CN111830717B - 一种适合中低分辨的抬头显示系统及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种适合中低分辨的抬头显示系统及装置，系统包括：图像生成单元：获取用于显示在抬头显示装置上的待显示图像；第一图像处理单元：对待显示图像信息进行叠加反射处理，获取反射显示图像；第二图像处理单元：对反射显示图像进行反射聚光处理，获取聚光加强显示图像；显示单元：其目的在于接收所获取的聚光加强显示图像，将聚光加强显示图像与实景图像进行混合并显示成像。本发明采用上反和半反进行组合使用，集成透镜对光线的处理，使得外界射入镜片的光线由于半反模的遮挡有所衰减，通过镜片四周磨砂处理可以保护主视角进入的光线，使原来比较亮的镜片内环境光减弱，以增加对比对的方式使主视角进入的光线更明显显示效果更好。

Description

一种适合中低分辨的抬头显示系统及装置

技术领域

本申请涉及光学应用技术领域，具体而言，涉及一种适合中低分辨的抬头显示系统及装置。

背景技术

现有抬头显示技术分三类：棱镜、自由曲面、平面波导，其中棱镜方案最老但最便宜效果还可以体积适中，自由曲面价格适中效果不错体积很大，平面波导方案和镜片一样体验最好显示效果一般价格最贵。

以上这些方案要么是价格便宜但显示效果和佩戴性差，要么是显示效果不错佩戴也舒适但价格昂贵。对于某些抬头显示设备，并不需要如此高昂的高分辨镜面显示方案。

此外，目前抬头显示的组成结构较为分散，不便于产品的集成生产、加工和使用。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种适合中低分辨的抬头显示系统及装置，旨在实现价格便宜、显示效果不错的技术效果，以解决目前的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了如下技术：

