CN105445936A - 光学成像装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学成像装置，光学成像装置包含一显示模块及一球面镜，显示模块设置于一汽车的一车体，并位于汽车的挡风玻璃的上缘，且具有一影像输出端，影像输出端输出一显示影像。球面镜设置于汽车的一仪表板座及挡风玻璃之间的车体，并位于显示影像的传递路径上，为凹面的球面镜的表面朝向挡风玻璃，其中显示模块位于球面镜的焦距内，以产生放大并等效位于远程的显示影像。

Description

光学成像装置

技术领域

本发明是有关于一种成像装置，其尤指一种光学成像装置。

背景技术

各种用于交通工具上的显示装置已相继地被研发，例如：行车纪录器、卫星导航、抬头显示器(headupdisplay，HUD)等，其中抬头显示器已被广泛地使用。然，以抬头显示器为例，其所显示的影像多投射在仪表板座左前方或右前方的挡风玻璃。使用者于驾驶过程中大多注视正前方的路况，当使用者于驾驶过程中欲观看抬头显示器所显示的影像时，使用者需将其视线移至仪表板座的前方或右前方的挡风玻璃，导致使用者的眼睛的焦距不断改变，使用者的注意力无法一直集中在正前方的路况，容易导致交通意外的发生。

有鉴于上述问题，本发明提供一种光学成像装置，使用者透过本发明的光学成像装置观看位于正前方且放大的显示影像，如此使用者于驾驶过程中小幅度改变其眼睛的焦距，而避免交通意外的发生。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种光学成像装置，其可产生放大并等效位于远处的显示影像。

本发明的目的，在于提供一种光学成像装置，其结构简单，可降低其制造成本。

为了达到上述所指称的各目的与功效，本发明系揭示一种光学成像装置，其包含：一显示模块，其设置于一汽车的一车体内，并位于该汽车的一挡风玻璃的上缘，并具有一影像输出端，该影像输出端输出一显示影像；以及一球面镜，其设置于该汽车的一仪表板座与该挡风玻璃之间的该车体，并位于该显示影像的传递路径上，为凹面的该球面镜的表面朝向该挡风玻璃；其中该显示模块位于该球面镜的焦距内。

附图说明

图1：其为本发明的第一实施例的光学成像装置的示意图；

图2：其为本发明的第一实施例的光学成像装置的成像示意图；

图3：其为本发明的第一实施例的光学成像装置的使用状态图；

图4：其为本发明的第二实施例的显示模块的方块图；

图5：其为本发明的第三实施例的显示模块的示意图；

图6：其为本发明的第四实施例的光学成像装置的示意图；

图7：其为本发明的第四实施例的光学成像装置的使用状态图；以及

图8：其为本发明的第五实施例的光学成像装置的示意图。

【图号对照说明】

1光学成像装置

10球面镜

101表面

102a第一侧壁

102b第二侧壁

103枢接轴

11显示模块

110显示单元

1101、1101’显示影像

111影像输出端

112无线传输单元

113摄影单元

114扬声单元

115储存单元

116光学处理单元

1161反射镜

1162凸透镜

118筒状壳体

1180侧壁

1181开口

12偏光镜

121平面镜

122偏光膜

13光学膜

131偏光膜

132反射膜

15壳体

151开口

152容置空间

2汽车

21仪表板座

22挡风玻璃

23车体

231凹槽

232开口

24驾驶座

3使用者

f焦距

具体实施方式

为了使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，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下：

请参阅图1及图2，其为本发明的第一实施例的光学成像装置的示意图及成像示意图；如图所示本实施例提供一种光学成像装置1，其为一车用抬头显示装置。本实施例的光学成像装置1包含一球面镜10及一显示模块11，显示模块11设置于一汽车2的一车体23，并位于汽车2的一挡风玻璃22的上缘，且具有一影像输出端111，影像输出端111输出一显示影像1101。球面镜10嵌设于汽车2的一仪表板座21与一挡风玻璃22之间的车体23的一凹槽231内，并未凸出车体23，凹槽231具有一开口232，为凹面的球面镜10的表面101对应开口232，并朝向汽车2的挡风玻璃22，同时也位于显示模块11所输出的显示影像1101的传递路径上，以将显示影像1101传递至挡风玻璃22，其中显示模块11位于球面镜10的焦距f内。

