CN115113394A - 抬头显示*** - Google Patents

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CN115113394A CN202110310798.XA CN202110310798A CN115113394A CN 115113394 A CN115113394 A CN 115113394A CN 202110310798 A CN202110310798 A CN 202110310798A CN 115113394 A CN115113394 A CN 115113394A
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Abstract

本揭露提供一种抬头显示***，用于具有挡风玻璃的车辆。抬头显示***包括第一图像产生装置以及光学***。第一图像产生装置用以提供第一光。光学***用以反射第一光。在第一图像产生装置与光学***之间的第一距离大于在光学***与挡风玻璃之间的第二距离。

Description

抬头显示***
技术领域
本揭露涉及一种显示***，尤其涉及一种抬头显示***。
背景技术
抬头显示器与扩增实境(Augmented Reality，AR)技术结合时，有将显示信息成像在远处的需求，例如将显示信息成像在道路上，让驾驶者在不改变视线的情况下能同时看到显示信息以及道路状况。为了将显示信息成像在远处，需要增加抬头显示***的光路径长度。然而，车辆空间有限，抬头显示器只能设置在有限的空间内。此外，以多个反射光学元件来增加光路径长度，会造成体积、成本的增加。
发明内容
本揭露提供一种抬头显示***，其可满足将显示信息成像在远处的需求。
根据本揭露的一实施例，抬头显示***可用于具有挡风玻璃的车辆。抬头显示***包括第一图像产生装置以及光学***。第一图像产生装置用以提供第一光。光学***用以反射第一光。在第一图像产生装置与光学***之间的第一距离大于在光学***与挡风玻璃之间的第二距离。
根据本揭露的另一实施例，抬头显示***可用于具有挡风玻璃以及自所述挡风玻璃远离延伸的容置空间的车辆。抬头显示***包括第一图像产生装置以及光学***。第一图像产生装置用以提供第一光。光学***用以反射第一光。第一图像产生装置设置在容置空间中。
为让本揭露的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是根据本揭露的第一实施例的抬头显示***的局部剖面示意图；
图2是图1中第一图像产生装置的***示意图；
图3至图7分别是根据本揭露的第二实施例至第六实施例的抬头显示***的局部剖面示意图；
图8是第六实施例的抬头显示***的方块示意图；
图9至图12分别是根据本揭露的第七实施例至第十实施例的抬头显示***的局部俯视示意图；
图13及图14分别是根据本揭露的第十一实施例至第十二实施例的抬头显示***的局部剖面示意图。
具体实施方式
通过参考以下的详细描述并同时结合附图可以理解本揭露。须注意的是，为了使读者能容易了解及附图的简洁，本揭露中的多张附图只绘出电子装置/显示装置的一部分，且附图中的特定元件并非依照实际比例绘图。此外，图中各元件的数量及尺寸仅作为示意，并非用来限制本揭露的范围。举例来说，为了清楚起见，各膜层、区域或结构的相对尺寸、厚度及位置可能缩小或放大。
本揭露通篇说明书与后附的权利要求中会使用某些词汇来指称特定元件。本领域技术人员应理解，电子设备制造商可能会以不同的名称来指称相同的元件。本文并不意在区分那些功能相同但名称不同的元件。在下文说明书与权利要求中，“具有”与“包括”等词为开放式词语，因此其应被解释为“包括但不限定为…”之意。
本文中所提到的方向用语，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本揭露。应了解到，当元件或膜层被称为设置在另一个元件或膜层“上”或“连接”另一个元件或膜层时，所述元件或膜层可以直接在所述另一元件或膜层上或直接连接到所述另一元件或膜层，或者两者之间存在有***的元件或膜层(非直接情况)。相反地，当元件或膜层被称为“直接”在另一个元件或膜层“上”或“直接连接”另一个元件或膜层时，两者之间不存在有***的元件或膜层。
本文中所提到的术语“大约”、“等于”、“相等”、“相同”、“实质上”或“大致上”通常代表落在给定数值或范围的10％范围内，或代表落在给定数值或范围的5％、3％、2％、1％或0.5％范围内。此外，用语“给定范围为第一数值至第二数值”、“给定范围落在第一数值至第二数值的范围内”表示所述给定范围包含第一数值、第二数值以及它们之间的其它数值。
