[发明专利]远距离显像的抬头显示设备

说明书

本发明公开了一种远距离显像的抬头显示设备，其包含一影像投影模块、一反射式扩散片及一凹面镜模块，其利用该反射式扩散片搭配该凹面镜模块来增长反射距离，以获得较远的光路距离，在同样的凹面镜放大倍率下可得到较远投影距离的虚像，以降低驾驶者视觉上的昏眩感并获得最佳的视觉效果，进而提升行车安全。

技术领域

本发明涉及一种远距离显像的抬头显示设备，此尤指一种可降低驾驶者视觉上昏眩感的抬头显示设备，其利用反射式扩散片搭配凹面镜模块来增长反射距离，以获得较远的光路距离，在同样的凹面镜放大倍率下可得到较远投影距离的虚像，以降低驾驶者视觉上的昏眩感并获得最佳的视觉效果，进而提升行车安全。

背景技术

目前，汽车上使用的抬头显示器技术不如飞机上的抬头显示器复杂；其是一种光学系统，一般由一投射器和一迭像镜两个主要装置组成，该投射器是由一信号光源、一投影镜与其他光学元件组成，该投射器的信号光源由一LCD液晶显示器或一CRT阴极射线管等装置构成，从信号光源发出光线，然后通过该投影器投射到玻璃上的迭像镜(或特制的透明屏幕上)，再由迭像镜显示出文字或图像。

如图1所示为美国专利案US7936518公开的抬头显示器的图式，该抬头显示器包括一红外线发射单元5A，以对一使用者DA发射一红外线；一镜子元件3A，以朝向一凹面镜4A反射从一显示器2A射出的一可见光LA，且传送由该使用者DA与该凹面镜4A反射的该红外线；多个成像单元6A、7A，面对着该凹面镜4A，以感应红外线，且每一个影像皆从不同的方向而来；以及一图像处理单元8A，该凹面镜4A将可见光LA投射于一挡风玻璃板WA上，再进一步虚拟成像VA反射至使用者DA的眼睛。

基于凹面镜前的物距光路乘上该凹面镜放大倍率就是虚像成像的距离，虚像成像距离要远就需要以下条件︰(1)使凹面镜放大倍率提高，但由于凹面镜的工艺限制，无法实现两眼接受到的虚像完全一样的理想镜片，因此放大倍率越高，成像的误差就越大，以致于两眼接受到影像所产生误差会导致观看者发生头晕的现象，为了观赏的舒适度，所以放大倍率通常控制在七倍以内；(2)拉长物距光路，但由于抬头显示器通常设置在驾驶前方仪表台内部，其空间有限，虽然为了拉长物距光路，光机与凹面镜之间会额外设计反射镜，以使光路可以来回反射加长物距，然而，由于长度的限制，一般抬头显示器的虚像距离只能做到距离驾驶眼睛2.5米。

车用导航的功能主要是指引驾驶者切换到正确的车道或警示前车距，为了实现导航的功能，驾驶者时常把注意力从道路上转移到抬头显示器上，这显然不是一种好的操作方式，不如直接把导航的指引符号贴在道路上或贴在欲警示的前车尾上，这样驾驶者就不需要移转注意力，可说是对驾驶者投放信息最理想的方式，而问题的关键在于如何把抬头显示器显示距离拉长，并直接贴在路面上道路上或贴在欲警示的前车尾上，这是一个有待突破的重要课题。

为了克服以上技术瓶颈，业界不断提出各种解决的技术方案，相关的技术可参考专利案TW I443377、TW I506299、TW 201624101、CN 201610134321、TW 201410829066、CN201510649759、CN201520418145、TW I446001等。

以上各专利前案虽然已揭露相关抬头显示器的运用技术，但是在使用上普遍存有一些不足︰

1、上述的专利前案中，有些是利用单一投影装置投出直向切割画面，但是其缺点就是投出的标准距离影像太短，驾驶者观看时容易产生视觉上的晕眩感，从而影响到行车的安全性。

2、虽然有些专利前案是可以通过两个或更多的投影装置，或以更多的切割画面，来投出标准距离影像与较长距离影像，但多个投影装置大多位于同一个位置，所提供的影像也大多是在同一水平面上的横切割画面，而少了直向切割画面，所以不易精准地将导航指引符号直接贴在道路上或贴在欲警示的前车尾上，使得导航指引效果大打折扣。

发明内容