CN116088195A - 一种显示装置、抬头显示系统及载具 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种显示装置、抬头显示系统及载具，显示装置包括显示屏和柱镜光栅，显示屏具有相对设置的出光侧和背光侧；柱镜光栅具有相对设置的入光面和出光面；柱镜光栅的入光面贴附于显示屏的出光侧，柱镜光栅用于折射显示屏出射的成像光线，使得成像光线从柱镜光栅的出光面沿不同方向入射至眼盒的不同区域。基于本申请实施例通过柱镜光栅对显示屏进行分光，可以减少因虚像距离较远导致的阳光倒灌的问题的出现，降低对挡风玻璃和整车加工、组装的精度要求，相较于传统增强显示系统，可以取得较大的视场角。

Description

一种显示装置、抬头显示系统及载具

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种显示装置、抬头显示系统及载具。

背景技术

增强现实抬头显示系统(Augmented Reality Head Up Display,AR HUD)具有投影距离远、视场角大、成像大等特点，可以应用于车辆内实现在驾驶员的可视区域内实时显示与实际道路场景相贴合的增强现实动画。例如，在车辆的行驶过程中，AR HUD根据导航地图给出的导航数据并结合全球导航定位系统(Global Positioning System,GPS)的定位数据生成实时导航AR动画，为驾驶员提供准确的行驶方向，AR HUD还可以根据前视摄像头模组给出的自动驾驶系统(Advanced Driver Assistance System,ADAS)数据生成相应的ADAS预警动画来提醒驾驶员，从而减小发生意外的概率，提供车辆行驶安全性。

然而，现有AR HUD为了实现较好的增强现实效果，通常需要设计较大的视场角，较远的虚像距离，对车辆内曲面镜和挡风玻璃的性能要求较高。然而，较远的虚像距离会造成近视的用户看不清虚像，影响用户体验。并且，对于AR HUD的光路系统来说，虚像距离越远，曲面镜的曲率越大，导致入射的太阳光比较集中，容易因日光倒灌烧毁显示屏。

发明内容

为了解决现有增强现实抬头显示系统中对车辆内曲面镜和挡风玻璃的性能要求较高，而带来的用户体验较差，阳光倒灌风险较大的问题，本申请提供了一种显示装置、抬头显示系统及载具：

根据本申请的第一方面，提供了一种显示装置，包括：显示屏和柱镜光栅；

显示屏具有相对设置的出光侧和背光侧；

柱镜光栅具有相对设置的入光面和出光面；

柱镜光栅的入光面贴附于显示屏的出光侧，柱镜光栅用于折射显示屏出射的成像光线，使得成像光线从柱镜光栅的出光面沿不同方向入射至眼盒的不同区域。

另一方面，显示屏包括呈阵列排布的多个像素单元，每个像素单元包括多个像素子单元；

柱镜光栅包括多个柱状透镜，柱镜光栅被配置为每个柱状透镜的位置与显示屏中每个像素单元的位置对应设置。

另一方面，柱镜光栅包括相邻的第一柱状透镜和第二柱状透镜；

第一柱状透镜的位置与显示屏中第一像素单元的位置对应设置，第二柱状透镜的位置与显示屏中第二像素单元的位置对应设置；

第一柱状透镜在显示屏的行方向上的长度与显示屏中在行方向排布的第一像素单元的长度相等，第二柱状透镜在显示屏的行方向上的长度与显示屏中在行方向排布的第二像素单元的长度相等；

第一像素单元和第二像素单元处于像素单元阵列中的同一行。

另一方面，当第一像素单元中的第一像素子单元处于发光状态，第一像素单元中的第二像素子单元处于发光状态，第一像素单元中的第三像素子单元处于发光状态，且第二像素单元中的第四像素子单元处于发光状态时，

第一柱状透镜折射第一像素子单元发出的成像光线以及折射第二像素子单元发出的成像光线，使得第一像素子单元发出的成像光线和第二像素子单元发出的成像光线从柱镜光栅的出光面折射至眼盒的不同区域；

第一柱状透镜折射第三像素子单元发出的成像光线以及第二柱状透镜折射第四像素子单元发出的成像光线，使得第三像素子单元发出的成像光线和第四像素子单元发出的成像光线从柱镜光栅的出光面折射至眼盒的不同区域；

