CN118665168A - 显示设备以及交通工具 - Google Patents
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Abstract
本申请的实施例提供了一种显示设备以及交通工具,涉及光显示技术领域。该显示设备可以安装于交通工具中,该显示设备的体积相较于现有的显示设备的体积小。该显示设备中,图像生成单元,用于生成第一图像光以及第二图像光;第一光学器件,用于接收第一图像光,为第一图像光配置第一光焦度值,生成第三图像光,将第三图像光从光波导的耦入区域耦入光波导;第二光学器件,用于接收第二图像光,为第二图像光配置第二光焦度值,生成第四图像光,将第四图像光从光波导的耦入区域耦入光波导,第一光焦度值与第二光焦度值不同;光波导,用于将第三图像光从光波导的耦出区域耦出;光波导,还用于将第四图像光从光波导的耦出区域耦出。
Description
技术领域
本申请涉及光显示技术领域,尤其是涉及一种显示设备以及交通工具。
背景技术
随着交通工具智能化的发展,越来越多的交通工具中都安装有抬头显示器(headup display,HUD)。HUD可以将包括驾驶信息的图像投影到驾驶员的视野前方上,HUD使得驾驶员在观看路面的同时也可以在视野前方观看到包括驾驶信息的图像,减少驾驶员在驾驶过程中低头看交通工具上设置的其他装置的可能性,提高了驾驶员的驾驶安全性。
其中,驾驶信息包括仪表信息以及导航信息,HUD通常会投影两个图像分别显示仪表信息与导航信息,其中,包括仪表信息的图像的尺寸较小,投影距离近;包括导航信息的图像的尺寸较大,投影距离远。目前,可以实现投影两个投影距离不同的图像的HUD往往具有较大的体积,但是,交通工具中留有安装HUD的空间有限,较大体积的HUD很有可能无法安装于交通工具中。
发明内容
本申请的实施例提供了一种显示设备以及交通工具,该显示设备可以安装于交通工具中,该显示设备的体积相较于现有的显示设备的体积小。
第一方面,提供了一种显示设备,包括:图像生成单元以及光学成像单元;光学成像单元包括第一光学器件、第二光学器件以及光波导;图像生成单元,用于生成第一图像光以及第二图像光;第一光学器件,用于接收第一图像光,为第一图像光配置第一光焦度值,生成第三图像光,将第三图像光从光波导的耦入区域耦入光波导;第二光学器件,用于接收第二图像光,为第二图像光配置第二光焦度值,生成第四图像光,将第四图像光从光波导的耦入区域耦入光波导,第一光焦度值与第二光焦度值不同;光波导,用于将第三图像光从光波导的耦出区域耦出;光波导,还用于将第四图像光从光波导的耦出区域耦出。在该显示设备中,图像生成单元用于生成第一图像光以及第二图像光,光学成像单元中的第一光学器件接收第一图像光,为第一图像光配置第一光焦度值,生成第三图像光,第三图像光从光波导的耦入区域耦入,从光波导的耦出区域耦出,第三图像光在光波导内多次反射,光波导实现了对第三图像光的传输光路的折叠以及对第三图像光进行放大的效果,进而使得第三图像光成像为第一图像;光学成像单元中的第二光学器件接收第二图像光,为第二图像光配置第二光焦度值,生成第四图像光,第四图像光从光波导的耦入区域耦入,从光波导的耦出区域耦出,第四图像光在光波导内多次反射,光波导实现了对第四像光的传输光路的折叠以及对第四图像光进行放大的效果,进而使得第四图像光成像为第二图像。其中,第一图像的投影距离与第一光焦度值负相关,第二图像的投影距离与第二光焦度值负相关,由于第一光焦度值与第二光焦度值不相等,那么第一图像的投影距离与第二图像的投影距离不同,该显示设备可以投影两个投影距离不同的图像。并且,该显示设备中的第一光学器件与第二光学器件分别设置于光波导的耦入区域的一侧,因此第一光学器件的尺寸大小与第三图像光通过光波导后扩散的尺寸无关,第二光学器件的尺寸大小与第四图像光通过光波导后扩散的尺寸无关,第一光学器件与第二光学器件的体积也可以做的比较小,进而减小显示设备的体积。
可选的,第一光学器件包括以下一项或多项:透镜、曲面反射镜。在该可选方式中,在第一光学器件包括透镜时,可以是透镜的光焦度值为第一光焦度值。其中,透镜可以是一个也可以是多个,在透镜为一个时,这一个透镜的光焦度值为第一光焦度值,在透镜为多个时,多个透镜组合后的光焦度值为第一光焦度值。在第一光学器件包括曲面反射镜时,可以是曲面反射镜的光焦度值为第一光焦度值。其中,曲面反射镜可以是一个也可以是多个,在曲面反射镜为一个时,这一个曲面反射镜的光焦度值为第一光焦度值,在曲面反射镜为多个时,多个曲面反射镜组合后的光焦度值为第一光焦度值。示例性的,第一光学器件也可以是透镜与曲面反射镜的组合,且透镜与曲面反射镜组合后的光焦度值为第一光焦度值,在此情况下,可以是曲面反射镜先接收第一图像光,将第一图像光反射至透镜;或者是透镜先接收第一图像光,将第一图像光传输至曲面反射镜。
可选的,第二光学器件包括以下一项或多项:透镜、曲面反射镜。在该可选方式中,在第二光学器件包括透镜时,可以是透镜的光焦度值为第二光焦度值。其中,透镜可以是一个也可以是多个,在透镜为一个时,这一个透镜的光焦度值为第二光焦度值,在透镜为多个时,多个透镜组合后的光焦度值为第二光焦度值。在第二光学器件包括曲面反射镜时,可以是曲面反射镜的光焦度值为第二光焦度值。其中,曲面反射镜可以是一个也可以是多个,在曲面反射镜为一个时,这一个曲面反射镜的光焦度值为第二光焦度值,在曲面反射镜为多个时,多个曲面反射镜组合后的光焦度值为第二光焦度值。示例性的,第二光学器件也可以是透镜与曲面反射镜的组合,且透镜与曲面反射镜组合后的光焦度值为第二光焦度值,在此情况下,可以是曲面反射镜先接收第二图像光,将第二图像光反射至透镜;或者是透镜先接收第二图像光,将第二图像光传输至曲面反射镜。
可选的,光波导包括以下任一:几何光波导、衍射光波导、全息光波导。
可选的,光波导包括二维光波导。在该可选方式中,二维光波导的耦入区域的尺寸相较于耦出区域的尺寸更小,因此可以进一步减小设置于光波导的耦入区域的一侧的第一光学器件以及第二光学器件的尺寸,进一步减小显示设备的体积。
可选的,图像生成单元包括光调制器以及镜头;光调制器包括第一调制区域以及第二调制区域;第一调制区域,用于根据第一图像信息生成第一图像光;第二调制区域,用于根据第二图像信息生成第二图像光;镜头,用于接收第一调制区域生成的第一图像光,将第一图像光传输至第一光学器件;镜头,还用于接收第二调制区域生成的第二图像光,将第二图像光传输至第二光学器件。在该可选方式中,光调制器可以分区域产生第一图像光以及第二图像光。
可选的,图像生成单元还包括光源;光源,用于生成光束,将光束传输至光调制器;第一调制区域,具体用于根据第一图像信息对光束进行调制生成第一图像光;第二调制区域,具体用于根据第二图像信息对光束进行调制生成第二图像光。
可选的,图像生成单元还包括照明元件;光源,具体用于将光束传输至照明元件;照明元件,用于对光束进行整形,将整形后的光束传输至光调制器。
可选的,图像生成单元还包括第一反射元件;光源,具体用于将光束传输至第一反射元件;第一反射元件,用于将光束反射至光调制器。
可选的,图像生成单元还包括第二反射元件;照明元件,具体用于将整形后的光束传输至第二反射元件;第二反射元件,用于将光束反射至光调制器。
可选的,图像生成单元还包括显示屏;显示屏包括第一显示区域与第二显示区域;镜头,具体用于将第一图像光传输至显示屏的第一显示区域;第一显示区域,用于将第一图像光按照第一预定角度分布显示;第一显示区域,还用于将第一图像光传输至第一光学器件;镜头,还具体用于将第二图像光传输至显示屏的第二显示区域;第二显示区域,用于将第二图像光按照第二预定角度分布显示;第二显示区域,还用于将第二图像光传输至第二光学器件。
可选的,图像生成单元还包括第三反射元件;镜头,具体用于将第一图像光传输至第三反射元件;第三反射元件,用于将第一图像光反射至显示屏的第一显示区域;镜头,还具体用于将第二图像光传输至第三反射元件;第三反射元件,用于将第二图像光反射至显示屏的第二显示区域。
可选的,显示设备还包括处理器;处理器,用于向光调制器的第一调制区域发送第一图像信息;处理器,还用于向光调制器的第二调制区域发送第二图像信息。
第二方面,提供了一种显示设备,包括:图像生成单元以及光学成像单元;光学成像单元包括光学器件、预定反射元件以及光波导;图像生成单元,用于生成第一图像光以及第二图像光;预定反射元件,用于接收第一图像光,将第一图像光反射至光学器件;光学器件,用于为第一图像光配置光焦度值,生成第三图像光,将第三图像光从光波导的耦入区域耦入光波导;光学器件,还用于接收第二图像光,为第二图像光配置光焦度值,生成第四图像光,将第四图像光从光波导的耦入区域耦入光波导;光波导,用于将第三图像光从光波导的耦出区域耦出;光波导,还用于将第四图像光从光波导的耦出区域耦出。在该显示设备中,图像生成单元用于生成第一图像光以及第二图像光,光学成像单元中的预定反射元件接收第一图像光,将第一图像光反射至光学器件,光学器件为第一图像光配置光焦度值,生成第三图像光,第三图像光从光波导的耦入区域耦入,从光波导的耦出区域耦出,第三图像光在光波导内多次反射,光波导实现了对第三图像光的传输光路的折叠以及对第三图像光进行放大的效果,进而使得第三图像光成像为第一图像;光学成像单元中的光学器件接收第二图像光,为第二图像光配置光焦度值,生成第四图像光,第四图像光从光波导的耦入区域耦入,从光波导的耦出区域耦出,第四图像光在光波导内多次反射,光波导实现了对第四图像光的传输光路的折叠以及对第四图像光进行放大的效果,进而使得第四图像光成像为第二图像。其中,尽管固定的光学器件为第一图像光与第二图像光配置的光焦度值相同,但是,第二图像光直接传输至光学器件,第一图像光通过预定反射元件反射至光学器件,因此第一图像光传输至光学器件的传输路径比第二图像光传输至光学器件的传输路径长,那么第三图像光所成的图像的投影距离大于第四图像光所成的图像的投影距离,该显示设备可以投影两个投影距离不同的图像。并且,该显示设备中的光学器件与预定反射元件设置于光波导的耦入区域的一侧,因此光学器件的尺寸大小与第三图像光通过光波导后扩散的尺寸无关,与第四图像光通过光波导后扩散的尺寸也无关,光学器件的体积也可以做的比较小,进而减小显示设备的体积。
