CN110626266B - 用于增强显示器观看舒适度的光学系统 - Google Patents

用于增强显示器观看舒适度的光学系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110626266B
CN110626266B CN201910421264.7A CN201910421264A CN110626266B CN 110626266 B CN110626266 B CN 110626266B CN 201910421264 A CN201910421264 A CN 201910421264A CN 110626266 B CN110626266 B CN 110626266B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fresnel lens
view display
distance
vehicle
virtual image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910421264.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110626266A (zh
Inventor
G·P·波托里尼
K-H·章
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN110626266A publication Critical patent/CN110626266A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110626266B publication Critical patent/CN110626266B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00—Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/20—Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/22—Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles for viewing an area outside the vehicle, e.g. the exterior of the vehicle
    • B60R1/23—Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles for viewing an area outside the vehicle, e.g. the exterior of the vehicle with a predetermined field of view
    • B60R1/26—Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles for viewing an area outside the vehicle, e.g. the exterior of the vehicle with a predetermined field of view to the rear of the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00—Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/001—Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles integrated in the windows, e.g. Fresnel lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00—Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/02—Rear-view mirror arrangements
    • B60R1/04—Rear-view mirror arrangements mounted inside vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00—Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/02—Rear-view mirror arrangements
    • B60R1/08—Rear-view mirror arrangements involving special optical features, e.g. avoiding blind spots, e.g. convex mirrors; Side-by-side associations of rear-view and other mirrors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00—Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/12—Mirror assemblies combined with other articles, e.g. clocks
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • G02B27/0068—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration having means for controlling the degree of correction, e.g. using phase modulators, movable elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/32—Holograms used as optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57—Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00—Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/12—Mirror assemblies combined with other articles, e.g. clocks
    • B60R2001/1253—Mirror assemblies combined with other articles, e.g. clocks with cameras, video cameras or video screens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R2300/00—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle
    • B60R2300/80—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the intended use of the viewing arrangement
    • B60R2300/8046—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the intended use of the viewing arrangement for replacing a rear-view mirror system
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R2300/00—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle
    • B60R2300/80—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the intended use of the viewing arrangement
    • B60R2300/8066—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the intended use of the viewing arrangement for monitoring rearward traffic
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/011—Head-up displays characterised by optical features comprising device for correcting geometrical aberrations, distortion
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0138—Head-up displays characterised by optical features comprising image capture systems, e.g. camera
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0056—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)

Abstract

一种用于车辆的光学系统，包括：后视显示器，配置成显示车辆后方区域的图像；以及与后视显示器光学通信的正光学装置。这样，由后视显示器显示的图像被投影到虚拟图像平面，该虚拟图像平面与正光学装置间隔开预定的虚拟图像距离，以便当车辆操作员的眼睛在后视显示器和位于车辆外部和前方的物体之间切换焦点时最小化车辆操作员的眼睛的调节和会聚。

Description

用于增强显示器观看舒适度的光学系统
引言
技术领域
本公开涉及一种用于增强显示器观看舒适度的光学系统。
背景技术
车辆有时包括捕获车辆后方图像的相机。这些相机便于在不使用镜子的情况下观看车辆后方的区域。具体地，车辆操作员能够通过显示器观看由这些相机捕获的图像。因此，所期望的是当车辆操作员看向这些显示器时，增强车辆操作员的观看舒适度。
发明内容
本公开描述了一种车辆，其包括用于当车辆操作员的眼睛在后视显示器和位于车辆外部和前方的物体（例如，另一车辆）之间切换焦点时增强显示器观看舒适度的光学系统。当观看位于传统后视镜位置处的视频图像时，车辆操作员可能会感到不适。该问题是由车辆操作员的眼睛快速地将调节和会聚从虚拟图像平面（即，挡风玻璃外的前视图）切换到更近的图像平面（在后视镜位置处–后视显示器所在的位置）引起的。该问题可能会导致车辆操作员关闭后视相机系统特征，选择使用传统的反射镜并否定后视显示器的好处。通过向车辆操作员呈现在比显示平面位置更远的距离处形成的向后虚拟图像，光学系统便于车辆操作员的眼睛在前图像平面和后图像平面之间转换调节和会聚，从而消除与使用后视显示器相关的不适。
在一些实施例中，用于车辆的光学系统包括：后视显示器，配置成显示车辆后方的图像；以及正光学装置，其与后视显示器光学通信，使得由后视显示器显示的图像被投影到虚拟图像平面，其与正光学装置间隔开预定的虚拟图像距离，该距离足以当车辆操作员的眼睛在后视显示器和位于车辆外部和前方的物体之间切换焦点时最小化车辆操作员的眼睛的调节和会聚。
正光学装置可以是菲涅耳透镜。从菲涅耳透镜到后视显示器的距离小于菲涅耳透镜的焦距，以便当车辆操作员的眼睛在后视显示器和位于车辆外部和前方的物体之间切换焦点时最小化车辆操作员的眼睛的调节和会聚。
由菲涅耳透镜引入的最小化调节和会聚的虚拟图像和后视显示器的相对位置表示如下：
L-do+|di|>L
其中：
L是从车辆操作员的眼睛到后视显示器的距离；
do是从菲涅耳透镜到后视显示器的距离；
di是从菲涅耳透镜到由菲涅耳透镜产生的虚拟图像的距离，并且从菲涅耳透镜到由菲涅耳透镜产生的虚拟图像的距离与预定的虚拟图像距离相同。
从菲涅耳透镜到后视显示器的距离小于菲涅耳透镜的焦距。从菲涅耳透镜到由菲涅耳透镜产生的虚拟图像的距离的绝对值大于从菲涅耳透镜到后视显示器的距离。
菲涅耳透镜的焦距大于零，并且其与di和do的关系可以表示如下：
其中：
do是从菲涅耳透镜到后视显示器的距离（即，预定的间隔距离do）；
di是从正光学装置（例如，菲涅耳透镜）到由菲涅耳透镜产生的虚拟图像的距离；并且
f是菲涅耳透镜的焦距。
正光学装置可以是微透镜阵列。后视显示器的每个像素与微透镜阵列的每个微透镜对准，以便当车辆操作员的眼睛在后视显示器和位于车辆外部和前方的物体之间切换焦点时最小化车辆操作员的眼睛的调节和会聚。
正光学装置可以是透射空间光调制器。控制器与透射空间光调制器电子通信，以便调谐透射空间光调制器的局部折射率。或者，正光学装置可以是与车辆的挡风玻璃集成的全息波导。
本公开还描述了一种车辆，包括：车身、耦合到车身的挡风玻璃、耦合到车身使得定位成捕获车辆后方的图像的后视相机以及耦合到挡风玻璃的后视显示器。后视显示器配置成显示由后视相机捕获的图像。车辆还包括与后视显示器光学通信的正光学装置，如上所述。
根据以下结合附图对实现本公开的最佳模式的详细描述，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是包括用于增强显示器观看舒适度的光学系统的车辆的示意性侧视图。
图2是包括菲涅耳透镜的图1的光学系统的示意性侧视图。
图3是包括微透镜阵列的图1的光学系统的示意性侧视图。
图4是包括透射空间光调制器的图1的光学系统的示意性侧视图。
图5是图4的透射空间光调制器的示意性侧视图。
图6是包括与挡风玻璃集成的全息波导的图1的光学系统的示意性侧视图。
具体实施方式
参照图1，车辆10包括光学系统11，光学系统11用于当车辆操作员的眼睛E在后视显示器12和位于车辆10外部和前方的物体14（例如，汽车）之间切换焦点时增强显示器观看舒适度。当观看位于传统后视镜位置处的视频图像时，车辆操作员可能会感到不适。该问题是由车辆操作员的眼睛快速地将调节和会聚从虚拟图像平面（即，挡风玻璃16外的前视图）切换到更近的图像平面（在后视镜位置–后视显示器12所在的位置）引起的。该问题可能导致车辆操作员关闭后视相机系统特征，选择使用传统的反射镜并否定后视显示器12的好处。如下面详细讨论的，通过向车辆操作员呈现在比显示平面位置更远的距离处形成的向后虚拟图像VI，光学系统11便于车辆操作员的眼睛E在前图像平面和后图像平面之间转换调节和会聚，从而消除与使用后视显示器12相关的不适。
后视显示器12可以与后视相机17电子通信。后视相机17指向车辆的后方，以便捕获车辆10后方的图像并且可以直接耦合到车辆10的车身18。车辆10可以例如是卡车、汽车或农业设备并且还包括与后视显示器12和后视相机17电子通信的控制器20。术语“控制模块”、“模块”、“控制”、“控制器”、“控制单元”、“处理器”和类似术语意指专用集成电路（ASIC）、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序或例程的中央处理单元（优选地，微处理器）和相关的存储器和存储库（只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动器等）、组合逻辑电路、顺序逻辑电路、输入/输出电路和装置、适当的信号调节和缓冲电路以及提供所述功能的其他部件中的一个或多个的一种或多种组合。“软件”、“固件”、“程序”、“指令”、“例程”、“代码”、“算法”和类似术语意指控制器可执行指令集。在所描绘的实施例中，控制器20包括处理器22和与处理器22电子通信的非暂时性存储器24。控制器20可以配置成处理由后视相机17捕获的图像并控制后视相机17和后视显示器12的操作。后视显示器12示出来自后视相机17的视频。
车辆10的挡风玻璃16可以直接耦合到车身18。后视相机17可以直接耦合到车身18。这样，后视相机17定位成捕获车辆10后方的图像。后视显示器12可以直接耦合到挡风玻璃16。后视相机17与后视显示器12电子通信。这样，后视显示器12配置成显示车辆10后方的区域的图像。在所描绘的实施例中，后视显示器12定位在传统的后视镜位置处。然而，可以设想，后视显示器12也可以是侧视显示器或位于车辆操作员的眼睛E附近的其他车辆显示器和/或表现距车辆操作员更远距离处的物体的显示器。
参照图2，车辆10的光学系统11还包括与后视显示器12光学通信的正光学装置26。这样，由后视显示器12显示的图像被投影到与正光学装置26间隔开预定的虚拟图像距离|di|的虚拟图像平面VI，以便当车辆操作员的眼睛E在后视显示器12和位于车辆10外部和前方的物体14之间切换焦点时最小化车辆操作员的眼睛E的调节和会聚。在本公开中，术语“正光学装置”意指一个或多个透镜，其配置成将准直光束会聚到正光学装置26上的光点（即，焦点）。后视显示器12和位于车辆10外部的物体14彼此间隔开观看距离VD。观看距离VD大于预定的虚拟图像距离di。壳体28将正光学装置26物理地耦合到后视显示器12。例如，壳体28可以将正光学装置26直接耦合到后视显示器12，以增强其结构完整性。然而，正光学装置26与后视显示器12间隔开预定的间隔距离do。继续参照图2，在所描绘的实施例中，正光学装置26是菲涅耳透镜30。术语“菲涅耳透镜”意指具有由简单透镜部分的同心系列组成的表面的透镜，这样的透镜促成了具有短焦距和大直径的薄透镜并且尤其地被用于聚光灯。在所描绘的实施例中，从菲涅耳透镜到后视显示器的距离（即，预定的间隔距离do）小于菲涅耳透镜30的焦距f，以便当车辆操作员的眼睛E在后视显示器12和位于车辆10外部和前方的物体14之间切换焦点时最小化车辆操作员的眼睛E的调节和会聚。为了当车辆操作员的眼睛E在后视显示器12和位于车辆10外部和前方的物体14之间切换焦点时最小化车辆操作员的眼睛E的调节和会聚，由菲涅耳透镜30引入的虚拟图像VI和后视显示器12的相对位置由以下等式表示：
L-do+|di|>L
其中：
L是从车辆操作员的眼睛E到后视显示器12的距离；
do是从菲涅耳透镜30到后视显示器12的距离（即，预定的间隔距离do）；
di是从菲涅耳透镜30到由菲涅耳透镜30产生的虚拟图像VI的距离（即，预定的虚拟图像距离di）。
应当理解，从车辆操作员的眼睛E到后视显示器12的距离L可以基于多个变量而变化。然而，在这种情境下，从车辆操作员的眼睛E到后视显示器12的距离L是基于车辆尺寸和车辆测试的预定值。为了最小化眼睛疲劳，菲涅耳透镜30的焦距f大于零，并且可以用以下等式表示：
其中：
do是从菲涅耳透镜30到后视显示器12的距离（即，预定的间隔距离do）；
di是从正光学装置26（例如，菲涅耳透镜30）到由菲涅耳透镜30产生的虚拟图像VI的距离（即，预定的虚拟图像距离di）；并且
f是菲涅耳透镜30的焦距。
当从菲涅耳透镜30到后视显示器12的距离小于菲涅耳透镜30的焦距f（即，预定的间隔距离do）时，后视显示器12的虚拟图像VI形成在后视显示器12的同一侧上，同时从菲涅耳透镜30到由菲涅耳透镜30产生的虚拟图像VI的距离的绝对值（即，预定的虚拟图像距离的绝对值|di|）大于从菲涅耳透镜到后视显示器的距离。如上所述的光学系统11的光学特性通过当车辆操作员的眼睛E在后视显示器12和位于车辆10外部和前方的物体14之间切换焦点时最小化车辆操作员的眼睛E的调节和会聚来最小化眼睛疲劳。
参照图3，在本实施例中，正光学装置26是微透镜阵列（MLA）32。为了简洁起见，下面仅讨论上面关于图2描述的实施例和本实施例之间的差异。上面关于图2描述的等式和距离关系也适用于MLA 32。MLA 32包括彼此直接连接的多个微透镜34。后视显示器12的每个像素36与微透镜阵列32的每个微透镜34对准，以便当车辆操作员的眼睛在后视显示器12和位于车辆10外部和前方的物体14之间切换焦点时最小化车辆操作员的眼睛E的调节和会聚。因此，像素化成像等于或大于减小的失真。在本公开中，术语“微透镜”意指直径小于1毫米的透镜。
参照图4和图5，正光学装置26可以由透射空间光调制器（SLM）38形成，透射空间光调制器38是透射装置，其在至少两个维度上空间调制光学波前的幅度和/或相位。例如，透射SLM 38可以是硅上液晶（LCOS）面板，其以对应于电和/或光学输入的空间图案调制入射光。例如，控制器20与透射SLM 38电子通信，并且因此可以电调制透射SLM 38中的每个像素。控制器20可以通过SLM 38调制具有偏振D的入射光的相位和/或强度，以形成具有与菲涅耳透镜或MLA类似的效果的正光学装置。例如，透射SLM 38可以调制每个像素36的空间图案，以便每像素36地局部地调谐SLM 38上的折射率并形成正光学装置。为了最小化眼睛疲劳，透射SLM 38调制每个像素36，使得每个透镜具有大于零的焦距。在本实施例中，从正光学装置26到由正光学装置26产生的虚拟图像的距离do的绝对值大于从正光学装置26到后视显示器12的距离（即，预定的间距距离do）。
参照图6，正光学装置26是与车辆10的挡风玻璃16集成的全息波导40。换句话说，全息波导40被直接耦合并完全地布置在挡风玻璃16内。后视显示器12示出来自后视相机17的视频并且具有比附于后视显示器12上的传统后视镜42更宽的视图。由于全息波导40，虚拟图像VI被投影得比其他显示器更远。
虽然已经详细描述了用于实现本公开的最佳模式，但是熟悉本公开所涉及领域的技术人员将认识到用于在所附权利要求的范围内实践本公开的各种替代设计和实施例。

Claims (4)

1.一种用于车辆的光学系统，包括：
后视显示器，配置成显示所述车辆后方区域的图像；以及
与所述后视显示器光学通信的正光学装置，使得由所述后视显示器显示的所述图像被投影到虚拟图像平面，所述虚拟图像平面与所述正光学装置间隔开预定的虚拟图像距离，所述预定的虚拟图像距离足以当车辆操作员的眼睛在所述后视显示器和位于所述车辆外部和前方的物体之间切换焦点时最小化所述车辆操作员的眼睛的调节和会聚；
其中所述正光学装置是菲涅耳透镜；
其中从所述菲涅耳透镜到所述后视显示器的距离小于所述菲涅耳透镜的焦距，以便当所述车辆操作员的眼睛在所述后视显示器和位于所述车辆外部和前方的所述物体之间切换焦点时最小化所述车辆操作员的眼睛的所述调节和所述会聚；
其中由所述菲涅耳透镜引入的由所述菲涅耳透镜产生的虚拟图像和所述后视显示器的相对位置表示如下：
L-do+|di|>L
其中：
L是从所述车辆操作员的眼睛到所述后视显示器的距离；
do是从所述菲涅耳透镜到所述后视显示器的距离；以及
di是从所述菲涅耳透镜到由所述菲涅耳透镜产生的虚拟图像的距离，并且从所述菲涅耳透镜到由所述菲涅耳透镜产生的虚拟图像的所述距离等于所述预定的虚拟图像距离；
其中从所述菲涅耳透镜到由所述菲涅耳透镜产生的所述虚拟图像的所述距离的绝对值大于从所述菲涅耳透镜到所述后视显示器的所述距离；
其中所述菲涅耳透镜的所述焦距大于零，并且所述菲涅耳透镜的所述焦距与从所述菲涅耳透镜到所述后视显示器的所述距离以及从所述菲涅耳透镜到所述虚拟图像的所述距离的关系表示如下：
其中：
do是从所述菲涅耳透镜到所述后视显示器的所述距离；
di是从所述菲涅耳透镜到由所述菲涅耳透镜产生的所述虚拟图像的所述距离；并且
f是所述菲涅耳透镜的所述焦距。
2.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述正光学装置是微透镜阵列。
3.根据权利要求2所述的光学系统，其中所述后视显示器的每个像素与所述微透镜阵列的每个微透镜对准。
4.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述正光学装置是透射空间光调制器。
CN201910421264.7A 2018-06-21 2019-05-21 用于增强显示器观看舒适度的光学系统 Active CN110626266B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/014616 2018-06-21
US16/014,616 US10427602B1 (en) 2018-06-21 2018-06-21 Optical system for enhancing display viewing comfort

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110626266A CN110626266A (zh) 2019-12-31
CN110626266B true CN110626266B (zh) 2023-04-28

Family

ID=68063851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910421264.7A Active CN110626266B (zh) 2018-06-21 2019-05-21 用于增强显示器观看舒适度的光学系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10427602B1 (zh)
CN (1) CN110626266B (zh)
DE (1) DE102019113164A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023009712A (ja) * 2021-07-08 2023-01-20 アルプスアルパイン株式会社 画像表示装置
US11808599B2 (en) 2021-11-24 2023-11-07 GM Global Technology Operations LLC Route recording with real-time annotation and re-display system
US11589017B1 (en) * 2021-12-01 2023-02-21 GM Global Technology Operations LLC Ground line monitoring system
US11898867B2 (en) 2021-12-06 2024-02-13 GM Global Technology Operations LLC Recorded route replay on an augmented reality head-up display application
CN116413909A (zh) * 2021-12-30 2023-07-11 比亚迪股份有限公司 显示装置、车辆及车辆的控制方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5414439A (en) * 1994-06-09 1995-05-09 Delco Electronics Corporation Head up display with night vision enhancement
CN1123419A (zh) * 1994-08-12 1996-05-29 旭光学工业株式会社 投影装置和投影装置的焦点调节方法
CN101285924A (zh) * 2008-05-22 2008-10-15 王霖华 显示屏观察镜装置和显示屏观察镜的用途
CN101479130A (zh) * 2006-06-28 2009-07-08 约翰逊控制技术公司 车辆视觉系统
CN101893761A (zh) * 2009-04-02 2010-11-24 通用汽车环球科技运作公司 全屏挡风玻璃平视显示器上的后视镜
CN104015658A (zh) * 2013-03-01 2014-09-03 怡利电子工业股份有限公司 车用后视环景抬头显示装置
CN104685404A (zh) * 2012-09-24 2015-06-03 娜我比可隆股份有限公司 有机发光显示器
CN107148590A (zh) * 2014-11-07 2017-09-08 索尼公司 显示设备和显示控制方法
JP2018055075A (ja) * 2016-09-26 2018-04-05 有限会社石川光学造形研究所 自動車用電子ミラー

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7633671B2 (en) * 2005-04-08 2009-12-15 The Boeing Company High speed beam steering
JP5866644B1 (ja) * 2014-12-26 2016-02-17 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及びヘッドアップディスプレイを備えた移動体
US10402143B2 (en) * 2015-01-27 2019-09-03 Sensedriver Technologies, Llc Image projection medium and display projection system using same
JP6772624B2 (ja) * 2016-07-28 2020-10-21 アイシン精機株式会社 車両開閉体操作装置
US20180172993A1 (en) * 2016-12-20 2018-06-21 Panasonic Automotive Systems Company Of America, Division Of Panasonic Corporation Of North America Side view safety display in a motor vehicle
US11203295B2 (en) * 2017-04-14 2021-12-21 Panasonic Automotive Svstems Company of America, Division of Panasonic Corporation of North America Rearview head up display
CN113466882A (zh) * 2017-07-05 2021-10-01 奥斯特公司 光测距装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5414439A (en) * 1994-06-09 1995-05-09 Delco Electronics Corporation Head up display with night vision enhancement
CN1123419A (zh) * 1994-08-12 1996-05-29 旭光学工业株式会社 投影装置和投影装置的焦点调节方法
CN101479130A (zh) * 2006-06-28 2009-07-08 约翰逊控制技术公司 车辆视觉系统
CN101285924A (zh) * 2008-05-22 2008-10-15 王霖华 显示屏观察镜装置和显示屏观察镜的用途
CN101893761A (zh) * 2009-04-02 2010-11-24 通用汽车环球科技运作公司 全屏挡风玻璃平视显示器上的后视镜
CN104685404A (zh) * 2012-09-24 2015-06-03 娜我比可隆股份有限公司 有机发光显示器
CN104015658A (zh) * 2013-03-01 2014-09-03 怡利电子工业股份有限公司 车用后视环景抬头显示装置
CN107148590A (zh) * 2014-11-07 2017-09-08 索尼公司 显示设备和显示控制方法
JP2018055075A (ja) * 2016-09-26 2018-04-05 有限会社石川光学造形研究所 自動車用電子ミラー

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019113164A1 (de) 2019-12-24
CN110626266A (zh) 2019-12-31
US10427602B1 (en) 2019-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110626266B (zh) 用于增强显示器观看舒适度的光学系统
CN109070804B (zh) 视觉校正车辆显示器
CN113433699B (zh) 平视显示装置
US11828938B2 (en) Information display apparatus
CN111752046B (zh) 平视显示装置
CN109643018B (zh) 信息显示装置
US7068241B2 (en) Stereo picture recognition device and method of displaying stereo picture
JP2762677B2 (ja) 光学装置
WO1994023329A1 (en) Optical device
KR102557322B1 (ko) 시각 조절 보정을 갖춘 풀 디스플레이 미러
CN103395393A (zh) 一种汽车前风挡投影系统及汽车
JP6697751B2 (ja) 車両用表示システム、電子ミラーシステム及び移動体
TWI613463B (zh) 投影裝置以及影像投影方法
US10684471B2 (en) Vehicle display comprising focal distance correction feature
JP7127415B2 (ja) 虚像表示装置
WO2018101170A1 (ja) 表示装置、及び、電子ミラー
JP2019014314A (ja) 車両用周辺表示装置
US11662811B2 (en) Holographic display system
US10156768B1 (en) Wide-angle beam steerer
CN217778499U (zh) 显示装置
US6122101A (en) Optical device having dioptric correction device
JP6984577B2 (ja) 虚像表示装置
US20190369475A1 (en) Projection display device
CN118363178A (zh) 一种抬头显示设备的标定方法、装置、电子设备及存储介质
EP4399563A1 (en) Liquid crystal eyebox steering in waveguide based eyewear displays

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant