影至光學螢幕23之影像尺寸以配合光學螢幕23之尺寸。於一些實施例中，光學單元29更包含全波濾光片(未圖示)，其中全波濾光片係用於均等地減少所有波長或色光的強度。

第8圖係為使用第三示範性可攜式投影機之抬頭投影系統之另一光學路徑示意圖。於此實施例中，可攜式投影機25包含集成微機電系統250，其可自行發射光束且產生投影影像於光學單元29。光學單元29係設置於可攜式投影機25之集成微機電系統250及光學螢幕23間之光學路徑中。光學單元29係以包含散光片291及聚光透鏡292為較佳。聚光透鏡292包含平凸透鏡，但不以此為限。光學單元29係設置於可攜式投影機25之集成微機電系統250前方，以用於形成從集成微機電系統250產生之影像的中間實像。換言之，光學單元29可形成從可攜式投影機25之集成微機電系統250產生之影像的中間實像。光學單元29亦架構於平均分配從可攜式投影機25投影之光線，放大通過之影像，並調整影像投影至光學螢幕23之焦距。光學單元29之中間實像係被放大並投影於光學螢幕23，且光學螢幕23形成中間實像之放大虛像。部分光線直接通過光學螢幕23，其他部分光線被光學螢幕23反射並導向駕駛眼睛4，藉此駕駛可在視線保持水平的方向上看見導航資訊影像。換言之，駕駛眼睛4可經由光學螢幕23之反射看見於光學單元29之中間實像。藉由設置光學單元29於框架214之第一開口210a，或選擇性地設置光學單元29於可攜式投影機25之集成微機電系統250與光學螢幕23間之光學路徑中，影像解析度可以提高，且容易控制投影至光學螢幕23之影像尺寸以配合光學螢幕23之尺寸。於一些實施例中，光學單元29更包含全波濾光片(未圖示)，其中全波濾光片係用於均等地減少所有波長或色光的強度。

第9圖係為本案之抬頭投影系統之架構示意圖，其中可攜式投影機容置於固定組件之容置部且透過一示範性鎖扣裝置固定於固定組件。於此實施例中，可攜式投影機25係可拆卸地容置於固定組件21之容置部210中，且透過至少一鎖扣裝置5固定並定位於固定組件21。鎖扣裝置5具有二端部，分別可軸轉地樞接於支撐板211之一側邊緣之二個軸套筒(未圖示)。鎖扣裝置5包含具有橡皮墊圈55之折彎部54，當可攜式投影機25安裝於固定組件21之容置部210a，鎖扣裝置5係被旋轉至第一位置，且鎖扣裝置5之折彎部54可藉由橡皮墊圈55抵頂於可攜式投影機25之殼體251，藉此可攜式投影機25可固定至固定組件21。當使用者欲從固定組件21卸除可攜式投影機25時，鎖扣裝置5係被旋轉至第二位置，且鎖扣裝置5之具有橡皮墊圈55之折彎部54係從可攜式投影機25之殼體251分離。因此，可攜式投影機25可不費力且快速地於固定組件21中固定或卸除。值得注意的是，鎖扣裝置5之結構可依據實際需求而變化。

第10圖係為本案第二較佳實施例之抬頭投影系統於車輛中顯示導航資訊之示意圖。於此實施例中，抬頭投影系統2亦包含固定組件21、光學螢幕23、可攜式投影機25及光學單元29。固定組件21、光學螢幕23、可攜式投影機25及光學單元29之結構與功能與第3A圖及第3B圖所示者相似，於此不再贅述。於此實施例中，可攜式投影機25具有至少二個運作模式，包含例如普通顯示模式及導航顯示模式。普通顯示模式可為例如長焦模式，以於車輛外提供各種簡報或影像顯示功能；導航顯示模式可為例如短焦模式，用於抬頭投影系統2以顯示導航資訊影像予車輛之駕駛。如第11A圖所示，可攜式投影機25更包含開關25a，其係設置於殼體之一側表面，以切換可攜式投影機25之運作模式。固定組件21更包含致動器218，其係設置於框架214之一內表面，且當可攜式投影機25容置於固定組件21之容置部210時，固定組件21之致動器218係對應於可攜式投影機25之開關25a。致動器218以設置於框架214之內表面之突部為較佳。當可攜式投影機25容置於固定組件21之容置部210時，致動器218係與可攜式投影機25之開關25a相接觸，藉此可攜式投影機25之運作模式可自動切換為導航顯示模式。當可攜式投影機25從固定組件21上卸除，致動器218與可攜式投影機25之開關25a相分離，藉此可攜式投影機25之運作模式可自動切換為普通顯示模式。可變換地，可攜式投影機25之運作模式亦可手動切換。如第11B圖所示，可攜式投影機25包含調整環25b，其係設置於殼體之一表面，以手動切換及調整可攜式投影機25之運作模式。於一些實施例中，可攜式投影機25更包含亮度調整裝置(未圖示)，以調整投影影像之亮度。