然本实施例的显示模块11仅包含一显示单元110，显示单元110的一显示区域即为上述影像输出端111，即显示单元110的显示区域朝向呈凹面的球面镜10的表面101。当显示单元110的显示区域产生显示影像1101，即影像输出端111输出显示影像1101，而显示显像1101显示相关行车信息，例如：车速、油量、左右转提示、地图等信息。

请一并参阅图3，其为本发明的第一实施例的光学成像装置的使用状态图；如图所示，显示影像1101传递至球面镜10并透过球面镜10产生正立的放大并等效位于远方的显示影像1101’(虚像)，而放大并等效位于远方的显示影像1101’传递至挡风玻璃22，同时挡风玻璃22反射放大并等效位于远方的显示影像1101’至坐在汽车2的一驾驶座24的一使用者3的双眼，也表示使用者3往挡风玻璃22的方向观看可看到球面镜10所产生的正立的放大并等效位于远处的显示影像1101’。本实施例所提供的光学成像装置1的结构简单，其制造成本大为降低并容易组装；此外本实施例所提供的光学成像装置1可产生放大并等效位于远方的显示影像1101’，让使用者3于驾驶过程中不用改变视角，即可观看到相关行车信息，有效避免因改变视角的过程中发生意外。

于本实施例中，挡风玻璃22上更可贴附一反射膜25或一暗色膜，或镀上一光学膜，反射膜25、暗色膜或光学膜位于球面镜10传递放大并等效位于远方的显示影像1101’的路径上，以让光学成像装置1的球面镜10所产生的放大并等效位于远处的显示影像1101'投射至反射膜25、暗色膜或光学膜上，让使用者3可透过反射膜25、暗色膜或光学膜清楚地观看到光学成像装置1所产生的放大并等效位于远处的显示影像1101'。除此的外，使用者3可依据其坐在驾驶座24的高度调整球面镜10相对挡风玻璃22的角度，以符合使用者3的观看视角，让使用者3可清楚地观看到放大并等效位于远处的显示影像1101'。

请参阅图4，其为本发明的第二实施例的显示模块的方块图；如图所示，本实施例的显示模块11除了显示单元110外更可包含一无线传输单元112、一摄影单元113、一扬声单元114、一储存单元115或其它行车辅助单元，无线传输单元112、摄影单元113、扬声单元114及储存单元115可与显示单元110连接，使用者的一手持式电子装置(例如：智能型手机、平板计算机或笔记型计算机)联机，若使用者的手持式电子装置有来电时，透过无线传输单元112接收手持式电子装置所产生的一讯号，显示单元110依据讯号产生一来电显示，使用者可从显示影像观看到来电显示，并可选择是否接通；或者摄影单元113可拍摄汽车2的外部影像或照片，影像或照片可储存于储存单元115并显示于显示单元110，或透过无线传输单元112传送至手持式电子装置。此外，透过无线传输单元112可传输手持式电子装置内的至少一多媒体档案至显示单元110或扬声单元114，显示单元110或扬声单元114可播放至少一多媒体档案，如此显示模块11整合许多行车辅助单元，以使光学成像装置1不仅具有产生放大并等效位于远方的显示影像的单一功能，也可同时具有多种行车辅助功能，以减少装设于汽车2上的装置。

请参阅图5，其为本发明的第三实施例的显示模块的示意图；如图所示，本实施例的显示模块11与上述实施例的显示模块11不同，本实施例的显示模块11包含一显示单元110、一光学处理单元116及一筒状壳体118，显示单元110及光学处理单元116均设置于筒状壳体118内，光学处理单元116位于显示单元110所显示的显示影像的传递路径上，以对显示影像进行光学处理，于本实施例中，光学处理单元116包含复数个反射镜1161及一凸透镜1162，显示单元110位筒状壳体118的侧壁1180，该些个反射镜1161分别设置于壳体118内，并位于显示单元110的显示影像的传递路径上，使显示影像经该些个反射镜1161反射。凸透镜1162位于筒状壳体118的一开口1181，并位于经该些个反射镜1161反射的显示影像的传递路径上，其中凸透镜1162为影像输出端111，而且显示影像的传递路径的长度小于凸透镜1162的焦距，如此显示影像经凸透镜1162进行光学处理后，影像输出端111所输出的显示影像较不容易失真，如此使本实施例的光学成像装置1所产生的放大并等效位于远处的显示影像也不容易失真。

请参阅图6，其为本发明的第四实施例的光学成像装置的示意图；如图所示，本实施例与上述实施例不同在于，本实施例的光学成像装置1更包含一偏光镜12及一光学膜13。偏光镜12设置于凹槽231的开口232，即位于球面镜10的上方，而本实施例的偏光镜12于一平面镜121的表面上镀上一偏光膜122而形成，其可让显示模块11所输出的显示影像1101穿过。最后汽车2的挡风玻璃22的内侧表面镀上一光学膜13，光学膜13包含一偏光膜131及一反射膜132，偏光膜131先镀设于挡风玻璃22的内侧表面，反射膜132再镀设于偏光膜131上，反射膜132较偏光膜131靠近球面镜10。

当显示模块110产生显示影像1101，即影像输出端111输出显示影像1101，而显示显像1101显示相关行车信息，例如：车速、油量、左右转提示、地图等信息。请一并参阅图7，其为本发明的第四实施例的光学成像装置的使用状态图；如图所示，显示影像1101先传递至偏光镜12，偏光镜12让显示影像1101通过，使显示影像1101可再传递至球面镜10，显示影像1101透过球面镜10产生正立且放大并等效位于远方的显示影像1101’(虚像)，同时放大并等效位于远方的显示影像1101’传递至偏光镜12，并穿过偏光镜12，且传送至挡风玻璃22的反射膜132，最后反射膜132反射放大并等效位于远方的显示影像1101’至坐在汽车2的驾驶座24的使用者3的双眼，因此使用者3往挡风玻璃22方向观看可看到球面镜10所产生的正立的放大并等效位于远处的显示影像1101’。其中挡风玻璃22上的反射膜132可由一暗色膜或其它光学镀膜替代，以让光学成像装置1所产生的放大并等效位于远处的显示影像1101'投射至反射膜132、暗色膜或光学镀膜上，让使用者3可透过反射膜132、暗色膜或光学镀膜清楚地观看到光学成像装置1所产生的放大并等效位于远处的显示影像1101'。

然本实施例的光学成像装置1除了可达到上述实施例的光学成像装置1的功效，另与上述实施例的光学成像装置1的不同的功效在于，本实施例的光学成像装置1可阻挡汽车2的外部的太阳光透过挡风玻璃22及球面镜10于显示模块11的周围产生光点，而影响显示影像1101的显示质量，因汽车2的外部的太阳光从挡风玻璃22穿入至偏光镜12时，太阳光先穿过设置于挡风玻璃22的偏光膜132，偏光膜132改变太阳光往单一偏振方向偏振，然偏光镜12的偏光轴与偏光膜132的偏光轴相互垂直，因此经偏光膜132的太阳光无法穿过偏光镜12，因此太阳光无法透过球面镜10传递至显示模块11，即达到上述的功效，其中汽车2的外部的太阳光指与球面镜10传递显示影像1101’至挡风玻璃22的传递路径几***行的太阳光。除上述的外，本实施例的光学成像装置1于汽车2制造过程中一起装设，当然下述实施例也说明光学成像装置1可于汽车2完成制造后装设。

请参阅图8，其为本发明的第五实施例的光学成像装置的示意图；如图所示，本实施例的光学成像装置1的球面镜10及偏光镜12设置于一壳体15，壳体15具有一开口151及一容置空间152，球面镜10设置于容置空间152内，为凹面的球面镜10朝向开口151，偏光镜12设置于壳体15的开口151，并位于球面镜10的上方。然将装载球面镜10及偏光镜12的壳体15设置于汽车2的仪表板座21与挡风玻璃22之间的车体23的表面，使球面镜10位于显示模块11所产生的显示影像的传递路径上，同时朝向挡风玻璃22，以传递透过球面镜10所产生的放大并等效位于远方的显示影像至挡风玻璃22。

然本实施例的光学膜13与上述实施例的光学膜13不同在于，本实施例的光学膜13非镀设于整个挡风玻璃22上，而是镀设或贴附于局部的挡风玻璃22上，然光学膜13的偏光膜131直接接触挡风玻璃22，反射膜132设置于偏光膜131，光学膜13位于球面镜10所产生的显示影像透过偏光镜12传递至挡风玻璃22的路径上。本实施例的光学成像装置1可达到与上述实施例的光学成像装置1一样的功效，而本实施例的光学成像装置1可依据使用者的需求进行安装。

本发明的技术特征在于：

1.本发明的光学成像装置的结构简单，可降低其制造成本，而且光学成像装置的球面镜可选择隐藏于汽车的车体内，并不影响汽车的内装的质感。

2.本发明的光学成像装置的显示模块所产生的显示影像可先经光学处理，使显示模块经球面镜所产生的放大并等效位于远处的显示影像较不容易失真。

3.本发明的光学成像装置的显示模块可整合至少一个行车辅助单元，增加本发明的光学成像装置的功能。

4.本发明的光学成像装置透过贴附于挡风玻璃的偏光膜改变汽车的外部太阳光进入汽车内的方向，而无法进入位于球面镜的上方的偏光镜，因此太阳光无法沿着显示模块的显示影像的传递路径传递至显示模块，如此显示模块的周围不会产生光点，而影响显示模块的显示影像的质量。

5.本发明的光学成像装置可于汽车制造时一并制造，也可于汽车完成制造后设置。

上文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 (10)

1.一种光学成像装置，其特征在于，其包含：

一显示模块，其设置于一汽车的一车体内，并位于该汽车的一挡风玻璃的上缘，且具有一影像输出端，该影像输出端输出一显示影像；以及

一球面镜，其设置于该汽车的一仪表板座与该挡风玻璃之间的该车体，并位于该显示影像的传递路径上，为凹面的该球面镜的表面朝向该挡风玻璃；

其中该显示模块位于该球面镜的焦距内。

2.如权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，其中该球面镜更设置于该汽车的该仪表板座与该挡风玻璃之间的该车体的一凹槽内。

3.如权利要求2所述的光学成像装置，其特征在于，更包含：

一反射膜，其设置于该挡风玻璃，为凹面的该球面镜的表面朝向该反射膜。

4.如权利要求2所述的光学成像装置，其特征在于，更包含：

一偏光镜，其设置于该凹槽的一开口；

一偏光膜，其设置于该挡风玻璃；以及

一反射膜，其设置于该偏光膜，并较该偏光膜靠近该球面镜，为凹面的该球面镜的表面朝向该反射膜；

其中该偏光镜的偏光轴与该偏光膜的偏光轴相互垂直。

5.如权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，更包含：

一壳体，其具有一开口及一容置空间，该球面镜设置于该容置空间内。

6.如权利要求5所述的光学成像装置，其特征在于，更包含：

一反射膜，其设置于该挡风玻璃，为凹面的该球面镜的表面朝向该反射膜。

7.如权利要求5所述的光学成像装置，其特征在于，更包含：

一偏光镜，其设置于该壳体的该开口；

一偏光膜，其设置于该挡风玻璃；以及

一反射膜，其设置于该偏光膜，并较该偏光膜靠近该球面镜，为凹面的该球面镜的表面朝向该反射膜；

其中该偏光镜的偏光轴与该偏光膜的偏光轴相互垂直。

8.如权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，其中该显示模块更包含：

一显示单元，其具有一显示区域，该显示区域朝向该球面镜。

9.如权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，其中该显示模块包含：

一壳体，其具有一开口；

一显示单元，其设置于该壳体内，并输出该显示影像；以及

一光学处理单元，其设置于该壳体内，并位于该显示影像的传递路径上。

10.如权利要求9所述的光学成像装置，其特征在于，其中该光学处理单元包含：

至少一反射镜，其设置于该壳体内，并位于该显示影像的传递路径上；以及

一凸透镜，其设置于该壳体的该开口，并位于经该至少一反射镜反射的该显示影像的传递路径上。