CN116413914A - 一种显示装置和交通工具 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种显示装置和交通工具。该装置包括:投影模块、偏转反射组件以及棱镜组。其中,投影模块用于向偏转反射组件投射第一路成像光,偏转反射组件用于将第一路成像光反射生成至少两路子成像光,并以至少两个角度分别将该至少两路子成像光反射到棱镜组中,棱镜组用于使至少两路子成像光以不同的路径传输,并出射该至少两路子成像光。本申请提供的显示装置能够利用棱镜组改调节不同子成像光的光程,光路结构简单,器件复用率高,且图像的画面基本无串扰。
Description
技术领域
本申请实施例涉及显示技术领域以及智能汽车驾驶技术领域,并且更具体地,涉及一种显示装置。
背景技术
汽车已经成为人们日常生活不可或缺的交通工具。随着汽车数量的增多,交通事故发生的频率也越来越高。为了提高驾驶安全性,抬头显示器(head up display,HUD),特别是增强现实抬头显示器(augmented reality head up display,AR-HUD)成为了热门研究方向。
AR-HUD能够将驾驶员驾驶时需要的一些重要信息投射到汽车前风挡玻璃上,显示虚像与汽车周围的实景融合,融合实景的光线经过反射摄入驾驶员眼睛,使驾驶员看到与实景融合的虚像,从而驾驶员不需要低头查看仪表,眼睛始终注视前方路面,改善了因低头对安全驾驶的影响。
目前的增强现实抬头显示器为了达成增强现实的效果,通常需要两个或以上图像生成单元(picture generate unit,PGU)来提供多个影像,使得AR-HUD体积较大且成本高昂。
因此,如何减小HUD体积并且降低成本,提升显示效果是亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种显示装置和交通工具。该显示装置光路结构简单,能够提高图像的生成质量,同时,体积更紧凑。
第一方面,提供了一种显示装置,该装置包括:投影模块、偏转反射组件以及棱镜组。其中,投影模块,用于向偏转反射组件投射第一路成像光。偏转反射组件,用于将第一路成像光反射生成至少两路子成像光,并以至少两个角度分别将所述至少两路子成像光反射到棱镜组中。棱镜组,用于使上述至少两路子成像光在棱镜组中以不同的路径传输,并出射所述至少两路子成像光。
基于上述方案,本申请提供的显示装置通过偏转反射组件将一路成像光分成至少两路子成像光,并利用棱镜组改变至少两路成像光的光程,可以使得不同的子成像光成像在不同的焦平面上,以形成至少两幅图像,实现多图像显示的效果。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,棱镜组包括第一棱镜和第二棱镜,其中,第一棱镜,用于将投影模块出射的第一路成像光全反射到偏转反射组件的反射面上,并透射该偏转反射组件反射的至少两路子成像光。第二棱镜,用于透射来自第一棱镜的至少两路子成像光中的第一子成像光,以及将来自第一棱镜的至少两路子成像光中的第二子成像光反射,使第二子成像光从第二棱镜出射。
基于上述方案,本申请提供的显示装置利用两个棱镜构成的棱镜组对偏转反射组件出射子成像光的光程进行改变,即,使得第一子成像光透射第一棱镜和第二棱镜,使得第二子成像光透过第一棱镜后,在第二棱镜中经过反射后再出射。该过程并不需要精密机械的控制,且无图像串扰的风险,提升了成像的可靠性。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该第一棱镜包括第一棱镜面、第二棱镜面和第三棱镜面,其中,投影模块出射的第一路成像光透射第一棱镜面,被第二棱镜面全反射后,从第三棱镜面射出。偏转反射组件反射的至少两路子成像光透射第三棱镜面和第二棱镜面。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第二棱镜包括第四棱镜面、第五棱镜面、第六棱镜面。其中,第一棱镜出射的至少两路子成像光中的第一子成像光透射第四棱镜面,从第六棱镜面射出,第一棱镜出射的至少两路子成像光中的第二子成像光透射第四棱镜面,被第五棱镜面反射后,从第六棱镜面射出。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第一棱镜的第二棱镜面与第二棱镜的第四棱镜面平行。
基于上述方案,第一棱镜的第二棱镜面与第二棱镜的第四棱镜面平行,可以保证从第一棱镜出射的第一子成像光和第二子成像光的角度与入射到第二棱镜中的入射角度相同,使得棱镜的设计更为简单。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第一棱镜的第三棱镜面与偏转反射组件未发生角度偏转时的反射面平行,第二棱镜的第六棱镜面与偏转反射组件未发生角度偏转时的反射面平行。
可选地,该偏转反射组件未发生角度偏转时的反射面为水平方向。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第二棱镜面与第三棱镜面的夹角为α角度,第四棱镜面与第五棱镜面的夹角为β角度。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第一路成像光以某一特定入射角度入射到第二棱镜面上时,该α角度使第一成像光全反射至偏转反射组件的反射面上,该β角度使第二子成像光在第五棱镜面反射从第六棱镜面出射。
可选地,该β角度使第二子成像光在第五棱镜面全反射后,从第六棱镜面出射。
基于上述方案,当第二子成像光在第五棱镜面上发生全反射时,能够提高第二子成像光的利用率。
可选地,该棱镜组可以使得第一子成像光和第二子成像光的出射角度相同。
基于上述方案,当第一子成像光和第二子成像光的出射角度相同时,可以通过共用相同的成像模组,是光程不同的第一成像光和第二成像光在不同的焦平面上成像。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该棱镜组包括第三棱镜、第四棱镜和第五棱镜。其中,第三棱镜,用于将投影模块出射的第一路成像光全反射到偏转反射组件的反射面上,并透射偏转反射组件反射的至少两路子成像光。第四棱镜,用于透射来自第三棱镜的至少两路子成像光中的第一子成像光,以及透射来自第五棱镜的至少两路子成像光中的第二子成像光。第五棱镜,用于将来自第三棱镜的至少两路子成像光中的第二子成像光反射,并使第二子成像光从第五棱镜出射后入射到第四棱镜中。
