JP2017111442A - 光学イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学イメージング装置の提供。【解決手段】光学イメージング装置は、ディスプレイ部品、反射モジュールと光学部品を含む。ディスプレイ部品はディスプレイ映像情報を表示する。反射モジュールはディスプレイ映像情報の表示経路に設置し、反射モジュールディスプレイ映像情報を縮小し、ディスプレイ映像情報を反射して反射映像を形成する。光学部品は反射映像の反射経路に設置し、その反射映像を反射して投射映像を形成する。【選択図】図１

Description

本発明は、光学装置に関し、特に一種の光学イメージング装置に係わる。

ヘッドアップ・ディスプレイ（Head Up Display）は以下HUDと称する。現在、各種交通ツールの補助機器として普遍的に運用されている。ヘッドアップの意味は、運転者が頭を下げることなく、必要とする重要情報を見ることができる。ヘッドアップ・ディスプレイが最も早く採用されたのは飛行機であり、パイロットは頭を下げて機器を見る頻度を下げることで、注意力が中断したり、状態意識（Situation Awareness）の掌握が喪失するのを避ける。ヘッドアップ・ディスプレイが飛行の安全を向上させるのは明白である。

ヘッドアップ・ディスプレイは、光学反射の原理を利用しており、重要な飛行関連情報を一片のガラス面に投射する。文字と映像が被膜レンズ片（ビームスプリッタ）に投射され、ユーザーの目に平衡に反射する。パイロットは、ヘッドアップ・ディスプレイで前方を見る時、外界の景色とヘッドアップ・ディスプレイが表示するデーターを合わせて見ることができる。

ヘッドアップ・ディスプレイのデザインに拠って、ユーザーは頭を下げることなく、メーターの表示とデーターを見ることができる。ユーザーは運転中、頭を下げずにメーターを見ることによって、短い時間内に外界環境のスピーディな変化及び目の焦点の切れ目ない調整に依る遅延と不適を感じさせない。

解決しようとする問題点は、ヘッドアップ・ディスプレイは構造上の制限から、小型ディスプレイ部品に対してのみ適用できる。また、小型部品は、製作が困難であると共に、光の通過不足の欠陥を生みやすい点である。

光学イメージング装置は、ディスプレイ部品、反射モジュールと光学部品を含む。ディスプレイ部品はディスプレイ映像情報を表示する。反射モジュールはディスプレイ映像情報の表示経路に設置し、反射モジュールディスプレイ映像情報を縮小し、ディスプレイ映像情報を反射して反射映像を形成する。光学部品は反射映像の反射経路に設置し、その反射映像を反射して投射映像を形成することを最も主要な特徴とする。

本発明の光学イメージング装置は、大型ディスプレイ部品及び高表示コンテンツのディスプレイ機器に適用でき、良好な表示コンテンツと效果を提供し、光学方式で映像の大きさを調整し、ディスプレイ機器サイズ過大の問題を解決するという利点がある。

本発明の第一実施例の光学イメージング装置の断面である。 本発明の第一実施例の反射部品の側面図である。 本発明の第二実施例の光学イメージング装置の断面図である。 本発明の第二実施例の反射部品の側面図である。 本発明の光学部品指示図である。 本発明の光学部品の使用指示図である。

サイズ過大のディスプレイ機器のディスプレイ映像情報に対して大きさを調整し、ディスプレイ映像情報をヘッドアップ・ディスプレイに適用させる光学イメージング装置を提供することを本発明の一目的とする。

光学部品上に表示する定位情報の定位マークは定位部品の定位スポットに対応し、光学部品を正確な対応位置に調整する光学イメージング装置を提供することを本考案の一目的とする。

本発明は、一種の光学イメージング装置を提供し、それはディスプレイ部品、反射モジュールと光学部品を含む。ディスプレイ部品はディスプレイ映像情報を表示する。反射モジュールは、ディスプレイ映像情報の表示経路に設置し、反射モジュールはディスプレイ映像情報を縮小し、ディスプレイ映像情報を反射して反射映像を形成する。光学部品は反射映像の反射経路に設置し、その反射映像を反射して投射映像を形成する。

