顯示系統、抬頭顯示裝置及用於抬頭顯示的套件組的製作方法

2023-08-04 07:40:01

專利名稱：顯示系統、抬頭顯示裝置及用於抬頭顯示的套件組的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種抬頭顯示裝置(Head Up Display,簡稱HUD),特別是指一種顯示系統、抬頭顯示裝置及用於抬頭顯示的套件組(kit)。
背景技術：
參閱圖1，現有的抬頭顯示裝置I包括陰極射線管(Cathode Ray Tube，簡稱CRT) 顯示器11、中繼鏡片組(relay lens) 12、反射鏡(reflector) 13,及迭像鏡(combiner) 14。 其中，陰極射線管顯示器11用以提供光信號，光信號經過中繼鏡片組12後由反射鏡13反射，然後光信號投射至迭像鏡14的表面141，最後光信號由迭像鏡14的表面141反射並連同來自外部的光信號傳送至駕駛的眼睛。近年來，基於行車安全與駕駛環境等考慮，抬頭顯示裝置I常被應用作為車用的輔助裝置，讓駕駛無需低頭就可以看到例如車速、油耗等行車信息。另外，抬頭顯示裝置I 還可以應用於多功能的通信/導航系統中，以進一步將各種通話及導航信息利用抬頭顯示裝置I進行顯示。對於駕駛而言，由現有的抬頭顯示裝置I所看到的視野(Field of View, F0V)是固定的；而因應上述應用，如果希望能夠讓駕駛通過抬頭顯示裝置I 一次看到數量較多的信息，加大抬頭顯示裝置I的陰極射線管顯示器11、中繼鏡片組12、反射鏡13，及迭像鏡 (combiner) 14的尺寸雖然是一種可行的方式，然而，此舉將使得抬頭顯示裝置I的成本大幅增加。

發明內容
因此，本發明的目的，即在提供一種顯示系統。本發明的顯示系統包含處理單元及抬頭顯示裝置。處理單元用以根據來源數據來傳送相關於來源數據的顯示數據，及對應於顯示數據的控制信號。抬頭顯示裝置用以接收顯示數據，及對應於顯示數據的控制信號，抬頭顯示裝置還用以根據顯示數據及控制信號進行顯示。抬頭顯示裝置包括光源、反射鏡、反射鏡控制單元，及表面。光源提供對應顯示數據的光信號；反射鏡設置於光源所提供的光信號的第一光路徑上，用以反射光源所提供的光信號；反射鏡控制單元用以接收控制信號，並用以根據控制信號控制反射鏡的轉動，以調整反射鏡所反射的光信號的第二光路徑；表面設置於第二光路徑上，用以供光信號投射並顯示對應顯示數據的圖像；其中，反射鏡控制單元根據控制信號控制反射鏡相對轉動中心轉動預設角度，使得反射鏡所反射的光信號投射於表面以顯示對應顯示數據的圖像於表面的預設區域。本發明的另一目的，即在提供一種抬頭顯示裝置。本發明抬頭顯示裝置包含光源、反射鏡、反射鏡控制單元，及表面。光源提供對應顯示數據光信號；反射鏡設置於光源所提供的光信號的一第一光路徑上，用以反射光源所提供的光信號；反射鏡控制單元用以接收對應顯示數據的一控制信號，並用以根據控制信號控制反射鏡的轉動，以調整反射鏡所反射的光信號的第二光路徑；表面設置於第二光路徑上，用以供光信號投射並顯示對應顯示數據的圖像；其中，反射鏡控制單元根據控制信號控制反射鏡相對轉動中心轉動預設角度，使得反射鏡所反射的光信號投射於表面以顯示對應顯示數據的圖像於表面的預設區域。本發明的又一目的，即在提供一種抬頭顯示裝置。本發明抬頭顯示裝置包括基座、反射鏡、反射鏡控制單元，及表面。