CN107479199B - 抬头显示装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种抬头显示装置及系统，属于显示技术领域，该装置包括：第一显示图像产生器、第二显示图像产生器、第一偏振分光器以及光学组件。本公开可以实现第一线偏振光和第二线偏振光的共光路传播，进而实现图像的立体显示，同时也给用户提供更好的驾驶体验。

Description

抬头显示装置及系统
技术领域
本公开涉及显示技术领域，尤其涉及一种抬头显示装置及抬头显示系统。
背景技术
随着科学技术的发展，抬头显示(HUD，Head Up Display)系统被越来越多地应用在汽车上。车载抬头显示系统能够将重要的行车信息，例如速度、发动机转数、油耗、胎压、导航以及外接智能设备的信息实时地显示在前挡风玻璃上驾驶员的视野中，这样使得驾驶员不必低头，就可以看到行车信息，从而避免分散对前方道路的注意力；同时使得驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛，可以避免眼睛的疲劳，能够极大地增强行车安全和改进驾驶体验。
目前，现有的车载抬头显示系统为单层虚像显示系统，其利用光学反射的原理，将信息以文字和图形的方式投射到前挡风玻璃上，且文字和图形的显示位置由光学系统决定，一般成像在车辆前方若干米处。
然而，现有的车载抬头显示系统为平面成像，无法实现立体成像。此外，现有的车载抬头显示系统还无法做到成像位置的调节。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种抬头显示装置及系统，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
根据本公开的一个方面，提供一种抬头显示装置，包括：
第一显示图像产生器，用于产生包含第一图像的第一线偏振光；
第二显示图像产生器，用于产生包含第二图像的第二线偏振光；其中，所述第一线偏振光的偏振方向与所述第二线偏振光的偏振方向垂直；
第一偏振分光器，用于将所述第一线偏振光和所述第二线偏振光进行合束；
光学组件，包括多个反射成像元件，用于将所述第一图像和所述第二图像反射到用户眼中。
在本公开的一种示例性实施例中，所述第一显示图像产生器与所述第二显示图像产生器关于所述第一偏振分光器镜像设置。
在本公开的一种示例性实施例中，所述装置还包括：
四分之一波片，设置在所述第一偏振分光器与所述光学组件之间，用于将合束后的光中的所述第一线偏振光转化为第一圆偏振光，将合束后的光中的所述第二线偏振光转化为第二圆偏振光。
在本公开的一种示例性实施例中，所述四分之一波片的光轴方向分别与所述第一线偏振光的偏振方向和所述第二线偏振光的偏振方向成45度角。
在本公开的一种示例性实施例中，所述装置还包括：
光源，用于为所述第一显示图像产生器和所述第二显示图像产生器提供背光光源；
第二偏振分光器，用于将所述光源发射的光分解为第三线偏振光以及第四线偏振光，所述第三线偏振光的偏振方向与所述第一线偏振光的偏振方向相同，所述第四线偏振光的偏振方向与所述第二线偏振光的偏振方向相同，所述第三线偏振光射向所述第一显示图像产生器，所述第四线偏振光射向所述第二显示图像产生器。
在本公开的一种示例性实施例中，所述装置还包括：
第一反光器，用于接收并反射所述第三线偏振光，以将所述第三线偏振光反射至所述第一显示图像产生器；
第二反光器，用于接收并反射所述第四线偏振光，以将所述第四线偏振光反射至所述第二显示图像产生器。
在本公开的一种示例性实施例中，所述反射成像元件为凹面反射镜。
在本公开的一种示例性实施例中，所述第一显示图像产生器和所述第二图像产生器均为液晶显示面板。
在本公开的一种示例性实施例中，所述多个反射成像元件为两个反射成像元件。
在本公开的一种示例性实施例中，所述第一图像为左眼图像，所述第二图像为右眼图像。
根据本公开的一个方面，提供一种抬头显示系统，包括：
如上述任意一项所述的抬头显示装置。
在本公开的一种示例性实施例中，所述系统还包括：
图像转化装置，用于将待显示图像转化为第一图像信号和第二图像信号；
亮度调节装置，用于调节所述抬头显示装置中光源的亮度；
