CN117111396A - 一种增强透明显示器及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增强透明显示器及系统，系统包括：一个透明屏幕、一层部分反射膜片和一个投影机；反射膜片与透明屏幕复合在一起形成透明显示器。投影机发出的光线照射到透明屏幕上，形成影像，同时残余的光线通过透明屏幕，照射到部分反射膜片上被部分反射回到透明屏幕上，再次形成影像，形成的影像的亮度被加强。部分反射膜片同时还反射了外界的光线，提高了形成的影像的对比度。本发明可以被广泛应用于各种需要透明显示的场景，增加了显示的亮度，压低了背景，可以大大提高透明显示的对比度。透明显示系统可以被应用于基于投影的商用透明显示，车窗透明显示，以及基于PGU(图像产生元件)的AR HUD(抬头显示)，AR眼镜显示等方面。
Description
技术领域
本发明涉及透明显示技术领域，尤其涉及的是一种增强透明显示器及系统。
背景技术
透明显示可以既显示虚拟的内容，又不阻挡视线。可以把任何一面玻璃变成一面透明的，再变成一面显示器。在各种展览展厅，博物馆台舞美，汽车车窗显示，AR眼镜，ARHUD(抬头显示)等方面，有着巨大的应用前景。基于投影机的透明显示屏幕是透明显示的一种重要实现方式。基于图像生成元件PGU的技术也被广泛应用在AR眼镜，AR HUD。但是由于透明屏幕本身的效率高于其亮度，亮度不够，影响透明显示的广泛应用，在其中很多时候往往需要在透明屏幕上增加控光的其他的膜片，人为降低透过率，以使得产生的画面在透过的光线中足够的清晰可见。
特别针对汽车智能座舱，因无人驾驶技术的发展，人车交互系统的普及，车内信息与娱乐互动也越来越多。因车内空间有限，额外增加透明屏比较困难，而汽车表面积超过一半以上都是车窗玻璃，若利用车窗进行显示，则需要保证车窗本身的透明性。
但是由于现有透明显示技术效率的问题，其亮度一般不高。影响了透明显示器在较亮环境下的使用。市场上急需一种增强性的透明显示技术。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种增强透明显示器及系统，以解决现有透明显示方案亮度不足的问题。所有基于投影技术的透明显示器都是利用投影屏幕对投影机的光线做部分的调控，仍有一部分的投影机光线会穿透透明屏幕。这部分穿透的光线对透明投影显示的亮度没有空隙，另外一方面它会穿透透明显示器，打在投影屏幕后面的物体上形成二次的成像，影响了显示的隐私性和整体效果。
在本发明提出来一种增强透明显示器。在透明屏幕后面再附加一层部分反射膜片，其中一部分光就会被反射回来，反射到观察者的方向，再通过透明屏幕形成二次成像，叠加起来可以增加透明屏幕的亮度。另一方面，部分反射膜片还可以部分反射相反方向来的光，降低了透明显示的背景光，可以提高透明显示的可视度和对比度。
所述部分反射膜片还可以被设置成对特定偏振光有更大的反射率，投影机发出的光线也被控制在这一方向上。投影机的光线被最大限度的控制，形成图形。而对于相反方向来的自然光反射不明显，从而保障了透明屏幕的通透性。
所述部分反射膜片还可以被设置成对窄带波长的光有更大的反射率，投影机发出的光线也被控制在这一方向上。投影机的光线被最大限度的控制，形成图形。而对于自然光反射不明显，从而保障了屏幕的通透性。
所述部分反射膜片还可以被设置成对来自投影机方向上的光有更大的反射率，投影机发出的光线也被控制在这一方向上。投影机的光线被最大限度的控制，形成图形。而对于自然光反射不明显，从而增加了屏幕的通透性。
所述部分反射膜片还可以被设置成除了部分反射光之外，对透射的光还有一定吸收。部分反射膜片进一步压低了背景光的亮度，提高了投影机显示的对比度。
所述投影机包括基于激光光源的投影机、LED光源投影机、基于投影灯泡的投影机、基于MicroLED的投影机。
所述投影机可以出设特定为单一偏振的光线。
在本发明中提及的透明显示可以是基于投影的透明显示，也可以是基于图像产生元件PGU的透明显示，这两个术语会被等价使用。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明的第一个实施例；
图2是本发明的第二个实施例；
图3是本发明的第三个实施例；
图4是本发明在基于投影的汽车车窗显示中的应用实施例；
图5是本发明在基于AR眼镜显示中的应用实施例。
具体实施方式
本发明提供一种增强透明显示器，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在实施方式和申请专利范围中，除非文中对于冠词有特别限定，否则“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。
应该进一步理解的是，本发明的说明书中的实施例的技术特征，限于其中的特定的组合。应该理解，各个技术特征的组合，产生的新的实施例仍在本发明的保护范围之内。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。
图1是本发明的第1种实施例。
它包括：一个透明屏幕103、一层部分反射膜片105和一个投影机101；其中，所述部分反射膜片105与所述透明屏幕103复合在一起，形成透明显示器。投影机101发出的光线107照射到所述透明屏幕103上，形成第一影像109，同时残余的光线通过所述透明屏幕103，照射到所述部分反射膜片105上被部分反射回到所述透明屏幕103上，再次形成第二影像111，第一影像109和第二影像111形成的影像的亮度被加强。所述部分反射膜片105同时还反射了外界的光线113，降低了透视光线115的亮度，提高了形成的影像的对比度。本发明可以被广泛应用于各种需要透明显示的场景，增加了显示的亮度，压低了背景，可以大大提高透明显示的对比度。
该实施例所述的透明显示器，根据使用场景和背景光线的不同，所述部分反射膜片105的透射率可以在0.0001％－100％之间调节。更大的反射率有助于提高显示的亮度和对比度。但是降低了透明显示的透明度。
在一些实施例中，所述透明屏幕103为以下技术之一，全息投影屏幕、散射粒子投影屏幕、光子芯片透明屏、透明OLED显示器等各种透明显示器。其中，光子芯片透明屏是基于光子透明芯片显示技术开发出的一种显示产品。
所述投影机101可以采用以下投影技术，LED投影、激光投影、投影灯泡投影、MicroLED投影技术等。
图2是本发明的第2种实施例。
它包括：一个透明屏幕203、一层部分反射膜片205，和一个投影机201；其中，所述部分反射膜片205与所述透明屏幕203复合在一起，形成透明显示器。投影机201发出的光线仅包含一个偏振方向的偏振光207，图2中所示为P偏振光，但是对于s偏振光同样适用。偏振光207照射到所述透明屏幕203上，形成第一影像209，同时残余的光线通过所述透明屏幕203，照射到所述部分反射膜片205上被全部分反射回到所述透明屏幕203上，再次形成第二影像211，第一影像209和第二影像211形成的影像的亮度被加强。所述部分反射膜片205同时还反射了外界的光线213，外界的光线213为自然光，它包括了两个偏振方向的光，p光和s光。所述部分反射膜片205仅反射其中一个偏振方向的光217，透射另外一个偏振方向的光215，提高了形成的影像的对比度。本发明可以被广泛应用于各种需要透明显示的场景，增加了显示的亮度，压低了背景，可以大大提高透明显示的对比度。所述部分反射膜片205可以是偏振反射片。
图3是本发明的第3种实施例。
它包括：一个透明屏幕303、一层部分反射膜片305，和一个投影机301；其中，所述部分反射膜片305与所述透明屏幕303复合在一起。投影机301发出的光线波长为窄带波长。对于单色投影机而言，它只包含在主波长附近一个窄带范围里面波长的光。对于彩色投影机而言，它只包含在红绿蓝三个主波长附近三个窄带范围里面波长的光。投影机301发出的光线307照射到所述透明屏幕303上，形成第一影像309，同时残余的光线通过所述透明屏幕303，照射到所述部分反射膜片305上被全部分反射回到所述透明屏幕303上，再次形成第二影像311，第一影像309和第二影像311形成的影像的亮度被加强。所述部分反射膜片305同时还反射了外界的光线313，313为自然光，它包括了可见光范围内的所有宽带波长。所述部分反射膜片305仅反射其中窄带波长的光，透射其他所有宽带波长的光215。由于窄带波长仅占自然光的能量的一少部分。所以部分反射膜片305透过了大部分的自然光，保持了较高的透明度。
图4是本发明在基于投影灯汽车车窗显示中一个应用实施例。其中透明屏幕和部分反射膜片被装置在汽车前车窗、侧车窗41、天窗42以及其他的透明玻璃上。例如，透明屏幕和部分反射膜片被装置在汽车的侧车窗41上，一个投影机43产生图像，照射在所述透明显示器上，形成侧窗透明显示区44。
图5是本发明在基于AR眼镜显示中一个应用实施例。其中透明屏幕503和部分反射膜片505被装置在和眼镜镜片509足够接近的位置。一个图像产生元件501产生图像，照射在所述透明屏幕503上。所述图像产生元件501放置在和眼镜腿507足够接近的位置。AR眼镜的架构可以采用行业内工程师所知的一般架构，比如Bird Bath。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种增强透明显示器，其特征在于，包括：一个透明屏幕和一个部分反射膜片；其中，
所述部分反射膜片与所述透明屏幕复合在一起；图像产生元件发出的光线照射到所述透明屏幕上，形成第一影像，同时残余的光线通过所述透明屏幕照射到所述部分反射膜片上被部分反射回到所述透明屏幕上再次形成第二影像；所述部分反射膜片还用于反射外界的光线。
2.根据权利要求1所述的增强透明显示器，其特征在于，所述部分反射膜片的透射率为0.0001％－99.99％。
3.根据权利要求1所述的增强透明显示器，其特征在于，所述透明屏幕为全息投影屏幕、散射粒子投影屏幕、光子芯片透明屏之一。
4.一种增强透明显示系统，其特征在于，包括：图像产生元件与权利要求1－3任一项所述的透明显示器。
5.根据权利要求4所述的增强透明显示系统，其特征在于，所述图像产生元件为投影机。
6.根据权利要求4所述的增强透明显示系统，其特征在于，所述图像产生元件为MicroLED、Micro OLED、LCOS、DLP之一。
7.根据权利要求4所述的增强透明显示系统，其特征在于，所述部分反射膜片用于反射所述图像产生元件出射光线中具有相同偏振的光线。
8.根据权利要求4所述的增强透明显示系统，其特征在于，所述部分反射膜片用于反射特定波长的光线，特定波长为投影机出射光线的特定波长。
9.根据权利要求5所述的增强透明显示系统，其特征在于，所述投影机采用LED投影、激光投影或投影灯泡投影。
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