CN107238936A - 立体显示装置、系统及立体显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种立体显示装置、系统及立体显示方法，属于显示技术领域。立体显示装置包括：第一显示源，用以提供第一眼睛画面；第一光学元件，位于第一显示源出射光线的光路上，能够对第一显示源的出射光线进行反射使反射后的光线到达预设位置点；第二显示源，用以提供第二眼睛画面；第二光学元件，位于第二显示源出射光线的光路上，能够对第二显示源的出射光线进行反射使反射后的光线到达预设位置点；其中，在预设位置点观看到的第一眼睛画面的虚像与在预设位置点观看到的第二眼睛画面的虚像重合，第一眼睛画面为左眼画面和右眼画面中的一者，第二眼睛画面为左眼画面和右眼画面中的另一者。本发明能够使得立体显示效果更佳。

Description

立体显示装置、系统及立体显示方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是指一种立体显示装置、系统及立体显示方法。
背景技术
现有技术提出一种立体显示装置，能够实现信息的立体显示，如图1所示，现有的立体显示装置包括第一组合器20、第二组合器420、和投光器30，其中投光器30包括：第一投光部31，其生成到达第一组合器20的显示光的部分、和第二投光部32，其生成到达第二组合器420的显示光的部分，第一组合器40以及第二组合器420被配置成各自涉及的虚像C1、C2重叠而生成立体的显示C。但是如图1所示，C1和C2两图像共用一投光器30，导致显示图像的立体感小，并且C1进入人眼之前需通过第二组合器420，亮度大大衰减，导致立体影像质量较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种立体显示装置、系统及立体显示方法，能够使得立体显示效果更佳。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种立体显示装置，包括：
第一显示源，用以提供第一眼睛画面；
第一光学元件，位于所述第一显示源出射光线的光路上，能够对所述第一显示源的出射光线进行反射使反射后的光线到达预设位置点；
第二显示源，用以提供第二眼睛画面；
第二光学元件，位于所述第二显示源出射光线的光路上，能够对所述第二显示源的出射光线进行反射使反射后的光线到达预设位置点；
其中，在所述预设位置点观看到的所述第一眼睛画面的虚像与在所述预设位置点观看到的所述第二眼睛画面的虚像重合，所述第一眼睛画面为左眼画面和右眼画面中的一者，所述第二眼睛画面为左眼画面和右眼画面中的另一者。
进一步地，所述第一显示源的出光面与所述第二显示源的出光面平行，所述第一光学元件的反射面与所述第二光学元件的反射面平行，所述第一显示源的出光面与所述第二显示源的出光面之间的垂直距离等于所述第一光学元件的反射面与所述第二光学元件的反射面之间的水平距离，所述第一显示源出射光线经所述第一光学元件反射后的反射光线经过所述第二光学元件后到达所述预设位置点。
进一步地，所述第一显示源出射光线的亮度大于所述第二显示源出射光线的亮度。
进一步地，所述第一显示源出射光线的亮度比所述第二显示源出射光线的亮度大20％以上。
进一步地，所述第一光学元件为透反膜、透反板、反射膜、或反射板；
所述第二光学元件为透反膜或透反板。
进一步地，所述第一显示源和所述第二显示源的出射光线均为偏振光，所述第一显示源的出射光线的偏振方向与所述第二显示源的出射光线的偏振方向垂直；或
所述第一显示源和所述第二显示源的出射光线均为偏振光，所述第一显示源的出射光线的偏振方向与所述第二显示源的出射光线的偏振方向相同，所述立体显示装置还包括位于所述第一光学元件或第二光学元件反射面上的1/4相位延迟膜。
