TWM639189U - 安全帽的護罩、安全帽以及抬頭顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種安全帽的護罩，並作為抬頭顯示裝置的投射屏幕。護罩包含一物鏡、一目鏡，其中，目鏡設置於物鏡的上方。物鏡用以反射從物鏡的前下方的抬頭顯示裝置所投的顯示影像射，顯示影像被物鏡反射之後投射到目鏡，接著，顯示影像被目鏡反射到目鏡的後方。故前述設置可以減少安裝在安全帽上的電子元件。本創作還進一步提供應用前述安全帽的抬頭顯示裝置以及顯示系統。

Description

安全帽的護罩、安全帽以及抬頭顯示裝置

本創作關於一種提供給騎士使用的抬頭顯示裝置，該抬頭顯示裝置可以減少安裝在安全帽上的電子元件。

台灣第M563171號專利揭露一種附帶抬頭顯示器之安全帽，其包括安全帽、光機模組以及反射鏡。安全帽包括本體和鏡片，鏡片透過扣合件與本體扣合；光機模組設置於本體的帽簷並鄰近扣合件，且投射影像；反射鏡設置於光機模組的下方，且位於光機模組投射影像的光路上以接收影像，並反射影像至騎士的雙眼，而影像的內容為騎士前方的交通狀況，利於騎士得知目前的路況。

多個先前技術也公開了將抬頭顯示器的顯示模組結合於機車安全帽，於安全帽前方的護罩上顯示提供給騎士觀看的影像。但要在安全帽內部設計摺疊光路，設置光學模組(例如顯示模組)，或設置諸多的攝影模組，都會讓安全帽本身顯得笨重，導致重心偏移，影響安全帽的防護效果。

為解決前述問題，本創作提供一種安全帽的護罩，作為機動車輛上抬頭顯示裝置的投射屏幕。

前述護罩，包含一物鏡、一目鏡，其中，目鏡設置於物鏡的上方。物鏡用以反射來自位於移動載具的一抬頭顯示裝置的顯示影像，顯示影像被物鏡反射之後投射到目鏡，接著，顯示影像被目鏡反射到目鏡的後方。前述設置可以減少安裝在安全帽上的電子元件。

較佳地，顯示影像被物鏡的前方表面反射，之後投射到目鏡的後方表面。

較佳地，物鏡為一凸型的圓球面或雙曲球面。

較佳地，物鏡設有一反射膜，反射膜的反射率在50~80%之間。

較佳地，目鏡為一凹型的圓球面或雙曲球面透明球面，該目鏡與鉛錘線的夾角大於該物鏡與鉛錘線的夾角。

較佳地，物鏡和目鏡為二個分離的罩體。

較佳地，護罩在物鏡和目鏡之間具有開口，或者，物鏡和目鏡之間具有一連接罩體。

較佳地，護罩更包含第一轉軸組，用以調整物鏡的位置。

較佳地，護罩更包含第二轉軸組，用以調整目鏡的位置。

本創作還提供一種安全帽，包含前述的任一種護罩，設置安全帽的帽體的前方開口。

較佳地，安全帽更包含角度偵測模組。

較佳地，安全帽更包含第一無線模組。

本創作再提供一種抬頭顯示裝置，其設置於一移動載具，包含第二無線模組以及顯示模組。第二無線模組接收與護罩相關連的一角度訊息。顯示模組根據角度訊息選擇性以一高亮度模式或一低亮度模式投射顯示影像至 護罩。當角度訊息維持在一騎乘角度範圍內時，顯示模組以高亮度投射顯示影像，當角度訊息不在騎乘角度範圍內時，顯示模組以低亮度投射顯示影像。