可选的,预定反射元件包括以下一项或多项:反射镜、反射棱镜。
可选的,光学器件包括以下一项或多项:透镜、曲面反射镜。
可选的,光波导包括以下任一:一维几何光波导、一维衍射光波导、一维全息光波导。
可选的,几何光波导包括二维几何光波导;衍射光波导包括二维衍射光波导;全息光波导包括二维全息光波导。
可选的,图像生成单元包括光调制器以及镜头;光调制器包括第一调制区域以及第二调制区域;第一调制区域,用于根据第一图像信息生成第一图像光;第二调制区域,用于根据第二图像信息生成第二图像光;镜头,用于接收第一调制区域生成的第一图像光,将第一图像光传输至预定反射元件;镜头,还用于接收第二调制区域生成的第二图像光,将第二图像光传输至光学器件。
可选的,图像生成单元还包括光源;光源,用于生成光束,将光束传输至光调制器;第一调制区域,具体用于根据第一图像信息对光束进行调制生成第一图像光;第二调制区域,具体用于根据第二图像信息对光束进行调制生成第二图像光。
可选的,图像生成单元还包括照明元件;光源,具体用于将光束传输至照明元件;照明元件,用于对光束进行整形,将整形后的光束传输至光调制器。
可选的,图像生成单元还包括第一反射元件;光源,具体用于将光束传输至第一反射元件;第一反射元件,用于将光束反射至光调制器。
可选的,图像生成单元还包括第二反射元件;照明元件,具体用于将整形后的光束传输至第二反射元件;第二反射元件,用于将光束反射至光调制器。
可选的,图像生成单元还包括显示屏;显示屏包括第一显示区域与第二显示区域;镜头,具体用于将第一图像光传输至显示屏的第一显示区域;第一显示区域,用于将第一图像光按照第一预定角度分布显示;第一显示区域,还用于将第一图像光传输至预定反射元件;镜头,还具体用于将第二图像光传输至显示屏的第二显示区域;第二显示区域,用于将第二图像光按照第二预定角度分布显示;第二显示区域,还用于将第二图像光传输至光学器件。
可选的,图像生成单元还包括第三反射元件;镜头,具体用于将第一图像光传输至第三反射元件;第三反射元件,用于将第一图像光反射至显示屏的第一显示区域;镜头,还具体用于将第二图像光传输至第三反射元件;第三反射元件,用于将第二图像光反射至显示屏的第二显示区域。
可选的,显示设备还包括处理器;处理器,用于向光调制器的第一调制区域发送第一图像信息;处理器,还用于向光调制器的第二调制区域发送第二图像信息。
第三方面,提供了一种交通工具,包括如上述第一方面或第二方面任一项所述的显示设备,显示设备安装在交通工具上。
可选的,交通工具还包括风挡玻璃,风挡玻璃,用于接收通过显示设备出射的第三图像光,将第三图像光反射至交通工具的驾驶员的眼睛;风挡玻璃,还用于接收通过显示设备出射的第四图像光,将第四图像光反射至交通工具的驾驶员的眼睛。
第四方面,提供了一种显示设备,包括:图像生成单元以及光学成像单元;光学成像单元包括光学器件以及光波导;图像生成单元,用于生成第一图像光;光学器件,用于接收第一图像光,为第一图像光配置光焦度值,生成第二图像光,将第二图像光从光波导的耦入区域耦入光波导;光波导,用于将第二图像光从光波导的耦出区域耦出。在该显示设备中,图像生成单元用于生成第一图像光,光学成像单元中的光学器件接收第一图像光,为第一图像光配置光焦度值,生成第二图像光,第二图像光从光波导的耦入区域耦入,从光波导的耦出区域耦出,光波导实现对第二图像光的传输光路的折叠,进而使得第二图像光成像为预定图像。该显示设备可以投影两个投影距离不同的图像,例如可以是在第一时刻,图像生成单元用于生成第一图像光,光学成像单元中的光学器件接收第一图像光,为第一图像光配置第一光焦度值,生成第二图像光,第二图像光从光波导的耦入区域耦入,从光波导的耦出区域耦出,第二图像光在光波导内多次反射,光波导实现了对第二图像光的传输光路的折叠以及对第二图像光进行放大的效果,进而使得第二图像光成像为第一图像;在第二时刻,图像生成单元用于生成第三图像光,光学成像单元中的光学器件接收第三图像光,为第三图像光配置第二光焦度值,生成第四图像光,第四图像光从光波导的耦入区域耦入,从光波导的耦出区域耦出,第四图像光在光波导内多次反射,光波导实现了对第四图像光的传输光路的折叠以及对第四图像光进行放大的效果,进而使得第四图像光成像为第二图像。并且,该显示设备中的光学器件设置于光波导的耦入区域的一侧,因此光学器件的尺寸大小与第二图像光通过光波导后扩散的尺寸无关,光学器件的体积也可以做的比较小,进而减小显示设备的体积。
可选的,光学器件包括以下一项或多项:透镜、曲面反射镜。
可选的,光波导包括以下任一:几何光波导、衍射光波导、全息光波导。
可选的,光波导包括几何光波导。
可选的,图像生成单元包括光调制器以及镜头;光调制器,用于根据图像信息生成第一图像光;镜头,用于接收光调制器生成的第一图像光,将第一图像光传输至光学器件。
可选的,图像生成单元还包括光源;光源,用于生成光束,将光束传输至光调制器;光调制器,具体用于根据图像信息对光束进行调制生成第一图像光。
可选的,图像生成单元还包括照明元件;光源,具体用于将光束传输至照明元件;照明元件,用于对光束进行整形,将整形后的光束传输至光调制器。
可选的,图像生成单元还包括第一反射元件;光源,具体用于将光束传输至第一反射元件;第一反射元件,用于将光束反射至光调制器。
可选的,图像生成单元还包括第二反射元件;照明元件,具体用于将整形后的光束传输至第二反射元件;第二反射元件,用于将光束反射至光调制器。
可选的,图像生成单元还包括显示屏;镜头,具体用于将第一图像光传输至显示屏;显示屏,用于将第一图像光按照预定角度分布显示;显示屏,还用于将第一图像光传输至光学器件。
可选的,图像生成单元还包括第三反射元件;镜头,具体用于将所述第一图像光传输至第三反射元件;第三反射元件,用于将第一图像光反射至显示屏。
可选的,显示设备还包括处理器;处理器,用于向光调制器发送图像信息。
第五方面,提供了一种交通工具,包括如上述第四方面任一项所述的显示设备,显示设备安装在交通工具上。
可选的,交通工具还包括风挡玻璃,风挡玻璃,用于接收通过显示设备出射的第二图像光,将第二图像光反射至交通工具的驾驶员的眼睛。
其中,第二方面以及第五方面中任一种可能实现方式中所带来的技术效果可参见上述第一方面的实现方式所带来的技术效果,此处不再赘述。
附图说明
图1为本申请的实施例提供的安装于交通工具中的抬头显示的原理示意图;
图2为本申请的实施例提供的显示设备的结构示意图;
图3为本申请的实施例提供的显示设备中的图像生成单元的结构示意图;
图4为本申请的另一实施例提供的显示设备中的图像生成单元的结构示意图;
图5为本申请的又一实施例提供的显示设备中的图像生成单元的结构示意图;
图6为本申请的再一实施例提供的显示设备中的图像生成单元的结构示意图;
图7为本申请的另一实施例提供的显示设备中的图像生成单元的结构示意图;
图8为本申请的实施例提供的显示设备中的光学器件的结构示意图;
图9为本申请的另一实施例提供的显示设备中的光学器件的结构示意图;
图10为本申请的实施例提供的显示设备中的光波导的结构示意图;
图11为本申请的另一实施例提供的显示设备中的光波导的结构示意图;
图12为本申请的另一实施例提供的显示设备中的光波导的结构示意图;
图13为本申请的另一实施例提供的显示设备的结构示意图;
图14为本申请的又一实施例提供的显示设备的结构示意图;
图15为本申请的另一实施例提供的显示设备中的图像生成单元的结构示意图;
图16为本申请的又一实施例提供的显示设备中的图像生成单元的结构示意图;
图17为本申请的再一实施例提供的显示设备中的图像生成单元的结构示意图;
图18为本申请的另一实施例提供的显示设备中的图像生成单元的结构示意图;
图19为本申请的又一实施例提供的显示设备中的图像生成单元的结构示意图;
图20为本申请的实施例提供的显示设备的电路示意图;
图21为本申请的实施例提供的交通工具的结构示意图;
图22为本申请的实施例提供的交通工具的功能示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
除非另有定义,否则本文所用的所有科技术语都具有与本领域普通技术人员公知的含义相同的含义。在本申请中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况,其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,a和b,a和c,b和c或a、b和c,其中a、b和c可以是单个,也可以是多个。另外,在本申请的实施例中,“第一”、“第二”等字样并不对数量和次序进行限定。
此外,本申请中,“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
需要说明的是,本申请中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,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。