进一步地，所述第一显示源和所述第二显示源的出射光线为自然光，所述立体显示装置还包括：
位于所述第一显示源出光面上的第一偏振片和位于所述第二显示源出光面上的第二偏振片，所述第一偏振片的透光轴方向与所述第二偏振片的透光轴方向垂直；或
位于所述第一显示源出光面上的第一偏振片和位于所述第二光学元件反射面上的第二偏振片，所述第一偏振片的透光轴方向与所述第二偏振片的透光轴方向垂直；或
位于所述第一光学元件反射面上的第一偏振片和位于所述第二显示源出光面上的第二偏振片，所述第一偏振片的透光轴方向与所述第二偏振片的透光轴方向垂直；或
位于所述第一光学元件反射面上的第一偏振片和位于所述第二光学元件反射面上的第二偏振片，所述第一偏振片的透光轴方向与所述第二偏振片的透光轴方向垂直。
进一步地，所述第一显示源出射光线到达所述预设位置点时的偏振方向与水平面所成角度为45°，所述第二显示源出射光线到达所述预设位置点时的偏振方向与水平面所成角度为135°。
进一步地，所述第一光学元件和所述第二光学元件的反射面呈平面或曲面。
本发明实施例还提供了一种包括如上所述的立体显示装置的立体显示系统，还包括：偏光眼镜；所述偏光眼镜的两个镜片的偏振方向分别与所述立体显示装置的第一显示源出射光线和第二显示源出射光线到达所述预设位置点时的偏振方向相同。
进一步地，所述立体显示系统为立体车载抬头显示系统。
本发明实施例还提供了一种立体显示方法，应用于如上所述的立体显示装置，所述方法包括：
控制所述第一显示源提供第一眼睛画面，控制所述第二显示源提供第二眼睛画面，所述第一眼睛画面为左眼画面和右眼画面中的一者，所述第二眼睛画面为左眼画面和右眼画面中的另一者。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，第一显示源提供第一眼睛画面，经第一光学元件后能够形成第一眼睛画面的虚像，第二显示源提供第二眼睛画面，经第二光学元件后能够形成第二眼睛画面的虚像，第一眼睛画面的虚像和第二眼睛画面的虚像相重合能够显示立体图像，并且由于第一眼睛画面和第二眼睛画面由不同的显示源提供，能够使得立体显示效果更佳。
附图说明
图1为现有立体显示装置的示意图；
图2为本发明实施例第一显示源的出射光线光路示意图；
图3为本发明实施例第二显示源的出射光线光路示意图；
图4为本发明实施例立体显示装置的示意图。
附图标记
1第一显示源 2第二显示源
b第一光学元件 a第二光学元件
c1第一眼睛画面的虚像 c2第二眼睛画面的虚像
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的实施例针对现有技术中立体显示装置的立体影像质量较差的问题，提供一种立体显示装置、系统及立体显示方法，能够使得立体显示效果更佳。
本发明实施例提供一种立体显示装置，包括：
第一显示源，用以提供第一眼睛画面；
第一光学元件，位于所述第一显示源出射光线的光路上，能够对所述第一显示源的出射光线进行反射使反射后的光线到达预设位置点；
第二显示源，用以提供第二眼睛画面；
第二光学元件，位于所述第二显示源出射光线的光路上，能够对所述第二显示源的出射光线进行反射使反射后的光线到达预设位置点；
其中，在所述预设位置点观看到的所述第一眼睛画面的虚像与在所述预设位置点观看到的所述第二眼睛画面的虚像重合，所述第一眼睛画面为左眼画面和右眼画面中的一者，所述第二眼睛画面为左眼画面和右眼画面中的另一者。
本实施例中，第一显示源提供第一眼睛画面，经第一光学元件后能够形成第一眼睛画面的虚像，第二显示源提供第二眼睛画面，经第二光学元件后能够形成第二眼睛画面的虚像，第一眼睛画面的虚像和第二眼睛画面的虚像相重合能够显示立体图像，并且由于第一眼睛画面和第二眼睛画面由不同的显示源提供，能够使得立体显示效果更佳。
具体地，如图2所示，第一光学元件b位于第一显示源1出射光线的光路上，第一显示源1出射的光线经第一光学元件b反射后到达预设位置点，第一显示源1提供的第一眼睛画面经第一光学元件b后形成虚像c1；如图3所示，第二光学元件a位于第二显示源2出射光线的光路上，第二显示源2出射的光线经第二光学元件a反射后到达预设位置点，第二显示源2提供的第二眼睛画面经第二光学元件a后形成虚像c2。
如图4所示，本实施例的立体显示装置包括：第一显示源1和第二显示源2，第一光学元件b和第二光学元件a，第一显示源1的出光面与第二显示源2的出光面平行，第一光学元件b的反射面与第二光学元件a的反射面平行，第一显示源1的出光面与第二显示源2的出光面之间的垂直距离y等于第一光学元件b的反射面与第二光学元件的反射面a之间的水平距离x，这样可以使得虚像c1与虚像c2相重合，这样在预设位置点就能够观察到立体影像。其中，第一显示源1出射光线经第一光学元件b反射后的反射光线经过第二光学元件a后到达预设位置点，即第二光学元件a位于第一光学元件b反射光线的光路上。
由于第一显示源1出射光线经第一光学元件b反射后的反射光线在到达预设位置点之前需要经过第二光学元件a，这样第二光学元件a需要是透光的，并且由于第一显示源1出射光线经第一光学元件b反射后的反射光线经过第二光学元件a会出现损耗，为了保证立体影像的显示质量，本实施例将第一显示源1出射光线的亮度设计为大于第二显示源2出射光线的亮度，这样能够保证第一显示源1出射光线经第一光学元件b反射后的反射光线到达预设位置点的亮度，提高立体影像的质量。
由于第一显示源1出射光线经第一光学元件b反射后的反射光线经过第二光学元件a后的损耗一般在20％左右，因此，本实施例可以将第一显示源1出射光线的亮度设计为比第二显示源2出射光线的亮度大20％以上。
其中，第一显示源1和第二显示源2可以是液晶显示面板，也可以是DLP(DigitalLight Processing，数字光处理)显示器件或Lcos(Liquid Crystal on Silicon，液晶附硅)显示器件，当然，还可以为其他类型的显示器件，只要能够提供显示画面即可。
第一光学元件b为透反膜、透反板、反射膜、或反射板；具体实施例中，如图4所示，由于第一显示源1出射光线经第一光学元件b反射后的反射光线还需要经过第二光学元件a，因此，第二光学元件a还需要能够透射光线，第二光学元件a为透反膜或透反板。第一光学元件b和第二光学元件a的反射面可以呈平面或曲面，只要能够对光线进行反射即可。
到达预设位置点的光线需要是两束偏振方向相互垂直的偏振光，这样在预设位置点配合偏光眼镜才能够观看到立体图像。上述两束光线即第一显示源1出射的光线经过第一光学元件b反射后到达预设位置点的光线和第二显示源2经过第二光学元件a反射后到达预设位置点的光线。
一实施例中，第一显示源1和第二显示源2的出射光线均为偏振光，且达到预设位置点的两束光线的偏振方向垂直。具体的实现方式包括但不限于：
1、第一显示源1和第二显示源2的出射光线均为偏振光，第一显示源1的出射光线的偏振方向与第二显示源2的出射光线的偏振方向垂直；
2、第一显示源1和第二显示源2的出射光线均为偏振光，第一显示源1的出射光线的偏振方向与第二显示源2的出射光线的偏振方向相同，立体显示装置还包括位于第一光学元件b或第二光学元件a反射面上的1/4相位延迟膜，通过第一光学元件b或第二光学元件a上设置的1/4相位延迟膜来使得达到预设位置点的两束光线的偏振方向垂直。
另一实施例中，第一显示源1和第二显示源2的出射光线均为自然光，且达到预设位置点的两束光线的偏振方向垂直。具体的实现方式包括但不限于：
1、第一显示源1和第二显示源2的出射光线为自然光，立体显示装置还包括：位于第一显示源1出光面上的第一偏振片和位于第二显示源2出光面上的第二偏振片，第一偏振片的透光轴方向与第二偏振片的透光轴方向垂直，通过第一偏振片和第二偏振片将第一显示源1和第二显示源2出射的自然光转换成偏振光；
2、第一显示源1和第二显示源2的出射光线为自然光，立体显示装置还包括：位于第一显示源1出光面上的第一偏振片和位于第二光学元件a反射面上的第二偏振片，第一偏振片的透光轴方向与第二偏振片的透光轴方向垂直，通过第一偏振片和第二偏振片将第一显示源1和第二显示源2出射的自然光转换成偏振光；
3、第一显示源1和第二显示源2的出射光线为自然光，立体显示装置还包括：位于第一光学元件b反射面上的第一偏振片和位于第二显示源2出光面上的第二偏振片，第一偏振片的透光轴方向与第二偏振片的透光轴方向垂直，通过第一偏振片和第二偏振片将第一显示源1和第二显示源2出射的自然光转换成偏振光；
4、第一显示源1和第二显示源2的出射光线为自然光，立体显示装置还包括：位于第一光学元件b反射面上的第一偏振片和位于第二光学元件a反射面上的第二偏振片，第一偏振片的透光轴方向与第二偏振片的透光轴方向垂直，通过第一偏振片和第二偏振片将第一显示源1和第二显示源2出射的自然光转换成偏振光。
优选实施例中，第一显示源1出射光线到达预设位置点时的偏振方向与水平面所成角度为45°，第二显示源2出射光线到达预设位置点时的偏振方向与水平面所成角度为135°，这样可以达到较好的立体显示效果。
进一步地，本发明实施例还提供了一种包括如上的立体显示装置的立体显示系统，还包括：偏光眼镜；偏光眼镜的两个镜片的偏振方向分别与所述立体显示装置的第一显示源出射光线和第二显示源出射光线到达所述预设位置点时的偏振方向相同。通过偏光眼镜可以使得用户的一只眼睛观看到第一眼睛画面，另一只眼睛观看到第二眼睛画面，从而观看到立体图像。
进一步地，所述立体显示系统为立体车载抬头显示系统。可以应用在车载显示中，利用立体显示系统可以将车辆显示信息投影在车辆的前窗玻璃上，无需驾驶员低头查看车辆显示信息。当然，立体显示系统还可以应用在其他的显示环境中。
本发明实施例还提供了一种立体显示方法，应用于如上所述的立体显示装置，所述方法包括：
控制所述第一显示源提供第一眼睛画面，控制所述第二显示源提供第二眼睛画面，所述第一眼睛画面为左眼画面和右眼画面中的一者，所述第二眼睛画面为左眼画面和右眼画面中的另一者。
本实施例中，第一显示源提供第一眼睛画面，经第一光学元件后能够形成第一眼睛画面的虚像，第二显示源提供第二眼睛画面，经第二光学元件后能够形成第二眼睛画面的虚像，第一眼睛画面的虚像和第二眼睛画面的虚像相重合能够显示立体图像，并且由于第一眼睛画面和第二眼睛画面由不同的显示源提供，能够使得立体显示效果更佳。
由于第一显示源出射光线经第一光学元件反射后的反射光线经过第二光学元件后的损耗一般在20％左右，因此，在显示时，可以控制第一显示源出射光线的亮度比第二显示源出射光线的亮度大，优选地，可以控制第一显示源出射光线的亮度比第二显示源出射光线的亮度大20％以上。
所述立体显示装置可以应用在车载显示中，利用立体显示装置可以将车辆显示信息投影在车辆的前窗玻璃上，当然，立体显示装置还可以应用在其他的显示环境中。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种立体显示装置，其特征在于，包括：
第一显示源，用以提供第一眼睛画面；
第一光学元件，位于所述第一显示源出射光线的光路上，能够对所述第一显示源的出射光线进行反射使反射后的光线到达预设位置点；
第二显示源，用以提供第二眼睛画面；
第二光学元件，位于所述第二显示源出射光线的光路上，能够对所述第二显示源的出射光线进行反射使反射后的光线到达预设位置点；
其中，在所述预设位置点观看到的所述第一眼睛画面的虚像与在所述预设位置点观看到的所述第二眼睛画面的虚像重合，所述第一眼睛画面为左眼画面和右眼画面中的一者，所述第二眼睛画面为左眼画面和右眼画面中的另一者。
2.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述第一显示源的出光面与所述第二显示源的出光面平行，所述第一光学元件的反射面与所述第二光学元件的反射面平行，所述第一显示源的出光面与所述第二显示源的出光面之间的垂直距离等于所述第一光学元件的反射面与所述第二光学元件的反射面之间的水平距离，所述第一显示源出射光线经所述第一光学元件反射后的反射光线经过所述第二光学元件后到达所述预设位置点。
3.根据权利要求2所述的立体显示装置，其特征在于，所述第一显示源出射光线的亮度大于所述第二显示源出射光线的亮度。
4.根据权利要求3所述的立体显示装置，其特征在于，所述第一显示源出射光线的亮度比所述第二显示源出射光线的亮度大20％以上。
5.根据权利要求2所述的立体显示装置，其特征在于，
所述第一光学元件为透反膜、透反板、反射膜、或反射板；
所述第二光学元件为透反膜或透反板。
6.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述第一显示源和所述第二显示源的出射光线均为偏振光，所述第一显示源的出射光线的偏振方向与所述第二显示源的出射光线的偏振方向垂直；或
所述第一显示源和所述第二显示源的出射光线均为偏振光，所述第一显示源的出射光线的偏振方向与所述第二显示源的出射光线的偏振方向相同，所述立体显示装置还包括位于所述第一光学元件或第二光学元件反射面上的1/4相位延迟膜。
7.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述第一显示源和所述第二显示源的出射光线为自然光，所述立体显示装置还包括：
位于所述第一显示源出光面上的第一偏振片和位于所述第二显示源出光面上的第二偏振片，所述第一偏振片的透光轴方向与所述第二偏振片的透光轴方向垂直；或
位于所述第一显示源出光面上的第一偏振片和位于所述第二光学元件反射面上的第二偏振片，所述第一偏振片的透光轴方向与所述第二偏振片的透光轴方向垂直；或
位于所述第一光学元件反射面上的第一偏振片和位于所述第二显示源出光面上的第二偏振片，所述第一偏振片的透光轴方向与所述第二偏振片的透光轴方向垂直；或
位于所述第一光学元件反射面上的第一偏振片和位于所述第二光学元件反射面上的第二偏振片，所述第一偏振片的透光轴方向与所述第二偏振片的透光轴方向垂直。
8.根据权利要求6或7所述的立体显示装置，其特征在于，所述第一显示源出射光线到达所述预设位置点时的偏振方向与水平面所成角度为45°，所述第二显示源出射光线到达所述预设位置点时的偏振方向与水平面所成角度为135°。
9.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述第一光学元件和所述第二光学元件的反射面呈平面或曲面。
10.一种包括如权利要求1-9中任一项所述的立体显示装置的立体显示系统，其特征在于，还包括：偏光眼镜；所述偏光眼镜的两个镜片的偏振方向分别与所述立体显示装置的第一显示源出射光线和第二显示源出射光线到达所述预设位置点时的偏振方向相同。
11.根据权利要求10所述的立体显示系统，其特征在于，所述立体显示系统为立体车载抬头显示系统。
12.一种立体显示方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9中任一项所述的立体显示装置，所述方法包括：
控制所述第一显示源提供第一眼睛画面，控制所述第二显示源提供第二眼睛画面，所述第一眼睛画面为左眼画面和右眼画面中的一者，所述第二眼睛画面为左眼画面和右眼画面中的另一者。
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