CN105467590A - 用于平视显示器的高透射比眼镜 - Google Patents

Abstract

提供了用于平视显示器的高透射比眼镜。提供了显示能共形的平视显示图像的系统和方法。例如，由合成器弯曲引起的失真通过预失真和投射针对每一眼睛的单独的图像而去除。当影像在左和右眼之间循环、例如开闭时，基于快门的眼镜控制可见性。组合的图像生成器、投影仪和眼镜系统维持最小的聚散度错误、最小的垂直发散度错误、可接受的平均透射比、以及可选地高共形性。

Description

用于平视显示器的高透射比眼镜

技术领域

本申请一般地涉及高透射比眼镜，且更具体地，涉及在平视显示器(HUD)中可以使用的高透射比眼镜。

背景技术

平视显示器(HUD)在航空航天工业中正变得日益流行。已知的HUD通常至少包括投影仪、合成器、以及图像生成器。投影仪接收从图像生成器供应的图像，并且HUD将通常包括光学准直器，例如凸透镜或凹面镜，以产生在无穷远或靠近无穷远处所察觉的图像。

合成器以这样的方式反射通过投影仪投射的图像：同时看见视场和投射的无穷远图像。合成器通常是非常精确地设计和控制的光学元件，且可以是平面的或者曲面的。一些合成器也可以具有特殊涂层，其反射来自投影仪投射到其上的某些波长的光，同时允许其他波长的光穿过。

传统的现有技术HUD通常依靠满足航空电子使用的性能需求的精密光学器件。这些性能需求包括精确的角度控制以及在出瞳或网前箱上的均匀性，出瞳或网前箱足够大以包围飞行员或者其他用户的两只眼睛。作为示例，庞大的顶部单元(OHU)的尺寸、重量和成本可能被所需性能水平驱动到大的程度。

在转让给本申请受让人的美国14/102,950号申请中描述的一种已知的HUD通过为右眼和左眼形成单独的眼盒(eyebox)来为每一眼睛提供单独校正的图像。

因此，存在对不依赖精密光学器件以满足航空电子环境中使用所需要的性能要求的HUD的需要。本申请至少解决这一需要。此外，示例性实施例的其他期望特征和特性将从后面的详细描述和附随的权利要求、结合附图以及前面的技术领域和背景技术而变得清楚。

发明内容

一种光学设备(例如眼镜)以及一种方法通过高透射比眼镜提供单独的图像。

在一个实施例中，一种配置成光学地接收右眼图像和左眼图像的光学设备包括：第一透镜组件，其配置成在吸收左眼图像和透射右眼图像之间循环；以及第二透镜组件，其配置成在吸收右眼图像和透射左眼图像之间循环；其中所述光学设备具有大于50％的平均透射比。

在另一实施例中，—种包括在平视显示系统内的光学设备包括：图像生成器，其配置成生成预失真的右眼图像和预失真的左眼图像；合成器，其定位成反射预失真的右眼图像以向眼盒供应失真补偿的右眼图像并反射预失真的左眼图像以向眼盒供应失真补偿的左眼图像；右眼眼镜，其配置成在吸收和透射之间循环，并当定位于眼盒内时接收失真补偿的右眼图像和失真补偿的左眼图像，以及循环以在第一时间段期间提供右眼图像和在第二时间段期间阻止左眼图像：以及左眼眼镜，其配置成在吸收和透射之间循环，并当定位于眼盒内时接收失真补偿的右眼图像和失真补偿的左眼图像，以及循环以在第二时间段期间提供左眼图像和在第一时间段期间阻止右眼图像。

在再另一实施例中，一种观看能共形的显示图像的方法包括以下步骤：经由投影仪交替投射预失真的右眼图像和预失真的左眼图像；经由合成器反射预失真的右眼图像和预失真的左眼图像以提供失真补偿的右眼图像和失真补偿的左眼图像；在眼盒内通过具有大于50％的平均透射比的第一透镜组件循环地吸收失真补偿的左眼图像和透射右眼图像；以及在眼盒内通过具有大于50％的平均透射比的第二透镜组件循环地吸收失真补偿的右眼图像和透射左眼图像。

