CN109991744B - 显示装置、显示方法及平视显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示装置、显示方法及平视显示装置，该显示装置包括：显示单元，用于投射显示影像光线；影像处理单元，用于接收显示单元投射的显示影像光线，改变显示影像光线的偏振态，并根据不同的偏振态选择散射或者透射显示影像光线，以使人眼观察到的显示影像成像在不同距离。本发明提供的显示装置、显示方法及平视显示装置的技术方案，可以简化结构，降低能耗。

Description

显示装置、显示方法及平视显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种显示装置、显示方法及平视显示装置。
背景技术
抬头显示(Head Up Display，HUD)，又称平视显示，逐步在汽车领域获得了广泛的应用。抬头显示是把汽车行驶过程中仪表显示的重要信息(如车速、导航等)投射到前风挡玻璃上，从而驾驶员不用低头就能看到仪表中的信息，这样不仅能够帮助对速度判断缺乏经验的新手控制自己的车速，避免在限速路段中因超速而违章，更重要的是它能够使驾驶员在大视野不转移的条件下瞬间读数，始终保持最佳观察状态，避免驾驶员低头观看仪表显示或音响显示时，一旦前方遇有紧急情况，就有可能因来不及采取有效措施而造成事故。
虽然现有的平视显示系统能够实现将需要显示的影像投射到前风挡玻璃上，但是，现有的平视显示系统通常需要使用数量较多的反射镜，结构较为复杂，并且能耗较大。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种显示装置、显示方法及平视显示装置，其可以简化结构，降低能耗。
为实现本发明的目的而提供一种显示装置，包括：
显示单元，用于投射显示影像光线；
影像处理单元，用于接收所述显示单元投射的所述显示影像光线，改变所述显示影像光线的偏振态，并根据不同的偏振态选择散射或者透射所述显示影像光线，以使人眼观察到的所述显示影像成像在不同距离。
优选的，所述影像处理单元包括：
第一偏振转换元件，用于将所述显示影像光线的偏振方向转换为第一偏振方向或者第二偏振方向；
第一透镜元件，用于接收所述偏振方向转换后的所述显示影像光线，并将所述第一偏振方向的光线进行偏折，且所述第一透镜元件不改变所述第二偏振方向的光线的方向；
液晶分散元件，用于将所述第一透镜元件偏折后的第一偏振方向的光线进行散射，或者将所述第一透镜元件的未改变方向的所述第二偏振方向的光线透射出去。
优选的，所述影像处理单元还包括第一偏振分光镜，用于:
接收所述液晶分散元件散射的第一偏振方向的光线；或者，
接收所述液晶分散元件透射的第二偏振方向的光线，并使所述第一偏振方向的光线的出射方向与所述第二偏振方向的光线的出射方向不同。
优选的，所述影像处理单元包括：
第二偏振转换元件，用于将所述显示影像光线的偏振方向转换为第一偏振方向或者第二偏振方向；
第二透镜元件，用于接收所述偏振方向转换后的所述显示影像光线，并将第一偏振方向的光线进行偏折，且所述第二透镜元件不改变第二偏振方向的光线的方向；
第二偏振分光镜，用于使所述第二透镜元件偏折后的所述第一偏振方向的光线的出射方向与所述第二透镜元件未改变方向的所述第二偏振方向的光线的出射方向不同；
散射元件，用于接收所述第二偏振分光镜出射的所述第一偏振方向的光线，并散射所述第一偏振方向的光线。
优选的，所述显示影像包括第一显示影像和第二显示影像；
所述显示单元投射所述第一显示影像光线或第二显示影像光线，或者按时序交替投射所述第一显示影像和第二显示影像；
所述第一偏振转换元件在所述显示单元投射所述第一显示影像时，将所述第一显示影像光线转换为第一偏振方向；在所述显示单元投射所述第二显示影像光线时，将所述第二显示影像光线转换为第二偏振方向。
优选的，所述影像处理单元还包括控制液晶分散元件工作状态的控制单元，且所述液晶分散元件包括聚合物分散液晶元件；
所述控制单元通过控制所述聚合物分散液晶元件断电，来散射所述第一偏振方向的光线；或者，通过控制所述聚合物分散液晶元件通电，来将所述第二偏振方向的光线透射出去。
优选的，所述第一透镜元件或者第二透镜元件包括双折射透镜，所述双折射透镜包括中空的折射材料和填充在所述折射材料内的填充材料，其中，
所述折射材料与所述填充材料对所述第一偏振方向的入射光线的折射率不同，且所述折射材料的折射率小于所述填充材料的折射率；
所述折射材料与所述填充材料对所述第二偏振方向的入射光线的折射率相同。
优选的，所述显示装置还包括第一反射单元；
所述第一反射单元包括第一反射镜组件，用于将所述液晶分散元件散射的第一偏振方向的光线和/或所述液晶分散元件透射的第二偏振方向的光线反射至人眼中。
优选的，所述显示装置还包括第二反射单元；
所述第二反射单元包括包括第二反射镜组件和第三反射镜组件，其中，
所述第二反射镜组件用于将所述第一偏振分光镜出射的第一偏振方向的光线反射至人眼中；
所述第三反射镜组件用于将所述第一偏振分光镜出射的第二偏振方向的光线反射至所述第二反射镜组件，并由所述第二反射镜组件将所述第二偏振方向的出射光线反射至人眼中。
优选的，所述显示装置还包括第三反射单元；
所述第三反射单元包括第四反射镜组件和第五反射镜组件，其中，
所述第四反射镜组件用于将所述散射元件出射的第一偏振方向的光线反射至人眼中；
所述第五反射镜组件用于将所述第二偏振分光镜出射的第二偏振方向的光线反射至所述第二反射镜组件，并由所述第二反射镜组件将所述第二偏振方向的出射光线反射至人眼中。
优选的，所述显示装置还包括模式选择单元，用于接收用户设定的显示模式，所述显示模式包括第一距离显示模式、第二距离显示模式和双距离显示模式；
在所述第一距离显示模式下，所述显示单元投射第一显示影像光线；
所述影像处理单元将所述第一显示影像的光线的偏振态转换为第一偏振方向，并散射所述第一显示影像的光线，以在第一距离显示第一距离影像；
在所述第二距离显示模式下，所述显示单元投射第二显示影像光线；
所述影像处理单元将所述第二显示影像的光线的偏振态转换为第二偏振方向，并透射所述第二显示影像的光线，以在第二距离显示第二距离影像；
在所述双距离显示模式下，所述显示单元按时序交替投射所述第一显示影像和第二显示影像；
所述影像处理单元在所述显示单元投射第一显示影像光线时，将所述第一显示影像光线的偏振态转换为第一偏振方向，并散射所述第一显示影像光线；所述影像处理单元在所述显示单元投射第二显示影像光线时，将所述第二显示影像光线的偏振态转换为第二偏振方向，并透射所述第二显示影像光线，以分别在第一距离和第二距离分别显示第一距离影像和第二距离影像。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种显示方法，包括：
投射显示影像光线；
改变所述显示影像光线的偏振态，并根据不同的偏振态选择散射或者透射所述显示影像光线，以使人眼观察到的所述显示影像成像在不同距离。
优选的，所述改变所述显示影像光线的偏振态，并根据不同的偏振态选择散射或者透射所述显示影像，以使人眼观察到的所述显示影像成像在不同距离，具体包括：
将所述显示影像光线的偏振方向转换为第一偏振方向或者第二偏振方向；
接收所述偏振方向转换后的所述显示影像光线，并将所述第一偏振方向的光线进行偏折，或者不改变所述第二偏振方向的光线的方向；
将偏折后的所述第一偏振方向的光线进行散射，或者将未改变方向的所述第二偏振方向的光线透射出去。
优选的，所述改变所述待显示影像光线的偏振态，并根据不同的偏振态选择散射或者透射所述待显示影像，以实现人眼观察到在不同距离的所述显示影像，具体包括：
将所述显示影像光线的偏振方向转换为第一偏振方向或者第二偏振方向；
接收所述偏振方向转换后的所述显示影像光线，并将所述第一偏振方向的光线进行偏折，或者不改变所述第二偏振方向的光线的方向；
接收偏折后的所述第一偏振方向的光线和未改变方向的所述第二偏振方向的光线，并使所述第一偏振方向光线的出射方向与所述第二偏振方向光线的出射方向不同；
散射所述第一偏振方向的光线。
优选的，所述显示影像包括第一显示影像和第二显示影像；
投射第一显示影像光线或第二显示影像光线，或者按时序交替投射所述第一显示影像光线和第二显示影像光线；
在投射所述第一显示影像光线时，将所述第一显示影像光线转换为第一偏振方向；
在投射所述第二显示影像光线时，将所述第二显示影像光线转换为第二偏振方向。
优选的，在所述散射所述第一偏振方向的光线，或者将所述第二偏振方向的光线透射出去之后，还包括：
接收所述第一偏振方向的光线和第二偏振方向的光线，并使所述第一偏振方向的光线的出射光线方向与所述第二偏振方向的光线的出射光线方向不同。
优选的，还包括：
接收用户设定的显示模式，所述显示模式包括第一距离显示模式、第二距离显示模式和双距离显示模式；
在所述第一距离显示模式下，所述显示方法包括：
投射所述第一显示影像光线；
将所述第一显示影像光线的偏振态转换为第一偏振方向，并散射所述第一显示影像光线，以在第一距离显示第一距离影像；
在所述第二距离显示模式下，所述显示方法包括：
投射所述第二显示影像光线；
将所述第二显示影像光线的偏振态转换为第二偏振方向，并透射所述第二显示影像光线，以在第二距离显示第二距离影像；
在所述双距离显示模式下所述显示方法包括：
按时序交替投射所述第一显示影像光线和第二显示影像光线；
在投射所述第一显示影像光线时，将所述第一显示影像光线的偏振态转换为第一偏振方向，并散射第一显示影像光线；
在投射所述第二显示影像光线时，将所述第二显示影像光线的偏振态转换为第二偏振方向，并透射所述第二显示影像光线，以分别在第一距离和第二距离分别显示第一距离影像和第二距离影像。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种平视显示装置，包括本发明提供的上述显示装置。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的显示装置、显示方法及平视显示装置的技术方案中，通过借助影像处理单元，用于改变显示影像光线的偏振态，并根据不同的偏振态选择散射或者透射显示影像光线，可以使人眼观察到的显示影像成像在不同距离，而且这种影像处理方式无需使用数量较多的反射镜，从而可以简化结构，降低能耗。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的显示装置的结构图；
图2为本发明第一实施例采用的透镜元件的结构图；
图3A为本发明第一实施例采用的聚合物分散液晶元件断电时的原理图；
图3B为本发明第一实施例采用的聚合物分散液晶元件通电时的原理图；
图4A为第一距离显示模式下各元件的状态图；
图4B为第二距离显示模式下各元件的状态图；
图4C为双距离显示模式下各元件的状态图；
图5为模式选择的流程框图；
图6为显示区域显示待显示影像的区域分布图；
图7为本发明第二实施例提供的显示装置的结构图；
图8为本发明第三实施例提供的显示装置的结构图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的显示装置、显示方法及平视显示装置进行详细描述。
请参阅图1，本发明第一实施例提供的显示装置，包括：
显示单元2，用于投射显示影像光线。
影像处理单元3，用于接收显示单元2投射的显示影像光线，改变该显示影像光线的偏振态，并根据不同的偏振态选择散射或者透射显示影像光线，以使人眼观察到的显示影像成像在不同距离。
本发明第一实施例提供的显示装置与现有技术相比，无需使用数量较多的反射镜，从而可以简化结构，降低能耗。
在实际应用中，可以通过影像渲染单元1将待显示影像发送到显示单元2，并且在发送之前，影像渲染单元1能够根据所需的偏振态，对影像进行改变。所需的偏振态不同，则影像也不同。
下面对上述影像处理单元3的结构和功能进行详细描述。具体地，影像处理单元3包括：
第一偏振转换元件31，用于将来自上述显示单元2的显示影像光线的偏振方向转换为第一偏振方向或者第二偏振方向。第一偏振方向和第二偏振方向可以相互垂直。
第一透镜元件32，用于接收偏振方向转换后的显示影像光线，并将第一偏振方向的光线进行偏折，且第一透镜元件32不改变第二偏振方向的光线的方向。
请参阅图2，第一透镜元件32具体包括双折射透镜，该双折射透镜包括中空的折射材料321和填充在该折射材料321内的填充材料322，其中，折射材料321可以采用平板状结构，且折射材料321与填充材料322对第一偏振方向的入射光线的折射率不同，且折射材料321的折射率小于填充材料322的折射率，从而能够对第一偏振方向的入射光线起到了汇聚作用，使入射光线能够朝向液晶分散元件33汇聚。折射材料321与填充材料322对第二偏振方向的入射光线的折射率相同，从而对第二偏振方向的入射光线没有偏折的作用，该入射光线可以直接通过第一透镜元件32，而方向不发生变化。
液晶分散元件33，用于将第一透镜元件32偏折后的第一偏振方向的光线进行散射，即，液晶分散元件33形成一个物面，能够显示影像；或者，液晶分散元件33将来自第一透镜元件32的未改变方向的第二偏振方向的光线透射出去，即，上述第二偏振方向的光线直接通过第一透镜元件32，然后又直接通过液晶分散元件33。
其中，影像处理单元3还可以包括控制单元34，用于控制液晶分散元件33的工作。当然，影像处理单元3还可以用于控制显示单元2、第一偏振转换元件31的工作。
上述液晶分散元件33具体可以包括聚合物分散液晶元件(PDLC，PolymerDispersed Liquid Crystal)。请一并参阅图3A和图3B，聚合物分散液晶元件包括液晶复合材料(由液晶微滴和聚合物单体按一定比例混合)，通过向该液晶复合材料施加外电场或者磁场就可以使其由不透明状态转变为透明状态。基于此，控制单元34通过控制该聚合物分散液晶元件断电，可以使液晶复合材料呈如图3A所示的散射状态，此时液晶复合材料为不透明状态，从而可以散射第一偏振方向的光线；或者，控制单元34通过控制聚合物分散液晶元件通电，液晶复合材料呈如图3B所示的透明状态，从而可以使上述第二偏振方向的光线透射出去。上述聚合物分散液晶元件具有结构简单，能耗小的优点。
由上可知，上述影像处理单元3可以实现在第一距离显示第一距离影像A或者在第二距离显示第二距离影像B。其中，若需要在第一距离显示第一距离影像A，请参阅图4A，显示单元2投射第一显示影像光线，该第一显示影像与上述第一距离影像A相对应。同时，第一偏振转换元件31将来自上述显示单元2的第一显示影像的光线的偏振方向转换为第一偏振方向S；第一透镜元件32将第一偏振方向S的光线进行偏折，使之汇聚至液晶分散元件33。同时，控制单元34通过控制液晶分散元件33断电，使其处于散射状态，从而能够将上述第一偏振方向S的光线进行散射。
若需要在第二距离显示第二距离影像B，请参阅图4B，显示单元2投射第二显示影像光线，该第二显示影像与上述第二距离影像B相对应。同时，第一偏振转换元件31将来自上述显示单元2的第二显示影像的光线的偏振方向转换为第二偏振方向P；第一透镜元件32对第二偏振方向P的光线没有偏折的作用，该第二偏振方向P的光线可以直接通过第一透镜元件32，而方向不发生变化。同时，控制单元34通过控制液晶分散元件33通电，使其处于透明状态，从而能够使第二偏振方向P的光线直接通过液晶分散元件33。
另外，本发明第一实施例提供的显示装置还能够同时显示第一距离影像A和第二距离影像B；具体地，显示单元2按时序交替投射所述第一显示影像光线和第二显示影像光线；第一偏振转换元件31在显示单元2投射第一显示影像光线时，将第一显示影像光线转换为第一偏振方向S；在显示单元2显示第二显示影像光线时，将第二显示影像光线转换为第二偏振方向P。
请参阅图4C，显示影像包括第一显示影像和第二显示影像；显示单元2按时序交替投射第一显示影像和第二显示影像。为避免二者重叠，第一显示影像和第二显示影像在显示单元2的投射区域的位置不同。
同时，第一偏振转换元件31在显示单元2投射第一显示影像时，将第一显示影像的光线转换为第一偏振方向S；在显示单元2投射第二显示影像时，将第二显示影像的光线转换为第二偏振方向P。然后，第一透镜元件32将第一偏振方向S的光线偏折或者不改变第二偏振方向P的光线的方向。液晶分散元件33在控制单元34的控制下，在散射状态和透明状态之间交替转换，分别将第一偏振方向S的光线进行散射或者将第二偏振方向P的光透射过去，最终在第一距离和第二距离分别显示第一距离影像A和第二距离影像B。需要说明的是，第一显示影像和第二显示影像交替投射的周期远远小于人眼的刷新时间(1/30秒)，从而用户在心理视觉上能够同时看到两个距离影像。
请参阅图5，显示装置还包括模式选择单元5，用于接收用户设定的显示模式，该显示模式包括第一距离显示模式、第二距离显示模式和双距离显示模式。其中，在第一距离显示模式下，显示装置能够在第一距离显示第一距离影像A；在第二距离显示模式下，显示装置能够在第二距离显示第二距离影像B；在双距离显示模式下，显示装置能够在第一距离和第二距离分别显示第一距离影像A和第二距离影像B。借助上述模式选择单元5，用户可以根据具体选择在其中一个距离显示距离影像，或者同时在两个距离分别显示两个距离影像，从而提高了显示的灵活性。
另外，显示单元2包括投射区域，该投射区域的局部或全部用于投射显示影像。显示单元2包括分布在整个投射区域的多个显示元件，显示影像可以由其中一部分显示元件投射，或者也可以由全部显示元件投射，从而能够充分利用显示单元2的投射区域。
对于双距离显示模式，可以对两个显示影像C和D各自的投射区域的位置和/或大小进行动态调整，请参阅图6，若用户觉得图6的左图的第一显示影像C较小，则可以通过增加第一显示影像C的显示区域，来增大第一显示影像C，增大后的第一显示影像C如图6的右图所示。
在本实施例中，显示装置还包括第一反射单元，该反射单元包括第一反射镜组件，用于将液晶分散元件33散射的第一偏振方向S的光线，和/或液晶分散元件33透射的第二偏振方向P的光线反射至人眼中。这样，人眼可以在第一距离观察到的第一距离影像或者在第二距离观察到第二距离影像。
本发明第一实施例提供的显示装置可以应用在平视显示装置中，该平视显示装置例如可以应用在车辆中。在这种情况下，上述第一反射镜组件包括第一反射镜41、第二反射镜42和车辆的第一前挡风玻璃43，第一反射镜41、第二反射镜42和车辆的第一前挡风玻璃43用于将液晶分散元件33的出射光线反射至平视的人眼中，从而可以避免驾驶员低头观看仪表显示或音响显示时，一旦前方遇有紧急情况，就有可能因来不及采取有效措施而造成事故。
请参阅图7，本发明第二实施例提供的显示装置，其与上述第一实施例相比，同样包括显示单元2和影像处理单元3。二者的结构和功能与上述第一实施例相同，在此不再赘述。下面仅对本实施例与上述第一实施例之间的区别进行详细描述。
具体地，显示装置在包括显示单元2和影像处理单元3的基础上，还包括第一偏振分光镜6和第二反射单元。第一偏振分光镜6位于液晶分散元件33和第二反射单元之间，用于接收液晶分散元件33散射的第一偏振方向的光线，或者接收液晶分散元件33透射的第二偏振方向的光线，并使第一偏振方向的光线的出射方向与第二偏振方向的光线的出射方向不同。例如，二者可以相互垂直。
这样，可以使第一距离影像A和第二距离影像B相互分离，不会发生重叠现象。相应的，第一显示影像和第二显示影像在显示单元2的投射区域的位置可以相同。
进一步的，上述第二反射单元包括第二反射镜组件和第三反射镜组件，其中，第二反射镜组件包括第三反射镜71、第四反射镜72和车辆的第二前挡风玻璃73，用于将第一偏振分光镜6出射的第一偏振方向的光线反射至人眼中；第三反射镜组件包括第五反射镜8，用于将第一偏振分光镜6出射的第二偏振方向的光线反射至第二反射镜组件的第三反射镜71，并由该第二反射镜组件将第二偏振方向的光线反射至人眼中。这样，用户看到的两个距离影像是相互分离的，不会发生重叠现象。
在实际应用中，第二反射镜组件中的反射镜的数量可以根据具体情况设计为两个以上。
请参阅图8，本发明第三实施例提供的显示装置，其与上述第一、第二实施例相比，同样包括显示单元2和影像处理单元3。但是影像处理单元的结构有所不同。下面仅对本实施例与上述第一、第二实施例之间的区别进行详细描述。
具体地，在本实施例中，影像处理单元3’包括：
第二偏振转换元件31’，用于将显示影像光线的偏振方向转换为第一偏振方向S或者第二偏振方向P。
第二透镜元件32’，用于接收偏振方向转换后的显示影像光线，并将第一偏振方向S的光线进行偏折，且第二透镜元件32’不改变第二偏振方向P的光线的方向。
上述第二偏振转换元件31’和第二透镜元件32’的结构和功能与上述第一、第二实施例中的第一偏振转换元件31和第二透镜元件32的结构和功能相同，在此不再赘述。
第二偏振分光镜6’，用于使第二透镜元件32’偏折后的第一偏振方向S的光线的出射方向与第二透镜元件32’未改变方向的第二偏振方向P的光线的出射方向不同。
散射元件8，用于接收第二偏振分光镜6’出射的第一偏振方向S的光线，并散射第一偏振方向S的光线。
由上可知，本实施例提供的显示装置与上述第二实施例相比，其区别仅在于：取消了液晶分散元件33，并将偏振分光镜的位置设置在第二透镜元件32’之后，用于接收第二透镜元件32’的出射光线。同时，在偏振分光镜和第二反射镜组件之间增设了散射元件9，用于散射经第一透镜元件32’偏折后的第一偏振方向S的光线。而第二偏振分光镜6’出射的第二偏振方向P的光线则不经过散射元件8。
进一步的，显示装置还包括第三反射单元，该第二反射单元包括第四反射镜组件和第五反射镜组件，其中，第四反射镜组件包括第六反射镜71’、第六反射镜72’和车辆的第三前挡风玻璃73’，用于将散射元件9散射的第一偏振方向的光线反射至人眼中；第五反射镜组件包括第七反射镜8’，用于将第二偏振分光镜6’出射的第二偏振方向的光线反射至第四反射镜组件的第六反射镜71’，并由该第二反射镜组件将第二偏振方向的光线反射至人眼中。这样，用户看到的两个距离影像是相互分离的，不会发生重叠现象。
本实施例提供的显示装置同样可以实现使人眼观察到的显示影像成像在不同距离，而且取消了液晶分散元件33，进一步简化了结构，降低了能耗。
综上所述，本发明上述各个实施例提供的显示装置，无需使用数量较多的反射镜，从而可以简化结构，降低能耗。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种显示方法，包括：
步骤1，投射显示影像光线；
步骤2，改变显示影像光线的偏振态，并根据不同的偏振态选择散射或者透射显示影像光线，以使人眼观察到的显示影像成像在不同距离。
本发明提供的显示方法与现有技术相比，可以简化结构，降低能耗。
上述步骤2，具体包括：
步骤21，将显示影像光线的偏振方向转换为第一偏振方向或者第二偏振方向；
步骤22，接收偏振方向转换后的显示影像光线，并将第一偏振方向的光线进行偏折，或者不改变第二偏振方向的光线的方向；
步骤23，将偏折后的第一偏振方向的光线进行散射，或者将未改变方向的第二偏振方向的光线透射出去。
或者，上述步骤2还可以具体包括：
步骤21’，将显示影像光线的偏振方向转换为第一偏振方向或者第二偏振方向；
步骤22’，接收偏振方向转换后的所述显示影像光线，并将第一偏振方向的光线进行偏折，或者不改变第二偏振方向的光线的方向；
步骤23’，使第一偏振方向光线的出射方向与第二偏振方向光线的出射方向不同；
步骤24’，散射第一偏振方向的光线。
优选的，显示影像包括第一显示影像和第二显示影像；
投射第一显示影像光线或第二显示影像光线，或者按时序交替投射第一显示影像光线和第二显示影像光线；
在投射第一显示影像光线时，将第一显示影像光线转换为第一偏振方向；
在投射第二显示影像光线时，将第二显示影像光线转换为第二偏振方向。
这样，可以实现同时在第一距离和第二距离分别显示第一距离影像和第二距离影像。
进一步优选的，在上述步骤23之后，还包括：
接收第一偏振方向的光线和第二偏振方向的光线，并使第一偏振方向的光线的出射光线方向与第二偏振方向的光线的出射光线方向不同。这样，可以使第一距离影像和第二距离影像相互分离，不会发生重叠现象。
另外，优选的，显示方法还包括：
接收用户设定的显示模式，该显示模式包括第一距离显示模式、第二距离显示模式和双距离显示模式；
在第一距离显示模式下，显示方法包括：
投射第一显示影像光线；
将第一显示影像光线的偏振态转换为第一偏振方向，并散射第一显示影像光线，以在第一距离显示第一距离影像。
在第二距离显示模式下，显示方法包括：
投射第二显示影像光线；
将第二显示影像光线的偏振态转换为第二偏振方向，并透射第二显示影像光线，以在第二距离显示第二距离影像。
在双距离显示模式下显示方法包括：
按时序交替投射第一显示影像光线和第二显示影像光线；
在投射第一显示影像光线时，将第一显示影像光线的偏振态转换为第一偏振方向，并散射第一显示影像光线；
在投射第二显示影像光线时，将第二显示影像光线的偏振态转换为第二偏振方向，并透射第二显示影像光线，以分别在第一距离和第二距离分别显示第一距离影像和第二距离影像。
这样，用户可以根据具体选择选择在其中一个距离显示距离影像，或者同时在两个距离分别显示两个距离影像，从而提高了显示的灵活性。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种平视显示装置，其包括本发明上述各个实施例提供的显示装置。平视显示装置能够将影像在平视的人眼前方显示。
本发明提供的平视显示装置，其通过采用本发明各个实施例提供的上述显示装置，可以简化结构，降低能耗。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
显示单元，用于投射显示影像光线；
影像处理单元，用于接收所述显示单元投射的所述显示影像光线，改变所述显示影像光线的偏振态，并根据不同的偏振态选择散射或者透射所述显示影像光线，以使人眼观察到的所述显示影像成像在不同距离；
其中，所述影像处理单元进一步包括：
偏振转换元件，用于将所述显示影像光线的偏振方向转换为第一偏振方向或者第二偏振方向；
透镜元件，用于接收所述偏振方向转换后的所述显示影像光线，并将第一偏振方向的光线进行偏折，且所述透镜元件不改变第二偏振方向的光线的方向。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述影像处理单元还包括：
液晶分散元件，用于将所述透镜元件偏折后的第一偏振方向的光线进行散射，或者将所述透镜元件的未改变方向的所述第二偏振方向的光线透射出去。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述影像处理单元还包括第一偏振分光镜，用于：
接收所述液晶分散元件散射的第一偏振方向的光线；或者，
接收所述液晶分散元件透射的第二偏振方向的光线，并使所述第一偏振方向的光线的出射方向与所述第二偏振方向的光线的出射方向不同。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述影像处理单元还包括：
第二偏振分光镜，用于使所述透镜元件偏折后的所述第一偏振方向的光线的出射方向与所述透镜元件未改变方向的所述第二偏振方向的光线的出射方向不同；
散射元件，用于接收所述第二偏振分光镜出射的所述第一偏振方向的光线，并散射所述第一偏振方向的光线。
5.根据权利要求2或4所述的显示装置，其特征在于，所述显示影像包括第一显示影像和第二显示影像；
所述显示单元投射所述第一显示影像光线或第二显示影像光线，或者按时序交替投射所述第一显示影像光线和第二显示影像光线；
所述偏振转换元件在所述显示单元投射所述第一显示影像光线时，将所述第一显示影像光线转换为第一偏振方向；在所述显示单元投射所述第二显示影像光线时，将所述第二显示影像光线转换为第二偏振方向。
6.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，还包括控制液晶分散元件工作状态的控制单元，且所述液晶分散元件包括聚合物分散液晶元件；
所述控制单元通过控制所述聚合物分散液晶元件断电，来散射所述第一偏振方向的光线；或者，通过控制所述聚合物分散液晶元件通电，来将所述第二偏振方向的光线透射出去。
7.根据权利要求2或4所述的显示装置，其特征在于，所述透镜元件包括双折射透镜，所述双折射透镜包括中空的折射材料和填充在所述折射材料内的填充材料，其中，
所述折射材料与所述填充材料对所述第一偏振方向的入射光线的折射率不同，且所述折射材料的折射率小于所述填充材料的折射率；
所述折射材料与所述填充材料对所述第二偏振方向的入射光线的折射率相同。
8.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括第一反射单元；
所述反射单元包括第一反射镜组件，用于将所述液晶分散元件散射的第一偏振方向的光线和/或所述液晶分散元件透射的第二偏振方向的光线反射至人眼中。
9.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括第二反射单元；
所述第二反射单元包括第二反射镜组件和第三反射镜组件，其中，
所述第二反射镜组件用于将所述第一偏振分光镜出射的第一偏振方向的光线反射至人眼中；
所述第三反射镜组件用于将所述第一偏振分光镜出射的第二偏振方向的光线反射至所述第二反射镜组件，并由所述第二反射镜组件将所述第二偏振方向的出射光线反射至人眼中。
10.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括第三反射单元；
所述第三反射单元包括第四反射镜组件和第五反射镜组件，其中，
所述第四反射镜组件用于将所述散射元件出射的第一偏振方向的光线反射至人眼中；
所述第五反射镜组件用于将所述第二偏振分光镜出射的第二偏振方向的光线反射至所述第四反射镜组件，并由所述第四反射镜组件将所述第二偏振方向的出射光线反射至人眼中。
11.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括模式选择单元，用于接收用户设定的显示模式，所述显示模式包括第一距离显示模式、第二距离显示模式和双距离显示模式；
在所述第一距离显示模式下，所述显示单元投射第一显示影像光线；
所述影像处理单元将所述第一显示影像的光线的偏振态转换为第一偏振方向，并散射所述第一显示影像的光线，以在第一距离显示第一距离影像；
在所述第二距离显示模式下，所述显示单元投射第二显示影像光线；
所述影像处理单元将所述第二显示影像的光线的偏振态转换为第二偏振方向，并透射所述第二显示影像的光线，以在第二距离显示第二距离影像；
在所述双距离显示模式下，所述显示单元按时序交替投射所述第一显示影像和第二显示影像；
所述影像处理单元在所述显示单元投射第一显示影像光线时，将所述第一显示影像光线的偏振态转换为第一偏振方向，并散射所述第一显示影像光线；所述影像处理单元在所述显示单元投射第二显示影像光线时，将所述第二显示影像光线的偏振态转换为第二偏振方向，并透射所述第二显示影像，以分别在第一距离和第二距离分别显示第一距离影像和第二距离影像。
12.一种显示方法，其特征在于，包括：
投射显示影像光线；
改变所述显示影像光线的偏振态，并根据不同的偏振态选择散射或者透射所述显示影像光线，以使人眼观察到的所述显示影像成像在不同距离；
其中，所述改变所述显示影像光线的偏振态，并根据不同的偏振态选择散射或者透射所述显示影像光线，进一步包括：
将所述显示影像光线的偏振方向转换为第一偏振方向或者第二偏振方向；
接收所述偏振方向转换后的所述显示影像光线，并将所述第一偏振方向的光线进行偏折，或者不改变所述第二偏振方向的光线的方向。
13.根据权利要求12所述的显示方法，其特征在于，所述改变所述显示影像光线的偏振态，并根据不同的偏振态选择散射或者透射所述显示影像光线，还包括：
将偏折后的所述第一偏振方向的光线进行散射，或者将未改变方向的所述第二偏振方向的光线透射出去。
14.根据权利要求12所述的显示方法，其特征在于，所述改变所述显示影像光线的偏振态，并根据不同的偏振态选择散射或者透射所述显示影像光线还包括：
接收偏折后的所述第一偏振方向的光线和未改变方向的所述第二偏振方向的光线，并使所述第一偏振方向光线的出射方向与所述第二偏振方向光线的出射方向不同；
散射所述第一偏振方向的光线。
15.根据权利要求13或14所述的显示方法，其特征在于，所述显示影像包括第一显示影像和第二显示影像；
投射第一显示影像光线或第二显示影像光线，或者按时序交替投射所述第一显示影像光线和第二显示影像光线；
在投射所述第一显示影像光线时，将所述第一显示影像光线转换为第一偏振方向；
在投射所述第二显示影像光线时，将所述第二显示影像光线转换为第二偏振方向。
16.根据权利要求13所述的显示方法，其特征在于，在将偏折后的所述第一偏振方向的光线进行散射，或者将未改变方向的所述第二偏振方向的光线透射出去之后，还包括：
接收所述第一偏振方向的光线和第二偏振方向的光线，并使所述第一偏振方向的光线的出射方向与所述第二偏振方向的光线的出射方向不同。
17.根据权利要求15所述的显示方法，其特征在于，还包括：
接收用户设定的显示模式，所述显示模式包括第一距离显示模式、第二距离显示模式和双距离显示模式；
在所述第一距离显示模式下，所述显示方法包括：
投射所述第一显示影像光线；
将所述第一显示影像光线的偏振态转换为第一偏振方向，并散射所述第一显示影像光线，以在第一距离显示第一距离影像；
在所述第二距离显示模式下，所述显示方法包括：
投射所述第二显示影像光线；
将所述第二显示影像光线的偏振态转换为第二偏振方向，并透射所述第二显示影像光线，以在第二距离显示第二距离影像；
在所述双距离显示模式下所述显示方法包括：
按时序交替投射所述第一显示影像光线和第二显示影像光线；
在投射所述第一显示影像光线时，将所述第一显示影像光线的偏振态转换为第一偏振方向，并散射第一显示影像光线；
在投射所述第二显示影像光线时，将所述第二显示影像光线的偏振态转换为第二偏振方向，并透射所述第二显示影像光线，以分别在第一距离和第二距离分别显示第一距离影像和第二距离影像。
18.一种平视显示装置，其特征在于，包括权利要求1-10任意一项所述的显示装置。
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