基座可與具有顯示器的可攜式電子裝置結合，可攜式電子裝置的顯示器提供對應顯示數據的光信號；反射鏡設置於顯示器所提供的光信號的第一光路徑上，用以反射光源所提供的光信號；反射鏡控制單元用以接收對應顯示數據的控制信號，並用以根據控制信號控制反射鏡的轉動， 以調整反射鏡所反射的光信號的第二光路徑；表面設置於第二光路徑上，用以供光信號投射並顯示對應顯示數據的圖像；其中，反射鏡控制單元根據控制信號控制反射鏡相對轉動中心轉動預設角度，使得反射鏡所反射的光信號投射於表面以顯示對應顯示數據的圖像於表面的預設區域。本發明的再一目的，即在提供一種用於抬頭顯示的套件組。本發明用於抬頭顯示的套件組包含基座、反射鏡、用以控制反射鏡的轉動的反射鏡控制單元，及表面；其中，當具有顯示器的可攜式電子裝置結合於基座時，可攜式電子裝置的顯示器提供對應顯示數據的光信號，反射鏡控制單元根據對應顯示數據的控制信號控制反射鏡相對轉動中心轉動預設角度，使得反射鏡反射顯示器所提供的光信號並使得光信號投射於表面以顯示對應顯示數據的圖像於表面的預設區域。


圖I是一示意圖,說明現有的抬頭顯示裝置；圖2是一示意圖，說明本發明抬頭顯示裝置第一實施例，及應用第一實施例的顯不系統；圖3是一示意圖，說明圖2中的反射鏡控制單元的細部構件；圖4是一示意圖，說明於符合視覺暫留的一期間內，抬頭顯示裝置在迭像鏡的表面上顯示多張圖像的一範例；及圖5是一示意圖，說明本發明抬頭顯示裝置的第二實施例。主要元件符號說明2...............抬頭顯示裝置21............光源22.........中繼鏡片組23............反射鏡24............反射鏡控制單元241.........驅動元件242.........被驅動件243.........第一活動杆244.........活塞
245 ….…··筒件
246 ….…··第二活動杆
25….......迭像鏡
251 ….…··表面
252 ….…··第一預設區域
253 ….…··第二預設區域
254 ….........第三預設區域
31………第一光路徑
32"… …第二光路徑
4.......…··處理單元
O............轉動中心
5.......…··抬頭顯示裝置
6...............基座
7...............放大鏡
8.......…··可攜式電子裝置
81............顯不器
具體實施例方式有關本發明的前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式的二個實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表不。參閱圖2的第一實施例,抬頭顯不裝置2包含一光源21、一中繼鏡片組22、一反射鏡23、一反射鏡控制單兀24,及一迭像鏡25。其中，光源21用以提供至少一光信號；中繼鏡片組22設置於光源21所提供的光信號的一第一光路徑31上；反射鏡23設置於第一光路徑31上，用以反射由光源21所提供且經過中繼鏡片組22的光信號；反射鏡控制單元24 用以控制反射鏡23的轉動，以調整反射鏡23所反射的光信號的一第二光路徑32 ;迭像鏡 25設置於第二光路徑32上,其包括一用以供光信號投射的一表面251。在第一實施例中，光源21可以為陰極射線管顯示器或液晶顯示器，但不在此限。 而光源21、中繼鏡片組22、反射鏡23，及迭像鏡25的詳細實作方式為本領域技術人員所熟知，故不在此贅述。本發明抬頭顯示裝置2的第一實施例應用於一顯示系統(未標號)，顯示系統設置於一車輛(圖未示)內且包含抬頭顯示裝置2，及一處理單元4 ;其中，處理單元4為一車用計算機(圖未示)的一處理器(圖未示)，車用計算機可具有無線通信功能，使得處理單元 4可與抬頭顯示裝置2通信。