CN116165808A - Stereoscopic display device, stereoscopic display system, and vehicle - Google Patents
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Abstract
Translated fromChinese
Description
Translated fromChinese本申请是分案申请，原申请的申请号是CN202210892814.5，原申请日是2022年7月27，原申请的全部内容通过引用结合在本申请中。This application is a divisional application, the application number of the original application is CN202210892814.5, and the original application date is July 27, 2022. The entire content of the original application is incorporated in this application by reference.
技术领域technical field
本申请涉及显示领域，尤其涉及一种立体显示装置和包含有该立体显示装置的交通工具。The present application relates to the field of display, in particular to a stereoscopic display device and a vehicle including the stereoscopic display device.
背景技术Background technique
立体显示需要给双眼提供携带不同视差的图像信息。相比于2D显示，立体显示可以给人更好的体验。Stereoscopic display needs to provide image information with different parallax to both eyes. Compared with 2D display, stereoscopic display can give people a better experience.
裸眼立体显示技术也是一种立体显示方案，该方案中用户不需要佩戴偏光眼镜或快门眼镜。立体显示装置输出两路成像光分别到用户的左右眼。具体地，立体显示装置包括2个光源器件和1个空间光调制器。2个光源器件用于分时的向空间光调制器输出两路光束。空间光调制器用于根据不同的图像信息调制两路光束，得到两路成像光。空间光调制器输出的两路成像光分别照射到用户的左右眼。两路成像光携带不同的图像信息。从而给用户提供立体的视觉享受。Glasses-free stereoscopic display technology is also a stereoscopic display solution, in which users do not need to wear polarized glasses or shutter glasses. The stereoscopic display device outputs two paths of imaging light to the left and right eyes of the user respectively. Specifically, the stereoscopic display device includes two light source devices and one spatial light modulator. The two light source devices are used to time-sharingly output two beams to the spatial light modulator. The spatial light modulator is used to modulate two beams of light according to different image information to obtain two imaging beams. The two paths of imaging light output by the spatial light modulator respectively irradiate the left and right eyes of the user. The two imaging lights carry different image information. So as to provide users with three-dimensional visual enjoyment.
在实际应用中，立体显示装置的成本较高。In practical applications, the cost of a stereoscopic display device is relatively high.
发明内容Contents of the invention
本申请提供了一种立体显示装置、立体显示系统和交通工具，通过增加光学元件，可以共用同一个光源器件，从而降低立体显示装置的成本。The present application provides a stereoscopic display device, a stereoscopic display system and a vehicle. By adding optical elements, the same light source device can be shared, thereby reducing the cost of the stereoscopic display device.
本申请第一方面提供了一种立体显示装置。立体显示装置包括光源器件和光学元件。光源器件用于向光学元件输出原始光束。光学元件用于在第一位置根据原始光束得到第一光束。光学元件用于在第二位置改变原始光束的传输方向，得到第二光束。立体显示装置还包括空间光调制器或扩散屏。空间光调制器用于根据不同的图像信息调制第一光束和第二光束，得到两路成像光。扩散屏用于对携带不同图像信息的第一光束和第二光束进行扩散，得到两路成像光。The first aspect of the present application provides a stereoscopic display device. The stereoscopic display device includes a light source device and an optical element. The light source device is used to output the original light beam to the optical element. The optical element is used to obtain the first light beam according to the original light beam at the first position. The optical element is used to change the transmission direction of the original light beam at the second position to obtain the second light beam. Stereoscopic display devices also include spatial light modulators or diffuser screens. The spatial light modulator is used for modulating the first light beam and the second light beam according to different image information to obtain two paths of imaging light. The diffusion screen is used to diffuse the first light beam and the second light beam carrying different image information to obtain two paths of imaging light.
在第一方面的一种可选方式中，光源器件相对于空间光调制器或扩散屏的位置固定。光学元件输出的第一光束和第二光束存在重叠区域。空间光调制器或扩散屏位于重叠区域。在本申请中，通过移动机构移动光学元件。通过移动光学元件，固定光源器件，可以降低移动机构的复杂性，从而降低移动机构的成本。In an optional manner of the first aspect, the position of the light source device relative to the spatial light modulator or the diffusion screen is fixed. There is an overlapping area between the first light beam and the second light beam output by the optical element. Spatial light modulators or diffuser screens are located in the overlap region. In this application, the optical element is moved by a moving mechanism. By moving the optical element and fixing the light source device, the complexity of the moving mechanism can be reduced, thereby reducing the cost of the moving mechanism.
在第一方面的一种可选方式中，光源器件用于在第三位置输出第一原始光束。在第四位置输出第二原始光束。光学元件用于在第一位置根据第一原始光束得到第一光束。光学元件用于在第二位置改变第二原始光束的传输方向，得到第二光束。其中，第三位置和第一位置的偏移量与第四位置和第二位置的偏移量不同。通过移动光学元件和光源器件，可以使得第一光束和第二光束照射区域尽量重叠。当空间光调制器位于重叠区域时，可以减少光束的浪费。因此，本申请可以提高光束的利用率。In an optional manner of the first aspect, the light source device is configured to output the first original light beam at the third position. The second raw light beam is output at the fourth position. The optical element is used to obtain the first light beam according to the first original light beam at the first position. The optical element is used to change the transmission direction of the second original light beam at the second position to obtain the second light beam. Wherein, the offset between the third position and the first position is different from the offset between the fourth position and the second position. By moving the optical element and the light source device, the irradiated areas of the first light beam and the second light beam can overlap as much as possible. When the spatial light modulators are located in the overlapping area, the waste of light beams can be reduced. Therefore, the present application can improve the utilization rate of light beams.