本発明の特徴及び達成後の効果を更に理解するため、良好な実施例を挙げ、図式と共に説明する。

図１は、本発明の第一実施例の光学イメージング装置の断面図である。図に示すとおり、当実施例は、一種の光学イメージング装置１を提供し、それはヘッドアップ・ディスプレイに用いられる。ヘッドアップ・ディスプレイは、各種交通ツールの補助儀器として普遍的に運用され、それはユーザーが頭を下げることなく、メーターに表示した交通ツールの状態とデーターを見るためのものであり、注意力が中断し、状態意識の把握を喪失することを防止し、交通ツールを運転する際の安全性を向上させる。また、当実施例の光学イメージング装置１は、ディスプレイ部品１０、反射モジュール２０及び光学部品１３を含む。

上述のとおり、ディスプレイ部品１０は、ディスプレイ映像情報を表示し、反射モジュール２０は、ディスプレイ映像情報の表示経路Ｓ１上に設置し、反射モジュール２０はディスプレイ映像情報を縮小し、ディスプレイ映像情報を反射して反射映像を形成する。光学部品１３は反射映像の反射経路(Ｒ１とＲ２)に設置し、この反射映像を反射して投射映像を形成する。

当実施例において、反射モジュール２０は、更に第一反射部品１１と第二反射部品１２を含む。第一反射部品１１はディスプレイ映像情報の表示経路Ｓ１上に設置し、その経路はディスプレイ部品１０と第一反射部品１１の間に位置する。第一反射部品１１はディスプレイ映像情報を縮小し、ディスプレイ映像情報を反射して第一反射映像を形成する。第二反射部品１２は、第一反射映像の反射経路Ｒ１上に設置し、その経路は第一反射部品１１と第二反射部品１２の間に位置し、第二反射部品１２は第一反射映像を縮小し、第一反射映像を反射して第二反射映像を形成し、また第二反射映像は反射映像である。光学部品１３は第二反射映像の反射経路Ｒ２に設置し、その経路は第二反射部品１２と光学部品１３の間に位置する。そのうち第一反射映像と第二反射映像はそれぞれディスプレイ映像情報を縮小する。言い換えると、第一反射映像と第二反射映像の映像コンテンツはすべて縮小後のディスプレイ映像情報であり、即ち、第一反射映像はディスプレイ映像情報を縮小し、第二反射映像は第一反射映像を縮小する。

本発明の光学イメージング装置１は、第一反射部品１１及び第二反射部品１２を用いてディスプレイ映像情報を縮小して反射し、凹レンズ特性によってディスプレイ映像情報のイメージングの大きさを縮小し、それらに拠って、比較的大型の表示と比較的高表示コンテンツのディスプレイ機器を使用でき、且つ更に良好なイメージングディスプレイ効果と比較的良好な透光性を備える。

図２は本発明の第一実施例の反射部品の側面図である、図に示すとおり、本発明の第一反射部品１１は単凹反射鏡(即ち平凹レンズ)であり、単凹反射鏡は凹面１１１と凹面１１１に相対する平面１１２を備え、平面１１２上には反射層１１３を塗布する。そのうち第一反射部品１１の凹面１１１は表示経路Ｓ１向きであり、ディスプレイ映像情報は凹面１１１を通過し反射層１１３に照射し、反射層１１３によって第一反射映像を形成する。故に第一反射映像はディスプレイ映像情報を縮小するイメージとなる。

本発明の一実施例において、第二反射部品１２は単凹反射鏡でもよく、第二反射部品１２の凹面１１１は第一反射映像の反射経路Ｒ１に向き、第一反射映像は凹面１１１を通過し、反射層１１３によって第二反射映像を形成する。故に第二反射映像は第一反射映像を縮小するイメージとなる。

