TWI490544B - 帽子型抬頭顯示器 - Google Patents

Description

帽子型抬頭顯示器

本發明是有關於一種帽子型抬頭顯示器，特別是有關於一種結合頭戴式顯示器(Head Mounted Display，HMD)及抬頭顯示器(Head Up Display，HUD)之顯示裝置。

隨著顯示裝置的發展，顯示裝置的大小和重量朝著微型化的方向發展。近年來，頭戴式顯示器被研製為一種用於虛擬實境(Virtual Reality，VR)系統以穿戴在使用者頭上的影像顯示器，並且應用的領域也愈來愈廣泛。頭戴式顯示器係將顯示元件以眼鏡之形式放置於使用者眼前，透過進距離對使用者眼睛投射虛擬影像，以產生一個廣視角的畫面，並且讓使用者可隨處接收影像資訊。

然而，習知之頭戴式顯示器係以單眼觀看虛擬影像，若使用者長時間配戴此類頭戴式顯示器，在舒適性方面勢必會遭遇相當大的挑戰。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之其中之一目的在於提供一種帽子型抬頭顯示器，其係結合頭戴式顯示器及抬頭顯示器，使得使用者能夠以兩眼同時觀看虛擬影像，以增進長時間配戴的舒 適性。

此帽子型抬頭顯示器至少包含帽子、反射鏡及影像模組。反射鏡係樞接於帽子之前緣。其中，反射鏡為凹面反射鏡，且為具有部分反射特性及部分穿透特性之反射鏡。

續言之，影像模組則設置於帽子上，用以投射影像至反射鏡，以使得影像反射至使用者之至少一眼球而形成使用者所見之虛像。其中，影像模組可例如以磁吸、黏貼或夾掛之方式設置於帽子上。

前述之影像模組可例如為液晶(Liquid Crystal，LC)顯示裝置。

此外，影像模組更包含螢幕及微投影機，且微投影機係用以投射影像至螢幕，以使得影像呈現於螢幕上。其中，螢幕可例如為穿透式螢幕或反射式螢幕。

前述之微投影機可例如為液晶微投影機或數位光處理(Digital Light Processing，DLP)微投影機。

此外，影像模組更包含補償透鏡，且補償透鏡係設置於螢幕之一側，或者補償透鏡係設置於螢幕之另一側。

前述之影像與虛像可例如為黑白、單色、複彩或全彩。

承上所述，依據本發明之帽子型抬頭顯示器，其可具有一或多個下述優點：

(1)本發明之帽子型抬頭顯示器利用反射鏡樞接於帽子之前緣，使得使用者能夠以兩眼同時觀看虛擬影像，以增進長時間配戴的舒適性。

(2)本發明之帽子型抬頭顯示器利用反射鏡樞接於帽子之前緣，以方便使用者收折，增加使用上的便利性。

(3)本發明之帽子型抬頭顯示器利用磁吸、黏貼或夾掛之方式將影像模組設置於帽子上，以方便使用者拆裝，增加使用上的便利性。

茲為使 貴審查委員對本發明之技術特徵及所達到之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明如後。

10‧‧‧帽子

11‧‧‧安全帽

20‧‧‧反射鏡

21‧‧‧樞接部

30‧‧‧影像模組

31‧‧‧補償透鏡

32‧‧‧螢幕

33‧‧‧微投影機

34‧‧‧影像之光線

40‧‧‧使用者

41‧‧‧使用者之眼球

50‧‧‧景物

51‧‧‧景物之光線

第1圖係為本發明之帽子型抬頭顯示器使用穿透式螢幕之第一實施例示意圖。

第2圖係為本發明之帽子型抬頭顯示器使用反射式螢幕之實施例示意圖。

第3圖係為本發明之帽子型抬頭顯示器之反射鏡收折之實施例示意圖。

第4圖係為本發明之帽子型抬頭顯示器使用穿透式螢幕之第二實施例示意圖。

以下將參照相關圖式，說明依本發明之帽子型抬頭顯示器之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

請參閱第1圖，第1圖係為本發明之帽子型抬頭顯示器使用穿透式螢幕之第一實施例示意圖。

此帽子型抬頭顯示器至少包含帽子10、反射鏡20及影像模組30。反射鏡20係可例如以樞接部21樞接於帽子10之前緣。其中，反射鏡20可例如為凹面反射鏡，且可例如為具有部分反射特性及部分穿透特性之反射鏡20。

續言之，影像模組30則可例如以磁吸、黏貼或夾掛等方式設置於帽子10上，以投射影像至具有部分反射特性反射鏡20，使得影像之光線34反射至使用者40之眼球41而形成使用者40所見之放大虛像。此外，景物50之光線51亦可穿透具有部分穿透特性之反射鏡20，使得使用者能夠透過反射鏡20看到外部的景物50。

此外，影像模組30係包含補償透鏡31、螢幕32及微投影機33。惟本發明不限於此，影像模組30亦可僅為液晶顯示裝置，用以提供影像而投射至反射鏡20，且本發明之實施例皆以微投影機33作舉例。

其中，螢幕32可例如為穿透式螢幕，惟本發明不限於此，本發明更可使用反射式螢幕。前述之微投影機33可例如為液晶微投影機或數位光處理微投影機。

以穿透式螢幕為例，微投影機33係用以將影像投射至螢幕32，以使得影像呈現於螢幕32上。此時，影像之光線34接著依序穿透螢幕32及補償透鏡31，並且藉由補償透鏡31補償此影像之像差，進而將影像之光線34投射至反射鏡20，以藉由反射鏡20反射至使用者40之眼球41而形成使用者40所見之放大虛像。如此一來，使用者便能夠以兩眼同時觀看虛像，以增進長時間配戴的舒適性。

前述之影像與虛像可例如為黑白、單色、複彩或全彩。

請參閱第2圖，第2圖係為本發明之帽子型抬頭顯示器使用反射式螢幕之實施例示意圖。此反射式螢幕之實施例示意圖與穿透式螢幕之第一實施例示意圖之差異僅在於影像模組30，因此，於此反射式螢幕之實施例示意圖中僅針對影像模組30描述。

影像模組30係包含補償透鏡31、螢幕32及微投影機33。以反射式螢幕為例，微投影機33係將影像投射出來，此時影像之光線34便穿透補償透鏡31而投射至螢幕32，以使得影像呈現於螢幕32上。接著，影像之光線34藉由螢幕32反射而再次穿透補償透鏡31以投射至反射鏡20，並且藉由補償透鏡31補償此影像之像差，進而藉由反射鏡20反射至使用者40之眼球41而形成使用者40所見之放大虛像。

因此，若螢幕32為反射式螢幕，補償透鏡31係位於微投影機33及螢幕32之間；若螢幕32為穿透式螢幕，螢幕32則位於微投影機33及補償透鏡31之間。

請參閱第2圖及第3圖，第3圖係為本發明之帽子型抬頭顯示器之反射鏡收折之實施例示意圖。

此反射鏡20係可例如以樞接部21樞接於帽子10之前緣，且影像模組30則可例如以磁吸、黏貼或夾掛等方式設置於帽子10上。因此，當使用者40不使用此帽子型抬頭顯示器之投影功能時，可例如將影像模組30拆下，並且以樞接部21為支點，將反射鏡20相對於帽子10作樞轉動作，使得反射鏡20收折於帽子10之前緣，藉此增加使用上的便利性。

請參閱第1圖及第4圖，第4圖係為本發明之帽子型抬頭顯示器使 用穿透式螢幕之第二實施例示意圖。在前述之穿透式螢幕之第一實施例示意圖中，帽子10係以棒球帽作舉例，而在此穿透式螢幕之第二實施例示意圖中則以安全帽11作舉例，惟本發明不限於此。

反射鏡20係可例如以擋風鏡片的形式樞接於安全帽11上，並且可例如以安全帽11上之樞接部21為支點，將反射鏡20作開闔的動作。

影像模組30則可例如以磁吸、黏貼或夾掛等方式設置於安全帽11上，以投射影像至反射鏡20，使得影像之光線34反射至使用者40之眼球41而形成使用者40所見之放大虛像。因此，本發明之帽子型抬頭顯示器結合頭戴式顯示器及抬頭顯示器，使得使用者能夠以兩眼同時觀看虛像，以增進長時間配戴的舒適性。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

10‧‧‧帽子

20‧‧‧反射鏡

21‧‧‧樞接部

30‧‧‧影像模組

31‧‧‧補償透鏡

32‧‧‧螢幕

33‧‧‧微投影機

34‧‧‧影像之光線

40‧‧‧使用者

41‧‧‧使用者之眼球

50‧‧‧景物

51‧‧‧景物之光線

Claims (7)

1. 一種帽子型抬頭顯示器，包含：一帽子；一反射鏡，係樞接於該帽子之前緣，其中該反射鏡為具有部分反射特性及部分穿透特性之凹面反射鏡；以及一影像模組，係可拆卸式地以磁吸、黏貼或夾掛之方式設置於該帽子上，用以投射一影像至該反射鏡，以使得該影像藉由該反射鏡直接反射至一使用者之至少一眼球而形成該使用者所見之一虛像。
2. 如申請專利範圍第1項所述之帽子型抬頭顯示器，其中該影像模組為一液晶顯示裝置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之帽子型抬頭顯示器，其中該影像模組係包含：一螢幕；以及一微投影機，用以投射該影像至該螢幕，以使得該影像呈現於該螢幕上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之帽子型抬頭顯示器，其中該微投影機為液晶微投影機或數位光處理(Digital Light Processing，DLP)微投影機。
5. 如申請專利範圍第4項所述之帽子型抬頭顯示器，其中該螢幕為穿透式螢幕或反射式螢幕。
6. 如申請專利範圍第5項所述之帽子型抬頭顯示器，其中該影像模 組更包含一補償透鏡，該補償透鏡係設置於該螢幕之一側，或者該補償透鏡係設置於該螢幕之另一側。
7. 如申請專利範圍第1項所述之帽子型抬頭顯示器，其中該影像與該虛像為黑白、單色、複彩或全彩。