在第一方面的一种可选方式中，第三位置和第四位置位于第一平面。光源器件用于从第三位置经过第一路径移动至第四位置。第一路径平行于第一直线。第一直线位于第一平面上。相比于曲线移动光源器件，通过直线移动光源器件可以降低移动机构的复杂性，并降低对移动空间的需求。因此，本申请可以降低立体显示装置的成本并提高用户体验。In an optional manner of the first aspect, the third position and the fourth position are located on the first plane. The light source device is used to move from the third position to the fourth position via the first path. The first path is parallel to the first straight line. The first straight line is located on the first plane. Compared with moving the light source device in a curve, moving the light source device in a straight line can reduce the complexity of the moving mechanism and reduce the demand for moving space. Therefore, the present application can reduce the cost of the stereoscopic display device and improve user experience.
在第一方面的一种可选方式中，第一位置和第二位置位于第二平面，光学元件用于从第一位置经过第二路径移动至第二位置。第二路径平行于第二直线。第二直线位于第二平面上。相比于曲线移动光学元件，通过直线移动光学元件可以降低移动机构的复杂性，并降低对移动空间的需求。因此，本申请可以降低立体显示装置的成本并提高用户体验。In an optional manner of the first aspect, the first position and the second position are located on a second plane, and the optical element is used to move from the first position to the second position through a second path. The second path is parallel to the second straight line. The second straight line is located on the second plane. Compared with moving the optical element in a curve, moving the optical element in a straight line can reduce the complexity of the moving mechanism and reduce the demand for moving space. Therefore, the present application can reduce the cost of the stereoscopic display device and improve user experience.
在第一方面的一种可选方式中，第一平面和第二平面平行。第一路径和第二路径平行。第二路径的长度小于第一路径的长度。当第二路径的长度小于第一路径的长度时，可以使得两束光束的照射区域尽量重叠。当空间光调制器位于重叠区域时，从而减少光束的浪费。因此，本申请可以提高光束的利用率。In an optional manner of the first aspect, the first plane and the second plane are parallel. The first path and the second path are parallel. The length of the second path is less than the length of the first path. When the length of the second path is shorter than the length of the first path, the irradiation areas of the two light beams may overlap as much as possible. When the spatial light modulators are located in the overlapping area, the wastage of light beams is reduced. Therefore, the present application can improve the utilization rate of light beams.
在第一方面的一种可选方式中，光学元件还用于在第二位置改变原始光束的发散角，得到第二光束。In an optional manner of the first aspect, the optical element is further used to change the divergence angle of the original light beam at the second position to obtain the second light beam.
在第一方面的一种可选方式中，光学元件用于增大原始光束的扩散角，得到第二光束。通过增大原始光束的扩散角，可以减小光源器件和空间光调制器之间的距离。因此，本申请可以降低立体显示装置的尺寸，从而提高用户体验。In an optional manner of the first aspect, the optical element is used to increase the divergence angle of the original light beam to obtain the second light beam. By increasing the divergence angle of the original light beam, the distance between the light source device and the spatial light modulator can be reduced. Therefore, the present application can reduce the size of the stereoscopic display device, thereby improving user experience.
在第一方面的一种可选方式中，光学元件为可变焦器件。当光学元件为可变焦器件时，光学元件可以根据用户与扩散屏之间的距离调整焦距，从而提升用户体验。In an optional manner of the first aspect, the optical element is a variable focus device. When the optical element is a variable focus device, the optical element can adjust the focal length according to the distance between the user and the diffusion screen, thereby improving user experience.
在第一方面的一种可选方式中，光学元件用于在M个位置之间移动，以不同的角度输出M束光束。M束光束包括第一光束和第二光束。M个位置包括第一位置和第二位置。M个位置和M束光束一一对应，M为大于1的整数。通过在M个位置之间移动，可以在提供更多观看位置的情况下减少背光组件的数量。因此，本申请可以降低立体显示装置的成本。In an optional manner of the first aspect, the optical element is used to move among M positions, and output M beams at different angles. The M beams include a first beam and a second beam. The M locations include a first location and a second location. The M positions correspond to the M beams one by one, and M is an integer greater than 1. By moving between M positions, the number of backlight assemblies can be reduced while providing more viewing positions. Therefore, the present application can reduce the cost of the stereoscopic display device.
