CN1386209A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

显示装置,包括至少一个光调制板和至少两个投影元件,其中在工作时,相对小视场中具有相对高分辨率的图象通过第1投影元件呈现给第1只眼睛,同时大视场中具有相对低分辨率的图象通过第2投影元件呈现给第2只眼睛。第2投影元件装有用于遮蔽一部分大视场的设备,该部分基本上相应于小视场。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置，该显示装置包括至少一个线调制板和至少两个投影元件，其中，实施中，在相对小视场中具有相对高分辨率的图象通过第1投影元件呈现到第1只眼睛，同时，在相对大视场中具有相对低分辨率的图象通过第2投影元件呈现到第2只眼睛。
背景技术
在这种显示装置中，由美国专利US-A-5912650得知，通过光调制板交替产生小视场的高分辨率图象或大视场的低分辨率图象。显示装置装备有用于交替地将第1或第2图象呈现到第1只或第2只眼睛的设备。这样，在相对小视场中具有相对高分辨率的图象被一只眼睛观测，同时在相对大视场中具有相对低分辨率的图象被另一只眼睛观测。
呈现给两只眼睛的图象在人脑中结合成一个图象，该图象拥有具有相对低分辨率的相对大视场，其中具有相对高分辨率的相对小视场。
然而，US-A-5912650描述的显示装置有多个缺点。要交替控制光调制板，用以产生小视场中的高分辨率图象和大视场中的低分辨率图象。因此，光调制板的控制相对复杂。另外，还要用第2投影元件照射对应于小视场的部分，这部分在人脑中被具有相对高分辨率的图象取代并通过第1投影元件形成。
因此，没有获得最佳照度。
发明内容
本发明的目的是提供一种显示装置，在该显示装置中，可用简单方式产生较大视场中具有相对低分辨率的图象，同时具有较高分辨率的较小视场位于此大视场中。
在根据本发明的显示装置中，该目的的实现在于：具有大视场的第2投影元件装备有用于掩蔽一部分大视场的装置，这部分基本上相应于小视场。
由于相应于小视场的那部分大视场通过第2投影元件被遮蔽，因此能够为相关投影部件执行的功能而尽可能优化两投影部件，也就是说，为了在相对小视场中产生具有相对高分辨率的图象，或为了在相对大视场中产生具有相对低分辨率的图象，而对其进行优化，同时将一个图象呈现给一只眼睛，将另一个图象呈现给另一只眼睛。
根据本发明的实施方式的特征在于：每个投影元件装有一个分开的光调制板，其中相对小视场的图象可通过第1光调制板产生，同时相对大视场的图象可通过第2光调制板产生。
这样，图象可连续地呈现给两只眼睛。
根据本发明的进一步的实施方式的特征在于：第2投影元件装有光调制板、在光调制板前面的透镜、围绕光调制板的凹面镜、和透镜前面的层，该层将来自透镜的光束向凹面镜反射，所述层装有用于遮蔽大视场的所希望部分的遮蔽件。
相对大视场可通过装有凹面镜的这种投影元件用简单方式产生。从大视场中排除的部分由设置在层上的遮蔽件有效地遮蔽。
此外，遮蔽能防止来自光调制板的光线直接到达眼睛。这些光线不利于在眼睛视网膜上图象的形成。它们扰乱图象，这也可认为是干扰光。
原则上，对于从光调制板到眼睛瞳孔的100％光线透射可通过掩蔽效应获得。
本发明的这些和其它方面将从结合下面描述的实施方式的阐明变得明显。
附图说明
在附图中：
图1表示在相对小的视场中用于产生具有相对高分辨率图象的根据本发明的显示装置的投射元件。
图2表示在相对大的视场中用于产生具有相对低分辨率图象的根据本发明的显示装置的投射元件。
在图中，相应的元件用相同的参考数字表示。
具体实施方式
图1和2表示根据本发明的可放置在使用者的头上或周围的显示装置的投射元件1、2。第1投射元件1可放置在使用者的第1只眼睛3的前面，同时第2投射元件2可放置在另一只眼睛、第2只眼睛的前面。
第1投射元件1装备有光调制板5，光调制板前面的照明单元6，照明单元6前面的两个透镜7、8，和透镜7、8前面的玻璃罩9。透镜7、8以相对投射元件1的光轴12例如40°的相对小视角11使来自光调制板5的光束10成象。
图1表示光调制板5向眼睛瞳孔的仅3个象素P1、P2、P3的辐射线，这3个象素是中心象素P2和在光调制板5的边缘上的2个象素P1、P3。通过3条光线表示每个单独象素P1到P3的辐射线，中心光线从中心到眼睛的瞳孔，另外2条光线进入眼睛边缘。
图2表示第2投射元件2，第2投射元件2装备有光调制板13，光调制板13前面的照明单元14，照明单元14前面的透镜15，环绕透镜15的遮蔽环16，环绕掩蔽环16的凹面镜17，和透镜15前面的层18。层18装备有对称围绕投射元件2光轴20的掩蔽件19。
层18对于来自光调制板13的光束是反射的，对于来自凹面镜17的光束是透射的。
层18可以是半透射镜，对偏振方向敏感的镜，或cholesteric镜。
投射元件2按下列方式工作。来自光调制板13的光束21被透镜15偏转到位于遮蔽部19外侧的层18的一部分。在层的该部分，光束21被反射成向凹面镜17前进的光束22。随后光束22再次被凹面镜17反射成光束23，随后透过层18进入眼睛4的方向。由于透镜15的偏转作用并通过遮蔽部19和遮蔽环16，这就能防止位于中心的视场24被照射。因此，仅环绕视场24的视场25通过投影元件2成象在眼睛4上。例如视场25的视角为40°到96°。
光调制板13产生大视场的图象。可通过大视场实现低分辨率。此外，投影元件2的光线成象在视网膜中心部的外侧。这里，眼睛也有较小的分辨力，并且越远离盲点就变得愈加小。然而，在视网膜的高分辨率中心部的小视场图象可通过光调制板5产生，使得图象获得相对高的分辨率。在两只眼睛3、4上成象的图象在人脑中结合成一个图象，其中具有小分辨率的大视场与具有高分辨率的最好位于中心的小视场结合。
如果层18装备cholesteric镜，将线偏振光转换成圆偏振光的λ/4板设置在透镜15与层18之间。
如果层18装备反射偏振片，就要在凹面镜17的正前面设置λ/4板，以便将线性偏振方向旋转90度。

