CN102478711A - 光学数字显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学数字显示装置，其包含一罩体、至少一显示模块与一光学投射镜组，罩体具有一框架，显示模块设于框架内的一侧并发出一显示光线，光学投射镜组设于框架内的另一侧并接收显示光线，光学投射镜组发出一投射光线至一视网膜而形成一显示影像。通过光学投射镜组以将显示光线投射于视网膜而形成显示影像，如此则可让使用者不需停止滑雪即可得知环境参数，并通过视网膜成像的方式，以避免显示影像受外力遮蔽，更增加滑雪使用时的便利性与安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学数字显示装置，特别是指一种头戴式的光学数字显示装置。
背景技术
由于全球经济不断的进步与繁荣，带动了人们的生活水平，使的人们愈来愈重视休闲活动，近年来滑雪是一项颇受瞩目的一项休闲运动。滑雪为既惊险又刺激的运动，不但可以亲近大自然，且又可让人充分享受到那种风驰电掣的速度所带来的强烈刺激感受。然而，滑雪的场地气温均相当低，加上滑雪时具有一定的速度，所以在从事滑雪活动之前必须要有十分周全的准备，才能确保于活动进行中的安全，因此滑雪者除须穿着保暖衣物之外，对于如手套、帽子及雪镜也是滑雪运动时的基本所需配备。
雪镜是滑雪装备中的要项之一，由于在雪地上容易产生太阳光反射，当反射程度较为强烈时将会使滑雪者产生雪盲现象，且在滑行时冷风将会对滑雪者眼睛产生很大的刺激，所以滑雪者必须使用雪镜来保护眼睛。然而，滑雪为刺激的运动，除了护具外，滑雪者必须更注意其它环境因素，如时间、温度、高度、方位等，以提升滑雪者于滑雪时的安全性。
但是滑雪的速度极快，滑雪者根本无暇了解当下的时间、温度、高度或方位等环境参数，若要了解环境参数时，则必须停下后，再将具有时间、温度、高度或方位等环境参数的装置取出使用，如此繁杂的使用动作，则造成滑雪者的不便性。另外，滑雪者还必须带有具有时间、温度、高度或方位等环境参数的装置，如此更造成使用者滑雪的不便性。若能找到同时具有时间、温度、高度或方位等环境参数的装置，则会让使用者便于查探环境参数，但依旧无法解决使用者必须停下的困扰。
目前已有类似投影技术，利用透镜的聚焦方式投影至使用者，然而此方式会让滑雪者欲了解环境参数时，必须调整聚焦方式，让眼睛的聚焦点变近，故此方式亦不适合在滑雪的时候查探环境参数，如此会造成使用者的不便，甚至影响滑雪安全。另外，此方式是将影像投射于雪镜，因此投射影像会外力的干扰而遮断，此点也是习知雪镜堪忧的安全性问题。
因此，本发明提供一种数字显示装置，其是可让滑雪者于不需停止滑雪即可得知时间、温度、高度或方位等环境参数，更可避免显示影像受外力遮蔽，以解决上述的问题。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种光学数字显示装置，其是通过一光学投射镜组以将一显示模块的一显示光线接受后，并发出一投射光线至一视网膜而形成一显示影像，如此则可让使用者不需停止滑雪即可得知环境参数，并通过视网膜成像的方式，以避免显示影像受外力遮蔽，更增加滑雪时的便利性与安全性。
本发明的技术方案：一种光学数字显示装置，包含：
一罩体，具有一框架；至少一显示模块，设于该框架内的一侧并发出一显示光线；以及至少一光学投射镜组，设于该框架内的另一侧并接收该显示光线，该光学投射镜组发出一投射光线至一视网膜而形成一显示影像。
本发明中，其中该显示模块为一时间显示模块。
本发明中，其中该显示模块更包含一传感器。
本发明中，其中该显示模块为一温度显示模块。
本发明中，其中该显示模块为一高度显示模块。
本发明中，其中该显示模块为一方位显示模块。
本发明中，其中该光学投射镜组包含：
一第一反射镜，接收该显示光线并发出一第一光线；
一物镜，接收该第一光线并发出一第二光线；
一目镜，接收该第二光线并发出一第三光线；以及
一第二反射镜，接收该第三光线并发出该投射光线。
本发明中，其中该第一光线成像于该物镜的焦点位置。
本发明中，其中该第二光线成虚像于该第二反射镜。
本发明中，其中该第三光线平行反射为该投射光线。
本发明中，其中该物镜为一凹透镜。
本发明中，其中该目镜为一凸透镜。
本发明具有的有益效果：本发明所述的本发明的光学数字显示装置，通过光学投射镜组以将显示光线投射于视网膜而形成显示影像，如此则可让使用者不需停止滑雪即可得知环境参数，并通过视网膜成像的方式，以避免显示影像受外力遮蔽，更增加滑雪使用时的便利性与安全性。
附图说明
图1：本发明较佳实施例的光学数字显示装置的结构示意图；
图2：为本发明较佳实施例的具数字显示的光学投射镜组的结构示意图；
图3A：其为L侧显示模块的不同显示环境参数的状态示意图；以及
图3B：其为R侧显示模块的不同显示环境参数的状态示意图。
【图号对照说明】
10罩体 12框架
14镜片 20显示模块
22显示光线 24传感器
30光学投射镜组 31投射光线
32第一反射镜 322第一光线
34物镜 342第二光线
36目镜 362第三光线
38第二反射镜
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
请参阅图1与图2，其为本发明较佳实施例的数字显示装置与的光学投射镜组的结构示意图；如图所示，本发明的数字显示装置包含一罩体10、至少一显示模块20与一光学投射镜组30，罩体10具有一框架12，框架12可有一镜片14，显示模块20设于框架12内的一侧并发出一显示光线22，光学投射镜组30设于框架12内的另一侧并接收显示光线22，光学投射镜组30发出一投射光线31至一人眼的一视网膜内而形成一显示影像。
而光学投射镜组30包含一第一反射镜32、一物镜34、一目镜36与一第二反射镜38，第一反射镜32接收显示光线22并反射而发出一第一光线322，物镜34接收第一光线322并发出一第二光线342，目镜36接收第二光线342并发出一第三光线362，第二反射镜38接收第三光线362并发出投射光线31，第三光线362平行反射为投射光线31。
本发明所设计的光学投射镜组30能欲将大小为1cm×2cm显示模块讯息成像于人眼，且成像投影需通过人眼瞳孔位置，人眼瞳孔直径大小为2.5～4mm，使人眼所见的影像于两方向的视场角分别为2～5度及4～10度，且光学投射镜组30相对轴上光线无离轴或倾斜。为了以提高成像质量，故本发明的光学投射镜组30使用双透镜，让物镜34先对物体成像，物镜34为一凹透镜，第一光线322成像于物镜34的焦点位置，经物镜34的成像后在落于目镜36的焦点位置，目镜36为一凸透镜，第二光线342成虚像于第二反射镜38，使影像经过目镜36后成虚像平行投射于人眼的视网膜内。本发明通过光学投射镜组30以将显示光线22投射于视网膜而形成显示影像，如此则可让使用者不需停止滑雪即可得知环境参数，并通过视网膜成像的方式，以避免显示影像受外力遮蔽，更增加滑雪使用时的便利性与安全性。
请一并参阅图3A与图3B，其为显示模块的不同显示环境参数的状态示意图；如图所示，显示模块20用于显示环境参数，例如显示模块20为一时间显示模块、一温度显示模块、一高度显示模块或一方位显示模块等。因此，环境参数如图3A的一高度参数202或是一时间参数204，或是如图3B的一温度参数206或是一方位参数208。显示模块20除了包含时间显示单元外，更包含一传感器24，传感器24可为温度传感器、高度传感器或方位传感器等。而方位传感器可为常见的卫星定位追踪***(GPS)，而为了减少数字显示装置的体积，亦可于显示模块20内设置无线传输模块，通过无线传输模块以接收方位传感器的数据，如此可让滑雪者透过卫星定位追踪***了解自己的所在位置，更可通过GPS规划滑雪路线等，更提升使用者的便利性。
另外，本发明除了可作为雪镜之外，例如可为运动型、防护型的眼镜附加配置或相对于眼睛的配置装置，更可作为数字导引装置，本发明除了可于显示模块20内设置无线传输模块之外，更可于罩体10设置一光传感器，光传感器可与一影像处理装置作讯号的相互传输，通过光传感器以将影像撷取后由影像处理装置处理，再将影像投射于人眼。利用此头戴式光学数字显示装置，可大幅改善在高危险、长时间探勘观测及实验研究领域的作业安全与工作效率。
综上所述，本发明的光学数字显示装置，包含一罩体至少一显示模块，罩体具有一框架，显示模块设于框架内的一侧并发出一显示光线，光学投射镜组设于框架内的另一侧并接收显示光线，光学投射镜组发出一投射光线至一视网膜而形成一显示影像。通过光学投射镜组以将显示光线投射于视网膜而形成显示影像，如此则可让使用者不需停止滑雪即可得知环境参数，并通过视网膜成像的方式，以避免显示影像受外力遮蔽，更增加滑雪使用时的便利性与安全性。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。
Claims (12)
1.一种光学数字显示装置，其特征在于，包含：
一罩体，具有一框架；至少一显示模块，设于该框架内的一侧并发出一显示光线；以及至少一光学投射镜组，设于该框架内的另一侧并接收该显示光线，该光学投射镜组发出一投射光线至一视网膜而形成一显示影像。
2.如权利要求1所述的光学数字显示装置，其特征在于，其中该显示模块为一时间显示模块。
3.如权利要求1所述的光学数字显示装置，其特征在于，其中该显示模块更包含一传感器。
4.如权利要求1所述的光学数字显示装置，其特征在于，其中该显示模块为一温度显示模块。
5.如权利要求1所述的光学数字显示装置，其特征在于，其中该显示模块为一高度显示模块。
6.如权利要求1所述的光学数字显示装置，其特征在于，其中该显示模块为一方位显示模块。
7.如权利要求1所述的光学数字显示装置，其特征在于，其中该光学投射镜组包含：
一第一反射镜，接收该显示光线并发出一第一光线；
一物镜，接收该第一光线并发出一第二光线；
一目镜，接收该第二光线并发出一第三光线；以及
一第二反射镜，接收该第三光线并发出该投射光线。
8.如权利要求7所述的光学数字显示装置，其特征在于，其中该第一光线成像于该物镜的焦点位置。
9.如权利要求7所述的光学数字显示装置，其特征在于，其中该第二光线成虚像于该第二反射镜。
10.如权利要求7所述的光学数字显示装置，其特征在于，其中该第三光线平行反射为该投射光线。
11.如权利要求7所述的光学数字显示装置，其特征在于，其中该物镜为一凹透镜。
12.如权利要求7所述的光学数字显示装置，其特征在于，其中该目镜为一凸透镜。
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