在第一方面的一种可选方式中，立体显示装置还包括人眼追踪模块。人眼追踪模块用于获取M个视点。M个视点和M个位置一一对应。光学元件用于根据M个视点在N个位置中的M个位置之间移动。N个位置对应N个视点。N个视点中可能只有M个视点有用户。通过只在M个位置之间移动，可以提高单个用户的图像帧率。因此，本申请可以提高用户体验。In an optional manner of the first aspect, the stereoscopic display device further includes a human eye tracking module. The human eye tracking module is used to acquire M viewpoints. There is a one-to-one correspondence between M viewpoints and M positions. The optical element is used to move between M of the N positions according to the M viewpoints. N positions correspond to N viewpoints. Among the N viewpoints, only M viewpoints may have users. By only moving between M positions, the image frame rate of a single user can be increased. Therefore, the present application can improve user experience.
在第一方面的一种可选方式中，N的取值范围在2至10之间。当N值过大时，会降低单个用户的图像帧率。因此，本申请可以通过限制N的取值来提高单个用户的图像帧率，从而提高用户体验。In an optional manner of the first aspect, N ranges from 2 to 10. When the value of N is too large, the image frame rate of a single user will be reduced. Therefore, the present application can improve the image frame rate of a single user by limiting the value of N, thereby improving user experience.
在第一方面的一种可选方式中，立体显示装置包括K个光源器件和K个光学元件。K为大于1的整数。K个光源器件和K个光学元件一一对应。K个光学元件用于输出2×K束光束，2×K束光束的输出角度不同。2×K束光束包括第一光束和第二光束。空间光调制器用于调制2×K束光束，得到2×K路成像光。2×K路成像光包括两束成像光。扩散屏用于对2×K束光束进行扩散，得到2×K路成像光。在本申请中，通过引入K个背光组件，可以提供更多的观看位置。因此，本申请可以提高用户体验。In an optional manner of the first aspect, the stereoscopic display device includes K light source devices and K optical elements. K is an integer greater than 1. The K light source devices are in one-to-one correspondence with the K optical elements. The K optical elements are used to
在第一方面的一种可选方式中，K个光学元件中的每个光学元件在移动过程中的移动方向相同。每个背光组件的移动方向相同时，可以降低移动机构的复杂性，从而降低立体显示装置的成本。In an optional manner of the first aspect, each of the K optical elements moves in the same direction during the movement. When the moving direction of each backlight assembly is the same, the complexity of the moving mechanism can be reduced, thereby reducing the cost of the stereoscopic display device.
在第一方面的一种可选方式中，光学元件用于在第二位置通过透射改变原始光束的传输方向，得到第二光束。In an optional manner of the first aspect, the optical element is used to change the transmission direction of the original light beam through transmission at the second position to obtain the second light beam.
在第一方面的一种可选方式中，在背光组件从第一位置移动到第二位置，或从第二位置移动到第一位置的过程中，背光组件不输出光束。移动过程中输出的光束可能会产生串扰，从而影响用户体验。因此，本申请可以提高用户体验。In an optional manner of the first aspect, when the backlight assembly moves from the first position to the second position, or from the second position to the first position, the backlight assembly does not output light beams. The beam output during the movement may cause crosstalk, which affects the user experience. Therefore, the present application can improve user experience.
本申请第二方面提供了一种立体显示装置。立体显示装置包括第一光源器件、第一光学元件、第二光源器件和第二光学元件。第一光源器件和第二光源器件平行设置。第一光源器件用于向第一光学元件输出第一原始光束。第一光学元件用于根据第一原始光束得到第一光束。第二光源器件用于向第二光学元件输出第二原始光束。第二光学元件用于改变第二原始光束的传输方向，得到第二光束。立体显示装置还包括空间光调制器或扩散屏。空间光调制器用于根据不同的图像信息调制第一光束和第二光束，得到两路成像光。扩散屏用于对携带不同图像信息的第一光束和第二光束进行扩散，得到两路成像光。The second aspect of the present application provides a stereoscopic display device. The stereoscopic display device includes a first light source device, a first optical element, a second light source device and a second optical element. The first light source device and the second light source device are arranged in parallel. The first light source device is used to output the first original light beam to the first optical element. The first optical element is used to obtain the first light beam according to the first original light beam. The second light source device is used to output the second original light beam to the second optical element. The second optical element is used to change the transmission direction of the second original light beam to obtain the second light beam. Stereoscopic display devices also include spatial light modulators or diffuser screens. The spatial light modulator is used for modulating the first light beam and the second light beam according to different image information to obtain two paths of imaging light. The diffusion screen is used to diffuse the first light beam and the second light beam carrying different image information to obtain two paths of imaging light.
在本申请中，通过引入光学元件，在第一光源器件和第二光源器件平行设置的情况下，可以使得第一光束和第二光束的照射区域尽量重叠。平行设置的两个光源器件的占用空间较小。因此，本申请可以减小立体显示装置的尺寸，从而提高用户体验。In the present application, by introducing optical elements, when the first light source device and the second light source device are arranged in parallel, the irradiation areas of the first light beam and the second light beam can overlap as much as possible. Two light source devices arranged in parallel occupy less space. Therefore, the present application can reduce the size of the stereoscopic display device, thereby improving user experience.