其中，第一像素子单元和第二像素子单元发出的成像光线的颜色相同，第三像素子单元和第四像素子单元发出的成像光线的颜色相同，第一像素子单元和第三像素子单元发出的成像光线的颜色不同。

另一方面，显示屏中的第三像素单元与第一像素单元处于像素单元阵列中的同一列，且像素单元阵列中第三像素单元和第一像素单元在列方向上的距离小于预设距离；

当第一像素单元中的第一像素子单元处于发光状态，且第三像素单元中的第五像素子单元处于发光状态时，

第一柱状透镜折射第一像素子单元发出的成像光线以及折射第五像素子单元发出的成像光线，使得第一像素子单元发出的成像光线和第五像素子单元发出的成像光线从柱镜光栅的出光面折射至眼盒的相同区域；

第一像素子单元和第五像素子单元处于像素单元阵列中的同一列，并且第一像素子单元和第五像素子单元的灰度值相同。

另一方面，柱状透镜的位置与显示屏中第一像素单元和第二像素单元的位置对应设置；

柱状透镜在显示屏的行方向上的长度与显示屏中在行方向排布的第一像素单元和第二像素单元的长度和相等；

第一像素单元和第二像素单元处于像素单元阵列中的同一行。

另一方面，当第一像素单元中的第一像素子单元处于发光状态，且第二像素单元中的第二像素子单元处于发光状态时，

柱状透镜折射第一像素子单元发出的成像光线以及折射第二像素子单元发出的成像光线，使得第一像素子单元发出的成像光线和第二像素子单元发出的成像光线从柱镜光栅的出光面折射至眼盒的不同区域；

第一像素子单元和第二像素子单元发出的成像光线的颜色相同。

根据本申请的第二方面，提供了一种抬头显示系统，包括上述电子装置。

根据本申请的第三方面，提供了一种载具，包括上述抬头显示系统。

本申请实施例提供的一种显示装置、抬头显示系统及载具，具有如下技术效果：

显示装置包括显示屏和柱镜光栅，显示屏具有相对设置的出光侧和背光侧；柱镜光栅具有相对设置的入光面和出光面；柱镜光栅的入光面贴附于显示屏的出光侧，柱镜光栅用于折射显示屏出射的成像光线，使得成像光线从柱镜光栅的出光面沿不同方向入射至眼盒的不同区域。基于本申请实施例通过柱镜光栅对显示屏进行分光，可以在较近的虚像距离下，通过柱镜光栅分光后，使得用户左眼和右眼看到的图像经过大脑处理后，给用户以较远的虚像距离的3D体验，用户体验好。同时还可以减少因虚像距离较远导致的阳光倒灌的问题的出现，降低对挡风玻璃和整车加工、组装的精度要求，相较于传统增强显示系统，可以取得较大的视场角。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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它附图。

图1是本申请实施例提供的一种抬头显示系统的应用环境的示意图；

图2是本申请实施例提供的一种抬头显示系统的示意图；

图3是本申请实施例提供的一种裸眼三维图像的成像示意图

图4是本申请实施例提供的一种碰撞预警图标的显示示意图；

图5A是本申请实施例提供的一种眼盒的示意图；

图5B是本申请实施例提供的一种将眼盒分为4个视区分区的示意图；

图5C是本申请实施例提供的一种将眼盒分为5个视区分区的示意图；

图6是本申请实施例提供的一种纵向视场角和横向视场角的示意图；

图7是本申请实施例提供的一种抬头显示系统的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的一种柱镜光栅分光原理的示意图；

图9是本申请实施例提供的一种显示屏和柱镜光栅的贴附结构示意图；

图10是本申请实施例提供的另一种显示屏和柱镜光栅的贴附结构示意图的示意图；

图11A是本申请实施例提供的一种虚像和显示屏图像之间的分辨率压缩关系；

图11B是本申请实施例提供的另一种虚像和显示屏图像之间的分辨率压缩关系；

图12是本申请实施例提供的另一种显示屏和柱镜光栅的贴附结构示意图的示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一个实施例，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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

此处所称的“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”和“第三”等的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”和“第三”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实施例能够以除了在这里图示或描述以外的顺序实施。此外，术语“包括”、“具有”和“为”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

