光学成像装置制造方法

光学成像装置制造方法
【专利摘要】本发明提出一种光学成像装置，该光学成像装置包含一壳体、一显示元件、至少一第一反射元件、一第二反射元件及一透镜元件，该显示元件产生一显示影像，该显示影像经该至少一第一反射元件及该第二反射元件反射至该透镜元件的传递路径的总长度小于该透镜元件的焦距，如此使用者可透过光学成像装置观看到放大并等效位于远处的显示影像，本发明的光学成像装置设置至少一第一反射元件，以缩小光学成像装置的体积。
【专利说明】光学成像装置

【技术领域】
[0001 ]本发明是有关于一种成像装置,其尤指一种光学成像装置。

【背景技术】
[0002] 一各种用于交通工具上的显示装置已相继地被研发，例如：行车纪录器、卫星导航、 抬头显示器（heM up display，HUD)等，其中抬头显示器已被广泛地使用。然，以抬头显示 器为例，其所显示的影像多投射在伩表板座左前方或右前方的挡风玻璃。使用者于驾驶过 程中大多注视正前方的路况，当使用者于驾驶过程中欲观看抬头显示器所显示的影像时， 使用者需将其视线移至仪表板座的前方或右前方的挡风玻璃，导致使用者的眼睛的焦距不 断改变，使用者的注思力无法一直集中在正前方的路况,容易导致交通意外的发生。
[0003]有鉴于上述问题，本发明提供一种光学成像装置，使用者透过本发明的光学成像 装置观看位于正前方且放大的显示影像，如此使用者于驾驶过程中无须改变其眼睛的焦 距，而避免交通意外的发生，而且本发明的光学成像装置的体积较小。


【发明内容】

[0004] 本发明的目的，在于提供一种光学成像装置，其可透过透镜元件放大显示元件所 显示的显示影像，而且放大的显示影像的焦距位于远处，让使用者观看远方时不用改变眼 睛的焦距也可同时看到放大的显示影像。
[0005] 本发明的目的，在于提供一种光学成像装置，本发明的光学成像装置设置至少一 反射元件，以缩小光学成像装置的体积。
[0006] 为了达到上述所指称的各目的与功效，本发明揭示一种光学成像装置，其包含：一 壳体，其具有一开口、一底部及一侧壁，该开口对应该底部；一显示元件，其设置于该侧壁， 并位于该壳体内；至少一第一反射元件，其设置于该侧壁，且位于该显示元件所显示的一显 示影像传递至该至少一第一反射元件的一第一传递路径上；一第二反射元件，其设置于该 底部，并位于经该至少一第一反射元件反射的该显示影像传递至该第二反射元件的一第二 传递路径上；以及一透镜元件，其设置于该开口，并位于经该第二反射元件反射的该显示影 像传递至该透镜元件的一第三传递路径上；其中该第一传递路径、该第二传递路径及该第 三传递路径的总长度小于该透镜元件的焦距，以产生一放大并等效位于远处的显示影像； 其中该第一传递路径及该第二传递路径不会相互交错。
[0007] 本发明的目的还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
[0008] 前述的光学成像装置，其中该壳体的纵向长度大于其横向宽度，该第三传递路径 的长度大于该第一传递路径的长度。
[0009] 前述的光学成像装置，其中该壳体的纵向长度小于其横向宽度，该第三传递路径 的长度小于该第一传递路径的长度。
[0010] 前述的光学成像装置，其中该壳体设置于一汽车的一仪表板座内，该透镜元件从 该仪表板座的表面露出，并沿着该汽车的一挡风玻璃的曲率设置。
[0011] 前述的光学成像装置，其更包含一外壳体，其两侧分别具有一枢接孔，该壳体的两 枢接轴枢接于该两个枢接孔，以套设于该壳体的外侧。
[0012] 前述的光学成像装置，其更包含一角度调整机构，其设置于该外壳体内，并对应该 壳体的该底部，该角度调整机构推动该底部，该壳体相对该外壳体转动。 _
[0013] 前述的光学成像装置，其中该显示元件包含发光二极管背光模块，该发光二极管 背光模块包含一陶瓷基板及一散热元件，该散热组件设置于该陶瓷基板的后端。
[0014] 前述的光学成像装置，其更包含一感测元件，其设置于该壳体的外侧，并感测f光 学成像装置的外部环境的亮度或色彩，该显示元件依据该光学成像装置的外部环境的亮度 或色彩调整该发光二极管背光模块的亮度或调整该显示元件所显示的显示影像的色彩。
[0015] 前述的光学成像装置，其更包含一光感测模块，其设置于该壳体的外侧，并具有： 感测端，该感测端及该壳体的中心线均相对水平面倾斜一角度，且使该感测端与该透镜元 件朝向同一方向。
[0016] 前述的光学成像装置，其中该光感测模块连接该壳体，该壳体转动时同时带动该 光感测模块转动，并使该感测端自动地与该透镜元件朝向同一方向。
[0017] 前述的光学成像装置，其中该光感测模块感测外部太阳光对该光学成像装置的照 射量是否超过门槛值，该光感测模块传送控制信号至该角度调整机构，该角度调整机构依 据该控制信号调整该透镜元件相对于太阳光的角度。
[0018] 前述的光学成像装置，其更包含一遮光件，其对应该透镜元件设置；其中该光感测 模块感测外部太阳光对该光学成像装置的照射量是否超过门槛值，该光感测模块传送控制 信号至该遮光件，该遮光件依据该控制信号遮蔽该透镜元件。
[0019] 前述的光学成像装置，其更包含至少一第一透镜元件，其与该透镜元件并排设置， 以缩短该透镜元件的焦距，并缩短该第一传递路径、该第二传递路径及该第三传递路径的 总长度。
[0020] 前述的光学成像装置，其更包含至少一辅助显示元件，其设置于该显示元件的一 侦!I，并较该显示元件靠近该透镜元件。

【专利附图】

【附图说明】 图1 :其为本发明的第一实施例的光学成像装置的立体图； 图2 :其为本发明的第一实施例的光学成像装置的剖面图； 图3 :其为本发明的第一实施例的光学成像装置的简易成像示意图； 图4 :其为本发明的第一实施例的光学成像装置的成像示意图； 图5 :其为本发明的第二实施例的光学成像装置的剖面图； 图6 :其为本发明的第二实施例的光学成像装置的成像示意图； 图7A :其为本发明的第二实施例的透镜元件的示意图； ' 图7B :其为本发明的第三实施例的透镜元件的示意图； 图8 :其为本发明的第二实施例的光学成像装置的使用状态图； 图9A :其为本发明的第二实施例的光学成像装置相对于挡风玻璃的示意图； 图％ :其为本发明的第二实施例的光学成像装置相对于挡风玻璃的另一示意图； 图10 :其为本发明的第二实施例的光学成像装置的另一剖面图； 图11 :其为本发明的第二实施例的光学成像装置的调整壳体角度的示意图； 图12A:其为本发明的第二实施例的光学成像装置的显示影像的调整示意图； 图12B :其为本发明的第二实施例的光学成像装置的调整显示影像的另一调整示意 图； 图13 :其为本发明的第二实施例的光学成像装置的调整显示影像面积的示意图； 图14 :其为本发明的第二实施例的光学成像装置的显示元件的背光模块的示意图； 图15 :其为本发明的第二实施例的光学成像装置的感测元件的感测示意图； ' 图16 :其为本发明的图8的A区域的放大图； 图17 :其为本发明的第四实施例的光学成像装置的光感测模块的示意图； 图18 :其为本发明的第二实施例的光学成像装置的光感测模块的使用状态图； 图19A:其为本发明的第五实施例的光学成像装置的遮光件的使用状态图； 图19B:其为本发明的第五实施例的光学成像装置的遮光件的另一使用状态图； 图20A :其为本发明的第六实施例的光学成像装置的遮光件的使用状态图； 图20B :其为本发明的第六实施例的光学成像装置的遮光件的另一使用状态图； 图21 :其为本发明的第七实施例的光学成像装置的遮光件的使用状态图； 图22 :其为本发明的第八实施例的光学成像装置的示意图； 图23 :其为本发明的第九实施例的光学成像装置的光学成像装置的剖面图； 图24 :其为本发明的第十实施例的光学成像装置的示意图； 图25 :其为本发明的第十实施例的光学成像装置的成像示意图；以及_ 图26 :其为本发明的第十实施例的光学成像装置的可观看区域所显示的内容的示意 图。 【图号对照说明】 I 光学成像装置 10 壳体 100 开口 101底部 102a第一侧壁 102b第二侧壁 103枢接轴 II 光学成像模块 110显示元件 1101、1101，显示影像 1102显示区域 1103发光二极管背光模块 1104陶瓷基板 1105散热元件 111第一反射元件 112第二反射元件 113透镜元件 1131影像输出端 12 外壳体 121枢接孔 13 角度调整机构 131驱动元件 132推动元件 14 感测元件 15 光感测模块 151感测端 152圆柱体 153光感测元件 16 遮光件 17 第一透镜元件 18 辅助显示元件 181、181'辅助影像 2 使用者 21 眼 3 物件 4 汽车 41 仪表板座 42 挡风玻璃 421弧面 422反射膜 43 驾驶座 5 影像 51 取样点 S1 第一传递路径 S2第二传递路径 S3第三传递路径 S4第四传递路径 S5第五传递路径 f 焦距 D 距离 d 间距 dl距离 W 宽度 P1观看区域 P2观看区域 R 重叠观看区域 C1、C2、C3、C4 中心线 H 水平面 L 太阳光 P 可观看区域 al第一角度

【具体实施方式】 为了使本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的实施 例及配合详细的说明，说明如下： +请参阅图1及图2,其为本发明的第一实施例的光学成像装置的立体图及剖面图；如图 所示，本实施例提供一种光学成像装置丨，光学成像装置丨包含一壳体10及一光学成像模块 11，光学成像模块11设置于壳体10内。本实施例的光学成像模块11包含一显示元件110、 至少一第一反射元件111、一第二反射元件112及一透镜元件113,然本实施例的第一反射 元件111的数量为一个，第一反射元件 1U及第二反射元件H2分别为一反射镜。 壳体10具有一开口 100、一底部101及一侧壁，侧壁包含一第一侧壁102a及相对于第 一侧壁102a的一第二侧壁l〇2b，底部101对应开口 100。显示元件110设置于侧壁的第一 侧壁l〇2a，并位于壳体1〇内。第一反射元件n丨设置于侧壁的第二侧壁 1〇2b，然第一反射 元件111位于一第一传递路径S1上，其中第一传递路径S1指显示元件110所显示的一显 不影像1101的传递路径。 第一反射兀件112设置于壳体10的底部101，透镜元件113嵌设于开口 100,然第二反 射元件112相对透镜元件113倾斜一角度，第二反射元件112的宽度大于透镜元件113的 宽度，并位于一第二传递路径S2上，其中第二传递路径S2指经第一反射元件111反射的显 示影像1101的传递路径。