TWI846546B - 離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置及其抬頭顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置，包括：發光陣列，由複數個發光源組成，發光陣列提供背光源；錐形光杯陣列，由複數個錐形光杯構成，發光陣列分別位於錐形光杯陣列的入光側，發光源分別對應一個該錐形光杯，錐形光杯陣列供以放大背光源，縮小背光源擴散的角度；擴散片，設置於錐形光杯陣列的出光側，擴散片供以增加背光源的均勻度；第一曲面鏡，供以接收並反射背光源；第二曲面鏡，供以接收並反射第一曲面鏡反射之背光源；顯示模組，供以接收第二曲面鏡反射的背光源；第一曲面鏡與該第二曲面鏡至少有一個為凹面鏡。
Description
本發明涉及一種背光顯示裝置，特別係關於一種離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置。
本發明另關於一種具有離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置之抬頭顯示裝置。
習知技術例如CN102777803A、CN102812289B揭示一種照明裝置或照明系統，上述照明裝置皆應用了錐形光杯(如CN102812289B揭示的準直器12)，上述錐形光杯雖可放大光源的面積且可縮小光源的擴散角度，以高效率的在目的地區域中生成所期望的或預定的光分佈圖案，然而，上述運用錐形光杯之照明系統多應用於汽車頭燈照明、工作室、劇場照明、建築物照明等。
如擬將錐形光杯應用於背光顯示裝置或抬頭顯示裝置將面臨光線擴散角的問題及投射的光線如何完全覆蓋顯示模組的技術問題。
本發明提供一種離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置，其主要目的在於使自錐形光杯陣列投射出的光線以不同傾斜角度擴散，並使光線的擴散角完全覆蓋該顯示模組。
本發明另提供一種具有離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置之抬頭顯示裝置，其主要目的在於使背光源形成的實像眼盒位置列於擋風玻璃內。
為達成前述目的，本發明離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置，包括：一發光陣列，由複數個發光源組成，該發光陣列提供一背光源；一錐形光杯陣列，由複數個錐形光杯構成，該等發光陣列位於該等錐形光杯陣列的入光側，各該發光源分別對應一個該錐形光杯，該錐形光杯陣列供以放大該背光源，縮小光源擴散的角度；一擴散片，設置於錐形光杯陣列的出光側，該擴散片供以增加該背光源的均勻度；一第一曲面鏡，供以接收並反射該背光源；一第二曲面鏡，供以接收並反射該第一曲面鏡反射之背光源；一顯示模組，供以接收第二曲面鏡反射的背光源；以及該第一曲面鏡與該第二曲面鏡至少有一個為凹面鏡。
藉由前述可知，本發明主要係藉由使發光源位於該等錐形光杯陣列的入光側，擴散片設置於錐形光杯陣列的出光側，以能夠使每一個該錐形光杯投射出的光線完全覆蓋該顯示模組。
本發明另提供一種具有離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置之抬頭顯示裝置，其另包括：
一擋風玻璃及一成像凹面鏡，該成像凹面鏡供以反射該顯示模組投射的一影像光源至該擋風玻璃，該擋風玻璃供以反射該影像光源而成像於一駕駛眼盒位置；該顯示模組設置於該成像凹面鏡的焦距內，該背光源之等效距離大於該成像凹面鏡的焦距，該顯示模組形成的虛像位於該擋風玻璃外，該背光源形成的眼盒於該擋風玻璃內。
藉由前述可知，本發明主要係藉由使該顯示模組設置於該成像凹面鏡的焦距內，該背光源等效距離大於該成像凹面鏡的焦距，該顯示模組形成的虛像位於該擋風玻璃外，該背光源形成駕駛眼盒位置位於該擋風玻璃內。
0:鋁基板
1:發光陣列
11:發光源
2:錐形光杯陣列
21:錐形光杯
22:入光側
23:出光側
3:擴散片
31:入光側
32:出光側
4:第一曲面鏡
5:第二曲面鏡
6:顯示模組
7:凸透鏡陣列
8:成像凹面鏡
9:擋風玻璃
B、B1、B2:背光源
L:光線
D:影像光源
E:駕駛眼盒位置
I:虛像
圖1 為本發明錐形光杯陣列的示意圖。
圖2 為本發明離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置的架構示意圖。
圖3 為本發明錐形光杯陣列另一實施例的示意圖。
圖4 為本發明錐形光杯陣列另一實施例的示意圖。
圖5 為本發明背光源其中一個實施例的示意圖。
圖6 為本發明背光源另一個實施例的示意圖。
圖7 為本發明背光源另一個實施例的示意圖。
圖8 為本發抬頭顯示裝置的架構示意圖。
圖9 為本發抬頭顯示裝置另一實施例的架構示意圖。
圖10 為本發抬頭顯示裝置另一實施例的架構示意圖。
圖11 為本發抬頭顯示裝置另一實施例的架構示意圖。