較佳地，護罩包含物鏡與目鏡，物鏡用以反射顯示影像，顯示影像被物鏡反射之後投射到目鏡。

較佳地，顯示影像被物鏡的前方表面反射，之後投射到目鏡的後方表面。

較佳地，顯示模組將顯示影像投射至一安全帽的護罩。

較佳地，安全帽具有角度偵測模組，以產生角度訊息。

較佳地，抬頭顯示裝置更包含加速感測器，來偵測因慣性而改變的角度訊息。

較佳地，第二無線模組與安全帽之間具有一配對資訊，顯示模組根據配對資訊將顯示影像投射至護罩。

較佳地，顯示模組具有二種以上的顯示亮度。

1:帽體

11:本體

12:前方開口

13:側表面

2:護罩

21:物鏡

22:目鏡

23:開口

24:第一轉軸組

25:第二轉軸組

26:第一無線模組

27:角度偵測模組

271:安全帽角度訊息

3:抬頭顯示裝置

31:顯示模組

32:第二無線模組

33:重力感測器

D:顯示影像

100:顯示系統

圖1為安全帽的第一實施例示意圖。

圖2為安全帽與抬頭顯示模組之間的光路示意圖。

圖3為安全帽的第二實施例示意圖。

圖4為安全帽的第三實施例示意圖。

圖5為顯示系統之方塊圖。

圖6、圖7為顯示系統的使用示意圖。

以下所述之方向，是以騎士騎乘機動車輛時，機動車輛的前進方向作為前方所進行的描述，以符合通常知識者的一般理解。前述的機動車輛指的是靠車把手(handlebars)操控前輪轉向的雙輪車或三輪車，例如摩托車(motorcycle)、小型機車(scooter)。但也可以是其他輕便型的移動載具，例如腳踏車、電動腳踏車。

請一併參考圖1與圖2，繪示一種安全帽，包含帽體1與護罩2。

帽體1的本體11具有一前方開口12；護罩2包含一物鏡21和一目鏡22，物鏡21和目鏡22皆是從護罩2的二端的側表面13向中間延伸的罩體，護罩2的側表面13與本體11連接，而使護罩2位於前方開口12，物鏡21設置於護罩2下半部，目鏡22設置於護罩2上半部；物鏡21用以反射安全帽前下方的抬頭顯示裝置3所投射一顯示影像D，顯示影像D被物鏡21反射之後投射到目鏡22，接著被投射至騎士的雙眼。詳細的說，顯示影像D先投射到物鏡21的前方表面，接著顯示影像D被反射而投射到目鏡22的後方表面，接著顯示影像D投射到騎士的雙眼。

如此一來，安全帽的內部就不用在設置反射光路，也幾乎不用設置任何的電子元件(尤其是顯示模組)，就可以讓騎士看到HUD的顯示影像，不會影響安全帽本身的防護效果。若護罩2受損，只要更換護罩2即可繼續使用。

此外，抬頭顯示裝置3可以設置在機動車輛或機車龍頭的位置，故騎士與抬頭顯示裝置3之間的距離(物距)較長，相較於習知結合HUD的安全帽，產生較遠的成像距離。

在本實施例，物鏡21為一凸型的圓球面或雙曲球面，物鏡21的表面鍍膜或貼膜反射鍍膜，提高顯示影像的反射率。物鏡21的表面反射率在50~80%之間，故物鏡21不會完全遮蔽騎士下方的視線。

目鏡22為一凹型的圓球面或雙曲球面透明球面，該目鏡與鉛錘線的夾角大於該物鏡與鉛錘線的夾角，騎士可以同時看到前方實景與顯示影像，目鏡22將顯示影像D放大數倍並成像在比物距長數倍的遠方，讓眼睛看到的顯示影像D是在4~6米的視覺距離成像並且放大。

在本實施例，護罩2是開放式防護罩，物鏡21和目鏡22為從護罩2的二端的側表面13向中間延伸的二個分離的罩體，物鏡21和目鏡22之間具有開口23，讓風可以從開口23送入，避免騎士造成悶熱。