在一駕駛進入車內並啟動車用計算機及抬頭顯示裝置2後，車用計算機會開始搜尋車內的一可攜式電子裝置(例如，具有無線通信功能的手機或導航裝置，圖未示)，當車用計算機搜尋到可攜式電子裝置並對其進行確認後，可攜式電子裝置即可開始與車用計算機通信，像是傳送各種來源數據(例如，通話信息、導航信息等)給車用計算機，再利用顯示系統的抬頭顯示裝置2及處理單元4進行對應的顯示。其中，抬頭顯示裝置2的迭像鏡25的設置方式為在車輛的前擋玻璃(圖未示) 上貼設一具分光效果的薄膜(圖未示)作為迭像鏡25，以讓投射於薄膜的光信號與由前擋玻璃入射的光線同步地進入駕駛的眼睛。參閱圖2、圖3與圖4，顯示系統的抬頭顯示裝置2及處理單元4的互動與詳細運作進一步敘述如下。首先，處理單元4根據一來源數據來傳送相關於來源數據的至少一顯示數據， 及對應於顯示數據的一控制信號。由於光源21的顯示幕(圖未示)的尺寸與解析度 (resolution)為已知且固定的，所以處理單元4每次傳送給抬頭顯示裝置2的顯示數據的數據量也是已知且固定的，令顯示數據的數據量為一預設數據量，處理單元4在來源數據的數據量大於預設數據量時，會先由來源數據得到多筆顯示數據，並產生多個分別與顯示數據相對應的控制信號；再者，由於迭像鏡25的尺寸亦為已知且固定的，因此，與顯示數據分別對應的控制信號的內容也可以為預先設定的內容。接著處理單元4將等顯示數據及其等分別對應的等控制信號於符合視覺暫留(persistence of vision)的一期間內傳送給抬頭顯不裝直2。然後，抬頭顯示裝置2接收顯示數據，及對應於顯示數據的控制信號，並據以進行顯示。其中，抬頭顯示裝置2的反射鏡控制單元24根據控制信號控制抬頭顯示裝置2的反射鏡23相對一轉動中心O轉動一預設角度，使得反射鏡23所反射的光信號投射於迭像鏡 25的表面251以顯示對應顯示數據的一圖像於表面251的一預設區域。其中，如圖3所示,抬頭顯示裝置2的反射鏡控制單元24包括一驅動元件241及一被驅動件242 ;驅動元件241根據控制信號驅動被驅動件242連動反射鏡23相對轉動中心O轉動預設角度。在本第一實施例中，驅動元件241為一馬達，被驅動件242包括一第一活動杆243、一活塞244、一筒件245，及一第二活動杆246 ;第一活動杆243螺合於驅動元件 241，活塞244設於筒件245界定的一容室內；當驅動元件241驅動第一活動杆243時，帶動活塞244於筒件245所界定的容室內產生一線性位移，並帶動第二活動杆246產生線性位移以連動反射鏡23相對轉動中心O轉動預設角度。值得一提的是，圖3是以直立方式呈現反射鏡控制單元24，事實上，反射鏡控制單元24也可依使用需求呈水平設置(圖未示)；再者，反射鏡控制單元24也可以馬達與齒條的組合來達到相同的功能，並不限於本第一實施例所公開。最後，駕駛即可由迭像鏡25的表面251看到對應顯示數據的圖像。舉例來說，假設來源數據的數據量大於預設數據量，且處理單元4根據來源數據得到三筆顯示數據，分別是第一顯示數據、第二顯示數據，及第三顯示數據；接著，處理單元4於符合視覺暫留的期間內傳送第一、第二，及第三顯示數據，及分別與第一、第二，及第三顯示數據對應的第一控制信號、第二控制信號，及第三控制信號給抬頭顯示裝置2 ;然後，如圖4所示，抬頭顯示裝置2的反射鏡控制單元24根據第一控制信號控制抬頭顯示裝置2的反射鏡23相對轉動中心O轉動第一預設角度，使得反射鏡23所反射的光信號投射於迭像鏡25的表面251以顯不對應第一顯不數據的第一圖像於表面251的第一預設區域 252 (尺寸為wX h);類似地，抬頭顯示裝置2接著依序顯示對應第二顯示數據的第二圖像於表面251的第二預設區域253，及顯示對應第三顯示數據的第三圖像於表面251的第三預設區域254 ;抬頭顯示裝置2會於符合視覺暫留的期間內完成第一、第二，及第三圖像的顯示。 