TWM618898U - 抬頭顯示裝置 - Google Patents

抬頭顯示裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWM618898U
TWM618898U TW110205141U TW110205141U TWM618898U TW M618898 U TWM618898 U TW M618898U TW 110205141 U TW110205141 U TW 110205141U TW 110205141 U TW110205141 U TW 110205141U TW M618898 U TWM618898 U TW M618898U
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
image
head
display device
windshield
geometric cavity
Prior art date
Application number
TW110205141U
Other languages
English (en)
Inventor
郭毓峰
Original Assignee
和碩聯合科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 和碩聯合科技股份有限公司 filed Critical 和碩聯合科技股份有限公司
Priority to TW110205141U priority Critical patent/TWM618898U/zh
Publication of TWM618898U publication Critical patent/TWM618898U/zh
Priority to CN202220645610.7U priority patent/CN216848351U/zh
Priority to US17/727,663 priority patent/US20220357575A1/en
Priority to EP22169462.3A priority patent/EP4086689A1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0127—Head-up displays characterised by optical features comprising devices increasing the depth of field

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)

Abstract

一種抬頭顯示裝置，包括投影單元、透鏡單元及幾何腔體。投影單元用以發射影像光束。透鏡單元用以將影像光束投射至擋風玻璃。幾何腔體包含多個鏡面單元，所述多個鏡面單元依序反射影像光束，影像光束於幾何腔體內的行經路徑對應影像光束投射在擋風玻璃上的成像的虛擬影像距離。