透镜元件113位于一第三传递路径S3上，第三传递路径S3指经 第二反射元件112反射的显示影像1101的传递路径，然上述第一传递路径S1、第二传递路 径S2及第三传递路径S3的总长度小于透镜元件113的焦距，即使显示元件110位于透镜 元件II 3的焦距内（如图3所示），透镜元件113朝向外部的一侧为一影像输出端1131。 _请一并参阅图3及图4,其为本发明的第一实施例的光学成像装置的成像示意图；如图 所示，当一使用者2从光学成像装置1的外侧透过透镜元件113观视显示元件110所显示 的显示影像1101时，因显示元件110位于透镜元件113的焦距f内，因此使用者2可看到 放大并等效位于远处的显示影像1101'（虚像），而放大并等效位于远处的显示影像1101， 与使用者 2间的距离D，较佳实施例可以为大于2公尺，让使用者2观看远方对象3或景物， 可同时观看到放大并等效位于远处的显示影像1101'，而且放大并等效位于远处的显示影 像1101'的内容可为远方对象 3或景物的信息或其它参考信息，如此让使用者2不用改变 其眼睛的焦距，于观看远方对象3或景物的同时可观看显示于放大并等效位于远处的显示 影像1101'的参考信息。 由图3可知，可知本实施例的光学成像装置1若未设有第一反射元件m及第二反射 元件112时，显示元件110必须对应透镜元件II3设置，如此显示元件110至透镜元件 113 间的距离为第一传递路径S1、第二传递路径S2及第三传递路径S3的总长度，所以透过第一 反射元件111及第二反射元件112的设置，可使光学成像装置丨的体积缩小，同时也表示增 加反射元件的数量更能缩小光成像装置1的体积。 于此更进一步提供一实施例，此实施例增加第一反射元件111的数量，请参阅图5,其 为本发明的第二实施例的光学成像装置的剖面图；如图所示，本实施例的光学成像装置1 具有两个第一反射元件111，一个第一反射元件111设置于设有显示元件110的第一侧壁 102a，并位于显示元件110的下方，另一个第一反射元件ill设置于第二侧壁 102b，并与显 示元件110及位于显示元件110下方的第一反射元件111相对应。设置于第二侧壁1〇2b 的第一反射元件ill位于第一传递路径S1上，位于显示元件110下方的第一反射元件m 位于一第四传递路径S4上，第四传递路径S4指设置于第二侧壁102b的第一反射元件111 所反射的显不影像1101的传递路径。第二反射兀件112位于一第五传递路径S5上，第五 传递路径S5指位于显示元件110下方的第一反射元件111所反射的显示影像ιι 〇1的传递 路径。第四传递路径S4及第五传递路径S5的总长度相当于第一实施例的光学成像装置1 的第二传递路径S2的长度，也表示增加第一反射元件111的数量，可将原本第二传递路径 S2由第四传递路径S4及第五传递路径S5所构成的弯折路径替代，以缩短第三传递路径S3 的长度，进而缩短壳体10的纵向长度，最终达到缩小光学成像装置1的体积的目的。 不论第一实施例及第二实施例的光学成像装置1，其第一传递路径S1及第二传递路径 S2(第四传递路径S4及第五传递路径S5)并未相互交错，如此不会影响光学成像装置1从 影像输出端1131输出的显示影像的显示质量。 下述以第二实施例的光学成像装置1进行说明，请一并参阅图6、图7A及图7B，其为本 发明的第二实施例的光学成像装置的成像示意图及透镜元件的示意图；如图所示，为了让 使用者2的双眼21能同时看到完整的显示影像1101'，本实施例的透镜元件113的宽度W 大于使用者的两眼的间距d，然一般使用者2的两眼21的间距d介于60mm与70mm之间，所 以透镜元件113的宽度W，较佳实施例可以为大于 7〇mm。然每一眼21透过透镜元件113观 视可产生一观看区域PI、P2,两眼21的观看区域PI、P 2具有一重叠观看区域R，然光学成像 装置1所产生的显示影像1101'位于两眼21透过透镜元件113观视的重叠观视区域R内， 如此使用者2的双眼 21可同时观看到显不影像1101'。另外，本实施例的透镜元件113为 矩形（如第七A及七B图所示），如此有效缩小光学成像装置1的体积。然，上述透镜元件 113使用长焦距的透镜，其中透镜元件II 3可为单面凸透镜、双面凸透镜或菲涅尔透镜，如 此光学成像装置1所产生的放大并等效位于远处的显示影像1101'的失真度较少，而且使 放大并等效位于远处的显示影像1101'的焦距较稳定。 复参阅图5，本实施例的壳体10呈筒状，即壳体10的纵向长度大于其横向宽度，其中壳 体10的纵向长度指底部101的最低点至开口 100的垂直距离，壳体10的横向宽度指第一 侧壁102a与第二侧壁102b间的水平距离，因第一传递路径S1、第二传递路径（第四传递路 径S4及第五传递路径S5)及第三传递路径S3的总长度必须小于透镜元件113的焦距，也 说明第一传递路径S1的长度小于第三传递路径S3的长度。 当然本实施例的壳体10的形状可依据使用者需求而改变，例如：使壳体10的纵向长度 小于其横向宽度，如此第一传递路径S1的长度大于第三传递路径S3的长度。不论壳体1〇 的形状如何改变，只要使显示元件110位于透镜元件113的焦距内即可产生放大并等效位 于远处的显示影像1101'（如图6所示）。 请参阅图8,其为本发明的第二实施例的光学成像装置的使用状态图；如图所示，本实 施例说明光学成像装置1装设于一汽车4内的使用状态，当本实施例的光学成像装置1装 设于汽车4的一仪表板座41内时，透镜元件113从仪表板座41的表面露出，并朝向汽车4 的挡风玻璃42。依据仪表板座41内的空间及其它电子元件的配置，较适合使用纵向长度大 于横向宽度的壳体10,如此壳体1〇呈筒状，以避免占据仪表板座 41内的空间。于此再次说 明，可依据设置位置的空间而改变壳体10的形状，不限于本实施例的壳体10的形状。 同时请参阅图9A及图9B，其为本发明的第二实施例的光学成像装置相对于挡风玻璃 的示意图；如图所示，挡风玻璃42具有一弧面犯1，弧面421具有一曲率，本实施例的光学 成像装置1的透镜元件113沿着挡风玻璃似的弧面似1设置，以避免使用者 2看到失真的 放大并等效位于远处的显示影像11〇1'。当驾驶座43位于汽车4的左侧时，光学成像装置 1设置于驾驶座43前方的仪表板座41中，此时透镜元件113沿着挡风玻璃42的弧面4 21 设置，壳体10的中心线C1相对于汽车4的驾驶座43的中心线C2往右倾斜一角度，换句话 说，壳体10的中心线C1相对使用者2的直视的中心线往使用者2的右侧倾斜角度，角度依 据弧面421的曲率而定；当驾驶座43位于汽车4的右侧时，光学成像装置1设置于驾驶座 43前方的仪表板座41中，壳体10的中心线C1相对于驾驶座43的中心线C2往左倾斜一角 度，如此使透镜元件113可沿着挡风玻璃似的弧面犯1的曲率设置。 上述说明壳体1〇的中心线C1相对汽车4的驾驶座43的中心线C2往右或左倾斜的角 度依据挡风玻璃42的弧面421的曲率而定，于此进一步举例说明，使用者2的眼睛21至光 学成像装置1的距离（包含挡风玻璃折射距离）约1公尺，挡风玻璃 42的弧面421的半径 为1500mm的状况下，光学成像装置1的壳体1〇的中心线C1相对于汽车4的驾驶座43的 中心线C2向右或向左倾斜的角度约5度。
[0021] 复参阅图8,当光学成像装置1装载于汽车4的仪表板座41的后，挡风玻璃42上 设置一反射膜422,反射膜422对应光学成像装置1的透镜元件113,并位于从透镜元件113 穿出的显示影像1101的传递路径上，其中反射膜似2也可由或一暗色膜或为镀膜玻璃显示 区替代。当光学成像装置1开始运作时，显示元件110所产生显示影像1101，经由传递路径 与显示元件穿过透镜元件113,并传递至挡风玻璃42的反射膜似2,反射膜422反射显示影 像1101至使用者 2的眼睛，此时使用者2会看到放大并等效位于远处的显示影像（虚 像），如此使用者2于驾驶汽车4时,使用者2的视线聚焦于远处的路况，同时也可观视放大 并等效位于远处的显示影像iioi'，也表不使用者 2于驾驶过程中不用改变其眼睛的焦距， 即可观视放大并等效位于远处的显示影像1101'，并透过放大并等效位于远方的显示影像 1101'得知目前汽车4的信息（例如：车速、油量、转速、温度等）。
[0022] 复参阅图5,并同时参阅图10及图11，其为本发明的第二实施例的光学成像装置 的另一剖面图及调整壳体角度的示意图；如图所不，每一使用者2的身长不同而使其坐在 驾驶座43的高度不同，导致使用者 2的视角不同，为了让使用者2可观看完整的显示影像， 而本实施例的光学成像装置1更包含一外壳体 12,壳体1〇的两侧分别具有一枢接轴103， 外壳体12具有对应二枢接轴1〇3的二枢接孔1 21，壳体10的二枢接轴103枢接于外壳体 12的二枢接孔121，以套设于壳体10的外侧，并使壳体10可相对外壳体12转动。然本实 施例的光学成像装置1更包含一角度调整机构 13,角度调整机构13设置于外壳体12内，并 对应壳体10的底部101，角度调整机构 13推动壳体10的底部1〇丨，使壳体10相对于外壳 体12转动，进而调整透镜元件II 3相对于挡风玻璃42的角度。所以使用者2可依据其身 长透过角度调整机构13调整透镜元件113相对于挡风玻璃42的角度，直到使用者2观看 到完整地放大并等效位于远处的显示影像1101'为止。
[0023] 本实施例的角度调整机构13包含一驱动元件131及一推动元件132,推动元件 132设置于驱动元件131，驱动元件131设置于外壳体12内，推动元件132的一端抵接于壳 体10的底部101。当驱动元件1S1驱动推动元件132往底部101前进时，以推动底部101， 使壳体10相对于外壳体12转动，进而调整透镜元件II3相对于挡风玻璃42的角度。所以 使用者2欲调整透镜元件113相对于挡风玻璃42的角度时，只要启动驱动元件131即可。 上述驱动元件131可为一马达，推动元件132可为一螺杆，当然角度调整机构13可为其它 型态，于此不再赘述。
[0024] 复参阅图8,每一使用者2的脚长或手臂长不同，因此坐在驾驶座43的使用者2至 挡风玻璃42的距离dl也不同，为了使每一使用者2可看到完整的显示影像1101'，本实施 例的光学成像装置1依据使用者 2至挡风玻璃42的距离dl调整显示元件110所显示的显 示影像1101的面积大小。请一并参阅第十二A及十二B图，其为本发明的第二实施例的光 学成像装置的显示影像的调整示意图；如图所示，本实施例的显示元件110具有一显示区 域1102,显示影像1101位于显示区域1102内，其面积可小于或等于显示区域1102的面积， 然显示元件110的显示影像1101的面积调整透过显示元件110的内建处理器并依据使用 者2至挡风玻璃42的距离dl不同进行调整。
[0025] 当使用者2与挡风玻璃42间的距离dl缩短（即使用者2与透镜元件113间的距 离缩短）时，依据使用者2与挡风玻璃42间的距离扩大显示元件110的显示影像1101的 面积；反的，当使用者2与挡风玻璃42间的距离dl增加（即使用者2与透镜元件113间的 距离增加）时，依据使用者2与挡风玻璃42间的距离dl缩小显示影像1101的面积。
[0026] 本实施例的透镜元件113的两表面的中心可能因制作过程中产生误差，即透镜 元件113的两表面的中心并非位于同一直在线，如此使放大并等效位于远处的显示影像 1101'产生偏移，导致使用者2无法观看完整的放大并等效位于远处的显示影像1101'。此 时，请参阅图13,使用者2依据放大的显示影像1101'的偏移量（如X及Y方向的偏移量） 调整显示元件110的显示影像1101于显示区域1102的位置，使放大并等效位于远处的显 示影像1101'完整的呈现。上述显示影像1101的位置调整也是透过显示元件110的内建 处理器依据放大的显示影像1101'的偏移量进行调整。
[0027] 复参阅图5,并同时参阅图14,其为本发明的第二实施例的光学成像装置的显示 元件的背光模块的示意图；如图所示，本实施例的显示元件110使用具有高亮度的显示元 件110,所以本实施例的显示元件110的背光模块使用发光二极管背光模块H03,如此发光 二极管背光模块1103可提供高亮度的显示影像1101，如此本实施例的光学成像装置1所产 生的放大并等效位于远处的显示影像1101'可清晰地让使用者观视。
[0028] 另参阅图8,本实施例的光学成像装置1更包含一感测元件14(如：CMOS传感器）， 感测元件14设置于汽车4内，例如方向盘的前方，并设置于光学成像装置1的壳体10的外 侧。感测元件14可对光学成像装置1的外部环境的亮度或色彩进行感测，显示元件110依 据环境亮度或色彩调整发光二极管背光模块1103的亮度或调整显示元件110所显示的显 示影像的色彩，以产生清楚的显示影像1101，进而获得于此环境下清晰的放大并等效位于 远处的显示影像1101'。于此更进一步说明感测元件14如何感测环境亮度，请一并参阅图 15,其为本发明的第二实施例的光学成像装置的感测元件的感测示意图；如图所示，感测元 件14对光学成像装置1的外部环境进行拍摄，并产生一影像5,然后于影像5上取复数取样 点51，并计算该些取样点51的亮度值的平均值，然后显示元件 110依据平均值调整发光二 极管背光模块1103的亮度。
[0029]上述说明利用影像5计算出环境亮度，并依据环境亮度调整发光二极管背光模块 1103的亮度。于下述说明如何依据影像5的环境色彩调整显示元件11〇所显示的显示影像 1101的色彩，其主要依据影像5判断出环境色彩，然依据显示影像 n〇1的色彩与环境色彩 的比对调整显示影像1101的色彩，即进行显示影像1101的色彩与环境色彩的反差色改变。 举例I来说，在晚上的时候，若是撷取到的影像 5的环境色彩是黑色或暗色系，那么可以调整 显示元件110,让显示影像1101为亮色系。反之，在白天的时候或是前方有白色车子，如此 撷取到的影像5的环境色彩为白色或亮色系，那么可以调整显示元件 11〇,让显示影像11〇1 为暗色系。经上述方式调整后，光学成像装置1于任何环境下使用，可获得清晰的放大并等 效位于远处的显示影像1101'。
[0030]复参阅图14,又因本实施例的光学成像装置丨的显示元件uo使用发光二极管 背光模块1103,发光二极管背光模块ιι〇3容易产生高温，所以本实施例的发光二极管背 光模块1103的一电路板使用陶瓷基板11〇4,并于陶瓷基板11〇4的后端增设一散热元件 1105(如：散热鳍片），以将发光二极管背光模块 1103所产生的热排出至外部，进而降低光 二极管背光模块1103的温度。
[0031]再参阅图8,本实施例的光学成像装置丨更包含一光感测模块15，光感测模块 15 设置于壳体10的外侧，并位于汽车4的仪表板座41内，请一并参阅图16,其为本发明的图 8的A区域的放大图；如图所示，光感测模块15具有一感测端 151，壳体10的中心线C3相 对一水平面Η倾斜一第一角度al，光感测模块15的感测端151的中心线C4也相对一水平 面Η倾斜第一角度al，如此于光学成像模块11的影像输出端 1131的透镜元件113与光感 测模块15的感测端151裸露于仪表板座41的表面，并朝向同一方向。
[0032] 本实施例的光感测模块15包含中空的一圆柱体152及一光感测元件153,光感测 元件153设置于圆柱体152内，并位于圆柱体152的底部。光感测元件153的上方称为感 测端151。当然光感测模块15也有其它型态，请参阅图17,中空的圆柱体也可由二薄板154 取代，其中一薄板154具有孔洞1541，光感测元件153对应孔洞设置于另一薄板154上；或 者直接省略圆柱体151的设置也可。
[0033]请参阅图18,其为本发明的第二实施例的光学成像装置的光感测模块的使用状态 图；如图所示，因光学成像装置1的透镜元件113与光感测模块15的光感测元件153朝向 同一方向，汽车4外部的太阳光L相对透镜元件113及光感测模块15的光感测元件153的 照射角度相同。当汽车4外部的太阳光L垂直穿过透镜元件113时，太阳光L也会垂直照 射于光感测模块15的光感测元件153,此时光感测元件153所接受的太阳光L的照射量，正 比于太阳光L对壳体10内的光学成像模块11的照射量，当光感测元件153感测太阳光L 对光学成像模块11的照射量超过一门槛值，并传送一第一控制讯号至角度调整机构13,角 度调整机构13接收第一控制讯号并依据第一控制讯号调整壳体10的角度。当壳体10转 动一角度时，改变了透镜元件Π 3相对于太阳光L的角度，进而改变透镜元件113相对于挡 风玻璃42的角度，即使光学成像模块11的影像输出端1131的透镜元件113与光感测模块 15的感测端151无朝向同一方向，使汽车4外部的太阳光L不会垂直穿过透镜元件113,以 避免光学成像模块11的元件产生热损坏。
[0034] 壳体10经角度调整后，当光感测元件153的感测太阳光L对光学成像模块11的 照射量（即光感测元件I53所接受的太阳光L的照射量）小于门槛值时，光感测元件153 产生一第二控制讯号并传送第二控制讯号至角度调整机构13,角度调整机构13依据第二 控制讯号调整壳体10的角度，使壳体10恢复成原始状态，即使光学成像模块11的影像输 出端1131与光感测模块15的感测端151朝向同一方向（如图16所示）。
[0035] 请参阅图19A及图19B，其为本发明的第五实施例的光学成像装置的遮光件的使 用状态图；如图所示，上述实施例利用角度调整机构13调整壳体10的角度，使外部太阳光 L不会垂直穿过透镜元件113,以避免光学成像模块11内产生热损害。然本实施例的光学 成像装置1不须调整壳体10的角度,也可避免外部太阳光L垂直穿过透镜元件113而进入 光学成像模块11内，本实施例的光感测模块15控制覆盖于光学成像模块11的影像传输端 1131的一遮光件16的开关或颜色变化，本实施例的遮光件16位于透镜元件113的上方。 [0036] 本实施例的遮光件16为一遮光帘，当光学成像装置1正常使用时，遮光件16为关 闭状态，即无遮蔽光学成像模块11的透镜元件113,也表示无遮蔽光学成像模块11的影像 输出端1131，使外部太阳光L可穿过透镜元件113照射至光学成像模块11 ;光学成像装置 1无法正常使用时，遮光件16为启动状态，即遮蔽光学成像模块11的透镜元件113,也表示 遮光件16遮蔽光学成像模块11的影像输出端1131，以阻隔外部太阳光L穿透透镜元件113 而进入光学成像模块11。本实施例的遮光件16设置于壳体10的开口 100,并位于透镜元 件113的上方，以遮蔽光学成像模块11的影像输出端1131。当然本实施例的遮光件16也 可设置于仪表板座41，并位于透镜元件113的上方,遮光件16仅要对应透镜元件113设置， 即达到可遮蔽光学成像模块11的影像输出端1131的目的。
[0037] 当光感测元件153感测太阳光L对光学成像装置1的照射量（即光感测元件153 所接受的太阳光L的照射量）超过门槛值，g卩外部太阳光L直接垂直穿过透镜元件113而 进入光学成像模块11时，光感测元件153产生并传送第一控制讯号至遮光件16,遮光件16 依据第一控制讯号启动，使遮光件16为启动状态，以遮蔽透镜元件113,即阻隔外部太阳光 L进入透镜元件113 (如图19A所示）。的后，当光感测元件153感测太阳光L对光学成像 装置1的照射量（即光感测元件153所接受的太阳光L的照射量）小于门槛值时，也表示 太阳光L未垂直穿过透镜元件113,此时，光感测元件153产生第二控制讯号并传送第二控 制讯号至遮光件16,遮光件16依据第二控制讯号关闭，即使遮光件16为关闭状态，进而使 外部太阳光L可穿过透镜元件113,而使光学成像模块11可正常使用（如图19B所示）。 [0038]另外，请参阅图20A及图20B图，其为本发明的第六实施例的光学成像装置的遮光 件的使用状态图；如图所示，上述实施例的遮光件16为遮光帘，而本实施例的遮光件16 - 显示玻璃替代遮光帘，其中显示玻璃于二玻璃之间灌注液晶，控制液晶而改变显示玻璃为 透明状态、半透明状态或黑色状态。遮光件16受光感测模块15的光感测元件153的控制， 当光感测元件153感测太阳光L对光学成像模块11的照射量（即光感测元件153所接受 的太阳光L的照射量）未超过门槛值时，即太阳光L未直接垂直穿过透镜元件113,此时遮 光件16为透明状态，遮光件16无遮蔽透镜元件113,即无遮蔽光学成像模块11的影像输出 端1131，使外部太阳光L可穿过透镜元件113而进入光学成像模块11，光学成像模块11可 正常使用，如图20B所示。
[0039]当光感测元件153感测太阳光L对光学成像模块11的照射量（即光感测元件I53 所接受的太阳光L的照射量）超过门槛值时，即太阳光L直接垂直穿过透镜元件113,此时 遮光件16可选择为半透明状态或黑色状态，如图20A所示，当遮光件I 6为半透明状态时， 可减少外部太阳光L透过透镜元件113进入光学成像模块11的照射量，以减少太阳光L进 入光学成像模块11所产生的热损害；当遮光件16为黑色状态时，可遮蔽透镜元件113,即 遮蔽光学成像模块11的影像输出端1131，以阻隔外部太阳光L进入光学成像模块11内。然 本实施例的遮光件16亦可设置于壳体1〇内，并覆盖光学成像模块11的影像输出端1131， 而本实施例的遮光件16位于透镜元件113的下方，遮光件I 6仅要对应透镜元件113设置， 也可达到阻隔或减少外部太阳光L进入光学成像模块11内，如图2丨所示。本实施例的遮 光件I 6也可由一单向玻璃替代。
