具有不對稱棱鏡的顯示裝置及其抬頭顯示裝置的制作方法

本發(fā)明涉及一種顯示裝置，特別涉及汽車內(nèi)使用的具有不對稱棱鏡的顯示裝置及抬頭顯示裝置。

背景技術(shù)：

抬頭顯示器(Head Up Display，HUD)，最初是配備在戰(zhàn)斗機上，用途在于讓飛行員駕駛時不需低頭，僅抬頭即可看到顯示例如航行信息、燃油及彈藥存量、武器雷達鎖定狀態(tài)等重要信息的抬頭圖像。而后，隨著民航業(yè)的蓬勃發(fā)展及對飛航安全要求的提升，一般大型民航機也普遍裝設(shè)有抬頭顯示器。然而，汽車的駕駛也需要高度專心。因此抬頭顯示器在近年來也逐漸地被應用在汽車上，以使駕駛?cè)藷o需轉(zhuǎn)移視線亦可觀看到電子產(chǎn)品屏幕的畫面。

現(xiàn)有技術(shù)中的抬頭顯示器，其發(fā)光源大多為直接地且直向式地往顯示器發(fā)送光線，顯示器所投射出的圖像光線也因此為直向式地往如汽車的移動載具的擋風玻璃上投射，以在擋風玻璃上顯示圖像。然而，由于移動載具的擋風玻璃大多為斜向且具有曲度的，且駕駛者的目視方向亦為斜向目視的，此種圖像顯示方式會使得駕駛者在觀看圖像時出現(xiàn)顯示亮度不足的問題，而無法觀看到顯示的圖像。

綜上所述，本發(fā)明的發(fā)明人思索并設(shè)計一種具有不對稱棱鏡的顯示裝置及抬頭顯示裝置，經(jīng)多年潛心研究，以針對現(xiàn)有技術(shù)的缺失加以改善，進而增進產(chǎn)業(yè)上的實施利用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例的目的在于，提供一種具有不對稱棱鏡的顯示裝置及其抬頭顯示裝置，以期解決現(xiàn)有技術(shù)的抬頭顯示器因直向式地投射圖像至斜向的擋風玻璃上所造成的圖像亮度不足的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明提供一種具有不對稱棱鏡的顯示裝置，其包括發(fā)光模塊、棱鏡及圖像產(chǎn)生模塊。發(fā)光模塊配置為發(fā)出光線。棱鏡設(shè)置于光 線的光路上；棱鏡面向發(fā)光模塊的表面設(shè)置有不對稱刻痕，以使光線經(jīng)由棱鏡后成為朝預定方向射出的折射光線。圖像產(chǎn)生模塊設(shè)置于棱鏡的一側(cè)，且相對于發(fā)光模塊；圖像產(chǎn)生模塊配置為接收折射光線，且圖像產(chǎn)生模塊的投射面朝預定方向投射圖像光線；圖像光線在預定位置形成圖像。

優(yōu)選地，不對稱刻痕可包括多個楔形結(jié)構(gòu)，且多個楔形結(jié)構(gòu)的長邊接收光線。

優(yōu)選地，多個楔形結(jié)構(gòu)的設(shè)置方向可以為一致的。

優(yōu)選地，預定方向可以為不平行于該投射面的面向方向。

優(yōu)選地，預定位置可位于移動載具的前擋風玻璃上。

為達到上述目的，本發(fā)明另提供一種抬頭顯示裝置，其包括發(fā)光模塊、棱鏡、圖像產(chǎn)生模塊及處理模塊。發(fā)光模塊配置為發(fā)出光線。棱鏡設(shè)置于光線的光路上；棱鏡面向發(fā)光模塊的表面設(shè)置有不對稱刻痕，以使光線經(jīng)由棱鏡后成為朝預定方向射出的折射光線。圖像產(chǎn)生模塊設(shè)置于棱鏡的一側(cè)，且相對于發(fā)光模塊；圖像產(chǎn)生模塊配置為接收折射光線，且圖像產(chǎn)生模塊的投射面朝預定方向投射圖像光線；圖像光線在預定位置形成圖像，且圖像為偏向圖像產(chǎn)生模塊的頂側(cè)。處理模塊配置以控制發(fā)光模塊及圖像產(chǎn)生模塊的運作。