基于上述方案,本申请提供的显示装置利用三个棱镜构成的棱镜组对偏转反射组件出射子成像光的光程进行改变,即,使得第一子成像光透射第三棱镜和第四棱镜,使得第二子成像光透过第三棱镜后,在第五棱镜中经过反射后,从第四棱镜出射。该过程并不需要精密机械的控制,且无图像串扰的风险,提升了成像的可靠性。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该第三棱镜包括第一棱镜面、第二棱镜面和第三棱镜面。其中,投影模块入射的第一路成像光透射第三棱镜的第一棱镜面,被第三棱镜的第二棱镜面全反射后,从第三棱镜的第三棱镜面射出。偏转反射组件反射的至少两路子成像光以至少两个角度透射第三棱镜的第三棱镜面和第三棱镜的第二棱镜面。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第四棱镜包括第四棱镜面、第五棱镜面和第六棱镜面。其中,第三棱镜出射的至少两路子成像光中的第一子成像光透射第四棱镜的第四棱镜面,从第四棱镜的第五棱镜面射出。第三棱镜出射的至少两路子成像光中的第二子成像光透射第四棱镜的第六棱镜面,从第四棱镜的第五棱镜面射出。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该第五棱镜包括第七棱镜面、第八棱镜面和第九棱镜面。其中,第三棱镜出射的至少两路子成像光中的第二子成像光透射第五棱镜的第七棱镜面,被第五棱镜的第八棱镜面和第五棱镜的第九棱镜面反射后,从该第八棱镜面射出。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第三棱镜的第二棱镜面与第四棱镜的第四棱镜面平行,第三棱镜的第二棱镜面与第五棱镜的第七棱镜面平行。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第四棱镜的第六棱镜面与第五棱镜的第八棱镜面平行。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第四棱镜的第六棱镜面与偏转反射组件未发生角度偏转时的反射面平行,第三棱镜的第三棱镜面与偏转反射组件未发生角度偏转时的反射面平行。
可选地,该偏转反射组件未发生角度偏转时的反射面为水平方向。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第二棱镜面与第三棱镜面的夹角为α角度,第七棱镜面与第八棱镜面的夹角为β角度,第八棱镜面与第九棱镜面的夹角为γ。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第一路成像光以某一特定入射角度入射到第二棱镜面上时,该α角度使第一成像光全反射至偏转反射组件的反射面上,该β角度和γ角度使第二子成像光在第八棱镜面和第九棱镜面上反射后从第八棱镜面出射。
可选地,该β角度使第二子成像光在第八棱镜面全反射后,入射到第九棱镜面,该γ角度使第二子成像光在第九棱镜面全反射后从第八棱镜面出射。
基于上述方案,当第二子成像光在第八棱镜面和第九棱镜面上发生全反射时,能够提高第二子成像光的利用率。
可选地,该棱镜组可以使得第一子成像光和第二子成像光的出射角度相同。
基于上述方案,当第一子成像光和第二子成像光的出射角度相同时,可以通过共用相同的成像模组,是光程不同的第一成像光和第二成像光在不同的焦平面上成像。
基于上述方案,本申请提供的显示装置,通过棱镜组的设计,使得光路结构简单,体积紧凑,且图像之间无串扰,成像可靠性得到提升。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,偏转反射组件包括第一反射区域和第二反射区域,其中,第一反射区域,用于以第一角度反射第一路成像光的部分光束到棱镜组中,以形成第一路子成像光。第二反射区域,用于以第二角度反射第一路成像光的另一部分光束到棱镜组中,以形成第二路子成像光。
其中,该第一反射区域和第二反射区域的设置是根据成像的需求的视场角决定的。
基于上述方案,通过对偏转反射组件设置不同的反射区域,利用不同反射区域的反射角,将第一路成像光分为第一子成像光和第二子成像光,实现输出两束成像光的目的。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该偏转反射组件,用于在第一时刻以第一角度将第一路成像光反射至该棱镜组,以形成第一路子成像光。并且,还用于在第二时刻以第二角度将第一路成像光反射至该棱镜组,以形成第二路子成像光。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该投影模块在第一时刻投射的第一路成像光和在第二时刻投射的第一路成像光分别携带不同的图像。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该偏转反射组件包括数字微镜设备DMD或者反射镜或者微机电系统芯片。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该装置还包括:空间成像模组,基于来自棱镜组的至少两路成像光生成至少两幅图像。
第二方面提供了一种交通工具,该交通工具包括如上述第一方面以及第一方面中任一种可能实现方式中的显示设备。
附图说明
图1示出了本申请实施例提供的显示设备的一种应用场景的示意图。
图2示出了本申请实施例提供的一种显示设备100的结构示意图。
图3示出了适用于本申请的一种偏转反射组件的示意图。
图4示出了适用于本申请的一种偏转反射组件的图像控制区域示意图。
图5示出了适用于本申请的另一种偏转反射组件的示意图。
图6示出了适用于本申请的一种棱镜组的结构示意图。
图7示出了适用于本申请的另一种棱镜组的结构示意图。
图8示出了本申请实施例提供的一种显示设备800的结构示意图。
图9示出了适用于本申请的一种成像示意图。
图10示出了本申请实施例提供的一种显示设备1000的结构示意图。
图11示出了本申请实施例应用于交通工具上的一种结构示意图。
图12示出了本申请实施例提供的一种显示设备的电路示意图。
图13示出了本申请实施例提供的一种交通工具的功能框架示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
为了便于理解本申请实施例,作出以下说明。
第一、在下文示出的本申请实施例中的文字说明或者附图中的术语,“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等以及各种数字编号仅为描述方便进行的区分,而不必用于描述特定的顺序或者先后次序,并不用来限制本申请实施例的范围。例如,区分不同的成像光或者不同的棱镜表面等。
第二、下文示出的本申请实施例中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,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,而是可以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他步骤或者单元。
第三、在本申请实施例中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示例子、例证或说明,被描述为“示例性的”或者“例如”的实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念,便于理解。
第四、在本申请实施例中,成像光以及子成像光均是指携带有图像(或图像信息)的光,用于生成图像。
图1是本申请实施例提供的HUD设备的一种应用场景的示意图。如图1所示,HUD设备设置在汽车上。HUD设备用于将车辆的状态信息、外界物体的指示信息和导航信息等通过车辆的挡风玻璃投射在驾驶员的视野范围内。状态信息包括但不限于行驶速度、行驶里程、燃油量、水温和车灯状态等信息。外界物体的指示信息包括但不限于安全车距、周围障碍物和倒车影像等。导航信息包括但不限于方向箭头、距离和行驶时间等。