在本揭露一些实施例中，关于接合、连接的用语例如“连接”、“互连”等，除非特别定义，否则可指两个结构直接接触，或者亦可指两个结构并非直接接触，其中有其它结构设于此两个结构之间。关于接合、连接的用语亦可包括两个结构都可移动，或者两个结构都固定的情况。此外，用语“电性连接”、“耦接”包含任何直接及间接的电性连接手段。
在下述实施例中，相同或相似的元件将采用相同或相似的标号，且将省略其赘述。此外，不同实施例中的特征只要不违背发明精神或相冲突，均可任意混合搭配使用，且依本说明书或权利要求所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本揭露涵盖的范围内。另外，本说明书或权利要求中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名不同的元件或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限，也并非用以限定元件的制造顺序或设置顺序。
图1是根据本揭露的第一实施例的抬头显示***的局部剖面示意图。图2是图1中第一图像产生装置的***示意图。图3至图7分别是根据本揭露的第二实施例至第六实施例的抬头显示***的局部剖面示意图。图8是第六实施例的抬头显示***的方块示意图。图9至图12分别是根据本揭露的第七实施例至第十实施例的抬头显示***的局部俯视示意图。图13及图14分别是根据本揭露的第十一实施例至第十二实施例的抬头显示***的局部剖面示意图。
在本揭露的实施例中，抬头显示***可用于具有挡风玻璃以及自挡风玻璃远离延伸的容置空间的车辆。车辆的种类不加以限制。就动力来说，车辆可以是油车(如汽油车或柴油车)、油电混合车或电动车，但不以此为限。电动车可具有较油车以及油电混合车更多的容置空间。就外观或功能来说，车辆可以是轿车、休旅车、跑车、货车、公车、军车、赛车、特种车、工程车或露营车，但不以此为限。
抬头显示***可用以将带有显示信息的光投射至挡风玻璃上，光经由挡风玻璃的反射而传递至驾驶者的眼中，让驾驶者在其前面看到对应显示信息的放大虚像。在图1、图3至图7、图9至图14中，为了显示抬头显示***、车辆2以及驾驶者3的相对关系，除了示出车辆2的挡风玻璃20以及容置空间21之外，还示意性示出车辆2的一个或多个物件，如车头灯22、前轮23、仪表板24、方向盘25、座位26以及后轮27等。但应理解，车辆2的种类、外观、内装(包括车辆内的物件)等可根据需求改变，而不以附图所示的为限。
请参照图1，抬头显示***1可包括第一图像产生装置10以及光学***11，但不以此为限。抬头显示***1可根据需求而增加或减少一个或多个元件。
第一图像产生装置10用以提供第一光L1。举例来说，第一图像产生装置10可包括液晶显示器(liquid crystal)、发光二极管显示器(light emitting diode，LED)、荧光显示器(fluorescence)、磷光显示器(phosphor)、数字化光处理(Digital LightProcessing，DLP)投影机、硅基液晶(Liquid Crystal On Silicon，LCoS)显示器、激光扫描***或前述的任意排列组合，但不以此为限。液晶显示器可包括薄膜电晶体显示器，但不以此为限。数字化光处理投影机可包括数字微镜显示器(Digital Micromirror Device，DMD)，但不以此为限。发光二极管可例如包括有机发光二极管(organic light emittingdiode，OLED)、无机发光二极管(inorganic light-emitting diode)、次毫米发光二极管(mini LED)、微发光二极管(micro LED)或量子点(quantum dot，QD)发光二极管(QLED、QDLED)或其他适合的材料或上述的任意排列组合，但不以此为限。此外，图像产生装置的外型可为矩形、圆形、多边形、具有弯曲边缘的形状或其他适合的形状。
请参照图2，在一些实施例中，第一图像产生装置10可包括光源100、第一光调制器101、显示面板102以及第二光调制器102，但不以此为限。第一图像产生装置10可根据需求而增加或减少一个或多个元件。
光源100可用以提供照明光L0，且光源100的种类不加以限制。举例来说，光源100可包括直下式光源或侧边入光式光源，但不以此为限。在一些实施例中，虽然图未示出，光源100可包括电路板、发光元件以及散热器(heat sink)，但不以此为限。光源100可根据需求而增加或减少一个或多个元件。发光元件可包括发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，发光二极管可例如包括次毫米发光二极管(mini LED)或微发光二极管(micro LED)，但不以此为限。
