CN117075359A - 立体显示装置和交通工具 - Google Patents

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CN117075359A CN202210505264.7A CN202210505264A CN117075359A CN 117075359 A CN117075359 A CN 117075359A CN 202210505264 A CN202210505264 A CN 202210505264A CN 117075359 A CN117075359 A CN 117075359A
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邹冰
常泽山
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Abstract

本申请提供了一种立体显示装置,应用于显示领域。立体显示装置包括图像生成组件和曲面镜。图像生成组件用于生成两路成像光。两路成像光携带不同视差的图像信息。曲面镜用于反射两路成像光。反射后的两路成像光之间存在夹角。曲面镜的焦距为f。图像生成组件的图像面与曲面镜的距离为d。d小于f。在本申请中,曲面镜可以对虚像进行放大。因此,在用户和立体显示装置之间的距离较近时,可以提升用户体验。

Description

立体显示装置和交通工具
技术领域
本申请涉及显示领域,尤其涉及一种立体显示装置和包含有该立体显示装置的交通工具。
背景技术
立体显示需要给双眼提供携带不同视差的图像信息。相比于2D显示,立体显示可以给人更好的体验。
裸眼立体显示技术也是一种立体显示方案,该方案中用户不需要佩戴偏光眼镜或快门眼镜。立体显示装置输出两路成像光分别到用户的左右眼。具体地,立体显示装置可以分时的输出两路成像光,在第一时间段,立体显示装置输出的一路成像光照射入用户的一只眼睛。在第二时间段,立体显示装置输出的另一路成像光照射入用户的另一只眼睛。第一时间段和第二时间段交替分部。两路成像光携带不同视差的图像信息,从而给用户提供立体的视觉享受。
但是,为了提高用户体验,立体显示的图像需要较大的画幅。因此,当用户和立体显示装置之间的距离较近时,用户的体验较低。
发明内容
本申请提供了一种立体显示装置和交通工具,通过曲面镜或透镜可以将立体显示的图像进行放大。因此,当用户和立体显示装置之间的距离较近时,可以提升用户体验。
本申请第一方面提供了一种立体显示装置。立体显示装置包括图像生成组件和曲面镜。图像生成组件用于生成两路成像光。两路成像光携带不同视差的图像信息。曲面镜用于反射两路成像光。反射后的两路成像光之间存在夹角。曲面镜的焦距为f。图像生成组件的图像面与曲面镜的距离为d。d小于f。
在本申请中,d小于f,曲面镜可以对立体显示的图像进行放大。因此,当用户和立体显示装置之间的距离较近时,可以提升用户体验。并且,相比于透镜,曲面镜的体积可以更小,从而可以降低立体显示装置的体积。
在第一方面的一种可选方式中,反射后的两路成像光形成的虚像和曲面镜的距离为D。D满足如下公式:
在第一方面的一种可选方式中,被曲面镜反射后的两路成像光之间存在夹角γ1。当S的取值为0毫米至5000毫米之间的某一值时,γ1满足以下公式:E-w<tan(γ1)×(S+D)<E+2w。其中,S为两路成像光的接收位置与曲面镜的距离。E的取值范围在53毫米至73毫米之间。w为被曲面镜反射后的两路成像光中的至少一路成像光在接收位置处的宽度。其中,当两路成像光照射到用户的同一只眼时,会产生光束串扰,降低用户体验。通过控制夹角γ1,可以使得反射后的两路成像光分别照射到用户的不同眼睛。因此,本申请可以进一步提高用户体验。
在第一方面的一种可选方式中,被曲面镜反射前的两路成像光之间存在夹角γ2。当S的取值为0毫米至5000毫米之间的某一值时,γ2满足以下公式: 其中S为两路成像光的接收位置与曲面镜的距离。E的取值范围在53毫米至73毫米之间。w为被曲面镜反射后的两路成像光中的至少一路成像光在接收位置处的宽度。通过控制夹角γ2,可以使得反射后的两路成像光分别照射到用户的不同眼睛。因此,本申请可以进一步提高用户体验。
在第一方面的一种可选方式中,被曲面镜反射前的两路成像光中的每路成像光的发散角为α。当S的取值为0毫米至5000毫米之间的某一值时,w满足以下公式:w小于73毫米。其中,当每路成像光的宽度太大时,每路成像光可能都会覆盖到用户的双眼,从而导致光束串扰。通过控制w的大小,可以避免一路成像光照射入用户的两个眼睛。因此,本申请可以进一步提高用户体验。
在第一方面的一种可选方式中,图像生成组件包括第一光源组件和像素组件。第一光源组件用于分时的输出不同出射方向的第一光束和第二光束至像素组件。像素组件用于使用不同的图像信息对第一光束和第二光束分别进行调制,生成两路成像光。
在第一方面的一种可选方式中,第一光源组件包括第一光源器件和第二光源器件。第一光源器件和第二光源器件用于分时交替输出第一光束和第二光束。
在第一方面的一种可选方式中,图像生成组件还包括时序控制单元。时序控制单元用于控制第一光源器件和第二光源器件分时交替输出第一光束和第二光束。时序控制单元还用于控制像素组件使用不同的图像信息分时对第一光束和第二光束进行调制。
在第一方面的一种可选方式中,两路成像光包括第一路成像光和第二路成像光。图像生成组件包括第二光源组件、像素组件和透镜阵列。第二光源组件用于输出第三光束至像素组件。像素组件用于根据不同的图像信息对第三光束进行调制,生成第一路成像光和第二路成像光。曲面镜阵列用于以不同的角度透射第一路成像光和第二路成像光。通过使用第三光束,可以降低立体实现装置的成本。
在第一方面的一种可选方式中,像素组件包括第一像素和第二像素。第一像素用于根据第一图像信息对第三光束进行调制,生成第一路成像光。第二像素用于根据第二图像信息对第三光束进行调制,生成第二路成像光。由于曲面镜的工艺误差,会导致用户观察到的图像的缩放倍数、成像位置相对于理想位置存在显示差别。显示差别会导致用户产生眩晕等生理不适,降低用户体验。为此,可以通过对图像信息进行预处理,以补偿显示差别。当使用相同的像素调制第一光束和第二光束时,只能对不同视差的图像信息进行相同程度的预处理。相同程度的预处理容易产生新的显示误差,从而降低用户体验。当使用不同的像素分别调制第一光束和第二光束时,可以对不同视差的图像信息进行不同程度的预处理。不同程度的预处理方面可以降低或消除显示误差,从而提高用户体验。