其中,导航信息和外界物体的指示信息对应的虚像可以叠加在车辆外的真实环境上,使得驾驶员可获得增强现实的视觉效果,例如可用于增强现实(augmented reality,AR)导航、自适应巡航、车道偏离预警等。由于导航信息对应的虚像可以与实景结合,因此HUD设备通常与汽车的高级驾驶辅助系统(advanced driving assistant system,ADAS)系统配合。为了不干扰路况,仪表信息对应的虚像距离人眼通常为2米至3米左右。为了使导航信息对应的虚像与真实的路面能够更好的融合,导航信息对应的虚像距离人眼一般为7米至15米左右。其中,导航信息的虚像所在的位置称为远焦面,仪表信息的虚像所在的平面称为近焦面。
然而,为了实现双图像显示的AR-HUD,通常采用两个图像生成装置出射两组HUD成像光路,来分别实现两个不同距离的投影,具有占用较大车内空间的缺点。因此,如何通过一个图像生成装置投影出射一路成像光路来实现在风挡玻璃上显示两个图像,仍然是热点的发展方向。
图2示出了本申请实施例提供的一种显示装置100的结构示意图。如图2所示,该显示装置包括:投影模块101,偏转反射组件102和棱镜组103。
投影模块101用于向偏转反射组件102投射第一路成像光。偏转反射组件102用于将投影模块101投射的第一路成像光反射生成至少两路子成像光,并以至少两个角度分别将所该至少两路子成像光反射到棱镜组103中。棱镜组103用于使偏转反射组件102生成的至少两路子成像光以不同的路径在该棱镜组103中传输,并出射该至少两路子成像光。
在本申请实施例中,该投影模块101中应至少包括光源、调制元件和投影器件,其中,光源用于提供承载图像数据的光束,调制单元用于根据图像数据对光源发出的光束进行调制,使从调制单元输出的光承载图像数据,即调制单元输出的光为成像光(或称为图像光)。投影器件用于将承载有图像数据的成像光投射。
示例性的,上述偏转反射组件102可以包括数字微镜设备(digital mirco-mirrordevice,DMD)、反射镜或者微电机系统等,本申请不做限定。
DMD是一种全数字化的平板显示器件,它将反射微镜阵列集成在芯片上。如图3所示。DMD上的每个小镜子可以看做光开关,能够沿对角线实现正负角度的反转(例如一般为12°),可以认为正为开状态(On-state),负为闭状态(Off-state)。同时它还存在一个上电状态(不加载任何图片),每个小镜子不会偏转。
在一种可实现的方式中,偏转反射组件102为DMD时,该DMD可以根据第一路成像光中携带的图像,具体的,可以是按照第一路成像光中包含的图像的数量,划分为与图像数量相同的区域,同一个区域中的微反射镜的偏转角度相同,不同的图像控制区域的微反射镜的偏转角度不同,用以控制包含不同图像的成像光反射到不同的方向,从而使的不同的成像光生成不同的图像。
示例的,第一路成像光中包含两幅图像,如图4所示的DMD上的微反射镜阵列被划分为两个区域,第一区域内的反射镜的偏转角度为+θ,第二区域内的反射镜的偏转角度为-θ。当第一成像光作为入射光投射到该第一区域时,经过+θ角度的微反射镜反射,生成上述第一子成像光,该第一子成像光向第一方向出射。第一成像光作为入射光投射到该第二区域时,经过-θ角度的微反射镜反射,生成上述第二子成像光,该第二子成像光向第二方向出射。其中,该第一子成像光和该第二子成像光携带不同的图像(或图像信息)。
在另一种可实现的方式中,偏转反射组件102为反射镜时,该反射镜的数量依据第一成像光中的图像数量来设计,不同的反射镜的偏转角度不同,从而将入射的第一路成像光中包含的不同图像的光以不同的角度反射。示例的,如图5所示,为两个反射镜组成的偏转反射组件102,第一个反射镜的偏转角度为+θ,第二个反射镜的偏转角度为-θ。第一图像光入射到反射镜组上时,+θ角度的反射镜将该携带第一图像光向第一方向反射。第二图像光入射到反射镜组上时,-θ角度的反射镜将该携带第二图像光向第二方向反射。
在一些示例中,上述棱镜组103可以包括两个棱镜、三个棱镜、以及其他数量的棱镜,本申请不做限定。在一种可实现的方式中,棱镜组103包括两个棱镜,如图6所示,其中,第一棱镜,用于将投影模块101出射的第一路成像光全反射到偏转反射组件102的反射面上,并透射偏转反射组件102反射的第一子成像光和第二子成像光。第二棱镜,用于透射来自第一棱镜的第一子成像光,以及将来自第一棱镜的第二子成像光反射,使所述第二子成像光从所述第二棱镜出射。
具体地,该第一棱镜可以包括第一棱镜面、第二棱镜面和第三棱镜面,第二棱镜可以包括第四棱镜面、第五棱镜面、第六棱镜面。
第一路成像光从投影模块101出射后,透射第一棱镜面,被第二棱镜面全反射后,从第三棱镜面射出,从第三棱镜面出射的第一成像光入射到偏转反射组件102上,反射生成第一子成像光和第二子成像光。其中,第一子成像光透射第三棱镜面和第二棱镜面入射到第四棱镜面上,透射该第四棱镜面后,从第六棱镜面出射。对于第二子成像光来说,该第二子成像光首先从第三棱镜面透射,并从第二棱镜面透射后从第四棱镜面透射,入射到第五棱镜面上,经过该第五棱镜面反射后,从第六棱镜面透射。
示例性地,该第一棱镜和该第二棱镜之间可以通过光学胶粘合而成,粘合面位于第二棱镜面和第四棱镜面之间,且该第二棱镜面与光学胶以及该第四棱镜面与光学胶之间留有空气间隙,进而在该第一成像光入射到该第二棱镜面上时,能够满足该第一路成像光在该第二棱镜面的全反射角度。其中,该第二棱镜面与该第四棱镜面可以平行,使得从第二棱镜面出射的第一子成像光和第二子成像光入射到该第四棱镜面的角度保持不变。
此外,对于第一棱镜来讲,第二棱镜面和第三棱镜面的夹角α角设置为使第一路成像光在第二棱镜面的入射角度大于或者等于第一棱镜的全反射角,同时使来自偏转反射组件102的第一子成像光和第二子成像光在第二棱镜面的入射角度小于该第一棱镜的全反射角。
对于第二棱镜来讲,第四棱镜面与第五棱镜面的夹角β角,使第二子成像光在第五棱镜面上反射,同时使反射的第二子成像光从第六棱镜面的入射角度小于第二棱镜的全反射角。
可选地,上述β角的设置,也可以使该第二子成像光在第五棱镜面上满足全反射,目的是让更多的第二子成像从第六棱镜面出射。
可选地,第六棱镜面与第三棱镜面平行。
在一种可实现的方式中,该第六棱镜面与第三棱镜面为水平方向,当第一路成像光以某一特定入射角度入射到第二棱镜面上时,该α角度使第一成像光入射到偏转反射组件102上,配合偏转反射组件102的偏转角度+θ,使得第一子成像光的出射方向垂直于水平方向。同时,偏转反射组件102的偏转角度-θ,使得第二子成像光沿着反射方向入射到第五棱镜面上,配合β角度使第二子成像光在第五棱镜面反射后垂直从第六棱镜面出射。即,该棱镜组可以使得第一子成像光和第二子成像光的出射角度相同。
在一种可实现的方式中,棱镜组103包括三个棱镜,如图7所示,其中,第三棱镜,用于将投影模块101出射的第一路成像光全反射到偏转反射组件102的反射面上,并透射偏转反射组件102反射的第一子成像光和第二子成像光。第四棱镜,用于透射来自第三棱镜的第一子成像光,以及透射来自第五棱镜的第二子成像光。第五棱镜,用于将来自第三棱镜的第二子成像光反射,并使该第二子成像光从第五棱镜出射后入射到第四棱镜中。