随着交通工具智能化的发展,越来越多的交通工具中都设置有抬头显示器(headup display,HUD),HUD可以将包括驾驶信息的图像投影到驾驶员的头盔前或风挡玻璃上,HUD使得驾驶员在观看路面的同时也可以在视野前方观看到包括驾驶信息的图像,避免驾驶员在驾驶过程中低头看交通工具上设置的其他装置的可能性,提高了驾驶员的驾驶安全性。
其中,驾驶信息包括仪表信息以及导航信息,HUD通常会投影两个图像分别用于显示仪表信息与导航信息,其中,仪表信息包括速度、油量和/或电量、水温等有关交通工具的常规参数信息,HUD投影的包括仪表信息的图像的尺寸较小,投影距离为2米到3米之间;导航信息为驾驶员驾驶交通工具提供便利,HUD投影的包括导航信息的图像的尺寸较大,投影距离在7.5米到10米之间。
参照图1所示,本申请的实施例提供了一种安装于交通工具中的HUD的原理示意图,交通工具包括风挡玻璃16。安装于交通工具中的HUD可以投影两个图像分别用于显示仪表信息与导航信息,其中,HUD包括图像生成单元(picture generating unit,PGU)11、PGU12、反射镜13、反射镜14以及反射镜15。为了使得HUD能更好的安装于交通工具中,通常会设置一个防尘罩以及支撑防尘罩的支架构成一个容纳腔,在容纳腔内设置PGU11、PGU12、反射镜13、反射镜14以及反射镜15。
示例性的,PGU11用于生成包括仪表信息的第一图像光,并且PGU11将生成的第一图像光传输至反射镜14,第一图像光通过反射镜14进行第一次反射,通过反射镜15进行第二次反射,进而传输至交通工具的风挡玻璃16,通过风挡玻璃16反射至驾驶员的眼睛17,驾驶员的眼睛17接收到第一图像光进而观看到第一图像光所成的图像F1,图像F1具体是虚像,图像F1距离驾驶员的眼睛17之间的距离为虚像距离,其中虚像距离也被称为投影距离,图像F1的投影距离与第一图像光从PGU11传输至驾驶员的眼睛17的距离正相关,图像F1的投影距离与虚像F1的尺寸正相关。PGU12用于生成包括导航信息的第二图像光,并且PGU12将生成的第二图像光传输至反射镜13,第二图像光通过反射镜13进行第一次反射,通过反射镜14进行第二次反射,通过反射镜15进行第三次反射,进而传输至交通工具的风挡玻璃16,通过风挡玻璃16反射至驾驶员的眼睛17,驾驶员的眼睛17接收到第二图像光进而观看到第二图像光所成的图像F2,图像F2具体是虚像,图像F2距离驾驶员的眼睛17之间的距离为虚像距离,其中虚像距离也被称为投影距离,图像F2的投影距离与第二图像光从PGU12传输至驾驶员的眼睛17的距离正相关,图像F2的投影距离与虚像F2的尺寸正相关。
如图1所示,其中,反射镜14与反射镜15实现对第一图像光与第二图像光的传输光路的折叠,在一些实施例中,反射镜14与反射镜15中至少有一个反射镜为曲面反射镜,曲面反射镜可以实现对第一图像光与第二图像光配置光焦度。参照图1所示,其中,第一图像光与第二图像光均会通过风挡玻璃16、反射镜15以及反射镜14,但是第一图像光从PGU11直接传输至反射镜14,第二图像光从PGU12通过反射镜13传输至反射镜14,第一图像光从PGU11传输至驾驶员的眼睛17的距离,小于,第二图像光从PGU12传输至驾驶员的眼睛17的距离,进而使得图像F1的投影距离小于图像F2的投影距离,图像F1的尺寸小于图像F2的尺寸。
可见在图1所示的HUD中,实现投影两个投影距离不同的图像需要的反射器件较多,并且,图1所示的HUD是通过设置反射镜使得图像F2的投影距离增大的,因此在要求图1所示的HUD投影的图像的投影距离更大时,图1所示的HUD中就需要设置更多的反射镜,进而使得HUD的体积不断变大。另外,反射镜14的尺寸也需要做的更大以使得第一图像光与第二图像光在反射镜14的不同位置反射,反射镜15的尺寸也需要做的更大以使得第一图像光与第二图像光在反射镜15的不同位置反射,也使得HUD的体积不断变大。
但是,交通工具中留有安装HUD的空间有限,图1所示的体积较大的HUD可能无法安装在交通工具中。
示例性的,参照图2所示,本申请的实施例提供了一种显示设备,该显示设备相较于图1所示的显示设备的体积小。
参照图2所示,该显示设备20包括图像生成单元30,光学成像单元40。
示例性的,图像生成单元30用于生成图像光S1以及图像光S2。其中,在显示设备20安装于交通工具中时,图像光S1包括仪表信息,那么根据图像光S1成像的图像可以显示仪表信息,图像光S2包括导航信息,那么根据图像光S2成像的图像可以显示导航信息;或者,图像光S1包括导航信息,那么根据图像光S1成像的图像可以显示导航信息,图像光S2包括仪表信息,那么根据图像光S2成像的图像可以显示仪表信息。
图像生成单元30将图像光S1与图像光S2传输至光学成像单元40。
光学成像单元40,用于根据图像光S1成像。
其中,光学成像单元40包括光学器件41、光学器件42以及光波导43,光波导43包括耦入区域431以及耦出区域432。
具体的,图像生成单元30生成的图像光S1传输光学成像单元40,光学成像单元40中的光学器件41用于接收图像光S1,为图像光S1配置光焦度值D1,生成图像光S3,那么,图像光S3具有光焦度值D1,根据光焦度D与焦距F之间的关系D=1/F,可知,图像光S3的焦距为1/D1,其中,根据图像光S3成像为第一图像,第一图像的投影距离与图像光S3的焦距正相关,第一图像的投影距离与图像光S3的光焦度D负相关,在光焦度值D1确定时,第一图像的投影距离也将确定。光学器件41将图像光S3从光波导43的耦入区域431耦入光波导43。
光波导43,用于将图像光S3从光波导43的耦出区域432耦出,进而成像为第一图像。
图像生成单元30生成的图像光S2传输至光学器件42,光学器件42用于接收图像光S2,为图像光S2配置光焦度值D2,生成图像光S4,那么,图像光S4具有光焦度值D2,根据焦度D与焦距F之间的关系D=1/F,可知,图像光S4的焦距为1/D2,其中,根据图像光S4成像为第二图像,第二图像的投影距离与图像光S4的焦距正相关,第二图像的投影距离与图像光S4的焦度D负相关,在光焦度值D2确定时,第二图像的投影距离也将确定。其中,光学器件42将图像光S4从光波导43的耦入区域431耦入光波导43。其中,光焦度D1与光焦度D2不相等,因此第一图像的投影距离与第二图像的投影距离不相等。
光波导43,用于将图像光S4从光波导43的耦出区域432耦出,进而成像为第二图像。
在图2所示的显示设备20中,图像生成单元30用于生成图像光S1以及图像光S2,光学成像单元40中的光学器件41接收图像光S1,为图像光S1配置光焦度值D1,生成图像光S3,图像光S3从光波导43的耦入区域耦入,从光波导43的耦出区域耦出,图像光S3在光波导43内多次反射,光波导43实现了对图像光S3的传输光路的折叠以及对图像光S3进行放大的效果,进而使得图像光S3成像为第一图像;光学成像单元40中的光学器件42接收图像光S2,为图像光S2配置光焦度值D2,生成图像光S4,图像光S4从光波导43的耦入区域耦入,从光波导43的耦出区域耦出,图像光S4在光波导43内多次反射,光波导43实现了对图像光S4的传输光路的折叠以及对图像光S4进行放大的效果,进而使得图像光S4成像为第二图像。其中,第一图像的投影距离与光焦度值D1负相关,第二图像的投影距离与光焦度值D2负相关,由于光焦度值D1与光焦度值D2不相等,那么第一图像的投影距离与第二图像的投影距离不同,该显示设备20可以投影两个投影距离不同的图像。并且,该显示设备20中的光学器件41与光学器件42分别设置于光波导43的耦入区域的一侧,因此光学器件41的尺寸大小与图像光S3通过光波导43后扩散的尺寸无关,光学器件42的尺寸大小与图像光S4通过光波导43后扩散的尺寸无关,光学器件41与光学器件42的体积也可以做的比较小,进而减小显示设备20的体积。
其中,图像光S3与图像光S4在光波导43中传输时会发生扩散。示例性的,在将光学器件41设置于光波导43的耦出区域的一侧时,由于图像光S3在光波导43中传输时会发生扩散,因此需要将光学器件41的体积设置得更大一点以接收扩散后的图像光S3。
示例性的,参照图3所示,本申请的实施例提供了一种图像生成单元30的结构示意图,其中,图像生成单元30包括光调制器31以及镜头32,其中,光调制器31用于根据图像信息生成图像光S1以及图像光S2,具体的,光调制器31包括调制区域310以及调制区域311,图像信息包括图像信息M1以及图像信息M2,具体是图像生成单元30中的处理器向光调制器31传输图像信息。其中,调制区域310用于根据图像信息M1生成图像光S1,调制区域311用于根据图像信息M2生成图像光S2。其中,光调制器31包括以下任一有机发光二极管(organiclight-emitting diode,OLED)、硅基OLED(Micro-OLED)、微米发光二极体(micro light-emitting diode,Micro-LED)以及次毫米发光二极体(mini light-emitting diode,Mini-LED)。其中,图3所示的光调制器31不需要额外的光源提供光线,图3所示的光调制器31自发光,该光调制器31中包括液晶层,其中,光调制器31中的调制区域310用于根据接收到的图像信息M1调整调制区域310对应的液晶层中的液晶的偏转方向,以实现对光调制器31自发光的调制,生成图像光S1,图像光S1中包括图像信息M1;光调制器31中的调制区域311用于根据接收到的图像信息M2调整调制区域311对应的液晶层中的液晶的偏转方向,以实现对光调制器31自发光的调制,生成图像光S2,图像光S2中包括图像信息M2。该光调制器31可以实现分区生成图像光S1以及图像光S2。