最後，駕駛可由迭像鏡25的表面251看到第一、第二，及第三圖像，由於第一、第二，及第三圖像的顯示是於符合視覺暫留的期間內完成，所以駕駛會「覺得」一次在迭像鏡25的表面 251看到第一、第二，及第三圖像。參閱圖5，本發明的第二實施例抬頭顯示裝置5以包括一基座6、一放大鏡7、中繼鏡片組22、反射鏡23、反射鏡控制單元24，及迭像鏡25的用於顯示的套件組來實現。其中， 中繼鏡片組22、反射鏡23、反射鏡控制單元24，及迭像鏡25的功能類似於第一實施例，故以下不再贅述它們的細節。基座6可與一具有顯示器81的可攜式電子裝置8結合，可攜式電子裝置8的顯示器81提供對應顯不數據的光信號；放大鏡7設置於基座6且位於光信號的第一光路徑31 上，放大鏡7用以放大可攜式電子裝置8的顯示器81所顯示的圖像。當可攜式電子裝置8與基座6結合，其顯示器81配合放大鏡7作用如同第一實施例中的光源21 (如圖2所示)；雖然在本第二實施例中是將顯示器81配合放大鏡7來使用，但如果可攜式電子裝置8的顯示器81的尺寸足夠大(約等於光源21的顯示幕的尺寸)，則可不需配合放大鏡7，直接以可攜式電子裝置8的顯示器81作為第一實施例中的光源21 (如圖2所示)來使用，並不限於本第二實施例所公開。值得一提的是，本發明抬頭顯示裝置5的第二實施例也可應用於車內的一顯示系統(未標號)，而可攜式電子裝置8的處理器(圖未示)作用如同第一實施例中所述的處理單元4。也就是說，可攜式電子裝置8的處理器可傳送顯示數據，及對應於顯示數據的控制信號給抬頭顯示裝置5 ;抬頭顯示裝置5接收顯示數據，及對應於顯示數據的控制信號，並據以進行如同第一實施例中所述的顯示。參閱圖2與圖5,綜上所述,在不需加大本發明抬頭顯示裝置2、5的光源21的顯示幕、中繼鏡片組22，及反射鏡23的尺寸的前提下，利用反射鏡控制單元24來控制反射鏡23 的轉動，以調整反射鏡23所反射的光信號的第二光路徑32，可以調整並加大駕駛所看到的視野；再者，配合處理單元4於符合視覺暫留的期間內於迭像鏡25的表面251上顯示多張圖像，可以達到使駕駛會「覺得」一次在迭像鏡25的表面251看到數量較多的信息，故確實能達成本發明的目的。然而以上所述僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，即大凡依本發明權利要求書及發明說明內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明權利要求書要求保護的範圍內。
權利要求
1.一種顯不系統，包含一處理單元，用以傳送至少一顯示數據，及對應於該顯示數據的一控制信號 '及一抬頭顯示裝置，用以接收該顯示數據，及對應於該顯示數據的該控制信號，該抬頭顯示裝置還用以根據該顯示數據及該控制信號進行顯示，其中，該抬頭顯示裝置包括一光源，提供對應該顯不數據的至少一光信號；一反射鏡，設置於該光源所提供的該光信號的一第一光路徑上，用以反射該光源所提供的該光信號；一反射鏡控制單元，用以接收該控制信號，並用以根據該控制信號控制該反射鏡的轉動，以調整該反射鏡所反射的該光信號的一第二光路徑 '及一表面，設置於該第二光路徑上，用以供該光信號投射並顯示對應該顯示數據的一圖其中，該反射鏡控制單元根據該控制信號控制該反射鏡相對一轉動中心轉動一預設角度，使得該反射鏡所反射的該光信號投射於該表面以顯示對應該顯示數據的圖像於該表面的一預設區域。