附图说明

后文将结合以下附图来描述本发明，其中相同的标号表示相同元件，且其中：

图1是能共形的平视显示系统的实施例的功能框图；

图2是根据第一示例性实施例的快门眼镜的图；

图3是根据示例性实施例对眼镜进行快门开闭(shuttering)的方法的流程图：

图4到图7是未失真、失真和预失真图像视图的示例，其中预失真用于补偿原本失真的图像视图；

图8是能共形的平视显示系统的另一实施例的功能框图；

图9是根据第二示例性实施例的快门眼镜的图；以及

图10是图9的第二示例性实施例的透射比对时间的曲线图。

具体实施方式

下面的详细描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本发明或本发明的应用和使用。如本文所使用的，词语“示例性”意指“充当示例、实例或说明”。因此，本文描述为“示例性”的任何实施例并不一定要被解释为相对于其他实施例是优选或有利的。本文描述的所有实施例为示例性实施例，提供来使本领域技术人员能够做出或使用本发明，并且不限制本发明的由权利要求限定的范围。此外，并不是旨在通过前面的技术领域、背景技术、发明内容或者下面的详细描述中呈现的任意明示或者暗示的理论来限界。

参考图1，描绘了能共形的的平视显示系统100的一个实施例的功能框图，并且包括投影仪102、风档玻璃、或合成器104、快门眼镜110、图像生成器114、传感器118、航空电子数据122、瞳孔追踪系统124、以及发送器125。投影仪102配置成光学地生成并交替地投射右眼和左眼图像106。风档玻璃104被定位以接收右眼和左眼图像106，并将图像106反射到眼盒108。在进一步进行之前，要注意在这里所使用的术语“眼盒”等同于术语“眼睛运动盒”。此外，在一些实施例中，眼盒108可采用光学系统的出射瞳孔的形式。在这里所使用的术语“能共形的”指示描述的(多个)实施例可配置成显示与通过风档玻璃或其他图像合成器元件可观察的前向景象基本共形的影像，但是该系统还可用在非共形模式和应用以及几乎不或不透视外侧景象的配置中。

其他可以与眼盒108相关联的术语包括“头盒”或“头运动盒”。应认识到的是，在眼盒108以及其如何生成方面存在许多可能的详细变型。其可为单个区域或由多个可能重叠的区域构成。其可为大的或小的、静态的或动态的。然而，在本发明中，这些是典型地次要考虑因素，因为不依赖眼盒108来控制各只眼睛对右眼和左眼图像106的可视性对不可视性。

投影仪102可不同地配置成实现其功能，但在所描绘的实施例中，其包括投射单元112和一对图像生成器114，即，右眼图像生成器114-R和左眼图像生成器114-L，它们生成预失真右眼图像115-R和预失真左眼图像115L。投射单元112接收由图像生成器114的每一个单独生成的预失真图像115-R、115-L，并然后朝向风档玻璃104投射预失真图像。预失真图像115-R和115-L将具有彼此不同的失真度。将意识到的是，投射单元112可不同地实现。虽然图1示出去往投射单元112的两个单独的数据路径115-R、115-L，但是一种可能的变型是右和左图像数据在到达投射单元112之前合并到单个数据路径，例如作为单个视频信号内的交替场。在另一示例性实施例中，单个图像生成器子系统可充当114-R和114-L两者。应当注意到的是，图像115-R、115-L、106可包括频率谱(颜色)。

光学投影仪102优选至少部分准直，包括风档玻璃104或其他合成器的作用，但通过以双眼方式应用主动的预失真补偿，图像准直需要的程度显著降低。

示例性实施例向眼盒108投射合成的右和左眼HUD图像106，并且基于快门的眼镜110在影像在左和右通道之间循环时控制可见性。这些单独的HUD通道可为每一眼睛个体地校正，以便将每一显示的特征的察觉到的双眼图像定位在该特征的期望的目标定位处。在传统的HUD背景中，该期望的定位可能位于光学无穷远或远距离处，但是该系统还将能够改变察觉到的聚散度，由此使其在立体3-D显示中时显得较近。

在该实施例中，每一眼睛或更具体地每一眼睛的瞳孔的位置将被瞳孔追踪系统124监视。可使用若干种头和/或眼睛追踪方案中的任—种，但是最简单的示例可为双摄像机系统。在该示例性系统中，每一摄像机和相关联的图像分析算法检测在各个摄像机图像中每一眼睛瞳孔的位置。然后每一眼睛的真实空间定位经由图像对的三角测量或类似的分析来确定。可替换地，眼镜可包括发射器或可能包括回射元件，其可以简化瞳孔定位任务。

包括风档玻璃104或其他合成器的投影仪光学器件的光学像差将被校准和/或光学地监视，使得(多个)可视图像的有效失真对每一瞳孔定位而言是已知的。图像补偿(例如图像失真校正或预失真)将基于当前已知的眼睛瞳孔位置或其最好的评估针对所供应的(多个)图像的每一帧被主动地应用。