本發明離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置於一個實施例，請參照圖1-7所示，其包含：一發光陣列1，由複數個發光源11組成，該發光陣列1提供一背光源B，於本實施例中，該發光陣列1為LED陣列，該發光陣列1設置在一鋁基板0上；一錐形光杯陣列2，由複數個錐形光杯21構成，各該發光源11分別對應一個該錐形光杯21，該等錐形光杯21為鍍有高反射率鍍膜的空心光杯或透明實心的光杯，該等錐形光杯21係利用高折射率的杯壁產生全反射，該發光陣列1設置於該錐形光杯陣列2的入光側22，該錐形光杯陣列2供以放大該背光源B，以縮小光源擴散的角度；一擴散片3，設置於該錐形光杯陣列2的出光側23，該擴散片3供以增加該背光源B的均勻度；一第一曲面鏡4，為一自由曲面鏡，該第一曲面鏡4供以接收並反射該背光源B；一第二曲面鏡5，為一自由曲面鏡，該第二曲面鏡5供以接收並反射該第一曲面鏡4反射之背光源B；一顯示模組6，供以接收第二曲面鏡5反射的背光源，於本實施例中，該顯示模組6為TFT面板；於本實施例中，該第一曲面鏡4與該第二曲面鏡5至少有一個為凹面鏡，該凹面鏡以供放大拉遠該背光源B；
請參照圖3所示，該等錐形光杯21的傾斜度不同，該等錐形光杯21的傾斜程度自該錐形光杯陣列2二側至中央逐漸減少，該等錐形光杯21朝錐形光杯陣列2中央傾斜，該擴散片3為曲面片體，每個該錐形光杯21出口的光線L完全覆蓋整個該顯示模組6，值得一提的是，圖3係特別省略第一曲面鏡4、第二曲面鏡5。
於較佳實施例中，請參照圖4所示，另包括一凸透鏡陣列7，該擴散片3為平面片體，該凸透鏡陣列7包含複數凸透鏡，該凸透鏡陣列7設置於該擴散片3的一出光側32，使該擴散片3位於該凸透鏡陣列7與該錐形光杯陣列2之間，該錐形光杯陣列2的該出光側23面對該擴散片3的入光側31，於本實施例中，係利用該等錐形光杯21錐形之開口放大光源的面積並縮小光源擴散角度，且該等錐形光杯21可使光源更為緊靠，而該擴散片3能夠增加光的均勻度但是光線的擴散角會增加，是以，該凸透鏡陣列7能夠再次縮小光線的擴散角到所需的角度。
於較佳實施例中，請參照圖5所示，以該發光陣列1作為背光源B，該發光陣列1產生的光線L自該錐形光杯21的出口離開後投射於該第一曲面鏡4、第二曲面鏡5，該第一曲面鏡4為凹面鏡以放大、拉遠背光源B1，而第二曲面鏡5為凹面鏡更進一步的放大、拉遠背光源B2，光線L自第二曲面鏡5反射後穿透該顯示模組6，以於該顯示模組6投射一影像光源D。
於較佳實施例中，請參照圖6所示，以該發光陣列1作為背光源B，該發光陣列1產生的光線L自該錐形光杯21的出口離開後投射於該第一曲面鏡4、第二曲面鏡5，該第一曲面鏡4為凹面鏡以放大、拉遠背光源B1，而第二
曲面鏡5為凸面鏡以縮小、拉近背光源B2，光線L自第二曲面鏡5反射後穿透該顯示模組6，以於該顯示模組6投射該影像光源D。
於較佳實施例中，請參照圖7所示，以該發光陣列1作為背光源B，該發光陣列1產生的光線L自該錐形光杯21的出口離開後投射於該第一曲面鏡4、第二曲面鏡5，該第一曲面鏡4為凸面鏡以縮小、拉近背光源B1，而第二曲面鏡5為凹面鏡以放大、拉遠背光源B2，光線L自第二曲面鏡5反射後該穿透該顯示模組6，以於該顯示模組6投射該影像光源D。
本發明具有離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置之抬頭顯示裝置，於一個實施例，請參照圖8所示，其另包含：一擋風玻璃9，供以反射自該顯示模組6投射的影像光源D而成像在一駕駛眼盒位置E，該擋風玻璃9為一抬頭顯示裝置，進一步說明，該擋風玻璃9反射該顯示模組6的影像光源D以成為虛像I，而背光源B因經過第一曲面鏡4、第二曲面鏡5而實像成像，其係經過該擋風玻璃9反射而成像於該駕駛眼盒位置E。
於另一個實施例中，請參照圖9所示，於該顯示模組6及該擋風玻璃9之間另設有一成像凹面鏡8，該第一曲面鏡4及該第二曲面鏡5皆為凹面鏡，該成像凹面鏡8供以反射自該顯示模組6穿透之該影像光源D至該擋風玻璃9，該擋風玻璃9供以反射該影像光源D而成像在該駕駛眼盒位置E，該顯示模組6設置於該成像凹面鏡8的焦距內，該背光源B等效距離(請參照圖5)大於該成像凹面鏡8的焦距，該顯示模組6形成的虛像I位於該擋風玻璃9外，該背光源B形成駕駛眼盒位置E於該擋風玻璃9內。
於另一個實施例中，請參照圖10所示，於該顯示模組6及該擋風玻璃9之間另設有一成像凹面鏡8，該第一曲面鏡4為凹面鏡，該第二曲面鏡5為凸面鏡，該成像凹面鏡8供以反射自該顯示模組6穿透之該影像光源D至該擋風玻璃9，該擋風玻璃9供以反射該影像光源D而成像在駕駛眼盒位置E，該顯示模組6設置於該成像凹面鏡8的焦距內，該背光源B等效距離(請參照圖6)大於該成像凹面鏡8的焦距，該顯示模組6形成的虛像I位於該擋風玻璃9外，該背光源B形成駕駛眼盒位置E於該擋風玻璃9內。
於另一個實施例中，請參照圖11所示，於該顯示模組6及該擋風玻璃9之間另設有一成像凹面鏡8，該第一曲面鏡4為凸面鏡，該第二曲面鏡5為凹面鏡，該成像凹面鏡8供以反射自該顯示模組6穿透之該影像光源D至該擋風玻璃9，該擋風玻璃9供以反射該影像光源D而成像在駕駛眼盒位置E，該顯示模組6設置於該成像凹面鏡8的焦距內，該背光源B等效距離(請參照圖7)大於該成像凹面鏡8的焦距，該顯示模組6形成的虛像I位於該擋風玻璃9外，該背光源B形成駕駛眼盒位置E位於該擋風玻璃9內。
1:發光陣列
11:發光源
2:錐形光杯陣列
21:錐形光杯
22:入光側