显示模式控制装置，用于控制所述抬头显示装置的显示模式，并根据所述显示模式向第一显示图像产生器和第二显示图像产生器分别加载所述第一图像信号和所述第二图像信号。
在本公开的一种示例性实施例中，所述显示模式包括第一显示模式和第二显示模式；
在第一显示模式下，所述显示模式控制装置控制所述第一显示图像产生器加载所述第一图像信号，控制所述第二显示图像产生器加载所述第二图像信号；
在第二显示模式下，所述显示模式控制装置控制所述第一显示图像产生器和第二显示图像产生器同时打开，并控制所述第一显示图像产生器和所述第二显示图像产生器均加载相同的图像信号。
在本公开的一种示例性实施例中，所述显示模式包括第一显示模式和第二显示模式；
在第一显示模式下，所述显示模式控制装置控制所述第一显示图像产生器加载所述第一图像信号，控制所述第二显示图像产生器加载所述第二图像信号；
在第二显示模式下，所述显示模式控制装置控制所述第一显示图像产生器和所述第二显示图像产生器其中之一打开，并控制打开的所述显示图像产生器加载图像信号。
在本公开的一种示例性实施例中，所述系统还包括：一偏振眼镜，所述偏振眼镜为线偏振光眼镜或圆偏振光眼镜。
本公开一种示例实施例提供的抬头显示装置及系统。通过设置第一显示图像产生器、第二显示图像产生器、第一偏振分光器以及光学组件，将第一图像和第二图像发射至用户眼中，进而实现了立体成像。一方面，基于第一显示图像产生器以及第二显示图像产生器产生包括第一图像的第一线偏振光和包括第二图像的第二线偏振光，并通过第一偏振分光器将第一线偏振光和第二线偏振光进行合束，以实现第一线偏振光和第二线偏振光的共光路传播，进而实现图像的立体显示；另一方面，通过光学组件将第一图像和第二图像反射至用户眼中，以使用户通过偏振光眼镜看到立体图像，同时也给用户提供更好的驾驶体验。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
通过参照附图来详细描述其示例性实施例，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本公开一种抬头显示装置的结构示意图；
图2为本公开一种抬头显示系统的框图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按照比例绘制。图中相同的附图标记标识相同或相似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
本示例性实施例中首先公开了一种抬头显示装置，如图1所示，该可以包括：第一显示图像产生器2、第二显示图像产生器3、第一偏振分光器8以及光学组件9。其中：
第一显示图像产生器2，用于产生包含第一图像的第一线偏振光；第二显示图像产生器3，用于产生包含第二图像的第二线偏振光，其中，所述第一线偏振光的偏振方向与所述第二线偏振光的偏振方向垂直。
在本示例性实施例中，所述第一显示图像产生器2和所述第二显示图像产生器3可以为液晶显示面板，还可以为例如TN(Twisted Nematic，扭曲向列型)面板、IPS(平面转换)面板、CPA(连续火焰状排列)面板等，本示例性实施例对此不作特殊限定。所述第一显示图像产生器和第二显示图像产生器除了可以是液晶显示面板，也可以是其他显示器，例如有机发光显示器，可以在有机发光显示器的出光侧加入线偏振片就可以使有机发光显示器产生线偏振光，如果是有机发光显示器就不需要背光源了。
在本示例性实施例中，可以通过图像转化装置将待显示图像转化为第一图像信号和第二图像信号。所述第一图像信号可以为左眼图像信号，所述第二图像信号可以为右眼图像信号，当然，所述第一图像信号还可以为右眼图像信号，所述第二图像信号可以为左眼图像信号。基于此，所述第一显示图像产生器2包括多个像素单元，且通过第一图像信号可以改变各像素单元中的液晶的状态，以控制光的通过，进而使得经过第一显示图像产生器2调制的第一线偏振光包含第一图像。同理，所述第二显示图像产生器3包括多个像素单元，且通过第二图像信号可以改变各像素单元中的液晶的状态，以控制光的通过，进而使得经过第二显示图像产生器3调制的第二线偏振光包含第二图像。
所述第一图像可以为左眼图像，所述第二图可以为右眼图像。当然，所述第一图像还可以为右眼图像，所述第二图还可以为左眼图像，本示例性实施例对此不作特殊限定。