2.如權利要求I所述的顯示系統，其中，該處理單元是將多筆顯示數據及這些分別對應的多筆控制信號於符合視覺暫留的一期間內傳送給該抬頭顯示裝置。
3.如權利要求I所述的顯示系統，其中，該抬頭顯示裝置的該反射鏡控制單元包括一驅動元件及一被驅動件，該驅動元件根據該控制信號驅動該被驅動件連動該反射鏡相對該轉動中心轉動該預設角度。
4.如權利要求3所述的顯示系統，其中，該反射鏡控制單元的該驅動元件為一馬達。
5.一種抬頭顯示裝置，包含一光源，提供對應一顯示數據的至少一光信號；一反射鏡，設置於該光源所提供的該光信號的一第一光路徑上，用以反射該光源所提供的該光信號；一反射鏡控制單元，用以接收對應該顯示數據的一控制信號，並用以根據該控制信號控制該反射鏡的轉動，以調整該反射鏡所反射的該光信號的一第二光路徑 '及一表面，設置於該第二光路徑上，用以供該光信號投射並顯示對應該顯示數據的一圖其中，該反射鏡控制單元根據該控制信號控制該反射鏡相對一轉動中心轉動一預設角度，使得該反射鏡所反射的該光信號投射於該表面以顯示對應該顯示數據的圖像於該表面的一預設區域。
6.如權利要求5所述的抬頭顯示裝置,其中，該反射鏡控制單元包括一驅動元件及一被驅動件，該驅動元件根據該控制信號驅動該被驅動件連動該反射鏡相對該轉動中心轉動該預設角度。
7.如權利要求6所述的抬頭顯示裝置，其中，該反射鏡控制單元的該驅動元件為一馬達。
8.一種抬頭顯示裝置，包含一基座，可與一具有一顯示器的可攜式電子裝置結合，該可攜式電子裝置的顯示器提供對應一顯示數據的至少一光信號；一反射鏡，設置於該顯示器所提供的該光信號的一第一光路徑上，用以反射該顯示器所提供的該光信號；一反射鏡控制單元，用以接收對應該顯示數據的至少一控制信號，並用以根據該控制信號控制該反射鏡的轉動，以調整該反射鏡所反射的該光信號的一第二光路徑；及一表面，設置於該第二光路徑上，用以供該光信號投射並顯示對應該顯示數據的一圖其中，該反射鏡控制單元根據該控制信號控制該反射鏡相對一轉動中心轉動一預設角度，使得該反射鏡所反射的該光信號投射於該表面以顯示對應該顯示數據的圖像於該表面的一預設區域。
9.如權利要求8所述的抬頭顯示裝置，其中，該抬頭顯示裝置還包含一設置於該基座且位於該第一光路徑上的一放大鏡。
10.一種用於抬頭顯示的套件組，包含一基座、一反射鏡、一用以控制該反射鏡的轉動的一反射鏡控制單元，及一表面；其中，當具有一顯示器的一可攜式電子裝置結合於該基座時，該可攜式電子裝置的顯示器提供對應一顯示數據的至少一光信號，該反射鏡控制單元根據對應該顯示數據的一控制信號控制該反射鏡相對一轉動中心轉動一預設角度，使得該反射鏡反射該顯示器所提供的該光信號並使得該光信號投射於該表面以顯示對應該顯示數據一圖像於該表面的一預設區域。
全文摘要
一種顯示系統、抬頭顯示裝置及用於抬頭顯示的套件組，該抬頭顯示裝置包含光源、反射鏡、反射鏡控制單元，及迭像鏡。光源提供對應顯示數據的光信號；反射鏡設置於光信號的第一光路徑上；反射鏡控制單元用以接收對應該顯示數據的控制信號，並用以根據控制信號控制反射鏡的轉動，以調整反射鏡所反射的光信號的第二光路徑；迭像鏡設置於第二光路徑上；反射鏡控制單元根據控制信號控制反射鏡轉動預設角度，使得反射鏡所反射的光信號投射於迭像鏡的表面以顯示對應顯示數據的圖像於表面的預設區域。
文檔編號G02B27/01GK102608760SQ20111003796
公開日2012年7月25日 申請日期2011年2月14日 優先權日2011年1月20日
發明者林慶安 申請人:緯創資通股份有限公司