窄角扩散片抬头显示设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种窄角扩散片抬头显示设备，包含一投影模块、一窄角扩散片及一反射镜，其利用微型凹面镜的阵列，提供最理想的窄角扩散片，以优化视觉效果；其中，该投影模块位于该反射镜附近，该窄角扩散片面向该投影模块与该反射镜，以克服抬头显示设备的使用限制及亮度问题，进而提升行车安全。

Narrow angle spread sheet header display device

The utility model discloses a narrow angle diffuser head up display device, comprising a projection module, a narrow angle diffusion sheet and a reflective mirror, the use of micro array of concave mirrors, provide the most ideal narrow angle diffuser, to optimize the visual effect; among them, the projection module is located in the vicinity of the mirror, the narrow angle diffuser for the projection module and the reflector, and the brightness of display to overcome the restrictions on the use of equipment, and improve traffic safety.

【技术实现步骤摘要】
窄角扩散片抬头显示设备
本技术涉及一种窄角扩散片抬头显示设备，此尤指一种可优化视觉效果的抬头显示设备，其利用微型凹面镜的阵列构成一接近理想的窄角扩散片，以克服HUD抬头显示设备的使用限制及亮度问题，以优化视觉效果，进而提升行车安全。
技术介绍
目前，汽车上使用的抬头显示器技术是一种光学系统，通常是由一投射器和一迭像镜组成，其中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，或一投影机与一显像屏幕或一扩散片等装置构成，从信号光源发出光线，然后通过该投射器投射到仪表台或挡风玻璃上的该迭像镜combiner(特制的半透明凹面镜)，再由该迭像镜显示出文字或图像与眼前的实景重迭，这种组合的抬头显示器称为CHUD(combinertypeHUD)；另一形式的HUD，从信号光源发出光线，然后通过该投射器投射到仪表台下方的凹面镜，再将影像放大以及反射到挡风玻璃，再由挡风玻璃显示出文字或图像与眼前的实景重迭，这种组合的抬头显示器称为WHUD(windshieldtypeHUD)传统的WHUD(windshieldtypeHUD)受到空间限制，一般虚像成像距离通常不超过距离驾驶者眼睛2.5米的位置，但实际需求是不太够的，所以业界与车厂才会设立7米的目标；传统WHUD所占用的体积已经非常大，不是所有车辆仪表台下方都有足够的空间，所以目前只适用于大型车辆，而小型车辆所加装的HUD都采用CHUD(combinertypeHUD)，其虚像成像距离甚至更短。然而，要达到远距离虚像成像，理论上是将凹面镜放大倍数加大就可以实现，但实际上会导致观看者晕眩，因此要避免晕眩的产生，如果将凹面镜与实像屏幕(投影机的扩散片或TFT)构成的物距拉长，也是一个解决方法，但是传统一体式的HUD因受限于仪表台下方的空间，使得拉长物距在实施上存在困难，而且同样尺寸的实像屏幕，当其拉长与凹面镜的距离后，虚像距离会变远，但虚像尺寸则没有变大，相对视觉辨识度就会与距离成等比例下降。为此，将实像屏幕(投影机扩散片或TFT)置于汽车顶棚与挡风玻璃的交界处，将反射凹面镜置于仪表台下方，这样是可以获得接近传统一体式WHUD的3倍左右物距距离(将原来18cm变成为50～70cm)，且仪表台下方所占用的体积比传统HUD还小，从而可以适用更多车型，但是要维持原来的视觉辨识度，最少需要等比例放大实像屏幕，然而，放大TFT是件很困难的事，碍于高亮度背光的需求，TFT背后需要有一个光杯，才能提供足够的亮度，这样若把TFT从1.8寸放大到5.4寸，整体TFT体积将会在驾驶前方顶棚产生一个超大型的TFT怪物，而且在成本与美观上都将不被接受。如图1所示，投影机1(包括DLP投影机或雷射投影机)都需要使用到一显像布幕或一扩散片作为成像平面来成像，而采用背投式投影的投影机则是摆在一扩散片的背面，会使用到半透明穿透式扩散片；投影机1的原理是将一个画面利用扫描的方式，对被投射平面的每一个点投射出不同的颜色与亮度光点，这些光点组成一个画面；假设成像平面不是布幕或扩散片，而是一镜面反射镜2的反射平面21，由于反射镜入射角等于反射角，所以该投影机1投射到该镜面反射镜2的反射平面21的画面只有一点的光会反射到特定观赏者的眼睛E里，所以观看者无论在哪个角度只能看到一个点光源，却看不到一个完整的画面。如图2所示，为了能看到一个完整的画面，所以该投影机1使用时所投射的反射平面，不能是镜面反射平面，必须为一雾面平面22，如此投射到该雾面平面22才会把反射的光线打散掉，让反射光分散到各个反射角度，这个雾面平面22就叫做扩散片，光线打到一个平面，有部分光线会被吸收，剩下的光线才反射出来，若再加上反射光线扩散到每一个角度，每个角度都可以观赏到整个画面，但单一个角度所取得的光量就会变得很小，以致该投影机1播放时，通常要在比较昏暗的环境，比较好的投影幕布会含有增加反射的粉末，可减少光线的吸收，提高反射光的强度，但成本会增加许多，效果却很有限，这种方式其实只是减少光线被吸收的比例，但对分散到各角度所产生的损失，则是无法补救的。为了解决以上所存在的问题，业界不断提出各种解决技术方案，相关的技术可参酌中国台湾公开编号201636680、中国台湾公开编号201624101、中国台湾专利证号I367405、中国台湾专利证号I449950、中国台湾专利证号I506299、中国台湾专利证号I479236、中国台湾专利证号I485432、中国台湾专利证号M455182、中国台湾专利证号M328014等专利前案。在前述的专利前案中，大多已能提升目前抬头显示设备的使用功能，但是仍存在着一些不易克服的瓶颈，例如︰1.在前述已公开的专利案中，虽有些已运用到反射镜阵列的技术，但由于其投射出的标准距离影像与实际的距离影像之间，仍有视觉上的落差问题存在，这种视觉上的落差现象，对有些驾驶人来说，很容易产生视觉上的晕眩感，因而会影响到行车的安全性。2.在已知的技术应运中，由于光源投射的距离需要有较长的空间与距离，这种限制往往不是每一款车型都能符合此一要求，导致被迫要以更昂贵的配备来提高反射的效率与亮度，例如使用宽视角的投影模块(或投影机)，以克服HUD抬头显示设备的使用限制，这种方式都只是在增加设备的成本浪费，而投射效率也低，这是目前抬头显示设备普遍面临的问题。
技术实现思路
有鉴于以上现有技术存在的问题，本案专利技术人历经无数次研究改进后，终于完成本技术-窄角扩散片抬头显示设备，即本案的专利技术目的在于提供一种优化视觉效果的抬头显示设备，其利用微型凹面镜阵列构成一接近理想的窄角扩散片，让扩散的反射光范围集中扩散到HUD的凹面镜上，以克服HUD抬头显示设备的使用限制及亮度的问题，以优化视觉效果，进而提升行车安全。为了达到上述专利技术目的，本技术提供的窄角扩散片抬头显示设备，包含：一投影模块，其投射出一影像光源；一窄角扩散片，为一微型凹面镜的阵列，该影像光源投向该窄角扩散片；一反射镜，该窄角扩散片反射该影像光源至该反射镜；其中，该投影模块位于该反射镜同一侧，该窄角扩散片面向该投影模块与该反射镜。上述微型凹面镜的阵列成一长宽矩阵排列。上述微型凹面镜为一直角锥型凹面镜，该投影模块位于该反射镜附近。上述微型凹片镜为一圆球形凹面镜，该投影模块位于该反射镜附近。上述微型凹面镜为一弧形凹面镜。上述微型凹面镜的阵列中，所有微型凹面镜与该窄角扩散片成一斜角。上述微型凹面镜的阵列中，所有微型凹面镜各有不同的角度。上述窄角扩散片的外形为一具有至少一个转折的平面。上述反射镜为一凹面镜。上述窄角扩散片为一曲面。本技术主要利用微型凹面镜的阵列，提供最理想的窄角扩散片，让扩散的反射光范围覆盖到HUD的凹面镜，从而不需要做多余的浪费来使用宽视角的投影模块(或投影机)，以克服HUD抬头显示设备的使用限制，本技术的这种理想的窄角扩散片是一种利用微型凹面镜阵列构成的反射式扩散片，本技术可以让DLP的成像到HUD凹面镜的亮度提升数十倍，甚至到达百倍，以有效解决投影机HUD的亮度问题，以优化视觉效果，进而提升行车安全。附图说明图1为现有的投影装置实施示意图；图2为现有的投影装置的另一实施示意图；图3为本技术的第一实施例示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种窄角扩散片抬头显示设备，包含：一投影模块，其投射出一影像光源；一窄角扩散片，为一微型凹面镜的阵列，该影像光源投向该窄角扩散片；一反射镜，该窄角扩散片反射该影像光源至该反射镜；其特征在于，该投影模块位于该反射镜同一侧，该窄角扩散片面向该投影模块与该反射镜。

【技术特征摘要】
1.一种窄角扩散片抬头显示设备，包含：一投影模块，其投射出一影像光源；一窄角扩散片，为一微型凹面镜的阵列，该影像光源投向该窄角扩散片；一反射镜，该窄角扩散片反射该影像光源至该反射镜；其特征在于，该投影模块位于该反射镜同一侧，该窄角扩散片面向该投影模块与该反射镜。2.根据权利要求1所述的窄角扩散片抬头显示设备，其特征在于，该微型凹面镜的阵列为一长宽矩阵排列。3.根据权利要求1所述的窄角扩散片抬头显示设备，其特征在于，该微型凹面镜为一直角锥型凹面镜，该投影模块位于该反射镜附近。4.根据权利要求1所述的窄角扩散片抬头显示设备，其特征在于，该微型凹片镜为一圆球形凹面镜，该投影模块位于该反射镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锡勋，
申请(专利权)人：怡利电子工业股份有限公司，
类型：新型
国别省市：中国台湾,71