图1是本申请实施例提供的一种抬头显示系统的应用环境的示意图。该应用环境中可以包括抬头显示系统(Head Up Display，HUD)。抬头显示系统可以包括抬头显示器、视窗(例如挡风玻璃)。其中，抬头显示器可以包括像源、曲面镜、平面镜。像源可以包括背光、显示屏和柱镜光栅。柱镜光栅可以贴合在显示屏上。图2是本申请实施例提供的一种抬头显示系统的示意图，平面镜也可以称为反射镜1，具体可以是自由面型曲面镜，曲面镜也可以称为反射镜2，也可以是自由面型曲面镜。抬头显示系统可以将车速、导航信息、告警信息等信息以图像、字符的形式通过光学部件投入射驾驶员的视野，被广泛应用于车辆上实施驾驶辅助。

图3是本申请实施例提供的一种裸眼三维图像的成像示意图。裸眼三维图像的原理在于通过对抬头显示系统进行光学设计，使得用户左眼通过视窗看到图像P1，右眼看到图像P2。其特点在于通过改变用户所观看到的这两张图像之间的位置，调整双目视差，使得用户主观感受到的虚像距离发生变化，实际上虚像距离不变，两张图像距离越近，用户主观感受到的虚像距离越近，反之，两张图像离得越远，用户主观感受到的虚像距离越远。

图4是本申请实施例提供的一种碰撞预警图标的显示示意图。假设，通过显示屏显示图像P1(对应左眼)和图像P2(对应右眼)，通过柱镜光栅可以将图像P1和图像P2进行分光，经过抬头显示系统的光学系统和挡风玻璃后，图像P1的成像光线进入眼盒的左边区域(对应左眼)，图像P2的成像光线进入眼盒的右边区域(对应右眼)，则用户的左眼可以看到图像P1，右眼可以看到图像P2，经过大脑融合，使得用户最终可以看到具有立体效果的图像P3。

图5A是本申请实施例提供的一种眼盒的示意图，HUD的显示屏显示的图像通过视窗(例如挡风玻璃)入射至眼盒，可以根据具体将眼盒分成多个视区分区(也即将眼盒划分成不同的区域)。图5B是本申请实施例提供的一种将眼盒分为4个视区分区的示意图，图5C是本申请实施例提供的一种将眼盒分为5个视区分区的示意图。在AR HUD的设计过程中，可以设计柱镜光栅中一个光栅覆盖显示屏中的几个像素子单元，相当于将显示屏中的几个像素子单元作为一个像素单元。在对眼盒进行分区处理时，可以基于柱镜光栅中每个光栅覆盖的像素子单元的数量，对眼盒进行分区处理，得到视区分区集。其中，视区分区是周期性重复的。例如，一个光栅覆盖显示屏中的4个像素子单元，则可以将眼盒均匀分为图5B所示的4个视区分区：e1、e2、e3、e4。又如，一个光栅覆盖显示屏中的5个像素子单元，则可以将眼盒均匀分为图5C所示的5个视区分区：e1、e2、e3、e4、e5。一个光栅覆盖显示屏中的5个像素子单元，还可以将眼盒分为6个视区分区。可选地，视区分区的数量可以大于3，且不为3的整数倍。并且，为了避免虚像的分辨率压缩过于严重，通常选择将眼盒分为4个视区分区或者5个视区分区。

本发明的一个说明性示例，也可以根据柱镜光栅的面型、光栅厚度、光栅材料折射率、光栅和之间贴合的胶水的折射率、胶水的厚度以及显示屏的光学参数，例如液晶显示屏(Liquid Crystal Display，LCD)的滤光片到LCD上表面之间涉及的各层的厚度、折射率，对眼盒进行分区处理，得到视区分区集。例如，一个光栅覆盖显示屏中的4个像素子单元，则可以将眼盒分为2(2+4*n)个，n＝0,1,2,3...。一个柱镜覆盖显示屏中的5个像素子单元，则可以将眼盒分为2(2.5+5*n)个，n＝0,1,2,3...。

图6是本申请实施例提供的一种纵向视场角和横向视场角的示意图。对于矩形虚像，左右两条垂直边的中点与眼点连线的夹角可以称之为横向视场角(Horizontal fieldof view，HFOV)，或者还可以称之为水平视场角。上下两条水平边的中点与眼点连线的夹角可以称之为垂直视场角(Vertical field of view，VFOV)，或者还可以称之为纵向视场角。

下面介绍本申请一种抬头显示系统中的显示装置的具体实施例，图7是本申请实施例提供的一种显示装置的结构示意图。本说明书提供了如实施例或流程图所示的组成结构，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的模块或者单元。实施例中列举的模块或者单元仅仅为众多组成结构中的一种方式，不代表唯一的组成结构，在实际执行时，可以按照实施例或者附图所示的组成结构执行。

具体如图7所示，该显示装置可以包括显示屏和柱镜光栅。其中，显示屏可以具有相对设置的出光侧和背光侧，柱镜光栅可以具有相对设置的入光面和出光面。柱镜光栅的入光面可以贴附于显示屏的出光侧，柱镜光栅可以用于折射显示屏出射的成像光线，使得成像光线从柱镜光栅的出光面沿不同方向入射至眼盒的不同区域。

本申请实施例中，显示屏可以包括呈阵列排布的多个像素单元，每个像素单元可以包括多个像素子单元，这里的像素子单元可以是显示屏中的各个子像素，例如红(Red，简称R)色子像素、绿(Green，简称G)色子像素、蓝(Blue，简称B)色子像素。柱镜光栅可以包括多个柱状透镜，柱镜光栅被配置为与显示屏中至少一个像素单元的位置对应。也即是，每个柱状透镜的位置可以与显示屏中至少一个像素单元的位置对应设置，每个柱状透镜在显示屏的行方向的长度可以与显示屏中在行方向排布的至少一个像素单元的长度相等，这里的柱镜光栅实际上是一体成型的，柱镜光栅中包括的上述各个柱状透镜是半圆柱状的。

图8是本申请实施例提供的一种柱镜光栅分光原理的示意图。如图8所示，显示屏中相邻像素单元的成像光线通过柱镜光栅折射后，出射角度不同，依次经过反射镜组件、视窗的折射后，可以分别进入驾驶员的左右眼，使得驾驶员左右眼看到的图像不同，实现分光。

图9是本申请实施例提供的一种显示屏和柱镜光栅的贴附结构示意图。如图9所示，柱状透镜的位置可以与显示屏中第一像素单元(例如图9中包括R1、G1、B1这三个子像素的大像素)和第二像素单元(例如图9中包括R2、G2、B3这三个子像素的大像素)的位置对应设置。柱状透镜在显示屏的行方向上的长度可以与显示屏中在行方向排布的第一像素单元和第二像素单元的长度和相等，第一像素单元和第二像素单元可以处于像素单元阵列中的同一行。

本发明的一个说明性示例，当第一像素单元中的第一像素子单元处于发光状态，且第二像素单元中的第二像素子单元处于发光状态时，柱状透镜可以折射第一像素子单元发出的成像光线以及可以折射第二像素子单元发出的成像光线，使得第一像素子单元发出的成像光线和第二像素子单元发出的成像光线从柱镜光栅的出光面折射至眼盒的不同区域。其中，第一像素子单元和第二像素子单元发出的成像光线的颜色可以相同。也即是，一个柱状透镜的长度可以是其对应设置的相邻两个像素单元的长度和，可以控制单个像素单元的三个RGB像素子单元中的一个像素子单元处于发光状态。例如，可以只控制像素子单元R处于发光状态，使得相邻两个像素单元中一个像素单元的成像光线对应右眼，另一个像素单元的成像光线对应左眼。通过控制单色子像素处于发光状态，可以使用户通过视窗观看到单色三维图像。

图10是本申请实施例提供的另一种显示屏和柱镜光栅的贴附结构示意图的示意图。如图10所示，柱镜光栅可以包括相邻的第一柱状透镜和第二柱状透镜。第一柱状透镜在显示屏上的位置可以与显示屏中第一像素单元的位置对应设置，第二柱状透镜在显示屏上的位置可以与显示屏中第二像素单元的位置对应设置。第一柱状透镜在显示屏的行方向上的长度可以与显示屏中在行方向排布的第一像素单元的长度相等，第二柱状透镜在显示屏的行方向上的长度与显示屏中在行方向排布的第二像素单元的长度相等，第一像素单元和第二像素单元可以处于像素单元阵列中的同一行。