Claims (8)

1.一种显示装置，包括至少一个光调制板和至少两个投影元件，其中在工作时，将较小视场中具有相对高分辨率的图象通过第1投影元件呈现给第1只眼睛，同时将较大视场中具有相对低分辨率的图象通过第2投影元件呈现给出第2只眼睛，
其特征在于：具有大视场的第2投影元件装有用于遮蔽部分大视场一部分的设备，该部分基本上相应于小视场。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：每个投影元件装有分开的光调制板，其中较小视场的图象可通过第1光调制板产生，而较大视场的图象可通过第2光调制板产生。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于：第2投影元件装有光调制板、光调制板前面的透镜、围绕光调制板的凹面镜、和透镜前面的层，该层将来自透镜的光束向凹面镜反射，所述层装有用于遮蔽大视场所希望部分的遮蔽件。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于：设有一个围绕透镜的遮蔽环。
5.根据权利要求3或4所述的显示装置，其特征在于：所述层是半透射镜反射偏振片、对偏振方向敏感的镜、或cholesteric镜。
6.根据权利要求5的所述的显示装置，其特征在于：一方面一个1/4λ层设置在透镜与凹面镜之间，另一方面设置cholesteric镜，通过它们将线偏振光转变成圆偏振光。
7.根据权利要求5的所述的显示装置，其特征在于：一个1/4λ层装在凹面镜前面，借助它将线性偏振方向旋转90°。
8.根据以上任一权利要求所述的显示装置，其特征在于：大视场有大于约40°的视角，而小视场有小于约40°的视角，小视场和大视场的视角至少彼此邻接。
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