Description

抬頭顯示裝置
本新型創作是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種抬頭顯示裝置。
抬頭顯示器最早出現在戰鬥機上，為了讓飛行員不用頻繁低頭看儀表集中注意力，將重要訊息在視線前方的一塊透明玻璃上顯示。按照顯示面板的不同，抬頭顯示器可分為組合型抬頭顯示器(Combiner HUD，CHUD)和擋風玻璃抬頭顯示器(Windshield HUD，WHUD)。其中，擋風玻璃抬頭顯示器直接使用汽車的擋風玻璃，顯示效果更為一體化，也有助於造型布置。
抬頭顯示器的虛擬影像距離(Virtual Image Distance，VID)在傳統做法上以物理鏡面做往返式的反射。但因應增強實境(Augmented Reality，AR)抬頭顯示器的需求，虛擬影像的位置會從車體前方的引擎蓋延伸到前方的路面，進而虛擬影像距離的長度會增加。此時，若依傳統作法需要提供對應長度的光路距離，因此抬頭顯示器的系統體積相對也會增大許多，導致虛擬影像距離長度與系統體積兩者難以兼顧。
本新型創作提供一種抬頭顯示裝置，可以較小的系統體積提供較長的虛擬影像距離(VID)。
本新型創作的抬頭顯示裝置，包括投影單元、透鏡單元及幾何腔體。投影單元用以發射影像光束。透鏡單元用以將影像光束投射至擋風玻璃。幾何腔體包含多個鏡面單元，多個鏡面單元依序反射影像光束，影像光束於幾何腔體內的行經路徑對應影像光束投射在擋風玻璃上的一成像的一虛擬影像距離。
基於上述，本新型創作實施例的的抬頭顯示裝置，影像光束會在幾何腔體多次反射，在投影單元與擋風玻璃之間可以形成較長的投射距離，等同於虛擬影像與檔風玻璃形成較長的成像距離。藉此，可以較小的系統體積提供較長的虛擬影像距離(VID)。
為讓本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10:眼箱
20:擋風玻璃
30:成像
30’:虛擬成像
100、200:抬頭顯示裝置
110:投影單元
120:透鏡單元
121:準直透鏡
123:自由形式鏡面
130、230:幾何腔體
131、231:擴散片面
132-137、232-234:鏡面
138、235:以及輸出面
Lib:影像光束
VA:穿孔
圖1是依照本新型創作的實施例的抬頭顯示裝置的系統示意圖。
圖2是依照本新型創作的另一實施例的抬頭顯示裝置的系統 示意圖。
圖1是依照本新型創作的實施例的抬頭顯示裝置的系統示意圖。請參照圖1，在本實施例中，抬頭顯示裝置100包括眼箱10、投影單元110、透鏡單元120及幾何腔體130。眼箱10為使用者眼睛的位置。投影單元110用以發射影像光束Lib。幾何腔體130用以將影像光束Lib從投影單元110發射後經過多次反射而傳送至透鏡單元120。透鏡單元120用以將影像光束Lib投射至擋風玻璃20，以在擋風玻璃20上形成成像30。影像光束Lib於幾何腔體130內的行經路徑對應成像30的一虛擬影像距離。
在本實施例中，影像光束Lib在幾何腔體130中多次反射後，投射至擋風玻璃20，而使用者可透過擋風玻璃20上成像30的區域看到延伸至擋風玻璃外的虛擬成像30’，而虛擬成像30’與眼箱10之間的距離稱之為虛擬影像距離。因此，影像光束Lib在幾何腔體130中行經路徑的距離較長，藉此形成較長的投射距離，依據反射原理虛擬成像30’與眼箱10之間等同地具有較長的虛擬影像距離。由於透過幾何腔體130多次地反射而延伸影像光束Lib的行經路徑，因此可大幅減少抬頭顯示裝置100的佔用體積。
在本新型創作實施例中，幾何腔體130包括擴散片面131、多個鏡面132-137、以及輸出面138。擴散片面131用以多 個擴散角度反射來自投影單元110的影像光束Lib。鏡面132-137用以依序反射來自擴散片面131的影像光束Lib。輸出面138用以引導該些鏡面132-137所反射的影像光束Lib至透鏡單元120。並且，輸出面138可具有穿孔VA以引導影像光束Lib至透鏡單元120。藉此，透過擴散片面131、多個鏡面132-137的反射能力，幾何腔體130可以形成具有迴圈式反射能力的立體空間，因此可以經由多次的反射來延伸虛擬成像30’與眼箱10之間的虛擬影像距離。
在本新型創作實施例中，鏡面132-137可以利用任何反射材質來構成，例如玻璃、金屬等，但本新型創作實施例不以此為限。
在本新型創作實施例中，透鏡單元120包括準直透鏡121及自由形式鏡面123。準直透鏡121用以將影像光束Lib轉換成平面化影像。自由形式鏡面123用以將平面化影像引導至擋風玻璃20。
在本新型創作實施例中，影像光束Lib在幾何腔體130中行經的擴散片面131、些鏡面132-137及輸出面138形成一正八角形剖面。並且，幾何腔體130可以是任何幾何形狀，例如幾何球狀體或幾何柱狀體。
在本新型創作實施例中，投影單元110可以是液晶(LCD)投影裝置、發光二極體(LED)投影装置、數位光處理(DLP)投影装置、雷射投影装置或者矽基液晶(LCOS)投影裝置。
圖2是依照本新型創作的另一實施例的抬頭顯示裝置的系統示意圖。請參照圖1及圖2，抬頭顯示裝置200大致相同於抬頭顯示裝置100，其不同之處在於幾何腔體230，其中相同或相似元件使用相同或相似的標號。在本新型創作實施例中，幾何腔體230包括擴散片面231、多個鏡面232-234、以及輸出面235。並且，影像光束Lib在幾何腔體230行經的擴散片面231、鏡面232-234及輸出面235形成正五角形剖面。
綜上所述，本新型創作實施例的抬頭顯示裝置，影像光束會在幾何腔體多次反射，使得投影單元與擋風玻璃之間可以具有較長的投射距離，進而虛擬影像與檔風玻璃在視覺上具有較長的虛擬成像距離。藉此，可以較小的系統體積提供較長的虛擬影像距離(VID)。
雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10:眼箱
20:擋風玻璃
30:成像
30’:虛擬成像
100:抬頭顯示裝置
110:投影單元
120:透鏡單元
121:準直透鏡
123:自由形式鏡面
130:幾何腔體
131:擴散片面
132-137:鏡面
138:以及輸出面
Lib:影像光束
VA:穿孔

Claims (6)

  1. 一種抬頭顯示裝置，包括：一投影單元，用以發射一影像光束；一透鏡單元，用以將該影像光束投射至一擋風玻璃；以及一幾何腔體，包含多個鏡面單元，該些鏡面單元依序反射該影像光束，該影像光束於該幾何腔體內的一行經路徑對應該影像光束投射在該擋風玻璃上的一成像的一虛擬影像距離。
  2. 如請求項1所述的抬頭顯示裝置，其中該幾何腔體更包括：一擴散片面，用以多個擴散角度反射來自該投影單元的該影像光束；以及一輸出面，用以引導該些鏡面反射的該影像光束至該透鏡單元。
  3. 如請求項2所述的抬頭顯示裝置，其中該影像光束在該幾何腔體中行經的該擴散片面、該些鏡面及該輸出面形成一正八角形剖面。
  4. 如請求項2所述的抬頭顯示裝置，其中該影像光束在該幾何腔體行經的該擴散片面、該些鏡面及該輸出面形成一正五角形剖面。
  5. 如請求項2所述的抬頭顯示裝置，其中該輸出面具有一穿孔，以引導該影像光束至該透鏡單元。
  6. 如請求項1所述的抬頭顯示裝置，其中該透鏡單元包括：一準直透鏡，用以該影像光束轉換成一平面化影像；以及一自由形式鏡面，用以將該平面化影像引導至該擋風玻璃上以形成該成像。
TW110205141U 2021-05-07 2021-05-07 抬頭顯示裝置 TWM618898U (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW110205141U TWM618898U (zh) 2021-05-07 2021-05-07 抬頭顯示裝置
CN202220645610.7U CN216848351U (zh) 2021-05-07 2022-03-23 抬头显示装置
US17/727,663 US20220357575A1 (en) 2021-05-07 2022-04-22 Head-up display
EP22169462.3A EP4086689A1 (en) 2021-05-07 2022-04-22 Head-up display

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW110205141U TWM618898U (zh) 2021-05-07 2021-05-07 抬頭顯示裝置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TWM618898U true TWM618898U (zh) 2021-11-01

Family

ID=79908087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110205141U TWM618898U (zh) 2021-05-07 2021-05-07 抬頭顯示裝置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220357575A1 (zh)
EP (1) EP4086689A1 (zh)
CN (1) CN216848351U (zh)
TW (1) TWM618898U (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9021246D0 (en) * 1990-09-29 1991-01-02 Pilkington Perkin Elmer Ltd Optical display apparatus
JPH07290993A (ja) * 1994-04-22 1995-11-07 Asahi Glass Co Ltd ヘッドアップディスプレイ
FR3039655B1 (fr) * 2015-07-27 2018-08-17 Valeo Comfort And Driving Assistance Afficheur tete-haute compact
JP6363576B2 (ja) * 2015-09-29 2018-07-25 富士フイルム株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
WO2019008684A1 (ja) * 2017-07-04 2019-01-10 マクセル株式会社 投影光学系及びヘッドアップディスプレイ装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20220357575A1 (en) 2022-11-10
EP4086689A1 (en) 2022-11-09
CN216848351U (zh) 2022-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6994940B2 (ja) 光結合を用いたヘッドマウント型画像装置
JP6065630B2 (ja) 虚像表示装置
WO2016027442A1 (en) Light guide device and virtual image display apparatus
JP6065631B2 (ja) 虚像表示装置
JP6111636B2 (ja) 虚像表示装置
JP6670431B2 (ja) 結像光学系およびスマートグラス
JP2019521384A (ja) 光結合を用いた頭部装着型画像装置
JP2018018078A (ja) ヘッドマウントディスプレイ
US8437087B2 (en) Observation optical system and image display apparatus
JP2002323672A (ja) 光路分割素子及びそれを用いた画像表示装置
CN110058410B (zh) 波导组件和近眼显示设备
JP2018019399A (ja) ヘッドマウントディスプレイ
JP4819532B2 (ja) 画像表示装置
JP2001311905A (ja) 画像表示装置および画像表示システム
JP4893372B2 (ja) 画像表示装置
JP6565496B2 (ja) 導光装置及び虚像表示装置
JP6793372B2 (ja) 網膜投影装置、網膜投影システム
WO2021196783A1 (zh) 光学系统及显示装置、智能眼镜
JP6613729B2 (ja) 導光装置及び虚像表示装置
TWM618898U (zh) 抬頭顯示裝置
JP7000167B2 (ja) 画像表示装置
JP2006091477A (ja) ホログラフィック反射面を有する広角観察光学系
JP7373984B2 (ja) 画像表示装置
JP6614438B2 (ja) 虚像光学系及び虚像表示装置
WO2017109857A1 (ja) 接眼投影光学装置