第一光调制器101设置在来自光源100的照明光L0的传递路径上且位于光源100以及显示面板102之间。举例来说，传递路径可为光源100、第一光调制器与显示面板102沿着一方向D设置，光源100朝向显示面板102发出一道照明光L0，也就是说，照明光L0实质上沿着方向D前进。值得注意的是，上述照明光L0示意为部分的光路径，只要符合传递路径的光线都可属于本案所指的光线的范畴。
第一光调制器101设置在照明光L0朝向显示面板102前进的路径上，藉此第一光调制器101可用以对照明光L0的光学参数(如均匀性、准直性等)进行调制。照明光L0通过第一光调制器101形成中继调制光L1’，使得中继调制光L1’可具有比照明光L0更好的均匀性或准直性等，但不以此为限。举例来说，第一光调制器101可包括一个或多个中继光学元件(relay optical element)，如一个或多个准直器、一个或多个透镜一个或多个棱镜、一个或多个扩散片和/或一个或多个聚光元件，但不以此为限。在本文中，第一光调制器101泛指实质上维持光的传递方向的光学元件。
举例来说，从光源100发出的照明光L0在通过中继光学元件之前实质上沿方向D传递，而照明光L0在通过中继光学元件之后形成中继调制光L1’，其中，中继调制光L1’仍维持朝方向D传递，即通过中继光学元件之前的照明光L0以及通过中继光学元件之后的中继调制光L1’维持实质上一致的光传递方向。在一些实施例中，虽然图未示出，第一光调制器101可包括从光源100到显示面板102依序排列的聚光透镜以及扩散片，但不以此为限。第一光调制器101可根据需求而增加或减少一个或多个元件。
显示面板102设置在来自第一光调制器101的中继调制光L1’的传递路径上且位于第一光调制器101以及第二光调制器103之间。显示面板102可用以将中继调制光L1’转换成带有显示信息(包括色彩和/或灰阶)的图像光L1”。举例来说，显示面板102可包括非自发光显示面板，如液晶显示面板，但不以此为限。在一些实施例中，虽然图未示出，显示面板102，显示面板102可包括从第一光调制器101到第二光调制器102依序排列的下偏光片、工作面板以及上偏光片，其中工作面板可例如包括阵列基板(如TFT基板)、液晶层跟彩色滤光(color filter，CF)基板，或者，工作面板可例如包括彩色滤光阵列(color filter onarray，COA)基板与液晶层，但不以此为限。显示面板102可根据需求而增加或减少一个或多个元件。
第二光调制器103设置在来自显示面板102的图像光L1”的传递路径上且可用以对图像光L1”的光学参数(如均匀性、准直性等)进行调制，以形成第一光L1。举例来说，第二光调制器103可包括一个或多个中继光学元件，如一个或多个准直器、一个或多个棱镜片和/或一个或多个分光元件，但不以此为限。在一些实施例中，虽然图未示出，第二光调制器103可包括依序排列的凸透镜、凹透镜、聚光透镜、棱镜片、扩散片以及分光元件，但不以此为限。第二光调制器103可根据需求而增加或减少一个或多个元件。在一些实施例，可以选择性的省略第二光调制器103，但不以此为限。换句话说，图像光L1”以及第一光L1同为带有显示信息(包括色彩和/或灰阶)的图像光，其中，照明光L0以及中继调制光L1’为未带有显示信息的照明光。在一些实施例中，图像光L1”通过第二光调制器103形成第一光L1，使得第一光L1可具有比图像光L1”更好的均匀性或准直性等，但不以此为限。
请参照图1，第一图像产生装置10设置在车辆2中。在一些实施例中，第一图像产生装置10可设置在自挡风玻璃20远离延伸的容置空间21中。在本文中，挡风玻璃20前面也就是驾驶者于车辆内通过挡风玻璃20观赏的方向；位于挡风玻璃20前方，且与挡风玻璃20之间有最大距离的位置即为车头C1；相对于车头C1，与挡风玻璃20之间有最大距离的位置即为车尾C2，车头C1与车尾C2的连线方向称作前后方DY。在本实施例中，车头C1与挡风玻璃20之间的空间即为容置空间21；车尾C2与挡风玻璃20之间的空间即为容置空间21’。
此外，座位26朝车顶C3的方向称作上方，座位26朝车底C4的方向称作下方，车顶C3与车底C4的连线方向称作上下方DZ。另外，驾驶者两侧车门的连线方向称作DX方向(参照图9至图12)。其中，上下方DZ的连线方向、前后方DY的连线方向与DX方向互相垂直。在一些实施例中，第一图像产生装置10可设置邻近车头C1的位置，详细而言，第一图像产生装置10设置在车头灯22与前轮23之间，但不以此为限。
在其他实施例中，第一图像产生装置10可设置在车尾C2或其他任何合适的位置。本文所指远离即表示对于一元件之间的距离越来越大。
光学***11可用以反射第一光L1。具体地，光学***11可设计为改变第一光L1的传递方向，使第一光L1投射至挡风玻璃20上并被挡风玻璃20反射至驾驶者3的眼中。
以图1为例，来自第一图像产生装置10的第一光L1例如朝车尾方向传递，光学***11可设计为通过至少一次反射，或者通过至少一次反射以及至少一次折射，而改变第一光L1的传递方向，使第一光L1朝挡风玻璃20传递。举例来说，光学***11可包括一个或多个反射元件。其中反射元件可例如为平面镜、曲面镜、非球面镜或分光镜，但不以此为限。在一些实施例中，如图1所示，光学***11可包括反射元件110以及反射元件111，但不以此为限。光学***11可根据需求而增加或减少一个或多个元件。
