一种用于显示位于不同景深的图像的多景深显示器，包括用于显示全部图像的单一显示设备（６１）。在所述显示设备（６１）前，设置光学系统（６２、６３、６４）。所述光学系统包括：隔开一定距离的第一和第二部分反射器（６２、６３）；以及偏振光学器件（６４），用于为所述显示设备（６１）所显示的第一和第二图像或图像序列提供第一和第二光路。所述第一光路（６５）包括：至少部分透过第一反射器（６２），至少部分被第二反射器（６３）反射，至少部分被第一反射器（６２）反射，以及至少部分透过第二反射器（６５）到达视区。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种显示器。例如，这种显示器可用于提供景深印象或 变景深印象。例如，这种显示器可用于包括计算机辅助设计、游戏和电 视在内的信息显示应用，以及需要警告或其他消息突出于背景的应用。 本专利技术还涉及一种包含这种显示器的仪表盘。本专利技术还涉及一种光学系 统，以及包含这种光学系统的光学仪器。
技术介绍
众所周知，诸如机动车和飞机等交通工具可以包含电子显示器，以 提供比如用于替代分立机械或电子表盘的仪表组图像。然而，由于这种 显示器无法产生位于相对于显示装置的不同景深位置的图像，因而通常 它们提供的真实感十分有限。这种显示器除了真实感有限，其无法产生 位于不同景深的图像的缺陷还降低了图像的可见性或可理解性。虽然立 体和自动立体显示器已为人们所知，并且能够使人产生三维图像的印 象，然而这种显示器无法产生真实景深的印象，无法正确再现聚焦信息。 此外，这种显示器的观察位置的自由度可能十分有限，因而可能导致用 户感到困惑甚至眼睛疲劳和头疼。附图中的图1示出了在US 4，736，214中公开的一种显示器，用于显示具有不同景深的背景和前景图像。该显示器包括投影机l，用于投 影投影胶片2 (由被分为若干帧，每一帧均提供背景图像3以及前景图 像4)所承载的图像。投影机1将每一帧的图像同时投射在光学系统上， 所述光学系统包括背投屏幕5、镜6和7、以及部分透射镜8。背景和 前景图像通过不同长度的光路进行投影，以便产生具有两个深度面的运 动图像。虽然这种装置能够向观众9显示具有不同景深的图像，但由于 其尺寸相对较大并且使用了相对比较昂贵的器材，因此应用范围十分有 限。附图中的图2示出了在W0 9942889、 W0 03040820、 WO 04001488、 WO 04002143和WO 0400822中公开的显示器。这种类型的显示器具有双 屏结构，包括由空间光调制器11和12所覆盖的背光10。空间光调制器 11和12用一对图像或图像序列对来自背光10的光进行调制，从而显示 位于不同景深的图像或序列。然而，这种配置具有若干缺陷。例如，空 间光调制器11和12可能具有同一规则图案的黑色覆盖物，这将导致莫 尔条纹(Moir6 fringe)的出现，需要额外的光学元件13以减少这种 条纹的出现。此外，使用两个(或两个以上)的空间光调制器会导致较 低的透光性，因此为了达到观看所需或所期望的图像亮度需要亮度极高 的背光10。这种配置是"削光性"的，因此比如为了使观察者能够看到第二调 制器12中的视线范围内的像素，第一调制器11中的像素必须是"有光 的"或透光的。因此，无法显示出黑暗背景下的浅色物体。此外，由于 光线必须穿过两个有间隔的调制器11和12，在图像的边界处可能产生 视差效应。 r同使用单个空间光调制器的传统显示器相比，使用多个空间光调制 器大大提高了这种显示器的成本。为了增加景深面的数量，必须增加空 间光调制器的数量，这导致成本随景深面数量的增加而线性增加，感觉 到的亮度随景深面数量的增加而降低。此外，这种配置需要对多个空间 光调制器进行同步控制。US 2， 402， 9626也公开了一种旨在用于赌博游戏装置的类似种类的 多面板显示器。EP 01059626和EP 0454423公开了一种多层显示器，这种多层显 示器具有用于诸如手表或掌上游戏机等特定应用的固定电极图案。EP 1265097公开了一种用于机动车仪表组的显示器，包括以带有图案的、 用于显示特定交通工具功能的显示器覆盖的矩阵可寻址显示器。这种显 示器具有同上述多面板显示器一样的缺陷，此外，仅能显示取决于电极 图案的有限图像。EP 1093008、 JP 0226211、 W0 0911255、 JP 62235929和US 22105516公开了基于多层散射和无偏振片显示面板的立体显示器。这种显示器旨在相对于吸光面板提高显示图像的亮度。然而，这种显示器具有多种缺 陷。例如，非散射状态可以产生暗态，使光线被传入外部环境。这种情 况在诸如机动车显示器等许多应用中都是不希望看到的，在夜间驾驶时 尤其如此。此外，这种多显示器相对比较昂贵。此外，这类显示器通常 具有相对较慢的开关时间，不适用于较大的温度范围，例如可能存在于 机动车环境下的温度范围。附图中的图3示出了一种如同US 4333715、 US 22163482和US 4670744所公开的，已知类型的时序投影立体显示器。不同面板的图像 由投影机15顺序显示，并被投射至多个投影屏16。投影屏16是有源的， 并且与图像投影机15的投影同步每次启用一个投影屏，所述图像是要 在投影屏位置上看到的图像。投影屏16在打开的情况下是反射或散射 型的，在关闭时基本是透明的。然而由于这种显示器需要较大的体积， 因此这种显示器用途有限。此外，由于这种显示器需要使投影屏的激活 与由投影器投影的图像保持同步，因此十分不便。2003东京汽车展上亮相的戴姆勒-克莱斯勒F500概念车实验模型 公开了一种仪表组，该仪表组利用半镀银镜覆盖标准仪表组和液晶显示 器(LCD)面板。然而，这种配置需要相当大的空间，以便容纳两个彼 此必须成一定角度放置的显示器。此外，如上文所述，使用多显示器使 这种系统相对比较昂贵。附图中的图4至6示出了 W0 09810584所公开的显示器。图4所示 的显示器包括外壳20，外壳20中包含光束合成元件，后者采用了部分 反射光学元件21的形式。外壳20具有取景孔22以及显示设备23和 24所位于的开孔，所述显示设备23和24分别用于显示前景和背景图像。 从观察者到显示设备23和24的光路是不同的，因此显示设备23看似 位于在其实际位置，而显示设备24看似位于显示设备23之后，从而提 供了虚背景图像25。附图中的图5所示的显示器包括单个显示设备30,该显示设备30 被分为用于显示如31和32所示的交错的前景和背景图像的相对较大的 区域。来自各前景元件31的光线穿过部分反射镜33和光学扩展元件34 直接到达视区，而来自各背景元件32的光线被镜35和部分反射镜338反射，因而需要经过更长的光路才能到达视区。附图中的图6示出了另一显示器，该显示器包括投影机40以及转杆41，转杆41上安装着第一和第二投影屏42和43。投影机以与分 别位于投影机前的投影屏42和43同步的方式投影第一和第二图像或图 像序列。图4所示的显示器的缺陷在于，由于使用了多个显示设备，因此占 用相对较大的空间并且相对比较昂贵。图5所示的显示器的缺陷在于， 显示设备30的交错部分相对较大，因此需要附加的扩展元件34以使图 像填满整个显示区。由于元件34的光圈值(f-number)的缘故，这种 元件的存在导致观察者的运动自由度有所下降。元件34需要精确地对 准显示设备30的区域，这在制造过程中是十分不便的，并且增加了开 销。显示设备的每个背景部分需要两个镜元件，这增加了尺寸和制造成 本。元件34的任何像差都将导致当观察者相对于显示器移动时发生图 像失真，即使对轴向观测进行了完美的补偿也无济于事。附图中的图6所示的显示器占据了相对较大的体积，并且需要机械 系统以提供不同的图像景深。此外，该显示器的不便之处在于，需要用 于在机械组件的旋转位置和投影图像间本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光学系统，用于提供光路长度大于所述光学系统的物理长度的第一光路， 所述光学系统包括隔开一定距离的第一和第二部分反射器，并为入射于第一反射器上的第一光线提供第一光路， 所述第一光路包括：至少部分透过第一反射器到达第二反射器，至 少部分被第二反射器反射到达第一反射器，至少部分被第一反射器反射到达第二反射器，以及至少部分透过第二反射器， 所述光学系统被配置为，基本能够防止在被第一和第二反射器反射的过程中未被反射的第一光线从第二反射器出射， 其中，第一次入射 于第二部分反射器上的光线不离开所述光学系统。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿兰伊文斯，阿利斯代尔科德，托马斯威纳鲍维尔，阿德瑞恩雅克布斯，南珊史密斯，埃玛沃尔顿，格里格雷盖伊，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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