通过该主动地补偿双眼方式，极大地简化了针对每一投射的光瞳的光学要求，并且紧凑且低成本光学器件的应当是切合实际的。

参考图2并根据本发明，快门眼镜200包括用于固定液晶透镜(LCL)226的框架224，并包括接收器225。LCL226配置成以场序列模式操作，并被耦合以分别交替地光学接收和发送由图像生成器114生成和由投射单元112投射的右眼和左眼图像106。LCL226具有其同步定时，使得右眼图像和左眼图像的传送间隔被定序以与投影仪定时匹配。LCL226包括用于一只眼睛(第一透镜227)的客-主单元部227a和227b，以及用于另一只眼睛(第二透镜228)的客-主单元部228a和228b。

发送器125和接收器225一起作用，其中发送器125向接收器225发送与左和右图像的投射相关联的定时序列。虽然在该示例性实施例中，定时序列可无线提供给眼镜，但是其可通过任意已知的手段提供给眼镜200，包括但不限于有线连接，或在来自投射单元112的光内的同步信号的时间编码。在该后一种情况下，眼镜200将包括光学检测器以监视信号并同步对它们的快门操作。

投影仪不需要如转让给本发明的受让人的美国14/102,950号申请中所公开的那样为该两只眼睛创建个体和单独的光瞳，并进一步将不需要操纵那些投影仪光瞳以跟随眼睛瞳孔位置。可见性的控制可由具有快门功能的眼镜200提供，与某些基于眼镜的立体显示方式类似。然而，那些方式通常不符合航空电子HUD要求，因为它们包括偏振器，该偏振器将眼镜对可见光谱的很多或全部的透射比显著降低到低于50％。虽然某些偏振器方案可能轻微增加该透射比，例如在窄光谱带实现的情况中，但是这里教导的初步实施例利用了基于双、交叉二色性客-主LCD设备227a、227b、228a、228b的新颖液晶显示器(LCD)光阀(lightshutter)。

对于描述的实施例，每一客-主单元部227a、227b、228a、228b在液晶材料(主)方面包含二色性颜料(客)，如本领域熟知的。虽然很多变型是已知的，但是该实施例利用在基本垂直和基本同质或平面对准之间场可切换的混合物。在垂直定向中，该混合物为高透射的，而在同质定向中，该混合物强烈吸收一种偏振的光，但对其他偏振保持高透射。

每一客-主单元部227a、227b、228a、228b可设计成在或正常清楚或正常吸收模式中操作。对于正常清楚，在断电的情况下，可使用垂直对准的(VA)客-主模式。这些在本领域是已知的，并通常将基于LC混合物，其相对于驱动信号具有负介电各向异性。对于正常黑暗，可使用同质或平面对准，例如与表面对准层的反平行摩擦以及利用具有正介电各向异性的LC混合物一起使用。其他LC模式也可以是可能的，包括但不限于客-主pi-单元部，在其中平行摩擦将可能与正介电各向异性LC混合物一起使用。Pi单元部也称为光学补偿弯曲(OCB)模式设备。其几何形状与VA和同质或平面对准几何形状不同的pi单元部LC模式(没有颜料)出于其典型地快反应时间特性而被识别，这肯定将是利于降低需要的黑暗状态的占空比，并由此实现较高的平均透射比。

该配置将每一客-主单元部227a、228a(实质上为可切换的线性偏振器)与第二客-主单元部227b、228b进行组合，第二客-主单元部227b、228b相对于第一客-主单元部旋转90度。在这种情况下，单元部227a、227b、228a、228b可制作成基本透明的或作为交叉的线性偏振器，这取决于应用的(多个)电压。

通过为每一眼睛提供这样的双单元部结构，特定眼睛(比如左眼)的快门可“关闭”(交叉偏振器)，而对另一只眼睛显示图像。通过暂时复用右和左眼图像并阻碍对于每一眼睛不适合的图像，实现了高透射比方式。通过缩短每一个双单元部快门的黑暗时间并缩短脉冲型显示输出(例如LCD或其他类型投影仪的脉冲型背光)以匹配，透射比可按照需要增加。对于该能力，快速反应时间设备是高度合乎期望的。

预想各种其他实施例。可合并额外的堆叠设备，例如如果要求在视角上具有最小灰度变化的中间灰度，则包括用于每一偏振的补充设备。其他变型可包括波长选择二色性颜料的使用。眼镜200可采取例如太阳镜、护目镜、夹式透镜、头戴式设备的物理形式。再其他的实施例可包括在可切换偏振器之间的被动的或可切换的双折射延迟器，其允许在可切换偏振器定向上的额外的灵活性。包括液晶透镜的眼镜200可包括或可不包括具有折射能力的元件或透镜。

眼镜200可用作可调整太阳镜，在沿任意轴偏振衰减、清楚、或非偏振衰减之间可切换。眼镜200还可与其他显示器一起使用，例如要求快门眼镜功能的非透视显示器。

虽然优选保持显示的(多个)正形图像的调节(聚焦)距离为远距离以便最小化调节聚散度差异，但是公开的快门眼镜方式也将实现要被显示的共形影像，即使交替的图像将被聚焦在风档玻璃处或附近，例如利用以其他方式透明的荧光向下转换投射屏幕。

现在回到图1，图像生成器114生成与观看者(例如飞行员)的每一眼睛相关联的图像。即，右眼图像生成器114-R生成与观看者的右眼相关联的图像，而左眼图像生成器114-L生成与观看者的左眼相关联的图像。图像生成器114个体地对生成的图像进行预失真，使得每一显示的特征的觉察到的双眼图像在由风档玻璃104反射之后被定位在如从观看者的眼睛预期或优选追踪的位置所看到的该特征的期望的目标定位处。优选地，该期望的目标定位具有与光学无穷远或远距离对应的双眼聚散度。然而，在一些实施例中，通过适当地在右眼和左眼图像的任一个或两者中移位显示特征，图像生成器112可以能够将目标定位移得更近，调整有效的聚散度距离以供观看该特征。

为了说明开闭右和左图像的效果，参考图4，其描绘了单个直线栅格402，栅格402具有垂直的行和列线以及方角。在下面的讨论中，假定该单个直线栅格402是从图像数据源114供应并由投射单元112朝向风档玻璃104投射的图像。另外假定该图像还没有预失真。

在图5中描绘了相应的示例性右和左眼图像，该示例性右和左眼图像由风档玻璃104反射到眼盒108中的右和左眼瞳孔定位的特定集合(即由内瞳孔距离或IPD分隔)，并且该示例性右和左眼图像示出了风档玻璃104或其他合成器表面可能如何使反射的图像失真。具体地，失真的图像502描绘了直线栅格402可以如何针对右眼显现，并且失真的图像504描绘了直线栅格402可以如何针对左眼显现。一般，该两个图像502、504将不—致，并且可能导致这的若干令人误解的视觉暗示强烈地取决于特定的风档玻璃形状、观看配置以及还可能取决于投射单元112。描绘的眼镜200和图像生成器114的组合特别致力于最小化是令人误解的或者甚至对于观看而言是不适的聚散度暗示。与配置成特别地并且故意地修改右和左图像的横向分离(称为会聚度和相关的潜在散度的聚散度暗示的子集)以刻画与观看者的深度或视距的一些已知的显示系统(例如立体显示器)不同的是，描绘的配置在图像失真风档玻璃存在的情况下基于特定的观看瞳孔位置补偿该横向分离，以消除假的和潜在显著的视距错误。

也存在其他通过眼镜200和图像生成器114的组合补偿的潜在的视觉差异。不对称风档玻璃反射比轮廓的一个特别成问题的视觉异常(例如图5中描绘的示例)是垂直发散度，其是由右和左眼看到的视图之间的垂直差异。这样的垂直差异对观看而言是非常不适的，且清楚地存在于图5中描绘的不同地失真的双眼视图的部分中。图5中描绘的示例额外地示出了垂直发散度和会聚度二者可以如何跨有效视场显著地变化。具体地，可以看出的是，左眼看到的表观的左上角506在右眼所看到的相应角508的上方和右边，而几何形状关系对于表观的左下角512、514以及还有其他角是相当不同的。在此上下文中有时使用的其他术语包括旋转差异(cyclodisparity)或旋转聚散度(cyclovergency)，其中观看者将感觉到并试图调整呈现给右和左眼的特征的不同旋转。

这里描述的系统100通过对右和左图像数据单独地应用适当但截然不同的几何形状校正因素(例如预失真或翘曲)，解决了上面描述的这些差异，使得两者将以优选零垂直发散度以及以期望的会聚度彼此重叠。该功能在图6和7中更清楚地示出。具体地，图6描绘了预失真的右眼图像602、失真图像502、以及将通过右快门227a和227b从眼盒108看到的得到的标称图像604，并且图7描绘了预失真的左眼图像702、失真图像504、以及将通过左快门228a和228b从眼盒108看到的得到的标称图像704。如图6和7清楚描绘的，得到的标称图像604、704是不失真的并与直线栅格402相对应。

图像预失真或翘曲电子器件可采用很多不同的形式以及不同的输入。在一个实施例中，其是直接的翘曲引擎，但其中翘曲等式系数是从查找表中映射的且取决于测量的标称的或动态追踪的眼睛瞳孔的空间坐标。在另一个实施例中，该映射可包括飞行相关参数，例如海拔、空速、压差等等。这将允许该映射补偿风档玻璃或(多个)其他合成器表面的任意轻微变形(如果提供校正数据库的话)。