優(yōu)選地，不對稱刻痕可包括多個楔形結(jié)構(gòu)，且多個楔形結(jié)構(gòu)的長邊接收光線。

優(yōu)選地，多個楔形結(jié)構(gòu)的設(shè)置方向一致。

優(yōu)選地，預定方向為不平行于投射面的面向方向。

承上所述，本發(fā)明的具有不對稱棱鏡的顯示裝置及其抬頭顯示裝置，其可具有有一個或多個下述的優(yōu)點：

(1)本發(fā)明的具有不對稱棱鏡的顯示裝置及其抬頭顯示裝置，其通過設(shè)置具有不對稱刻痕的棱鏡于發(fā)光模塊與圖像產(chǎn)生模塊之間，由此以改變發(fā)光模塊發(fā)送的光線的方向，從而提高圖像產(chǎn)生模塊顯示在預定位置時的亮度。

(2)本發(fā)明的具有不對稱棱鏡的顯示裝置及其抬頭顯示裝置，其通過簡單地設(shè)置具有不對稱刻痕的棱鏡于發(fā)光模塊與圖像產(chǎn)生模塊之間，以增加顯示亮度，由此而可不須使用具有較高流明的發(fā)光模塊或較佳的圖像產(chǎn)生模塊，從而可在不過于增加成本的條件下，有效的提升亮度。

附圖說明

本發(fā)明的上述及其他特征及優(yōu)勢將通過參照附圖詳細說明其例示性實施例而變得更容易理解，其中：

圖1為本發(fā)明的具有不對稱棱鏡的顯示裝置的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的具有不對稱棱鏡的顯示裝置的實施例的棱鏡的不對稱刻痕的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的抬頭顯示裝置的實施例的示意性框圖。

圖4為本發(fā)明的抬頭顯示裝置的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明的抬頭顯示裝置的實施例的應用示意圖。

附圖標記說明

1：顯示裝置

11、21：發(fā)光模塊

111、211：光線

12、22：棱鏡

121、221：不對稱刻痕

122：折射光線

13、23：圖像產(chǎn)生模塊

131、231：接收面

132、232：投射面

133、233：圖像光線

134、234：圖像

24：處理模塊

A：預定方向

B：預定位置

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明的技術(shù)特征、內(nèi)容與優(yōu)點及其所能達成的功效，將本發(fā)明配合附圖，并以實施例的表達形式詳細說明如下，而其中所使用的附圖，其主旨僅為示意及輔助說明之用，未必為本發(fā)明實施后的真實比例與精準配置，故不應就所附的附圖的比例與配置關(guān)系解讀、局限本發(fā)明于實際實 施上的權(quán)利范圍，合先敘明。

以下將參照相關(guān)附圖，說明依本發(fā)明的具有不對稱棱鏡的顯示裝置及其抬頭顯示裝置的實施例，為使便于理解，下述實施例中的相同元件系以相同的符號標示來說明。

請參閱圖1及圖2，其為本發(fā)明的具有不對稱棱鏡的顯示裝置的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖及棱鏡的不對稱刻痕的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本發(fā)明的具有不對稱棱鏡的顯示裝置1，其包括發(fā)光模塊11、棱鏡12及圖像產(chǎn)生模塊13。其中，上述三元件由光源發(fā)射端至成像端依序排列設(shè)置。也就是說，發(fā)光模塊11及圖像產(chǎn)生模塊13分別位于棱鏡12的兩側(cè)。

發(fā)光模塊11可為發(fā)光二極體(LED)等發(fā)光元件所形成，其配置為發(fā)出光線111。其中，光線111雖為漫射式的發(fā)射，然而，其大部分的光是往發(fā)光模塊11面向方向發(fā)射的。棱鏡12可為透明塑膠材質(zhì)或玻璃材質(zhì)所制成，其設(shè)置于光線111的光路上；更明確來說，棱鏡12為設(shè)置于發(fā)光模塊11面向方向上，以使光線111可通過棱鏡12。其中，棱鏡12面向發(fā)光模塊11的表面設(shè)置有不對稱刻痕121，而相對的另一表面則為平面，以使光線111經(jīng)由棱鏡12后成為朝預定方向A射出的折射光線122。圖像產(chǎn)生模塊13設(shè)置于棱鏡12的一側(cè)，而相對于發(fā)光模塊11。圖像產(chǎn)生模塊13系具有有接收面131及投射面，接收面131面向棱鏡12，以接收折射光線122，且圖像產(chǎn)生模塊13通過折射光線122而由投射面132投射圖像光線133。值得一提的是，圖像光線133為朝預定方向A投射，從而圖像光線133在預定位置B上形成圖像134。預定位置B可為移動載具的前擋風玻璃上，而移動載具例如汽車、卡車、公車、貨車等。

請配合參閱圖2。如圖所示，棱鏡12的不對稱刻痕121可包括多個楔形(三角形)結(jié)構(gòu)，或可由多個楔形結(jié)構(gòu)所組成。其中，多個楔形結(jié)構(gòu)的長邊大致上面向發(fā)光模塊11，多個楔形結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形狀相同，設(shè)置方向一致。也就是說，這些楔形結(jié)構(gòu)的最短邊會一致的面向同一方向，例如朝向圖像產(chǎn)生模塊13的頂側(cè)。由于不對稱刻痕121位于棱鏡12面向發(fā)光模塊11的表面上，因此，發(fā)光模塊11的光線111會被不對稱刻痕121所接收。須特別說明的是，多個楔形結(jié)構(gòu)優(yōu)選地可為直角三角形結(jié)構(gòu)，然而鑒于實際制作工藝的限制，而無法完全達到90度角，故本文中以楔形結(jié)構(gòu)作描述。

即，發(fā)光模塊11的光線111會由不對稱刻痕121的多個楔形結(jié)構(gòu)的長邊 進入棱鏡12，而成為斜上方向的折射光線122，并由為平面的棱鏡的另一表面射出。優(yōu)選地，圖像產(chǎn)生模塊13為緊貼于為平面的棱鏡的另一表面，因此為斜上方向的折射光線122會直接地被圖像產(chǎn)生模塊13的接收面131所接收，并成為圖像光線133而由投射面132投出。即，預定方向A為不平行于投射面132的面向方向的方向，而為斜上方向的方向。

本發(fā)明通過上述的結(jié)構(gòu)配置，利用簡單地方式以改變發(fā)光模塊11發(fā)出光線11的光路，從而使得較多的光線投向駕駛者的目視方向，以達到較高亮度的視覺效果。

請一并參閱圖3、圖4和圖5，其分別為本發(fā)明的抬頭顯示裝置的實施例的示意性框圖、結(jié)構(gòu)示意圖及應用示意圖。于本實施例中，相同元件名稱的元件的配置與關(guān)系，與前一實施例類似，其類似之處，于此便不再加以贅述。

如圖所示，本發(fā)明的抬頭顯示裝置2，其包括發(fā)光模塊21、棱鏡22、圖像產(chǎn)生模塊23及處理模塊24。其中，發(fā)光模塊21、棱鏡22及圖像產(chǎn)生模塊23如前所述。簡單來說，發(fā)光模塊21發(fā)出光線211，以由棱鏡22的不對稱刻痕221進入棱鏡22，以穿透出而成為朝預定方向A的折射光線222。接著，由接收面231進入圖像產(chǎn)生模塊23，而由投射面232射出圖像光線233，以在移動載具的擋風玻璃(即，預定位置B)上形成圖像234。

處理模塊24可為中央處理器(Central Processing Unit，CPU)、微控制器(Microcontroller Unit，MCU)或行車電腦(Electronic Control Unit，ECU)。當處理模塊24為中央處理器或微控制器時，其直接電性連結(jié)發(fā)光模塊21及圖像產(chǎn)生模塊23，以控制發(fā)光模塊21及圖像產(chǎn)生模塊23的運作；當處理模塊24為行車電腦時，其可透過控制器區(qū)域網(wǎng)路(CAN BUS)，以電性連結(jié)發(fā)光模塊21及圖像產(chǎn)生模塊23，以控制發(fā)光模塊21及圖像產(chǎn)生模塊23的運作。

進一步舉例來說，當處理模塊24為中央處理器或微控制器時，其可透過CAN BUS連結(jié)行車電腦，以獲得，例如目前車速等行車信息，從而控制發(fā)光模塊21發(fā)出光線211，且控制圖像產(chǎn)生模塊23投射出顯示目前車速的圖像光線234，以在移動載具的擋風玻璃上顯示目前車速。另一方面，當處理模塊24為行車電腦時，其可透過控制器區(qū)域網(wǎng)路(CAN BUS)，直接地控制發(fā)光模塊21發(fā)出光線211，且控制圖像產(chǎn)生模塊23投射出顯示目前車速的圖像光線234，以在移動載具的擋風玻璃上顯示目前車速。

以上所述僅為示例，而非為限制。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包含于本發(fā)明的保護范圍中。