TWM493063U - 抬頭影像產生裝置 - Google Patents

Description

抬頭影像產生裝置

本新型係關於一種抬頭影像產生裝置，特別是有關於供電子裝置於汽車內使用的抬頭影像產生裝置。

抬頭顯示器(Head Up Display，HUD)，最初是配備在戰鬥機上，用途在於讓飛行員駕駛時不需低頭，僅抬頭即可看到顯示例如航行資訊、燃油及彈藥存量、武器雷達鎖定狀態等重要訊息的抬頭影像。而後，隨著民航業的蓬勃發展及對飛航安全要求的提升，一般大型民航機也普遍裝設有抬頭顯示器。

相較於飛機的駕駛，汽車的駕駛也需要高度專心。經過統計，駕駛車輛時不專心是導致車禍的主要原因之一。為了操作例如導航機、手機等的電子產品而將視線從觀看車輛前方轉移到觀看電子產品的螢幕，更是造成駕駛不專心的常見情況。因此，若能將電子產品螢幕的畫面轉變成抬頭影像，則駕駛人無需轉移視線亦可觀看到電子產品螢幕的畫面，如此應可有效降低車禍發生的機率。

然而，以導航機為例，市面上導航裝置商品眾多，使用者各有喜好的系統，更甚者，越來越多使用者考量到一機多用的經濟性以及攜帶的方便性，直接在手機上安裝導航軟體使手機具有導航功能。因為各電子裝置的軟體(例如作業系統、導航程式)、硬體(例如訊號接口)規格不同，所以必須各自搭配不同的裝置，甚或購買完全不同的導航機才能達成抬頭顯示的功能。如何能讓使用者用最經濟的花費，購買到可適用最多電子產品的抬頭顯示裝置，進而使抬頭顯示裝置成為一般汽車的常見配備，即為需要解決的課題。

本新型之主要目的在於提供一種抬頭影像產生裝置，以解決先前技術所遭遇到之上述問題。

本新型之抬頭影像產生裝置是供電子裝置於汽車內使用，其中電子裝置具有顯示面。抬頭影像產生裝置包含鏡像產生裝置以及定位裝置。鏡像產生裝置供將顯示面顯示之第一影像轉換成與第一影像對應之第一鏡像，其中第一鏡像可在不另外使用接電裝置的情況下投射出去。定位裝置設置於鏡像產生裝置之一側，供固定顯示面相對於鏡像產生裝置之位置。

定位裝置包含透光支架。定位裝置包含可撓曲支架。第一鏡像可投射到汽車的前檔玻璃。抬頭影像產生裝置進一步包含半透明反射膜，設置於前檔玻璃上。抬頭影像產生裝置進一步包含角度調整裝置，供調整設定鏡像產生裝置相對汽車的前檔玻璃的角度。

鏡像產生裝置包含凸面鏡，凸透鏡的鏡面朝向顯示面，供將顯示面顯示之第一影像轉換成與第一影像對應且尺寸大於第一影像之第一鏡像。

抬頭影像產生裝置進一步包含影像放大裝置，設置在第一鏡像投射到汽車的前檔玻璃的路徑上，供將第一鏡像投射到汽車的前檔玻離的尺寸放大。影像放大裝置包含凹透鏡以及凸透鏡，其中該凹透鏡較靠近於鏡像產生裝置。

抬頭影像產生裝置進一步包含半反射顯示件，設置於汽車的前檔玻璃靠近汽車內部的一側，其中，第一鏡像可投射到半反射顯示件。抬頭影像產生裝置，進一步包含影像放大裝置，設置在第一鏡像投射到半反射顯示件的路徑上，供將第一鏡像投射到半反射顯示件的尺寸放大。

鏡像產生裝置可包含影像接收單元、影像處理單元以及鏡像顯示單元。影像接收單元朝向顯示面，接收顯示面顯示之第一影像，並輸出第一影像之第一影像訊號。影像處理單元與影像接收單元耦接，接收第一影像訊號，將第一影像訊號轉換成與第一影像對應之第一鏡像之第一鏡像訊號，並輸出第一鏡像訊號。鏡像顯示單元與影像處理單元耦接，接收第一鏡像訊號，並根據第一鏡像訊號顯示第一鏡像，其中第一鏡像可在 不另外使用接電裝置的情況下由鏡像顯示單元投射出去。

在不同例子中，本新型的抬頭影像產生裝置可供第一電子裝置以及第二電子裝置於汽車內使用，其中第一電子裝置具有第一顯示面，第二電子裝置具有第二顯示面。其中，鏡像產生裝置包含影像接收單元以及影像處理單元。影像接收單元朝向第一顯示面，接收第一顯示面顯示之第一影像，並輸出第一影像之第一影像訊號。影像處理單元與影像接收單元耦接，接收第一影像訊號，將第一影像訊號轉換成與第一影像對應之第一鏡像之第一鏡像訊號，並輸出第一鏡像訊號到第二電子裝置，由第二顯示面加以顯示，其中第一鏡像可在不另外使用接電裝置的情況下由第二顯示面投射出去。

應瞭解的是，上述一般描述及以下具體實施方式僅為例示性及闡釋性的，其並不能限制本新型所欲主張的範圍。

100‧‧‧鏡像產生裝置

101‧‧‧第一影像訊號

102‧‧‧第一鏡像訊號

110‧‧‧影像接收單元

120‧‧‧影像處理單元

130‧‧‧鏡像顯示單元

190‧‧‧盒體

191‧‧‧側面開口

192‧‧‧頂面開口

200‧‧‧電子裝置

210‧‧‧顯示面

260‧‧‧第一電子裝置

270‧‧‧第一顯示面

280‧‧‧第二電子裝置

290‧‧‧第二顯示面

300‧‧‧定位裝置

400‧‧‧汽車

410‧‧‧儀表板

430‧‧‧前檔玻璃

500‧‧‧角度調整裝置

600‧‧‧影像放大裝置

610‧‧‧凹透鏡

630‧‧‧凸透鏡

700‧‧‧半透明反射膜

777‧‧‧半反射顯示件

800‧‧‧抬頭影像

900‧‧‧抬頭影像產生裝置

1001‧‧‧步驟

1003‧‧‧步驟

1005‧‧‧步驟

圖1A為本新型的實施例示意圖；圖1B為本新型中定位裝置以及鏡像產生裝置設置在盒體中的實施例示意圖；圖2為本新型中鏡像產生裝置包含凸面鏡的實施例示意圖；圖3為本新型中顯示模組上下移動的實施例示意圖；圖4為本新型抬頭影像產生裝置進一步包含半反射顯示件的實施例示意圖；圖5及圖6為本新型中鏡像產生裝置包含影像接收單元、影像處理單元以及鏡像顯示單元的不同實施例示意圖；以及圖7到圖9為本新型中鏡像產生裝置包含影像接收單元以及影像處理單元的不同實施例示意圖。

如圖1A所示之實施例，本新型之抬頭影像產生裝置900是供電子裝置200於汽車400內使用，其中電子裝置200具有顯示面210。在較佳實施例中，電子裝置200為具有導航功能的手持裝置，例如但不限 於導航機或安裝有導航軟體的手機或平板電腦。然而在不同實施例中，電子裝置200可以為任意具有顯示面210的裝置，不以具有導航功能者為限。

如圖1A所示之實施例，本新型的抬頭影像產生裝置900包含鏡像產生裝置100以及定位裝置300。鏡像產生裝置100供將顯示面210顯示之第一影像轉換成與第一影像對應之第一鏡像，其中第一鏡像可在不另外使用接電裝置的情況下投射出去。定位裝置300設置於鏡像產生裝置100之一側，供固定顯示面210相對於鏡像產生裝置300之位置，特別是供固定顯示面210相對於鏡像產生裝置300的角度，以利控制第一鏡像投射出去的角度。在如圖1A所示的實施例中，定位裝置300為透光支架。電子裝置200可藉由透光支架支撐，顯示面210顯示之第一影像可透過透光支架顯示。進一步而言，如圖1B所示，在一實施例中，作為定位裝置300的透光支架以及作為於鏡像產生裝置300的平面鏡可設置在盒體190中。盒體190具有一側面開口191供將電子裝置200放入到盒體190內的定位裝置300上，由定位裝置300支撐。盒體190具有一頂面開口192供第一鏡像從盒體190內投射到盒體190外。盒體190較佳為不透光，可減少顯示面210顯示之第一影像對使用者視覺的干擾。在不同實施例中，定位裝置300包含可撓曲支架。

特別值得注意的，在本新型中，第一鏡像可在不另外使用接電裝置的情況下投射出去，亦即不需使用主動式投影裝置(例如投影機)將其投射。更具體而言，在本新型中，鏡像產生裝置100將顯示面210顯示之第一影像轉換成與第一影像對應之第一鏡像後，第一鏡像的光線是自然投射出去。相對的，在部份已知的抬頭顯示器中，是透過例如投影機等需接電的主動式裝置將欲抬頭顯示的影像投射出去。兩者工作的方式以及耗電量顯然不同。

如圖1A所示，當第一鏡像投射到汽車400的前檔玻璃430，使用者可藉由前檔玻璃430對第一鏡像的至少部份反射看到顯示面210顯示之第一影像，此使用者在前檔玻璃430看到的影像即抬頭影像800。以圖1A所示的實施例而言，鏡像產生裝置100是一鏡面，其通過反射作用將顯示面210發出的第一影像的光線轉換成與第一影像對應之第一鏡像的 光線投射出去，當第一鏡像的光線投射到汽車400的前檔玻璃430，前檔玻璃430可至少部份反射此第一鏡像的光線進入使用者的眼中，因為顯示面210發出的第一影像的光線經過鏡像產生裝置100以及前檔玻璃430共2次的反射，所以使用者看到的抬頭影像800是與第一影像相同的影像，而非第一影像的鏡像。在圖1A所示的實施例中，鏡像產生裝置100是單一鏡面，然而在不同實施例中，鏡像產生裝置100是可以是複數個鏡面及/或透鏡的組合。

藉由本新型的抬頭影像產生裝置，使用者可將現有的電子裝置顯示的畫面轉換並投射顯示成抬頭影像，無需為了獲得抬頭顯示的功能捨棄現有的電子裝置而另外購買具有抬頭顯示功能的電子裝置。更具體而言，以導航系統為例，市面上導航裝置商品眾多，使用者各有喜好的系統，更甚者，越來越多使用者考量到一機多用的經濟性以及攜帶的方便性，直接在手機上安裝導航軟體使手機具有導航功能。因為各電子裝置的軟體(例如作業系統、導航程式)、硬體(例如訊號接口)規格不同，所以必須各自搭配不同的裝置，甚或購買完全不同的導航機才能達成抬頭顯示的功能。然而，本新型的抬頭影像產生裝置是直接將電子裝置顯示的畫面轉換並投射顯示成抬頭影像，因此無論電子裝置的軟、硬體規格如何，只要其顯示的畫面具有可視性，且尺寸在鏡像產生裝置可以接收的範圍內，本新型的抬頭影像產生裝置即可將電子裝置顯示的畫面轉換並投射顯示成抬頭影像。換言之，本新型的抬頭影像產生裝置可適用多種不同規格的電子產品，讓使用者用最經濟的花費，使其電子產品間接具有抬頭顯示的功能。

綜上，本新型的抬頭影像產生裝置至少具有以下進步。(1)一台抬頭影像產生裝置可分別供多個不同的電子裝置使用。(2)可自由選擇使用的(導航)程式或機器，無須為了達成抬頭顯示的功能而使用不熟悉或不愛用的(導航)程式或機器。(3)可使現有的電子裝置增加抬頭顯示的功能。(4)使抬頭顯示的內容更豐富多樣，實質而言，只要是電子裝置顯示的畫面，不論是導航或影片等，皆可透過本新型的抬頭影像產生裝置投射顯示成抬頭影像。(5)第一鏡像可在不另外使用接電裝置的情況下 投射出去，亦即不需使用主動式投影裝置(例如投影機)，可較為經濟省電。

如圖1A所示之實施例，抬頭影像產生裝置900進一步包含角度調整裝置500，供調整設定鏡像產生裝置100相對汽車的前檔玻璃430的角度，藉以讓使用者獲得較好的抬頭影像800觀看體驗。抬頭影像產生裝置900進一步包含半透明反射膜700，設置於前檔玻璃430上，可提高對光線的反射效果，藉以讓使用者獲得較好的抬頭影像800觀看體驗。

如圖2所示之實施例，鏡像產生裝置100包含凸面鏡，凸面鏡的鏡面朝向顯示面210，供將顯示面210顯示之第一影像轉換成與第一影像對應且尺寸大於第一影像之第一鏡像。進一步而言，因為光線經過凸面鏡反射後會偏離凸面鏡的曲率中心線，所以經凸面鏡反射而投射出來的影像的尺寸實質上會大於原始影像尺寸。藉此，可使抬頭影像800的尺寸增大，讓使用者獲得較好的抬頭影像800觀看體驗，減少顯示面210較小時使用者看不清楚第一影像內容的情況。

在不同實施例中，可以藉由透鏡組合來達成上述增加抬頭影像800尺寸的效果。如圖3所示的實施例，抬頭影像產生裝置900進一步包含影像放大裝置600，設置在第一鏡像投射到汽車400的前檔玻璃430的路徑上，供將第一鏡像投射到汽車400的前檔玻離430的尺寸放大。影像放大裝置600包含凹透鏡610以及凸透鏡630，其中凹透鏡610較靠近於鏡像產生裝置100。在此實施例中，鏡像產生裝置100為平面鏡。

如圖4所示之實施例，抬頭影像產生裝置900進一步包含半反射顯示件777，設置於汽車400的前檔玻璃430靠近汽車內部的一側，其中，第一鏡像可投射到半反射顯示件777。更具體而言，在此實施例中，抬頭影像800是直接顯示在半反射顯示件777上。其中，因為半反射顯示件777與鏡像產生裝置100相對的距離和角度可預先設定，所以使用者在使用時僅需將電子裝置200放到定位裝置300上，即可在半反射顯示件777上看到具有相當品質的抬頭影像800，無須再調整設定鏡像產生裝置100相對汽車的前檔玻璃430的角度。藉此，可提升使用上的方便性。另一方面，抬頭影像產生裝置可包含影像放大裝置，設置在第一鏡像投射到半反 射顯示件的路徑上，供將第一鏡像投射到半反射顯示件的尺寸放大。此影像放大裝置的原理與結構例子與先前所述類似，在此不另贅述。

在前述圖1A到圖4所示的實施例中，鏡像產生裝置是利用鏡面對光線的反射作用將顯示面顯示之第一影像轉換成為第一鏡像。換言之，在圖1A到圖4所示的實施例中，鏡像產生裝置是利用光學原理達成鏡像的轉換。特別說明的是，為了獲得較佳的轉換效果、減少鏡像產生裝置之體積、降低製造成本等目的，鏡像產生裝置所含之光學元件的數目、尺寸及構造等可有各種變化。例如，可使用微透鏡/微反射鏡陣列做成鏡像產生裝置，且鏡像產生裝置可直接設置在顯示面上。另一方面，在不同實施例中，鏡像產生裝置亦可使用影像電子訊號處理方式達成鏡像的轉換。

請參見圖5及圖6，在不同實施例中，鏡像產生裝置100可包含影像接收單元110、影像處理單元120以及鏡像顯示單元130。影像接收單元110朝向顯示面210，接收顯示面210顯示之第一影像，並輸出第一影像之第一影像訊號101。影像處理單元120與影像接收單元110耦接，接收第一影像訊號101，將第一影像訊號101轉換成與第一影像對應之第一鏡像之第一鏡像訊號102，並輸出第一鏡像訊號102。鏡像顯示單元130與影像處理單元120耦接，接收第一鏡像訊號102，並根據第一鏡像訊號102顯示第一鏡像，其中第一鏡像可在不另外使用接電裝置的情況下由鏡像顯示單元130投射出去。更具體而言，在圖6所示的實施例中，鏡像產生裝置100是例如手機或平板電腦等具有螢幕的裝置，影像接收單元110可以是此裝置具有的例如攝像鏡頭等的影像接收器，影像處理單元120可以是此裝置具有的中央處理器或者單獨設置的資料處理單元，鏡像顯示單元130即為此裝置的螢幕。此裝置利用定位裝置300供固定其相對於顯示面210之位置，甚至進一步固定於汽車400的儀表板410上。其中，影像處理單元120將第一影像訊號101轉換成與第一影像對應之第一鏡像之第一鏡像訊號102的處理程序，可透過執行影像處理程式等軟體工序或電路訊號處理等硬體工序完成。定位裝置300可以為透光的支架或盒體。

請參見圖7、8、9，在不同例子中，本新型的抬頭影像產生裝置900可供第一電子裝置260以及第二電子裝置280於汽車400內使 用，其中第一電子裝置260具有第一顯示面270，第二電子裝置280具有第二顯示面290。其中，鏡像產生裝置100包含影像接收單元110以及影像處理單元120。影像接收單元110朝向第一顯示面270，接收第一顯示面270顯示之第一影像，並輸出第一影像之第一影像訊號101。影像處理單元120與影像接收單元110耦接，接收第一影像訊號101，將第一影像訊號101轉換成與第一影像對應之第一鏡像之第一鏡像訊號102，並輸出第一鏡像訊號102到第二電子裝置280，由第二顯示面290加以顯示，其中第一鏡像可在不另外使用接電裝置的情況下由第二顯示面290投射出去。

更具體而言，在圖8及圖9所示的實施例中，鏡像產生裝置100例如是攝像裝置，影像接收單元110可以是此裝置具有的例如攝像鏡頭等的影像接收器，影像處理單元120可以是此裝置具有的資料處理單元。此裝置利用定位裝置300供固定其相對於顯示面210之位置，甚至進一步固定於汽車400的儀表板410上。其中，定位裝置300較佳例如可撓取蛇管。其中，影像處理單元120將第一影像訊號101轉換成與第一影像對應之第一鏡像之第一鏡像訊號102的處理程序，可透過執行影像處理程式等軟體工序或電路訊號處理等硬體工序完成。第二電子裝置280可以接收外來訊號並加以顯示。在較佳實施例中，鏡像產生裝置100與第二電子裝置280耦接，並透過連接線(未繪示)將第一鏡像訊號102輸出到第二電子裝置280。此連接方式經濟、簡單且可靠。然而在不同實施例中，鏡像產生裝置100與第二電子裝置280兩者未耦接，而是透過無線傳輸方式將第一鏡像訊號102輸出到第二電子裝置280。藉此可減少線路過多影響美觀及安全性。

進一步而言，在圖1A到圖6所示的實施例中，為了讓鏡像產生裝置100轉換生成的第一鏡像能夠清楚投射到前檔玻離430，抬頭影像產生裝置900必須設置在靠近前檔玻璃430的位置。在圖7到圖9所示實施例中，因為鏡像產生裝置100轉換生成的第一鏡像是另外輸出到第二電子裝置280顯示，所以抬頭影像產生裝置900不限於設置在靠近前檔玻璃430的位置，更加提升其使用方便性。舉例而言，在如圖9所示的實施 例中，第一電子裝置260是固定在駕駛座旁的儀表板410的空調控制區，抬頭影像產生裝置900相應地設置在第一電子裝置260旁，而第二電子裝置280設置在靠近前檔玻璃430的位置。如此，使用者在使用抬頭影像產生裝置900產生抬頭影像800的同時，仍可就近方便地操作第一電子裝置260。

雖然前述的描述及圖式已揭示本新型之較佳實施例，必須瞭解到各種增添、許多修改和取代可能使用於本新型較佳實施例，而不會脫離如所附申請專利範圍所界定的本新型原理之精神及範圍。熟悉本新型所屬技術領域之一般技藝者將可體會，本新型可使用於許多形式、結構、佈置、比例、材料、元件和組件的修改。因此，本文於此所揭示的實施例應被視為用以說明本新型，而非用以限制本新型。本新型的範圍應由後附申請專利範圍所界定，並涵蓋其合法均等物，並不限於先前的描述。

100‧‧‧鏡像產生裝置

200‧‧‧電子裝置

210‧‧‧顯示面

300‧‧‧定位裝置

400‧‧‧汽車

410‧‧‧儀表板

430‧‧‧前檔玻璃

500‧‧‧角度調整裝置

700‧‧‧半透明反射膜

800‧‧‧抬頭影像

900‧‧‧抬頭影像產生裝置

Claims (14)

1. 一種抬頭影像產生裝置，供一電子裝置於一汽車內使用，其中該電子裝置具有一顯示面，該抬頭影像產生裝置包含：一鏡像產生裝置，供將該顯示面顯示之一第一影像轉換成與該第一影像對應之一第一鏡像，其中該第一鏡像可在不另外使用一接電裝置的情況下投射出去；以及一定位裝置，設置於該鏡像產生裝置之一側，供固定該顯示面相對於該鏡像產生裝置之位置。
2. 如請求項1所述的抬頭影像產生裝置，進一步包含一半透明反射膜，設置於該前檔玻璃上。
3. 如請求項1所述的抬頭影像產生裝置，其中，該鏡像產生裝置包含一凸面鏡，該凸面鏡的鏡面朝向該顯示面，供將該顯示面顯示之該第一影像轉換成與該第一影像對應且尺寸大於該第一影像之該第一鏡像。
4. 如請求項1所述的抬頭影像產生裝置，其中該第一鏡像可投射到該汽車的前檔玻璃，抬頭影像產生裝置進一步包含一影像放大裝置，設置在該第一鏡像投射到該汽車的前檔玻璃的路徑上，供將該第一鏡像投射到該汽車的前檔玻離的尺寸放大。
5. 如請求項1所述的抬頭影像產生裝置，進一步包含一半反射顯示件，設置於該汽車的前檔玻璃靠近該汽車內部的一側，其中，該第一鏡像可投射到該半反射顯示件。
6. 如請求項5所述的抬頭影像產生裝置，進一步包含一影像放大裝置，設置在該第一鏡像投射到該半反射顯示件的路徑上，供將該第一鏡像投射到該半反射顯示件的尺寸放大。
7. 如請求項4或6所述的抬頭影像產生裝置，其中該影像放大裝置包含一凹透鏡以及一凸透鏡，其中該凹透鏡較靠近於該鏡像產生裝置。
8. 一種抬頭影像產生裝置，供一電子裝置於一汽車內使用，其中該電子裝置具有一顯示面，該抬頭影像產生裝置包含：一鏡像產生裝置，包含：一影像接收單元，朝向該顯示面，接收該顯示面顯示之一第一影像，並輸出該第一影像之一第一影像訊號； 一影像處理單元，與該影像接收單元耦接，接收該第一影像訊號，將該第一影像訊號轉換成與該第一影像對應之一第一鏡像之一第一鏡像訊號，並輸出該第一鏡像訊號；以及一鏡像顯示單元，與該影像處理單元耦接，接收該第一鏡像訊號，並根據該第一鏡像訊號顯示該第一鏡像，其中該第一鏡像可在不另外使用一接電裝置的情況下由該鏡像顯示單元投射出去；以及一定位裝置，設置於該鏡像產生裝置之一側，供固定該顯示面相對於該鏡像產生裝置之位置。
9. 一種抬頭影像產生裝置，供一第一電子裝置以及一第二電子裝置於一汽車內使用，其中該第一電子裝置具有一第一顯示面，該第二電子裝置具有一第二顯示面，該抬頭影像產生裝置包含：一鏡像產生裝置，包含：一影像接收單元，朝向該第一顯示面，接收該第一顯示面顯示之一第一影像，並輸出該第一影像之一第一影像訊號；一影像處理單元，與該影像接收單元耦接，接收該第一影像訊號，將該第一影像訊號轉換成與該第一影像對應之一第一鏡像之一第一鏡像訊號，並輸出該第一鏡像訊號到該第二電子裝置，由該第二顯示面加以顯示，其中該第一鏡像可在不另外使用一接電裝置的情況下由該第二顯示面投射出去；以及一定位裝置，設置於該鏡像產生裝置之一側，供固定該顯示面相對於該鏡像產生裝置之位置。
10. 8或9任一項所述的抬頭影像產生裝置，進一步包含一半透明反射膜，設置於該前檔玻璃上。
11. 8或9任一項所述的抬頭影像產生裝置，其中該定位裝置包含一透光支架。
12. 8或9任一項所述的抬頭影像產生裝置，其中該定位裝置包含一可撓曲支架。
13. 8或9任一項所述的抬頭影像產生裝置，其中該第一鏡像 可投射到該汽車的前檔玻璃。
14. 如請求項13所述的抬頭影像產生裝置，進一步包含一角度調整裝置，供調整設定該鏡像產生裝置相對於該汽車的前檔玻璃的角度。