[实用新型]光学投影装置

说明书

本实用新型公开了一种光学投影装置，主要结构包括一外壳体、至少一结合部，且该外壳体内设有一成像单元、一反射镜、一反射曲面镜及至少一光学透镜。成像单元投射的预定影像经过反射镜的反射后打在反射曲面镜，以调整成像路径及减少像差，路径中更以光学透镜放大该预定影像，使该预定影像通过一挡风玻璃反射至使用者眼睛，而于该挡风玻璃外折射形成该预定影像的虚像，借此在较小的空间内，以简单的结构实现三角成像原理，并扩大成像范围、减少像差问题，且可通过外壳体简单组设于仪表板外。

技术领域

本实用新型涉及一种光学投影装置。

背景技术

抬头显示器(Head Up Display，HUD)可让使用者在观看前方景物的同时，以相同视角检视抬头显示器所投射出的虚像信息，而不必低头观看仪表板，此便利性及所带来的安全性，即为汽车抬头显示器渐渐成为近代潮流的一大关键。

请参阅图1所示，为习知抬头显示器的实施示意图。抬头显示器包含有一盒体91，盒体91内具有一可将影像信息射出的显像装置92，并经过至少二道光学面镜93、94，将影像信息射向驾驶人前方的汽车挡风玻璃95，使该影像信息的虚像能经反射后呈现，而被驾驶人的眼睛所看见。其中，抬头显示器的盒体91要把二维的影像以一定的视场角(F.0.V)投射出去，就必需具有一定的体积，才可以借由二光学面镜93、94将二维的影像射向挡风玻璃95，而要将此盒体91组设在汽车驾驶座前方有限的空间里，若不想牺牲汽车前景，即需在汽车出厂前结合于仪表板内的空间中，且因光路是垂直的，盒体91体积较厚，导致其组设上变得十分困难。

然而欲缩小抬头显示器的体积或将整体薄型化，就会面临三个光学设计上的问题：虚像放大、视角与像差。使用微投影机或液晶显示器(LCD)当作显示装置时，为实现远距虚像式抬头显示器，还必须配合后端的虚像放大光学系统(Relay Optics)，但是，虚像放大系统的设计不易，无法用精简的光学架构有效消除大视角的像差(Aberration)，而视角范围小会导致显示信息少，限制了抬头显示器的应用功效；此外，由于挡风玻璃为不规则曲面，会造成反射至眼睛时，影像的变形与像差，而欲消除影像的变形与像差是非常困难的，面镜必须是大面积的非球面镜面(Aspherical Surface)，或需再增设其它透镜用来解决像差问题，如此则会增加零组件的制作成本，提高生产组装的难度。也因此，目前在汽车上装设抬头显示器的普及率一直无法提升。

所以，要如何解决上述习用的问题与缺失，并达到放大虚像并解决因挡风玻璃造成的影像变形与像差，以提升整体的影响质量，即为本实用新型的设计人与从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。

故，本实用新型的创作人有鉴于上述缺失，乃搜集相关资料，经由多方评估及考虑，并以从事于此行业累积的多年经验，经由不断试作及修改，终设计出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种将结构简单、体积较小、可远距离虚拟成像、像差较小的抬头显示技术，结合于拆卸式外壳体中，使抬头显示器具有后装市场的便利性的光学投影装置。

基于此，本实用新型主要采用下列技术手段，来实现上述目的。

一种光学投影装置，包括：一外壳体；至少一设于该外壳体一侧的结合部，该外壳体通过所述结合部可拆卸的设置于一仪表板外侧；一设于该外壳体上的成像单元，所述成像单元投射至少一预定影像；一设于该外壳体内且位于该成像单元一侧的反射镜，所述反射镜接收及反射该预定影像；一设于该外壳体内且位于该反射镜的反射路径上的反射曲面镜，所述反射曲面镜调整成像路径及减少虚像像差，并将该预定影像投射至挡风玻璃上，进而反射至使用者眼睛，而使预定影像的虚像于挡风玻璃外侧处成像；及至少一设于外壳体上且位于该成像路径上的光学透镜，所述光学透镜放大该预定影像。

进一步，该光学透镜为菲涅尔透镜(Fresnel lens)。

进一步，该光学透镜上具有一防护层。