在第一方面的一种可选方式中,第三光束包括第一子光束和第二子光束。第一像素用于根据第一图像信息对第三光束进行调制,生成第一路成像光包括:第一像素用于根据第一图像信息对第一子光束进行调制,生成第一路成像光。第二像素用于根据第二图像信息对第三光束进行调制,生成第二路成像光包括:第二像素用于根据第二图像信息对第二子光束进行调制,生成第二路成像光。第二光源组件用于同时生成第一子光束和第二子光束。
在第一方面的一种可选方式中,不同视差的图像信息包括第一图像信息和第二图像信息。立体显示装置还包括处理器。其中,处理器可以设置于图像生成组件内,也可以设置于图像生成组件外。
在第一方面的一种可选方式中,处理器用于对第三图像信息进行预处理,得到第一图像信息。处理器用于对第四图像信息进行预处理,得到第二图像信息。通过对不同视差的图像信息进行不同程度的预处理,可以降低或消除显示误差,从而提高用户体验。
在第一方面的一种可选方式中,处理器还用于获取第一位置的第一坐标信息和/或第二位置的第二坐标信息。两路成像光中的一路成像光照射至第一位置。两路成像光中的另一路成像光照射至第二位置。处理器用于对第三图像信息进行预处理包括:处理器用于根据第一坐标信息对第三图像信息进行预处理。处理器用于对第四图像信息进行预处理包括:处理器用于根据第二坐标信息对第四图像信息进行预处理。在2D显示的领域中,用户的双眼接收相同的图像信息。因此,处理器只能对一个图像信息进行预处理。具体地,处理器可以获取用户的双眼的中间位置的坐标信息。处理器根据中间位置的坐标信息对图像信息进行预处理。在本申请中,处理器也可以根据中间位置的坐标信息分别对不同的图像信息进行预处理。例如,中间位置的坐标信息对应两个修正参数。处理器可以根据两个修正参数分别对不同的图像信息进行预处理。在本申请中,通过使用不同位置的坐标信息进行预处理,可以提高预处理的准确性,从而提高用户体验。
在第一方面的一种可选方式中,f小于400毫米。当f过大时,会导致立体显示装置的体积较大。因此,本申请可以减少立体显示装置的体积。
在第一方面的一种可选方式中,图像生成组件包括投影仪和扩散屏。投影仪用于生成两路成像光。扩散屏用于接收两路成像光,并对两路成像光进行扩散,输出扩散后的两路成像光。曲面镜用于反射扩散后的两路成像光。
本申请第二方面提供了一种立体显示装置。立体显示装置包括图像生成组件和透镜。图像生成组件用于生成两路成像光。两路成像光携带不同视差的图像信息。透镜用于透射两路成像光。透射后的两路成像光之间存在夹角。透射的焦距为f。图像生成组件的图像面与透镜之间的距离为d。d小于f。
在本申请中,d小于f,透镜可以对立体显示的图像进行放大。因此,当用户和立体显示装置之间的距离较近时,可以提升用户体验。
在第二方面的一种可选方式中,反射后的两路成像光形成的虚像和曲面镜的距离为D。D满足如下公式:
在第二方面的一种可选方式中,被透镜反射后的两路成像光之间存在夹角γ1。当S的取值为0毫米至5000毫米之间的某一值时,γ1满足以下公式:E-w<tan(γ1)×(S+D)<E+2w。其中,S为两路成像光的接收位置与透镜的距离。E的取值范围在53毫米至73毫米之间。w为被透镜反射后的至少一路成像光中的每路成像光在接收位置处的宽度。
在第二方面的一种可选方式中,被透镜反射前的两路成像光之间存在夹角γ2。当S的取值为0毫米至5000毫米之间的某一值时,γ2满足以下公式: 其中,S为两路成像光的接收位置与曲面镜的距离。E的取值范围在53毫米至73毫米之间。w为被曲面镜反射后的两路成像光中的至少一路成像光在接收位置处的宽度。
在第二方面的一种可选方式中,被透镜反射前的两路成像光中的每路成像光的发散角为α。当S的取值为0毫米至5000毫米之间的某一值时,w满足以下公式:w小于73毫米。
在第二方面的一种可选方式中,图像生成组件包括第一光源组件和像素组件。第一光源组件用于分时输出不同出射方向的第一光束和第二光束至像素组件。像素组件用于根据不同的图像信息对第一光束和第二光束分别进行调制,生成两路成像光。
在第二方面的一种可选方式中,第一光源组件包括第一光源器件和第二光源器件。第一光源器件和第二光源器件用于分时交替输出第一光束和第二光束。
在第二方面的一种可选方式中,图像生成组件还包括时序控制单元。时序控制单元用于控制第一光源器件和第二光源器件分时交替输出第一光束和第二光束。时序控制单元还用于控制像素组件使用不同的图像信息分时对第一光束和第二光束进行调制。
在第二方面的一种可选方式中,像素组件包括第一像素和第二像素。第一像素用于调制第一光束,得到两路成像光中的第一路成像光。第二像素用于调制第二光束,得到两路成像光中的第二路成像光。
在第二方面的一种可选方式中,两路成像光包括第一路成像光和第二路成像光。图像生成组件包括第二光源组件、像素组件和透镜阵列。第二光源组件用于输出第三光束至像素组件。像素组件用于使用不同的图像信息对第三光束进行调制,生成第一路成像光和第二路成像光。透镜阵列用于以不同的角度透射第一路成像光和第二路成像光。
在第二方面的一种可选方式中,像素组件包括第一像素和第二像素。第一像素用于根据第一图像信息对所述第三光束进行调制,生成第一路成像光。第二像素用于根据第二图像信息对第三光束进行调制,生成第二路成像光。
在第二方面的一种可选方式中,第三光束包括第一子光束和第二子光束。第一像素用于根据第一图像信息对第一子光束进行调制,生成第一路成像光。第二像素用于根据第二图像信息对第二子光束进行调制,生成第二路成像光。第二光源组件用于同时生成第一子光束和第二子光束。
在第二方面的一种可选方式中,不同视差的图像信息包括第一图像信息和第二图像信息。立体显示装置还包括处理器。处理器用于对第三图像信息进行预处理,得到第一图像信息。处理器用于对第四图像信息进行预处理,得到第二图像信息。
在第二方面的一种可选方式中,处理器还用于获取第一位置的第一坐标信息和/或第二位置的第二坐标信息。两路成像光中的一路成像光照射至第一位置。两路成像光中的另一路成像光照射至第二位置。处理器用于对第三图像信息进行预处理包括:处理器用于根据第一坐标信息对第三图像信息进行预处理。处理器用于对第四图像信息进行预处理包括:处理器用于根据第二坐标信息对第四图像信息进行预处理。
在第二方面的一种可选方式中,f小于300毫米。
在第二方面的一种可选方式中,图像生成组件包括投影仪和扩散屏。投影仪用于生成两路成像光。扩散屏用于接收两路成像光,并对两路成像光进行扩散,输出扩散后的两路成像光。透镜用于透射扩散后的两路成像光。
本申请第三方面提供了一种交通工具。交通工具包括如前述第一方面、第一方面任意一种可选方式、第二方面或第二方面任意一种可选方式中所述的立体显示装置。立体显示装置安装在交通工具上。
附图说明
图1为本申请实施例提供的立体显示装置的第一个结构示意图;
