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抬头显示装置及其制程


技术摘要:
本发明提供一种抬头显示装置,包括一第一镜组以及一影像生成单元。所述影像生成单元以共成形制程贴合在所述第一镜组上,所述影像生成单元是用以产生一二维图像投影至一目标投影表面上以形成一虚像。所述第一镜组具有一曲率可调整所述虚像的畸变,以解决虚像的畸变问题  全部
背景技术:
抬头显示装置可以让车内资讯系统所提供的资讯呈现在驾驶人行车时视线的位 置,因此驾驶人不需低头即能获得资讯,避免驾驶人低头观看显示资讯系统,造成短暂的时 间无法注意外界路况而发生危险。例如,所述资讯可以是车速,因此驾驶人无需低头看仪表 板便能知道车子的车速,进而提升安全性。抬头显示装置可分为组合型抬头显示(combiner  HUD;C-HUD)、挡风玻璃式抬头显示(windshield  HUD;W-HUD)及增强现实抬头显示 (augmented  reality  HUD;AR-HUD),其中增强现实抬头显示是增强现实(augmented  reality;AR)技术与抬头显示技术的结合。相较于组合型抬头显示及挡风玻璃式抬头显示, 增强现实抬头显示具有更大的视场角和更远的成像距离,可以直接将显示效果叠加到现实 路面,带给驾驶员更佳的体验。视场角的大小决定光学仪器的视场范围,视场角越大,视野 就越大。传统挡风玻璃式抬头显示的视场角一般在5°,而增强现实抬头显示的视场角大于 等于10°。 图1显示传统的增强现实抬头显示装置应用在汽车的示意图,增强现实抬头显示 装置10包括影像生成单元(picture  generation  unit;PGU)12、反射镜14及非球面投射镜 16。反射镜14用以反射影像生成单元12所发出的二维图像L1。由于汽车的前挡风玻璃22一 般是带有弧度的曲面玻璃,不同位置的曲面变形程度都不同,因此经反射镜14反射的二维 图像L1若直接投射到前挡风玻璃22,人眼20将看到畸变的虚像26,如图2所示。为解决畸变 问题,光线在投射到前挡风玻璃22前会先经非球面投射镜16修正,使人眼20看到正常的虚 像26,如图3所示。除了使用非球面投射镜16之外,也可以透过软件算法来解决畸变问题。此 外,图1的眼球追踪传感器24可以发射一红外光(Infrared;IR)至人眼20以感测瞳孔位置, 进而达成影像判断与追踪。 然而,视场角越大意味着需要足够的大的反射镜14和光路设计,这造成增强现实 抬头显示装置10的体积过大,汽车需要有足够的空间才能放的下增强现实抬头显示装置 10,尤其是前装式的增强现实抬头显示。目前针对双投影位置的抬头显示装置,近投影的视 场角为5°*1°,成像距离为2.4米,主要显示驾驶员所选择的状态信息,如速度、限速以及一 些先进驾驶辅助系统(advanced  driver  assistance  systems;ADAS)功能。远投影的视场 角为10°*4.8°,成像距离可以达到7.5米,增强现实的标识会直接显示在路面上,此增强现 实抬头显示装置需要13升以上的体积。
技术实现要素:
本发明的目的之一,在于提出一种解决虚像畸变问题的抬头显示装置及其制程。 本发明的目的之一,在于提出小体积的抬头显示装置及其制程。 4 CN 111552085 A 说 明 书 2/5 页 本发明的目的之一,在于提出一种车用的抬头显示装置及其制程。 根据本发明,一种抬头显示装置包括一第一镜组以及一影像生成单元。所述影像 生成单元以共成形制程形成在所述第一镜组上,所述影像生成单元是用以发出一二维图像 投影在一目标投影表面以产生一虚像。所述第一镜组具有一曲率可改善虚像的畸变以产生 正常的虚像。本发明的抬头显示装置无需非球面投射镜来解决虚像的畸变问题。由于本发 明的抬头显示装置无需非球面投射镜及反射镜,故能大大地减少体积。 根据本发明,一种制造前述抬头显示装置的制程包括:提供所述第一镜组;于所述 第一镜组上形成一影像生成单元,所述影像生成单元包含一基板及多个发光元件,所述多 个发光元件设置在所述基板上。所述第一镜组具有一曲率可改善虚像的畸变以产生正常的 虚像。本发明制程所产生的抬头显示装置没有非球面投射镜及反射镜,故能大大地减少体 积。 本发明的抬头显示装置可设置于一车辆内,所述车辆的前窗为一半反射镜,所述 半反射镜的反射面作为所述目标投影表面,当二维图像投影至所述目标投影表面时,所述 虚像将形成于所述半反射镜之前且在所述车辆之外。 附图说明 图1显示传统的增强现实抬头显示装置应用在车辆的示意图。 图2显示畸变的虚像。 图3显示正常的虚像。 图4显示本发明抬头显示装置的第一实施例。 图5显示本发明抬头显示装置的第一实施例的爆炸图。 图6显示图4的抬头显示装置的制程。 图7显示图4的抬头显示装置应用在车辆的实施例。 图8显示本发明抬头显示装置的第二实施例。 图9显示本发明抬头显示装置的第二实施例的爆炸图。 图10显示本发明抬头显示装置的第三实施例。 附图标记: 10...增强现实抬头显示装置 12...影像生成单元 14...反射镜 16...非球面投射镜 20...人眼 22...前挡风玻璃 24...眼球追踪传感器 26...虚像 30...抬头显示装置 32...第一镜组 34...影像生成单元 36...基板 5 CN 111552085 A 说 明 书 3/5 页 38...发光元件 40...发光元件 42...发光元件 44...发光元件 46...发光面 48...可旋转支架 50...底板 54...走线 56...接合垫 58...封装壳 59...控制基板 60...抬头显示装置 62...第二镜组 64...膜层 66...至少一光学元件 68...抬头显示装置
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