反射元件110设置在来自第一图像产生装置10的第一光L1的传递路径上且位于第一图像产生装置10以及反射元件111之间。举例来说，反射元件110可为平面镜，但不以此为限。
反射元件111设置在被反射元件110反射的第一光L1的传递路径上且位于反射元件110以及挡风玻璃20之间。举例来说，反射元件111可为曲面镜，但不以此为限。
在图1的架构下，来自第一图像产生装置10的第一光L1依序经由反射元件110、反射元件111以及挡风玻璃20的反射而传递至驾驶者3的眼中，让驾驶者3在其前面方看到对应显示信息的放大虚像IM1。也就是说，显示信息的放大虚像IM1可成像于挡风玻璃20前面道路上或者挡风玻璃20前面的容置空间21上，可例如是挡风玻璃20前面的车壳上、或者引擎盖上，但不以此为限。车辆行进的状况下，使驾驶者3可通过挡风玻璃20看到对应显示信息的放大虚像IM1，并同时可以看到车辆外的路况。在一些实施例中，可通过增加在第一图像产生装置10与光学***11之间的第一距离D1来增加虚像距离，如距离DIM1。在此设计下，在第一图像产生装置10与光学***11之间的第一距离D1例如大于在光学***11与挡风玻璃20之间的第二距离D2。第一距离D1可例如是在剖视下第一图像产生装置10的最后出光面(如上偏光片的外表面)至光学***11的入光处的光学元件(如图1的反射元件110)的距离。第二距离D2可例如是在剖视下光学***11的出光处的光学元件(如图1的反射元件111)至挡风玻璃20的距离。依据产品状况可选择合适的测量方式，但不以此为限。
举例来说，在实际测量第一距离D1和/或第二距离D2时，可从第一图像产生装置10输出图像图案，并利用其他物件来确定图像位置和/或图像的中心点。第一距离D1定义为第一图像产生装置10的最后出光面(如上偏光片的外表面)上的图像图案的中心点至光学***11的入光处的光学元件(如图1的反射元件110)上的图像图案的中心点的最小连线距离。举例来说，可将一张白纸设置在第一图像产生装置10的最后出光面上，且将另一张白纸设置在光学***11的入光处的光学元件(如图1的反射元件110)上，当第一图像产生装置10输出矩形图像图案时，设置在覆盖于第一图像产生装置10的白纸可得一矩形图像图案，且设置在覆盖于反射元件110上白纸亦可得另一矩形图像图案，取第一图像产生装置10上白纸的矩形图像图案中心点至反射元件110上白纸的矩形图像图案中心点的最小连线距离即为第一距离D1。同理，第二距离D2定义为光学***11的出光处的光学元件(如图1的反射元件111)上的矩形图像图案的中心点至挡风玻璃20上的矩形图像图案的中心点的距离。在本实施例中，图像图案可为矩形图案或其他不规则形状，但不以为限，而图像图案的中心点可为围出图像图案的最大四边形的中心点。
考量到车辆2行进间可能晃动而造成光学元件的位移，导致放大虚像IM1的位置跟着偏移。在一些实施例中，可通过几何光学透镜成像原理，设计合理的第一距离D1与第二距离D2比值，可例如第一距离D1与第二距离D2的比值大于或等于1且小于或等于20，即1≦D1/D2≦20，让驾驶者较不易感受到成像位置的变化，例如在第一图像产生装置10与光学***11之间产生1毫米(mm)的位移下，成像焦距变化仍可维持在10公尺(m)以内。在本揭露实施例中，可使用光学显微镜(optical microscopy，OM)、椭圆测厚仪、红外线测距仪或其它合适的方式测量各元件的宽度、厚度、高度或面积、或元件之间的距离或间距。详细而言，根据一些实施例，可使用红外线测距仪测量各元件的宽度、厚度、高度或面积、或元件之间的距离或间距。
请参照图3，抬头显示***1A与图1的抬头显示***1的主要差异说明如下。在抬头显示***1A中，光学***11A还包括反射元件112。反射元件112设置在被反射元件110反射的第一光L1的传递路径上且位于反射元件110以及反射元件111之间。反射元件112可包括平面镜、曲面镜或分光镜，但不以此为限。在图3中，反射元件112例如为平面镜，但不以此为限。
请参照图4，抬头显示***1B与图1的抬头显示***1的主要差异说明如下。抬头显示***1B还包括第二图像产生装置12。第二图像产生装置12用以向光学***11提供第二光L2。举例来说，第二图像产生装置12可包括液晶显示器、数字化光处理投影机、硅基液晶显示器或激光扫描***，但不以此为限。第二图像产生装置12所包括的元件以及元件间的相对关系可参照第一图像产生装置10的描述，于此不再重述。
第二图像产生装置12设置在车辆2中。在一些实施例中，第二图像产生装置12也可设置在自挡风玻璃20远离延伸的容置空间21中。在一些实施例中，第二图像产生装置12也可设置在邻近车头的位置，例如设置在车头灯22与前轮23之间，其中第二图像产生装置12与第一图像产生装置10设置在不同位置，例如在上下方DZ上第二图像产生装置12与第一图像产生装置10部分重叠，但不以此为限。在其他实施例中，第二图像产生装置12可设置在车底、车后或其他任何合适的位置。
在一些实施例中，如图4所示，第二图像产生装置12的第二光L2也可通过光学***11中的反射元件110以及反射元件111传递至挡风玻璃20，传递至挡风玻璃20的第二光L2经由挡风玻璃20的反射传递至驾驶者3的眼中，让驾驶者3在其前面看到对应显示信息的放大虚像IM2。由于光学***11可以不用额外设置用于将第二图像产生装置12的第二光L2传递至挡风玻璃20的光学元件，因此可节省车辆2中用来容置光学***11的空间。然而，在其他未示出的实施例中，第二图像产生装置12的第二光L2以及第一图像产生装置10的第一光L1也可通过光学***11中不同的光学元件传递至挡风玻璃20。
在一些实施例中，也可通过增加在第二图像产生装置12与光学***11之间的第三距离D3来增加虚像距离，如距离DIM2。此外，还可使第三距离D3不同于第一距离D1，使放大虚像IM1以及放大虚像IM2具有不同景深。举例来说，在第二图像产生装置12与光学***11之间的第三距离D3可大于第二距离D2且小于第一距离D1。如此，放大虚像IM1可具有大于放大虚像IM2的景深。放大虚像IM1以及放大虚像IM2例如包括不同的显示信息。举例来说，放大虚像IM1可成像在道路上且显示地标或路名等信息，而放大虚像IM2可成像在放大虚像IM1以及驾驶者3之间(例如是挡风玻璃20前面的车壳上、或者引擎盖上)且显示车速、剩余油量或气温等信息，但不以此为限。或者，第二图像产生装置12可邻近第一图像产生装置11设置，使得放大虚像IM2与放大虚像IM1具有相同景深，但不以此为限。
在其他实施例中，光学***11可替换成图3的光学***11A。或者，光学***11可根据需求而增加或减少一个或多个元件。
请参照图5，抬头显示***1C与图4的抬头显示***1B的主要差异说明如下。在抬头显示***1C中，第二图像产生装置12例如设置在前轮23以及仪表板24之间。本揭露所指“之间”可例如在同一视角下，至少部分的A元件设置在元件B与元件C间，其中元件A、元件B与元件C并不限制于同一连线上。然而，第二图像产生装置12在车辆2中的位置可根据需求改变，而不以附图所显示的为限。
请参照图6，抬头显示***1D与图1的抬头显示***1的主要差异说明如下。抬头显示***1D还包括导光结构13，其中第一光L1经由导光结构13而从第一图像产生装置10到达光学***11。举例来说，导光结构13可用以减少杂散光的干扰，例如可减少来自外部的环境光干扰，或者可用以遮蔽灰尘以减少因灰尘将光散射所造成的光损耗。在一些实施例中，导光结构13可包括光纤或者由遮光材料(如吸光材料或反光材料)制成的中空管、中空盒，或是抬头显示器光学***的外壳(未绘于图中)的延伸部分。图6示出第一图像产生装置10设置在导光结构13中，且从第一图像产生装置10传递至光学***11的反射元件110的第一光L1的传递路径的一部分位于导光结构13中。
在其他未示出的实施例中，光学***11可替换成图3的光学***11A。或者，光学***11可根据需求而增加或减少一个或多个元件。虽然未示出，抬头显示***1D也可进一步包括图4或图5的第二图像产生装置12和/或包括第二图像产生装置12以及第二光L2的传递路径的一部分的另一个导光结构。或者第一图像产生装置10以及第二图像产生装置12可共同设置在导光结构13中。
请参照图7，抬头显示***1E与图1的抬头显示***1的主要差异说明如下。抬头显示***1E还包括外部感测器14以及内部感测器15。外部感测器14设置在车辆2的外部。举例来说，外部感测器14可设置于车头灯22上，也就是说，外部感测器14可直接接触车头灯22设置，以检测外部信息，如道路信息或外部光强度等，但不以此为限。外部感测器14可包括红外光相机，但不以此为限。在一些实施例(未示出)，外部感测器14可不直接接触车头灯22设置，例如外部感测器14可设置在相邻两车头灯22之间，但不以此为限。内部感测器15设置在车辆2的内部。举例来说，内部感测器15可设置于仪表板24上，也就是说，内部感测器15可直接接触仪表板24设置，以感测驾驶者3的信息，如视线或眼睛高度等，但不以此为限。在一些实施例(未示出)，内部感测器15可不直接接触仪表板24设置，例如内部感测器15可设置在挡风玻璃20上，但不以此为限。
请参照图8，抬头显示***1E还可包括处理器16。处理器16电耦接于第一图像产生装置10、外部感测器14以及内部感测器15，且处理器16可根据外部感测器14以及内部感测器15所接收的信息，来控制第一图像产生装置10。举例来说，处理器16可接收外部感测器14所感测到的道路信息或外部光强度等信息和/或内部感测器15所感测到的驾驶者3的视线或眼睛高度等信息，第一图像产生装置10可根据处理器16的信息，进而调整放大虚像IM1的亮度或位置。
在其他未示出的实施例中，光学***11可替换成图3的光学***11A。或者，光学***11可根据需求而增加或减少一个或多个元件。虽然未示出，抬头显示***1E也可进一步包括图4或图5的第二图像产生装置12和/或图6所示的一个或多个导光结构13。
在一些实施例中，当从车顶往车底观看，如图9所示，第一图像产生装置10可设置在车辆2的容置空间21中且邻近车头灯22，且光学***11B可设置在挡风玻璃20的下方。光学***11B可包括反射元件R1，反射元件R1可包括平面镜、曲面镜或分光镜，但不以此为限。应理解，第一图像产生装置10以及光学***11在车辆2中的位置或是光学***11B中反射元件的数量可根据需求改变。如图10所示，第一图像产生装置10也可设置在车辆2的容置空间21中且邻近车头灯22’设置，其中车头灯22与驾驶者之间的最小距离小于车头灯22’与驾驶者之间的最小距离。
另外，在一些实施例中，光学***可进一步包括设置在容置空间21中的反射元件R2。如图11所示，光学***11C可包括设置在挡风玻璃20下方的反射元件R1以及设置在容置空间21中的反射元件R2。反射元件R2可包括平面镜、曲面镜或分光镜，但不以此为限。在图11中，反射元件R2以及第一图像产生装置10皆邻近车头设置，且反射元件R2以及第一图像产生装置10例如沿着DX方向上排列，也就是说，反射元件R2以及第一图像产生装置10的其中一者邻近车头灯22设置时，另一者可邻近车头灯22’设置。然而，第一图像产生装置10以及反射元件R2的相对关系可根据需求改变。如图12所示，第一图像产生装置10可位于反射元件R2与挡风玻璃20之间。
请参照图13，抬头显示***1F与图1的抬头显示***1的主要差异说明如下。在抬头显示***1F中，第一图像产生装置10例如设置在下方，例如第一图像产生装置10设置在座位26与车底之间，但不以此为限。此外，光学***11F还包括反射元件112以及反射元件113。反射元件112设置在被反射元件110反射的第一光L1的传递路径上且位于反射元件110以及反射元件113之间。反射元件113设置在被反射元件112反射的第一光L1的传递路径上且位于反射元件112以及反射元件111之间。反射元件112或反射元件113可包括平面镜、曲面镜或分光镜，但不以此为限。在图3中，反射元件112以及反射元件113例如为平面镜，但不以此为限。
在其他未示出的实施例中，光学***11F可根据需求而增加或减少一个或多个元件。虽然未示出，抬头显示***1F也可进一步包括图4或图5的第二图像产生装置12和/或图6所示的一个或多个导光结构13。
请参照图14，抬头显示***1G与图13的抬头显示***1F的主要差异说明如下。在抬头显示***1G中，第一图像产生装置10例如设置在邻近车尾的位置，例如第一图像产生装置10可设置在后轮27与车尾之间，但不以此为限。此外，反射元件110例如设置在座位26的下方。然而，第一图像产生装置10以及光学***11F中各反射元件的位置可根据需求改变，而不以附图所显示的为限。
综上所述，在本揭露的实施例中，可通过增加在第一图像产生装置与光学***之间的第一距离来增加虚像距离，藉此满足将显示信息成像在远处的需求。在一些实施例中，可通过第二图像产生装置的设置，来提供具有不同景深的虚像。在一些实施例中，可通过导光结构的设置，以减少内部或外部杂散光的干扰，或者遮蔽灰尘以减少因灰尘将光散射所造成的光损耗。
以上各实施例仅用以说明本揭露的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本揭露进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本揭露各实施例技术方案的范围。
虽然本揭露的实施例及其优点已揭露如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作更改、替代与润饰，且各实施例间的特征可任意互相混合替换而成其他新实施例。此外，本揭露的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中技术人员可从本揭露揭示内容中理解现行或未来所发展出的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本揭露使用。因此，本揭露的保护范围包括上述制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本揭露的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。本揭露的保护范围当视随附的权利要求所界定的为准。

Claims (9)

1.一种抬头显示***，用于具有挡风玻璃的车辆，其特征在于，所述抬头显示***包括：
第一图像产生装置，用以提供第一光；以及
光学***，用以反射所述第一光；
其中在所述第一图像产生装置与所述光学***之间的第一距离大于在所述光学***与所述挡风玻璃之间的第二距离。
2.根据权利要求1所述的抬头显示***，其特征在于，所述第一距离与所述第二距离的比值大于或等于1且小于或等于20。
3.根据权利要求1所述的抬头显示***，其特征在于，还包括：
第二图像产生装置，用以向所述光学***提供第二光；
其中在所述第二图像产生装置与所述光学***之间的第三距离大于所述第二距离且小于所述第一距离。
4.根据权利要求1所述的抬头显示***，其特征在于，还包括：
导光结构，其中所述第一光经由所述导光结构而从所述第一图像产生装置到达所述光学***。
5.根据权利要求1所述的抬头显示***，其特征在于，所述车辆具有容置空间，且所述容置空间自所述挡风玻璃远离延伸。
6.根据权利要求5所述的抬头显示***，其特征在于，所述第一图像产生装置设置在所述容置空间中。
7.一种抬头显示***，用于具有挡风玻璃以及自所述挡风玻璃远离延伸的容置空间的车辆，其特征在于，所述抬头显示***包括：
第一图像产生装置，用以提供第一光；以及
光学***，用以反射所述第一光；
其中所述第一图像产生装置设置在所述容置空间中。
8.根据权利要求7所述的抬头显示***，其特征在于，在所述第一图像产生装置与所述光学***之间的第一距离大于在所述光学***与所述挡风玻璃之间的第二距离，且所述第一距离与所述第二距离的比值大于或等于1且小于或等于20。
9.根据权利要求7所述的抬头显示***，其特征在于，所述容置空间设置在所述挡风玻璃的前面。
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Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010167830A (ja) * 2009-01-20 2010-08-05 Honda Motor Co Ltd 車両用ヘッドアップディスプレイ装置
US20120188652A1 (en) * 2011-01-26 2012-07-26 V & I Co., Ltd., A Korean Optical System for Use in a Vehicle Head-Up Display
JP2015048007A (ja) * 2013-09-03 2015-03-16 株式会社デンソー 情報表示装置
CN105445936A (zh) * 2014-09-23 2016-03-30 矽创电子股份有限公司 光学成像装置
US20160195727A1 (en) * 2014-04-14 2016-07-07 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Head-up display, and vehicle equipped with head-up display
CN106461945A (zh) * 2014-05-30 2017-02-22 Lg 伊诺特有限公司 平视显示装置
US20170146803A1 (en) * 2014-06-13 2017-05-25 Mitsubishi Electric Corporation Virtual image display device
DE102016211823A1 (de) * 2016-06-30 2018-01-04 Robert Bosch Gmbh Umlenkeinheit zum Umlenken von Licht an einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs, Windschutzscheibe, Head-up-Display-System und Sensorsystem
TWI622504B (zh) * 2016-12-27 2018-05-01 E Lead Electronic Co Ltd Multiple display head up display device
KR20190020900A (ko) * 2017-08-22 2019-03-05 주식회사 세코닉스 헤드업 디스플레이 장치 및 방법
TW201910862A (zh) * 2017-08-16 2019-03-16 創智車電股份有限公司 使用普通風擋之顯示裝置及其車用抬頭顯示系統
WO2019130948A1 (ja) * 2017-12-27 2019-07-04 マクセル株式会社 情報表示装置
CN112444976A (zh) * 2019-09-02 2021-03-05 未来（北京）黑科技有限公司 一种抬头显示设备、成像***和车辆
CN112444978A (zh) * 2019-09-02 2021-03-05 未来（北京）黑科技有限公司 一种抬头显示设备、成像***和车辆

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10036570B4 (de) * 2000-07-27 2004-07-15 Robert Bosch Gmbh Anzeigevorrichtung
JP5145710B2 (ja) * 2006-12-18 2013-02-20 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
US20160109714A1 (en) * 2012-08-14 2016-04-21 National Tsing Hua University Head-Up Display Device
JP6373323B2 (ja) * 2016-09-30 2018-08-15 本田技研工業株式会社 移動体制御装置、及び移動体
JP6729631B2 (ja) * 2017-08-08 2020-07-22 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010167830A (ja) * 2009-01-20 2010-08-05 Honda Motor Co Ltd 車両用ヘッドアップディスプレイ装置
US20120188652A1 (en) * 2011-01-26 2012-07-26 V & I Co., Ltd., A Korean Optical System for Use in a Vehicle Head-Up Display
JP2015048007A (ja) * 2013-09-03 2015-03-16 株式会社デンソー 情報表示装置
US20160195727A1 (en) * 2014-04-14 2016-07-07 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Head-up display, and vehicle equipped with head-up display
CN106461945A (zh) * 2014-05-30 2017-02-22 Lg 伊诺特有限公司 平视显示装置
US20170146803A1 (en) * 2014-06-13 2017-05-25 Mitsubishi Electric Corporation Virtual image display device
CN105445936A (zh) * 2014-09-23 2016-03-30 矽创电子股份有限公司 光学成像装置
DE102016211823A1 (de) * 2016-06-30 2018-01-04 Robert Bosch Gmbh Umlenkeinheit zum Umlenken von Licht an einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs, Windschutzscheibe, Head-up-Display-System und Sensorsystem
TWI622504B (zh) * 2016-12-27 2018-05-01 E Lead Electronic Co Ltd Multiple display head up display device
TW201910862A (zh) * 2017-08-16 2019-03-16 創智車電股份有限公司 使用普通風擋之顯示裝置及其車用抬頭顯示系統
KR20190020900A (ko) * 2017-08-22 2019-03-05 주식회사 세코닉스 헤드업 디스플레이 장치 및 방법
WO2019130948A1 (ja) * 2017-12-27 2019-07-04 マクセル株式会社 情報表示装置
CN112444976A (zh) * 2019-09-02 2021-03-05 未来（北京）黑科技有限公司 一种抬头显示设备、成像***和车辆
CN112444978A (zh) * 2019-09-02 2021-03-05 未来（北京）黑科技有限公司 一种抬头显示设备、成像***和车辆

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EP4063938A1 (en) 2022-09-28
US20220308346A1 (en) 2022-09-29

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