TWM550407U - 抬頭顯示裝置的可調式反射器及包含其的抬頭顯示裝置 - Google Patents
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Description
本創作係相關於一種抬頭顯示裝置的可調式反射器，尤指一種可簡化結構及提高影像穩定度的抬頭顯示裝置的可調式反射器。
請參考第1圖，第1圖是習知抬頭顯示裝置的示意圖。一般而言，習知抬頭顯示裝置100包含一影像源110、一透鏡120、一反射鏡130以及一疊像單元140。影像源110產生的光束L經透鏡120折射後會再被反射鏡130反射至疊像單元140。反射至疊像單元140的光束L會形成一虛像以對駕駛者提供相關訊息，例如車速訊息、時間訊息及導航訊息等。由於不同駕駛者具有不同的身高及乘坐位置，為了讓駕駛者能容易看到抬頭顯示裝置顯示的訊息，反射鏡130的反射角度可以被調整以將光束L反射至疊像單元140上的適當位置。舉例來說，當駕駛者的身高較矮時，抬頭顯示裝置100可以轉動反射鏡130，進而將光束L反射至疊像單元上的位置從第一位置P1移動至較低的第二位置P2。
在習知抬頭顯示裝置100中，反射鏡130是固定於一轉動軸150上，而轉動軸150是被一馬達驅動而轉動，以進一步調整反射鏡130的反射角度。然而，馬達需利用複雜的齒輪減速機構來驅動轉動軸150以準確地控制反射鏡130的反射角度。因此習知抬頭顯示裝置100具有較複雜的結構。再者，反射鏡130只固定於轉動軸150上而沒有被其他元件支撐，因此反射鏡130容易因震動而偏擺，進而影響抬頭顯示裝置100的影像穩定度。
本創作提供一種抬頭顯示裝置的可調式反射器，包含一底座，一支撐架，一控制模組，一樞接件，一調整架以及一反射元件。該支撐架具有相對之一第一端及一第二端，該支撐架之第一端固定於該底座。該控制模組包含一螺桿，以及一驅動單元連接於該螺桿，用以驅動該螺桿轉動。該樞接件設置於該螺桿上，用以回應該螺桿之轉動而沿該螺桿移動。該調整架具有相對之一第一端及一第二端，該調整架之第一端樞接於該樞接件，該調整架之第二端可相對該第一端轉動，該調整架之第一側以可滑動之方式連接於該支撐架之第二端。該反射元件設置於該調整架之第二側上，用以反射該抬頭顯示裝置的一影像源產生之光束至該抬頭顯示裝置的一疊像單元。
本創作另提供一種抬頭顯示裝置，包含一影像源，一疊像單元，以及至少一可調式反射器。該影像源用以產生光束。該疊像單元用以根據入射光束顯示影像。該可調式反射器包含一底座，一支撐架，一控制模組，一樞接件，一調整架以及一反射元件。該支撐架具有相對之一第一端及一第二端，該支撐架之第一端固定於該底座。該控制模組包含一螺桿，以及一驅動單元連接於該螺桿，用以驅動該螺桿轉動。該樞接件設置於該螺桿上，用以回應該螺桿之轉動而沿該螺桿移動。該調整架具有相對之一第一端及一第二端，該調整架之第一端樞接於該樞接件，該調整架之第二端可相對該第一端轉動，該調整架之第一側以可滑動之方式連接於該支撐架之第二端。該反射元件設置於該調整架之第二側上，用以反射該影像源產生之光束至該疊像單元。
請同時參考第2圖及第3圖。第2圖是本創作可調式反射器的示意圖。第3圖是第2圖可調式反射器於另一視角的示意圖。如圖所示，本創作可調式反射器10包含一底座11、一支撐架12、一控制模組13、一樞接件16、一調整架17以及一反射元件18。支撐架12具有相對之一第一端12a及一第二端12b。支撐架12之第一端12a是固定於底座11。控制模組13包含一螺桿14以及一驅動單元15。驅動單元15(例如包含一馬達)是連接於螺桿14，用以驅動螺桿14轉動。樞接件16是設置於螺桿14上。當螺桿14被驅動單元15驅動而轉動時，樞接件16會回應螺桿14之轉動而沿螺桿14移動。調整架17具有相對之一第一端17a及一第二端17b。調整架17之第一端17a樞接於樞接件16，而調整架17之第二端17b可相對第一端17a轉動。另外，調整架17之第一側(例如調整架17之下側)上形成有一導引槽19，而支撐架12之第二端12b上形成有凸塊20設置於導引槽19內。換句話說，調整架17之第一側是以可滑動之方式連接於支撐架12之第二端12b。反射元件18是設置於調整架17之第二側(例如調整架17之上側)上。
依據上述配置，當驅動單元15驅動螺桿14轉動時，螺桿14會經由樞接件16帶動調整架17轉動以改變調整架17及底座11之間的夾角，並進一步改變反射元件18的反射角度。舉例來說，當驅動單元15驅動螺桿14轉動以使樞接件16沿第一方向A移動時，調整架17及底座11之間的夾角會增加；而當驅動單元15驅動螺桿14轉動以使樞接件16沿第二方向B移動時，調整架17及底座11之間的夾角會減少。本創作可調式反射器10可以藉由控制螺桿14的轉動圈數來決定樞接件16的位置，以進一步決定調整架17及底座11之間的夾角。因此本創作可調式反射器10不需要複雜的齒輪減速機構即可以準確地控制反射元件18的反射角度。另一方面，調整架17除了樞接於樞接件16外也連接於支撐架12。因此反射元件18較不容易因震動而偏擺。
在本實施例中，反射元件18是一平面鏡，但本創作不以此為限。在本創作可調式反射器的其他實施例中，反射元件18亦可以是一曲面鏡(例如凹面鏡)。本創作可調式反射器可以依據設計需求設置適當種類的反射元件。另外，第3圖中的導引槽19結構只是舉例，本創作不以此為限。在本創作可調式反射器的其他實施例中，導引槽可以具有不同的結構。再者，導引槽19的兩端可設置有阻擋結構，以避免支撐架12之第二端12b脫離導引槽19。
請參考第4圖。第4圖是本創作抬頭顯示裝置的第一實施例的示意圖。如第4圖所示，本創作抬頭顯示裝置200包含一影像源210、一透鏡220、一可調式反射器10以及一疊像單元240。影像源210用以根據相關駕駛訊息產生光束L，且光束之圖樣是對應於相關駕駛訊息，例如車速訊息、時間訊息及導航訊息等。透鏡220是設置於影像源210及可調式反射器10之間，用以折射影像源210產生之光束L。可調式反射器10是用以反射通過透鏡220後之光束至疊像單元240。在本實施例中，可調式反射器10的反射元件13是一平面鏡。當可調式反射器10將光束L反射至疊像單元240上後，光束L會於疊像單元240上形成一虛像以對駕駛者提供相關駕駛訊息，例如車速訊息、時間訊息及導航訊息等。疊像單元240上的虛像會疊加於駕駛者前方的景象，且不影響駕駛者的視線。另一方面，疊像單元240上可形成有複數個散射單元(例如凸出結構)用以散射光線，以進一步增加疊像單元240上的虛像的可視角度範圍。
另外，本創作抬頭顯示裝置200可另包含一重力感測器250，用以感測抬頭顯示裝置200和一水平面之間的夾角。控制模組13可另用以根據重力感測器250的感測結果調整調整架17及底座11之間的夾角。舉例來說，當車輛上坡時，駕駛者的視線會偏下，控制模組13可根據重力感測器250的感測結果調整調整架17及底座11之間的夾角，以使光束L反射至疊像單元240上的位置下移；而當車輛下坡時，駕駛者的視線會偏上，控制模組13可根據重力感測器250的感測結果調整調整架17及底座11之間的夾角，以使光束L反射至疊像單元240上的位置上移。
再者，本創作抬頭顯示裝置200可另包含一眼球追蹤感測器260，用以感測抬頭顯示裝置200和一使用者之間的相對位置。控制模組13可另用以根據眼球追蹤感測器260的感測結果調整調整架17及底座11之間的夾角。舉例來說，當駕駛者的身高較高時，控制模組13可根據眼球追蹤感測器260的感測結果調整調整架17及底座11之間的夾角，以使光束L反射至疊像單元240上的位置上移；而當駕駛者的身高較矮時，控制模組13可根據眼球追蹤感測器260的感測結果調整調整架17及底座11之間的夾角，以使光束L反射至疊像單元240上的位置下移。
另一方面，控制模組13可電連接至一車輛的速度計270，用以根據速度計270的感測結果調整調整架17及底座11之間的夾角。舉例來說，當車輛的速度較快時，駕駛者會注視遠處，因此駕駛者的視線會偏上，控制模組13可根據速度計270的感測結果調整調整架17及底座11之間的夾角，以使光束L反射至疊像單元240上的位置上移；而當車輛的速度較慢時，駕駛者會注視近處，因此駕駛者的視線會偏下，控制模組13可根據速度計270的感測結果調整調整架17及底座11之間的夾角，以使光束L反射至疊像單元240上的位置下移。
請參考第5圖，第5圖是本創作抬頭顯示裝置的第二實施例的示意圖。在第5圖的實施例中，抬頭顯示裝置300是利用曲面鏡230取代透鏡。曲面鏡230用以反射影像源210產生之光束L至反射元件18，反射元件18再將光束L反射至疊像單元240上以形成虛像。由於本創作抬頭顯示裝置的第二實施例的運作是相似於本創作抬頭顯示裝置的第一實施例的運作，因此不再加以說明。
請參考第6圖，第6圖是本創作抬頭顯示裝置的第三實施例的示意圖。在第6圖的實施例中，可調式反射器10的反射元件13是一凹面鏡。由於凹面鏡可以將影像源210產生之光束L直接反射至疊像單元240上以形成虛像，因此透鏡可以被省略。另外，凹面鏡13與影像源210之間的距離必須維持固定，因此影像源210是隨著調整架17轉動。舉例來說，影像源210可連接於調整架17以隨著調整架17轉動。
在第4圖至第6圖中，本創作抬頭顯示裝置的配置只是舉例說明，本創作不以此為限。在本創作其他實施例中，影像源210、透鏡220、曲面鏡230、可調式反射器10以及疊像單元240的安裝位置、安裝角度及數量可以依據設計需求而改變。舉例來說，可調式反射器10的底座11除了可以水平擺放外，可調式反射器10的底座11亦可以垂直或傾斜擺放。
相較於先前技術，本創作可調式反射器不需要複雜的齒輪減速機構即可以準確地控制反射元件的反射角度，因此本創作抬頭顯示裝置的結構可以被簡化。再者，相較於習知抬頭顯示裝置的反射鏡只固定於轉動軸上，本創作抬頭顯示裝置的調整架同時被樞接件及支撐架所固定。因此，本創作抬頭顯示裝置的調整架上的反射元件較不容易因震動而偏擺，進而提高本創作抬頭顯示裝置的影像穩定度。
10‧‧‧可調式反射器
11‧‧‧底座
12‧‧‧支撐架
12a‧‧‧支撐架第一端
12b‧‧‧支撐架第二端
13‧‧‧控制模組
14‧‧‧螺桿
15‧‧‧驅動單元
16‧‧‧樞接件
17‧‧‧調整架
17a‧‧‧調整架第一端
17b‧‧‧調整架第二端
18‧‧‧反射元件
19‧‧‧導引槽
20‧‧‧凸塊
100‧‧‧習知抬頭顯示裝置
110‧‧‧影像源
120‧‧‧透鏡
130‧‧‧反射鏡
140‧‧‧疊像單元
150‧‧‧轉動軸
200、300、400‧‧‧本創作抬頭顯示裝置
210‧‧‧影像源
220‧‧‧透鏡
230‧‧‧曲面鏡
240‧‧‧疊像單元
250‧‧‧重力感測器
260‧‧‧眼球追蹤感測器
270‧‧‧速度計
A‧‧‧第一方向
B‧‧‧第二方向
P1‧‧‧第一位置
P2‧‧‧第二位置
11‧‧‧底座
12‧‧‧支撐架
12a‧‧‧支撐架第一端
12b‧‧‧支撐架第二端
13‧‧‧控制模組
14‧‧‧螺桿
15‧‧‧驅動單元
16‧‧‧樞接件
17‧‧‧調整架
17a‧‧‧調整架第一端
17b‧‧‧調整架第二端
18‧‧‧反射元件
19‧‧‧導引槽
20‧‧‧凸塊
100‧‧‧習知抬頭顯示裝置
110‧‧‧影像源
120‧‧‧透鏡
130‧‧‧反射鏡
140‧‧‧疊像單元
150‧‧‧轉動軸
200、300、400‧‧‧本創作抬頭顯示裝置
210‧‧‧影像源
220‧‧‧透鏡
230‧‧‧曲面鏡
240‧‧‧疊像單元
250‧‧‧重力感測器
260‧‧‧眼球追蹤感測器
270‧‧‧速度計
A‧‧‧第一方向
B‧‧‧第二方向
P1‧‧‧第一位置
P2‧‧‧第二位置
第1圖是習知抬頭顯示裝置的示意圖。 第2圖是本創作可調式反射器的示意圖。 第3圖是第2圖可調式反射器於另一視角的示意圖。 第4圖是本創作抬頭顯示裝置的第一實施例的示意圖。 第5圖是本創作抬頭顯示裝置的第二實施例的示意圖。 第6圖是本創作抬頭顯示裝置的第三實施例的示意圖。
10‧‧‧可調式反射器
11‧‧‧底座
12‧‧‧支撐架
12a‧‧‧支撐架第一端
12b‧‧‧支撐架第二端
13‧‧‧控制模組
14‧‧‧螺桿
15‧‧‧驅動單元
16‧‧‧樞接件
17‧‧‧調整架
17a‧‧‧調整架第一端
17b‧‧‧調整架第二端
18‧‧‧反射元件
19‧‧‧導引槽
A‧‧‧第一方向
B‧‧‧第二方向
Claims (13)
- 一種抬頭顯示裝置的可調式反射器，包含： 一底座； 一支撐架，具有相對之一第一端及一第二端，該支撐架之第一端固定於該底座； 一控制模組，包含： 一螺桿；以及 一驅動單元，連接於該螺桿，用以驅動該螺桿轉動； 一樞接件，設置於該螺桿上，用以回應該螺桿之轉動而沿該螺桿移動； 一調整架，具有相對之一第一端及一第二端，該調整架之第一端樞接於該樞接件，該調整架之第二端可相對該第一端轉動，該調整架之第一側以可滑動之方式連接於該支撐架之第二端；以及 一反射元件，設置於該調整架之第二側上，用以反射該抬頭顯示裝置的一影像源產生之光束至該抬頭顯示裝置的一疊像單元。
- 如請求項1所述的可調式反射器，其中該調整架之第一側上形成有一導引槽，該支撐架之第二端上形成有一凸塊設置於該導引槽內。
- 如請求項1所述的可調式反射器，其中該反射元件是一曲面鏡。
- 如請求項1所述的可調式反射器，其中該反射元件是一平面鏡。
- 一種抬頭顯示裝置，包含： 一影像源，用以產生光束； 一疊像單元，用以根據入射光束顯示影像；以及 至少一可調式反射器，包含： 一底座； 一支撐架，具有相對之一第一端及一第二端，該支撐架之第一端固定於該底座； 一控制模組，包含： 一螺桿；以及 一驅動單元，連接於該螺桿，用以驅動該螺桿轉動； 一樞接件，設置於該螺桿上，用以回應該螺桿之轉動而沿該螺桿移動； 一調整架，具有相對之一第一端及一第二端，該調整架之第一端樞接於該樞接件，該調整架之第二端可相對該第一端轉動，該調整架之第一側以可滑動之方式連接於該支撐架之第二端；以及 一反射元件，設置於該調整架之第二側上，用以反射該影像源產生之光束至該疊像單元。
- 如請求項5所述的抬頭顯示裝置，其中該調整架之第一側上形成有一導引槽，該支撐架之第二端上形成有一凸塊設置於該導引槽內。
- 如請求項5所述的抬頭顯示裝置，其中該反射元件是一曲面鏡。
- 如請求項5所述的抬頭顯示裝置，其中該反射元件是一平面鏡。
- 如請求項8所述的抬頭顯示裝置，另包含一曲面鏡用以反射該影像源產生之光束至該反射元件。
- 如請求項8所述的抬頭顯示裝置，另包含一透鏡設置於該影像源及該反射元件之間，用以折射該影像源產生之光束。
- 如請求項5所述的抬頭顯示裝置，另包含一重力感測器，用以感測該抬頭顯示裝置和一水平面之間的夾角，該控制模組另用以根據該重力感測器的感測結果調整該調整架及該底座之間的夾角。
- 如請求項5所述的抬頭顯示裝置，另包含一眼球追蹤感測器，用以感測該抬頭顯示裝置和一使用者之間的相對位置，該控制模組另用以根據該眼球追蹤感測器的感測結果調整該調整架及該底座之間的夾角。
- 如請求項5所述的抬頭顯示裝置，其中該控制模組電連接至一車輛的速度計，用以根據該速度計的感測結果調整該調整架及該底座之間的夾角。
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2016
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2017
- 2017-06-19 TW TW106120302A patent/TWI629508B/zh active
- 2017-06-19 TW TW106208796U patent/TWM550407U/zh unknown
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