第一偏振分光器8，用于将所述第一线偏振光和所述第二线偏振光进行合束。
在本示例性实施例中，所述第一偏振分光器8可以为棱镜偏振分光镜，也可以为平板偏振分光镜，还可以为偏极化分光镜等，本示例性实施例对此不作特殊限定。所述第一偏振分光器8对第一线偏振光进行反射，对第二线偏振光进行透射，以将所述第一线偏振光与所述第二线偏振光进行合束，以实现第一线偏振光和第二线偏振光的共光路传播，进而实现图像的立体显示。
所述第一显示图像产生器2与所述第二显示图像产生器3关于所述第一偏振分光器8镜像设置。以使第一线偏振光从所述第一显示图像产生器2传播至第一偏振分光器8的时间与第二线偏振光从所述第二显示图像产生器3传播至第一偏振分光器8的时间相同，进而保证同一待显现图像生成的第一图像和第二图像同时传播至用户的眼睛。
光学组件9，包括多个反射成像元件，用于将所述第一图像和所述第二图像反射到用户眼中。
在本示例性实施例中，所述光学组件9可以包括多个反射成像元件。例如，所述多个反射成像元件可以为两个反射成像元件，所述多个反射成像元件还可以为四个反射成像元件，本示例性实施例对此不作特殊限定。所述反射成像元件可以为凹面反射镜。
在本示例性实施例中，所述光学组件可以反射合束后的第一线偏振光和第二线偏振光，以使第一图像和第二图像反射至用户眼中，进而使用户通过偏振光眼镜10分别看到第一图像和第二图像，从而使用户的大脑根据第一图像和第二图像生成立体图像。在视觉上为用户看到立体图像。
所述立体图像的位置可以在车辆前方，还可以位于车辆的前挡风玻璃上，本示例性实施例对此不作特殊限定。经过研究表明，当人员的聚焦距离大于5米时，眼睛调焦量大幅度降低，因此，为了降低辐辏与聚焦不匹配可能造成的眩晕，光学组件9的透射距离设置为5米或大于5米。
在本示例性实施例中，还可以在所述光学组件9上设置一位置调节控件，以使用户可以通过该位置调节控件调整光学组件9的反射成像元件的位置，以调整立体图像的位置。具体的，所述位置调节控件可以包括多个按钮，每个按钮表示一个立体图像的成像位置，用户只需要点击按钮，即可将立体图像的位置调整到与该按钮对应的位置。所述位置调节控件还可以是一旋转按键，用户通过旋转该按键即可改变立体图像的位置。
在此基础上，所述抬头显示装置还可以包括：四分之一波片4，设置在所述第一偏振分光器8与所述光学组件9之间，用于将合束后的光中的所述第一线偏振光转化为第一圆偏振光，将合束后的光中的所述第二线偏振光转化为第二圆偏振光。
在本示例性实施例中，所述第一圆偏振光可以为左旋圆偏振光，所述第二圆偏振光可以为右圆偏振光。需要说明的是，在将第一线偏振光转化为第一圆偏振光后，所述第一圆偏振光仍包含第一图像，在将第二线偏振光转化为第二圆偏振光后，所述第二圆偏振光仍包含第二图像。此外，所述四分之一波片4的光轴方向分别与所述第一线偏振光的偏振方向和所述第二线偏振光的偏振方向成45度角。
需要说明的是，基于上述四分之一波片，所述所述光学组件可以反射合束后的第一圆偏振光和第二圆偏振光，以使第一图像和第二图像反射至用户眼中，进而使用户通过偏振光眼镜10分别看到第一图像和第二图像，从而使用户的大脑根据第一图像和第二图像生成立体图像。在视觉上为用户看到立体图像。
需要说明的是，上述的四分之一波片是可以没有的，此时是第一线偏振光和第二线偏振光经过第一偏振分光器8合光以后，再经过反射入射到用户眼中，此时用户使用线偏振光立体眼镜就可以把第一和第二线偏振光分开，分别进入到用户的左眼和右眼，用户进而可以看到立体图像。
在此基础上，所述抬头显示装置还可以包括光源5，用于为所述第一显示图像产生器2和所述第二显示图像产生器3提供背光光源；第二偏振分光器1，用于将所述光源5发射的光分解为第三线偏振光以及第四线偏振光，所述第三线偏振光的偏振方向与所述第一线偏振光的偏振方向相同，所述第四线偏振光的偏振方向与所述第二线偏振光的偏振方向相同，所述第三线偏振光射向所述第一显示图像产生器2，所述第四线偏振光射向所述第二显示图像产生器3。
在本示例性实施例中，所述光源5可以为自然光，也可以为线偏振光等，本示例性实施例对此不作特殊限定。为了实现彩色显示，所述光源5可以为白光光束，也可以为单色光等，本示例性实施例对此不作特殊限定。