在第二方面的一种可选方式中，立体显示装置包括K个光源器件和K个光学元件。K为大于2的整数。K个光源器件平行设置。K个光源器件包括第一光源器件和第二光源器件。K个光源器件用于输出K个原始光束。K个光学元件用于改变K个原始光束的传输方向，得到K个光束。空间光调制器用于调制K个光束，得到K路成像光。扩散屏用于对K个光束进行扩散，得到K路成像光。K路成像光中的2路成像光为一组。一组成像光中的2路成像光携带不同的图像信息。In an optional manner of the second aspect, the stereoscopic display device includes K light source devices and K optical elements. K is an integer greater than 2. K light source devices are arranged in parallel. The K light source devices include a first light source device and a second light source device. K light source devices are used to output K original light beams. The K optical elements are used to change the transmission directions of the K original light beams to obtain K light beams. The spatial light modulator is used to modulate K light beams to obtain K channels of imaging light. The diffusion screen is used to diffuse the K light beams to obtain K paths of imaging light. The 2-way imaging light in the K-way imaging light is a group. Two imaging lights in a group of imaging lights carry different image information.
在第二方面的一种可选方式中，第一光学元件和第二光学元件之间的第一距离小于第一光源器件和第二光源器件之间的第二距离。当第一距离小于第二距离时，可以使得两束光束的照射区域尽量重叠。当空间光调制器或扩散屏位于重叠区域时，可以减少光束的浪费。因此，本申请可以提高光束的利用率。In an optional manner of the second aspect, the first distance between the first optical element and the second optical element is smaller than the second distance between the first light source device and the second light source device. When the first distance is smaller than the second distance, the irradiation areas of the two light beams may overlap as much as possible. When the spatial light modulator or diffuser screen is located in the overlapping area, the wasted beam can be reduced. Therefore, the present application can improve the utilization rate of light beams.
在第二方面的一种可选方式中，第一光学元件还用于改变第一原始光束的发散角，得到第一光束。第二光学元件还用于改变第二原始光束的发散角，得到第二光束。In an optional manner of the second aspect, the first optical element is further configured to change the divergence angle of the first original light beam to obtain the first light beam. The second optical element is also used to change the divergence angle of the second original light beam to obtain the second light beam.
在第二方面的一种可选方式中，第一光学元件用于增大第一原始光束的扩散角，得到第一光束。第二光学元件用于增大第二原始光束的扩散角，得到第二光束。In an optional manner of the second aspect, the first optical element is used to increase the divergence angle of the first original light beam to obtain the first light beam. The second optical element is used to increase the divergence angle of the second original light beam to obtain the second light beam.
在第二方面的一种可选方式中，第一光学元件和/或第二光学元件为可变焦器件。In an optional manner of the second aspect, the first optical element and/or the second optical element is a variable focus device.
在第二方面的一种可选方式中，第一光学元件用于通过透射改变第一原始光束的传输方向，得到第一光束。第二光学元件用于通过透射改变第二原始光束的传输方向，得到第二光束。In an optional manner of the second aspect, the first optical element is configured to change the transmission direction of the first original light beam through transmission to obtain the first light beam. The second optical element is used to change the transmission direction of the second original light beam through transmission to obtain the second light beam.
本申请第三方面提供了一种立体显示系统。立体显示系统包括曲面镜和前述第一方面、第一方面任意一种可选方式中、第二方面或第二方面任意一种可选方式中所述的立体显示装置。立体显示装置用于输出两路成像光。曲面镜用于反射两路成像光，反射后的两路成像光之间存在夹角。曲面镜的焦距为f。空间光调制器或扩散屏与曲面镜的距离为d。d小于f。通过曲面镜可以放大两路成像光，从而可以降低用户与扩散屏之间距离。因此，本申请可以提高用户体验。The third aspect of the present application provides a stereoscopic display system. The stereoscopic display system includes a curved mirror and the stereoscopic display device described in the first aspect, any optional manner of the first aspect, the second aspect, or any optional manner of the second aspect. The stereoscopic display device is used to output two paths of imaging light. The curved mirror is used to reflect two paths of imaging light, and there is an included angle between the reflected two paths of imaging light. The focal length of a curved mirror is f. The distance between the spatial light modulator or diffuser screen and the curved mirror is d. d is less than f. The two-way imaging light can be amplified by the curved mirror, thereby reducing the distance between the user and the diffusion screen. Therefore, the present application can improve user experience.
本申请第四方面提供了一种交通工具。交通工具包括如前述第一方面、第一方面任意一种可选方式、第二方面或第二方面任意一种可选方式中所述的立体显示装置、或前述第三方面所述的立体显示系统。立体显示装置或立体显示系统安装在交通工具上。The fourth aspect of the present application provides a vehicle. The vehicle includes the stereoscopic display device described in the aforementioned first aspect, any optional mode of the first aspect, the second aspect or any optional mode of the second aspect, or the stereoscopic display device described in the aforementioned third aspect system. A stereoscopic display device or a stereoscopic display system is mounted on a vehicle.
