CN110114711B - 包括投影系统的车辆显示器 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的显示设备包括被配置成在发射方向上发射经扩增图像数据的显示屏。所述设备还包括透镜设备，所述透镜设备被配置成从所述显示屏接收所述经扩增图像数据。所述透镜设备被配置成将所述经扩增图像数据投影到不同于所述显示屏的显示表面的焦距。所述设备还包括图像处理器，所述图像处理器被配置成从供应到所述图像处理器的图像数据生成所述经扩增图像数据。所述经扩增图像数据被配置成校正由通过所述透镜设备的图像数据引起的畸变。

Description

包括投影系统的车辆显示器
技术领域
本发明大体上涉及用于车辆的显示装置，且更具体地涉及被配置成生成图像数据以容易地观察车辆显示器的显示装置。
发明内容
根据本公开的一个方面，公开了一种用于车辆的显示设备。所述设备包括显示屏，所述显示屏被配置成在发射方向上发射经扩增图像数据。所述设备还包括透镜设备，所述透镜设备被配置成从所述显示屏接收所述经扩增图像数据。所述透镜设备被配置成将所述经扩增图像数据投影到不同于所述显示屏的显示表面的焦距。所述设备还包括图像处理器，所述图像处理器被配置成从供应到所述图像处理器的图像数据生成所述经扩增图像数据。所述经扩增图像数据被配置成校正由通过所述透镜设备的图像数据引起的畸变。
根据本公开的另一方面，公开了一种用于在车辆中显示图像数据的方法。所述方法包括处理图像数据以生成经扩增图像数据。所述经扩增图像数据被重构以校正由透镜设备引起的畸变。所述方法还包括从显示屏发射所述经扩增图像数据，以及通过所述透镜设备传输所述经扩增图像数据。所述方法还包括将所述图像数据从所述透镜设备投影到焦距。所述焦距位于比所述显示屏的观察平面距所述车辆的乘客更大的距离处。
根据本公开的又一方面，公开了一种用于车辆的显示设备。所述设备包括图像传感器、显示屏和透镜设备。所述图像传感器被配置成捕获视场中的图像数据，所述视场包括邻近车辆的场景。所述显示屏被配置成在发射方向上发射经扩增图像数据，并且所述透镜设备被配置成从所述显示屏接收所述经扩增图像数据。所述透镜设备被配置成将所述经扩增图像数据投影到相对于所述车辆乘客在所述显示屏后面的焦距处。所述设备还包括图像处理器，所述图像处理器与所述图像传感器通信且被配置成从图像数据生成所述经扩增图像数据。所述经扩增图像数据被配置成校正由通过所述透镜设备的图像数据引起的畸变。
通过参考所附说明书、权利要求书和附图，所属领域的技术人员将进一步理解和了解本发明的这些和其它特征、优点和目标。
附图说明
在附图中，
图1是展示车辆的显示系统的投影视图；
图2是展示车辆的成像设备的车辆的正视图；
图3是用于生成经扩增图像数据的图像处理方法的框图；
图4是对于车辆的乘员的图像处理方法的示意图；
图5是观察图像数据的车辆乘员的俯视示意图；和
图6是根据本公开的显示系统的框图。
具体实施方式
出于本文描述目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”和其派生词将与本发明在图1中的定向有关。除非另有说明，否则术语“前”应指离显示器的预期观察者较近的元件表面，而术语“后”应指离显示器的预期观察者较远的元件表面。然而，应理解，除了明确指定相反的方向之外，本发明可以采用各种替代定向。还应理解，附图中所示且在下文说明书中描述的具体装置和过程仅仅是所附权利要求书中限定的本发明概念的示例性实施例。因此，除非权利要求书另外明确陈述，否则与本文中公开的实施例有关的具体尺寸和其它物理特性不应被视为限制性的。
术语“包含”、“包括”或其任何其它变体旨在涵盖非排他性包含内容，使得包括一系列要素的过程、方法、制品或设备不仅包含那些要素，还可包含并未明确地列出或并非此类过程、方法、制品或设备固有的其它要素。带有“包括……”的要素并不妨碍包括所述要素的过程、方法、制品或设备中存在额外的相同要素。
参考图1，本公开提供了车辆12的显示系统10。显示系统10可操作以在显示屏14上显示图像数据。在一些实施例中，显示系统10可包括焦距校正特征15。焦距校正特征15可以被配置成相对于车辆12的乘员16调节显示屏14上的图像数据的表观焦距。焦距校正特征15可允许缓解一个或多个形式的眼疲劳、模糊和/或可与视觉调节相关联的其它各个问题。以此方式，显示系统10提供改进的显示屏14的观察体验。
视觉调节是眼睛据以聚焦于各个距离处的物体的过程。举例来说，当焦点从附近物体(例如，显示屏14)改变为远处区域20中的遥远物体时进行调节。人的幅度或有效调节通常会随着年龄的增长而下降且各个额外视觉不规则度可能进一步使其复杂化。举例来说，包含但不限于隐性远视、近视、老花眼和假性近视的各个视觉障碍可能与不利影响有关或具有不利影响，这可进一步加剧调节问题。可用校正透镜治疗这些视觉障碍中的一些，但此类治疗可能会进一步加重与调节有关的问题。为了限制与调节有关的视觉疲劳和有关问题，本公开提供被配置成调节显示屏14的表观焦距的焦距校正特征15。
如图1中所展示，显示屏14可位于车辆12的乘客室22中，在乘员16附近。因此，当乘员16将焦距从附近显示屏14调节到远离车辆12的远处区域20时，一个或多个调节问题可能会变得明显。举例来说，当在注视远处区域20之后观察时，显示系统10的显示屏14上所示出的一个或多个图像可能看起来变得模糊。此类问题通常可能不与常规后视镜(例如，无视频显示器的反射镜)相关联，因为镜中的物体似乎与远处区域20中的物体具有类似焦距。即，在常规镜中展示的反射场景可能似乎已经具有与远处区域20的焦距相似的焦距。
在乘客室22中在远处区域20与附近物体之间进行调节的困难对于车辆12的更年长操作员(例如，乘员16)来说可能更加普遍。由于逐渐丧失调节，更年长个体通常可能会更加难以将焦点从远处区域20改变到附近物体(例如，乘客室22中的物体)。如本文中所论述，附近物体可对应于距离乘员16大致1m内的物体(例如，显示屏14)。远处区域20可对应于与乘员16相距大于2m的距离。因此，如果乘员16在操作车辆12时观看乘客室22中的附近物体，他可能会面临视觉疲劳以及放大率校正的难题。
本公开可提供显示系统10，所述显示系统包含焦距校正特征15以限制显示屏14与远处区域20中的遥远物体中的一个或多个之间所察觉的焦距差。以此方式，显示系统10可提供车辆12后方场景的改进的能见度，且限制原本可能由于从显示屏14到远处区域20的焦距调整或调节引起的眼疲劳。
如本文中所论述，显示系统10可被配置成捕获图像数据且在显示屏14上显示所述图像数据。图像数据可对应于可通常在后视镜中可见的一个或多个场景。在一些实施例中，显示系统10可允许在显示屏14上显示由一个或多个相机或成像装置捕获的全景图像数据。因此，本公开提供显示系统10的各个实施例，其中一些实施例在以下描述中详细地描述。
仍参考图1，在一些实施例中，本公开可提供生成并在显示屏14上显示经扩增图像数据的显示系统10。经扩增图像数据可被配置成从显示屏14发射或投影以向乘员16提供将图像数据投影在显示屏14后方和/或车辆12前方的视觉感知。经扩增图像数据可被重构(例如，拉伸、伸长、操纵等)，并且通过与显示屏14连接的透镜设备18或透镜阵列而投影，以提供源自显示屏14后方的感知。在一些实施例中，可以通过从显示屏14发射并穿过透镜设备18(例如，一个或多个透镜、透镜阵列、双凸透镜等)的重构或经扩增图像数据来提供图像数据的投影距离q。
由于在显示屏14后方投影所感知的焦深的透镜设备18的焦点和/或放大，通过透镜设备18投影的经扩增图像数据可在投影距离q处被乘员16视觉感知。例如，透镜设备18可被配置成调节显示屏14的焦深，使得乘员16的双眼视力的聚散度角扩大或增大以在投影距离q处似乎更远离乘员16。在各种实施例中，图像数据也可由显示系统10扩增以校正由于通过透镜设备18观察图像数据而导致的畸变。这样，系统10可以通过将图像数据的所感知距离投影到投影距离q来提供显示屏14上的图像数据的改进的观察体验。
在一些实施例中，透镜设备18可包括被配置成从显示屏14传输图像数据的中性显示区30a和/或包含在显示系统10的显示设备24中的图标或元件。中性显示区30a可对应于被配置成不经过光学校正传输光(例如，图像数据)的透镜设备18的区域、区或区段。在此配置中，从显示屏14发射的图像数据可以通过中性显示区30a传输，从而允许对应的图像数据在没有显著放大或调节焦点的情况下“通过”，使得中性显示区30a中的图像数据似乎源自显示屏14。即，中性显示区30a可以提供显示屏的第一部分14a，所述第一部分被配置成显示似乎位于由显示屏14或透镜设备18的表面形成的平面上的视觉信息。第二部分14b可对应于投影显示区30b，所述投影显示区被配置成显示似乎源自投影距离q的视觉信息。
中性显示区30a可以允许显示屏提供一个或多个软键，其可以在显示屏14上显示为显示屏14的平面中的按钮、图标、图形和/或文本。例如，在一些实施例中，显示设备24可包括用户接口，所述用户接口包括感官格栅或触摸屏功能。用户接口可与通过中性显示区30a传输的软键结合使用，以提供人机接口(HMI)。在此配置中，显示设备24可以通过中性显示区30a提供软键、按钮、文本或图形以看起来似乎是源自显示屏14。参考图6讨论关于用户接口的进一步论述。
在一些实施例中，中性显示区30a可以被配置为可切换光学校正机构，其可被称为选择性或可切换中性显示区。在此配置中，可切换中性显示区可包括液晶显示器(LCD)或可由系统10控制以促进“按需”焦点变化特征的各种电光元件。因此，在第一配置中，可切换中性显示区可以移位从显示屏14发射的图像数据或向其施加校正，使得图像数据似乎源自投影距离q。另外，在第二配置中，可切换中性显示区可充当中性显示区30a，其在不对焦点显著放大或调节的情况下允许对应的图像数据“穿过”，使得中性显示区30a中的图像数据似乎源自显示屏14。
如另外参考图3-5所论述，显示系统10可被配置成捕获并在显示屏14上显示图像数据或经扩增图像数据。图像数据可包括呈右眼图像数据或帧和左眼图像数据或帧形式的图像数据。可从显示屏14发射右眼图像数据，使得右眼图像数据被乘员16的右眼接收。可从显示屏14发射左眼图像数据，使得左眼图像数据被乘员16的左眼接收。因此，显示屏14可形成显示设备24被配置成将图像数据的特定帧投影到乘员16的左眼和右眼中的每一个的一部分。
根据各个实施例，显示设备24可包括与自动立体或自动多视点(automultiscopic)显示器类似的特征。以下参考文献可包含配置成提供自动立体和/或自动多视点功能的显示系统和相机系统的各种实施方案，且以全文引用的方式并入本文中：Ranieri等人在2012年11月27日提交的标题为“组合多个发射和光调制平面的多层全光显示器(MULTI-LAYER PLENOPTIC DISPLAYS THAT COMBINE MULTIPLE EMISSIVE AND LIGHTMODULATING PLANES)的第9,179,134B2号美国专利；Lin Du等人在2012年12月24日提交的标题为“用于可旋转地显示自动立体演示的显示单元(DISPLAY UNIT FOR ROTATABLYDISPLAYING AN AUTOSTEREOSCOPIC PRESENTATION)”的第2015/0334379A1号美国专利申请公开案；Graham Woodgate等人在2002年4月23日提交的标题为“观察者跟踪定向显示器(OBSERVER TRACKING DIRECTIONAL DISPLAY)”的第6,377,295B1号美国专利；Changil Kim等人在2015年7月15日提交的标题为“来自光场的多视角体视学(MULTI-PERSPECTIVESTEREOSCOPY FROM LIGHT FIELDS)”的第9,843,776号美国专利；Bogyun Chung等人在2013年11月6日提交的标题为“自动立体图像显示器及其驱动方法(AUTOSTEREOSCOPIC IMAGEDISPLAY AND METHOD FOR DRIVING THE SAME)”的第2014/0125783A1号美国专利申请公开案；Jesse B.Eichenlaub在2012年9月13日提交的标题为“经时间复用自动立体显示器的图像数据放置方法(IMAGE DATA PLACEMENT METHOD FOR A TIME MULTIPLEXEDAUTOSTEREOSCOPIC DISPLAY)”的第8,947,605B2号美国专利；以及Stefan Olsson等人在2008年5月7日提交的标题为“用于显示三维视图的观看者跟踪(VIEWER TRACKING FORDISPLAYING THREE DIMENSIONAL VIEWS)”的第2009/0282429 A1号美国专利申请公开案。
如本文所论述，显示系统10可被配置成生成用于乘员16的右眼和左眼的分开的图像。另外，显示系统10可被配置成生成可与多个图像传感器相关联的多个视图。配置成提供多个视图的显示系统10的实施例可利用一个或多个立体显示方法将图像数据独立地传送到左眼和右眼。在此配置中，显示设备24可提供可以正常展示在后视镜和常规侧镜上的视图。
在一些实施例中，显示设备可被配置成跟踪乘员16在乘客室22中的位置。例如，显示设备24可包括被配置成跟踪乘员16的面部和/或眼睛的位置的传感器。通过这种方式，显示设备24可用于跟踪乘员16的眼睛的位置，以控制像素阵列74中被配置成对准左眼或右眼的特定像素。操作员的眼睛可以通过可并入到显示设备24中的一个或多个跟踪传感器跟踪。参考图6进一步论述跟踪传感器的实例。
在各种实施例中，显示设备24的透镜或透镜设备18可以对应于基于视差的透镜阵列、透镜片材和/或鱼眼阵列。此类显示技术可用于为乘员16提供自动立体或自动多视点体验，这可以提供显示屏14的投影视图。基于视差的显示器可并有视差屏障和/或采用水平调制的分块图案(blockingpattern)来将图像数据的不同帧传送到乘员16的第一只眼和第二只眼。视差屏障可对应于可放置在例如液晶显示器(LCD)或其它显示器的显示屏14前方的装置，以允许显示屏14展示或显示以投影距离q投影到焦平面的立体或图像数据，而不需要观看者佩戴互补的主动或被动立体透镜(例如3D眼镜)。视差屏障可包含一层材料，其中具有一连串精密狭缝以使得观看者的每一只眼睛能够看到一组不同的像素。
在示例性实施例中，显示系统10的显示设备24可并入在内部后视组件26中。显示设备24可安装或以其它方式附接到车辆12的各个位置上。例如，显示设备24可集成到车辆12的仪表组27、仪表盘28、中控面板29(例如，信息娱乐中心)、侧视镜和/或顶蓬中。显示设备24可位于其它外围位置。例如，显示设备24可安装到遮阳板上。显示设备24可安装到车辆12的其它表面(例如，挡风玻璃、门板或其它车辆部件)上。
显示设备24可以被配置成通过限制透镜设备18和被配置成输出图像数据的显示面板之间的空间来形成薄组件。薄组件可以通过利用透镜阵列形成透镜设备18来实现显示设备24的实际应用。通过利用透镜阵列或类似的光学配置(例如，基于视差的透镜阵列、透镜片材和/或鱼眼透镜阵列)，可以最小化显示面板和透镜设备18之间的间距。因此，透镜阵列可用于透镜设备18，这可以提供将显示设备24容纳在适合在车辆12中使用的小型包装中。参考图5进一步讨论在后视组件中实施为双凸透镜的透镜设备18的实例。尽管双凸透镜在图5的示例性实施例中展示，但各种透镜或光学装置阵列可以根据本公开类似地实施为透镜设备18。
现参考图2，示出车辆12的成像设备32的图。在示例性实施例中，成像设备32的多个图像传感器33可对应于第一图像传感器C1、第二图像传感器C2和第三图像传感器C3。每一个图像传感器33可具有聚焦于接近车辆12的环境的视场34。在本文中所论述的各个实施方案中，图像传感器C1到C3可以被实施以提供接近车辆12的环境的视图，所述视图可在显示屏14或任何形式的显示装置上显示。
图像传感器33可被布置在车辆12上的各个位置中。在示例性实施例中，图像传感器33可被布置成使得图像传感器C1到C3的多个视场34中的每一个被配置成捕获周围环境的显著不同部分。每一个图像传感器33可包括被配置成捕获图像数据的任何形式的装置，例如电荷耦合装置(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。尽管参考本实施方案论述了三个图像传感器C1、C2和C3，但图像传感器的数目可基于特定图像传感器的规格和/或显示系统10的视场34的所要数目而变化。
图像传感器C1、C2和C3设置在车辆12上，且被定向成使得图像传感器33的每一视场34指向显著不同的区域。第一图像传感器C1可居中设置在车辆12的后向部分上并接近车辆12的后挡板或类似区域。在一些实施例中，图像传感器C1可设置成接近后保险杠和/或第三刹车灯(CHMSL)。第二图像传感器C2和第三图像传感器C3可分别设置在车辆12的乘客侧36和驾驶员侧38上。第二图像传感器C2和第三图像传感器C3可配置成捕获对应于接近车辆12的侧面区域的环境的图像数据。
在一些实施方式中，第二图像传感器C2和第三图像传感器C3可设置在车辆12的侧视镜40中。图像传感器C2和C3结合第一图像传感器C1可配置成捕获与相对于车辆12的前向方向的后向区域对应的图像数据。在一些实施例中，图像传感器33可被配置成依据特定应用捕获增大的或减小的观看角度。在一些实施例中，图像传感器33可被配置成捕获车辆12周围的大致整个环境。
如参考图3进一步论述，图像传感器33可与图像处理器通信，所述图像处理器被配置成处理来自由图像传感器33捕获的每一个视场34的图像数据。图像处理器可被配置成针对乘员16的右眼和左眼中的每一个从视场34生成经扩增图像数据。在此配置中，显示系统10可通过控制图像数据来提供增强的观察体验，以向乘员16提供图像数据源自显示屏14后方投影距离q处的视觉感知。尽管参考内部后视组件26详细地论述，但显示系统10可用于车辆的各个部分(例如，车辆控制台、仪表组、侧视镜等)。由此，本公开提供可用于各种应用的车辆显示器的各种实施例。
现参考图3和图4，示出可由图像处理器处理的图像处理方法的图。图像处理器可从图像传感器C1、C2和C3中的一个或多个接收图像数据，并对图像数据进行编码或处理以在显示屏14上显示。举例来说，第一图像传感器C1可提供第一视图(视图1)，第二图像传感器C2可提供第二视图(视图2)，且第三图像传感器C3可提供第三视图(视图3)。图像视图可由图像处理器处理，所述处理可包括对每一个视图进行裁剪、增强、缝合和/或合成以供在显示屏14上显示(42)。
从图像处理器接收的图像数据可进一步根据一个或多个扩增或校正算法进行处理以产生经扩增图像数据50。在一些实施例中，经扩增图像数据50可包括右图像扩增(44)和左图像扩增(46)。图像数据的扩增或处理可包括对图像数据的各个部分或分段进行重构以校正透镜设备18的畸变和/或促进乘员16的眼睛的焦点的横向移动。例如，图像数据的扩增或处理可包括解析图像数据的分段或部分，使得经扩增图像数据50具有适当的重叠量以促进焦点的横向移动，从而促进在通过透镜设备18传输之后在投影距离q处感知图像数据。处理或扩增可能导致在竖直和水平显示尺寸中图像数据的网格状重构或拉伸。这样，显示系统10可以提供从显示屏14投影的图像数据的感知，以看起来似乎它源自显示屏幕14后方，同时还校正由投影引起的畸变。
来自显示屏14的经扩增图像数据50可以从显示屏14发射到透镜设备18中。图像数据接着可投影到乘员16作为投影图像数据52。在一些实施例中，所述投影图像数据52可包括右图像数据(54)和左图像数据(56)。这样，显示设备24可以被配置成在乘客室22内显示似乎源自投影距离q的图像数据。投影距离q可以基于所需设计和显示设备24的配置而变化。例如，投影距离q或显示距离可大于或等于400毫米，并且可以被调节到大于一米。另外，在一些实施例中，透镜设备18(或透镜阵列)的焦点可定义为位于光学无穷大处。通过向乘员16提供图像数据源自投影距离q的感知，显示设备24可以用来限制或缓解与在显示屏14上观察附近图像数据和位于远方区域20的物体相关联的调节问题。
如本文讨论的，在一些实施例中，系统10可操作以生成用于自动立体显示器的图像数据。现在参考图4和图5，示出了显示设备24，其投影右图像数据54和左图像数据56，以便为乘员16的右眼62和左眼64提供经扩增图像数据50的独立校正。显示系统10可被配置成将右图像数据54传送到右眼62，并将左图像数据56传送到左眼64。如本文所论述，显示设备24可对应于被配置成将右图像数据54投影到右眼62并将左图像数据56投影到左眼64的自动立体显示装置。在此配置中，显示系统10可将图像数据传送给乘员16，以提供图像数据源自投影距离q的感知。
如图5中所示，参考车辆12的挡风玻璃70来示出显示设备24。为提供此类功能性，显示设备24可包括对应于像素阵列74的显示面板72和在显示面板72上形成的双凸透镜76。显示屏14的后表面可面向双凸透镜76。显示面板72可以是各种显示器类型，其可以是像素阵列74。像素阵列74可以排列成行和列。举例来说，显示面板72可对应于液晶显示器(LCD)、等离子显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、场发射显示器(FED)面板或各种其它显示器。
双凸透镜76可包括长柱面透镜元件78。透镜元件78可平行布置，且可与像素阵列74的列对准。因此，双凸透镜76可设置在显示面板72上。双凸透镜76可基于每个像素相对于柱面元件78的位置将右图像数据54与左图像数据56分开。以此方式，显示设备24可被配置成将右图像数据54引导到右眼62并且将左图像数据56引导到左眼64。
如图5所展示，显示设备24可以被配置成通过限制透镜设备18(例如，双凸透镜76)和显示面板72之间的空间来形成薄组件。薄组件可以通过利用透镜阵列形成透镜设备18来实现显示设备24的实际应用。在此类实施例中，透镜阵列或类似的光学配置(例如，基于视差的透镜阵列、透镜片材和/或鱼眼透镜阵列)可以被实施以最小化显示面板72和透镜设备18之间的间距。因此，透镜阵列可用于透镜设备18，这可以提供将显示设备24容纳在适合在车辆12中使用的小型包装中。尽管双凸透镜76在图5中的透镜设备18的示例性实施例中展示，但在不脱离本公开的精神的情况下，可以类似地实施各种透镜或光学装置阵列。
现参考图6，示出显示系统10的框图。显示系统10可包括与控制电路104通信的呈一个或多个按钮形式的用户接口102。用户接口102可以允许显示系统10接收一个或多个输入，以控制操作设置，其中一些在本文中讨论。显示设备24的示例性实施例可包含在虚线框中示出的指定为显示设备24的元件。在一些实施例中，用户接口102可包含例如触摸屏显示器、开关、麦克风、旋钮、触摸传感器(例如，基于投影式电容传感器电阻的触摸传感器、电阻式触摸传感器或其它触摸传感器)、接近传感器(例如，投影式电容、红外、超声波、红外或其它接近传感器)的输入装置或被配置成从用户动作生成输入的其它硬件。
显示系统10可包括显示设备24。显示设备24可包括显示面板72，其包括像素阵列74和邻近显示面板72的双凸透镜76。显示面板72可为具有像素阵列74的各种显示器类型，所述像素阵列可排列成行和列。举例来说，显示面板72可对应于液晶显示器(LCD)、等离子显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、场发射显示器(FED)面板或各种其它显示器。显示设备24还可包含扬声器、触觉反馈装置(例如，振动马达)、LED或用于提供输出的其它硬件部件。
控制电路104可包含各种类型的数字和/或模拟控制电路，且可包含微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、图形处理单元(GPU)，或被配置成执行各种输入/输出、控制、分析和本文中所描述的其它功能的其它电路。在其它实施例中，控制电路104可单独地为片上系统(SoC)或与本文中所描述的额外硬件部件一起形成片上系统(SoC)。控制电路104还可包含存储器106(例如，随机存取存储器、只读存储器、快闪存储器、硬盘存储装置、快闪存储器存储装置、固态驱动器存储器等)。在其它实施例中，控制电路104可充当用于包含在显示系统10中的一个或多个硬件部件的控制器。例如，控制电路104可充当用于触摸屏显示器或其它操作员输入装置的控制器、用于收发器、发射器、接收器或其它通信装置(例如，实施蓝牙通信协议)的控制器。
在一些实施例中，控制电路104可被配置成从用户接口102接收输入。输入可转换成控制信号，所述控制信号可进行识别且用以输出一个或多个控制信号和/或发送数据。在此配置中，显示系统10可进行通信(例如，发送和/或接收信号和/或数据)以控制显示器的各种功能或车辆12的设置或功能。
存储器106可用于促进如本文中所描述的显示系统10的功能。存储器106可包含计算机代码模块、数据、计算机指令或其它信息，所述其它信息可由控制电路104执行或以其它方式促进本文中所描述的显示系统10的功能。举例来说，存储器106可包含加密代码、配对信息、识别信息、装置注册表配置、图像扩增信息等。存储器106和/或控制电路104可使用一个或多个编程技术、数据操控技术和/或处理技术，例如使用算法、例程、查询表、阵列、搜索、数据库、比较、指令等促进本文中所描述的功能。
显示系统10还可包括通信电路108。通信电路108可对应于耦合到控制电路104的收发器电路或发射器电路。收发器电路可允许显示系统10发送和/或接收无线通信信号。无线通信信号可发送到各种无线装置(例如原始发送器、家庭电子装置、移动通信装置和/或远程装置)或从各种无线装置接收。通信电路108可受控制电路104控制。例如，控制电路104可使通信电路108接通或断开，控制电路104可使用通信电路108发送数据，格式信息、启动信号、控制信号和/或用于通过通信电路108发射的其它信号或数据，或以其它方式控制通信电路108。来自通信电路108的输入也可由控制电路104接收。例如，软件配置、更新、用户设置和其它信息可由通信电路108接收，并由控制电路104存储在存储器106中。
控制电路104还可耦合到网络适配器110、接收器和/或发射器。在一些实施例中，网络适配器110可被配置成与图像传感器33通信。在一些实施例中，网络适配器110可以是或包含蜂窝式收发器。在此配置中，显示系统10可使用网络适配器110和/或额外收发器(例如，蜂窝式收发器)来接入因特网、其它网络和/或网络硬件。在一些实施例中，显示系统10可通过与显示系统10通信的中间装置访问因特网、其它网络和/或网络硬件，所述中间装置例如移动装置。
在示例性实施例中，网络适配器110可被配置成将数据和/或控制信号发送到移动装置/从移动装置接收数据和/或控制信号。网络适配器110可通过各种无线通信协议进行通信。举例来说，通信协议可包含但不限于BluetoothTM(例如低功耗蓝牙(BLE)、WiFi(IEEE802.11)、
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蜂窝等)、有线接口和/或协议(例如以太网、通用串行总线(USB)、
Figure BDA0002103171060000112
等)或其它通信连接(例如红外、光学、超声波等)。
在一些实施例中，显示系统10可以用跟踪传感器112跟踪乘员16或观看者的位置(例如，乘员16的眼睛的位置)。跟踪传感器112可实施为超声波传感器、红外传感器、相机传感器/成像器、热检测器等。一般来说，跟踪传感器112可识别乘员16的位置，使得图像处理器115可以生成来自图像传感器33的图像数据(例如，经扩增图像数据)的视图。经扩增图像数据50可对应于乘员16看上去似乎投影在投影距离q处的视图。
在一些实施例中，显示系统10可包括位置传感器114，所述位置传感器被配置成识别显示设备24相对于车辆12的前向方向的位置或定向。位置传感器114可对应于电气或机电传感器(例如，编码器、电位计、接近传感器、指南针、陀螺仪等)，并且可被配置成识别显示设备24或显示屏14相对于车辆12的前向方向的角度。通过这种方式，图像处理器115可用于处理图像数据，以基于显示屏14的角度选择多个场景来生成图像数据。
控制电路104可通过车辆12的通信总线118与车辆控制模块116通信。通信总线118可被配置成将识别车辆12的各个状态的信号递送到控制电路104。举例来说，通信总线118可被配置成传达车辆12的操作条件(例如，点火有效、档位选择、照明启用或设置等)、环境光水平、座位占用情况、门微开信号、驾驶员/乘员身份或可通过通信总线118传达的任何其它信息或控制信号。以此方式，控制电路104可与车辆控制模块116通信以识别车辆12的各种状况和/或设定。
在一些实施例中，显示系统10可以是类似于在以下参考文献中所公开的显示器。可结合本公开利用的显示组件的实例可包含标题为“后视显示镜(REARVIEW DISPLAYMIRROR)”的第6,572,233号美国专利、标题为“包含用于液晶显示器(LCD)的集成式背光的车辆后视镜组件(VEHICULAR REARVIEW MIRROR ASSEMBLY INCLUDING INTEGRATEDBACKLIGHTING FOR A LIQUID CRYSTAL DISPLAY (LCD))”的第8,237,909号美国专利、标题为“多显示镜系统和用于扩大车辆周围视角的方法(MULTI-DISPLAY MIRROR SYSTEM ANDMETHOD FOR EXPANDED VIEW AROUND A VEHICLE)”的第8,411,245号美国专利以及标题为“包含高强度显示器的车辆后视镜组件(VEHICLE REARVIEW MIRROR ASSEMBLY INCLUDINGA HIGH INTENSITY DISPLAY)”的第8,339,526号美国专利，其均以全文引用的方式并入本文中。
以下参考文献可包含用于提供后向面向的全景视图的成像器系统的各种实施方案，且以全文引用的方式并入本文中：John B.Ostreko等人2009年2月6日提交的标题为“包含用于液晶显示器(LCD)的集成式背光的车辆后视镜组件(VEHICLE REARVIEW MIRRORASSEMBLY INCLUDING INTEGRATED BACKLIGHTING FOR A LIQUID CRYSTAL DISPLAY(LCD))”的第8,237,909B2号美国专利；以及Ethan J.Lee等人2009年9月30日提交的标题为“多显示镜系统和用于扩大车辆周围视角的方法(MULTI-DISPLAY MIRROR SYSTEM ANDMETHOD FOR EXPANDED VIEW AROUND A VEHICLE)”的第8,411,245号美国专利。尽管本文中所公开的各个实施方案中的显示系统10被示出结合在后视显示系统中，但显示器可类似地结合在车辆前方的中心控制台、平视显示器或可对车辆12的操作员或乘员16可见的任何其它位置中。
所属领域的技术人员应理解，所描述的发明和其它部件的构造不限于任何特定材料。除非在本文中另外描述，否则本文中所公开的本发明的其它示范性实施例可由广泛多种材料形成。
出于本公开的目的，术语“耦合(coupled)”(以其所有形式：couple、coupling、coupled等)通常意味着两个(电气的或机械的)部件彼此直接或间接的接合。此类接合在本质上可以是静止的或在本质上可移动的。此类接合可以通过两个部件(电气的或机械的)以及彼此或与所述两个部件一体地形成为单一主体的任何额外中间构件来实现。除非另外说明，否则此类接合本质上可以是永久性的，或本质上可移除或可释放。
另外值得注意的是，如在示例性实施例中所示的本发明的元件的构造和布置仅仅是说明性的。尽管已在本公开中详细地描述了本创新的仅仅几个实施例，但查阅本公开的所属领域的技术人员将容易了解，在不实质性地脱离所述主题的新颖教示和优点的情况下，可能有许多修改(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料的使用、色彩、定向等的变化)。举例来说，示为一体地形成的元件可由多个部分构成，或示为多个部分的元件可一体地形成，可颠倒或以其它方式改变接口的操作，可改变结构的长度或宽度和/或系统的部件或连接器或其它元件，可改变在元件之间提供的调整位置的性质或数目。应注意，系统的元件和/或总成可以由提供足够强度或耐久性的广泛多种材料中的任一个构成，且可以呈广泛多种色彩、纹理和组合中的任一个。因此，所有这些修改预期包含在本创新的范围内。可以在不脱离本创新的精神的情况下在所要和其它示例性实施例的设计、操作条件和布置方面进行其它替代、修改、改变和省略。
应理解，任何所描述的过程或在所描述过程内的步骤可与所公开的其它过程或步骤组合以形成在本发明的范围内的结构。本文所公开的示例性结构和过程用于说明性目的，而不应理解为具有限制性。
还应理解，在不脱离本发明的概念的情况下，可对上述结构和方法做出变化和修改，且另外应理解，此类概念旨在由所附权利要求涵盖，除非这些权利要求的措辞明确说明并非如此。

Claims (17)

1.一种用于车辆的显示设备，其包括：
显示屏，所述显示屏被配置成在发射方向上发射经扩增图像数据，所述显示屏包括第一部分和第二部分；
透镜设备，所述透镜设备被配置成从所述显示屏接收所述经扩增图像数据，其中所述透镜设备被配置成将所述经扩增图像数据投影到不同于所述显示屏的显示表面的投影距离处；以及
图像处理器，所述图像处理器被配置成从供应到所述图像处理器的图像数据生成所述经扩增图像数据，其中所述经扩增图像数据被配置成校正由通过所述透镜设备的图像数据引起的畸变；
其中所述显示屏的所述第一部分被配置成在由所述显示屏形成的显示平面上显示所述图像数据的第一部分，并且所述显示屏的所述第二部分被配置成显示视觉上投影到所述投影距离的所述图像数据的第二部分；
其中所述图像处理器还被配置成控制所述图像数据的所述第一部分从所述显示平面到投影距离的视觉投影；
其中所述显示屏的显示表面位于距所述车辆的乘客的显示距离处，并且相对于所述乘客所述投影距离大于所述显示距离；
其中所述显示屏的第一部分是可切换中性显示区，所述可切换中性显示区包括由所述显示设备控制的各种电光元件；
其中在第一配置中，所述可切换中性显示区被配置成移位从所述显示屏发射的图像数据或向其施加校正，使得图像数据似乎源自所述投影距离；以及
其中在第二配置中，所述可切换中性显示区被配置成在不对焦点显著放大或调节的情况下允许图像数据穿过，使得所述第一部分中的图像数据似乎源自所述显示屏。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述投影距离在与所述发射方向相反的投影方向上投影。
3.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，还包括：
至少一个图像传感器，所述至少一个图像传感器被配置成捕获视场中的图像数据并且将所述图像数据供应到所述图像处理器，所述视场包括靠近所述车辆的场景。
4.根据权利要求1或2所述的显示设备，其中所述透镜设备包括透镜阵列，所述透镜阵列被配置成通过控制所述经扩增图像数据的视差效应将所述经扩增图像数据投影到所述投影距离。
5.根据权利要求1或2所述的显示设备，其中所述显示设备是自动立体显示器。
6.根据权利要求1或2所述的显示设备，其中所述显示设备对应于后视视频显示设备。
7.根据权利要求1或2所述的显示设备，其中所述第一部分被配置成显示对应于包括触摸屏功能的用户接口的至少一个图形。
8.一种用于在车辆中显示图像数据的方法，所述方法包括：
处理图像数据以生成经扩增图像数据，其中所述经扩增图像数据被重构以校正由透镜设备引起的畸变；
从显示屏发射所述经扩增图像数据，所述显示屏包括第一部分和第二部分；
通过所述显示屏的所述第一部分在由所述显示屏的第一部分形成的显示平面上显示所述图像数据的第一部分；
通过所述显示屏的所述第二部分显示视觉上投影到投影距离的所述图像数据的第二部分；
通过图像处理器控制所述图像数据的所述第一部分从所述显示平面到所述投影距离的视觉投影；
通过所述透镜设备传输所述经扩增图像数据；以及
将所述图像数据从所述透镜设备投影到所述投影距离处，其中所述投影距离位于比所述显示屏的显示平面距所述车辆的乘客更大的距离处；
其中所述第一部分是可切换中性显示区，所述可切换中性显示区包括由显示设备控制的各种电光元件，所述方法还包括以下步骤：
通过第一配置中的所述可切换中性显示区移位从所述显示屏发射的图像数据或向其施加校正，使得图像数据似乎源自所述投影距离；以及
通过第二配置中的所述可切换中性显示区在不对焦点显著放大或调节的情况下允许图像数据穿过，使得所述第一部分中的图像数据似乎源自所述显示屏。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
捕获包括靠近所述车辆的场景的图像数据。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述场景包括相对于所述车辆的前向操作方向的后向指向视场。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，还包括：
独立地生成作为右眼图像数据的所述乘客的右眼的经扩增图像数据和作为左眼图像数据的所述乘客的左眼的经扩增图像数据。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
跟踪所述乘客的右眼的第一位置的位置和左眼的第二位置的位置。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：
将所述右眼图像数据投影到所述第一位置，并且将所述左眼图像数据投影到所述第二位置。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
通过选择性地激活通过所述透镜设备与所述第一位置和所述第二位置对准的像素阵列的像素，将所述右眼图像数据和所述左眼图像数据从所述像素阵列投影到所述第一位置和所述第二位置。
15.一种用于车辆的显示设备，其包括：
至少一个图像传感器，所述至少一个图像传感器被配置成捕获视场中的图像数据，所述视场包括邻近车辆的场景；
显示屏，所述显示屏被配置成在发射方向上发射经扩增图像数据，所述显示屏包括第一部分和第二部分；
透镜设备，所述透镜设备被配置成从所述显示屏接收所述经扩增图像数据，其中所述透镜设备被配置成将所述经扩增图像数据投影到相对于所述车辆的乘客在所述显示屏后面的投影距离处；以及
图像处理器，所述图像处理器与所述图像传感器通信并且被配置成从图像数据生成所述经扩增图像数据，其中所述经扩增图像数据被配置成校正由通过所述透镜设备的图像数据引起的畸变；
其中所述显示屏的所述第一部分被配置成在由所述显示屏形成的显示平面上显示所述图像数据的第一部分，并且所述第二部分被配置成显示视觉上投影到所述投影距离的所述图像数据的第二部分；以及
其中所述图像处理器还被配置成控制所述图像数据的所述第一部分从所述显示平面到投影距离的视觉投影；
其中所述显示屏的显示表面位于距所述车辆的乘客的显示距离处，并且相对于所述乘客所述投影距离大于所述显示距离；
其中所述显示屏的第一部分是可切换中性显示区，所述可切换中性显示区包括由所述显示设备控制的各种电光元件；
其中在第一配置中，所述可切换中性显示区被配置成移位从所述显示屏发射的图像数据或向其施加校正，使得图像数据似乎源自所述投影距离；以及
其中在第二配置中，所述可切换中性显示区被配置成在不对焦点显著放大或调节的情况下允许图像数据穿过，使得所述第一部分中的图像数据似乎源自所述显示屏。
16.根据权利要求15所述的显示设备，其中所述显示屏位于距所述车辆的乘客的显示距离处，并且相对于所述乘客所述投影距离大于所述显示距离。
17.根据权利要求15-16中任一项所述的显示设备，其中所述透镜设备包括透镜阵列，所述透镜阵列被配置成通过控制所述经扩增图像数据的视差效应将所述经扩增图像数据投影到所述投影距离。
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