図３は、本発明の第二実施例の光学イメージング装置の断面図である。図に示すとおり、当実施例において、第一反射部品２１及び/もしくは第二反射部品２２は凸レンズである。図４と共に示すとおり、それは本発明の第二実施例の反射部品の側面図である。図に示すとおり、第一反射部品２１と第二反射部品２２はどちらも凸レンズである。それは凸面２１１と凸面２１１に相対する平面２１２を備え、凸面２１１上には反射層２１３を塗布する。そのうち第一反射部品２１の凸面２１１は、表示経路Ｓ１向きで、ディスプレイ映像情報は第一反射部品２１の凸面２１１によって第一反射映像を形成する。また、第二反射部品２２の凸面２１１は第一反射映像の反射経路Ｒ１向きで、第一反射映像は第一反射部品２１の凸面２１１によって第二反射映像を形成する。同様に、第一反射映像はディスプレイ映像情報が第一反射部品２１を経て縮小した後のイメージであり、第二反射映像は第一反射映像が第二反射部品２２を経て縮小した後のイメージである。

本発明の別の実施例において、第一反射部品１１及び第二反射部品１２のうちの一つは、単凹反射鏡でもよく、他は凸レンズでもよく、単凹反射鏡と凸レンズを合わせることに拠って、ディスプレイ映像情報を縮小するイメージを達成する。または、本発明の更に別の一実施例において、第一反射部品１１と第二反射部品１２のうちの一つは単凹反射鏡もしくは凸レンズであり、他は平面レンズで単純反射映像を行う。同様にディスプレイ映像情報を縮小したイメージを達成し、当実施例と前一実施例の差異はディスプレイ映像情報を縮小する程度の大きさとする。

本発明は、上述方式によって、第一反射部品及び第二反射部品の反射で光学部品が発した投射映像を縮小後のディスプレイ映像情報とする。このようにして、公知技術のヘッドアップ・ディスプレイ構造に制限があることで、小型ディスプレイ部品だけに適用でき、また小型ディスプレイ部品の製作が困難で透光不足等の欠陥があることを解決することができる。

図５Ａと図５Ｂは、本発明の光学部品の指示図と使用指示図である。図に示すとおり、光学イメージング装置１は更に複数個の定位部品１３１を含む。該複数の定位部品１３１は、発光ダイオードであり、それぞれ光学部品１３の周辺に設置する。該複数個の定位部品１３１は定位スポットを発射し、光学部品１３に対応する投射イメージの周辺で映像定位を行い、それは即ちディスプレイ映像情報投射位置の定位である。

一般的に、ユーザーが本発明の光学イメージング装置１を設置する時、光学部品１３の位置はその投射映像の位置を必要な位置に合わせることが必要である。光学部品１３を調整する時、ディスプレイ映像情報のイメージングには、定位情報Ｌを含む。定位情報Ｌは複数個の定位マークを備え、それは、それぞれディスプレイ映像情報の辺縁の中間位置とする。ディスプレイ映像情報が光学部品１３に反射すると(例として図５Ｂ参照)、ディスプレイ映像情報と定位部品１３１の定位スポットは投射映像を形成し、その時投射映像はディスプレイ映像情報の定位情報Ｌの該複数個の定位マーク及び定位部品１３１が発射した定位スポットを含み、ユーザーはディスプレイ映像情報内の定位情報Ｌの該複数個の定位マークが定位部品１３１の定位スポットに揃っているか否かに基いて、光学部品１３の位置及び角度が投射映像が完全なディスプレイ映像情報であるか否かを判断し、光学部品１３が偏ることでディスプレイ映像情報の投射映像が不完全になるのを防止する。

上述のとおり、本発明は光学イメージング装置を提供する。それは、それぞれ反射モジュールでディスプレイ部品が投射したディスプレイ映像情報のイメージを縮小し、光学部品によって縮小した後のイメージは外向きに投射する。このようにして光学イメージング装置は比較的大型のディスプレイ部品で更に多くのディスプレイ映像情報を表示し、且つ大型のディスプレイ部品は比較的簡単に製造できる他に、更に良いイメージングディスプレイ効果と比較的良好な透光性を備える。更に定位部品を含み、それは光学部品の周囲に設置する。光学部品がディスプレイ映像情報を発した時、そのディスプレイ映像情報内には定位情報を含む。また、該複数個の定位部品は同時にマーク光源を発し、ディスプレイ映像情報の定位情報は定位部品のマーク光源に照準し、このようにしてディスプレイ映像情報の投影位置の定位を行い、光学部品が偏ることで、ディスプレイ映像情報の投射映像が不完全に投射するのを防止する。

上述から分かるとおり、本発明は突破性の構造を確実に達成し、改良の発明内容を備え、同時に産業利用率を高め、特許法の規定に符合する。

１ 光学イメージング装置
１１ 第一反射部品
１１１ 凹面
１１２ 平面
１１３ 反射層
１２ 第二反射部品
１３ 光学部品
１３１ 定位部品
２１ 第一反射部品
２１１ 凸面
２１２ 平面
２１３ 反射層
２２ 第二反射部品
Ｌ 定位情報
Ｓ１ 表示経路
Ｒ１ 反射経路
Ｒ２ 反射経路

Claims (9)

1. 光学イメージング装置において、そのうち、
   ディスプレイ映像情報を表示するディスプレイ部品と、
   該ディスプレイ映像情報の表示経路に設置し、該ディスプレイ映像情報を縮小し、並びに該ディスプレイ映像情報を反射して反射映像を形成する反射モジュールと
   該反射映像の反射経路に設置し、更に該反射映像を反射して投射映像を形成する光学部品を含むことを特徴とする光学イメージング装置。
2. 前記反射モジュールは、
   該ディスプレイ映像情報の表示経路に設置し、該ディスプレイ映像情報を縮小し、該ディスプレイ映像情報を反射して第一反射映像を形成する第一反射部品と
   該第一反射映像の反射経路に設置し、該第一反射映像を縮小し、該第一反射映像を反射して第二反射映像を形成し、該反射映像とする第二反射部品を含むことを特徴とする請求項１記載の光学イメージング装置。
3. 前記第一反射部品は、単凹反射鏡であり、該単凹反射鏡は凹面と該凹面に相対する平面を備え、該平面上には反射層を塗布し、該凹面は該ディスプレイ部品に対応することを特徴とする請求項２記載の光学イメージング装置。
4. 前記第一反射部品は、凸レンズであり、該凸レンズは凸面と該凸面に相対する平面を備え、該凸面上には反射層を塗布し、該凸面は該ディスプレイ部品に対応することを特徴とする請求項２記載の光学イメージング装置。
5. 前記第二反射部品は、単凹反射鏡であり、該単凹反射鏡は凹面と該凹面に相対する平面を備え、該平面上には反射層を塗布し、該凹面は該第一反射部品に対応することを特徴とする請求項３もしくは４記載の光学イメージング装置。
6. 前記第二反射部品は凸レンズであり、該凸レンズは凸面と該凸面に相対する平面を備え、該凸面上には反射層を塗布し、該凸面は該第一反射部品に対応することを特徴とする請求項３もしくは４記載の光学イメージング装置。
7. 前記光学イメージング装置は、更に複数個の定位部品を含み、該複数個の定位部品は該光学部品の周辺に設置することを特徴とする請求項１記載の光学イメージング装置。
8. 前記複数個の定位部品は発光ダイオードであることを特徴とする請求項７記載の光学イメージング装置。
9. 前記ディスプレイ映像情報は、更に定位情報を含み、該定位情報は複数個の定位マークを備え、該複数個の定位部品は複数個の定位スポットを発射し、該ディスプレイ映像情報と該定位部品の該複数個の定位スポットは該投射映像を形成し、該複数個の定位マークは、それぞれ該複数個の定位スポットに照準することを特徴とする請求項７記載の光学イメージング装置。

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