附图说明Description of drawings
图1a为本申请实施例提供的立体显示装置的第一个结构示意图；Figure 1a is a first structural schematic diagram of a stereoscopic display device provided by an embodiment of the present application;
图1b为本申请实施例提供的立体显示装置的第二个结构示意图；Fig. 1b is a second structural schematic diagram of the stereoscopic display device provided by the embodiment of the present application;
图1c为本申请实施例提供的立体显示装置的第三个结构示意图；Fig. 1c is a third structural schematic diagram of the stereoscopic display device provided by the embodiment of the present application;
图2为本申请实施例提供的立体显示装置的第四个结构示意图；FIG. 2 is a fourth structural schematic diagram of a stereoscopic display device provided by an embodiment of the present application;
图3为本申请实施例提供的背光组件的结构示意图；FIG. 3 is a schematic structural diagram of a backlight assembly provided by an embodiment of the present application;
图4为本申请实施例提供的立体显示装置的第五个结构示意图；FIG. 4 is a fifth structural schematic diagram of a stereoscopic display device provided by an embodiment of the present application;
图5为本申请实施例提供的立体显示装置的第六个结构示意图；FIG. 5 is a sixth structural schematic diagram of a stereoscopic display device provided by an embodiment of the present application;
图6为本申请实施例提供的立体显示装置的第七个结构示意图；FIG. 6 is a seventh structural schematic diagram of a stereoscopic display device provided by an embodiment of the present application;
图7为本申请实施例提供的立体显示装置的第八个结构示意图；FIG. 7 is an eighth structural schematic diagram of a stereoscopic display device provided by an embodiment of the present application;
图8为本申请实施例提供的立体显示系统的结构示意图；FIG. 8 is a schematic structural diagram of a stereoscopic display system provided by an embodiment of the present application;
图9是本申请实施例提供的一种立体显示装置的电路示意图；FIG. 9 is a schematic circuit diagram of a stereoscopic display device provided by an embodiment of the present application;
图10为本申请实施例提供立体显示系统安装在交通工具的示意图；FIG. 10 is a schematic diagram of a stereoscopic display system installed in a vehicle according to an embodiment of the present application;
图11是本申请实施例提供的交通工具的一种可能的功能框架示意图。Fig. 11 is a schematic diagram of a possible functional framework of a vehicle provided by an embodiment of the present application.
具体实施方式Detailed ways
本申请提供了一种立体显示装置、立体显示系统和交通工具，通过增加光学元件，可以共用同一个光源器件，从而降低立体显示装置的成本。应理解，本申请中使用的“第一”、“第二”等仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。另外，为了简明和清楚，本申请实施例多个附图中重复参考编号和/或字母。重复并不表明各种实施例和/或配置之间存在严格的限定关系。The present application provides a stereoscopic display device, a stereoscopic display system and a vehicle. By adding optical elements, the same light source device can be shared, thereby reducing the cost of the stereoscopic display device. It should be understood that "first", "second" and the like used in the present application are only used for the purpose of distinguishing and describing, and cannot be interpreted as indicating or implying relative importance, nor can they be understood as indicating or implying order. In addition, for the sake of brevity and clarity, reference numbers and/or letters are repeated in multiple drawings of the embodiments of the present application. Repetition does not imply a strictly limited relationship between the various embodiments and/or configurations.
本申请中的立体显示装置也可以称为3D显示装置。本申请中的立体显示装置应用于显示领域。在显示领域中，可以通过立体显示装置给用户提供立体的视觉享受。但是，立体显示装置包括2个光源器件，导致立体显示装置的成本较高。The stereoscopic display device in this application may also be referred to as a 3D display device. The stereoscopic display device in this application is applied in the field of display. In the field of display, a stereoscopic display device can be used to provide users with stereoscopic visual enjoyment. However, the stereoscopic display device includes two light source devices, resulting in high cost of the stereoscopic display device.
为此，本申请提供了一种立体显示装置。图1a为本申请实施例提供的立体显示装置的第一个结构示意图。如图1a所示，立体显示装置100包括背光组件。背光组件包括光源器件101和光学元件102。立体显示装置100还包括空间光调制器103或扩散屏103。光源器件101可以为发光二极管(light emitting diode，LED)光源或激光二极管(laser diode，LD)光源等。光源器件101用于向光学元件102输出原始光束。光学元件102可以为透镜、反射镜、棱镜或菲涅尔镜等。光学元件102用于在第一位置根据原始光束得到第一光束。第一光束照射至接收面104。To this end, the present application provides a stereoscopic display device. Fig. 1a is a first structural schematic diagram of a stereoscopic display device provided by an embodiment of the present application. As shown in FIG. 1a, the
在图1a中，光源器件101的主光线和X轴重合。光学元件102的光轴和X轴重合。因此，光源器件101的主光线和光学元件102的光轴重合。当接收面104与X轴垂直时，主光线与接收面104的夹角α为90°。本申请中的立体显示装置100利用光源器件101的主光线与光学元件102光轴位置的偏心(光源器件101的主光线与光学元件102的光轴上下产生偏移)，改变原始光束的主光线的角度，从而使得光学元件102输出不同传输方向的第二光束。In FIG. 1a, the chief ray of the
图1b为本申请实施例提供的立体显示装置的第二个结构示意图。如图1b所示，在图1a的基础上，向上平移光学元件102。此时，在图1b中，光源器件101的主光线和X轴重合。光学元件102的光轴105和X轴平行。光学元件102的光轴105相对于光源器件101的主光线产生向上的偏移。因此，光学元件102会改变原始光束的主光线的角度(即改变原始光束的传输方向)，得到第二光束。在图1b中，第二光束的主光线的角度向上偏移。向上偏移的角度会导致光束在接收面104上的照射范围向上移动。第二光束的主光线和接收面104的夹角β大于90°。Fig. 1b is a second structural schematic diagram of the stereoscopic display device provided by the embodiment of the present application. As shown in FIG. 1 b , on the basis of FIG. 1 a , the
图1c为本申请实施例提供的立体显示装置的第三个结构示意图。如图1c所示，在图1a的基础上，向下平移光学元件102。此时，在图1c中，光源器件101的主光线和X轴重合。光学元件102的光轴105和X轴平行。光学元件102的光轴105相对于光源器件101的主光线产生向下的偏移。因此，光学元件102会改变原始光束的主光线的角度(即改变原始光束的传输方向)，得到第二光束。在图1c中，第二光束的主光线的角度向下偏移。向下偏移的角度会导致光束在接收面104上的照射范围向下移动。第二光束的主光线和接收面104的夹角β小于90°。Fig. 1c is a third structural schematic diagram of the stereoscopic display device provided by the embodiment of the present application. As shown in FIG. 1c, on the basis of FIG. 1a, the
将图1a中光学元件102所在的位置称为第一位置，将图1b或图1c中光学元件102所在的位置称为第二位置。将光学元件102停留在第一位置的时间称为第一时刻。将光学元件102停留在第二位置的时间称为第二时刻。在第一时刻，光学元件102在第一位置输出第一光束。在第二时刻，光学元件102在第二位置输出第二光束。光学元件102输出的第一光束和第二光束分时的照射在接收面104。第一光束和第二光束在接收面104的照射范围存在重叠区域。空间光调制器103或扩散屏103可以设置在重叠区域。The position of the
空间光调制器103可以为液晶显示器(liquid crystal display，LCD)、硅基液晶(liquid crystal on silicon，LCOS)或数字微镜器件(digital micro-mirror device，DMD)等。此时，第一光束和第二光束为未携带图像信息的光束。空间光调制器103用于根据不同的图像信息调制第一光束和第二光束，得到两路成像光。例如，在第一时刻，空间光调制器103根据第一图像信息调制第一光束，得到第一路成像光。在第二时刻，空间光调制器103根据第二图像信息调制第二光束，得到第二路成像光。两路成像光携带不同的图像信息。当两路成像光分别照射至用户的左右眼时，可以给用户提供立体的视觉享受。The spatial
当立体显示装置包括扩散屏103时，第一光束和第二光束为携带图像信息的光束。此时，光源器件101可以为光源和空间光调制器的组合。扩散屏103用于对携带不同图像信息的第一光束和第二光束进行扩散，得到两路成像光。因为第一光束和第二光束携带不同的图像信息，两路成像光也携带不同的图像信息。When the stereoscopic display device includes the
在本申请实施例中，通过改变光学元件102的位置，可以在使用一个光源器件101的情况下，输出不同传输方向的第一光束和第二光束。因此，本申请实施例可以减少立体显示装置中光源器件101的数量，从而降低立体显示装置的成本。In the embodiment of the present application, by changing the position of the
在前述的示例中，图1a中光学元件102所在的位置为第一位置，图1b或图1c中光学元件102所在的位置为第二位置。在实际应用中，光学元件102在任意不同的两个位置都可以称为第一位置和第二位置。例如，图1b中光学元件102所在的位置为第一位置。光学元件102用于在第一位置改变原始光束的传输方向，得到第一光束。图1c中光学元件102所在的位置为第二位置。光学元件102用于在第二位置改变原始光束的传输方向，得到第二光束。In the foregoing example, the position of the
根据前述图1a、图1b和图1c的描述可知，通过改变光学元件102的位置，会改变光束在接收面104上的照射范围。此时，由于第一光束和第二光束在接收面104上的照射范围不重合，会存在部分光束的能量浪费。为此，在本申请实施例中，还可以通过移动光源器件101使第一光束和第二光束在接收面104上的照射范围尽量重合。According to the foregoing descriptions of FIG. 1 a , FIG. 1 b and FIG. 1 c , by changing the position of the