镜头32用于接收光调制器31的调制区域310生成的图像光S1,将图像光S1传输至图2所示的光学成像单元40中的光学器件41,镜头32还用于接收光调制器31的调制区域311生成的图像光S2,将图像光S2传输至图2所示的光学成像单元40中的光学器件42。其中,镜头32包括一个或多个透镜。
示例性的,参照图4所示,本申请的实施例提供了另一种图像生成单元30的结构示意图,其中,相较于图3所示的图像生成单元30,图4所示的图像生成单元还包括光源33,其中,光源33用于生成光束,将光束传输至光调制器31。光调制器31中的调制区域310具体用于根据图像信息M1对光源33出射的光束进行调制生成图像光S1,光调制器31中的调制区域311具体用于根据图像信息M2对光源33出射的光束进行调制生成图像光S2。因此,图4所示的光调制器31不能自发光,且光调制器31具体为透射式光调制器,该光调制器31包括透射式液晶显示器(liquid crystal display,LCD),光调制器31包括液晶层,调制区域310根据图像信息M1控制调制区域310对应的液晶层中的液晶分子偏转,以实现对光源33传输至光调制器31的调制区域310的光束的调制,生成图像光S1,图像光S1中包括图像信息M1;调制区域311根据图像信息M2控制调制区域311对应的液晶层中的液晶分子偏转,以实现对光源33传输至光调制器31的调制区域311的光束的调制,生成图像光S2,图像光S2中包括图像信息M2。
示例性的,参照图4所示,图像生成单元30还包括照明元件34,其中,在光源33生成光束的传输光路上,照明元件34位于光源33与光调制器31之间,照明元件34包括一个或多个透镜,照明元件34用于将光源33出射的光束进行整形,将整形后的光束传输至光调制器31。示例性的,照明元件34对光源33出射的光束进行整形的目的在于:使得整形后的光束可以传输至光调制器31的调制区域310以及调制区域311;使得整形后的光束传输至光调制器31的入射角度满足光调制器31的要求。其中,不同的光调制器31对光束入射角度的要求不同。
示例性的,参照图5所示,相较于图4所示的图像生成单元30,图5所示的图像生成单元30还包括反射元件R1。在图像生成单元30包括照明元件34时,在光源33生成光束的传输光路上,反射元件R1位于照明元件34与光调制器31之间,反射元件R1用于接收照明元件34出射的光束,将光束反射至光调制器31的调制区域310以及调制区域311;在图像生成单元30不包括照明元件34时,在光源33生成光束的传输光路上,反射元件R1位于照明元件34与光调制器31之间,反射元件R1用于接收光源33出射的光束,将光束反射至光调制器31的调制区域310以及调制区域311。其中,图5所示的光调制器31具体为反射式光调制器,该光调制器31包括数字微镜器件(digital micro-mirror device,DMD)、硅基液晶(liquidcrystal on silicon,LCOS)、微机电系统(micro electro mechanical systems,MEMS)。
示例性的,参照图6所示,相较于图5所示的图像生成单元30,图6所示的图像生成单元还包括显示屏35,其中,显示屏35具体为透射式显示屏,显示屏包括显示区域350以及显示区域351,镜头32,具体用于将图像光S1传输至显示屏35的显示区域350,显示屏35的显示区域350用于接收图像光S1,将图像光S1按照的第一预定角度分布显示出来,显示屏35的显示区域350还用于将图像光S1传输至图2所示的光学成像单元40中的光学器件41;镜头32,还具体用于将图像光S2传输至显示屏35的显示区域351,显示屏35的显示区域351用于接收图像光S2,将图像光S2按照第二预定角度分布显示出来,显示屏35的显示区域351还用于将图像光S2传输至图2所示的光学成像单元40中的光学器件42。
示例性的,参照图7所示,相较于图6所示的图像生成单元30,图7所示的图像生成单元还包括反射元件R2,其中,显示屏35具体为反射式显示屏,镜头32,具体用于将图像光S1传输至反射元件R2,反射元件R2用于接收图像光S1,将图像光S1反射至显示屏35的显示区域350;镜头32,还具体用于将图像光S2传输至反射元件R2,反射元件R2还用于接收镜头32出射的图像光S2,将图像光S2反射至显示屏35的显示区域351。
示例性的,图6或图7所示的光调制器31具体是反射式光调制器,在另一些实施例中,图6或图7所示的光调制器也可以如图5所示的透射式光调制器,本申请的实施例对此不做限定。
示例性的,在图3至图7任一幅图所示的图像生成单元30,光调制器31接收到的图像信息M1可以是仪表信息,那么图像光S1包括仪表信息,光调制器31接收到的图像信息M2可以是导航信息,那么图像光S2包括导航信息;或者,光调制器31接收到的图像信息M1可以是导航信息,那么图像光S1包括导航信息,光调制器31接收到的图像信息M2可以是仪表信息,那么图像光S2包括仪表信息。本申请的实施例对图像信息不做限定,在图2所示的显示设备20为光桌显中的显示设备时,光调制器31接收到的图像信息M1和图像信息M2还可以是任何不同的两个显示信息。
图像生成单元30生成的图像光S1传输至光学成像单元40。其中,光学成像单元40中的光学器件41首先接收到图像光S1。其中,光学器件41包括以下一项或多项:透镜、曲面反射镜。
示例性的,光学器件41用于接收图像光S1,为图像光S1配置光焦度值D1,生成图像光S3。参照图8所示,其中,在光学器件41包括透镜时,可以是透镜的光焦度值为D1。其中,透镜可以是一个也可以是多个,在透镜为一个时,这一个透镜的光焦度值为D1,在透镜为多个时,多个透镜组合后的光焦度值为D1。参照图9所示,在光学器件41包括曲面反射镜时,可以是曲面反射镜的光焦度值为D1。其中,曲面反射镜可以是一个也可以是多个,在曲面反射镜为一个时,这一个曲面反射镜的光焦度值为D1,在曲面反射镜为多个时,多个曲面反射镜组合后的光焦度值为D1。示例性的,光学器件41也可以是透镜与曲面反射镜的组合,且透镜与曲面反射镜组合后的光焦度值为D1,在此情况下,可以是曲面反射镜先接收图像光S1,将图像光S1反射至透镜;或者是透镜先接收图像光S1,将图像光S1传输至曲面反射镜。
光学成像单元40还包括光波导43。其中,光学器件41生成的图像光S3,光学器件41将图像光S3从光波导43的耦入区域431耦入光波导43,光波导43,用于将图像光S3从光波导43的耦出区域432耦出。
图像生成单元30生成的图像光S2传输至光学成像单元40。其中,光学成像单元40中的光学器件42首先接收到图像光S2。其中,光学器件42包括以下一项或多项:透镜、曲面反射镜。
示例性的,光学器件42用于接收图像光S2,为图像光S2配置光焦度值D2,生成图像光S4。参照图8所示,其中,在光学器件42包括透镜时,可以是透镜的光焦度值为D2。其中,透镜可以是一个也可以是多个,在透镜为一个时,这一个透镜的光焦度值为D2,在透镜为多个时,多个透镜组合后的光焦度值为D2。参照图9所示,在光学器件42包括曲面反射镜时,可以是曲面反射镜的光焦度值为D1。其中,曲面反射镜可以是一个也可以是多个,在曲面反射镜为一个时,这一个曲面反射镜的光焦度值为D2,在曲面反射镜为多个时,多个曲面反射镜组合后的光焦度值为D2。示例性的,光学器件42也可以是透镜与曲面反射镜的组合,且透镜与曲面反射镜组合后的光焦度值为D2,在此情况下,可以是曲面反射镜先接收图像光S2,将图像光S2反射至透镜;或者是透镜先接收图像光S2,将图像光S2传输至曲面反射镜。
光学成像单元40还包括光波导43。其中,光学器件42生成的图像光S4,光学器件42将图像光S4从光波导43的耦入区域431耦入光波导43,光波导43,用于将图像光S4从光波导43的耦出区域432耦出。
具体的,图像光S3从光波导43的耦入区域431的第一区域耦入光波导43,图像光S4从光波导43的耦入区域431的第二区域耦入光波导43,第一区域与第二区域不存在交叠。图像光S3从光波导43的耦出区域432的第三区域耦出,图像光S4从光波导43的耦出区域432的第四区域耦出,第三区域与第四区域可以存在交叠或者不存在交叠,本申请的实施例对此不做限定。
其中,光波导43包括图10所示的几何光波导、图11所示的衍射光波导以及图12所示的全息光波导。
参照图10所示,本申请的实施例提供了一种几何光波导的结构示意图,其中,如图10中的(a)所示,几何光波导包括棱镜波导4301以及平面波导4302,其中,棱镜波导4301通常作为几何光波导的耦入区域431,平面波导4302中包括阵列排列的多个波导片,其中,参照图10中的(a)所示的几何光波导的排列方向,多个波导片按照从左到右的方向阵列排列,其中,向任一个波导片的左侧表面(和/或右侧表面)镀膜使得通过该波导片的左侧表面(和/或右侧表面)传输的光的一部分透射,另一部分反射,通过镀膜的方式控制阵列排列的多个波导片中的每一个波导片的折射率与反射率,从而实现光束在阵列排列的多个波导片中的预定区域耦出的效果,该预定区域即是几何光波导的耦出区域432。
参照图10中的(a)所示,光学器件41将图像光S3从几何光波导的棱镜波导4301处耦入几何光波导,图像光S3在几何光波导中传输,在平面波导中的阵列排列的多个波导片的左侧表面(和/或右侧表面)发生反射和/或透射,在平面波导的上下两个表面上发生全反射,进而从几何光波导的平面波导4302的预定区域耦出;光学器件42将图像光S4从几何光波导的棱镜波导4301处耦入几何光波导,图像光S4在几何光波导中传输,在平面波导中的阵列排列的多个波导片的左侧表面(和/或右侧表面)发生反射和/或透射,在平面波导的上下两个表面上发生全反射,进而从几何光波导的平面波导4302的预定区域耦出。
参照图10中的(b)所示,本申请的实施例提供了几何光波导的另一个结构,其中,几何光波导包括玻璃基体4303,设置在玻璃基体4303表面上的微结构阵列Z1以及微结构阵列Z2,示例性的,微结构阵列Z1以及微结构阵列Z2可以设置于玻璃基体4303的同一面,或者,微结构阵列Z1以及微结构阵列Z2可以设置于玻璃基体4303的不同面。通过设置微结构阵列Z1使得传输至微结构阵列Z1的光的传输方向发生预定角度的偏转,使得光在玻璃基体4303中发生全反射,随后光传输至微结构阵列Z2,通过设置微结构阵列Z2使得传输至微结构阵列Z2的光的传输方向发生预定角度偏转,光从玻璃基体4303出射。因此,微结构阵列Z1以及微结构阵列Z1覆盖的玻璃基体4303的区域被称为几何光波导的耦入区域431,微结构阵列Z2以及微结构阵列Z2覆盖的玻璃基体4303的区域被称为几何光波导的耦出区域432。
参照图10中的(b)所示,光学器件41将图像光S3从几何光波导的耦入区域耦入几何光波导,图像光S3在几何光波导的耦入区域传输至微结构阵列Z1,微结构阵列Z1使得图像光S3的传输方向发生预定角度偏转,进而使得图像光S3在玻璃基体4303中发生全反射,传输至微结构阵列Z2,微结构阵列Z2使得图像光S3的传输方向发生预定角度偏转,进而从几何光波导的耦出区域耦出;光学器件42将图像光S4从几何光波导的耦入区域耦入几何光波导,图像光S4在几何光波导的耦入区域传输至微结构阵列Z1,微结构阵列Z1使得图像光S4的传输方向发生预定角度偏转,进而使得图像光S4在玻璃基体4303中发生全反射,传输至微结构阵列Z2,微结构阵列Z2使得图像光S4的传输方向发生预定角度偏转,进而从几何光波导的耦出区域耦出。
示例性的,在另一些实施例中,图10中的(b)所示的几何光波导可以不设置微结构阵列Z1,而是设置棱镜波导当做图10中的(b)所示的几何光波导的耦入区域,本申请的实施例对此不做限定。
参照图11所示,本申请的实施例提供了一种衍射光波导的结构示意图,其中,衍射光波导包括玻璃基体4303、设置在玻璃基体4303的表面上的光栅结构4304以及设置在玻璃基体4303的表面上的光栅结构4305,示例性的,光栅结构4304以及光栅结构4305可以设置于玻璃基体4303的同一面,或者,光栅结构4304以及光栅结构4305可以设置于玻璃基体4303的不同面。光栅结构4304可以通过半导体蚀刻、纳米压印等技术形成,光栅结构4305可以通过半导体蚀刻、纳米压印等技术形成,通过设置光栅结构4304的光栅周期使得传输至光栅结构4304的光的传输方向发生预定角度偏转,进而在玻璃基体4303中发生全反射,进而传输至光栅结构4305,通过设置光栅结构4305的光栅周期使得传输至光栅结构4305的光的传输方向发生预定角度偏转,进而从玻璃基体4303出射。因此,光栅结构4304以及光栅结构4304覆盖的玻璃基体4303的区域被称为衍射光波导的耦入区域431,光栅结构4305以及光栅结构4305覆盖的玻璃基体4303的区域被称为衍射光波导的耦出区域432。
参照图11所示,光学器件41将图像光S3从衍射光波导的耦入区域耦入衍射光波导,图像光S3在衍射光波导的耦入区域传输至光栅结构4304,光栅结构4304使得图像光S3的传输方向发生预定角度偏转,进而使得图像光S3在玻璃基体4303中发生全反射,传输至光栅结构4305,光栅结构4305使得图像光S3的传输方向发生预定角度偏转,进而从衍射光波导的耦出区域耦出;光学器件42将图像光S4从衍射光波导的耦入区域耦入衍射光波导,图像光S4在衍射光波导的耦入区域传输至光栅结构4304,光栅结构4304使得图像光S4的传输方向发生预定角度偏转,进而使得图像光S4在玻璃基体4303中发生全反射,传输至光栅结构4305,光栅结构4305使得图像光S4的传输方向发生预定角度偏转,进而从衍射光波导的耦出区域耦出。
参照图12所示,本申请的实施例提供了一种全息光波导的结构示意图,其中,全息光波导包括玻璃基体4303,玻璃基体4303的表面上设置有全息体光栅结构4306以及全息体光栅结构4307,示例性的,全息体光栅结构4306以及全息体光栅结构4307可以设置于玻璃基体4303的同一面,或者,全息体光栅结构4306以及全息体光栅结构4307可以设置于玻璃基体4303的不同面。全息体光栅结构4306以及全息体光栅结构4307的制作方法包括:涂覆感光材料,通过两个激光光束产生干涉条纹对感光材料进行曝光,进而使得感光材料内出现了折射率差。通过设置全息体光栅结构4306中的折射率差使得传输至全息体光栅结构4306的光的传输方向发生预定角度偏转,进而在玻璃基体4303中发生全反射,传输至全息体光栅结构4307,通过设置全息体光栅结构4307的折射率差使得传输至全息体光栅结构4307的光的传输方向发生预定角度偏转,进而从玻璃基体4303出射。因此,全息体光栅结构4306以及全息体光栅结构4306覆盖的玻璃基体4303的区域被称为全息光波导的耦入区域431,全息体光栅结构4307以及全息体光栅结构4307覆盖的玻璃基体4303的区域被称为全息光波导的耦出区域432。
参照图12所示,光学器件41将图像光S3从全息光波导的耦入区域431耦入全息光波导,图像光S3在全息光波导的耦入区域传输至全息体光栅结构4306,全息体光栅结构4306使得图像光S3的传输方向发生预定角度偏转,进而使得图像光S3在玻璃基体4303中发生全反射,传输至全息体光栅结构4307,全息体光栅结构4307使得图像光S3的传输方向发生预定角度偏转,进而从全息光波导的耦出区域432耦出;光学器件42将图像光S4从全息光波导的耦入区域431耦入全息光波导,图像光S4在全息光波导的耦入区域传输至全息体光栅结构4306,全息体光栅结构4306使得图像光S4的传输方向发生预定角度偏转,进而使得图像光S4在玻璃基体4303中发生全反射,传输至全息体光栅结构4307,全息体光栅结构4307使得图像光S4的传输方向发生预定角度偏转,进而从全息光波导的耦出区域432耦出。
示例性的,光波导43可以是一维光波导,也可以是二维光波导,示例性的,几何光波导可以是一维几何光波导,也可以是二维几何光波导,衍射光波导可以是一维衍射光波导也可以是二维衍射光波导,全息光波导可以是一维全息光波导也可以是二维全息光波导,本申请的实施例对此不做限定。示例性的,图像光在一维光波导中仅能向一个方向扩散,图像光在二维光波导中可以向两个不同方向扩散,且二维光波导的耦入区域尺寸更小,因此在光波导43为二维光波导时,可以进一步减小设置于光波导的耦入区域的一侧的光学器件41以及光学器件42的尺寸,进一步减小显示设备20的体积。
示例性的,参照图13所示,本申请的实施例提供了另一种显示设备20,其中,该显示设备20包括图像生成单元30,光学成像单元40。
示例性的,图像生成单元30用于生成图像光S1以及图像光S2。其中,在显示设备20安装于交通工具中时,图像光S1包括仪表信息,那么根据图像光S1成像的图像可以显示仪表信息,图像光S2包括导航信息,那么根据图像光S2成像的图像可以显示导航信息;或者,图像光S1包括导航信息,那么根据图像光S1成像的图像可以显示导航信息,图像光S2包括仪表信息,那么根据图像光S2成像的图像可以显示仪表信息。
图像生成单元30将图像光S1与图像光S2传输至光学成像单元40。
光学成像单元40,用于根据图像光S1成像。
其中,光学成像单元40包括光学器件41、预定反射元件44以及光波导43,光波导43包括耦入区域431以及耦出区域432。
具体的,图像生成单元30生成的图像光S1传输至光学成像单元40,光学成像单元40中的预定反射元件44接收图像光S1,将图像光S1反射至光学器件41。其中,预定反射元件44包括以下一项或多项反射镜、反射棱镜,其中,在预定反射元件44包括一个反射镜时,预定反射元件44将接收到的图像光S1反射一次反射至光学器件41;在预定反射元件44包括多个反射镜时,预定反射元件44将接收到的图像光S1反射多次反射至光学器件41。光学器件41用于为图像光S1配置光焦度值,生成图像光S3。其中,光学器件41将图像光S3从光波导43的耦入区域431耦入光波导43。
光波导43,用于将图像光S3从光波导43的耦出区域432耦出,进而成像为第一图像。
图像生成单元30生成的图像光S2传输至光学成像单元40,光学成像单元40中的光学器件41,用于接收图像光S2,为图像光S2配置光焦度值,生成图像光S4。其中,光学器件41将图像光S4从光波导43的耦入区域431耦入光波导43。
光波导43,用于将图像光S4从光波导43的耦出区域432耦出,进而成像为第二图像。
在图13所示的显示设备20中,光学器件41包括以下一项或多项:透镜、曲面反射镜,在光学器件41确定后,光学器件41的光焦度值即可确定,那么光学器件41为图像光S1与图像光S2配置的光焦度值相同,但是,图像光S2直接传输至光学器件41,图像光S1通过预定反射元件44反射至光学器件41,因此图像光S1传输至光学器件41的传输路径比图像光S2传输至光学器件41的传输路径长,那么图像光S3所成的图像的投影距离大于图像光S4所成的图像的投影距离。该显示设备20可以投影两个投影距离不同的图像。
示例性的,图13中的图像生成单元30可以是图3至图7中的任一幅图所示的图像生成单元30。在图13中的图像生成单元30具体为图3至图5中的任一幅图所示的图像生成单元时,图3至图5中的任一幅图所示的镜头32,用于接收光调制器31的调制区域310生成的图像光S1,将图像光S1传输至图13所示的光学成像单元40中的预定反射元件44,镜头32,还用于接收光调制器31的调制区域311生成的图像光S2,将图像光S2传输至图13所示的光学成像单元40中的光学器件41。其中,镜头32包括一个或多个透镜。
在图13中的图像生成单元30具体为图6或图7所示的图像生成单元时,图6或图7中的镜头32,具体用于将图像光S1传输至显示屏35的显示区域350,显示屏35的显示区域350用于接收图像光S1,将图像光S1按照的第一预定角度分布显示出来,显示屏35的显示区域350还用于将图像光S1传输至图13所示的光学成像单元40中的预定反射元件44;镜头32,还具体用于将图像光S2传输至显示屏35的显示区域351,显示屏35的显示区域351用于接收图像光S2,将图像光S2按照第二预定角度分布显示出来,显示屏35的显示区域351还用于将图像光S2传输至图13所示的光学成像单元40中的光学器件41。
示例性的,参照图14所示,本申请的实施例提供了另一种显示设备20,其中,该显示设备20包括图像生成单元30,光学成像单元40。
图像生成单元30用于生成图像光S1。
图像生成单元30将图像光S1传输至光学成像单元40。
光学成像单元40,用于根据图像光S1成像。
其中,光学成像单元40包括光学器件41以及光波导43,光波导43包括耦入区域431以及耦出区域432。
具体的,图像生成单元30生成的图像光S1传输光学成像单元40,光学成像单元40中的光学器件41用于接收图像光S1,为图像光S1配置光焦度值,生成图像光S3,光学器件41将图像光S3从光波导43的耦入区域431耦入光波导43。
光波导43,用于将图像光S3从光波导43的耦出区域432耦出,进而成像为第一图像。
示例性的,在图14所示的显示设备20中,在第一时刻,图像生成单元30用于生成图像光S1;光学器件41接收图像光S1,为图像光S1配置光焦度值D1,生成图像光S3,将图像光S3从光波导43的耦入区域431耦入光波导43;光波导43,用于将图像光S3从光波导43的耦出区域432耦出,进而成像为第一图像。在第二时刻,图像生成单元30用于生成图像光S2;光学器件41接收图像光S2,为图像光S2配置光焦度值D2,生成图像光S4,将图像光S4从光波导43的耦入区域431耦入光波导43;光波导43,用于将图像光S4从光波导43的耦出区域432耦出,进而成像为第二图像。那么图14所示的显示设备20可以分时投影两个投影距离不同的图像。
示例性的,参照图15所示,本申请的实施例提供了一种图像生成单元30的结构示意图,其中,图像生成单元30包括光调制器31以及镜头32,其中,光调制器31用于根据图像信息生成图像光S1,具体的,图像信息包括图像信息M1以及图像信息M2,具体是图像生成单元30中的处理器向光调制器31传输图像信息。其中,在第一时刻,光调制器31用于根据图像信息M1生成图像光S1,在第二时刻,光调制器31用于根据图像信息M2生成图像光S2。其中,光调制器31包括以下任一有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)、硅基OLED(Micro-OLED)、微米发光二极体(micro light-emitting diode,Micro-LED)以及次毫米发光二极体(mini light-emitting diode,Mini-LED)。其中,图15所示的光调制器31不需要额外的光源提供光线,图3所示的光调制器31自发光,该光调制器31中包括液晶层,其中,在第一时刻,光调制器31用于根据接收到的图像信息M1调整液晶层中的液晶的偏转方向,以实现对光调制器31自发光的调制,生成图像光S1,图像光S1中包括图像信息M1;在第二时刻,光调制器31用于根据接收到的图像信息M2调整液晶层中的液晶的偏转方向,以实现对光调制器31自发光的调制,生成图像光S2,图像光S2中包括图像信息M2。
在第一时刻,镜头32用于接收光调制器31生成的图像光S1,将图像光S1传输至图14所示的光学成像单元40中的光学器件41;在第二时刻,镜头32还用于接收光调制器31生成的图像光S2,将图像光S2传输至图14所示的光学成像单元40中的光学器件41。其中,镜头32包括一个或多个透镜。
示例性的,参照图16所示,本申请的实施例提供了另一种图像生成单元30的结构示意图,其中,相较于图15所示的图像生成单元30,图16所示的图像生成单元还包括光源33,其中,光源33用于生成光束,将光束传输至光调制器31。在第一时刻,光调制器31具体用于根据图像信息M1对光源33出射的光束进行调制生成图像光S1,在第二时刻,光调制器31具体用于根据图像信息M2对光源33出射的光束进行调制生成图像光S2。因此,图16所示的光调制器31不能自发光,且光调制器31具体为透射式光调制器,该光调制器31包括透射式液晶显示器(liquid crystal display,LCD),光调制器31包括液晶层,在第一时刻,光调制器31根据图像信息M1控制液晶层中的液晶分子偏转,以实现对光源33传输至光调制器31的光束的调制,生成图像光S1,图像光S1中包括图像信息M1;在第二时刻,光调制器31根据图像信息M2控制液晶层中的液晶分子偏转,以实现对光源33传输至光调制器31的光束的调制,生成图像光S2,图像光S2中包括图像信息M2。
示例性的,参照图16所示,图像生成单元30还包括照明元件34,其中,在光源33生成光束的传输光路上,照明元件34位于光源33与光调制器31之间,照明元件34包括一个或多个透镜,照明元件34用于将光源33出射的光束进行整形,将整形后的光束传输至光调制器31。
示例性的,参照图17所示,相较于图16所示的图像生成单元30,图17所示的图像生成单元30还包括反射元件R1。在图像生成单元30包括照明元件34时,在光源33生成光束的传输光路上,反射元件R1位于照明元件34与光调制器31之间,反射元件R1用于接收照明元件34出射的光束,将光束反射至光调制器31;在图像生成单元30不包括照明元件34时,在光源33生成光束的传输光路上,反射元件R1位于照明元件34与光调制器31之间,反射元件R1用于接收光源33出射的光束,将光束反射至光调制器31。其中,图17所示的光调制器31具体为反射式光调制器,该光调制器31包括数字微镜器件(digital micro-mirror device,DMD)、硅基液晶(liquid crystal on silicon,LCOS)、微机电系统(micro electromechanical systems,MEMS)。
示例性的,参照图18所示,相较于图17所示的图像生成单元30,图18所示的图像生成单元还包括显示屏35,其中,显示屏35具体为透射式显示屏,在第一时刻,镜头32,具体用于将图像光S1传输至显示屏35,显示屏35的显示区域350用于接收图像光S1,将图像光S1按照第一预定角度分布显示出来,显示屏35还用于将图像光S1传输至图14所示的光学成像单元40中的光学器件41;在第二时刻,镜头32,还具体用于将图像光S2传输至显示屏35,显示屏35用于接收图像光S2,将图像光S2按照第二预定角度分布显示出来,显示屏35还用于将图像光S2传输至图14所示的光学成像单元40中的光学器件41。
示例性的,参照图18所示,相较于图17所示的图像生成单元30,图18所示的图像生成单元还包括反射元件R2,其中,显示屏35具体为反射式显示屏,在第一时刻,镜头32,具体用于将图像光S1传输至反射元件R2,反射元件R2用于接收图像光S1,将图像光S1反射至显示屏35;在第二时刻,镜头32,还具体用于将图像光S2传输至反射元件R2,反射元件R2还用于接收镜头32出射的图像光S2,将图像光S2反射至显示屏35。
示例性的,图18或图19所示的光调制器31具体是反射式光调制器,在另一些实施例中,图18或图19所示的光调制器也可以如图16所示的透射式光调制器,本申请的实施例对此不做限定。
示例性的,在图15至图19任一幅图所示的图像生成单元30,光调制器31接收到的图像信息M1可以是仪表信息,那么图像光S1包括仪表信息,光调制器31接收到的图像信息M2可以是导航信息,那么图像光S2包括导航信息;或者,光调制器31接收到的图像信息M1可以是导航信息,那么图像光S1包括导航信息,光调制器31接收到的图像信息M2可以是仪表信息,那么图像光S2包括仪表信息。本申请的实施例对图像信息不做限定,在图2所示的显示设备20为光桌显中的显示设备时,光调制器31接收到的图像信息M1和图像信息M2还可以是任何不同的两个显示信息。
在第一时刻,图像生成单元30生成的图像光S1传输至光学成像单元40。其中,光学成像单元40中的光学器件41首先接收到图像光S1。其中,光学器件41包括以下一项或多项:透镜、曲面反射镜。
示例性的,光学器件41用于接收图像光S1,为图像光S1配置光焦度值D1,生成图像光S3。参照图8所示,其中,在光学器件41包括透镜时,可以是透镜的光焦度值为D1。其中,透镜可以是一个也可以是多个,在透镜为一个时,这一个透镜的光焦度值为D1,在透镜为多个时,多个透镜组合后的光焦度值为D1。参照图9所示,在光学器件41包括曲面反射镜时,可以是曲面反射镜的光焦度值为D1。其中,曲面反射镜可以是一个也可以是多个,在曲面反射镜为一个时,这一个曲面反射镜的光焦度值为D1,在曲面反射镜为多个时,多个曲面反射镜组合后的光焦度值为D1。示例性的,光学器件41也可以是透镜与曲面反射镜的组合,且透镜与曲面反射镜组合后的光焦度值为D1,在此情况下,可以是曲面反射镜先接收图像光S1,将图像光S1反射至透镜;或者是透镜先接收图像光S1,将图像光S1传输至曲面反射镜。
光学成像单元40还包括光波导43。其中,光学器件41生成的图像光S3,光学器件41将图像光S3从光波导43的耦入区域431耦入光波导43,光波导43,用于将图像光S3从光波导43的耦出区域432耦出。
在第二时刻,图像生成单元30生成的图像光S2传输至光学成像单元40。其中,光学成像单元40中的光学器件41首先接收到图像光S2。其中,光学器件41包括以下一项或多项:透镜、曲面反射镜。
示例性的,光学器件41用于接收图像光S2,为图像光S2配置光焦度值D2,生成图像光S4。参照图8所示,其中,在光学器件41包括透镜时,可以是透镜的光焦度值为D2。其中,透镜可以是一个也可以是多个,在透镜为一个时,这一个透镜的光焦度值为D2,在透镜为多个时,多个透镜组合后的光焦度值为D2。参照图9所示,在光学器件41包括曲面反射镜时,可以是曲面反射镜的光焦度值为D1。其中,曲面反射镜可以是一个也可以是多个,在曲面反射镜为一个时,这一个曲面反射镜的光焦度值为D2,在曲面反射镜为多个时,多个曲面反射镜组合后的光焦度值为D2。示例性的,光学器件41也可以是透镜与曲面反射镜的组合,且透镜与曲面反射镜组合后的光焦度值为D2,在此情况下,可以是曲面反射镜先接收图像光S2,将图像光S2反射至透镜;或者是透镜先接收图像光S2,将图像光S2传输至曲面反射镜。
光学成像单元40还包括光波导43。其中,光学器件42生成的图像光S4,光学器件42将图像光S4从光波导43的耦入区域431耦入光波导43,光波导43,用于将图像光S4从光波导43的耦出区域432耦出。
具体的,图14所示的光学器件41在不同时刻可以为不同的图像光配置不同的光焦度值。
图14所示的光波导43包括图10所示的几何光波导、图11所示的衍射光波导以及图12所示的全息光波导,几何光波导可以是一维几何光波导,也可以是二维几何光波导,衍射光波导可以是一维衍射光波导也可以是二维衍射光波导,全息光波导可以是一维全息光波导也可以是二维全息光波导,本申请的实施例对此不做限定。
示例性的,参考图20,图20是本申请实施例提供的一种显示设备20的电路示意图。如图20所示,显示设备20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和成像器件1029等。其中,处理器1001与其周边的元件,例如内部存储器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、CAN收发器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设备的具体限定。在本申请另一些实施例中,显示设备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),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。
处理器1001中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。例如,存储显示设备的操作系统、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设备安装在交通工具上,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,显示设备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,也可以连接显示设备上的物理按键(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设备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,执行显示设备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。显示设备可以通过音频模块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,显示设备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设备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,上述显示设备还包括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,显示设备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设备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)发送给显示设备进行显示。
显示电路1028和成像器件1029共同实现显示图像的功能。显示电路1028接收处理器1001输出的图像信息,对该图像信息进行处理后输入成像器件1029进行成像。显示电路1028还可以对成像器件1029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1028可以包括驱动电路、图像控制电路等。
成像器件1029用于根据输入的图像信息对光源输入的光束进行调制,从而生成可视图像。成像器件1029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1028,显示电路1028根据输入的图像信号驱动成像器件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成像器件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设备的电源模块1006供电。
无线通信模块1007可以使得显示设备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,例如显示设备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,显示设备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。
参照图21所示,当将显示设备20安装于交通工具200上时,交通工具200还包括风挡玻璃16,风挡玻璃16,用于接收通过显示设备20出射的图像光S3以及图像光S4,风挡玻璃16将图像光S3反射至交通工具的驾驶员的眼睛17,以使得交通工具200的驾驶员看到图像光S3所成的图像F3,该图像F3具体是虚像;风挡玻璃16将图像光S4反射至交通工具的驾驶员的眼睛17,以使得交通工具200的驾驶员看到图像光S4所成的图像F4,该图像F3具体是虚像,其中,图像F3的投影距离与图像F4的投影距离不同。
请参见图22,图22为本申请实施例提供的一种交通工具200的功能示意图。交通工具可包括各种子系统,例如图示中的传感器系统210、控制系统220、一个或多个外围设备230(图示以一个为例)、电源240、计算机系统250和显示系统260,上述各个子系统之间可以互相通信。显示系统260可以包括本申请实施例提供的显示设备。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、座舱等等,本申请这里不作限定。
其中,传感器系统210可包括若检测装置,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22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,本申请并不作限定。
控制系统220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。控制系统220可以接收传感器系统210发送的信息(例如车速、车距等),实现自动驾驶、地图导航等功能。
可选地,控制系统220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,本申请不作限定。
外围设备230可包括若干元件,例如通信系统、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240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可以由计算机系统250控制实现。计算机系统250可包括一个或多个处理器2501(图示以一个处理器为例示出)和存储器2502(也可称为存储装置)。在实际应用中,该存储器2502也在计算机系统250内部,也可在计算机系统250外部,例如作为交通工具中的缓存等,本申请不作限定。
其中,处理器2501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2501可用于运行存储器2502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。处理器2501也可以称为域控制器。
存储器2502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)、HDD或固态硬盘SSD;存储器2502还可以包括上述种类的存储器的组合。存储器2502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2501调用存储器2502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2502中可存储一组用于车辆控制的程序代码,处理器2501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2502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250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250可基于传感器系统210的数据输入控制交通工具的行驶方向或行驶速度等,本申请不作限定。
显示系统260可以与交通工具内的其他系统进行交互,例如其可以对控制系统220发送的导航信息进行显示、或者对计算机系统250和外围设备230发送的多媒体内容进行播放等。显示系统260的具体结构参考上述显示设备的实施例,在此不再赞述。
其中,本实施例图示的四个子系统,传感器系统210、控制系统220、计算机系统250和显示系统260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子系统或元件,本申请不作限定。
本申请实施例中的交通工具可以是汽车、飞机、轮船、火箭等已知的交通工具,还可以是未来新出现的交通工具。汽车可以是电动汽车、燃油车或混合动力车,例如,纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池汽车、新能源汽车等,本申请对此不做具体限定。
在一种可能的应用场景中,本申请中的显示设备20集成于近眼显示(Near EyeDisplay,NED)设备,NED设备例如可以是增强现实(augmented reality,AR)设备或虚拟现实(virtual reality,VR)设备,AR设备可以包括但不限于AR眼镜或AR头盔,VR设备可以包括但不限于VR眼镜或VR头盔。以AR眼镜为例示例,用户可佩戴AR眼镜设备进行游戏、观看视频、参加虚拟会议、或视频购物等。
在另一种可能应用场景中,本申请中的显示设备20集成于投影仪,投影仪可以将图像投影到墙面或投影屏幕上。
在又一种可能的实现方式中,本申请中的显示设备20集成于车载显示屏中,车载显示屏可以安装在交通工具的座椅后背或副驾驶位置等,本申请对车载显示屏安装的位置不作限定。
其中,上述给出的应用场景仅是举例,本申请提供的显示设备还可以应用在其它可能的场景,例如医疗设备,本申请不做限定。
尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述,显而易见的,在不脱离本申请的精神和范围的情况下,可对其进行各种修改和组合。相应地,本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明,且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (16)
1.一种显示设备,其特征在于,包括:图像生成单元以及光学成像单元;
所述光学成像单元包括第一光学器件、第二光学器件以及光波导;
所述图像生成单元,用于生成第一图像光以及第二图像光;
所述第一光学器件,用于接收第一图像光,为所述第一图像光配置第一光焦度值,生成第三图像光,将所述第三图像光从所述光波导的耦入区域耦入所述光波导;
所述第二光学器件,用于接收第二图像光,为所述第二图像光配置第二光焦度值,生成第四图像光,将所述第四图像光从所述光波导的耦入区域耦入所述光波导,所述第一光焦度值与所述第二光焦度值不同;
所述光波导,用于将所述第三图像光从所述光波导的耦出区域耦出;
所述光波导,还用于将所述第四图像光从所述光波导的耦出区域耦出。
2.根据权利要求1所述的显示设备,其特征在于,
所述图像生成单元包括光调制器以及镜头;所述光调制器包括第一调制区域以及第二调制区域;
所述第一调制区域,用于根据第一图像信息生成所述第一图像光;
所述第二调制区域,用于根据第二图像信息生成所述第二图像光;
所述镜头,用于接收所述第一调制区域生成的所述第一图像光,将所述第一图像光传输至所述第一光学器件;
所述镜头,还用于接收所述第二调制区域生成的所述第二图像光,将所述第二图像光传输至所述第二光学器件。
3.根据权利要求2所述的显示设备,其特征在于,
所述图像生成单元还包括光源;
所述光源,用于生成光束,将所述光束传输至所述光调制器;
所述第一调制区域,具体用于根据所述第一图像信息对所述光束进行调制生成所述第一图像光;
所述第二调制区域,具体用于根据所述第二图像信息对所述光束进行调制生成所述第二图像光。
4.根据权利要求2或3所述的显示设备,其特征在于,
所述图像生成单元还包括显示屏;所述显示屏包括第一显示区域与第二显示区域;
所述镜头,具体用于将所述第一图像光传输至所述显示屏的所述第一显示区域;
所述第一显示区域,用于将所述第一图像光按照第一预定角度分布显示;
所述第一显示区域,还用于将所述第一图像光传输至所述第一光学器件;
所述镜头,还具体用于将所述第二图像光传输至所述显示屏的所述第二显示区域;
所述第二显示区域,用于将所述第二图像光按照第二预定角度分布显示;
所述第二显示区域,还用于将所述第二图像光传输至所述第二光学器件。
5.一种显示设备,其特征在于,包括:图像生成单元以及光学成像单元;
所述光学成像单元包括光学器件、预定反射元件以及光波导;
所述图像生成单元,用于生成第一图像光以及第二图像光;
所述预定反射元件,用于接收第一图像光,将所述第一图像光反射至所述光学器件;
所述光学器件,用于为所述第一图像光配置光焦度值,生成第三图像光,将所述第三图像光从所述光波导的耦入区域耦入所述光波导;
所述光学器件,还用于接收第二图像光,为所述第二图像光配置所述光焦度值,生成第四图像光,将所述第四图像光从所述光波导的耦入区域耦入所述光波导;
所述光波导,用于将所述第三图像光从所述光波导的耦出区域耦出;
所述光波导,还用于将所述第四图像光从所述光波导的耦出区域耦出。
6.根据权利要求5所述的显示设备,其特征在于,
所述图像生成单元包括光调制器以及镜头;所述光调制器包括第一调制区域以及第二调制区域;
所述第一调制区域,用于根据第一图像信息生成所述第一图像光;
所述第二调制区域,用于根据第二图像信息生成所述第二图像光;
所述镜头,用于接收所述第一调制区域生成的所述第一图像光,将所述第一图像光传输至所述预定反射元件;
所述镜头,还用于接收所述第二调制区域生成的所述第二图像光,将所述第二图像光传输至所述光学器件。
7.根据权利要求6所述的显示设备,其特征在于,
所述图像生成单元还包括光源;
所述光源,用于生成光束,将所述光束传输至所述光调制器;
所述第一调制区域,具体用于根据所述第一图像信息对所述光束进行调制生成所述第一图像光;
所述第二调制区域,具体用于根据所述第二图像信息对所述光束进行调制生成所述第二图像光。
8.根据权利要求6或7所述的显示设备,其特征在于,
所述图像生成单元还包括显示屏;所述显示屏包括第一显示区域与第二显示区域;
所述镜头,具体用于将所述第一图像光传输至所述显示屏的所述第一显示区域;
所述第一显示区域,用于将所述第一图像光按照第一预定角度分布显示;
所述第一显示区域,还用于将所述第一图像光传输至所述预定反射元件;
所述镜头,还具体用于将所述第二图像光传输至所述显示屏的所述第二显示区域;
所述第二显示区域,用于将所述第二图像光按照第二预定角度分布显示;
所述第二显示区域,还用于将所述第二图像光传输至所述光学器件。
9.一种交通工具,其特征在于,包括如权利要求1-8任一项所述的显示设备,所述显示设备安装在所述交通工具上。
10.根据权利要求9所述的交通工具,其特征在于,还包括风挡玻璃,
所述风挡玻璃,用于接收通过所述显示设备出射的所述第三图像光,将所述第三图像光反射至交通工具的驾驶员的眼睛;
所述风挡玻璃,还用于接收通过所述显示设备出射的所述第四图像光,将所述第四图像光反射至交通工具的驾驶员的眼睛。
11.一种显示设备,其特征在于,包括:图像生成单元以及光学成像单元;所述光学成像单元包括光学器件以及光波导;
所述图像生成单元,用于生成第一图像光;
所述光学器件,用于接收第一图像光,为所述第一图像光配置光焦度值,生成第二图像光,将所述第二图像光从所述光波导的耦入区域耦入所述光波导;
所述光波导,用于将所述第二图像光从所述光波导的耦出区域耦出。
12.根据权利要求11所述的显示设备,其特征在于,
所述图像生成单元包括光调制器以及镜头;
所述光调制器,用于根据图像信息生成第一图像光;
所述镜头,用于接收所述光调制器生成的所述第一图像光,将所述第一图像光传输至所述光学器件。
13.根据权利要求12所述的显示设备,其特征在于,
所述图像生成单元还包括光源;
所述光源,用于生成光束,将所述光束传输至所述光调制器;
所述光调制器,具体用于根据所述图像信息对所述光束进行调制生成所述第一图像光。
14.根据权利要求12或13所述的显示设备,其特征在于,
所述图像生成单元还包括显示屏;
所述镜头,具体用于将所述第一图像光传输至所述显示屏;
所述显示屏,用于将所述第一图像光按照预定角度分布显示;
所述显示屏,还用于将所述第一图像光传输至所述光学器件。
15.一种交通工具,其特征在于,包括如权利要求11-14任一项所述的显示设备,所述显示设备安装在所述交通工具上。
16.根据权利要求15所述的交通工具,其特征在于,还包括风挡玻璃,
所述风挡玻璃,用于接收通过所述显示设备出射的所述第二图像光,将所述第二图像光反射至交通工具的驾驶员的眼睛。
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