本发明的一个说明性示例，当第一像素单元中的第一像素子单元处于发光状态，第一像素单元中的第二像素子单元处于发光状态，第一像素单元中的第三像素子单元处于发光状态，且第二像素单元中的第四像素子单元处于发光状态时，第一柱状透镜可以折射第一像素子单元发出的成像光线以及可以折射第二像素子单元发出的成像光线，使得第一像素子单元发出的成像光线和第二像素子单元发出的成像光线从柱镜光栅的出光面折射至眼盒的不同区域。并且，第一柱状透镜可以折射第三像素子单元发出的成像光线，第二柱状透镜可以折射第四像素子单元发出的成像光线，使得第三像素子单元发出的成像光线和第四像素子单元发出的成像光线从柱镜光栅的出光面折射至眼盒的不同区域。其中，第一像素子单元和第二像素子单元发出的成像光线的颜色可以相同，第三像素子单元和第四像素子单元发出的成像光线的颜色可以相同，第一像素子单元和第三像素子单元发出的成像光线的颜色可以不同。通过利用柱状透镜折射显示屏中发射的成像光线，可以减少由于同时点亮像素子单元，导致同一像素单元中多个像素子单元空间位置分布不同，射入不同视区造成观看效果较差的问题。并且，通过控制单个像素单元中的多个像素子单元处于发光状态，可以使用户通过视窗观看到彩色的三维虚像，用户体验好。

在一些实施例中，如图10所示的第一像素单元中的五个子像素单元的图像光线经过第一柱状透镜折射后，最终可以分别射入图5C所示的眼盒区域中的第一视区e1至第五视区e5。同理，如图10所示的第二像素单元中的五个子像素单元的图像光线经过第二柱状透镜折射后，最终也可以分别射入图5C所示的眼盒区域中的第一视区e1至第五视区e5。

例如，当第一像素单元中的第一像素子单元R1处于发光状态，第一像素单元中的第二像素子单元R2处于发光状态，第一像素单元的第三像素子单元B1处于发光状态，第二像素单元中的第四像素子单元B3处于发光状态时，第一柱状透镜可以折射第一像素子单元R1发出的成像光线，使得第一像素子单元R1发出的成像光线从柱镜光栅的出光面折射至用户左视线方向对应的如图5C所示的第一视区e1。第一柱状透镜可以折射第二像素子单元R2发出的成像光线，使得第二像素子单元R2发出的成像光线从柱镜光栅的出光面折射至用户右视线方向对应的第四视区e4。第一柱状透镜可以折射第三像素子单元B1发出的成像光线，使得第三像素子单元B1发出的成像光线从柱镜光栅的出光面折射至第三视区e3。第二柱状透镜可以折射第四像素子单元B3发出的成像光线，使得第四像素子单元B3发出的成像光线从柱镜光栅的出光面折射至第二视区e2。

在图10所示的实施例，最终用户看到的虚像相对于显示屏显示的图像来说分辨率在水平方向被压缩了5倍。如果只在显示屏的水平方向执行5颗子像素为一个像素单元进行周期性分光的策略，而竖直方向不做压缩处理的话，会导致最终用户看到的虚像的分辨率相对于显示屏显示的图像的分辨率不是等比例压缩。图11A是本申请实施例提供的一种虚像和显示屏图像之间的分辨率压缩关系，图11B是本申请实施例提供的另一种虚像和显示屏图像之间的分辨率压缩关系。如图11A所示，显示屏显示的图像分辨率为800*480(也即水平方向分辨率为800，竖直方向分辨率为480)，通过图10所示的实施例，只在显示屏的水平方向执行5颗子像素为一个像素单元进行周期性分光的策略，最终用户看到的虚像的分辨率为160*480(也即水平方向分辨率为160，竖直方向分辨率为480)。这样的话会使得虚像中显示的各个画面元素的比例，相对于显示屏中显示的图像中相应画面元素的比例有失真，例如显示屏中显示的一个正方形，在虚像中呈现的状态就是被拉伸生为一个长方行，又如显示屏中显示的一个半圆形，在虚像中呈现的状态就是被拉伸生为一个锥形，影响用户体验。

为此，在本申请的另一些实施例中，在上述实施例的基础上，还可以通过在竖直方向上也进行图像分辨率的压缩，可以使得用户最终观看到的虚像相对于显示屏显示的图像分辨率在水平和竖直方向等比例压缩，提升用户观看体验。