图2为本申请实施例提供的立体显示装置的第四个结构示意图。如图2所示，立体显示装置100包括背光组件201。立体显示装置100还包括空间光调制器103或扩散屏103(图中未示出)。空间光调制器103或扩散屏103设置于接收面104。背光组件201包括光源器件101和光学元件102。通过移动机构，可以使得背光组件201在位置A和位置B之间移动。FIG. 2 is a fourth structural schematic diagram of a stereoscopic display device provided by an embodiment of the present application. As shown in FIG. 2 , the
在位置A时，光源器件101位于第三位置，光学元件102位于第一位置。在第一时刻，光源器件101用于输出第一原始光束。光学元件102用于根据第一原始光束得到第一光束。在位置A时，光学元件102的光轴相对于光源器件101的主光线产生向下的偏移。因此，第一光束的主光线(用与在位置A的光源器件101相连的虚线表示)的角度向下偏移。光学元件102用于改变第一原始光束的传输方向，得到第一光束。At the position A, the
在位置B时，光源器件101位于第四位置，光学元件102位于第二位置。在第二时刻，光源器件101用于输出第二原始光束。光学元件102用于根据第二原始光束得到第二光束。在位置B时，光学元件102的光轴相对于光源器件101的主光线产生向上的偏移。因此，第二光束的主光线(用与在位置B的光源器件301相连的虚线表示)的角度向上偏移。光学元件102用于改变第二原始光束的传输方向，得到第二光束。In the position B, the
关于空间光调制器103或扩散屏103的描述，可以参考前述图1a、图1b或图1c中的描述。当第一光束的主光线和第二光束的主光线在接收面104上重合时，第一光束和第二光束在接收面104上的照射范围重合。并且，第一光束和第二光束在接收面104上的照射范围的大小可以尽量等于空间光调制器103或扩散屏103的大小。因此，本申请实施例提高光束的利用率。For the description of the spatial
在图2中，在位置A时，光学元件102需要使得主光线的角度向下偏移。在位置B时，主光线的角度向上偏移。因此，第三位置和第一位置的相对位置与第四位置和第二位置的相对位置不同，即第三位置和第一位置的偏移量与第四位置和第二位置的偏移量不同。In FIG. 2 , at position A, the
根据前述图2的描述可知，本申请实施例需要移动背光组件的位置。在本申请实施例中，立体显示装置还可以包括移动机构。移动机构用于移动光学元件102和/或光源器件101。为了降低移动机构的复杂性，并降低对移动空间的需求，移动机构可以通过直线移动光学元件102和/或光源器件101。According to the foregoing description of FIG. 2 , it is known that the embodiment of the present application needs to move the position of the backlight assembly. In the embodiment of the present application, the stereoscopic display device may further include a moving mechanism. The moving mechanism is used to move the
图3为本申请实施例提供的背光组件的结构示意图。如图3所示，背光组件201包括光源器件101和光学元件102。移动机构用于将背光组件201从位置A移动到位置B。FIG. 3 is a schematic structural diagram of a backlight assembly provided by an embodiment of the present application. As shown in FIG. 3 , the
光源器件101用于从第三位置经过第一路径移动至第四位置。第四位置和第三位置位于第一平面301。第一路径平行于第一直线。第一直线位于第一平面301上。第一路径的长度为d1。The
光学元件102从第一位置经过第二路径移动到第二位置。第一位置和第二位置位于第二平面302。第二路径平行于第二直线。第二直线位于第二平面302上。第二路径的长度为d2。为了使得第一光束和第二光束在接收面104上的照射范围尽量重合，d2小于d1。第二平面302可以平行于第一平面301。第二路径可以平行于第一路径。第二平面302和第一平面301可以垂直于光源器件301的主光线。The
在前述图2和图3中，描述了背光组件201从位置A移动到位置B。应理解，在实际应用中，为了提供稳定的立体视觉享受，背光组件201需要频繁的在位置A和位置B之间移动。因此，关于背光组件201从位置B移动到位置A的描述，可以参考图2或图3中的相关描述。若背光组件201在移动过程中输出光束，则可能会导致串扰，从而影响用户体验。为此，移动过程中，背光组件201可以不输出光束。In the aforementioned FIG. 2 and FIG. 3 , the movement of the
在前述图1a～图1c、图2和图3的描述中，光学元件102用于改变原始光束的传输方向，从而输出不同传输方向的第一光束和第二光束。在实际应用中，光学元件102还可以用于改变原始光束的发散角，得到第一光束和/或第二光束。例如，在图2中，在位置A时，光学元件102用于增大第一原始光束的发散角，得到第一光束。在位置B时，光学元件102用于增大第二原始光束的发散角，得到第二光束。通过增大原始光束的扩散角，可以减小光源器件101和空间光调制器103或扩散屏103之间的距离。因此，本申请实施例可以降低立体显示装置的尺寸，从而提高用户体验。In the foregoing descriptions of FIGS. 1 a - 1 c , 2 and 3 , the
在前述图2和图3的描述中，背光组件用于在位置A和位置B之间移动。在实际应用中，背光组件可以用于在M个位置之间移动。背光组件用于以不同的角度输出M束光束。M束光束包括第一光束和第二光束。M个位置包括第一位置和第二位置。M个位置和M束光束一一对应。M为大于1的整数。下面以M等于3为例进行描述。In the foregoing description of FIGS. 2 and 3 , the backlight assembly is used to move between position A and position B. Referring to FIG. In practical applications, the backlight assembly can be used to move between M positions. The backlight assembly is used to output M beams at different angles. The M beams include a first beam and a second beam. The M locations include a first location and a second location. There is a one-to-one correspondence between the M positions and the M beams. M is an integer greater than 1. In the following, M is equal to 3 as an example for description.
