可显示运动信息影像的光学系统及其显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种光学系统及其显示装置，尤指一种可显示运动信息影像的光学系统及其显示装置。
【背景技术】
[0002]由20世纪初期的阴极射线管开始，至今已分别发展出运用液晶、电浆、全像、投影及发光二极管等各种不同技术的显示装置，并以其各自拥有的特殊显示优势，来因应不同需求的市场与消费者。
[0003]随着行动科技的发展，除了智能手机之外，各种穿戴式的技术与装置的功能也越来越多样，可以藉由无线信号如声波或电磁波等方式遥控，并可藉由连上无线网络与其他设备或云端装置进行互动，能够轻松的把日常生活中的时间、天气、行程表或电子地图等信息显示予使用者作参考，甚至具有拍照功能。目前在市面上有一种头戴式显示器产品为谷歌眼镜(Google Project Glass)，其藉由一置于眼镜顶侧以不阻挡前方视野的微投影机，将投影出的影像透过一楞镜投影至使用者的视网膜上形成一实像，由于楞镜的特殊设计可以让微投影机所投射出来的光线(Layer)与现实生活的光线(Reality)混合，因此在视网膜中成像时，就会产生虚拟影像与实际影像混合的效果。
[0004]然而，如谷歌眼镜使用微投影机的方式藉以让使用者产生视觉的是投影在视网膜上的实像，其原生投影的影像的放大率有限。因此有必要针对现有技术的产品结构做进一步的改进。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的主要目的是提供一可显示运动信息影像的光学系统及其显示装置，其透过虚像显示(Virtual Image Display, VID)技术，藉以让使用者产生视觉的是光路径方向的可逆性所产生的虚像，具有较佳影像纵深分辨率及影像放大率。
[0006]为达成前述的发明目的所采取的主要技术手段是令该可显示运动信息影像的光学系统包含有:
[0007]一载具，供使用者头戴；
[0008]一显示装置，其包含有:
[0009]—信息盒，设置于该载具上，该信息盒内设有一微处理器及一显示单元，其中该微处理器电连接该显示单元，且该显示单元发出的光形成一光路径；及
[0010]—透明体，设置于该信息盒上，并位于使用者的视线上，该透明体的一表面上设置有一部份穿透式镀膜面镜，且该部份穿透式镀膜面镜位于该显示单元的光路径上；该部分穿透式镀膜面镜与使用者视线之间更设置有一第一凸透镜。
[0011]本发明藉由该显示单元、该透明体及该部份穿透式镀膜面镜的组合，建构出一可显示运动信息影像的虚像显示装置，根据光学的反射定律以及光路径的方向的可逆性，使该显示单元发出的光射入该部份穿透式镀膜面镜上时，配戴该载具的使用者会在该部份穿透式镀膜面镜中看到一正立等大或正立放大的虚像，并藉以该第一凸透镜矫正该虚像于人眼中的成像位置，供使用者清楚地观看该显示单元的运动信息影像，而部份穿透式镀膜面镜所生成的虚像具有较佳的影像纵深分辨率及影像放大率，达成具较佳的显示空间利用率，与较佳的视觉辨识或警示效果。
[0012]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【附图说明】
[0013]图1:为本发明的第一较佳实施例的立体外观图。
[0014]图2A至2B:为本发明的第一较佳实施例的成像示意图。
[0015]图3:为本发明的第一较佳实施例的光路径示意图。
[0016]图4:为本发明的第二较佳实施例的光路径示意图。
[0017]其中，附图标记
[0018]10 镜架
[0019]11 镜框
[0020]12 侧臂
[0021]13 镜片
[0022]20 信息盒
[0023]21 微处理器
[0024]22 显示单元
[0025]221 光路径
[0026]23 无线感测单元
[0027]24 电池
[0028]25 第一反射镜
[0029]26 第二反射镜
[0030]27 第二光学薄膜
[0031]30 透明体
[0032]31 部份穿透式镀膜面镜
[0033]32 第一光学薄膜
[0034]33 第一凸透镜
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
[0036]请参阅图1及图3所示，为本发明的第一较佳实施例，其包含有一载具、一信息盒20及一透明体30。在本实施例中，该载具是一眼镜镜架，该眼镜镜架10具有一镜框11及二相对的侧臂12，在本实施例中，该镜架10为一 U字形结构，该信息盒20设置于该镜框11一端及相邻的侧臂12上，且在本实施例中，该透明体30可拆卸地设置于该信息盒20的一端，且位于该镜架10的镜框11前方，亦即位于使用者的视线上一表面上。
[0037]该镜架10的镜框设置有二镜片13，且其中一镜片13邻近于该透明体30，在本实施例中，该镜片13可为玻璃、PET及压克力等可透光材质所组成，用以罩设于人的肉眼之外。
[0038]该信息盒20用以处理数据并输出影像，其内设有一微处理器21、一显示单元22、一无线感测单元23及一电池24 ;其中该微处理器21电连接该显示单元22及该无线感测单元23，分别用以处理输出影像及传输无线信号；在本实施例中，该显示单元22朝该透明体30设置，用以显示影像数据，其发出的光形成一光路径221 ;在本实施例中，该无线感测单元23用以传递无线信号予任一相容协定与频谱的电子装置，在本实施例中，该电子装置可包含如GPS定位装置、距离/速度检测装置、运动/生理检测装置及气候/环境检测装置等的其中一种或多种；该电池24电连接且供应电力予该微处理器21、该显示单元22及该无线感测单元23。在本实施例中，该无线感测单元23可包含有游泳速度感测器、自行车速度感测器、行走速度感测器、滑雪速度感测器。
[0039]该透明体30是可拆卸地设置于该信息盒20上邻近该镜架10的镜框11的一端，在本实施例中，该透明体30可为玻璃、PET及压克力等可透光材质所组成。在本实施例中，该透明体30远离该信息盒20的一表面上设置有一部份穿透式镀膜面镜31，该部份穿透式镀膜面镜31位于该显示单元22的光路径221上且直接地接收该显示单元22所发出的光，使人眼得以藉由该部份穿透式镀膜面镜31而观察到一虚像。该部份穿透式镀膜面镜31可为玻璃、PET及压克力等可透光材质所组成，该部份穿透式镀膜面镜31的其中一表面设置有一第一光学薄膜32，该第一光学薄膜32为一部分穿透及部分反射式的薄膜。该第一光学薄膜32所采用的薄膜材料为铝、铬或镍等具备高反射率特性的金属，可采用化学镀膜或真空溅镀等方式制备，本实施例中，藉由控制薄膜的材料与厚度等参数，以影响该第一光学薄膜32的穿透率及反射率的比例，使该第一光学薄膜32对可见光的频谱波段可达到部分穿透及部分反射的效果，