具体地,该第三棱镜可以包括第一棱镜面、第二棱镜面和第三棱镜面,第四棱镜可以包括第四棱镜面、第五棱镜面、第六棱镜面,第五棱镜包括第七棱镜面、第八棱镜面和第九棱镜面。
第一路成像光从投影模块101出射后,透射第一棱镜面,被第二棱镜面全反射后,从第三棱镜面射出,从第三棱镜面出射的第一成像光入射到偏转反射组件102上,反射生成第一子成像光和第二子成像光。其中,第一子成像光透射第三棱镜面和第二棱镜面后入射到第四棱镜面上,透射该第四棱镜面后,从第五棱镜面出射。对于第二子成像光来说,该第二子成像光首先从第三棱镜面透射,并从第二棱镜面透射后从第七棱镜面透射,入射到第八棱镜面上,经过该第八棱镜面反射以及第九棱镜面反射后,从第八棱镜面透射,入射至第六棱镜面,透射该第六棱镜面后从第五棱镜面透射。
其中,该第三棱镜与该第四棱镜和第五棱镜之间可以通过光学胶粘合而成,粘合面位于第二棱镜面与第四棱镜面之间,以及第二棱镜面与第七棱镜面之间。且该第二棱镜面与光学胶以及该第四棱镜面与光学胶之间留有空气间隙,第二棱镜面与光学胶以及第七棱镜面与光学胶之间留有空气间隙,以使得该第一成像光入射到该第二棱镜面上时,能够满足该第一路成像光在该第二棱镜面的全反射角度。其中,该第二棱镜面与该第四棱镜面可以平行,该第二棱镜面与该第七棱镜面可以平行,使得第一子成像光从第二棱镜面出射的角度与入射到第四棱镜面的入射角度不变,以及使得第二子成像光从第二棱镜面出射的角度与入射到第七棱镜面的入射角度不变。该第八棱镜面与该第六棱镜面平行,使得第二成像光从第八棱镜面出射的角度与入射到第六棱镜面的角度相同。该第八棱镜面与该第六棱镜面可以通过光学胶粘合。
此外,对于第三棱镜来讲,第二棱镜面和第三棱镜面的夹角α角的设置可以使第一路成像光在第二棱镜面的入射角度大于或者等于第一棱镜的全反射角,同时使来自偏转反射组件102的第一子成像光和第二子成像光在第二棱镜面的入射角度小于该第一棱镜的全反射角。
对于第五棱镜来讲,第七棱镜面与第八棱镜面的夹角β角的设置,以及第八棱镜面与第九棱镜面的夹角γ角的设置,使第二子成像光在第八棱镜面上反射一次,经过第八棱镜面反射的第二成像光在第九棱镜面上进行一次反射后,从该第八棱镜面出射。即通过控制β角和γ角,使偏转反射组件102反射的第二子成像光在第八棱镜面的入射角度小于第二棱镜的全反射角。
可选地,上述β角和γ角的设置,也可以使该第二子成像光在第八棱镜面上和第九棱镜面上满足全反射,目的是让更多的第二子成像光从第八棱镜面出射。
可选地,第五棱镜面与第三棱镜面平行。
在一种实现方式中,该第五棱镜面与第三棱镜面为水平方向,当第一路成像光以某一入射角度入射到第二棱镜面上时,α角度使第一成像光入射到偏转反射组件102上,配合偏转反射组件102的偏转角度+θ,使得第一子成像光的出射方向垂直于水平方向。同时,偏转反射组件102的偏转角度-θ,使得第二子成像光沿着反射方向入射到第八棱镜面上,配合β角度使第二子成像光在第八棱镜面反射后入射到第九棱镜面上,同时配合γ角度,使第二子成像光在第九棱镜面上垂直水平面反射,并垂直透射第六棱镜面,从第五棱镜面垂直出射。即,该棱镜组可以使得第一子成像光和第二子成像光的出射角度相同。
本申请实施例中,本申请多棱镜组中棱镜的数量并不限定,但该棱镜组的数量可以配合偏转反射组件102反射的子成像光束的数量,使每一路子成像光成像在不同的焦平面上。另外,无论是棱镜组是包括两个棱镜或者三个棱镜或者而其他数量的棱镜,本申请对棱镜组中的棱镜形状并不限定,例如,上述第一棱镜可以是直角棱镜,第二棱镜可以是楔形棱镜等。此外,由于该第一棱镜和第二棱镜之间存在空气间隙,因此,对上述第一棱镜和第二棱镜的材料并不限定,即,可以采用相同的材料或者而不同的材料,常见的,棱镜材料可以是冕牌玻璃或者火石玻璃等。
此外,在本申请实施例中,棱镜组中每个棱镜面还可以根据其在光路中的作用,表面镀上不同的膜层。示例性地,在第二棱镜中,该第五棱镜面可以镀有增反膜,使得第二子成像光在该面上的反射增强。或者,在第二棱镜中,该第四棱镜面可以镀有增透膜,使得第二子成像光在该面上的透射增强等。
基于上述方案,本申请实施例通过偏转反射组件将一路成像光分成至少两路子成像光,并利用棱镜组改变至少两路成像光的光程,可以使得不同的子成像光成像在不同的焦平面上,以形成至少两幅图像。在本申请实施例中,能够实现多图像显示的方案,并通过棱镜设计调整光路,体积更紧凑,且无图像串扰的风险。
接下来,结合上述图3至图5中对于偏转反射组件102的说明,以及图6和图7中对于棱镜组103的说明,对本申请提供的显示装置的一些可能结构进行说明。
下面以该显示装置生成两个图像(双焦面)为例,对本申请实施例进行详细说明。
图8示出了本申请实施例提供的一种显示装置800的示意图。具体如图8所示,显示设备800包括投影模块801、偏转反射组件802、棱镜组803以及空间成像模组805。
投影模块801,出射第一路成像光。该第一路成像光透射棱镜组803的第一棱镜的第一棱镜面,在该第一棱镜的第二棱镜面发生全反射后,从第一棱镜的第三棱镜面出射,入射到偏转反射组件802的反射面上。其中,该投影模块801包括图像生成单元PGU。
可选地,当第一路成像光中包含一个图像时,该偏转反射组件802可以包括一个反射区,在第一时刻以第一角度将第一路成像光反射至棱镜组803中,形成第一路子成像光。该第一路子成像光透射第一棱镜的第三棱镜面,从第一棱镜的第二棱镜面出射,从第二棱镜的第四棱镜面透射后,从第二棱镜的第六棱镜面出射,并入射到空间成像模组805上,经过空间成像模组805成像在第一焦平面上。在第二时刻,该偏转反射组件802以第二角度将第一路成像光反射至棱镜组803中,形成第二路子成像光。该第二路子成像光透射第一棱镜的第三棱镜面,从第一棱镜的第二棱镜面出射,从第二棱镜的第四棱镜面透射后,被第二棱镜的第五棱镜面反射,从第二棱镜的第六棱镜面出射,并入射到空间成像模组805上,经过空间成像模组805成像在第二焦平面上。其中,上述空间成像模组805可以是透镜组,且该空间成像模组805中的透镜数量以及透镜的面型等,本申请并不限定。
其中,该投影模块801会分时交替输出携带不同的图像A及图像B的第一路成像光,例如图像A为远焦面的图像,图像B为近焦面的图像,在t1时刻显示图像A,在t2时刻显示图像B,t3时刻再显示图像A,t4时刻再显示图像B。该图像A与图像B的切换间隔小于人眼视觉暂留时间。同时,为了避免图像闪烁,两个图像A之间的切换间隔(例如t3-t1)以及两个图像B之间的切换间隔(t4-t2)也小于人眼视觉暂留时间。此时,图8的所示的显示装置800可以让使用者同时看见图像A及图像B,如图11所示,进而达成一个显示装置同时显示两幅图像的效果。
可以理解的是,上述投影模块801切换图像与偏转反射组件802改变偏转角度是同步进行的,即投影模块801切换图像的同时,偏转反射组件802改变偏转角度。上述方式可以使显示装置显示的效果最佳。
此外,当第一路成像光中包含一个图像时,该投影模块801中的光源在第一时刻提供承载图像A的数据光束,调制单元用于根据图像A的数据对光源发出的光束进行调制,使从调制单元输出的光承载有图像A的数据。投影器件用于将承载有图像A的数据的成像光向外投射。同时,该投影模块801中的光源在第二时刻提供承载图像B的数据光束,调制单元用于根据图像B的数据对光源发出的光束进行调制,使从调制单元输出的光承载有图像B的数据。投影器件用于将承载有图像B的数据的成像光向外投射。
基于上述方案,本申请提供的显示装置可以仅包括一个像源,分别在不同的时刻产生不同的图像,并出射不同的图像光,从而达到显示多幅图像的效果。减小了显示装置的体积和降低了显示装置的成本。
可选地,当第一路成像光中包含两个图像时,该偏转反射组件802可以包括两个反射区,其中,该偏转反射组件802的第一反射区以第一角度将第一路成像光中的部分光束反射至棱镜组803中,形成第一路子成像光。该第一路子成像光透射第一棱镜的第三棱镜面,从第一棱镜的第二棱镜面出射,从第二棱镜的第四棱镜面透射后,从第二棱镜的第六棱镜面出射,并入射到空间成像模组805上,经过空间成像模组805,成像在第一焦平面(远焦面)上。该偏转反射组件802的第二反射区以第二角度将第一路成像光中的另一部分光束反射至棱镜组803中,形成第二路子成像光。该第二路子成像光透射第一棱镜的第三棱镜面,从第一棱镜的第二棱镜面出射,从第二棱镜的第四棱镜面透射后,被第二棱镜的第五棱镜面反射,从第二棱镜的第六棱镜面出射,并入射到空间成像模组805上,经过空间成像模组805,成像在第二焦平面(近焦面)上。由此,使得一个显示装置同时显示两幅图像。
其中,当第一路成像光中包含两个图像时,该投影模块801中的光源提供用于同时承载图像A和图像B的数据的光束,调制单元用于根据图像A和图像B的数据对光源发出的光束进行调制,使从调制单元输出的光承载有图像A和图像B的数据。投影模块801中的投影器件用于将承载有图像A和图像B的数据的成像光投射。
此外,上述偏转反射组件802中不同图像控制区域的划分可以是根据生成的图像的视场角确定的。具体地,如图9所示,当需要产生的第一图像的视场角为θ时,该第一图像控制区域(上述第一反射区)为图9中的901,当需要产生的第二图像的视场角为α时,该第二图像控制区域(上述第二反射区)为图9中的902。其中,由于第一子成像光和第二子成像光经过棱镜组后的光程不同,因此,在图9的示意图中,该第一图像控制区域901与该第二图像控制区域902,并不在同一个平面上。该图9中905和904分别表示第一图像的像面位置,903用于表示上述空间成像模组805。此外,为了画图的方便,图9中的角度仅表示1/2视场角,且为主视图。
基于上述方案,本申请提供的显示装置,基于棱镜组的设置,能够通过改变子成像光的光程,使出射的子成像光的角度相同,从而达到所有的子成像光能够共用同一个空间成像模组的目的,进一步的减小显示装置的体积和成本。此外,本申请通过棱镜组设计来调整光路,体积紧凑且无图像串扰的风险。
当第一图像光仅承载一个图像时,对于偏转反射组件802为反射镜的场景,反射镜的数量可以为1个,并在不同时刻根据第一路成像光携带的不同图像,同步偏转不同的角度,使反射光的出射方向不同。其他场景下,该装置800中的偏转反射组件802可以参考上述对偏转反射组件102的说明,此处不再赘述。
可选地,该装置800中还可以包括中继透镜组804,该中继透镜组804是一种透镜式转向系统,可以放置在投影模块801和棱镜组803之间,用于改变第一路成像光的传输方向,使该第一路成像光能入射到棱镜组中的第一棱镜上,提高光的利用效率。该中继透镜组804可以选择由两组双胶合球面透镜组成,本申请并不限定。
图10示出了本申请实施例提供的一种显示装置1000的示意图。具体如图10所示,显示设备1000包括投影模块1001、偏转反射组件1002、棱镜组1003以及空间成像模组1005。
投影模块1001,出射第一路成像光。该第一路成像光透射棱镜组1003的第三棱镜的第一棱镜面,在该第三棱镜的第二棱镜面发生全反射后,从第三棱镜的第三棱镜面出射,入射到偏转反射组件1002的反射面上。
可选地,当第一路成像光中包含一个图像时,该偏转反射组件1002可以包括一个反射区。
在一种可实现的方式中,当该偏转反射组件1002为DMD时,DMD的微反射镜阵列可以不用划分不同的反射区域。具体地,在第一时刻时,DMD的微反射镜阵列中的所有微反射镜均偏转为第一角度,并以第一角度将第一路成像光反射至棱镜组1003中,形成第一路子成像光。该第一路子成像光透射第三棱镜的第三棱镜面,从第三棱镜的第二棱镜面出射,从第四棱镜的第四棱镜面透射后,从第四棱镜的第五棱镜面出射,并入射到空间成像模组1005上,经过空间成像模组1005,成像在第一焦平面(远焦面)上。在第二时刻,DMD的微反射镜阵列中的所有微反射镜均偏转为第二角度,并以第二角度将第一路成像光反射至棱镜组1003中,形成第二路子成像光。该第二路子成像光透射第三棱镜的第三棱镜面,从第三棱镜的第二棱镜面出射,透射第五棱镜的第七棱镜面后,被第五棱镜的第八棱镜面反射一次,再经过第五棱镜的第九棱镜面反射一次后,从第五棱镜的第八棱镜面出射,透射第四棱镜的第六棱镜面后,从第四棱镜的第五棱镜面出射,并入射到空间成像模组1005上,经过空间成像模组1005,成像在第二焦平面(近焦面)上。
在另一种可实现的方式中,该偏转反射组件1002为反射镜。在第一时刻时,该反射镜可以偏转到第一角度,以使出射的第一子成像光成像在第一焦平面上。在第二时刻时,该反射镜可以偏转到第二角度,以使出射的第二子成像光成像在第二焦平面上。
其中,该投影模块1001会分时交替输出携带不同的图像A及图像B的第一路成像光,例如图像A为远焦面的图像,图像B为近焦面的图像。投影模块1001的具体输出过程可以参考上述实施例中投影模块801的描述,在此不再赘述。
图10的所示的装置1000可以让使用者同时看见图像A及图像B,如图11所示,即实现一个显示装置同时显示两幅图像的效果。
基于上述方案,本申请提供的显示装置,可以由一个像源(例如投影模块1001)通过出射不同的图像光,来达到显示多幅图像的效果,减小了显示装置的体积和降低了显示装置的成本。
可选地,当第一路成像光中包含两个图像时,该偏转反射组件1002可以包括两个反射区。
在一种实现方式中,当该偏转反射组件1002为DMD时,DMD的微反射镜阵列可以划分两个反射区域。具体地,第一反射区以第一角度将第一路成像光反射至棱镜组1003中,形成第一路子成像光。该第一路子成像光透射第三棱镜的第三棱镜面,从第三棱镜的第二棱镜面出射,从第四棱镜的第四棱镜面透射后,从第四棱镜的第五棱镜面出射,并入射到空间成像模组1005上,经过空间成像模组1005,成像在第一焦平面上。第二反射区以第二角度将第一路成像光反射至棱镜组1003中,形成第二路子成像光。该第二路子成像光透射第三棱镜的第三棱镜面,从第三棱镜的第二棱镜面出射,从第五棱镜的第七棱镜面透射后,经过第五棱镜的第八棱镜面一次反射,被第五棱镜的第九棱镜面反射,从第五棱镜的第八棱镜面出射,入射到第四棱镜的第六棱镜面上,透射该第六棱镜面从第四棱镜的第五棱镜面出射,并入射到空间成像模组1005上,经过空间成像模组1005,成像在第二焦平面上。由此,该显示装置1000可以实现同时显示两幅图像。
其中,图10中的第三棱镜、第四棱镜以及第五棱镜的设计,包括每个棱镜面的夹角、棱镜的材料以及镀膜情况,可以参考图7中的相关说明。
基于上述方案,通过棱镜组改变子成像光的光程,并通过设计棱镜的棱镜面之间的相互夹角,使某一入射角度的第一路成像光经过棱镜组后,出射的子成像光的角度相同,从而达到所有的子成像光能够共用同一个空间成像模组的目的,进一步的减小显示装置的体积和成本。此外,本申请通过棱镜组设计来调整光路,体积紧凑且无图像串扰的风险。
可选地,该装置1000中还可以包括中继透镜组1004,该中继透镜组1004和前面实施例中的中继透镜组804结构相同,在此不再赘述。
图11是本申请实施例提供的显示装置1100应用于交通工具的一种结构示意图。如图11所示,该装置包括显示装置1101,该1101为前述任一种显示装置,该显示装置出射的第一子成像光和二子成像光经过反射元件组1102(包括第一反射元件11021和第二反射组件11022),投射在挡风玻璃1103上,以形成两幅图像。
应理解,上述反射元件组1102中包括的反射元件的个数并不限于图11所示,可根据需求相应的调整。
可选地,该显示装置1100还可以包括扩散屏1104,使得成像光在该扩散屏1104上产生中间像,并改变出射光束的发散角度,扩展生成图像的视场角。
其中,交通工具包括但不限于汽车、飞机、火车或者轮船等。
其中,第一图像和第二图像分别在与挡风玻璃1103间隔不同的距离处成像。例如,第一图像与挡风玻璃1103之间的距离大于第二图像与挡风玻璃1103之间的距离。在一些示例中,第一图像为增强现实显示图像,用于显示外界物体的指示信息和导航信息等信息。第二图像为状态显示图像,用于显示交通工具的状态信息。以汽车为例,交通工具的状态信息包括但不限于行驶速度、行驶里程、燃油量、水温和车灯状态等信息。
此外,本申请实施例还提供了一种交通工具,该交通工具前述任一种显示设备。交通工具包括但不限于汽车、飞机、火车或者轮船等。
由于本申请的实施例提供的显示装置能够分时产生不同的图像,同时投影模块与调节图像光路的模块(包括偏转反射组件、棱镜组以及空间成像模组)是分离的,因此,可以通过控制投影模块中产生的图像信号,调节不同时序下输出的第一图像及第二图像的尺寸,灵活调节第一图像与第二图像的显示视场角来实现适配不同车型需求的目的。
图12是本申请实施例提供的显示装置的电路示意图。如图12所示,显示装置中的电路主要包括包含主处理器(host CPU)1201,外部存储器接口1202,内部存储器1203,音频模块1204,视频模块1205,电源模块1206,无线通信模块1207,I/O接口1208、视频接口1209、显示电路1210和调制器1212等。其中,主处理器1201与其周边的元件,例如外部存储器接口1202,内部存储器1203,音频模块1204,视频模块1205,电源模块1206,无线通信模块1207,I/O接口1208、视频接口1209、显示电路1210可以通过总线连接。主处理器1201可以称为前端处理器。
另外,本申请实施例示意的电路图并不构成对显示装置的具体限定。在本申请另一些实施例中,显示装置可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。
其中,主处理器1201包括一个或多个处理单元,例如:主处理器1201可以包括应用处理器(Application Processor,AP),调制解调处理器,图形处理器(GraphicsProcessing Unit,GPU),图像信号处理器(Image Signal Processor,ISP),控制器,视频编解码器,数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP),基带处理器,和/或神经网络处理器(Neural-Network Processing Unit,NPU)等。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。
主处理器1201中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。在一些实施例中,主处理器1201中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存主处理器1201刚用过或循环使用的指令或数据。如果主处理器1201需要再次使用该指令或数据,可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取,减少了主处理器1201的等待时间,因而提高了系统的效率。
在一些实施例中,显示装置还可以包括多个连接到主处理器1201的输入输出(Input/Output,I/O)接口1208。接口1208可以包括集成电路(Inter-Integrated Circuit,I2C)接口,集成电路内置音频(Inter-Integrated Circuit Sound,I2S)接口,脉冲编码调制(Pulse Code Modulation,PCM)接口,通用异步收发传输器(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter,UART)接口,移动产业处理器接口(Mobile Industry ProcessorInterface,MIPI),通用输入输出(General-Purpose Input/Output,GPIO)接口,用户标识模块(Subscriber Identity Module,SIM)接口,和/或通用串行总线(Universal SerialBus,USB)接口等。上述I/O接口1208可以连接鼠标、触摸板、键盘、摄像头、扬声器/喇叭、麦克风等设备,也可以连接显示装置上的物理按键(例如音量键、亮度调节键、开关机键等)。
外部存储器接口1202可以用于连接外部存储卡,例如Micro SD卡,实现扩展显示装置的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口1202与主处理器1201通信,实现数据存储功能。
内部存储器1203可以用于存储计算机可执行程序代码,所述可执行程序代码包括指令。内部存储器1203可以包括存储程序区和存储数据区。其中,存储程序区可存储操作系统,至少一个功能所需的应用程序(比如通话功能,时间设置功能等)等。存储数据区可存储显示装置使用过程中所创建的数据(比如电话簿,世界时间等)等。此外,内部存储器1203可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件,闪存器件,通用闪存存储器(Universal Flash Storage,UFS)等。主处理器1201通过运行存储在内部存储器1203的指令,和/或存储在设置于主处理器1201中的存储器的指令,执行显示装置的各种功能应用以及数据处理。
显示装置可以通过音频模块1204以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放,通话等。
音频模块1204用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出,也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块1204还可以用于对音频信号编码和解码,例如进行放音或录音。在一些实施例中,音频模块1204可以设置于主处理器1201中,或将音频模块1204的部分功能模块设置于主处理器1201中。
视频接口1209可以接收外部输入的音视频信号,其具体可以为高清晰多媒体接口(High Definition Multimedia Interface,HDMI),数字视频接口(Digital VisualInterface,DVI),视频图形阵列(Video Graphics Array,VGA),显示端口(Display port,DP)等,视频接口1209还可以向外输出视频。当显示装置作为抬头显示使用时,视频接口1209可以接收周边设备输入的速度信号、电量信号,还可以接收外部输入的AR视频信号。当显示装置作为投影仪使用时,视频接口1209可以接收外部电脑或终端设备输入的视频信号。
视频模块1205可以对视频接口1209输入的视频进行解码,例如进行H.264解码。视频模块还可以对显示装置采集到的视频进行编码,例如对外接的摄像头采集到的视频进行H.264编码。此外,主处理器1201也可以对视频接口1209输入的视频进行解码,然后将解码后的图像信号输出到显示电路1210。
显示电路1210和调制器1211用于显示对应的图像。在本实施例中,视频接口1209接收外部输入的视频源信号,视频模块1205进行解码和/或数字化处理后输出一路或多路图像信号至显示电路1210,显示电路1210根据输入的图像信号驱动调制器1211将入射的偏振光进行成像,进而输出至少两路成像光。此外,主处理器1201也可以向显示电路1210输出一路或多路图像信号。
在本实施例中,显示电路1210以及调制器1212属于调制单元230中的电子元件,显示电路1210可以称为驱动电路。
电源模块1206用于根据输入的电力(例如直流电)为主处理器1201和光源1200提供电源,电源模块1206中可以包括可充电电池,可充电电池可以为主处理器1201和光源1200提供电源。光源1200发出的光可以传输到调制器1211进行成像,从而形成图像光信号。
无线通信模块1207可以使得显示装置与外界进行无线通信,其可以提供无线局域网(Wireless Local Area Networks,WLAN)(如无线保真(Wireless Fidelity,Wi-Fi)网络),蓝牙(Bluetooth,BT),全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS),调频(Frequency Modulation,FM),近距离无线通信技术(Near FieldCommunication,NFC),红外技术(Infrared,IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块1207可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块1207经由天线接收电磁波,将电磁波信号调频以及滤波处理,将处理后的信号发送到主处理器1201。无线通信模块1207还可以从主处理器1201接收待发送的信号,对其进行调频,放大,经天线转为电磁波辐射出去。
另外,视频模块1205进行解码的视频数据除了通过视频接口1209输入之外,还可以通过无线通信模块1207以无线的方式接收或从外部存储器中读取,例如显示装置可以通过车内的无线局域网从终端设备或车载娱乐系统接收视频数据,显示装置还可以读取外部存储器中存储的音视频数据。
上述显示装置可以安装在交通工具上,请参见图13,图13是本申请实施例提供的一种交通工具的一种可能的功能框架示意图。
如图13所示,交通工具的功能框架中可包括各种子系统,例如图示中的传感器系统12、控制系统14、一个或多个外围设备16(图示以一个为例示出)、电源18、计算机系统20和抬头显示系统22。可选地,交通工具还可包括其他功能系统,例如为交通工具提供动力的引擎系统等等,本申请这里不做限定。
其中,传感器系统12可包括若干检测装置,这些检测装置能感受到被测量的信息,并将感受到的信息按照一定规律将其转换为电信号或者其他所需形式的信息输出。如图示出,这些检测装置可包括全球定位系统(global positioning system,GPS)、车速传感器、惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)、雷达单元、激光测距仪、摄像装置、轮速传感器、转向传感器、档位传感器、或者其他用于自动检测的元件等等,本申请并不做限定。
控制系统14可包括若干元件,例如图示出的转向单元、制动单元、照明系统、自动驾驶系统、地图导航系统、网络对时系统和障碍规避系统。可选地,控制系统14还可包括诸如用于控制车辆行驶速度的油门控制器及发动机控制器等元件,本申请不做限定。
外围设备16可包括若干元件,例如图示中的通信系统、触摸屏、用户接口、麦克风以及扬声器等等。其中,通信系统用于实现交通工具和除交通工具之外的其他设备之间的网络通信。在实际应用中,通信系统可采用无线通信技术或有线通信技术实现交通工具和其他设备之间的网络通信。该有线通信技术可以是指车辆和其他设备之间通过网线或光纤等方式通信。
电源18代表为车辆提供电力或能源的系统,其可包括但不限于再充电的锂电池或铅酸电池等。在实际应用中,电源中的一个或多个电池组件用于提供车辆启动的电能或能量,电源的种类和材料本申请并不限定。
交通工具的若干功能均由计算机系统20控制实现。计算机系统20可包括一个或多个处理器2001(图示以一个处理器为例示出)和存储器2002(也可称为存储装置)。在实际应用中,该存储器2002也在计算机系统20内部,也可在计算机系统20外部,例如作为交通工具中的缓存等,本申请不做限定。其中,
处理器2001可包括一个或多个通用处理器,例如图形处理器(graphicprocessing unit,GPU)。处理器2001可用于运行存储器2002中存储的相关程序或程序对应的指令,以实现车辆的相应功能。
存储器2002可以包括易失性存储器(volatile memory),例如RAM;存储器也可以包括非易失性存储器(non-vlatile memory),例如ROM、快闪存储器(flash memory)、HDD或固态硬盘SSD;存储器2002还可以包括上述种类的存储器的组合。存储器2002可用于存储一组程序代码或程序代码对应的指令,以便于处理器2001调用存储器2002中存储的程序代码或指令以实现车辆的相应功能。本申请中,存储器2002中可存储一组用于车辆控制的程序代码,处理器2001调用该程序代码可控制车辆安全行驶,关于如何实现车辆安全行驶具体在本申请下文详述。
可选地,存储器2002除了存储程序代码或指令之外,还可存储诸如道路地图、驾驶线路、传感器数据等信息。计算机系统20可以结合车辆功能框架示意图中的其他元件,例如传感器系统中的传感器、GPS等,实现车辆的相关功能。例如,计算机系统20可基于传感器系统12的数据输入控制交通工具的行驶方向或行驶速度等,本申请不做限定。
抬头显示系统22可包括若干元件,例如图示出的前挡玻璃,控制器和抬头显示器。控制器222用于根据用户指令生成图像(例如生成包含车速、电量/油量等车辆状态的图像以及增强现实AR内容的图像),并将该图像发送至抬头显示器进行显示;抬头显示器可以包括图像生成单元、反射镜组合,前挡玻璃用于配合抬头显示器以实现抬头显示系统的光路,以使在驾驶员前方呈现目标图像。其中,抬头显示系统中的部分元件的功能也可以由车辆的其它子系统来实现,例如,控制器也可以为控制系统中的元件。
其中,本申请图13示出包括四个子系统,传感器系统12、控制系统14、计算机系统20和抬头显示系统22仅为示例,并不构成限定。在实际应用中,交通工具可根据不同功能对车辆中的若干元件进行组合,从而得到相应不同功能的子系统。在实际应用中,交通工具可包括更多或更少的系统或元件,本申请不做限定。
上述交通工具可以为轿车、卡车、摩托车、公共汽车、船、飞机、直升飞机、割草机、娱乐车、游乐场车辆、施工设备、电车、高尔夫球车、火车、和手推车等,本申请实施例不做特别的限定。
除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
以上所述仅为本申请一个实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的基础上所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种显示装置,其特征在于,包括:
投影模块,用于向偏转反射组件投射第一路成像光;
所述偏转反射组件,用于将所述第一路成像光反射生成至少两路子成像光,并以至少两个角度分别将所述至少两路子成像光反射到棱镜组中;
所述棱镜组,用于使所述至少两路子成像光在所述棱镜组中以不同的路径传输,并出射所述至少两路子成像光。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述棱镜组包括第一棱镜和第二棱镜,
所述第一棱镜,用于将所述投影模块出射的所述第一路成像光全反射到所述偏转反射组件的反射面上,并透射所述偏转反射组件反射的所述至少两路子成像光;
所述第二棱镜,用于透射来自所述第一棱镜的所述至少两路子成像光中的第一子成像光,以及将来自所述第一棱镜的所述至少两路子成像光中的第二子成像光反射,使所述第二子成像光从所述第二棱镜出射。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述第一棱镜包括第一棱镜面、第二棱镜面和第三棱镜面,
所述投影模块出射的所述第一路成像光透射所述第一棱镜面,被所述第二棱镜面全反射后,从所述第三棱镜面射出;
所述偏转反射组件反射的所述至少两路子成像光透射所述第三棱镜面和所述第二棱镜面。
4.根据权利要求2或3所述的装置,其特征在于,所述第二棱镜包括第四棱镜面、第五棱镜面、第六棱镜面,
所述第一棱镜出射的所述至少两路子成像光中的所述第一子成像光透射所述第四棱镜面,从所述第六棱镜面射出;
所述第一棱镜出射的所述至少两路子成像光中的所述第二子成像光透射所述第四棱镜面,被所述第五棱镜面反射后,从所述第六棱镜面射出。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,
所述第一棱镜的所述第二棱镜面与所述第二棱镜的所述第四棱镜面平行。
6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述棱镜组包括第三棱镜、第四棱镜和第五棱镜,
所述第三棱镜,用于将所述投影模块出射的所述第一路成像光全反射到所述偏转反射组件的反射面上,并透射所述偏转反射组件反射的所述至少两路子成像光;
所述第四棱镜,用于透射来自所述第三棱镜的所述至少两路子成像光中的第一子成像光,以及透射来自所述第五棱镜的所述至少两路子成像光中的第二子成像光;
所述第五棱镜,用于将来自所述第三棱镜的所述至少两路子成像光中的所述第二子成像光反射,并使所述第二子成像光从所述第五棱镜出射后入射到所述第四棱镜中。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述第三棱镜包括第一棱镜面、第二棱镜面和第三棱镜面,
所述投影模块入射的所述第一路成像光透射所述第三棱镜的第一棱镜面,被所述第三棱镜的第二棱镜面全反射后,从所述第三棱镜的第三棱镜面射出;
所述偏转反射组件反射的所述至少两路子成像光以至少两个角度透射所述第三棱镜的第三棱镜面和所述第三棱镜的第二棱镜面。
8.根据权利要求6或7所述的装置,其特征在于,所述第四棱镜包括第四棱镜面、第五棱镜面和第六棱镜面,
所述第三棱镜出射的所述至少两路子成像光中的所述第一子成像光透射所述第四棱镜的第四棱镜面,从所述第四棱镜的第五棱镜面射出;
所述第三棱镜出射的所述至少两路子成像光中的所述第二子成像光透射所述第四棱镜的第六棱镜面,从所述第四棱镜的第五棱镜面射出。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的装置,其特征在于,所述第五棱镜包括第七棱镜面、第八棱镜面和第九棱镜面,
所述第三棱镜出射的所述至少两路子成像光中的所述第二子成像光透射所述第五棱镜的第七棱镜面,被所述第五棱镜的第八棱镜面和所述第五棱镜的第九棱镜面反射后,从所述第八棱镜面射出。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,
所述第三棱镜的所述第二棱镜面与所述第四棱镜的所述第四棱镜面平行;
所述第三棱镜的所述第二棱镜面与所述第五棱镜的所述第七棱镜面平行。
11.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述偏转反射组件包括第一反射区域和第二反射区域,
所述第一反射区域,用于以第一角度反射所述第一路成像光的部分光束到所述棱镜组中,以形成第一路子成像光;
所述第二反射区域,用于以第二角度反射所述第一路成像光的另一部分光束到所述棱镜组中,以形成第二路子成像光。
12.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,
所述偏转反射组件,用于在第一时刻以第一角度将所述第一路成像光反射至所述棱镜组,以形成第一路子成像光;
所述偏转反射组件,用于在第二时刻以第二角度将所述第一路成像光反射至所述棱镜组,以形成第二路子成像光。
13.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,
所述投影模块在所述第一时刻投射的所述第一路成像光和在所述第二时刻投射的所述第一路成像光分别携带不同的图像。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的装置,其特征在于,
所述偏转反射组件包括数字微镜设备DMD或者反射镜或者微机电系统芯片。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
空间成像模组,基于来自所述棱镜组的所述至少两路子成像光生成至少两幅图像。
16.一种交通工具,其特征在于,包括如权利要求1至15中任一项所述的显示设备。
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