在期望其出现在离观看者很远的距离处(例如类似于被充分准直)的特征的情况下，通过调整失真补偿标称图像602和702的有效横向分离来将会聚度进一步调整到零(例如平行光线)，以优选地匹配观看者的内瞳孔距离(IPD)。以这种方式，察觉到的双眼位置将在远距离处。特征的位置也可以调整为与不是被显示的但是可以在视场内(例如通过风档玻璃104或在风档玻璃104前面)看到的图像的一部分的特征或对象共形。这通过移位显示的特征并可选地调整观看者所看到的最终会聚度但同时保持观看者看到的差异最小(优选是零)来实现。以这种方式，每一眼睛将看到与相应的非图像特征或对象对准的显示的特征，并且倘若提供了适当的会聚度，则无论对象是远还是近，都可以建立这种共形性。

再次回到图1，作为合成器起作用的风档玻璃104优选是安装在交通工具中的常规风档玻璃，交通工具例如有各种类型的飞行器、各种类型的陆运工具(例如汽车)，或各种类型的船只。这样，风档玻璃104可不展现最优光学特性，但是这样的最优化是可选的，且可改进总体性能。然而，风档玻璃104的光学特性已经被测量，并且这些特性优选存储在图像生成器114中。以这种方式，右眼和左眼图像106不仅基于期望的图像内容而且基于风档玻璃104和可以存在的任意光学准直或校正光学器件的光学特征被呈现和观看。此外，风档玻璃104相对于眼盒108的位置可以是不对称的。将意识到的是，公开的系统100和方法还可利用其中这样的校正将相对于精确设计的光学系统简化光学要求的各种替代合成器元件(例如非风档玻璃)实现。

在一些实施例中，系统100可配置成针对风档玻璃104的轻微变形而主动补偿图像。例如，在一个实施例中，系统100可额外包括一个或多个风档玻璃传感器118(例如118-1、119-2、118-3...118-N)。每一风档玻璃传感器118配置成感测代表风档玻璃104光学特性的一个或多个参数，并将代表其的参数信号供应给图像生成器114。将意识到的是，风档玻璃传感器118的数量可以变化。此外还将意识到的是，每一传感器可以不同地配置和实现以感测风档玻璃104的各种参数，所述参数可能影响其光学特性。例如，风档玻璃传感器118可以感测风档玻璃变形、移位、或温度，等等。将意识到的是，风档玻璃118可以放置成与风档玻璃104接触或远离风档玻璃104。作为后者的一个示例，光源可朝向风档玻璃104定向，并且反射的光可由传感器监视以检测风档玻璃104的变形。

不管感测到的参数的数量和类型如何，投影仪102(以及更特别地，每一图像生成器114)进一步配置成：响应于参数信号，确定风档玻璃104的光学特性。图像生成器114基于确定的光学特性针对风档玻璃104光学特性中的任意变化而补偿生成的右眼和左眼图像106。

在另一实施例中，系统100可代替地(或额外地)包括航空电子数据源122。可使用个体的传感器、个体的系统或子系统、或作为单个的系统实现的航空电子数据源122配置成供应代表一个或多个航空电子参数的航空电子数据。该航空电子参数可以变化，但优选地是可能影响风档玻璃104的光学特性的参数。这样的航空电子参数的一些非限定性示例包括海拔、空速、以及压差，等等。

再次，无论由航空电子数据源供应的航空电子数据的数量和类型如何，投影仪102(以及更特别地，每一图像生成器114)进一步配置成：响应于航空电子数据，确定风档玻璃104的光学特性。图像生成器114基于确定的光学特性针对风档玻璃104光学特性的任意变化而补偿生成的右眼和左眼图像106。

系统100可配置成使得眼盒108是静止的或动态的。如同可以意识到的，对于其中眼盒108是不可移动的实施例，从其可以看到显示的有用头部运动范围是受限制的。在这些实施例的一些中，眼盒108在其位置保持固定，但被显示的图像内容基于眼睛在眼盒108内的位置被动态调整。在这些实施例中，眼睛的位置(以及更特别地，每一眼睛的瞳孔的位置)被确定，并且图像补偿(例如与图像开闭结合的失真校正)基于确定的瞳孔位置针对每一图像的每一场或帧被主动应用。