本发明第一发明在于提出一种适合中低分辨的抬头显示系统，包括：

图像生成单元：其目的在于获取用于显示在抬头显示装置上的待显示图像；

第一图像处理单元：其目的在于接收所获取的待显示图像，且对待显示图像信息进行叠加反射处理，获取反射显示图像；

第二图像处理单元：其目的在于接收所获取的反射显示图像，且对反射显示图像进行反射聚光处理，获取聚光加强显示图像；

显示单元：其目的在于接收所获取的聚光加强显示图像，将聚光加强显示图像与实景图像进行混合并显示成像。

进一步地，所述对待显示图像信息进行叠加反射处理，获取反射显示图像，具体为：

设置缩放条件，布置凹面/凸面镜；

获取待显示图像，将待显示图像通过上反获取第一图像；

使第一图像通过凹面/凸面镜进行叠加反射处理。

进一步地，所述第二图像处理单元包括：

复眼矩阵反射面：其目的在于对照射通过的反射显示图像进行反射处理，并对散射光线进行聚光叠加处理。

进一步地，在第二图像处理单元中，所述对反射显示图像进行反射聚光处理，获取聚光加强显示图像，具体为：

将反射显示图像通过复眼矩阵反射面，获取第二图像；

将第二图像通过凹面/凸面镜，获取第三图像；

将第三图像通过凹面镜进行光线聚集处理。

进一步地，所述显示单元包括：

成像颜色控制单元：其目的在于通过对显示成像图像的颜色进行显示调节控制，获取显示图像。

进一步地，还包括：

抬头显示单元：其目的在于接收并显示从所述显示单元发出的聚光加强显示图像与实景图像的混合显示成像。

进一步地，所述抬头显示单元包括：

显示屏透镜：其目的在于接收所述混合显示成像，透射光线；

棱镜半反镜：其目的在于对来自所述显示屏透镜的透射光线进行光强衰减处理。

进一步地，所述棱镜半反镜上有半反膜，镜面四周进行磨砂处理。

本发明第二发明在于提出一种适合中低分辨的抬头显示装置，包括抬头显示器，所述抬头显示器用于安装上述所述的一种适合中低分辨的抬头显示系统。

与现有技术相比较，本申请能够带来如下技术效果：

1、本发明将需要显示的信息打在玻璃镜片上与实景混合显示，这种方案将来自上部的需要叠加的图像通过上反，照射到下部的凹面或凸面镜上，使用凸面还是凹面取决于需要放大还是缩小图像，照射的图像通过一个反射面，反射面非完全封闭的平面，它由多个相互不衔接的类似复眼的反射面组成，让照射的图像可以通过反射面落到凹面或凸面镜上，由于光的泛射特性被遮挡的一部分光线的剩余部分会落到凹面或凸面镜上，通过凹面镜对光线的聚集处理，原来被分割、遮挡的图像光线会被聚集和加强，提高图像的显示效果；

2、本发明采用上反和半反进行组合使用，集成透镜对光线的处理，组合结构简单，成本低廉；上反和半反可以使得外界射入镜片的光线由于半反模的遮挡有所衰减，通过镜片四周磨砂处理可以保护主视角进入的光线，使原来比较亮的镜片内环境光减弱，以增加对比对的方式使主视角进入的光线更明显显示效果更好。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本发明抬头显示系统的组成结构示意图；

图2是本发明抬头显示系统的另一实施结构示意图；

图3是本发明抬头显示装置的组成结构示意图；

图4为抬头显示单元的组成示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

如附图1所示，

本发明第一发明在于提出一种适合中低分辨的抬头显示系统，包括：

图像生成单元：其目的在于获取用于显示在抬头显示装置上的待显示图像；

图像生成单元为图像生成设备，可以采用包括但不限于VR、图片编辑器、视频多媒体设备、储存器、智能手机、PC电脑登载在的图像设备，将设备上的图像进行投射，采用上反镜面处理设备对投射的图像进行透射。

第一图像处理单元：其目的在于接收所获取的待显示图像，且对待显示图像信息进行叠加反射处理，获取反射显示图像；

第一图像处理单元对待显示图像信息进行叠加反射处理，获取反射显示图像。

采用上反透镜可以对图像光线进行叠加聚光处理，得到光强度较高的投射图像光影。便于后续的反射成像。上反透射得到的图像即为反射显示图像。

第二图像处理单元：其目的在于接收所获取的反射显示图像，且对反射显示图像进行反射聚光处理，获取聚光加强显示图像；

第二图像处理单元为图像缩小或者放大的设备：

采用凹面镜即可对所获取的反射显示图像进行缩小处理，最后再从一个单独的凹面镜进行图像缩聚，聚光处理得到聚光加强图像；

采用凸面镜即可对所获取的反射显示图像进行放大处理，最后再从一个单独的凹面镜进行图像缩聚，聚光处理得到聚光加强图像；

使用凹面还是凸面取决于需要放大还是缩小图像，照射的图像通过一个反射面，反射面非完全封闭的平面，通过凹面镜对光线的聚集处理，原来被分割、遮挡的图像光线会被聚集和加强，通过反射交叉打到反射面的反面。

反射面非完全封闭的平面，它由多个相互不衔接的类似复眼的反射面组成，让照射的图像可以通过反射面落到凹面或凸面镜上，由于光的泛射特性被遮挡的一部分光线的剩余部分会落到凹面或凸面镜上，通过凹面镜对光线的聚集处理，原来被分割、遮挡的图像光线会被聚集和加强，通过反射交叉打到反射面的反面，反射面的反面是一个具有多个复眼组成的反射矩阵，它成45度角正好反射到人观察的那个方向，通过对显示颜色的控制可以做到在阳光下清晰显示。

显示单元：其目的在于接收所获取的聚光加强显示图像，将聚光加强显示图像与实景图像进行混合并显示成像。

显示单元为最后的图像的光线投射显像装置，为一个图像投射镜面，用于对混合的聚光加强显示图像与实景图像进行显示。

本发明将需要显示的信息打在玻璃镜片上与实景混合显示，这种方案将来自上部的需要叠加的图像通过上反，照射到下部的凹面或凸面镜上，使用凸面还是凹面取决于需要放大还是缩小图像，照射的图像通过一个反射面，反射面非完全封闭的平面，它由多个相互不衔接的类似复眼的反射面组成，让照射的图像可以通过反射面落到凹面或凸面镜上，由于光的泛射特性被遮挡的一部分光线的剩余部分会落到凹面或凸面镜上，通过凹面镜对光线的聚集处理，原来被分割、遮挡的图像光线会被聚集和加强，提高图像的显示效果。

如附图2所示，

进一步地，所述对待显示图像信息进行叠加反射处理，获取反射显示图像，具体为：

设置缩放条件，布置凹面/凸面镜；

获取待显示图像，将待显示图像通过上反获取第一图像；

使第一图像通过凹面/凸面镜进行叠加反射处理。

在前期得到待显示成像的图像时，需要决定是否放大处理或者缩小处理，此时需要设置缩放条件，比如设置缩小，则布置凹面镜。

先将待显示图像通过上反获取第一图像，第一图像即待显示图像光线通过上反偏折处理的图像。

此后，再将上述图像通过通过凹面镜进行叠加反射处理，得到照射的图像通过一个反射面，反射面非完全封闭的平面，它由多个相互不衔接的类似复眼的反射面组成，让照射的图像可以通过反射面落到凹面镜上，通过凹面镜对光线的聚集处理，原来被分割、遮挡的图像光线会被聚集和加强。

进一步地，所述第二图像处理单元包括：

复眼矩阵反射面：其目的在于对照射通过的反射显示图像进行反射处理，并对散射光线进行聚光叠加处理。

反射面非完全封闭的平面，它由多个相互不衔接的类似复眼的反射面组成，让照射的图像可以通过反射面落到凹面或凸面镜上，由于光的泛射特性被遮挡的一部分光线的剩余部分会落到凹面或凸面镜上，通过凹面镜对光线的聚集处理，原来被分割、遮挡的图像光线会被聚集和加强，提高图像的显示效果。

进一步地，在第二图像处理单元中，所述对反射显示图像进行反射聚光处理，获取聚光加强显示图像，具体为：

将反射显示图像通过复眼矩阵反射面，获取第二图像；

将第二图像通过凹面/凸面镜，获取第三图像；

将第三图像通过凹面镜进行光线聚集处理。

按照上述步骤，布置相应的光线反射镜面即可获取相应的图像。

对于具体的设备、装置采取的镜面，根据设备的设计方案即可选取，比如本方案在抬头显示头盔山进行本系统的搭建，镜面的处理需要类似护目镜结构的设计加工等等。各个凹面镜、凸面镜需要配合头盔的造型设计结构进行加工处理。

进一步地，所述显示单元包括：

成像颜色控制单元：其目的在于通过对显示成像图像的颜色进行显示调节控制，获取显示图像。

成像颜色控制单元可以是由镜面本身对光线进行调节的结果，不再需要单独设置光线颜色调光镜面。

比如太阳镜面，涂油反光膜，可以对投射的光线进行光线偏折调节，从而获取不同颜色的光线。

进一步地，还包括：

抬头显示单元：其目的在于接收并显示从所述显示单元发出的聚光加强显示图像与实景图像的混合显示成像。

抬头显示单元为接收上述处理后的图像光线镜面，对最终混合的聚光加强显示图像与实景图像进行显像。

一般为最外层镜面，比如抬头显示器的最外层镜面，为图像投射屏幕，其上面即为图像的显像镜面。本处的抬头显示单元可以是这样的显像镜面，也可以是抬头显示头盔上目镜内里镜面。

进一步地，所述抬头显示单元包括：

显示屏透镜：其目的在于接收所述混合显示成像，透射光线；

棱镜半反镜：其目的在于对来自所述显示屏透镜的透射光线进行光强衰减处理。

如附图4所示，显示屏透镜a和棱镜半反镜b的上下布置的镜面，其目的在于对最终混合的聚光加强显示图像与实景图像进行入目准备，经过光强衰减处理后，得到不伤害人眼的光强图像，使原来比较亮的镜片内环境光减弱，以使主视角进入的光线更明显，显示效果更好。反射面非完全封闭的平面，它由多个相互不衔接的类似复眼的反射面组成，让照射的图像可以通过反射面落到凹面或凸面镜上，由于光的泛射特性被遮挡的一部分光线的剩余部分会落到凹面或凸面镜上，通过凹面镜c对光线的聚集处理，原来被分割、遮挡的图像光线会被聚集和加强，提高图像的显示效果。

进一步地，所述棱镜半反镜b上有半反膜，镜面四周进行磨砂处理。

本发明采用上反和半反进行组合使用，集成透镜对光线的处理，使得外界射入镜片的光线由于半反模的遮挡有所衰减，通过镜片四周磨砂处理可以保护主视角进入的光线，使原来比较亮的镜片内环境光减弱，以增加对比对的方式使主视角进入的光线更明显显示效果更好

本发明第二发明在于提出一种适合中低分辨的抬头显示装置，包括抬头显示器，所述抬头显示器用于安装上述所述的一种适合中低分辨的抬头显示系统。

如附图3所示，

本发明将适合中低分辨的抬头显示系统用于抬头显示器上，使得抬头显示器具有更好地、更清晰的显像效果，图像更加清晰。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种适合中低分辨的抬头显示系统，其特征在于，包括：

图像生成单元：其目的在于获取用于显示在抬头显示装置上的待显示图像；

第一图像处理单元：其目的在于接收所获取的待显示图像，且对待显示图像信息进行叠加反射处理，获取反射显示图像；

第二图像处理单元：其目的在于接收所获取的反射显示图像，且对反射显示图像进行反射聚光处理，获取聚光加强显示图像；

显示单元：其目的在于接收所获取的聚光加强显示图像，将聚光加强显示图像与实景图像进行混合并显示成像；

还包括：

抬头显示单元：其目的在于接收并显示从所述显示单元发出的聚光加强显示图像与实景图像的混合显示成像；所述抬头显示单元包括：显示屏透镜：其目的在于接收所述混合显示成像，透射光线；棱镜半反镜：其目的在于对来自所述显示屏透镜的透射光线进行光强衰减处理。

2.如权利要求1所述的一种适合中低分辨的抬头显示系统，其特征在于，所述对待显示图像信息进行叠加反射处理，获取反射显示图像，具体为：

设置缩放条件，布置凹面/凸面镜；

获取待显示图像，将待显示图像通过上反获取第一图像；

将第一图像通过凹面/凸面镜进行叠加反射处理，得到反射显示图像。

3.如权利要求1或2所述的一种适合中低分辨的抬头显示系统，其特征在于，所述第二图像处理单元包括：

复眼矩阵反射面：其目的在于对照射通过的反射显示图像进行反射处理，并对散射光线进行聚光叠加处理。

4.如权利要求3所述的一种适合中低分辨的抬头显示系统，其特征在于，在第二图像处理单元中，所述对反射显示图像进行反射聚光处理，获取聚光加强显示图像，具体为：

将反射显示图像通过复眼矩阵反射面，获取第二图像；

将第二图像通过凹面/凸面镜，获取第三图像；

将第三图像通过凹面镜进行光线聚集处理。

5.如权利要求1或4所述的一种适合中低分辨的抬头显示系统，其特征在于，所述显示单元包括：

成像颜色控制单元：其目的在于通过对显示成像图像的颜色进行显示调节控制，获取显示图像。

6.如权利要求5所述的一种适合中低分辨的抬头显示系统，其特征在于，所述棱镜半反镜上有半反膜，镜面四周进行磨砂处理。

7.一种适合中低分辨的抬头显示装置，其特征在于，包括抬头显示器，所述抬头显示器用于安装如权利要求1-6任一所述的一种适合中低分辨的抬头显示系统。

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