所述第二偏振分光器1可以为棱镜偏振分光镜，还可以为平板偏振分光镜，也可以为偏极化分光镜等，本示例性实施例对此不作特殊限定。
如图1所示，所述第三线偏振光可以为所述光源5发射的光经过第二偏振分光器1反射的与所述第一线偏振光的偏振方向相同的光。所述第四线偏振光可以为所述光源5发射的光经过所述第二偏振分光器1透射的与所述第二线偏振光的偏振方向相同的光。
所述第三线偏振光射向第一显示图像产生器2，以使所述第一显示图像产生器2根据第一图像信号将第三线偏振光调制为包含第一图像的第一线偏振光。所述第四线偏振光射向第二显示图像产生器3。以使所述第二显示图像产生器3根据第二图像信号将第四线偏振光调制为包含第二图像的第二线偏振光。
在此基础上，所述抬头显示装置还可以包括：第一反光器6，用于接收并反射所述第三线偏振光，以将所述第三线偏振光反射至所述第一显示图像产生器2；第二反光器7，用于接收并反射所述第四线偏振光，以将所述第四线偏振光反射至所述第二显示图像产生器3。
在本示例性实施例中，所述第一反光器6设置在第三线偏振光的光路上，以接收所述第二偏振分光器1分解的第三线偏振光并将接收到的第三线偏振光反射至第一显示图像产生器2。所述第二反光器7设置在第四线偏振光的光路上，以接收所述第二偏振分光器1分解的第四线偏振光并将接收的第四线偏振光反射至所述第二显示图像产生器3。所述反光器可以为反光镜等可以反射入射光的元件。通过该第一反光器6和第二反光器7可以改变第三线偏振光和第四线偏振光的传播路径。
在本公开的示例性实施例中，如图2所示，还提供了一种抬头显示系统100，该抬头显示系统可以包括：如上述图1所示的抬头显示装置101。
在本示例性实施例中，由于该抬头显示装置101的各部分的细节已在上述内容中做了详细的描述，此处不再赘述。
在此基础上，所述抬头显示装置还可以包括：图像转化装置102、亮度调节装置103、显示模式控制装置104。其中：
图像转化装置102，可以用于将待显示图像转化为第一图像信号和第二图像信号。
在本示例性实施例中，所述图像转化装置102与所述抬头显示装置101连接，用以向所述抬头显示装置101提供待显示图像的第一图像限号和第二图像信号。
亮度调节装置103，可以用于调节所述抬头显示装置101中光源的亮度。
在本示例性实施例中，所述亮度调节装置103与所述抬头显示装置101连接，用于调节光源的亮度，进而调节立体图像的亮度。具体的，光源亮度越低，立体图像的亮度就越低，光源的亮度越高，立体图像的亮度就越高。所述亮度调节装置103上可以设置一亮度调节物理按键，使用户可以通过该亮度调节物理按键调节光源的亮度，进而调节立体图像的亮度。具体的，通过该亮度调节装置使用户可以根据外部环境调节光源的亮度，例如，在光照较强的环境下，若立体图像的亮度较低时，用户看到的立体图像的亮度比较暗甚至看不到立体图像，此时就需要通过增加光源的亮度以增加立体图像的亮度，以使用户看到清晰的立体图像；在光照较弱的环境下，在立体图像亮度比较高时，用户看到的立体图像的亮度较高甚至刺激到用户的眼睛，降低了用户使用时的舒适度，此时就需要通过降低光源的亮度以降低虚像的亮度，以使用户看到亮度适中的立体图像，进而提高用户使用时的舒适度。
显示模式控制装置104，用于控制所述抬头显示装置101的显示模式，并根据所述显示模式向第一显示图像产生器和第二显示图像产生器分别加载所述第一图像信号和所述第二图像信号。
在本示例性实施例中，所述显示模式控制装置104与所述抬头显示装置101连接，通过控制第一显示图像产生器和第二显示图像产生器上加载的图像的信号来控制抬头显示装置的模式。
具体的，所述显示模式可以包括第一显示模式和第二显示模式。
在第一显示模式下(即立体模式)，所述显示模式控制装置控制所述第一显示图像产生器加载所述第一图像信号，控制所述第二显示图像产生器加载所述第二图像信号。
为达到光能利用的最大化，在第二显示模式下(即平面模式)，所述显示模式控制装置控制所述第一显示图像产生器和第二显示图像产生器同时打开，并控制所述第一显示图像产生器和所述第二显示图像产生器均加载相同的图像信号。
为以达到节能的目的，在第二显示模式下(即平面模式)，所述显示模式控制装置控制所述第一显示图像产生器和所述第二显示图像产生器其中之一打开，并控制打开的所述显示图像产生器加载图像信号。