在其他实施例中，眼盒108的位置是动态重新定位的，以跟随头和眼睛的位置。因此，图像失真和眼盒108的位置二者可以随观看者的右眼和左眼的位置而变化。在诸如这里所描述的以及在之前的段落中描述的动态实施例中，并且如图1进一步描述的，系统可优选包括瞳孔位置追踪器124。瞳孔位置追踪器124配置成感测观看者右眼和左眼的位置，并向图像生成器114供应代表每一眼睛位置的眼睛位置信号。应当注意到瞳孔位置追踪器124不必然配置成感测和确定观看者可能注视的方向。相反，其配置成感测观看者右和左眼的三维位置。

瞳孔位置追踪器124可使用多种已知的头和/或眼睛追踪策略中的任意一种实现。在一个实施例中，使用双摄像机系统。在该示例性系统中，每一摄像机和相关联的图像分析算法检测在相应摄像机图像中的每一眼睛瞳孔的位置。然后经由对图像对的三角测量或类似分析确定每一眼睛的真实空间定位。额外将意识到的是，眼盒108可以可选地动态重新定位，但右和左眼图像对不适当的眼睛的可视性保持被眼镜200排除。

这里描述的该系统和方法使用相对简单的HUD光学器件实现，同时主动维持最小聚散度错误，特别是最小垂直发散度错误，以及如果期望的话高的共行性。具体地，通过实现主动补偿，对于投射的眼盒的光学要求被极大地简化，这允许使用紧凑的且低成本的光学器件。具体地，由任意可选的额外光学器件进行的图像准直的要求程度可以显著减少或潜在地消除。

图3是示出适于供飞机甲板显示系统100使用的方法300的示例性实施例，的流程图。方法300代表用于在主飞行器的机载显示器上显示飞行器进港或离港的方法的一种实现。结合方法300执行的各种任务可由软件、硬件、固件、或其任意组合执行。为了说明的目的，方法300的下面的描述可以参考结合前面的附图提到的元件。实践中，方法300的部分可由所描述的系统的不同元件执行，例如处理器、显示元件、或数据通信部件。应当意识到的是，方法300可包括任意数目的额外的或替代的任务，图3中示出的任务不需要以示出的顺序执行，并且方法300可合并到具有这里未详细描述的额外的功能的更全面的过程或方法中。此外，图3中示出的任务中的一个或多个可从方法300的实施例中省略，只要意图的整体功能保持完整即可。

根据图3的示例性方法，观看能共形的的显示图像的方法包括经由投影仪交替地投射302预失真的右眼图像和预失真的左眼图像；经由合成器反射304预失真的右眼图像和预失真的左眼图像以提供失真补偿的右眼图像和失真补偿的左眼图像；在眼盒内通过具有大于50％的平均透射比的第一透镜组件循环地吸收306失真补偿的左眼图像并透射失真补偿的右眼图像；以及在眼盒内通过具有大于50％的平均透射比的第二透镜组件循环地吸收308失真补偿的右眼图像透射比并透射失真补偿的左眼图像。

图8中描绘了进一步的示例性实施例。其与图1的实施例非常相似，除了在这种情况下，风档玻璃/合成器104包括额外的光学特性，该额外的光学特性允许它有效地充当透明投射屏幕。在示出的实施例中，投射单元112在应用的或以其他方式合并的膜830上投射聚焦影像，该膜向眼盒108扩散地分散或重新发射该聚焦图像，但对来自前向景象的光保持基本透明。基本透明的投射屏幕的示例在本领域是已知的，并包括但不限于全息屏幕、荧光屏幕以及电-光控制分散结构。该实施例以其他方式与图1的实施例相似地起作用，除了表观的调节(聚焦)距离位于风档玻璃104的附近。

在图9中示出再另一个示例性实施例。该实施例建立在上面提到的配置上，因为它将可切换偏振器与可切换延迟层929a、929b进行组合以产生双模快门眼镜900，其进一步增强用于增加的平均透射比的能力。在图9的眼镜900中，可切换延迟层929a被添加在可切换偏振器227a和227b之间，并且可切换延迟层929b被添加在可切换偏振器228a和228b之间。虽然多个变型是可能的，但是所描绘的实施例的延迟层929a、929b被假定为常规pi单元部(OCB)，其在标称半波延迟和零延迟之间可切换。通过在两个偏振轴之间将延迟轴定向在45度，可增加主动偏振器的标称透射比。

参考图10，绘制了右透镜1001和左透镜1002的透射比对时间。透射比1010代表在可切换偏振器未被激活时的透射比，并优选为接近透亮或透明的，但是一些微小的吸收性和反射损失可能是不可避免的。在投射左图像之前，右透镜的可切换偏振器被激活1003，这将透射比1001减小到中水平透射比1011。一旦右透镜偏振器达到该可接受的激活水平，右延迟器从半波切换到零延迟1004，这将右透镜的透射比减小到接近零的透射比1012。是在右眼的该黑暗窗口期间呈现左图像。然后颠倒次序，使得延迟器回到半波，并且偏振器变成不活动。然后相似的次序被应用以调制左透镜的透射比1002，并且右图像在左透镜的透射比接近零时呈现。注意到在如所描述的右和左图像呈现的时候，右和左透镜的透射比分别非常高。