[0040] 上述第五实施例至第七实施例均于使用者驾驶过程中太阳光L对光学成像装置1 的照射量（即光感测元件153所接受的太阳光L的照射量）超过门槛值时，调整壳体1〇的 角度或启动遮光件16遮蔽透镜元件113,另当汽车4未使用时，也可调整壳体10的角度或 启动遮光件16遮蔽透镜元件113,以保护光学成像装置1，避免光学成像装置1内的元件产 生热损害。
[0041] 然上述实施例的光感测模块15均设置于壳体10的外侧，并与壳体1〇分离，请一 并参阅图22,当然光感测模块15也可直接与壳体10相连，光感测模块15的感测端151与 透镜元件113朝向同一方向，当壳体1〇依据使用者2至挡风玻璃42的距离转动时，光感测 模块15也可同时随壳体10转动，光感测模块15的感测端151与透镜元件113朝向同一方 向，以准确感测太阳光L对光学成像装置的照射量。
[0042] 复参阅图2,若上述实施例的光学成像装置1使用长焦距的透镜元件113,所以第 一传递路径S1、第二传递路径S2及第三传递路径S3的总长度也依据透镜元件113的焦距 而増长，若第一传递路径S1不变时，第三传递路径S3会增长，也表示壳体10的纵向长度也 会增加，进而增加光学成像装置1的体积。
[0043] 请参阅图23所示，其为本发明的第八实施例的光学成像装置的剖面图；如图所 示，为了缩小光学成像装置1的体积，除了增加第一反射元件111的数量，可增设至少一第 一透镜元件17,与目前透镜元件113并排，以缩短透镜元件113的焦距，如此第一传递路径 S1、第二传递路径S2及第三传递路径S3的总长度也缩短。当第一传递路径S1的长度不变 时，第三传递路径S3可缩短，以缩短壳体10的纵向长度，进而缩小光学成像装置1的体积， 同时可减少光学成像装置1所产生的显示影像发生弧形失真的状况，以维持显示影像的显 示质量。
[0044] 复参阅图6,为了让使用者2的双眼21均能看到完整的放大的显示影像1101'，所 以第一实施例的透镜元件113的宽度W大于使用者2的两眼21的间距d，如此使光学成像 装置1所产生的显示影像1101'位于两眼21的重叠观看区域R内。因透镜元件113的宽 度大于使用者的两眼的间距，使用者透过透镜元件113产生一可观看区域P(包含使用者2 的单眼21可观看的观看区域P1、P2)，而完整的显示影像1101'位于两眼21的可观看区域 P的重叠观看区域R内，如图所示，其仅位于可观看范围P的中间区域，可观看范围P的左侧 及右侧并无影像可观看。
[0045] 请参阅图24、图25及图26,其为本发明的第十实施例的光学成像装置的示意图、 成像示意图及可观看区域所显示的内容的示意图；如图所示，因此本实施例的光学成像装 置1增加二辅助显示元件18,二辅助显示元件18分别位于显示元件11〇的两侧，并较显示 元件110靠近透镜元件113。二辅助显示元件18可分别显示一辅助影像181，辅助影像181 可为通知来电的图像、来电者的图像等。使用者2透过透镜元件113可观看到放大的二辅 助影像18Γ位于显示影像1101'的两侧，以填满可观看区域P。当然也可以仅设有一个辅 助显显示元件1，于此不再赘述。
[0046] 综上所述，本发明提供一种光学成像装置，本发明的光学成像装置有下述特点：
[0047] 1.本发明的光学成像装置可透过透镜元件放大显示元件所显示的显示影像，而且 放大的显示影像的焦距位于远处，让使用者观看远方时不用改变眼睛的焦距也可同时看到 放大的显示影像。
[0048] 2.本发明的光学成像装置使用筒状本体，并于筒状本体内设置至少一第一反射元 件，以缩小光学成像装置的体积。而该些第一反射元件间的显示影像的传递路径并无相互 交错，以维持显示影像的显示质量。
[0049] 3.本发明的光学成像装置的透镜元件的宽度大于使用者的两眼的间距，让使用者 的双眼可同时观看到放大的显示影像。然透镜元件设计成矩形，以减少光学成像装置的体 积。
[0050] 4.本发明的光学成像装置可应用于交通工具，其沿着挡风玻璃的弧面设置，使光 学成像装置的中心线相对于使用者的直视的中心线倾斜，有效避免光学成像装置的显示影 像发生失真的状况。
[0051] 5.本发明的光学成像装置可依据使用者的高度不同而利用角度调整机构调整光 学成像装置的透镜相对于挡风玻璃的角度，进而让使用者观看完整的放大的显示影像。
[0052] 6.本发明的光学成像装置可依据使用者至挡风玻璃的距离不同而调整显示元件 的显示影像的面积的大小，进而观看完整的放大的显示影像。
[0053] 7.本发明的光学成像装置可依据显示影像的偏移量调整显示元件的显示影像的 位置，进而观看完整的放大的显示影像。
[0054] 8.本发明的光学成像装置的显示元件使用发光二极管背光模块，以产生高亮度的 显示影像。本发明的光学成像装置更包含感测元件，感测元件感测环境亮度或色彩，显示元 件依据环境亮度或色彩调整发光二极管背光模块的亮度或调整显示元件所显示的显示影 像的色彩，进而使光学成像装置所产生的显示影像清楚的呈现。
[0055] 9.本发明的光学成像装置的显示元件的发光二极管背光模块使用陶瓷基板为电 路板，并于发光二极管背光模块的一侧设置散热鳍片，以对产生高温的发光二极管背光模 块进行散热。
[0056] 10.本发明的光学成像装置具有光感测模块，透过光感测模块感测太阳光照射至 光学成像模块的照射量，若其超过门槛值，则调整壳体的角度或覆盖遮光件于光学成像模 块的影像输出端，以减少太阳光照射至光学成像模块的照射量或阻隔太阳光直接穿过透镜 元件照射至光学成像模块，进而使光学成像模块的元件产生热损坏。光感测模块可与光学 成像模块的壳体相连，如此可随着壳体转动而带动光感测模块转动，并自动地使光感测模 块的感测端与透镜元件朝向同一方向。
[0057] 11.本发明的光学成像装置使用至少二个透镜元件并排设置，以缩短透镜元件的 焦距，进而缩短光学成像装置的长度。
[0058] 12.本发明的光学成像装置更设置二辅助显示器，二辅助显示器分别位于显示器 的两侧，并设置于显示器与透镜之间，如此以填满使用者从透镜所观看到的可观看范围。 [0059]上文仅为本发明的较佳实施例而己，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发 明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明 的权利要求范围内。
【权利要求】
1. 一种光学成像装置，其特征在于，其包含： 一壳体，其具有一开口、一底部及一侧壁，该开口对应该底部； 一显示元件，其设置于该侧壁，并位于该壳体内； 至少一第一反射元件，其设置于该侧壁，且位于该显示元件所显示的一显示影像的一 第一传递路径上； 一第二反射元件，其设置于该底部，并位于经该至少一第一反射元件反射的该显示影 像的一第二传递路径上；以及 一透镜元件，其设置于该开口，并位于经该第二反射元件反射的该显示影像的一第三 传递路径上； 其中该第一传递路径、该第二传递路径及该第三传递路径的总长度小于该透镜元件的 焦距，以产生一放大并等效位于远处的显示影像； 其中该第一传递路径及该第二传递路径不会相互交错。
2. 如权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，其中该壳体的纵向长度大于其横 向宽度，该第三传递路径的长度大于该第一传递路径的长度。
3. 如权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，其中该壳体的纵向长度小于其横 向宽度，该第三传递路径的长度小于该第一传递路径的长度。
4. 如权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，其中该壳体设置于一汽车的一仪 表板座内，该透镜元件从该仪表板座的表面露出，并沿着该汽车的一挡风玻璃的曲率设置。
5. 如权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，更包含： 一外壳体，其两侧分别具有二枢接孔，该壳体的二枢接轴枢接于该二枢接孔，以套设于 该壳体的外侧。
6. 如权利要求5所述的光学成像装置，其特征在于，更包含：一角度调整机构，其设置 于该外壳体内，并对应该壳体的该底部，该角度调整机构推动该底部，该壳体相对该外壳体 转动。
7. 如权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，其中该显不兀件包含一发光二极 管背光模块，该发光二极管背光模块包含一陶瓷基板及一散热元件，该散热元件设置于该 陶瓷基板的后端。
8. 如权利要求7所述的光学成像装置，其特征在于，更包含： 一感测元件，其设置于该壳体的外侧，并感测该光学成像装置的外部环境的亮度或色 彩，该显示元件依据该光学成像装置的外部环境的亮度或色彩调整该发光二极管背光模块 的亮度或调整该显示元件所显示的一显示影像的色彩。
9. 如权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，更包含： 一光感测模块，其设置于该壳体的外侧，并具有一感测端，该感测端及该壳体的中心线 均相对一水平面倾斜一角度，且使该感测端与该透镜元件朝向同一方向。
10. 如权利要求9所述的光学成像装置，其特征在于，其中该光感测模块连接该壳体， 该壳体转动时同时带动该光感测模块转动，并使该感测端自动地与该透镜元件朝向同一方 向。
11. 如权利要求9所述的光学成像装置，其特征在于，其中该光感测模块感测外部太阳 光对该光学成像装置的照射量超过一门滥值，该光感测模块传送一控制讯号至该角度调整 机构，该角度调整机构依据该控制讯号调整该透镜元件相对于太阳光的角度。
12. 如权利要求9所述的光学成像装置，其特征在于，更包含： 一遮光件，其对应该透镜元件设置；其中该光感测模块感测外部太阳光对该光学成像 装置的的照射量超过一门槛值，该光感测模块传送一控制讯号至该遮光件，该遮光件依据 该控制讯号遮蔽该透镜元件。
13. 如权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，更包含： 至少一第一透镜元件，其与该透镜元件并排设置，以缩短该透镜元件的焦距，并缩短该 第一传递路径、该第二传递路径及该第三传递路径的总长度。
14. 如权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，更包含： 至少一辅助显示元件，其设置于该显示元件的一侧，并较该显示元件靠近该透镜元件。
【文档编号】G02B27/01GK104142577SQ201410369320
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2013年8月1日
【发明者】熊全宾 申请人:矽创电子股份有限公司