图12是本申请实施例提供的另一种显示屏和柱镜光栅的贴附结构示意图的示意图。如图12所示，柱镜光栅可以包括相邻的第一柱状透镜和第二柱状透镜。第一柱状透镜在显示屏上的位置可以与显示屏中第一像素单元和第三像素单元的位置对应设置，第二柱状透镜在显示屏上的位置可以与显示屏中第二像素单元的位置对应设置。第一柱状透镜在显示屏的行方向上的长度可以与显示屏中在行方向排布的第一像素单元的长度相等，第二柱状透镜在显示屏的行方向上的长度与显示屏中在行方向排布的第二像素单元的长度相等。第一像素单元和第二像素单元可以处于像素单元阵列中的同一行，第三像素单元和第一像素单元可以处于像素单元阵列中的同一列，且像素单元阵列中第三像素单元和第一像素单元在列方向上的距离小于预设距离。例如，第一像素单元在图12所示的第一行，第三像素单元在图12所示的第二行至第五行中的任意一行，第一行至第五行显示内容均相同。

本发明的一个说明性示例，当第一像素单元中的第一像素子单元处于发光状态，第一像素单元中的第二像素子单元处于发光状态，第一像素单元中的第三像素子单元处于发光状态，第二像素单元中的第四像素子单元处于发光状态，且第三像素单元中的第五像素子单元处于发光状态时，第一柱状透镜可以折射第一像素子单元发出的成像光线以及可以折射第二像素子单元发出的成像光线，使得第一像素子单元发出的成像光线和第二像素子单元发出的成像光线从柱镜光栅的出光面折射至眼盒的不同区域。并且，第一柱状透镜可以折射第三像素子单元发出的成像光线，第二柱状透镜可以折射第四像素子单元发出的成像光线，使得第三像素子单元发出的成像光线和第四像素子单元发出的成像光线从柱镜光栅的出光面折射至眼盒的不同区域。并且，第一柱状透镜可以折射第一像素子单元发出的成像光线以及折射第五像素子单元发出的成像光线，使得第一像素子单元发出的成像光线和第五像素子单元发出的成像光线从柱镜光栅的出光面折射至眼盒的相同区域。其中，第一像素子单元和第二像素子单元发出的成像光线的颜色可以相同，第三像素子单元和第四像素子单元发出的成像光线的颜色可以相同，第一像素子单元和第三像素子单元发出的成像光线的颜色可以不同。第一像素子单元和第五像素子单元处于像素单元阵列中的同一列，并且第一像素子单元和第五像素子单元的灰度值相同(也即显示的内容相同)。例如，第一像素单元为例如图12所示的显示屏中像素单元阵列的第一行，第三像素单元为像素单元阵列中第二行至第五行中的任意一行，像素单元阵列中第一行至第二行显示相同的内容。

通过图12所示的实施例，可以使得用户最终观看到的虚像相对于显示屏显示的图像分辨率在水平和竖直方向等比例压缩，提升用户观看体验。例如，如图11B所示的显示屏显示的图像分辨率为800*480(也即水平方向分辨率为800，竖直方向分辨率为480)，通过执行图12所示的实施例，在显示屏的水平方向执行5颗子像素为一个像素单元进行周期性分光的策略，在竖直方向上以5行像素为周期(也即同一列子像素中每5行子像素显示相同内容)，最终用户看到的虚像的分辨率为160*96(也即水平方向分辨率为160，竖直方向分辨率为96)。这样的话会使得虚像中显示的各个画面元素的比例，相对于显示屏中显示的图像中相应画面元素的比例没有失真，例如显示屏中显示的一个正方形，在虚像中呈现的状态还是一个正方形，又如显示屏中显示的一个圆形，在虚像中呈现的还是一个圆形，可以进一步提升用户体验。

采用本申请实施例提供的抬头显示系统，通过柱镜光栅对显示屏进行分光，可以减少因虚像距离较远导致的阳光倒灌的问题的出现，降低对挡风玻璃和整车加工、组装的精度要求，相较于传统增强显示系统，可以取得较大的视场角。

本申请实施例还提供了一种抬头显示系统，包括上述显示装置。

本申请实施例还提供了一种载具，包括上述抬头显示系统。本实施例提供的载具可以包括但不限于车辆等陆用交通工具，航空器(或者称为飞行器)等空中交通工具，或水上或水下交通工具等。

需要说明的是：上述本申请实施例的先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣，且上述本说明书对特定的实施例进行了描述，其他实施例也在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或者步骤可以按照不同的实施例中的顺序来执行并且能够实现预期的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出特定顺序或者而连接顺序才能够实现期望的结果，在某些实施方式中，多任务并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的均为与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置和电子设备的实施例而言，由于其基于相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：显示屏和柱镜光栅；