23:出光側
3:擴散片
4:第一曲面鏡
5:第二曲面鏡
6:顯示模組
L:光線
Claims (11)
- 一種離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置，包括：一發光陣列，由複數個發光源組成，該發光陣列提供一背光源；一錐形光杯陣列，由複數個錐形光杯構成，該發光陣列位於該錐形光杯陣列的入光側，各該發光源分別對應一個該錐形光杯，該錐形光杯陣列供以放大該背光源，縮小該背光源擴散的角度；一擴散片，設置於該錐形光杯陣列的出光側，該擴散片供以增加該背光源的均勻度；一第一曲面鏡，供以接收並反射經過該擴散片之該背光源；一第二曲面鏡，供以接收並反射該第一曲面鏡反射之背光源；一顯示模組，供以接收該第二曲面鏡反射的背光源；以及該第一曲面鏡與該第二曲面鏡至少有一個為凹面鏡，該凹面鏡以供放大拉遠該背光源。
- 如請求項1所述之離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置，其中，該等錐形光杯為鍍有高反射率鍍膜的空心光杯或透明實心的光杯。
- 如請求項1所述之離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置，其中，該第一曲面鏡與該第二曲面鏡其中一個為凹面鏡，另一個為凸面鏡。
- 如請求項1所述之離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置，其中，該第一曲面鏡與該第二曲面鏡皆為凹面鏡。
- 如請求項1所述之離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置，其中，該錐形光杯陣列的該等錐形光杯的傾斜度不同。
- 如請求項1所述之離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置，其中，該擴散片為曲面片體或平面片體。
- 如請求項1所述之離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置，其中，另包括一凸透鏡陣列，該擴散片為平面片體，該凸透鏡陣列包含複數個凸透鏡，該凸透鏡陣列設置於該擴散片的出光側，該擴散片位於該凸透鏡陣列與該錐形光杯陣列之間。
- 一種包含如請求項1至7項任一項所述之離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置之抬頭顯示裝置，其中，另包括一擋風玻璃，該擋風玻璃供以反射該顯示模組投射的一影像光源。
- 如請求項8所述之抬頭顯示裝置，其中，該擋風玻璃反射該顯示模組投射的該影像光源為虛像，該背光源經過第一曲面鏡、第二曲面鏡而實像成像，其係經過該擋風玻璃反射而成像於一駕駛眼盒位置。
- 一種包含如請求項1至7項任一項所述之離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置之抬頭顯示裝置，其中，另包括一擋風玻璃及一成像凹面鏡，該成像凹面鏡供以反射該顯示模組投射的一影像光源至該擋風玻璃，該擋風玻璃供以反射該影像光源而成像於一駕駛眼盒位置。
- 如請求項10所述之抬頭顯示裝置，其中，該顯示模組設置於該成像凹面鏡的焦距內，該背光源之等效距離大於該成像凹面鏡的焦距，該顯示模組形成的虛像位於該擋風玻璃外，該背光源形成的該駕駛眼盒位置於該擋風玻璃內。
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| TW112126855A TWI846546B (zh) | 2023-07-19 | 2023-07-19 | 離軸雙鏡聚焦背光顯示裝置及其抬頭顯示裝置 |
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|---|---|
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015148664A (ja) * | 2014-02-05 | 2015-08-20 | 株式会社リコー | 画像表示装置及び移動体 |
| JP2018125137A (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 照明装置 |
| US20180259773A1 (en) * | 2015-11-30 | 2018-09-13 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Image display device and headup display equipped with image display device |
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| CN219245861U (zh) * | 2022-07-28 | 2023-06-23 | 未来（北京）黑科技有限公司 | 一种带有曲面像源的抬头显示装置和交通工具 |
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