CN117666123A - 像源组件、显示装置和交通工具 - Google Patents

像源组件、显示装置和交通工具 Download PDF

Info

Publication number
CN117666123A
CN117666123A CN202210997869.2A CN202210997869A CN117666123A CN 117666123 A CN117666123 A CN 117666123A CN 202210997869 A CN202210997869 A CN 202210997869A CN 117666123 A CN117666123 A CN 117666123A
Authority
CN
China
Prior art keywords
image
light
display device
imaging
display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210997869.2A
Other languages
English (en)
Inventor
吴慧军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Futurus Technology Co Ltd
Original Assignee
Futurus Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Futurus Technology Co Ltd filed Critical Futurus Technology Co Ltd
Priority to CN202210997869.2A priority Critical patent/CN117666123A/zh
Publication of CN117666123A publication Critical patent/CN117666123A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)

Abstract

本申请公开一种像源组件、显示装置和交通工具,所述像源组件包括:光源;反射部件,所述反射部件包括多个微反射单元,多个所述微反射单元配置为将入射到所述反射部件的光源光线进行分光反射,以形成第一图像光线和第二图像光线;第一显示部件,所述第一显示部件配置为将所述第一图像光线形成第一图像;第二显示部件,所述第二显示部件配置为将所述第二图像光线形成第二图像。本申请的像源组件利用反射部件分别形成第一图像和第二图像,可以降低系统成本和功耗。此外,形成第一图像和第二图像的光路在空间上相互分离,可以根据各自的成像要求分别进行光学设计,降低了光学设计难度,提高了设计的灵活性。

Description

像源组件、显示装置和交通工具
技术领域
本申请涉及抬头显示器技术领域,具体而言,涉及一种像源组件、显示装置和交通工具。
背景技术
HUD(head up display,抬头显示装置)也称为平视显示装置。通过将HUD的像源发出的光线最终投射到成像窗(后装的成像板或者车辆的挡风窗等)上,用户无需低头就可以直接看到抬头显示装置的虚像,从而可以提高用户体验。例如,在一些情形中,抬头显示装置可以避免用户在驾驶过程中低头看仪表盘所导致的分心,从而提高驾驶安全系数,同时也能带来更好的驾驶体验。
在所述背景技术部分,公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解,因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术信息。
发明内容
本公开至少提供一种像源组件、显示装置和交通工具。
第一方面,本公开的至少一个实施例提供一种像源组件,其包括光源、反射部件、第一显示部件和第二显示部件。所述光源发出光源光线;反射部件,所述反射部件包括多个微反射单元,多个所述微反射单元配置为将入射到所述反射部件的光源光线进行分光反射,以形成第一图像光线和第二图像光线;所述第一显示部件配置为将所述第一图像光线形成第一图像;所述第二显示部件配置为将所述第二图像光线形成第二图像。
第二方面,本公开的至少一个实施例提供一种显示装置,其包括第一方面实施例中的像源组件和调光组件。所述调光组件将第一图像的光线和第二图像的光线反射至成像部。
第三方面,本公开的至少一个实施例提供一种交通工具,其包括成像部、第一方面实施例中的像源组件或者第二方面实施例中的显示装置和。所述显示装置产生的所述第一图像的光和所述第二图像的光被反射至所述成像部。
例如,在本公开第一方面、第二方面或者第三方面的一些实施例中,所述第一图像和所述第二图像等大且明暗相反。
例如,在本公开第一方面、第二方面或者第三方面的一些实施例中,每个所述微反射单元具有第一偏转方向和第二偏转方向,多个所述微反射单元分为第一反射组和第二反射组,所述第一反射组中的所述微反射单元处于所述第一偏转方向,所述第一反射组反射形成第一图像光线;所述第二反射组中的所述微反射单元处于所述第二偏转方向,所述第二反射组反射形成第二图像光线。
例如,在本公开第一方面、第二方面或者第三方面的一些实施例中,所述像源组件还包括光开关部件,所述光开关部件用于控制第一图像光线和/或第二图像光线的通断。
例如,在本公开第一方面、第二方面或者第三方面的一些实施例中,所述像源组件还包括控制部件,连接至所述反射部件,所述控制部件用于向所述反射部件输出图像信号。
例如,在本公开第一方面、第二方面或者第三方面的一些实施例中,所述第一显示部件包括第一投影镜头和第一成像屏,所述第二显示部件包括第二投影镜头和第二成像屏,其中,所述反射部件将所述第一图像光线反射至所述第一投影镜头,所述第一成像屏用于显示第一投影镜头形成的第一图像;所述反射部件将所述第二图像光线反射至所述第二投影镜头,所述第二成像屏用于显示第二投影镜头形成的第二图像。
例如,在本公开第二方面和第三方面的一些实施例中,所述显示装置还包括:物距调节组件,设置于所述像源组件与所述调光组件之间,所述物距调节组件用于调节所述第一显示部件和/或所述第二显示部件的成像距离。
例如,在本公开第二方面和第三方面的一些实施例中,所述物距调节组件为玻璃砖、透镜、平面反射镜和曲面镜中的一种或多种。
例如,在本公开第二方面和第三方面的一些实施例中,所述调光组件包括:第一调光部件,所述第一调光部件设置为将所述第一图像的光反射至所述成像部;第二调光部件,所述第二调光部件设置为将所述第二图像的光反射至所述成像部。
例如,在本公开第二方面和第三方面的一些实施例中,所述第一调光部件包括第一曲面反射镜和第一平面反射镜;所述第一平面反射镜设置为将所述第一图像的光反射至所述第一曲面反射镜,所述第一曲面反射镜设置为将所述第一图像的光反射至所述成像部;和/或,所述第二调光部件包括第二曲面反射镜,所述第二曲面反射镜设置为将所述第二图像的光反射至所述成像部。
例如,在本公开第二方面和第三方面的一些实施例中,所述显示装置为抬头显示装置。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本申请。
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,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他的附图。
图1示出了根据本申请示例实施例的像源组件的结构示意图。
图2示出根据本申请一些实施例的像源组件的结构示意图。
图3示出根据本申请示例实施例的显示装置的结构示意图。
图4示出根据本申请一些实施例的显示装置的结构示意图。
图5示出根据本申请示例实施例的第一显示部件的成像状态示意图。
图6示出根据本申请示例实施例的第二显示部件的成像状态示意图。
图7示出了根据本申请一些实施例的控制部件的模块结构示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而,示例实施例能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施例;相反,提供这些实施例使得本申请将全面和完整,并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分,因而将省略对它们的重复描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而,本领域技术人员将意识到,可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多,或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置等。在这些情况下,将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。
附图中所示的流程图仅是示例性说明,不是必须包括所有的内容和操作/步骤,也不是必须按所描述的顺序执行。例如,有的操作/步骤还可以分解,而有的操作/步骤可以合并或部分合并,因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
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”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,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、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本申请。此外,本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
例如,HUD(head up display,抬头显示装置)是通过反射式的光学设计,将图像源出射的光线最终投射到成像窗(成像板、挡风玻璃等)上,驾驶员无需低头就可以直接看到画面,避免驾驶员在驾驶过程中低头看仪表盘所导致的分心,提高驾驶安全系数,同时也能带来更好的驾驶体验。但是,该画面在挡风玻璃上呈现的位置是固定的,而车辆行驶过程中车辆周围的实物都在不断运动,使得HUD发出的图像与实物的融合过程中,出现视觉辐辏调节冲突,降低了HUD的使用体验。
在一些实施例中,以基于平面反射镜和曲面反射镜反射成像的HUD为例,HUD像源出射的光线依次经平面反射镜、曲面镜反射后出射,出射的光线可以在透明成像窗上发生反射并保留在驾驶舱的一侧,进入驾驶员的眼睛。这些进入驾驶员眼睛的光线,使得驾驶员可以看到HUD像源上显示的画面在透明成像窗的另一侧呈现的虚像。与此同时,由于成像窗本身透明,成像窗另一侧的环境光线依然可以透过它传输到驾驶员眼睛里,使得驾驶员在看到HUD成像的同时,还不影响驾驶员在驾驶的过程中观察车外的路况。
例如,在驾驶员正常驾驶的情况下,驾驶员通过透明成像窗观察到的实时路况是动态变化的,例如与前车的距离可能不断变化。由此,HUD产生的虚像无法与实物进行贴合显示,降低了驾驶员的视觉体验;同时,由于虚像的成像距离一般是不可调节的,而驾驶员的眼睛聚焦的位置则可根据驾驶员的自身需求来自行调节,这就使得挡风玻璃上的虚像的成像位置与驾驶员的眼睛聚焦的位置常常不一致,这样的话,驾驶员需要仔细观看虚像时,则需要将自身的眼睛聚焦的位置时刻调节到与虚像一致,从而会导致产生视觉辐辏冲突,使得驾驶员易于产生疲劳、恶心等不良的身体状况。
本申请的发明人发现,为解决上述问题,至少需要设置两条成像光路形成两个不同的显示画面,一般需要对两个图像源的显示图像分别进行投影而形成,然而通过设置两个显示屏来提供两个图像源,这样会增加系统的成本和功耗,且会增加系统体积。
本申请的发明人发现,可以通过反射部件与光源和投影系统配合,光源发出的光束入射到反射部件,使得参与显示第一图像的微镜片向某一方向偏转,将光线反射向投影系统实现第一图像的显示,使得参与显示第二图像的微镜片向另一方向偏转,将光线反射向投影系统实现第二图像的显示。
通过设置反射部件,可以实现利用一个光源同时形成第一图像和第二图像,即形成两个图像源的效果,相对于现有技术中利用两个显示屏实现两个显示源的方式,本发明实施例的抬头显示装置可以降低系统成本和功耗。此外,形成第一图像和第二图像的光路在空间上相互分离,可以根据各自的成像要求分别进行光学设计,降低了光学设计难度,提高了设计的灵活性。
以下结合附图对本申请的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本申请,并不用于限定本申请。
图1示出了根据本申请示例实施例的像源组件的结构示意图。
参见图1,示例实施例的像源组件100包括光源110、反射部件120、第一显示部件130和第二显示部件140。这里可以理解,反射部件120可以为包括数字微镜器件的反射部件。
反射部件120接收光源110发出的光线,且反射部件120将入射到反射部件120的光线进行分光反射形成第一图像光线和第二图像光线。其中,第一图像光线和第二图像光线为携带图像信息的光线。
例如,反射部件120是一种电子输入、光学输出的微机电系统(optical micro-electrical-mechanical system(MEMS)),反射部件120通常由许多小型铝制的微反射单元组成,每个微反射单元的镜面被称为一个像素。每个镜面能够绕每一个正方向小镜子(一个像素)的对角线偏转±12°,即反射部件120的微镜有+12°、0°和-12°三种状态。
微观上,反射部件120中每个微反射单元有两个反射方向,在反射光源光线的时候每个微反射单元选择一个方向进行反射。宏观上,反射部件120对光源的光线进行反射且反射时会进行分光,从而将光源光线分为方向不同的两束光。
第一显示部件130被配置为将第一图像光线形成第一图像。第二显示部件140被配置为将第二图像光线形成第二图像。第一显示部件130和第二显示部件140可以被配置为任意能显示图像的装置,如投影屏幕、显示屏等,本申请于此不做具体限制。
反射部件120中的每个微反射单元具有第一偏转方向和第二偏转方向,多个微反射单元分为第一反射组和第二反射组,其中,第一反射组中的微反射单元处于第一偏转方向,第一反射组反射形成第一图像光线。第二反射组中的微反射单元处于第二偏转方向,第二反射组反射形成第二图像光线。
例如,反射部件120基于半导体制造技术,由高速数字式光反射开关阵列组成。使用的过程中,可以通过控制反射部件120中的微镜片绕固定轭的旋转和时域响应(决定光线的反射角度和停滞时间),来控制反射部件120成像图形和其特性。
例如,反射部件120的主要结构可以被分为四层:第一层是微反射单元,许多微反射单元处于悬浮状态,形状为正方形,微反射单元由铝合金制成,在偏转时较为轻便。第二层是连接微反射单元的扭臂梁和铰链,以及微反射单元的寻址电极。第三层为金属层,包括扭臂梁的寻址电极、偏置/复位电极、以及微反射单元的着陆平台(限制镜面偏转±12°或±10°)。第四层为静态存储器(RAM),其采用大规模集成电路标准工艺。其中,微反射单元与扭臂梁相连接,而扭臂梁通过铰链悬置于两个铰链支撑柱上,反射部件120整体可以围绕铰链轴进行旋转。铰链支撑轴连接到偏置/复位电极,其为每一个微反射单元提供偏置电压。对于每一个微反射单元,都有两个导电通道,并且扭臂梁的寻址电极和数字微反射镜的寻址电极连接到底层的静态存储器上。
例如,每一个微反射单元都是一个独立的个体,并且可以翻转不同的角度(正或者负),因此通过反射部件120所反射的光线可以呈现不同的角度,例如表现为其对应的数字图像像素的亮暗程度。
例如,在反射部件120工作时,通过在微反射镜加负偏置电压,其中一个寻址电极上加正偏置电压,另一个寻址电极接地,这样使微反射镜与微反射镜的寻址电极、扭臂梁与扭臂梁的寻址电极之间就形成一个静电场,从而产生一个静电力矩,使微反射单元绕扭臂梁旋转,直到接触到“着陆平台”为止。在反射镜上由于“着陆平台”的限制,使镜面的偏转角度保持固定值(±12°或±10°),并且在反射部件120整体上能够表现出很好的一致性。在扭矩的作用下,微反射单元将一直锁定于该位置上,直至复位信号出现为止。微反射单元的上半部分与下半部分处于平行的关系,且不稳定,一旦加上偏置电压,微反射单元和扭臂梁会以很快的速度(微秒级)偏离平衡位置。
例如,每一个微反射单元有三个稳态:+12°或+10°(开)、0°(无信号)、-12°或-10°(关)。当给微反射镜一个(信号“1”),其偏转+12度或+10度,被反射的光刚好沿光轴方向通过投影物镜成像在屏上,形成一个亮的像素。
例如,当反射镜偏离平衡位置-12度或-10度时(信号“0”),反射的光束将不能通过投影透镜,因此呈现一个暗的像素。控制信号二进制的“1”,“0”状态,分别对应微反射镜的“开”“关”两个状态。当给定的图形数据控制信号序列被写入电路时,通过反射部件120对入射光进行调制,图形就可以显示于像面上。
例如,由于反射部件120具有上述结构,使得反射部件120在分辨率、对比度、亮度、灰阶、色保真度及响应时间等主要性能参数上都达到了目前显示技术的非常高的水平。与此同时,反射部件120可以通过控制其内部的微反射单元实现进行分光反射形成第一图像光线和第二图像光线,并可以对第一图像光线和第二图像光线的分辨率、对比度、亮度、灰阶、色保真度及响应时间等主要性能参数进行精确控制。
例如,第一图像和第二图像可以被反射部件120输出为等大且明暗相反,从而能够充分体现出第一图像和第二图像的差异性,使得像源组件100的成像效果可以实现多个图像的同时显示。
图2示出根据本申请一些实施例的像源组件的结构示意图。
参见图1和图2,一些实施例的像源组件100包括光源110、反射部件120、第一显示部件130、第二显示部件140、光开关部件150和控制部件160。
参见图1和图2,反射部件120接收光源110的光线,且反射部件120将入射到反射部件120的光线进行分光反射形成第一图像光线和第二图像光线。第一显示部件130接收第一图像光线并形成第一图像。第二显示部件140接收第二图像光线并形成第二图像。
参见图2,第一显示部件130包括第一投影镜头131和第一成像屏132。第二显示部件140包括第二投影镜头141和第二成像屏142。
反射部件120将第一图像光线反射至第一投影镜头131,第一成像屏132用于显示第一投影镜头131形成的第一图像。反射部件120还将第二图像光线反射至第二投影镜头141,第二成像屏142用于显示第二投影镜头141形成的第二图像。
光开关部件150于像源组件100中的设置状态可以根据成像需求灵活设置,光开关部件150用于控制第一图像光线和/或第二图像光线的通断。光开关部件150可以被配置为设置于反射部件120和第一显示部件130之间,光开关部件150也可以被配置为设置于反射部件120和第二显示部件140之间,或者光开关部件150被配置为同时设置于反射部件120和第一显示部件130之间、以及反射部件120和第二显示部件140之间共两条成像路径上。通过改变光开关部件150的开闭,可以控制光路的通断,实现对于像源组件100的成像效果的调整。也就是说,通过设置光开关部件150,可以控制形成一个显示图像或同时形成两个显示图像。例如光开关部件150控制第一图像光线隔断,且控制第二图像光线联通,此种情况下像源组件只能形成第二图像。
例如,光开关部件150包括第一光开关151和第二光开关152。第一光开关151设置于反射部件120和第一显示部件130之间,第二光开关152设置于反射部件120和第二显示部件140之间。
例如,第一光开关151和第二光开关152的结构不做具体限定,可以被配置为是能够使得光路通、断的任意元件。可选地,第一光开关151和第二光开关152可以是液晶光阀,也可以是机械快门等。例如,当控制部件160向反射部件120输出第一图像的请求信号,则第一光开关151打开,经反射部件120向第一偏转方向偏转的微镜片反射的光通过第一光开关151,被第一显示部件130接收。同理,当控制部件160向反射部件120输出第二图像的请求信号,则第二光开关152打开,经反射部件120向第二偏转方向偏转的微镜片反射的光通过第二光开关152,被第二显示部件140接收。
而在一些实施例中,光开关部件150也可以被设置为集成于反射部件120之中,反射部件120利用旋转反射镜来实现光开关的开合。作用过程十分简单,光从光纤中出来,射向反射部件120的微反射单元。当反射部件120打开的时候,光可经过对称光路进入到另一端光纤;当反射部件120关闭的时候,即反射部件120的反射镜产生一个小的旋转,光经过反射后,无法进入对称的另一端,也就达到了光开关关闭的效果。
例如,控制部件160连接至反射部件120,控制部件160用于向反射部件120输出图像信号。控制部件160电性连接至反射部件120中的微反射单元,在反射部件120对光源110产生的入射光进行分光反射的过程中,控制部件160可以控制反射部件120中的微反射单元进行转动,从而实现对于第一图像和第二图像的出光角度、亮度的控制,以形成不同的图像。
图3示出根据本申请示例实施例的显示装置的结构示意图。
参见图3,示例实施例的显示装置包括像源组件100和调光组件200。
像源组件100包括光源110、反射部件120、第一显示部件130和第二显示部件140。光源110发出的像源光线照射到反射部件120,且反射部件120将入射到反射部件120的光线进行分光反射形成第一图像光线和第二图像光线。第一显示部件130接收第一图像光线并形成第一图像。第二显示部件140接收第二图像光线并形成第二图像。
调光组件200将第一图像和第二图像反射至成像部400。
例如,调光组件200包括第一调光部件210和第二调光部件220。第一调光部件210被设置为将第一图像的光反射至成像部400。第二调光部件220被设置为将第二图像的光反射至成像部400。
在显示装置的配置过程中,根据性能、成像效果、安装空间、成本管控等需求,可以对调光组件200的内部光学元件进行灵活选配,以达到特定的成像效果。
例如,第一调光部件210包括第一曲面反射镜211和第一平面反射镜212。第一平面反射镜212被设置为将第一图像的光反射至第一曲面反射镜211。第一曲面反射镜211被设置为将第一图像的光反射至成像部400。
例如,第二调光部件220包括第二曲面反射镜221,第二曲面反射镜221被设置为将第二图像的光反射至成像部400。
例如,第一调光部件210和第二调光部件220中的平面反射镜和曲面反射镜的具体数量和配置方位根据需求可以进行灵活调整,以匹配显示装置欲实现的光学性能。
图4示出根据本申请一些实施例的显示装置的结构示意图。
参见图4,一些实施例的显示装置包括像源组件100、调光组件200和物距调节组件300。
像源组件100包括光源110、反射部件120、第一显示部件130和第二显示部件140。反射部件120接收光源110的光线,且反射部件120将入射到反射部件120的光线进行分光反射形成第一图像光线和第二图像光线。第一显示部件130接收第一图像光线并形成第一图像。第二显示部件140接收第二图像光线并形成第二图像。调光组件200接收第一图像和第二图像,且调光组件200将第一图像和第二图像反射至成像部400。
物距调节组件300设置于像源组件100与调光组件200之间,物距调节组件300用于调节第一显示部件130和/或第二显示部件140的成像距离。
例如,物距调节组件300设置于像源组件100的第一显示部件130与其对应的调光组件200之间,第一显示部件130形成的第一图像经由物距调节组件300调节后,第一图像的成像距离被改变。物距调节组件300使得第一图像经由调光组件200反射至成像部400时,第一图像与第二图像可以对应不同的成像距离。
同理,物距调节组件300也可以被设置于像源组件100的第二显示部件140与其对应的调光组件200之间。或是物距调节组件300同时被设置于两条调光路径上,即物距调节组件300同时对第一显示部件130和第二显示部件140的成像距离进行调节。
例如,通过物距调节组件300对第一显示部件130和/或第二显示部件140的成像距离的调节,使得最终在成像部400上的成像效果可以实现层次感。例如,第一图像和第二图像经由调光组件200反射最终形成的第一虚像和第二虚像在水平方向上一远一近,进而使得第一虚像和第二虚像可以根据各自的成像要求分别进行光学设计,降低了显示装置的光学设计难度,提高了设计的灵活性。
当然,在其他实施例中,例如可以设置最终在成像部400上的成像效果实现拼接感。例如,第一图像和第二图像经由调光组件200反射最终形成的第一虚像和第二虚像在垂直方向上能够实现一上一下拼接,进而使得第一虚像和第二虚像可以根据各自的成像要求分别进行光学设计,降低了显示装置的光学设计难度,提高了设计的灵活性。
物距调节组件300可以被配置为任意能改变第一显示部件130和/或第二显示部件140的成像距离的光学元件。
例如,物距调节组件300为玻璃砖、透镜、平面反射镜和曲面镜中的一种或多种。在一些实施例中,第一显示部件130和第二显示部件140可以被配置为分别对应不同的平面反射镜,使得第一显示部件130和第二显示部件140到曲面镜的物距不同。而在其他实施例中,也可以通过在第一显示部件130或第二显示部件140到调光组件200的成像路径上设置如玻璃砖、透镜等光学元件,从而使得两者的成像距离不同。
例如,上述任一实施例中的显示装置为抬头显示装置。
图5示出根据本申请一些示例实施例的第一显示部件的成像状态示意图。图6示出根据本申请另一些示例实施例的第二显示部件的成像状态示意图。
参见图5和图6,以反射部件120包括4个微反射镜,微镜排列为2*2为例进行说明。
如图5所示,第一显示部件130接收反射部件120分光形成的第一图像光线形成第一图像包括1-4共4个像素,像素1-4分别为暗-明-明-暗,可以简单理解1-4号微镜分别处于第二偏转方向、第一偏转方向、第一偏转方向、第二偏转方向状态,此刻只有微镜2和微镜3反射的光线到达第一显示部件130并被利用成像。
可以理解,如图6所示,微镜1和微镜4反射的光线到达第二显示部件140,第二显示部件140最终所成的第二图像,其图像间的灰度差值将与第一镜头所成的图像相反。即第二图像的像素1-4分别为明-暗-暗-明,1-4号微镜分别为处于第二偏转方向、第一偏转方向、第一偏转方向、第二偏转方向状态。
由于可以形成第一图像和第二图像,可以使得显示装置产生的图像实现多层次成像,使得用户对于显示装置最终的成像效果具有明显层次感的观感,以获得更好的视觉体验。
本申请还公开了一种交通工具,交通工具包括上述任一实施例的中的成像部400、像源组件或显示装置。显示装置产生的第一图像和第二图像被反射至成像部400,成像部400将第一图像的光线和第二图像的光线分别反射至人眼处,从而形成人眼可见的第一虚像和第二虚像。
图7示出了根据本申请一些实施例的控制部件的模块结构示意图。
参见图1-7,本发明的一些实施例提出了一种控制部件160,应用于上述实施例中的像源组件100、显示装置或车辆。控制部件160包括采集单元161、调取单元162以及处理单元163。
例如,在本实施例中,采集单元161、调取单元162以及处理单元163可通过有线或无线的方式与显示装置进行连接。
采集单元161主用于要采集实时数据,实时数据包括显示装置内各光学元件的位置信息、第一图像的灰度值、第二图像的灰度值等。
调取单元162基于采集单元161采集到的实时数据来调取预先存储的与实时数据相匹配的调节信息。
处理单元163则基于调取单元162调取的调节信息来生产控制信号,显示装置内的移动装置则能够根据此控制信号来对第一调光部件210和/或第二调光部件220进行移动。从而调节像源组件100到第一调光部件210和/或第二调光部件220的距离或角度,进而达到调节显示装置出射的光线经由成像部400所形成的第一虚像和第二虚像的成像位置。
可选地,采集单元161可以被配置为距离传感器、图像传感器等。采集单元161除了采集显示装置的内部信息外,还可以通过采集外部信息来实现主动调节,外部信息可以包括但不限于用户的视觉信息、用户驾驶车辆的车速信息等。需要说明的是,用户应该被理解为驾驶员,驾驶员的视觉信息可包括驾驶员的眼球聚焦位置等。
在采集单元161采集结束后,调取单元162则可根据采集的实时数据来调取与实时数据相匹配的调节信息。应当被理解的是,调节信息包括有多个,多个调节信息一一匹配于不同的实时数据,并且可将相关的匹配关系预先存储在例如数据库的存储单元中。调取单元162则可根据不同时刻所采集到的不同的实时数据来从存储单元中调取相匹配的调节信息。
而处理单元163则可根据此调节信息来生成控制信号,移动装置响应于控制信号来带动反射单元移动,以使得第一虚像和/或第二虚像的成像位置被改变,保证第一虚像和/或第二虚像的成像位置能够与用户的眼盒区域相适配。从而避免产生视觉辐辏冲突,防止驾驶员产生疲劳、恶心等不良状况,提高了驾驶的安全性。
这里可以理解的是,可以根据实际需求预设观察者需要观看成像的区域,即眼盒区域(eyebox),该眼盒区域是指观察者双眼所在的、可以看到显示装置显示的图像的区域,例如可以是平面区域或者立体区域。
以上对本申请实施例进行了详细描述和解释。应清楚地理解,本申请描述了如何形成和使用特定示例,但本申请不限于这些示例的任何细节。相反,基于本申请公开的内容的教导,这些原理能够应用于许多其它实施例。
最后应说明的是:以上所述仅为本公开的示例实施例而已,并不用于限制本公开,尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种像源组件,其中,包括:
光源,发出光源光线;
反射部件,所述反射部件包括多个微反射单元,多个所述微反射单元配置为将入射到所述反射部件的光源光线进行分光反射,以形成第一图像光线和第二图像光线;
第一显示部件,所述第一显示部件配置为将所述第一图像光线形成第一图像;
第二显示部件,所述第二显示部件配置为将所述第二图像光线形成第二图像。
2.根据权利要求1所述的像源组件,其中,所述第一图像和所述第二图像等大且明暗相反。
3.根据权利要求1所述的像源组件,其中,每个所述微反射单元具有第一偏转方向和第二偏转方向,多个所述微反射单元分为第一反射组和第二反射组,其中,
所述第一反射组中的所述微反射单元处于所述第一偏转方向,所述第一反射组反射形成第一图像光线;
所述第二反射组中的所述微反射单元处于所述第二偏转方向,所述第二反射组反射形成第二图像光线。
4.根据权利要求1-3任一项所述的像源组件,其中,还包括光开关部件,所述光开关部件用于控制第一图像光线和/或第二图像光线的通断。
5.根据权利要求1-3任一项所述的像源组件,其中,还包括:
控制部件,连接至所述反射部件,所述控制部件用于向所述反射部件输出图像信号。
6.根据权利要求1-3任一项所述的像源组件,其中,所述第一显示部件包括第一投影镜头和第一成像屏,所述第二显示部件包括第二投影镜头和第二成像屏,其中,
所述反射部件将所述第一图像光线反射至所述第一投影镜头,所述第一成像屏用于显示第一投影镜头形成的第一图像;
所述反射部件将所述第二图像光线反射至所述第二投影镜头,所述第二成像屏用于显示第二投影镜头形成的第二图像。
7.一种显示装置,其中,包括:
如权利要求1-6中任一项所述的像源组件;
调光组件,所述调光组件将第一图像的光线和第二图像的光线反射至成像部。
8.根据权利要求7所述的显示装置,其中,还包括:
物距调节组件,设置于所述像源组件与所述调光组件之间,所述物距调节组件用于调节所述第一显示部件和/或所述第二显示部件的成像距离。
9.根据权利要求8所述的显示装置,其中,所述物距调节组件为玻璃砖、透镜、平面反射镜和曲面镜中的一种或多种。
10.根据权利要求7-9任一项所述的显示装置,其中,所述调光组件包括:
第一调光部件,所述第一调光部件设置为将所述第一图像的光反射至所述成像部;
第二调光部件,所述第二调光部件设置为将所述第二图像的光反射至所述成像部。
11.根据权利要求10所述的显示装置,其中,所述第一调光部件包括第一曲面反射镜和第一平面反射镜,
所述第一平面反射镜设置为将所述第一图像的光反射至所述第一曲面反射镜,
所述第一曲面反射镜设置为将所述第一图像的光反射至所述成像部;和/或,
所述第二调光部件包括第二曲面反射镜,
所述第二曲面反射镜设置为将所述第二图像的光反射至所述成像部。
12.根据权利要求7-9任一项所述的显示装置,其中,所述显示装置为抬头显示装置。
13.一种交通工具,其中,包括:
成像部,所述显示装置产生的所述第一图像的光和所述第二图像的光被反射至所述成像部;
如权利要求1-6中任一项所述的像源组件;或者,
如权利要求7-12中任一项所述的显示装置。
CN202210997869.2A 2022-08-19 2022-08-19 像源组件、显示装置和交通工具 Pending CN117666123A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210997869.2A CN117666123A (zh) 2022-08-19 2022-08-19 像源组件、显示装置和交通工具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210997869.2A CN117666123A (zh) 2022-08-19 2022-08-19 像源组件、显示装置和交通工具

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117666123A true CN117666123A (zh) 2024-03-08

Family

ID=90073628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210997869.2A Pending CN117666123A (zh) 2022-08-19 2022-08-19 像源组件、显示装置和交通工具

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117666123A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5805119A (en) Vehicle projected display using deformable mirror device
AU2017360746B2 (en) Near-eye sequential light-field projector with correct monocular depth cues
US7777960B2 (en) Wide field of view head-up display system
US8502761B2 (en) Transparent component with switchable reflecting elements, and devices including such component
US7417617B2 (en) Enhanced resolution for image generation
JP4181660B2 (ja) ビデオ表示装置および方法
EP0657760A1 (en) Image simulation and projection system
US20060033992A1 (en) Advanced integrated scanning focal immersive visual display
JPH02299934A (ja) 車輌用のヘッドアップディスプレイ
EP1240539B1 (en) A display device
JPH01208237A (ja) 自動車の画像再生装置
JP2012501472A (ja) 小型ヘッドアップディスプレイの光リレー
US20230074131A1 (en) Multi-Focal Picture Generation Apparatus, Head-Up Display Apparatus, Related Method, and Device
JP7325408B2 (ja) 表示装置
US12055712B2 (en) Multi-focal-plane image generation apparatus, head-up display apparatus, related method, and device
US6040928A (en) Holographic desktop monitor
US5818627A (en) Devices with micro-mirrors and micro-filters for selecting colors and images
CN117666123A (zh) 像源组件、显示装置和交通工具
CN110618529A (zh) 用于增强现实的光场显示系统和增强现实装置
US6301027B1 (en) Holographic desktop monitor
JP2003029197A (ja) 走査型画像観察装置
US10156768B1 (en) Wide-angle beam steerer
CN115469462A (zh) 抬头显示器及抬头显示设备
JP2838163B2 (ja) 動的三次元画像の表示方法
JPH11258692A (ja) 映像表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination