抬頭顯示器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種顯示器，且特別是關(guān)于一種抬頭顯示器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今社會(huì)，對(duì)車輛的要求除了性能外，也開始著重車輛內(nèi)裝及安全配備的要求。現(xiàn)今這些科技產(chǎn)品的輔助(如車內(nèi)語(yǔ)音導(dǎo)航系統(tǒng)、語(yǔ)音碰撞警示系統(tǒng)等)確實(shí)改善了駕駛者在長(zhǎng)時(shí)間疲勞駕駛、注意力不集中等情況下所引起的意外事故發(fā)生率。但與此同時(shí)，非語(yǔ)音資訊顯示裝置通常是安裝于儀表板上，駕駛者低頭觀看時(shí)，容易影響行車安全。
[0003]車用抬頭顯示器(head-up display, HUD)將駕駛者所需資訊呈現(xiàn)于駕駛者前方，使駕駛者不用分心低頭或轉(zhuǎn)頭，可以有助行車安全。然而，當(dāng)駕駛者在駕駛汽車時(shí)，在不同的車速下眼睛所聚焦的距離是不一樣的。通常，在高速行駛時(shí)(例如行駛于高速公路上)，駕駛者的眼睛是聚焦于車前較遠(yuǎn)的距離，但在低速行駛時(shí)(例如行駛于市區(qū)內(nèi))，駕駛者的眼睛會(huì)注意車前較近的距離內(nèi)的路況。然而，目前的抬頭顯示器所產(chǎn)生的影像至駕駛者眼睛的像距是固定的，所以當(dāng)駕駛者在高速行駛或低速行駛時(shí)，若要察看抬頭顯示器所產(chǎn)生的資訊，則需花時(shí)間將眼睛對(duì)焦于影像所在的像距上，這樣一個(gè)眼睛對(duì)焦的時(shí)間，便拖延了使用者注意車前路況的時(shí)間。
[0004]美國(guó)專利公開文獻(xiàn)6014259揭露一種可變焦透鏡，包括一液體透鏡，借助改變液體透鏡的形狀可以改變其焦距。美國(guó)專利公開文獻(xiàn)7126583揭露一種抬頭顯示器的調(diào)整。美國(guó)專利公開文獻(xiàn)8031406揭露一種車用抬頭顯示器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種抬頭顯示器，可調(diào)整其所產(chǎn)生的影像至使用者眼睛的像距，進(jìn)而讓使用者可以更為快速地將眼睛聚焦到抬頭顯示器所顯示的資訊。
[0006]本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)可以從本發(fā)明所揭露的技術(shù)特征中得到進(jìn)一步的了解。
[0007]為達(dá)上述之一或部分或全部目的或是其它目的，本發(fā)明的一實(shí)施例提出一種抬頭顯示器，包括一顯示面板、一非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭及一判斷單元。顯示面板用以發(fā)出一影像光束，非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭配置于影像光束的傳遞路徑上，并將影像光束形成一影像。判斷單元電連接至非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭，且用以根據(jù)一感測(cè)信號(hào)來調(diào)整非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭的焦距，以改變影像至一使用者的眼睛的像距。
[0008]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭包括電連接至判斷單元的一焦距可變透鏡，配置于影像光束的傳遞路徑上，其中焦距可變透鏡為一液態(tài)透鏡或一液晶透鏡。
[0009]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭包括電連接至判斷單元的一焦距可變透鏡陣列，配置于影像光束的傳遞路徑上，其中焦距可變透鏡陣列為一液態(tài)透鏡陣列或一液晶透鏡陣列。
[0010]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭還包括至少一固定焦距的光學(xué)元件，配置于影像光束的傳遞路徑上。
[0011]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，判斷單元用以電連接至一汽車的一測(cè)速計(jì)，感測(cè)信號(hào)為來自測(cè)速計(jì)的一汽車速率信號(hào)，判斷單元用以根據(jù)來自測(cè)速計(jì)的汽車速率信號(hào)來調(diào)整非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭的焦距。當(dāng)汽車的速率為一第一速率時(shí)，非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭將像距調(diào)整至一第一數(shù)值。當(dāng)汽車的速率為一第二速率時(shí)，非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭將像距調(diào)整至一第二數(shù)值，其中第一速率小于第二速率，且第一數(shù)值小于第二數(shù)值。
[0012]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，當(dāng)汽車的速率從第一速率往第二速率遞增時(shí)，像距從第一數(shù)值往第二數(shù)值遞增。當(dāng)汽車的速率從第二速率往第一速率遞減時(shí)，像距從第二數(shù)值往第一數(shù)值遞減。
[0013]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，抬頭顯示器還包括一眼球追蹤裝置，電連接至判斷單元，其中感測(cè)信號(hào)為來自眼球追蹤裝置的一影像信號(hào)。眼球追蹤裝置用以追蹤使用者的眼球，其中判斷單元用以根據(jù)影像信號(hào)判斷出使用者的眼球轉(zhuǎn)向。當(dāng)判斷單元判斷出使用者的眼球往下看時(shí)，非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭將像距調(diào)整至一第一數(shù)值。當(dāng)判斷單元判斷出使用者的眼球往前看時(shí)，非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭將像距調(diào)整至一第二數(shù)值，其中第一數(shù)值小于第二數(shù)值。
[0014]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，當(dāng)眼球由下往上轉(zhuǎn)時(shí)，像距逐漸增加，且當(dāng)眼球由上往下轉(zhuǎn)時(shí)，像距逐漸減少。
[0015]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，抬頭顯示器還包括一使用者介面，電連接至判斷單元，其中感測(cè)信號(hào)為來自使用者介面的一操作信號(hào)，且判斷單元用以根據(jù)使用者對(duì)使用者介面的操作來調(diào)整非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭的焦距。
[0016]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，抬頭顯示器還包括一合光單元，配置于來自非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭的影像光束的傳遞路徑上，其中合光單元將至少部分影像光束反射至使用者的眼睛。
[0017]本發(fā)明的實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)下列優(yōu)點(diǎn)或功效的至少其中之一。由于本發(fā)明的實(shí)施例的抬頭顯示器具有非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭，且判斷單元根據(jù)感測(cè)信號(hào)來調(diào)整非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭的焦距，以改變顯示面板的影像至使用者的眼睛的像距，因此可縮短使用者的眼睛聚焦至此影像的時(shí)間，進(jìn)而提升行車安全。另外，由于是采用非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭來調(diào)整焦距，因此焦距的調(diào)整時(shí)間較短，在調(diào)焦時(shí)不易產(chǎn)生震動(dòng)與噪音，且汽車在行進(jìn)時(shí)所產(chǎn)生的晃動(dòng)也不易影響到調(diào)焦的效果，進(jìn)而提升鏡頭的可靠度與壽命。
[0018]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附附圖作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0019]圖1A與圖1B為本發(fā)明的一實(shí)施例的抬頭顯示器在兩種不同的像距下的架構(gòu)示意圖。
[0020]圖2A與圖2B為本發(fā)明的另一實(shí)施例的抬頭顯示器在兩種不同的像距下的架構(gòu)示意圖。
[0021]圖3A與圖3B為本發(fā)明的又一實(shí)施例的抬頭顯示器在兩種不同的像距下的架構(gòu)示意圖。
[0022]圖4為本發(fā)明的再一實(shí)施例的抬頭顯示器的架構(gòu)示意圖。
[0023]圖5為本發(fā)明的另一實(shí)施例的抬頭顯示器的架構(gòu)示意圖。
[0024]圖6為本發(fā)明的又一實(shí)施例的抬頭顯示器的架構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考附圖的一優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚地呈現(xiàn)。以下實(shí)施例中所提到的方向用語(yǔ)，例如:上、下、左、右、前或后等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語(yǔ)是用來說明并非用來限制本發(fā)明。
[0026]圖1A與圖1B為本發(fā)明的一實(shí)施例的抬頭顯示器在兩種不同的像距下的架構(gòu)示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1A與圖1B，本實(shí)施例的抬頭顯示器100包括一顯示面板110、一非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭120及一判斷單元130。顯示面板110用以發(fā)出一影像光束112。在本實(shí)施例中，顯示面板110例如為一液晶顯示面板、有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板、發(fā)光二極管顯示面板、電漿顯示面板或其它適當(dāng)?shù)娘@示面板。非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭120配置于影像光束112的傳遞路徑上，并將影像光束112形成一影像114，例如為一虛像。
[0027]在本實(shí)施例中，抬頭顯示器100還包括一合光單元(combiner) 140，配置于來自非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭120的影像光束112的傳遞路徑上。合光單元140將至少部分影像光束112反射至位于一汽車的一駕駛座的使用者的眼睛50，且合光單元140允許來自汽車的擋風(fēng)玻璃60的光62穿透進(jìn)而傳遞至眼睛50。舉例而言，汽車的擋風(fēng)玻璃60前方的景物61所發(fā)出的光62可依序經(jīng)由擋風(fēng)玻璃60與合光單元140傳遞至使用者的眼睛50。在本實(shí)施例中，合光單元140為一部分穿透部分反射鏡，例如為一半穿透半反射鏡。另外，合光單元140可以具有光學(xué)放大能力；但不限于此。在本實(shí)施例中，抬頭顯示器100可以配置于汽車的儀表板與擋風(fēng)玻璃60之間,或者有至少一部分嵌入于儀表板后方。
[0028]判斷單元130電連接至非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭120，且用以根據(jù)一感測(cè)信號(hào)S來調(diào)整非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭120的焦距，以改變影像114至使用者的眼睛50的像距D。
[0029]在一實(shí)施例中，非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭120包括電連接至判斷單元130的一焦距可變透鏡122，配置于影像光束112的傳遞路徑上，其中焦距可變透鏡122為一液態(tài)透鏡或一液晶透鏡，其中液態(tài)透鏡，例如為介電式液態(tài)透鏡，利用電壓控制液態(tài)透鏡的液珠變形，以改變透鏡面曲率達(dá)成對(duì)焦效果。介電式液態(tài)透鏡的結(jié)構(gòu)可為無色透明硅油(二甲基硅氧烷)，且硅油被封裝在不互溶的醇類溶液中；但本發(fā)明不限于此。再者，液晶透鏡材料為向列型液晶(NLC)為例，向列型液晶是由瘦長(zhǎng)形或碟形的分子所構(gòu)成的液體，在通電時(shí)，液晶透鏡會(huì)受到驅(qū)動(dòng)，可以微調(diào)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以便使電場(chǎng)強(qiáng)度產(chǎn)生所需要的折射率梯度，連帶提供所需要的光學(xué)折射率，此外調(diào)整電力信號(hào)的頻率也可以改變NLC分子的排列，但不限于此。
[0030]在另一實(shí)施例中，非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭120還包括一固定焦距的光學(xué)元件124(在圖1A中是以一個(gè)焦距不可變透鏡124為例)，配置于影像光束112的傳遞路徑上，其中固定焦距的光學(xué)元件124可為折射式透鏡或是反射式鏡片。在本實(shí)施例中，固定焦距的光學(xué)元件124是配置于焦距可變透鏡122與顯示面板110之間。然而，在其它實(shí)施例中，也可以是焦距可變透鏡122配置于固定焦距的光學(xué)元件124與顯示面板110之間。
[0031 ] 在本實(shí)施例中，判斷單元130用以電連接至一汽車的一測(cè)速計(jì)70，感測(cè)信號(hào)S為來自測(cè)速計(jì)70的一汽車速率信號(hào)。舉例而言，測(cè)速計(jì)70例如是用以測(cè)量車輪的轉(zhuǎn)速，然后將轉(zhuǎn)速換算成汽車行進(jìn)的時(shí)速。判斷單元130用以根據(jù)來自測(cè)速計(jì)70的汽車速率信號(hào)來調(diào)整非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭120的焦距。當(dāng)汽車的速率為一第一速率時(shí)，非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭120將像距D調(diào)整至一第一數(shù)值Dl (如圖1A所示出)。當(dāng)汽車的速率為一第二速率時(shí)，非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭120將像距D調(diào)整至一第二數(shù)值D2 (如圖1B所示出)，其中第一速率小于第二速率，且第一數(shù)值Dl小于第二數(shù)值D2。在本實(shí)施例中，當(dāng)汽車的速率從第一速率往第二速率遞增時(shí)，像距D從第一數(shù)值Dl往第二數(shù)值D2遞增。當(dāng)汽車的速率從第二速率往第一速率遞減時(shí)，像距D從第二數(shù)值D2往第一數(shù)值Dl遞減。
[0032]在一實(shí)施例中，固定焦距的光學(xué)元件124的焦距為400毫米，焦距可變透鏡122的焦距可在無窮大與425毫米之間調(diào)整。當(dāng)焦距可變透鏡122的焦距為無窮大時(shí)，焦距可變透鏡122的光學(xué)效果相當(dāng)于一平板玻璃，此時(shí)整個(gè)非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭120的焦距等于固定焦距的光學(xué)元件124的焦距為400毫米，產(chǎn)生的像距D為1.46公尺，此時(shí)影像114位于車頭前不遠(yuǎn)處。當(dāng)焦距可變透鏡122的焦距為425毫米時(shí)，整個(gè)非機(jī)械式調(diào)焦鏡頭120的焦距例如為208毫米，產(chǎn)生的像距D為10公尺，此時(shí)影像114位于車前的遠(yuǎn)方。舉例而言，由于焦距可變透鏡122的焦距可在無窮大與425毫米之間調(diào)整，因此產(chǎn)生的像距D可在1.46公尺至10公尺之間連續(xù)調(diào)整，但本實(shí)施例只是用于舉例而非