在此基础上，所述抬头显示系统还可以包括一偏振眼镜，所述偏振眼镜为线偏振光眼镜或圆偏振光眼镜。
在本示例性实施例中，所述偏振眼镜可以为半框偏振眼镜，还可以是全框偏振眼镜，也可以是无框偏振眼镜等。所述偏振眼镜包括第一偏振片和第二偏振片。所述第一偏光片和第二偏光片的形状可以根据用户的喜好进行设置，以满足不同用户的不同需求。例如，可以为圆形，也可以为椭圆形，还可以为方形等，本示例性实施例对此不作特殊限定。
在所述偏振眼镜为线偏振光眼镜时，第一偏振片的偏振方向与所述第一线偏振光的偏振方向一致，第二偏振片的偏振方向与所述第二线偏振光的偏振方向一致；或第一偏振片的偏振方向与所述第二线偏振光的偏振方向一致，第二偏振片的偏振方向与所述第一线偏振光的偏振方向一致。基于上述线偏振光眼镜，可以使用户的左右眼分别看到第一图像和第二图像，进而使用户的大脑将第一图像和第二图像进行合成，以形成立体视图。
在所述偏振眼镜为圆偏振光眼镜时，第一偏振片的偏振方向与所述第一圆偏振光的偏振方向一致，第二偏振片的偏振方向与所述第二圆偏振光的偏振方向一致；或第一偏振片的偏振方向与所述第二圆偏振光的偏振方向一致，第二偏振片的偏振方向与所述第一圆偏振光的偏振方向一致。基于上述圆偏振光眼镜，可以使用户的左右眼分别看到第一图像和第二图像，进而使用户的大脑将第一图像和第二图像进行合成，以形成立体视图。
需要说明的是，所述第一偏振片和第二偏振片对自然光完全透射，因此，不会对用户的正常观察造成影响。
综上所述，通过上述抬头显示系统，可以使用户根据需求选择显示模式、调整虚像的位置以及亮度，已给用户提供了更好的驾驶体验。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限。

Claims (14)

1.一种抬头显示装置，其特征在于，包括：
第一显示图像产生器，包括多个像素单元，用于产生包含第一图像的第一线偏振光；
第二显示图像产生器，包括多个像素单元，用于产生包含第二图像的第二线偏振光；其中，所述第一线偏振光的偏振方向与所述第二线偏振光的偏振方向垂直；
第一偏振分光器，用于将所述第一线偏振光和所述第二线偏振光进行合束；
光学组件，包括多个反射成像元件，用于将所述第一图像和所述第二图像反射到用户眼中；
四分之一波片，设置在所述第一偏振分光器与所述光学组件之间，用于将合束后的光中的所述第一线偏振光转化为第一圆偏振光，将合束后的光中的所述第二线偏振光转化为第二圆偏振光。
2.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述第一显示图像产生器与所述第二显示图像产生器关于所述第一偏振分光器镜像设置。
3.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述四分之一波片的光轴方向分别与所述第一线偏振光的偏振方向和所述第二线偏振光的偏振方向成45度角。
4.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述装置还包括：
光源，用于为所述第一显示图像产生器和所述第二显示图像产生器提供背光光源；
第二偏振分光器，用于将所述光源发射的光分解为第三线偏振光以及第四线偏振光，所述第三线偏振光的偏振方向与所述第一线偏振光的偏振方向相同，所述第四线偏振光的偏振方向与所述第二线偏振光的偏振方向相同，所述第三线偏振光射向所述第一显示图像产生器，所述第四线偏振光射向所述第二显示图像产生器。
5.根据权利要求4所述的抬头显示装置，其特征在于，所述装置还包括：
第一反光器，用于接收并反射所述第三线偏振光，以将所述第三线偏振光反射至所述第一显示图像产生器；
第二反光器，用于接收并反射所述第四线偏振光，以将所述第四线偏振光反射至所述第二显示图像产生器。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的抬头显示装置，其特征在于，所述反射成像元件为凹面反射镜。
7.根据权利要求1～5中任意一项所述的抬头显示装置，其特征在于，所述第一显示图像产生器和所述第二图像产生器均为液晶显示面板。
8.根据权利要求1～5中任意一项所述的抬头显示装置，其特征在于，所述多个反射成像元件为两个反射成像元件。
9.根据权利要求1～5中任意一项所述的抬头显示装置，其特征在于，所述第一图像为左眼图像，所述第二图像为右眼图像。
10.一种抬头显示系统，其特征在于，包括：
如权利要求1～9中任意一项所述的抬头显示装置。
11.根据权利要求10所述的抬头显示系统，其特征在于，所述系统还包括：
图像转化装置，用于将待显示图像转化为第一图像信号和第二图像信号；
亮度调节装置，用于调节所述抬头显示装置中光源的亮度；
显示模式控制装置，用于控制所述抬头显示装置的显示模式，并根据所述显示模式向第一显示图像产生器和第二显示图像产生器分别加载所述第一图像信号和所述第二图像信号。
12.根据权利要求11任意一项所述的抬头显示系统，其特征在于，所述显示模式包括第一显示模式和第二显示模式；
在第一显示模式下，所述显示模式控制装置控制所述第一显示图像产生器加载所述第一图像信号，控制所述第二显示图像产生器加载所述第二图像信号；
在第二显示模式下，所述显示模式控制装置控制所述第一显示图像产生器和第二显示图像产生器同时打开，并控制所述第一显示图像产生器和所述第二显示图像产生器均加载相同的图像信号。
13.根据权利要求11任意一项所述的抬头显示系统，其特征在于，所述显示模式包括第一显示模式和第二显示模式；
在第一显示模式下，所述显示模式控制装置控制所述第一显示图像产生器加载所述第一图像信号，控制所述第二显示图像产生器加载所述第二图像信号；
在第二显示模式下，所述显示模式控制装置控制所述第一显示图像产生器和所述第二显示图像产生器其中之一打开，并控制打开的显示图像产生器加载图像信号。
14.根据权利要求10～13任意一项所述的抬头显示系统，其特征在于，所述系统还包括：一偏振眼镜，所述偏振眼镜为线偏振光眼镜或圆偏振光眼镜。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109298529A (zh) * 2018-01-18 2019-02-01 京东方科技集团股份有限公司 抬头显示系统、驱动方法、交通工具及计算机产品
CN108490613B (zh) * 2018-03-28 2020-01-10 京东方科技集团股份有限公司 一种抬头显示装置及其控制方法、车辆
CN109100866A (zh) * 2018-10-22 2018-12-28 萤欧（上海）汽车科技有限公司 一种基于液晶偏振方向旋转器的车载ar-hud光学系统
CN113156644B (zh) * 2020-01-22 2023-06-23 未来（北京）黑科技有限公司 基于立体视觉显示的车辆互动显示系统
TWI783331B (zh) * 2020-12-24 2022-11-11 千石科技股份有限公司 多全投影屏幕之車用抬頭顯示裝置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1278072A (zh) * 1999-06-03 2000-12-27 三星电子株式会社 彩色投影仪
CN1570711A (zh) * 2003-07-16 2005-01-26 无锡湖光星源光电技术有限责任公司 一种可改善色度均匀性的三片式投影光学引擎
CN104570350A (zh) * 2014-12-24 2015-04-29 青岛歌尔声学科技有限公司 一种车窗显示系统和方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1007993A3 (nl) * 1993-12-17 1995-12-05 Philips Electronics Nv Belichtingsstelsel voor een kleurenbeeldprojectie-inrichting en circulaire polarisator geschikt voor toepassing in een dergelijk belichtingsstelsel en kleurenbeeldprojectie-inrichting bevattende een dergelijk belichtingsstelsel met circulaire polarisator.
US6672722B2 (en) * 2001-06-19 2004-01-06 Intel Corporation Projection engine
JP2003029331A (ja) * 2001-07-13 2003-01-29 Sano Fuji Koki Co Ltd 反射型液晶プロジェクタ
JP2005070255A (ja) * 2003-08-22 2005-03-17 Denso Corp 虚像表示装置
US7429111B2 (en) * 2004-12-06 2008-09-30 Jds Uniphase Corporation Two-panel color management system
EP1708512A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-04 SONY DEUTSCHLAND GmbH Image generation unit with four primary colors
JP5137445B2 (ja) * 2007-04-05 2013-02-06 キヤノン株式会社 画像投射装置
JP2009015128A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Alpine Electronics Inc 立体画像表示装置
JP2009128565A (ja) * 2007-11-22 2009-06-11 Toshiba Corp 表示装置、表示方法及びヘッドアップディスプレイ
TWI397720B (zh) * 2009-03-17 2013-06-01 Ind Tech Res Inst 立體顯示裝置
KR20110044573A (ko) * 2009-10-23 2011-04-29 삼성전자주식회사 디스플레이장치 및 그 영상표시방법
CN102238396B (zh) * 2010-04-28 2014-05-07 周修平 立体视觉的影像转换方法、成像方法及系统
CN102087420A (zh) * 2010-11-30 2011-06-08 清华大学深圳研究生院 一种立体投影设备
US20160054563A9 (en) * 2013-03-14 2016-02-25 Honda Motor Co., Ltd. 3-dimensional (3-d) navigation
CN203433207U (zh) * 2013-06-27 2014-02-12 瑞尔D股份有限公司 偏振转换系统和利用偏振光对立体图像编码的投影系统
US9417449B2 (en) * 2014-04-06 2016-08-16 Che-Chang Hu Head-up display system
JPWO2016047009A1 (ja) * 2014-09-26 2017-07-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ヘッドアップディスプレイおよび移動体
WO2017163288A1 (ja) * 2016-03-24 2017-09-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置、及び車両
US10012836B2 (en) * 2016-05-23 2018-07-03 Lg Electronics Inc. Head up display for vehicle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1278072A (zh) * 1999-06-03 2000-12-27 三星电子株式会社 彩色投影仪
CN1570711A (zh) * 2003-07-16 2005-01-26 无锡湖光星源光电技术有限责任公司 一种可改善色度均匀性的三片式投影光学引擎
CN104570350A (zh) * 2014-12-24 2015-04-29 青岛歌尔声学科技有限公司 一种车窗显示系统和方法

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