平视显示器制造技术

一种平视显示器，其布置成形成从眼框区域可观看的虚拟图像。平视显示器布置成接收基本四边形显示区域的子区内的图片内容。平视显示器还包括光学中继系统，该光学中继系统布置成将接收到的图片内容中继到平视显示器的眼框，使得图片内容的虚拟图像从其可见。光学中继系统包括至少一个光学部件，其形状对应于子区的形状。眼框区域的形状是非矩形的，例如裁剪角的矩形或椭圆形。的矩形或椭圆形。的矩形或椭圆形。

【技术实现步骤摘要】
平视显示器


[0001]本公开涉及投影仪和平视显示器。更具体地，本公开涉及用于车辆比如机动车辆的全息投影仪和平视显示器。本公开还涉及全息投影的方法、在平视显示器中投影虚拟图像的方法以及使用平视显示器在窗户比如挡风玻璃上显示虚拟图像的方法。

技术介绍

[0002]从物体散射的光包含振幅和相位信息。可以通过众所周知的干涉技术在例如感光板上捕获该振幅和相位信息，以形成包括干涉条纹的全息记录或“全息图”。可以通过用合适的光照射来重建全息图，以形成代表原始物体的二维或三维全息重建或重放图像。
[0003]计算机生成的全息术可以在数值上模拟干涉过程。可以通过基于数学变换比如菲涅耳或傅立叶变换的技术来计算计算机生成的全息图“CGH”。这些类型的全息图可被称为菲涅耳或傅立叶全息图。傅立叶全息图可被认为是物体的傅立叶域表示或物体的频域表示。例如，还可以通过相干光线跟踪或点云技术来计算CGH。
[0004]CGH可被编码在空间光调制器“SLM”上，该空间光调制器布置成调制入射光的振幅和/或相位。例如，可以使用电可寻址液晶、光可寻址液晶或微镜来实现光调制。
[0005]SLM可以包括多个单独可寻址像素，其也可被称为单元或元素。光调制方案可以是二元的、多级或连续的。可替代地，该设备可以是连续的(即不包括像素)，因此光调制可以在设备上是连续的。SLM可以是反射性的，这意味着调制光以反射从SLM输出。SLM可以同样是透射性的，这意味着调制光以透射从SLM输出。
[0006]使用所描述的技术可以提供用于成像的全息投影仪。这种投影仪已经在平视显示器“HUD”和头戴式显示器“HMD”中得到应用，例如包括近眼设备。传统上，矩形区域(这里称为虚拟图像区域)限定在驾驶员的视场中，并且平视显示器可以在该矩形区域中显示图像内容。

技术实现思路

[0007]在所附的独立权利要求中定义了本公开的各个方面。
[0008]这里公开了一种用于机动车辆的改进的HUD。HUD包括图片生成单元。图片生成单元可以布置成生成包括诸如速度或导航信息的信息内容的图片。还提供了一种光学中继或投影系统，其布置成形成信息内容的虚拟图像。信息内容的虚拟图像可以形成在驾驶员的合适观看位置，例如在驾驶员操作机动车辆时的正常视场内。例如，信息内容的虚拟图像可以出现在车辆的发动机罩(或引擎罩)下方距驾驶员一定距离处。信息内容的虚拟图像定位成不会不利地影响驾驶员对场景的正常观看。信息内容的虚拟图像可以覆盖在驾驶员对真实世界的视场上。信息内容是计算机生成的，并且可被实时控制或更新，以向驾驶员提供实时信息。
[0009]仅作为示例，实施例涉及包括全息投影仪的图片生成单元。本公开与任何显示技术兼容。在涉及全息投影仪的实施例中，图片是计算机生成的全息图的全息重建。图片可以
形成在或投射到用作显示表面的光接收表面上。基于下面详细描述的全息投影仪的HUD能够提供比目前可用的竞争技术大得多的对比度，因为全息过程的效率及其与激光光源一起使用的固有适用性。
[0010]平视显示器可以包括全息处理器。图片可以是全息重建。全息处理器可以布置成将计算机生成的全息图输出到空间光调制器。计算机生成的全息图可以布置成至少部分地补偿车辆挡风玻璃的形状。
[0011]该系统可以布置成通过从挡风玻璃反射空间调制的光来使用挡风玻璃形成图片的虚拟图像。光源可以是激光器和/或图片的光可以是激光。空间光调制器可以是硅上液晶空间光调制器。图片可以通过空间调制光在光接收表面的干涉过程形成。每个计算机生成的全息图可以是图片的数学变换，可选地，傅立叶或菲涅耳变换。计算机生成的全息图可以是傅立叶或菲涅耳全息图。计算机生成的全息图可以是通过点云方法计算机生成的全息图。空间光调制器可以布置成对来自光源的光的相位进行空间调制。空间光调制器可以布置成对来自光源的光的振幅进行空间调制。
[0012]然而，一些实施例仅以举例的方式描述了基于全息投影的图片生成单元。同样，本公开同样适用于任何类型的图片生成单元，包括背光液晶显示器、激光扫描显示器、数字微镜装置“DMD”、荧光显示器和等离子显示器。
[0013]提供了一种用于具有窗户的车辆的平视显示器。平视显示器包括图片生成单元和投影引擎。图片生成单元布置成输出图像。投影引擎(或光学系统)布置成接收由图片生成单元输出的图像，并将图片投影到车窗上，以便在(公共)虚拟图像区域内形成每个图片的虚拟图像。图片生成单元布置成输出裁剪图片区域内的图片，使得虚拟图像区域具有相应的裁剪形状。
[0014]可以说虚拟图像区域(或区或空间)是一个视场。该系统的图片生成单元、投影光学器件和眼框根据光学设计共同限定虚拟图像区域的大小、形状和位置。可以说，虚拟图像区域被向下投影到道路上，以在道路上形成光覆盖区。如果图片区域被完全照亮，虚拟图像区域将被完全照亮。也就是说，如果图片区域的整个区域被照亮，那么虚拟图像区域的整个区域将被照亮。然而，图像内容(例如导航箭头)可以显示在图片区域的子区中，在这种情况下，投影的虚拟图像将仅出现在虚拟图像区域的相应子区中。
[0015]提供了一种用于具有窗户的车辆的平视显示器。平视显示器包括图片生成单元和投影引擎。图片生成单元布置为输出图片。投影引擎布置成接收由图片生成单元输出的图片，并将图片投影到车窗上，以便在虚拟图像区域内形成图片的虚拟图像。图片生成单元布置为在具有裁剪形状的图片区域内输出图片，使得虚拟图像区域具有相应的裁剪形状。
[0016]提供了一种用于具有窗户的车辆的平视显示器，该平视显示器包括图片生成单元和投影引擎。图片生成单元布置成生成图片。投影引擎布置成将图片投影到窗户上，以便在窗户中形成每个图片的虚拟图像，其中虚拟图像形成在具有裁剪形状的公共虚拟图像区域内。
[0017]传统上，虚拟图像区域是矩形的。专利技术人质疑了虚拟图像区域应该是矩形的假设，并且认识到这对整个平视显示系统的限制是不合理的，并且事实上阻碍了车辆中下一代增强现实平视显示器的发展。值得注意的是，专利技术人已经认识到如本公开中所阐述的裁剪虚拟图像区域的价值。虚拟图像区域中被裁剪掉的区域对于在车辆的平视显示器中显示图片
内容不是特别有用。特别地，虚拟图像区域的下部区域的一个或两个三角形部分很大程度上是多余的，因为在给定车辆可能预期行驶的典型速度的情况下，它们离驾驶员太近。就图片生成单元和投影引擎的光学和空间需求而言，去除这两个三角形部分的优点超过了不能在这些区域显示图片内容的缺点。专利技术人突破了平视显示器设计的基本假设，并提供了一种平视显示器，其代表了对传统的重大突破，这可以通过理解本领域中的偏见来理解。
[0018]图片生成单元可以布置成仅生成图片区域的裁剪形状内的图片。可以说图片区域(例如全息重放场)受到了限制。更具体地，图片区域(例如全息重放场)的空间范围受到限制。可替代地或另外，图片生成单元还包括物理掩模，该物理掩模布置成阻挡图片的裁剪形状之外的图片的光。
[0019]投影引擎的主要目的是放大图片，并将其中继到虚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平视显示器，其布置成形成可从眼框区域观看的虚拟图像，其中，所述平视显示器包括：图片生成单元，包括布置成形成基本四边形显示区域的像素阵列，其中图片生成单元布置成在四边形显示区域的子区中显示图片内容；光学中继系统，布置成将来自显示区域的子区的光中继到平视显示器的眼框，使得子区内的图片内容的虚拟图像从其可见，其中光学中继系统包括至少一个光学部件，该光学部件的形状对应于子区的形状，其中眼框区域的形状是非矩形的。2.如权利要求1所述的平视显示器，其中，所述眼框区域包括基本四边形核心形状和至少一个裁剪角。3.如权利要求1所述的平视显示器，其中，所述光学部件的形状对应于所述子区的形状和所述眼框的形状。4.如权利要求2所述的平视显示器，其中，所述四边形核心形状是矩形，可选地，其中矩形的长尺寸在正常使用期间是基本水平的。5.如权利要求1所述的平视显示器，其中，所述眼框区域具有八边形形状或菱形形状。6.如权利要求1所述的平视显示器，其中，所述眼框具有包括至少五个直边的形状。7.如权利要求1所述的平视显示器，其中，所述至少一个裁剪角包括两个或四个裁剪角。8.如权利要求6所述的平视显示器，其中，所述两个或四个裁剪角在至少一个维度上尺寸相等。9...

【专利技术属性】
技术研发人员：J克里斯马斯，G米尔斯，M斯普尔，D莫利纳，
申请(专利权)人：恩维世科斯有限公司，
类型：发明
国别省市：