两个(例如双模)机构的该组合允许切换速度和平均透射比折衷的进一步优化。具体地，如果可切换偏振器的切换速度单独不能达到或匹配兼容可切换延迟器机构的建立的切换速度，双模方式是有益的。虽然该示例性实施例中的延迟器是pi单元部，但是如果且当可用时，可替换另一个甚至更快的可切换延迟器。例如，固态延迟机构可比液晶配置甚至更快地切换，但是实践的限制和可能的电压要求可能妨碍它们的使用。

本领域技术人员将意识到，结合本文公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实现为电子硬件、计算机软件或二者的组合。上文在功能和/或逻辑块部件(或模块)以及各种处理步骤方面描述了一些实施例和实现。然而，应当意识到的是，这样的块部件(或模块)可以通过任意数量的配置为执行指定功能的硬件、软件和/或固件部件来实现。为了清楚地说明硬件和软件的该可互换性，上文已经总地在它们的功能方面描述了各种说明性部件、块、模块、电路和步骤。这样的功能是实现为硬件还是软件取决于在整个系统上施加的特定应用和设计约束。本领域技术人员可以针对每个具体应用以不同的方式来实现所描述的功能，但是这样的实现决定不应解释为导致脱离本发明的范围。例如，系统或部件的实施例可以采用各种集成电路，例如，存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等等，它们可以在一个或多个微处理器或其它控制设备的控制下执行各种功能。另外，本领域技术人员将意识到，本文所描述的实施例仅仅是示例性实现。

结合本文公开的实施例所描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以用以下来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件，或设计为执行本文描述的功能的它们的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是在替代中，处理器可以是任意常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心结合的一个或多个微处理器，或者任何其他这样的配置。

结合本文公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接体现在硬件中、在由处理器执行的软件模块中或在两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪速存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或本领域已知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器，使得处理器可以从存储介质读取信息并向存储介质写信息。在替代中，存储介质可以与处理器集成。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在替代中，处理器和存储介质可以驻留为用户终端中的分立部件。

在本文档中，例如第一和第二等的关系术语可只用于区分开一个实体或行动与另一实体或行动，而不一定需要或暗示在这样的实体或行动之间的任何实际的这种关系或顺序。例如“第一”、“第二”、“第三”等的数字序数仅仅表示多个事物中的不同单个事物，且并不暗示任何顺序或次序，除非由权利要求语言特别限定。在任何权利要求中的文本的次序并不暗示过程步骤必须根据这样的次序以时间或逻辑顺序执行，除非由权利要求语言特别限定。过程步骤可以按任何顺序互换，而不偏离本发明的范围，只要这样的互换不与权利要求语言矛盾和在逻辑上不是无意义的即可。

此外，除非另外明确地声明，否则本文描述的和/或说明的每一数值和范围都应解释为近似的，如同词语“大约”或“近似”在该值或范围的值前面一样。

前面的描述提到元件或节点或特征“耦合”在一起。如本文中所使用的，除非另外明确地声明，否则“耦合”意指一个元件/节点/特征直接或间接地接合到另一个元件/节点/特征(或直接或间接地与之通信)，并且不一定是通过机械的方式。因此，虽然附图可以描绘元件的一种示例性布置，但在所描绘的主题的实施例中可以存在附加的介入元件、设备、特征或部件。此外，某些术语还可以仅出于参考的目的用于下面的描述中，并因此并不旨在是限制性的。

已经在上面关于特定实施例描述了益处、其他优势和问题的解决方案。然而，这些益处、优势、问题的解决方案以及可能使得任何益处、优势或解决方案出现或变得更明显的任何(多个)要素不应解释为任意或者全部权利要求的关键、要求或者必要特征或要素。如本文中所用，术语“包括”、“包含”或其任何其他变型都旨在涵盖非排他性的包括，使得包括元件列表的过程、方法、物品或者装置不仅仅包括那些元件，而是可以包括其他未明确列出或者这种过程、方法、物品或者设备所固有的元件。

尽管在前面对本发明的详细描述中已经给出了至少一个示例性实施例，但是应当意识到，存在大量变型。还应当意识到，一个或多个示例性实施例仅仅是示例，并且不意图以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。相反，前面的详细描述将为本领域技术人员提供用于实现本发明的示例性实施例的方便路线图。应当理解，在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的范围的情况下，能够在示例性实施例中描述的元件的功能和布置方面做出各种改变。

Claims (13)

1.一种配置成光学地接收右眼图像和左眼图像的光学设备，包括：

第一透镜组件，其配置成在吸收左眼图像和透射右眼图像之间循环；以及

第二透镜组件，其配置成在吸收右眼图像和透射左眼图像之间循环；

其中所述光学设备具有大于50％的平均透射比。

2.根据权利要求1的光学设备，其中所述平均透射比大于75％。

3.根据权利要求1的光学设备，进一步包括：

合成器，其定位成反射失真补偿的右眼图像和失真补偿的左眼图像，并用于：

(i)将反射的失真补偿的右眼图像作为右眼图像供应给眼盒；以及

(ii)将反射的失真补偿的左眼图像作为左眼图像供应给眼盒。

4.根据权利要求1的光学设备，其中第一透镜组件包括：

第一右眼快门透镜；

第二右眼快门透镜，其中第一和第二右眼快门透镜循环地吸收左眼图像和透射右眼图像；并且进一步的，其中第二透镜组件包括：

第一左眼快门透镜；以及

第二左眼快门透镜，其中第一和第二左眼快门透镜循环地吸收右眼图像和透射左眼图像。

5.根据权利要求3的光学设备，其中：

合成器为交通工具风档玻璃。

6.根据权利要求5的光学设备，进一步包括：

与交通工具风档玻璃相关联的至少一个风档玻璃传感器，每一风档玻璃传感器配置成感测代表风档玻璃光学特性的至少一个参数，并将代表其的参数信号供应给图像生成器，

其中图像生成器进一步配置成：响应于所述参数信号，确定用于创建预失真的右眼图像和预失真的左眼图像的风档玻璃的至少一个光学特性。

7.根据权利要求5的光学设备，进一步包括：

航空电子数据源，其配置成向图像生成器供应代表一个或多个航空电子参数的航空电子数据，

其中图像生成器进一步配置成：响应于所述航空电子数据，确定用于创建预失真的右和左眼图像的风档玻璃的一个或多个光学特性。

8.根据权利要求1的光学设备，进一步包括：

瞳孔位置追踪器，其配置成感测观看者右眼和左眼的位置，瞳孔追踪器进一步配置成向图像生成供应代表每一眼睛位置的眼睛位置信号，

其中图像生成器响应于所述位置信号而选择性且个体地补偿预失真的右眼图像和预失真的左眼图像的每一帧，以分别随观看者的右眼和左眼的位置而变化。

9.一种包括在平视显示系统内的光学设备，所述光学设备包括：

图像生成器，其配置成生成预失真的右眼图像和预失真的左眼图像；

合成器，其定位成反射预失真的右眼图像以向眼盒供应失真补偿的右眼图像并反射预失真的左眼图像以向眼盒供应失真补偿的左眼图像；

右眼眼镜，其配置成在吸收和透射之间循环，并当定位于眼盒内时接收失真补偿的右眼图像和失真补偿的左眼图像，以及循环以在第一时间段期间提供右眼图像和在第二时间段期间阻止左眼图像；以及

左眼眼镜，其配置成在吸收和透射之间循环，并当定位于眼盒内时接收失真补偿的右眼图像和失真补偿的左眼图像，以及循环以在第二时间段期间提供左眼图像和在第一时间段期间阻止右眼图像。

10.一种观看能共形的显示图像的方法，包括以下步骤：

经由投影仪交替投射预失真的右眼图像和预失真的左眼图像；

经由合成器反射预失真的右眼图像和预失真的左眼图像以提供失真补偿的右眼图像和失真补偿的左眼图像；

在眼盒内通过具有大于50％的平均透射比的第一透镜组件循环地吸收失真补偿的左眼图像和透射右眼图像；以及

在眼盒内通过具有大于50％的平均透射比的第二透镜组件循环地吸收失真补偿的右眼图像和透射左眼图像。

11.根据权利要求10的方法，其中第一和第二透镜组件两者的平均透射比均大于75％。

12.根据权利要求10的方法，进一步包括：

经由合成器反射预失真的右眼图像和预失真的左眼图像并(i)将反射的预失真的右眼图像作为失真补偿的右眼图像供应给眼盒以及(ii)将反射的预失真的左眼图像作为失真补偿的左眼图像供应给眼盒。

13.根据权利要求12的方法，进一步包括：

通过传感器感测代表合成器的光学特性的一个或多个参数并将代表其的参数信号供应给图像生成器，

由图像生成器确定用于创建右眼图像和左眼图像的合成器的一个或多个光学特性。