請參閱第12圖及第13圖，其中第12圖係為本案第三較佳實施例之抬頭投影系統於車輛中顯示導航資訊之示意圖；以及第13圖係為第12圖所示之抬頭投影系統之架構示意圖，其中可攜式投影機與固定組件相脫離。於此實施例中，抬頭投影系統2亦包含固定組件21、光學螢幕23、可攜式投影機25以及光學單元29，其中固定組件21、光學螢幕23、可攜式投影機25及光學單元29之結構及功能與第3A圖及第3B圖所示者相似，於此不再贅述。於此實施例中，固定組件21更包含調整機構22，以調整抬頭投影系統2之光學螢幕23之位置相對於駕駛眼睛之位置。調整機構22包含微調機構221及粗調機構222。微調機構221係架構於細微調整抬頭投影系統2之光學螢幕23之位置相對於駕駛眼睛之位置，以及細微調整可攜式投影機25相對於光學螢幕23之角度及位置，藉此可攜式投影機25投影之光線及光學螢幕23反射之光線可導向至駕駛眼睛，俾使駕駛看見影像。粗調機構222係架構於粗略地調整抬頭投影系統2之光學螢幕23之位置相對於駕駛眼睛之位置，藉此可攜式投影機25投影之光線及光學螢幕23反射之光線可導向至駕駛的眼睛，俾使駕駛看見影像。舉例而言，當駕駛調整駕駛座的高度或其他駕駛取代原駕駛開車時，該駕駛可透過粗調機構222調整抬頭投影系統2之光學螢幕23之位置相對於該駕駛眼睛之位置，藉此可攜式投影機25投影之光線及光學螢幕23反射之光線可導向至駕駛的眼睛，俾使駕駛看見影像。

第14A圖係為第13圖所示之抬頭投影系統之第一示範性微調機構之示意圖。於此實施例中，如第13圖及第14A圖所示，抬頭投影系統2之微調機構221包含延伸板213、臂215及第一調整螺絲2154。延伸板213包含複數個通孔2131。臂215之第一端部透過旋轉軸2153可軸轉地樞接於延伸板213。臂215具有通孔對應於延伸板213之一個或多個通孔2131。第一調整螺絲2154穿過臂215之通孔及延伸板213之對應通孔2131，以使臂215相對於延伸板213定位。因此，光學螢幕23相對於可攜式投影機25之角度θ₁及位置可細微地調整，且抬頭投影系統2之光學螢幕23之位置相對於駕駛眼睛之位置亦可細微地調整。

第14B圖係為第13圖所示之抬頭投影系統之第二示範性微調機構之示意圖。於此實施例中，如第13圖及第14B圖所示，抬頭投影系統2之微調機構221包含延伸板213、臂215及第一調整螺絲2154。延伸板213包含彎槽2132。臂215之第一端部透過旋轉軸2153可軸轉地樞接於延伸板213。臂215具有通孔對應於延伸板213之彎槽2132。第一調整螺絲2154穿過臂215之通孔及延伸板213之對應彎槽2132，以使臂215相對於延伸板213定位。因此，光學螢幕23相對於可攜式投影機25之角度θ₁及位置可細微地調整，且抬頭投影系統2之光學螢幕23之位置相對於駕駛眼睛之位置亦可細微地調整。值得注意的是，微調機構的結構可依據實際需求而變化。

第15圖係為第13圖所示之抬頭投影系統之一示範性粗調機構之示意圖。於此實施例中，如第13圖及第15圖所示，抬頭投影系統2之粗調機構222包含支撐板211、基座板2221、球體2223、第一調整螺絲2224、第二調整螺絲2225及第三調整螺絲2226。於此實施例中，如第3A圖及第3B圖所示之支撐板211之二個耳件212可以省略。固定組件21之二個耳件2222係由基座板2221之兩相對側邊緣向外水平延伸，且二個耳件2222係彼此相對。二個耳件2222之每一個耳件2222具有通孔或通槽，以使固定元件(例如螺絲、鉚釘或接合元件)穿過並固定於車輛3之車頂31，藉此固定組件21可安裝並固定於車輛3之車頂31之特定區域。球體2223係設置於支撐板221及基座板2221之間，且與支撐板221及基座板2221相接觸。第一調整螺絲2224、第二調整螺絲2225及第三調整螺絲2226分別穿過支撐板221及基座板2221以調整支撐板221及基座板2221間之傾斜角，因此，抬頭投影系統2之光學螢幕23之位置相對於駕駛眼睛之位置可粗略地調整。值得注意的是，粗調機構之結構可依據實際需求而變化。

綜上所述，本案提供一種抬頭投影系統，其係為實用、可不費力且簡易地固定於各種車輛，且製造及安裝的成本較低。此外，抬頭投影系統具有可拆卸投影機，其中投影機可藉由固定組件設置於車輛之車頂，並連結至具有導航功能之行動通訊及計算裝置，藉此導航資訊可透過抬頭投影系統顯示。當抬頭投影系統處於未使用狀態時，可將投影機從車輛中拆卸取出，以於車輛外提供各種簡報或影像顯示功能。

再者，本案亦提供一種車頂固定式抬頭投影系統及其固定組件，其中車頂固定式抬頭投影系統具有別於傳統抬頭顯示系統之光學路徑，因此，投影於抬頭投影系統之光學螢幕上的影像解析度將提升，且容易控制影像尺寸以配合抬頭投影系統之光學螢幕的尺寸，此外，可避免影像扭曲變形之問題。更甚者，車頂固定式抬頭投影系統及其固定組件結構簡易，因此駕駛可不費力且簡易地自行將之固定於車輛中。

本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

2．．．抬頭投影系統

3．．．車輛

21．．．固定組件

23．．．光學螢幕

25．．．可攜式投影機

31．．．車頂

Claims (15)

1. 一種抬頭投影系統，包括：
   一固定組件，具有一容置部，且固定於一車輛之一車頂；以及
   一可攜式投影機，可拆卸地安裝於該固定組件之該容置部，且架構於與具有導航功能之一行動通訊及計算裝置相連結，以顯示源自於該行動通訊及計算裝置之一導航資訊影像於該車輛中。
2. 如申請專利範圍第1項所述之抬頭投影系統，其中該可攜式投影機係為一手持式投影機、一口袋式投影機、一迷你投影機或一微機電系統雷射微型投影機，以及該行動通訊及計算裝置係為一智慧型手機、一個人數位助理、一娛樂資訊系統、一計算裝置或一全球定位系統。
3. 如申請專利範圍第1項所述之抬頭投影系統，其中該可攜式投影機係透過一訊號傳輸線連結於該行動通訊及計算裝置。
4. 如申請專利範圍第1項所述之抬頭投影系統，其中該可攜式投影機係透過至少一固定元件或至少一鎖扣裝置固定並定位於該固定組件之該容置部。
5. 如申請專利範圍第1項所述之抬頭投影系統，其中該可攜式投影機具有至少二個運作模式，包含一普通顯示模式及一導航顯示模式，該可攜式投影機包含一開關以切換該可攜式投影機之該運作模式，該固定組件包含一致動器對應於該可攜式投影機之該開關，以及其中當該可攜式投影機容置於該固定組件之該容置部時，該致動器與該可攜式投影機之該開關相接觸，且該可攜式投影機之該運作模式係自動切換為該導航顯示模式。
6. 如申請專利範圍第1項所述之抬頭投影系統，其中該可攜式投影機具有至少二個運作模式，包含一普通顯示模式及一導航顯示模式，以及該可攜式投影機包含一調整環以切換該可攜式投影機之該運作模式。
7. 如申請專利範圍第1項所述之抬頭投影系統，其更包含：
   　 一光學螢幕；以及
   　 一光學單元，設置於該可攜式投影機及該光學螢幕間之一光學路徑中，以形成從該可攜式投影機投影之一影像之一中間實像；
   其中，該光學螢幕係架構於形成該中間實像之一放大虛像且反射從該光學單元通過之一光線至一駕駛的眼睛。
8. 如申請專利範圍第7項所述之抬頭投影系統，其中該光學單元包含一散光片，以及該光學螢幕係為一半透明反射器。
9. 如申請專利範圍第8項所述之抬頭投影系統，其中該光學螢幕係為一凹凸型半透明反射器。
10. 如申請專利範圍第8項所述之抬頭投影系統，其中該光學單元更包含一聚光透鏡。
11. 如申請專利範圍第7項所述之抬頭投影系統，其中該固定組件包含一調整機構，以調整該光學螢幕之位置相對於該駕駛眼睛之位置。
12. 如申請專利範圍第7項所述之抬頭投影系統，其中該固定組件包含：
    一支撐板；
    至少二個耳件，分別由該支撐板之兩相對側邊緣向外水平延伸，其中該至少二個耳件之每一個耳件具有一通孔或一通槽，以使一固定元件穿過並固定於該車輛之該車頂；
    一框架，設置於該支撐板之一表面且與該支撐板定義形成該容置部，其中該容置部具有一第一開口及一第二開口，且該可攜式投影機係從該第二開口容置於該固定組件之該容置部；
    至少二個延伸板，分別由該支撐板之該兩相對側邊緣向外延伸且垂直於該支撐板之該表面；以及
    二個臂，該二個臂之每一個臂具有一第一端部可旋轉地樞接於該延伸板，以及一第二端部連接於該光學螢幕。
13. 如申請專利範圍第12項所述之抬頭投影系統，其中該光學單元係設置於該框架之該第一開口。
14. 一種抬頭投影系統，包含：
    一固定組件，具有一容置部，且可拆卸地固定於一車輛之一車頂；
    一可攜式投影機，可拆卸地安裝於該固定組件之該容置部；
    一光學螢幕；以及
    一光學單元，設置於該可攜式投影機及該光學螢幕間之一光學路徑中，以形成從該可攜式投影機投影之一影像之一中間實像；
    其中，該光學螢幕係架構於形成該中間實像之一放大虛像，並反射從該光學單元通過之一光線至一駕駛的眼睛。
15. 如申請專利範圍第14項所述之抬頭投影系統，其中該可攜式投影機係透過一訊號傳輸線連結於一行動通訊及計算裝置，以顯示源自於該行動通訊及計算裝置之一導航資訊影像於該車輛內。