[发明专利]图像生成单元及其抬头显示器

说明书

本发明系一种图像生成单元及其抬头显示器，图像生成单元包括显示层、导光层及控制单元，导光层系设在显示层的下方，控制单元调控导光层系输出第一发光范围与第二发光范围，使得显示层利用第一发光范围或第二发光范围，而输出第一输出画面或第二输出画面。而抬头显示器则包括图像生成单元、光学组件及外壳，图像生成单元与光学组件系设置在外壳内，光学组件并设在图像生成单元的出光侧，使得第一输出画面或第二输出画面，经由光学组件导引到投影位置，且可分别呈现两个不同视角范围的第一成像画面与第二成像画面。

技术领域

本发明系有关于图像生成单元及抬头显示器，尤其是可以输出不同视角的图像生成单元及其抬头显示器。

背景技术

抬头显示器(亦称平视显示器，英文：Head Up Display，缩写：HUD)最早被应用于军事飞行器上，其主要原理是通过投影的方式将飞行相关信息投射至飞机座舱前方的一片玻璃上，使飞行员保持平视状态时，可在同一视野中兼顾仪表参数和外界目视参照物，从而保证飞行安全。

抬头显示器也被许多汽车厂商导入到汽车内，车用抬头显示器与原先运用在军事飞行器的抬头显示器相仿，也是利用光学反射的原理，将重要的驾驶相关信息投射在挡风玻璃上面，平衡反射进驾驶的眼中，主要的作用就是让让驾驶员不再需要低头去看仪表板、导航，它把行车速度、引擎转速、油耗、油量、车辆各式装置温度(如水箱、引擎等)、导航路线…等相关驾驶讯息数据用投影的方式投射到了汽车的前挡风玻璃上。

随着显示技术的不断提升，使得各家车商或者汽车配件厂商，也发展出不同型态的抬头显示器，最早期抬头显示器为反射型抬头显示器，将相关驾驶信息，直接反射在挡风玻璃上，因为亮度、清晰度等需求，使用反射型抬头显示器需要于挡风玻璃上贴上一片透明的黑色薄膜，但是是影像的呈现范围有限，黑色薄膜也会干扰驾驶视线，其他人也容易看到相关驾驶信息。

近年来，抬头显示器更发展出组合型抬头显示器(Combiner HUD，简称：CHUD)以及挡风玻璃型抬头显示器(Windshield HUD，简称：WHUD)。其中组合型抬头显示器为放置于仪表上方的一块透明树脂板，以透明树脂板作为投影介质反射成像显示出相关驾驶讯息，其架构类似于飞行器的抬头显示器，但是组合型抬头显示器在碰撞后容易发生断裂，而伤害驾驶员或乘客。挡风玻璃型抬头显示器则是直接通过前挡风玻璃作为投影介质来反射成像，有效解决了组合型抬头显示器安全隐患。但由于成像原理，挡风玻璃型抬头显示器直接用于-般的挡风玻璃会产生重迭影像，因此，使用挡风玻璃型抬头显示器的汽车，最好是将前挡风玻璃换成楔形玻璃，用以解决重迭影像的问题，但是楔形玻璃的造价昂贵。此外，还有扩增实境型抬头显示器(Augmented Reality HUD，简称AR HUD)及平面式扩增实境型抬头显示器(Flat Type Augmented Reality HUD)等。

而抬头显示器的投影技术，又可分为液晶投影(LED Projection)、数字投影(DLPProjection)、雷射扫描投影(Laser Scanning Projection)、液晶覆硅投影(Liquidcrystal on silicon，简称LCOS)等，以液晶投影技术而言，请参阅图1所示，抬头显示器主要是由图像生成单元1(Picture Generation Unit，简称：PGU)、光学组件2及外壳3所组成，图像生成单元1与光学组件2设在外壳3内，图像生成单元1输出图像，经由光学组件2将输出图像传送到投影介质30成像。目前光学组件2多使用光学镜片导引图像传送缩短光路(如图2所示)，并用于提供成像系统视角。

但是目前的抬头显示器仅可显示单一可视范围(Field of View，缩写：FOV)，若要达到双可视范围之设计，需在增加导光对象中增加一反射镜，才可进行可视范围切换，而此种作法将会增加抬头显示器的整体体积，因此，如何可以在不增加抬头显示器的整体体积的前提下，抬头显示器可以达成双可视范围之设计，将是亟待解决的问题。

发明内容