護罩2可改為一封閉式防護罩(未圖示)，即物鏡21和目鏡22之間具有連接罩體，可以避免風雨進入安全帽內，造成騎士不適。

此外，護罩2二端的側表面13包含一第一轉軸組24，第一轉軸組24連接於本體11兩側，用以調整物鏡21的角度，或同時調整物鏡21與目鏡22的角度，如圖3所示，物鏡21和目鏡22為分離的罩體，可分別調整物鏡21與目鏡22的角度。

如圖4所示的安全帽，與圖1所示的實施態樣不同處在於，護罩2更包含一第二轉軸組25，第二轉軸組25樞接物鏡21與目鏡22，使物鏡21能相對於目鏡22樞轉，以調整顯示影像D的反射角度。

值得一提的是，前述的護罩2也可以直接穿戴在使用者的身上，例如，護罩2可以是作成眼罩的形式，護罩2的側表面13可以形成支架而戴在頭上。

請一併參考圖2與圖5，顯示系統100包含抬頭顯示裝置3以及安全帽。抬頭顯示裝置3設置於機動車輛或機車龍頭的儀表台，取代機車龍頭上的儀表顯示板，安全帽則供騎士配戴，安全帽與護罩的具體結構與作用已在前面描述，故不再贅述。

安全帽的本體11包含角度偵測模組27、第一無線模組26以及電池(圖未示)。電池為前述電子元件供電，角度偵測模組27為一陀螺儀、加速感測器、或影像感測器透過影像辨識來辨識安全帽的角度，並產生一安全帽角度訊息271以對應騎士低頭或抬頭的動作，第一無線模組26將安全帽角度訊息271進行無線傳輸。

抬頭顯示裝置3包含一控制模組、一顯示模組31以及第二無線模組32，顯示模組31所投射的顯示影像D具有高亮度模式與低亮度模式至少二種模式。第二無線模組32接收一安全帽角度訊息271，抬頭顯示裝置3的控制模組根據安全帽角度訊息271來控制顯示模組31所顯示的顯示影像D的亮度。

相對於騎乘時的安全帽角度，當安全帽向前傾斜時，顯示影像D為低亮度模式，提供騎士低頭透過安全帽透明護罩直視閱讀，如圖6所示，可以設定此時的顯示影像D為儀錶畫面，也可以同時避免太陽光過強影響騎士判讀儀表板的內容。相對於直接投射到(機動車輛的)擋風玻璃形成供使用者識別的抬頭顯示影像，本實施態樣可以用較低的顯示亮度將顯示影像D投射到護罩2，就能讓使用者識別。

當安全帽維持在騎乘角度範圍內(接近直立狀態)時，顯示影像D為高亮度模式，如圖7所示，提供騎士抬頭閱讀前方影像，可以設定此時的顯示影像D為HUD畫面。此外，前述的騎乘角度可以在騎士將要騎乘機車時才設定，避 免被個人著裝安全帽的角度差異所影響。此外，顯示模組31可以具有二種以上(例如三種以上)的顯示亮度，高亮度模式的顯示亮度高於低亮度模式的顯示亮度，抬頭顯示裝置3更包含一光感測模組，可偵測使用環境亮度，如大白天或晚上等環境，調整顯示影像D之亮度。

第一無線模組26與第二無線模組32為一藍芽模組而具有一配對資訊，本體11與抬頭顯示裝置3各具有一認證蕊片，以確保第一無線模組26與第二無線模組32正確配對，抬頭顯示裝置3根據配對資訊，將顯示影像D投射至特定全帽的護罩，故抬頭顯示裝置3不會接受錯誤的角度訊息而產生錯誤的顯示亮度。此外，抬頭顯示裝置3可與智慧手機連結，透過推播將導航訊息傳給抬頭顯示裝置3。

可替換地，第一無線模組26與第二無線模組32也可以分別是一RFID讀取器與一RFID晶片，RFID晶片電性連接至角度偵測模組27，抬頭顯示裝置3的控制模組紀錄RFID晶片的識別碼，並根據該識別碼讀取RFID晶片儲存的安全帽角度訊息271，安全帽就可以不用設置主動連接的無線模組，也可以延長帽體內部電子元件的續航力。