图2为本申请实施例提供的立体显示装置的第一个光路投影示意图;
图3为本申请实施例提供的立体显示装置的第二个结构示意图;
图4为本申请实施例提供的立体显示装置的第二个光路投影示意图;
图5为本申请实施例提供的图像生成组件的第一个结构示意图;
图6为本申请实施例提供的图像生成组件的第二个结构示意图;
图7a为本申请实施例提供的图像生成组件的第三个结构示意图;
图7b为本申请实施例提供的图像生成组件的第四个结构示意图;
图8为本申请实施例提供的像素组件和透镜阵列的结构示意图;
图9a为本申请实施例提供的立体显示装置的第三个结构示意图;
图9b为本申请实施例提供的立体显示装置的第四个结构示意图;
图10a为本申请实施例提供的立体显示装置的第五个结构示意图;
图10b为本申请实施例提供的立体显示装置的第六个结构示意图;
图11为本申请实施例提供的立体显示装置的第七个结构示意图;
图12为本申请实施例提供的立体显示装置的第八个结构示意图;
图13为本申请实施例提供的立体显示装置的第三个光路投影示意图;
图14是本申请实施例提供的一种立体显示装置的电路示意图;
图15为本申请实施例提供的交通工具的结构示意图;
图16是本申请实施例提供的交通工具的一种可能的功能框架示意图。
具体实施方式
本申请提供了一种立体显示装置和交通工具,通过曲面镜或透镜可以将立体显示的图像进行放大。因此,当用户和立体显示装置之间的距离较近时,可以提升用户体验。应理解,本申请中使用的“第一”、“第二”等仅用于区分描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,也不能理解为指示或暗示顺序。另外,为了简明和清楚,本申请实施例多个附图中重复参考编号和/或字母。重复并不表明各种实施例和/或配置之间存在严格的限定关系。
本申请中的立体显示装置也可以称为3D显示装置。立体显示装置应用于投影技术领域。在投影技术领域中,可以通过定向背光装置给用户提供立体的视觉享受。但是,为了提高用户体验,立体显示的图像需要较大的画幅。因此,当用户和立体显示装置之间的距离较近时,用户的体验较低。
为此,本申请提供了一种立体显示装置。图1为本申请实施例提供的立体显示装置的第一个结构示意图。如图1所示,立体显示装置100包括图像生成组件101和曲面镜102。图像生成组件101用于生成两路成像光。在图1中,和图像生成组件101相连的每条实线表示一路成像光。曲面镜102用于反射两路成像光。反射后的两路成像光之间存在夹角。因此,反射后的两路成像光可以照射到不同的位置。例如一路成像光照射到用户的左眼,另一路成像光照射到用户的右眼。两路成像光携带不同视差的图像(图案)信息,从而给用户提供立体的视觉享受。人眼所在位置可以称为视点。上述立体显示装置可以提供多个视点,供多人观看。对应的,图像生成组件101可以生产多路成像光,分别供不同的人观看。本实施例以一个视点为例,即图像生成组件101生成两路成像光为例,来说明立体显示装置的成像过程。
在本实施例中,曲面镜102的焦距为f。图像生成组件101的图像面(图像的显示面)与曲面镜102的距离为d。曲面镜102上的每个点和图像生成组件101的图像面存在一个垂直距离。d可以为曲面镜102与图像生成组件101的图像面的最远垂直距离。或者,d可以为图像生成组件101的图像面的中心像素与曲面镜102上的目标点的直线距离。中心像素为图像面的中心位置处的一个或多个像素。中心像素输出的成像光照射到曲面镜102上的目标点。d小于f。当d小于f时,曲面镜102可以对虚像进行放大。因此,在用户和立体显示装置100之间的距离较近时,用户可以看到放大的虚像,从而提升用户体验。
图2为本申请实施例提供的立体显示装置的第一个光路投影示意图。如图2所示,图像生成组件101用于生成两路成像光。两路成像光中的每路成像光的发散角为α。图2中的点划线表示两路成像光中的一路成像光。图2中的实线表示两路成像光中的另一路成像光。两路成像光之间存在夹角γ2。曲面镜102用于反射两路成像光。反射后的两路成像光之间存在夹角γ1。反射后的两路成像光形成的虚像和曲面镜102的距离为D。根据以下公
式1,可以通过f和d得到D。
反射后的两路成像光可以照射到不同的位置。两路成像光照射到的位置也称为两路成像光的接收位置,例如用户的双眼。双眼的瞳距距离(瞳距)为E。E的取值范围可以在53毫米至73毫米之间。例如,E为53毫米或73毫米。双眼离曲面镜102的距离为S。在双眼位置处,反射后的两路成像光中的每路成像光的宽度为w。w和S、α以及D相关。根据以下公式2,可以通过S、α以及D得到w。当每路成像光的宽度w太大时,一路成像光可能覆盖用户的双眼,导致光束的串扰。因此,为了降低或避免光束的串扰,当S的取值为0毫米至5000毫米之间的某一值时,w可以小于E的最大值。E的最大值为73毫米。S的取值可以为0毫米或5000毫米。
在实际应用中,通过设置反射后的两路成像光之间的距离,可以使得反射后的两路成像光分别照射到适合的位置,例如用户的双眼。反射后的两路成像光之间的距离M和夹角γ1、D、S相关。根据以下公式3,可以通过γ1、D和S得到M。
M=tan(γ1)×(S+D) 公式3
类似地,在实际应用中,反射后的两路成像光之间的距离M和夹角γ2、D、S相关。
根据以下公式4,可以通过γ2、D、和S得到M。
为了使得反射后的两路成像光分别照射到用户的双眼,可以设置M与E、w之间的关系。具体地,当S的取值为0毫米至5000毫米之间的某一值时,E-w<M<E+2w。w可以为w1或w2。w1为第一路成像光的宽度。w2为第二路成像光的宽度。在实际应用中,w可以为w1和w2。此时,当S的取值为0毫米至5000毫米之间的某一值时,E-w1<M<E+2w1,E-w2<M<E+2w2。
在图1和图2中,通过曲面镜的反射原理实现了对虚像的放大。在实际应用中,也可以通过透镜的透射原理实现对虚像的放大。图3为本申请实施例提供的立体显示装置的第二个结构示意图。如图3所示,立体显示装置100包括图像生成组件101和透镜301。图像生成组件101用于生成两路成像光。在图3中,和图像生成组件101相连的每条实线表示一路成像光。透镜301用于透射两路成像光。透射后的两路成像光之间存在夹角。因此,透射后的两路成像光可以照射到不同的位置。例如一路成像光照射到用户的左眼,另一路成像光照射到用户的右眼。两路成像光携带不同视差的图像的信息,从而给用户提供立体的视觉享受。透镜的焦距为f。图像生成组件101的图像面与透镜301之间的距离为d。d小于f。当d小于f时,透镜301可以对虚像进行放大。因此,在用户和立体显示装置100之间的距离较近时,可以提升用户体验。
在本申请实施例中,为了方面描述,两路成像光的参数相同。例如,在图2和图4中,两路成像光的发散角都为α。在实际应用中,两路成像光的发散角可能会存在一定偏差。例如,第一路成像光的发散角为α1。第一路成像光的发散角为α2。类似地,通过α1、α2和前述公式1可以得到两个w。两个w包括第一路成像光的宽度w1和第二路成像光的宽度w2。为了降低或避免光束的串扰,w1和w2可以都小于E的最大值。
图4为本申请实施例提供的立体显示装置的第二个光路投影示意图。如图4所示,图像生成组件101用于生成两路成像光。两路成像光中的每路成像光的发散角为α。图4中的点划线表示两路成像光中的一路成像光。图4中的实线表示两路成像光中的另一路成像光。图像生成组件101生成的两路成像光之间存在夹角γ2。透镜301用于透射两路成像光,透射后的两路成像光的传播方向发生偏转。透射后的两路成像光之间存在夹角γ1。透射后的两路成像光形成的虚像和透镜301的距离为D。关于D、w、E和M等描述,可以参考前述对图2的相关描述。根据图2和图4可知,通过透射原理实现的立体显示装置和通过反射原理实现的立体显示装置之间存在一些相似之处。因此,关于对通过透射原理实现的立体显示装置的描述,可以参考对通过反射原理实现的立体显示装置的描述。在后续的示例中,将以通过反射原理实现的立体显示装置为例,对立体显示装置进行描述。
根据前面的描述可知,图像生成组件101用于生成两路成像光。下面对图像生成组件101的结构进行示例性的描述。图5为本申请实施例提供的图像生成组件的第一个结构示意图。如图5所示,图像生成组件101包括第一光源组件501和像素组件502。第一光源组件501可以发光二极管(light emitting diode,LED)光源或激光二极管(laser diode,LD)光源等。第一光源组件501用于分时地输出不同出射方向的第一光束和第二光束至像素组件502。在图5中,和第一光源组件501连接的点划线表示第一光束。和第一光源组件501连接的实线表示第二光束。像素组件502可以是液晶显示器(liquid crystal display,LCD)、硅基液晶(liquid crystal on silicon,LCOS)、数字微镜器件(digital micro-mirrordevice,DMD)等。像素组件502可以称为图像调制器。像素组件502用于使用不同的图像信息对第一光束和第二光束分别进行调制,生成两路成像光。两路成像光包括第一路成像光和第二路成像光。在图5中,和像素组件502连接的点划线表示第一路成像光。和像素组件502连接的实线表示第二路成像光。
在实际应用中,为了分时交替输出第一光束和第二光束,第一光源组件501可以包括多个光源器件。图6为本申请实施例提供的图像生成组件的第二个结构示意图。如图6所示,第一光源组件501包括第一光源器件505和第二光源器件506。在图5的基础上,图像生成组件101还包括时序控制单元504。时序控制单元504用于控制第一光源器件505和第二光源器件506分时交替输出第一光束和第二光束。时序控制单元504还用于控制像素组件502分时交替显示(加载)不同视差的图像。例如,在第一时间段,时序控制单元504用于控制像素组件502显示左眼的图像。在第二时间段,时序控制单元504用于控制第一光源器件505输出第一光束。像素组件502使用左眼的图像调制第一光束,得到第一路成像光。在第三时间段,时序控制单元504用于控制像素组件502显示右眼的图像。在第四时间段,时序控制单元504用于控制第二光源器件506输出第二光束。像素组件502使用右眼的图像调制第二光束,得到第二路成像光。第一时间段、第二时间段、第三时间段和第四时间段交替分布。
第二路成像光和第一路成像光存在一定的方向性和发散角。类似地,第一光束和第二光束也具有一定的方向性和发散角。但是,在实际应用中,第一光束和第二光束的发散角可能过大或过小。因此,图像生成组件101还可以包括位于第一光源组件501和像素组件502之间的光束控制单元503。光束控制单元503可以是菲涅尔屏、柱透镜或透镜阵列等。光束控制单元503用于改变第一光束和/或第二光束的发散角,从而提高第一光源组件501的光利用率,提高生成的成像光的亮度,进而提高了立体显示装置的亮度。
在前述图5或图6的示例中,像素组件502通过调制不同的光束得到不同的成像光。在实际应用中,像素组件502可以通过调制相同的光束得到不同的成像光。图7a为本申请实施例提供的图像生成组件的第三个结构示意图。如图7a所示,图像生成组件101包括第二光源组件701、像素组件502和透镜阵列702。第二光源组件701可以是LED光源或LD光源等。第二光源组件701用于输出第三光束至像素组件502。在图7a中,和第二光源组件701连接的实线表示第三光束。像素组件502用于根据不同的图像信息对第三光束进行调制,生成从不同方向输出的第一路成像光和第二路成像光。第一路成像光和第二路成像光具有一定的方向性和发散角。
在图7a中,和像素组件502连接的点划线表示第一路成像光。和像素组件502连接的实线表示第二路成像光。其中,像素组件502中可以包括左眼像素和右眼像素,左眼像素用于显示左眼图像,右眼像素用于显示右眼图像。左眼像素被调制后发出第一路成像光,右眼像素被调制后发出第二路成像光。像素组件502发出的成像光输入至透镜阵列702,透镜阵列702用于以不同的角度透射第一路成像光和第二路成像光,使得透镜阵列702输出的第一路成像光和第二路成像光具有不同的输出(传播)方向,进而第一路成像光和第二路成像光分别传播至人的左右眼。在图7a中,和透镜阵列702连接的点划线表示第一路成像光。和透镜阵列702连接的实线表示第二路成像光。
根据前述对图1的描述可知,图像生成组件101的图像面与曲面镜102的距离为d。图像生成组件101的图像面可以是像素组件或扩散屏。例如,在图7a中,第二光源组件701输出的两路光束为不携带图像信息的光束,图像生成组件101的图像面为像素组件502。又例如,图7b为本申请实施例提供的图像生成组件的第四个结构示意图。如图7b所示,图像生成组件101包括投影机703、扩散屏704和透镜阵列702。投影机703输出第三光束,第三光束携带了图像信息。扩散屏704是一种像素化的器件。扩散屏704用于对投影机703输出的第三光束的发散角进行放大。第三光束可以分时携带不同视差的图像信息,进而扩散屏704可以输出两路成像光,两路成像光携带不同视差的图像信息。透镜阵列702用于以不同的角度透射两路成像光。两路成像光包括第一路成像光和第二路成像光。在图7b中,和透镜阵列702连接的点划线表示第一路成像光。和透镜阵列702连接的实线表示第二路成像光。在图7b中,图像生成组件101的图像面为扩散屏704。
图8为本申请实施例提供的像素组件和透镜阵列的结构示意图。如图8所示,像素组件502包括N个像素组801。N为大于0的整数。每个像素组801包括一个第一像素和一个第二像素。第一像素用于调制第三光束,输出一个第一子成像光。第二像素用于调制第三光束,输出一个第二子成像光。第一子成像光和第二子成像光具有一定的方向性和发散角。在图8中,和第一像素连接的点划线表示第一子成像光。和第二像素连接的实线表示第二子成像光。透镜阵列702包括N个透镜802。每个透镜802用于透射一个第一子成像光和一个第二子成像光。每个透镜802用于按照一定方向输出一个第一子成像光和一个第二子成像光。在图8中,和透镜802连接的点划线表示第一子成像光。和透镜802连接的实线表示第二子成像光。N个像素组801和N个透镜802一一对应。N个透镜802用于输出N个第一子成像光和N个第二子成像光。N个第一子成像光汇聚形成第一路成像光。N个第二子成像光汇聚形成第二路成像光。
在显示技术领域中,不管是2D显示还是立体显示,用户的左右眼接收的成像光来自曲面镜或透镜的不同位置。图9a为本申请实施例提供的立体显示装置的第三个结构示意图。图9b为本申请实施例提供的立体显示装置的第四个结构示意图。如图9a和图9b所示,立体显示装置100包括图像生成组件101和曲面镜102。关于立体显示装置100的描述,可以参考图1中的相关描述。两路成像光中的第一路成像光经过曲面镜102的A点反射到左眼。两路成像光中的第二路成像光经过曲面镜102的B点反射到右眼。在实际应用中,曲面镜102不同位置存在不同的工艺误差。工艺误差会导致用户观察到的图像的缩放倍数、成像位置相对于理想位置存在显示差别。例如,在图9a和图9b中,用户的双眼观察到的两个虚像在不同的位置。显示差别会导致用户产生眩晕等生理不适,降低用户体验。因此,在本申请实施例中,可以对不同视差的图像信息进行预处理。通过预处理来补偿显示差别,从而增强显示效果。例如,立体显示装置可以对像素组件502加载的左眼图像和/或右眼图像进行以下一项或多项处理:
1、对左眼图像或右眼图像的整体或局部进行平移。
2、对左眼图像或右眼图像的整体或局部进行放大或缩小。
3、对左眼图像或右眼图像的整体或局部进行畸变。
图10a为本申请实施例提供的立体显示装置的第五个结构示意图。图10b为本申请实施例提供的立体显示装置的第六个结构示意图。如图10a和图10b所示,在图1的基础上,立体显示装置100包括处理器1001和图像生成组件101。处理器1001可以是中央处理器(central processing unit,CPU),网络处理器(network processor,NP)或者CPU和NP的组合。处理器还可以进一步包括硬件芯片或其他通用处理器。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC),可编程逻辑器件(programmable logic device,PLD)或其组合。
处理器1001用于获取第三图像信息,对第三图像信息进行预处理,得到第一图像信息。例如,处理器1001用于获取第一位置的第一坐标信息。第一位置可以为用户的左眼的位置。处理器1001用于获取映射表。映射表中有坐标信息和修正参数的对应关系。处理器1001在映射表中查找第一坐标信息对应的第一修正参数。处理器1001根据第一修正参数对第三图像信息进行预处理,得到第一图像信息。第一修正参数可以为向左平移2个像素。例如,对于图9a,处理器1001可以控制第一路成像光往右偏移,得到图10a中所示的立体显示装置。在偏移前,图像生成组件101通过像素1生成第一路成像光。在偏移后,图像生成组件101通过像素2生成第一路成像光。像素1向右平移2个像素后的位置为像素2的位置。或者,处理器1001可以控制第二路成像光往左偏移。类似地,对于图9b,处理器1001可以控制第一路成像光往左偏移,得到图10b中所示的立体显示装置。或者,处理器1001可以控制第二路成像光往右偏移。
处理器1001还可以用于获取第四图像信息,对第四图像信息进行预处理,得到第二图像信息。例如,处理器1001可以用于获取第二位置的第二坐标信息。第二位置可以为用户的右眼的位置。处理器1001在映射表中查找第二坐标信息对应的第二修正参数,并根据第二修正参数对第四图像信息进行预处理,得到第二图像信息。例如,第二修正参数可以为整体缩小5%。
图像生成组件101中的像素组件502可以包括显示电路和显示面板。显示电路也可以称为显示控制器(display controller,DC),其具有显示控制功能。显示电路用于接收处理器1001输出的第一图像信息和第二图像信息。显示电路还用于根据第一图像信息和第二图像信息控制显示面板显示第一图像和第二图像。其中,第一图像信息对应第一图像。第二图像信息对应第二图像。其中,上述时序控制单元504的功能可以由显示电路来实现。
在前述图5中,第一光源组件501分时的输出第一光束和第二光束。因此,在处理器1001对不同视差的图像信息进行预处理前,像素组件502可以使用相同的像素调制第一光束和第二光束,得到对应左右眼的两路成像光。图11为本申请实施例提供的立体显示装置的第七个结构示意图。如图11所示,第一光源组件501分时的输出第一光束和第一光束。具体地,第一光源组件501中的LED1生成第一光束。第一光源组件501中的LED2生成第二光束。第一光束和第二光束由经过光束控制单元503后到达像素组件502。像素组件502分时的通过像素1调制第一光束或第二光束,得到两路成像光,即像素组件502使用相同的像素来显示左眼图像和右眼图像。在处理器1001对不同视差的图像信息进行预处理后,像素组件502可以使用不同的像素调制第一光束和第二光束,得到两路成像光,即像素组件502使用不同的像素来显示左眼图像和右眼图像。图12为本申请实施例提供的立体显示装置的第八个结构示意图。如图12所示,在图11的基础上,第一光源组件501分时的输出第一光束和第二光束。例如,第一光源组件501中的LED3生成第一光束。第一光源组件501中的LED2生成第二光束。第一光束和第二光束经过光束控制单元503后到达像素组件502。像素组件502分时的通过不同的像素调制第一光束和第二光束,得到两路成像光。其中,像素组件502通过像素2调制第一光束得到第一路成像光,经过曲面镜102反射后进入左眼。像素组件502通过像素1调制第二光束得到第二路成像光,经过曲面镜102反射后进入右眼,用户的双眼观察到的两个虚像在同一位置,不会出现眩晕,提高了立体显示的效果。应理解,关于图12的描述只是一个示例。例如,在实际应用中,在显示面板对显示的图像进行预处理后,像素组件502可能同时改变使用的像素点。具体地,像素组件502通过像素2调制第一光束得到第一路成像光。像素组件502通过像素3调制第二光束得到第二路成像光。
因理解,在本申请实施例中,像素1、像素2、第一像素或第二像素等可以是指一个像素点,也可以是指多个像素点的集合。本申请对此不做限定。类似地,LED1或LED2等可以是指一个LED,也可以是指多个LED的集合。类似地,第一光源器件或第二光源器件也可以是指一个LED,也可以是指多个LED的集合。
根据前面的描述可知,本实施例可以通过处理器1001的预处理补偿显示误差。在实际应用中,为了避免处理器1001的过度处理,可以在显示误差大于阈值的情况下,才进行预处理。下面为计算显示误差的一个示例。图13为本申请实施例提供的立体显示装置的第三个光路投影示意图。如图13所示,图像生成组件101的两个像素输出两路成像光。两路成像光包括第一路成像光和第二路成像光。两个像素包括像素1和像素2。像素1的坐标为(X_Oleft,Y_Oleft)。像素2的坐标为(X_Oright,Y_Oright)。曲面镜102用于反射像素1输出的第一路成像光。反射后的第一路成像光照射至用户的左眼。用户的左眼的坐标为(X_left,Y_left)。曲面镜102还用于反射像素2输出的第二路成像光。反射后的第二路成像光照射至用户的右眼。用户的右眼的坐标为(X_right,Y_right)。
在不存在显示误差的理想状态下,像素1和像素2对应的虚像在虚像面1301上的同一虚像点上。虚像点的坐标为(X_V,Y_V)。当存在显示误差时,像素1对应的虚像在虚像面1301的虚像点1上。虚像点1的坐标为(X_V1,Y_V1)。像素2对应的虚像在虚像面1301的虚像点2上。虚像点2的坐标为(X_V2,Y_V2)。
此时,计算显示误差Δ=|(X_V1,X_V2)-(Y_V1,Y_V2)|。上述像素1和像素2为一对采样点,分别显示左眼图像和右眼图像。
如果对于一定区域内的多对采样点,显示误差Δ的平均值大于阈值,则表征处理器1001需要进行预处理。例如,阈值可以为tan(2.5mrad)×S。其中,S为用户的双眼与曲面镜102之间的距离。
通过上述的预处理,可以改变一对采样点包括的像素。例如,在预处理后,一对采样点包括像素1和像素3。像素3的虚像投影在虚像面1301的虚像点3上。虚像点3的坐标为(X_V3,Y_V3)。通过前述类似的方法,计算显示误差Δ=|(X_V1,X_V3)-(Y_V1,Y_V3)|。若显示误差Δ小于阈值,则表征显示误差经过纠正后在可接受范围内,处理器1001无需对图像信息进行预处理。若经过预处理,显示误差Δ仍大于或等于阈值,则处理器1001可以进行进一步的预处理,直至显示误差Δ小于阈值。
参考图14,图14是本申请实施例提供的一种立体显示装置的电路示意图。
如图14所示,显示装置中的电路主要包括包含处理器1001,内部存储器1002,外部存储器接口1003,音频模块1004,视频模块1005,电源模块1006,无线通信模块1007,I/O接口1008、视频接口1009、控制器局域网(Controller Area Network,CAN)收发器1010,显示电路1028和显示面板1029等。其中,处理器1001与其周边的元件,例如存储器1002,CAN收发器1010,音频模块1004,视频模块1005,电源模块1006,无线通信模块1007,I/O接口1008、视频接口1009、触控单元1010、显示电路1028可以通过总线连接。处理器1001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,处理器1001包括一个或多个处理单元,例如:处理器1001可以包括应用处理器(Application Processor,AP),调制解调处理器,图形处理器(Graphics ProcessingUnit,GPU),图像信号处理器(Image Signal Processor,ISP),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。
处理器1001中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。例如,存储显示装置的操作系统、AR Creator软件包等。在一些实施例中,处理器1001中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器1001刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器1001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,减少了处理器1001的等待时间,因而提高了系统的效率。
另外,如果本实施例中的显示装置安装在交通工具上,处理器1001的功能可以由交通工具上的域控制器来实现。
在一些实施例中,显示装置还可以包括多个连接到处理器1001的输入输出(Input/Output,I/O)接口1008。接口1008可以包括但不限于集成电路(Inter-IntegratedCircuit,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(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter,UART)接口,移动产业处理器接口(MobileIndustry Processor Interface,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 Serial Bus,USB)接口等。上述I/O接口1008可以连接鼠标、触摸屏、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)。
内部存储器1002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。存储器1002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,AR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1002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。处理器1001通过运行存储在内部存储器1002的指令,和/或存储在设置于处理器1001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。
外部存储器接口1003可以用于连接外部存储器(例如Micro SD卡),外部存储器可以根据需要存储数据或程序指令,处理器1001可以通过外部存储器接口1003对这些数据或程序执行进行读写等操作。
音频模块1004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1004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1004可以设置于处理器1001中,或将音频模块1004的部分功能模块设置于处理器1001中。显示装置可以通过音频模块1004以及应用处理器等实现音频功能。
视频接口1009可以接收外部输入的音视频,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),低压差分信号(Low Voltage Differential Signaling,LVDS)接口等,视频接口1009还可以向外输出视频。例如,显示装置通过视频接口接收导航系统发送的视频数据或者接收域控制器发送的视频数据。
视频模块1005可以对视频接口1009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,处理器1001也可以对视频接口1009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。
进一步的,上述显示装置还包括CAN收发器1010,CAN收发器1010可以连接到汽车的CAN总线(CAN BUS)。通过CAN总线,显示装置可以与车载娱乐系统(音乐、电台、视频模块)、车辆状态系统等进行通信。例如,用户可以通过操作显示装置来开启车载音乐播放功能。车辆状态系统可以将车辆状态信息(车门、安全带等)发送给显示装置进行显示。
显示电路1010和显示面板1011共同实现显示图像的功能。显示电路1010接收处理器1001输出的图像信号,对该图像信号进行处理后输入显示面板1011进行成像。显示电路1010还可以对显示面板1011显示的图像进行控制。例如,控制显示亮度或对比度等参数。其中,显示电路1010可以包括驱动电路、图像控制电路等。其中,上述显示电路1010和显示面板1011可以位于像素组件502中。
显示面板1011用于根据输入的图像信号对光源输入的光束进行调制,从而生成可视图像。显示面板1011可以为硅基液晶面板、液晶显示面板或数字微镜设备。
在本实施例中,视频接口1009可以接收输入的视频数据(或称为视频源),视频模块1005进行解码和/或数字化处理后输出图像信号至显示电路1010,显示电路1010根据输入的图像信号驱动显示面板1011将光源发出的光束进行成像,从而生成可视图像(发出成像光)。
电源模块1006用于根据输入的电力(例如直流电)为处理器1001和光源提供电源,电源模块1006中可以包括可充电电池,可充电电池可以为处理器1001和光源提供电源。光源发出的光可以传输到显示面板1029进行成像,从而形成图像光信号(成像光)。
此外,上述电源模块1006可以连接到汽车的供电模块(例如动力电池),由汽车的供电模块为显示装置的电源模块1006供电。
无线通信模块1007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1007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1007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处理器1001。无线通信模块1007还可以从处理器1001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1005进行解码的视频数据除了通过视频接口1009输入之外,还可以通过无线通信模块1007以无线的方式接收或从内部存储器1002或外部存储器中读取,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内部存储器1002或外部存储器中存储的音视频数据。
本申请实施例还提供了一种交通工具,该交通工具安装有前述任意一种立体显示装置。两路成像光携带不同视差的图像信息。输出的两路成像光经过反射镜反射至挡风玻璃,挡风玻璃进一步反射两路成像光,形成虚像。虚像位于挡风玻璃的一侧,驾驶员或乘客位于挡风玻璃的另一侧。反射后的两路成像光分别照射至驾驶员或乘客的双眼。例如,第一路成像光照射至乘客的左眼。第二路成像光照射至乘客的右眼。
本申请实施例还提供了一种交通工具,该交通工具安装有前述任意一种立体显示装置。图15为本申请实施例提供立体显示装置安装在交通工具的示意图。交通工具的挡风玻璃可以作为立体显示装置中的曲面镜或透镜。当挡风玻璃作为立体显示装置中的曲面镜时,图像生成组件101和驾驶员或乘客位于挡风玻璃的同一侧。当挡风玻璃作为立体显示装置中的透镜时,图像生成组件101和驾驶员或乘客位于挡风玻璃的不同侧。图像生成组件101用于输出两路成像光。两路成像光携带不同视差的图像信息。挡风玻璃用于反射或透射两路成像光,形成虚像。虚像位于挡风玻璃的一侧,驾驶员或乘客位于挡风玻璃的另一侧。反射或透射后的两路成像光分别照射至驾驶员或乘客的双眼。例如,第一路成像光照射至乘客的左眼。第二路成像光照射至乘客的右眼。
示例性的,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,本申请实施例不作特别的限定。立体显示装置可以安装于交通工具的仪表板(Instrument Panel,IP)台上,位于副驾位置或主驾位置,也可以安装在座椅后背。上述立体显示装置应用在交通工具时,可以称为抬头显示(Head Up Display,HUD),可以用于显示导航信息、车速、电量/油量等。
图16是本申请实施例提供的交通工具的一种可能的功能框架示意图。
如图16所示,交通工具的功能框架中可包括各种子系统,例如,图示中的控制系统14、传感器系统12、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、显示系统32。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,
关于处理器2001的描述,可以参考前述处理器1001的描述。处理器2001可包括一个或多个通用处理器,例如,图形处理器(graphic processing 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-volatile memory),例如,ROM、快闪存储器(flash memory)或固态硬盘(solid state drives,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。该功能包括但不限于图13所示的车辆功能框架示意图中的部分功能或全部功能。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。
显示系统32可包括若干元件,例如,控制器和前文中描述的立体显示装置100。控制器用于根据用户指令生成图像(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),并将该图像内容发送至立体显示装置100。立体显示装置100中的图像生成模块101用于输出携带不同图像信息的两路成像光。立体显示装置100中的曲面屏102为挡风玻璃。挡风玻璃用于反射或透射两路成像光,以使在驾驶员或乘客的前方呈现图像内容对应的虚像。需要说明的是,显示系统32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14中的元件。
其中,本申请图16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和显示系统32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。
在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种立体显示装置,其特征在于,包括图像生成组件和曲面镜,其中:
所述图像生成组件用于生成两路成像光,所述两路成像光携带不同视差的图像信息;
所述曲面镜用于反射所述两路成像光,反射后的所述两路成像光之间存在夹角,所述曲面镜的焦距为f,所述图像生成组件的图像面与所述曲面镜的距离为d,所述d小于所述f。
2.根据权利要求1所述的立体显示装置,其特征在于,反射后的两路成像光形成的虚像和曲面镜的距离为D,所述D满足如下公式:
3.根据权利要求2所述的立体显示装置,其特征在于,反射后的所述两路成像光之间存在夹角γ1,所述γ1满足以下公式:E-w<tan(γ1)×(S+D)<E+2w,其中,所述S为所述两路成像光的接收位置与所述曲面镜的距离,所述E的取值范围在53毫米至73毫米之间,所述w为被所述曲面镜反射后的所述两路成像光中的至少一路成像光在所述接收位置处的宽度。
4.根据权利要求2所述的立体显示装置,其特征在于,被所述曲面镜反射前的所述两路成像光之间存在夹角γ2,所述γ2满足以下公式: 其中,所述S为所述两路成像光的接收位置与所述曲面镜的距离,所述E的取值范围在53毫米至73毫米之间,所述w为被所述曲面镜反射后的所述两路成像光中的至少一路成像光在所述接收位置处的宽度。
5.根据权利要求3所述的立体显示装置,其特征在于,被所述曲面镜反射前的所述两路成像光中的每路成像光的发散角为α,所述w满足以下公式:其中,所述w小于73毫米。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的立体显示装置,其特征在于,所述图像生成组件包括第一光源组件和像素组件;
所述第一光源组件用于分时输出不同出射方向的第一光束和第二光束至所述像素组件;
所述像素组件用于根据不同的图像信息对所述第一光束和第二光束分别进行调制,生成所述两路成像光。
7.根据权利要求6所述的立体显示装置,其特征在于,所述第一光源组件包括第一光源器件和第二光源器件,所述第一光源器件和所述第二光源器件用于分时交替输出所述第一光束和第二光束。
8.根据权利要求7所述的立体显示装置,其特征在于,所述图像生成组件还包括时序控制单元;
所述时序控制单元用于控制所述第一光源器件和所述第二光源器件分时交替输出所述第一光束和第二光束;
所述时序控制单元还用于控制所述像素组件使用不同的图像信息分时对所述第一光束和第二光束进行调制。
9.根据权利要求1至5中任意一项所述的立体显示装置,其特征在于,所述两路成像光包括第一路成像光和第二路成像光,所述图像生成组件包括第二光源组件、像素组件和透镜阵列;
所述第二光源组件用于输出第三光束至所述像素组件;
所述像素组件用于使用不同的图像信息对所述第三光束进行调制,生成第一路成像光和第二路成像光;
所述透镜阵列用于以不同的角度透射所述第一路成像光和所述第二路成像光。
10.根据权利要求9所述的立体显示装置,其特征在于,所述像素组件包括第一像素和第二像素;
所述第一像素用于根据第一图像信息对所述第三光束进行调制,生成所述第一路成像光;
所述第二像素用于根据第二图像信息对所述第三光束进行调制,生成所述第二路成像光。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的立体显示装置,其特征在于,所述不同视差的图像信息包括第一图像信息和第二图像信息;
所述立体显示装置还包括处理器;
所述处理器用于对第三图像信息进行预处理,得到所述第一图像信息;
所述处理器还用于对第四图像信息进行预处理,得到所述第二图像信息。
12.根据权利要求11所述的立体显示装置,其特征在于,
所述处理器还用于获取第一位置的第一坐标信息和第二位置的第二坐标信息,所述两路成像光中的一路成像光照射至所述第一位置,所述两路成像光中的另一路成像光照射至所述第二位置;
所述处理器用于对第三图像信息进行预处理包括:所述处理器用于根据所述第一坐标信息对第三图像信息进行预处理;
所述处理器用于对第四图像信息进行预处理包括:所述处理器用于根据所述第二坐标信息对第四图像信息进行预处理。
13.根据权利要求1至12中任意一项所述的立体显示装置,其特征在于,所述f小于300毫米。
14.根据权利要求1至13中任意一项所述的立体显示装置,其特征在于,所述图像生成组件包括投影仪和扩散屏,所述投影仪用于生成所述两路成像光,所述扩散屏用于接收所述两路成像光,并对所述两路成像光进行扩散,输出扩散后的所述两路成像光;
所述曲面镜用于反射所述两路成像光包括:所述曲面镜用于反射扩散后的所述两路成像光。
15.一种交通工具,其特征在于,包括如权利要求1-14中任一项所述的立体显示装置,所述立体显示装置安装在所述交通工具上。
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