所述显示屏具有相对设置的出光侧和背光侧；

所述柱镜光栅具有相对设置的入光面和出光面；

所述柱镜光栅的入光面贴附于所述显示屏的出光侧，所述柱镜光栅用于折射所述显示屏出射的成像光线，使得所述成像光线从所述柱镜光栅的出光面沿不同方向入射至眼盒的不同区域。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述显示屏包括呈阵列排布的多个像素单元，每个所述像素单元包括多个像素子单元；

所述柱镜光栅包括多个柱状透镜，所述柱镜光栅被配置为每个所述柱状透镜的位置与所述显示屏中至少一个所述像素单元的位置对应设置。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述柱镜光栅包括相邻的第一柱状透镜和第二柱状透镜；

所述第一柱状透镜的位置与所述显示屏中第一像素单元的位置对应设置，所述第二柱状透镜的位置与所述显示屏中第二像素单元的位置对应设置；

所述第一柱状透镜在所述显示屏的行方向上的长度与所述显示屏中在行方向排布的第一像素单元的长度相等，所述第二柱状透镜在所述显示屏的行方向上的长度与所述显示屏中在行方向排布的第二像素单元的长度相等；

所述第一像素单元和所述第二像素单元处于像素单元阵列中的同一行。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，当所述第一像素单元中的第一像素子单元处于发光状态，所述第一像素单元中的第二像素子单元处于发光状态，所述第一像素单元中的第三像素子单元处于发光状态，且所述第二像素单元中的第四像素子单元处于发光状态时，

所述第一柱状透镜折射所述第一像素子单元发出的成像光线以及折射所述第二像素子单元发出的成像光线，使得所述第一像素子单元发出的成像光线和所述第二像素子单元发出的成像光线从所述柱镜光栅的出光面折射至眼盒的不同区域；

所述第一柱状透镜折射所述第三像素子单元发出的成像光线以及所述第二柱状透镜折射所述第四像素子单元发出的成像光线，使得所述第三像素子单元发出的成像光线和所述第四像素子单元发出的成像光线从所述柱镜光栅的出光面折射至眼盒的不同区域；

其中，所述第一像素子单元和所述第二像素子单元发出的成像光线的颜色相同，所述第三像素子单元和所述第四像素子单元发出的成像光线的颜色相同，所述第一像素子单元和所述第三像素子单元发出的成像光线的颜色不同。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述显示屏中的第三像素单元与所述第一像素单元处于所述像素单元阵列中的同一列，且所述像素单元阵列中所述第三像素单元和所述第一像素单元在列方向上的距离小于预设距离；

当所述第一像素单元中的第一像素子单元处于发光状态，且所述第三像素单元中的第五像素子单元处于发光状态时，

所述第一柱状透镜折射所述第一像素子单元发出的成像光线以及折射所述第五像素子单元发出的成像光线，使得所述第一像素子单元发出的成像光线和所述第五像素子单元发出的成像光线从所述柱镜光栅的出光面折射至眼盒的相同区域；

所述第一像素子单元和所述第五像素子单元处于所述像素单元阵列中的同一列，并且所述第一像素子单元和所述第五像素子单元的灰度值相同。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述柱状透镜的位置与所述显示屏中第一像素单元和第二像素单元的位置对应设置；

所述柱状透镜在所述显示屏的行方向上的长度与所述显示屏中在行方向排布的所述第一像素单元和所述第二像素单元的长度和相等；

所述第一像素单元和所述第二像素单元处于像素单元阵列中的同一行。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，当所述第一像素单元中的第一像素子单元处于发光状态，且所述第二像素单元中的第二像素子单元处于发光状态时，

所述柱状透镜折射所述第一像素子单元发出的成像光线以及折射所述第二像素子单元发出的成像光线，使得所述第一像素子单元发出的成像光线和所述第二像素子单元发出的成像光线从所述柱镜光栅的出光面折射至眼盒的不同区域；

所述第一像素子单元和所述第二像素子单元发出的成像光线的颜色相同。

8.一种抬头显示系统，其特征在于，所述抬头显示系统包括权利要求1-7任一项所述的显示装置。

9.一种载具，其特征在于，所述载具包括权利要求8所述的抬头显示系统。

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