3D抬头显示系统和方法技术方案

一种3D抬头显示系统，包括：用于接收信号的信号接收模块；信号处理模块，用于接收并处理信号接收模块接收到的信号以生成左眼画面和右眼画面；左抬头显示设备，用于接收并射出信号处理模块生成的左眼画面；右抬头显示设备，用于接收并射出信号处理模块生成的右眼画面；左光学系统，用于将左抬头显示设备射出的左眼画面投射到观察者的左眼中；和右光学系统，用于将右抬头显示设备射出的右眼画面投射到观察者的右眼中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种3D抬头显示系统和方法。
技术介绍
抬头显示(Head Up Display，HUD)技术最初应用于航空技术，方便飞行员获取驾驶过程中所需的信息，以避免低头查看仪表盘的信息。近年来，车载HUD技术蓬勃发展，其基本原理是通过液晶屏和光学系统将图像投影在挡风玻璃上。车载HUD一般可以将仪表面板的车辆信息(车速、行驶距离、转速等)投影在驾驶员视野范围内的前挡风玻璃上，从而允许即使驾驶员在驾驶车辆的过程中，他也能够容易获知行驶信息，由此驾驶员能够通过识别重要的行驶信息来安全地驾驶。然而，传统的HUD一般被构造成仅提供二维(2D)显示，不能形象地显示所需信息。
技术实现思路
本专利技术的实施例旨在提供一种3D抬头显示系统，以便于向观察者直观地显示3D画面。根据本专利技术的一个方面，提供一种3D抬头显示系统，包括：用于接收信号的信号接收模块；信号处理模块，用于接收并处理信号接收模块接收到的信号以生成左眼画面和右眼画面；左抬头显示设备，用于接收并射出信号处理模块生成的左眼画面；右抬头显示设备，用于接收并射出信号处理模块生成的右眼画面；左光学系统，用于将左抬头显示设备射出的左眼画面投射到观察者的左眼中；和右光学系统，用于将右抬头显示设备射出的右眼画面投射到观察者的右眼中。在一个实施例中，所述3D抬头显示系统用于车辆中，所述观察者为驾驶员。在一个实施例中，所述3D抬头显示系统还包括背光控制模块或LED驱动装置，该背光控制模块或LED驱动装置分别连接至左抬头显示设备和右抬头显示设备，以交替提供左抬头显示设备和右抬头显示设备的背光或交替驱动左抬头显示设备和右抬头显示设备进行显示。在一个实施例中，所述左光学系统包括左凸透镜和左透镜膜材，所述左凸透镜设置在左抬头显示设备与挡风玻璃之间，所述左透镜膜材贴在挡风玻璃上的第一位置上，所述第一位置与观察者的左眼对应；和/或所述右光学系统包括右凸透镜和右透镜膜材，所述右凸透镜设置在右抬头显示设备与挡风玻璃之间，所述右透镜膜材贴在挡风玻璃上的第二位置上，所述第二位置与观察者的右眼对应。在一个实施例中，所述左光学系统包括第一左凸透镜、左透镜和第二左凸透镜，第一左凸透镜、左透镜和第二左凸透镜沿从左抬头显示设备至挡风玻璃的方向依次设置在左抬头显示设备与挡风玻璃之间，以使从左抬头显示设备发出的光线投射到挡风玻璃上的第一位置上，所述第一位置与观察者的左眼对应；和/或所述右光学系统包括第一右凸透镜、右透镜和第二右凸透镜，第一右凸透镜、右透镜和第二右凸透镜沿从右抬头显示设备至挡风玻璃的方向依次设置在右抬头显示设备与挡风玻璃之间，以使从右抬头显示设备发出的光线投射到挡风玻璃上的第二位置上，所述第二位置与观察者的右眼对应。在一个实施例中，所述左透镜膜材和/或所述左透镜包括左三棱镜组件；和/或所述右透镜膜材和/或所述右透镜包括右三棱镜组件。在一个实施例中，所述左三棱镜组件包括左棱镜主体部和形成在左棱镜主体部上的多个左三棱镜部，每一个所述左三棱镜部具有折射面以使射入左三棱镜组件的光线朝左侧偏转；和/或所述右三棱镜组件包括右棱镜主体部和形成在右棱镜主体部上的多个右三棱镜部，每一个所述右三棱镜部具有折射面，以使射入右三棱镜组件的光线朝右侧偏转。在一个实施例中，所述背光控制模块或LED驱动装置分别向左抬头显示设备和右抬头显示设备输出第一驱动方波和第二驱动方波，其中，第一驱动方波和第二驱动方波相差半个周期。根据本专利技术的另一方面，还提供一种用于3D抬头显示的方法，包括如下步骤：接收输入信号；处理接收到的输入信号以生成左眼画面和右眼画面；使左抬头显示设备接收并射出生成的左眼画面；使右抬头显示设备接收并射出生成的右眼画面；通过左光学系统将左抬头显示设备射出的左眼画面投射到观察者的左眼中；并且通过右光学系统将右抬头显示设备射出的右眼画面投射到观察者的右眼中。在一个实施例中，所述3D抬头显示系统用于车辆中，所述观察者为驾驶员。在一个实施例中，所述方法还包括如下步骤：使背光控制模块交替提供左抬头显示设备和右抬头显示设备的背光或使LED驱动装置交替驱动左抬头显示设备和右抬头显示设备进行显示。在一个实施例中，通过左光学系统将左抬头显示设备射出的左眼画面投射到观察者的左眼中的步骤包括：使左眼画面通过左光学系统的左凸透镜并投射到贴在挡风玻璃上的所述第一位置上的左透镜膜材上，以通过左透镜膜材将左眼画面折射至观察者的左眼中；和/或通过右光学系统将右抬头显示设备射出的右眼画面投射到观察者的右眼中的步骤包括：使右眼画面通过右光学系统的右凸透镜并投射到贴在挡风玻璃上的所述第二位置上的右透镜膜材上，以通过右透镜膜材将右眼画面折射至观察者的右眼中。在一个实施例中，通过左光学系统将左抬头显示设备射出的左眼画面投射到观察者的左眼中的步骤包括：使左眼画面依次通过左光学系统的第一左凸透镜、左透镜和第二左凸透镜，然后投射到挡风玻璃上的第一位置，左眼画面经挡风玻璃反射后射入观察者的左眼中；和/或通过右光学系统将右抬头显示设备射出的右眼画面投射到观察者的右眼中的步骤包括：使右眼画面依次通过右光学系统的第一右凸透镜、右透镜和第二右凸透镜，然后投射到挡风玻璃上的第二位置，右眼画面经挡风玻璃反射后射入观察者的右眼中。在一个实施例中，所述左透镜膜材和/或所述左透镜包括左三棱镜组件，所述左三棱镜组件包括左棱镜主体部和形成在左棱镜主体部上的多个左三棱镜部，每一个所述左三棱镜部具有形成折射面的第一左棱镜侧面和与该第一左棱镜侧面相邻的第二左棱镜侧面，该第一左棱镜侧面和第二左棱镜侧面相交形成左棱镜角，所述方法还包括如下步骤：调节所述左棱镜角，以将左眼画面准确地折射至观察者的左眼中或使左眼画面准确地投射到挡风玻璃上的第一位置；和/或所述右透镜膜材和/或所述右透镜包括右三棱镜组件，所述右三棱镜组件包括右棱镜主体部和形成在右棱镜主体部上的多个右三棱镜部，每一个所述右三棱镜部具有形成折射面的第一右棱镜侧面和与该第一右棱镜侧面相邻的第二右棱镜侧面，该第一右棱镜侧面和第二右棱镜侧面相交形成右棱镜角，所述方法还包括如下步骤：调节所述右棱镜角，以将右眼画面准确地折射至观察者的右眼中或使右眼画面准确地投射到挡风玻璃上的第二位置。在一个实施例中，使背光控制模块交替提供左抬头显示设备和右抬头显示设备的背光或使LED驱动装置交替驱动左抬头显示设备和右抬头显示设备进行显示的步骤包括：分别向左抬头显示设备和右抬头显示设备输出第一驱动方波和第二驱动方波，其中第一驱动方波和第二驱动方波相差半个周期。在本专利技术的3D抬头显示系统和方法中，通过两个抬头显示设备和对应的两组光学系统，可以将行驶信息、路况信息、导航信息等投影在挡风玻璃上进行裸眼3D显示，使驾驶者可以更形象地了解车辆状态和路况信息，从而使驾驶更简单和安全。附图说明通过下文中参照附图对本专利技术所作的描述，本专利技术的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本专利技术有全面的理解。图1是根据本专利技术实施例的3D抬头显示系统的框图；图2是根据本专利技术实施例的3D抬头显示系统应用于汽车中的示意图；图3(A)是根据本专利技术的一个实施例的用于3D抬头显示系统的光学系统的示意图；图3(B)-3(C)是用于图3(A)的光学系统的左透镜膜材和右透镜膜材的示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D抬头显示系统，包括：用于接收信号的信号接收模块；信号处理模块，用于接收并处理信号接收模块接收到的信号以生成左眼画面和右眼画面；左抬头显示设备，用于接收并射出信号处理模块生成的左眼画面；右抬头显示设备，用于接收并射出信号处理模块生成的右眼画面；左光学系统，用于将左抬头显示设备射出的左眼画面投射到观察者的左眼中；和右光学系统，用于将右抬头显示设备射出的右眼画面投射到观察者的右眼中。

【技术特征摘要】
1.一种3D抬头显示系统，包括：用于接收信号的信号接收模块；信号处理模块，用于接收并处理信号接收模块接收到的信号以生成左眼画面和右眼画面；左抬头显示设备，用于接收并射出信号处理模块生成的左眼画面；右抬头显示设备，用于接收并射出信号处理模块生成的右眼画面；左光学系统，用于将左抬头显示设备射出的左眼画面投射到观察者的左眼中；和右光学系统，用于将右抬头显示设备射出的右眼画面投射到观察者的右眼中。2.根据权利要求1所述的3D抬头显示系统，其中，所述3D抬头显示系统用于车辆中，所述观察者为驾驶员。3.根据权利要求1或2所述的3D抬头显示系统，还包括背光控制模块或LED驱动装置，该背光控制模块或LED驱动装置分别连接至左抬头显示设备和右抬头显示设备，以交替提供左抬头显示设备和右抬头显示设备的背光或交替驱动左抬头显示设备和右抬头显示设备进行显示。4.根据权利要求1-3中任一项所述的3D抬头显示系统，其中，所述左光学系统包括左凸透镜和左透镜膜材，所述左凸透镜设置在左抬头显示设备与挡风玻璃之间，所述左透镜膜材贴在挡风玻璃上的第一位置上，所述第一位置与观察者的左眼对应；和/或所述右光学系统包括右凸透镜和右透镜膜材，所述右凸透镜设置在右抬头显示设备与挡风玻璃之间，所述右透镜膜材贴在挡风玻璃上的第二位置上，所述第二位置与观察者的右眼对应。5.根据权利要求1-3中任一项所述的3D抬头显示系统，其中，所述左光学系统包括第一左凸透镜、左透镜和第二左凸透镜，第一左凸透镜、左透镜和第二左凸透镜沿从左抬头显示设备至挡风玻璃的方向依次设置在左抬头显示设备与挡风玻璃之间，以使从左抬头显示设备发出的光线投射到挡风玻璃上的第一位置上，所述第一位置与观察者的左眼对应；和/或所述右光学系统包括第一右凸透镜、右透镜和第二右凸透镜，第一右凸透镜、右透镜和第二右凸透镜沿从右抬头显示设备至挡风玻璃的方向依次设置在右抬头显示设备与挡风玻璃之间，以使从右抬头显示设备发出的光线投射到挡风玻璃上的第二位置上，所述第二位置与观察者的右眼对应。6.根据权利要求4或5所述的3D抬头显示系统，其中，所述左透镜膜材和/或所述左透镜包括左三棱镜组件；和/或所述右透镜膜材和/或所述右透镜包括右三棱镜组件。7.根据权利要求6所述的3D抬头显示系统，其中，所述左三棱镜组件包括左棱镜主体部和形成在左棱镜主体部上的多个左三棱镜部，每一个所述左三棱镜部具有折射面以使射入左三棱镜组件的光线朝左侧偏转；和/或所述右三棱镜组件包括右棱镜主体部和形成在右棱镜主体部上的多个右三棱镜部，每一个所述右三棱镜部具有折射面，以使射入右三棱镜组件的光线朝右侧偏转。8.根据权利要求3所述的3D抬头显示系统，其中，所述背光控制模块或LED驱动装置分别向左抬头显示设备和右抬头显示设备输出第一驱动方波和第二驱动方波，其中，第一驱动方波和第二驱动方波相差半个周期。9.一种用于3D抬头显示的方法，包括如下步骤：接收输入信号；处理接收到的输入信号以生成左眼画面和右眼画面；使左抬头显示设备接收并射出生成的左眼...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙湃，于洁，于杨冰，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京京东方光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11