此外，抬頭顯示裝置3包含更包含一加速感測器，例如重力感測器(G sensor)33，來補償安全帽因為機車加減速的慣性晃動產生的錯誤判斷。

此外，顯示模組31為一高效高亮度的顯示面板，產生高背光亮度、高對比的顯示影像D，在可控的發熱溫度下產生約4萬尼特(nits)的螢幕亮度。

11:本體

21:物鏡

22:目鏡

23:開口

3:抬頭顯示裝置

D:顯示影像

Claims (20)

1. 一種安全帽的護罩，包含一物鏡、一目鏡以及二側表面，其中： 該物鏡和該目鏡是從該等側表面向中間延伸的罩體，該目鏡設置於該物鏡的上方； 該物鏡適用於反射來自位於一移動載具的一抬頭顯示裝置的一顯示影像，該顯示影像被該物鏡反射之後投射到該目鏡，接著，該顯示影像被該目鏡反射到該目鏡的後方。
2. 如請求項1所述之護罩，其中，該顯示影像被該物鏡的前方表面反射，之後投射到該目鏡的後方表面。
3. 如請求項1所述之護罩，其中，該物鏡為一凸型的圓球面或雙曲球面。
4. 如請求項1所述之護罩，其中，該物鏡設有一反射膜，該反射膜的反射率在50~80%之間。
5. 如請求項1所述之護罩，其中，該目鏡為一凹型的圓球面或雙曲球面透明球面，其該目鏡與鉛錘線的夾角大於該物鏡與鉛錘線的夾角。
6. 如請求項1所述之護罩，其中，該物鏡和該目鏡為二個分離的罩體。
7. 如請求項1所述之護罩，其中，該護罩在該物鏡和該目鏡之間具有一開口。
8. 如請求項1所述之護罩，其中，該物鏡和該目鏡之間具有一連接罩體。
9. 如請求項1所述之護罩，其中，該護罩更包含一第一轉軸組，用以調整該物鏡的位置。
10. 如請求項1所述之護罩，其中，該護罩更包含一第二轉軸組，用以調整該目鏡的位置。
11. 一種安全帽，包含如請求項1至10中任一項所述之一護罩，設置該安全帽的一帽體的前方開口。
12. 如請求項11所述之安全帽，更包含一角度偵測模組或/及一第一無線模組。
13. 一種抬頭顯示裝置，適用於設置於一移動載具，包含： 一第二無線模組，接收一護罩的一角度訊息； 一顯示模組，根據該角度訊息選擇性以一高亮度模式或一低亮度模式投射一顯示影像至該護罩； 其中，該角度訊息維持在一騎乘角度範圍內時，該顯示模組以該高亮度模式投射該顯示影像，該角度訊息不在該騎乘角度範圍內時，該顯示模組以該低亮度模式投射該顯示影像。
14. 如請求項13所述之抬頭顯示裝置，其中，該護罩包含一物鏡與一目鏡，該物鏡用以反射該顯示影像，該顯示影像被該物鏡反射之後投射到該目鏡。
15. 如請求項14所述之抬頭顯示裝置，其中，該顯示影像被該物鏡的前方表面反射，之後投射到該目鏡的後方表面。
16. 如請求項13所述之抬頭顯示裝置，其中，該顯示模組將該顯示影像投射至一安全帽的該護罩。
17. 如請求項16所述之抬頭顯示裝置，其中，該安全帽具有一角度偵測模組，以產生該角度訊息。
18. 如請求項13所述之抬頭顯示裝置，更包含一加速感測器，來偵測因慣性而改變的該角度訊息。
19. 如請求項16所述之抬頭顯示裝置，其中該第二無線模組與該安全帽之間具有一配對資訊，該顯示模組根據該配對資訊將該顯示影像投射至該護罩。
20. 如請求項13所述之抬頭顯示裝置，其中，該顯示模組具有二種以上的顯示亮度。

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