图4为本申请实施例提供的立体显示装置的第五个结构示意图。如图4所示，立体显示装置100包括背光组件201。立体显示装置100还包括空间光调制器103或扩散屏103(图中未示出)。空间光调制器103或扩散屏103设置于接收面104。背光组件201包括光源器件101和光学元件102。通过移动机构，可以使得背光组件201在位置A、位置B和位置C之间移动。FIG. 4 is a fifth structural schematic diagram of a stereoscopic display device provided by an embodiment of the present application. As shown in FIG. 4 , the
关于在位置A和位置B的描述，可以参考前述图2中的相关描述。在位置C时，光源器件101位于第五位置，光学元件102位于第六位置。在第三时刻，光源器件101用于输出第三原始光束。光学元件102用于根据第三原始光束得到第三光束。空间光调制器103用于调制第一光束、第二光束和第三光束，得到三路成像光。扩散屏103用于对第一光束。第二光束和第三光束进行扩散，得到三路成像光。三路成像光可以照射到成像面上不同的视点。在图4中，三路成像光分别照射到视点1、视点2和视点3。For the descriptions at position A and position B, reference may be made to the relevant description in the foregoing FIG. 2 . At position C, the
在前述图4中，以M等于3为例进行描述。在实际应用中，M还可以为其它的数值，例如M等于4、6或8等。通过在M个位置之间移动，可以提供更多的观看位置。例如，在图4中，M个位置对应M个视点。位置B对应视点1。位置A对应视点3。位置C对应视点2。M个视点中的每个视点可以对应用户的一个眼睛。M个视点中的任意两个视点对应一个观看位置。例如，视点1对应用户的左眼，视点2对应用户的右眼。视点1和视点2对应观看位置1。又例如，视点2对应用户的左眼，视点3对应用户的右眼。视点2和视点3对应观看位置2。In the aforementioned FIG. 4 , M is equal to 3 as an example for description. In practical applications, M can also be other values, for example, M is equal to 4, 6 or 8, and so on. More viewing positions can be provided by moving between M positions. For example, in FIG. 4, M positions correspond to M viewpoints. Position B corresponds to
在实际应用中，N个视点中可能只有M个视点有用户观看。通过只在M个位置之间移动，可以提高单个用户的图像帧率。因此，为了提高用户体验，背光组件可以在N个位置中的M个位置之间移动。N个位置对N个视点。此时，立体显示装置100还可以包括人眼追踪模块和处理器。人眼追踪模块用于获取M个视点，例如M个视点的坐标。M个视点和M个位置一一对应。处理器用于根据M个视点控制背光组件在N个位置中的M个位置之间移动。下面以N等于3，M等于2为例进行描述。In practical applications, only M viewpoints among the N viewpoints may be viewed by the user. By only moving between M positions, the image frame rate of a single user can be increased. Therefore, in order to improve user experience, the backlight assembly can be moved between M positions among the N positions. N positions to N viewpoints. At this time, the
图5为本申请实施例提供的立体显示装置的第六个结构示意图。如图5所示，立体显示装置100包括背光组件201、人眼追踪模块502和处理器501。立体显示装置100还包括空间光调制器103或扩散屏103(图中未示出)。空间光调制器103或扩散屏103设置于接收面104。人眼追踪模块502用于获取M个视点。M个视点包括视点2和视点3。视点2对应位置C。视点3对应位置A。处理器501用于根据M个视点控制背光组件201在N个位置中的M个位置之间移动。N个位置分别包括位置A、位置B和位置C。M个位置包括位置A和位置C。FIG. 5 is a sixth structural schematic diagram of a stereoscopic display device provided by an embodiment of the present application. As shown in FIG. 5 , the
应理解，图5只是本申请实施例中提供的M个位置的一个示例。在实际应用中，处理器501可以根据M个视点控制背光组件201在相对应的M个位置之间移动。例如，M个视点包括视点1和视点2。M个位置包括位置B和位置C。又例如，M个视点包括视点1和视点3。M个位置包括位置B和位置A。It should be understood that FIG. 5 is only an example of the M positions provided in the embodiment of the present application. In practical applications, the
在实际应用中，当N值过大时，会降低单个用户的图像帧率，从而影响用户体验。因此，本申请可以通过限制N的取值来提高单个用户的图像帧率，从而提高用户体验。例如，N的取值范围可以在2至10之间。N的取值可以为2或10。In practical applications, when the value of N is too large, the image frame rate of a single user will be reduced, thereby affecting user experience. Therefore, the present application can improve the image frame rate of a single user by limiting the value of N, thereby improving user experience. For example, the value range of N may be between 2 and 10. The value of N can be 2 or 10.
当背光组件201在N个位置中的M个位置之间移动时，可以通过以下方式确定M个位置是否包括目标位置。若背光组件在目标位置停留，且背光组件在目标位置向空间光调制器103或扩散屏103传输光束，则M个位置包括目标位置。When the
例如，在图5中，背光组件201在位置A和位置C之间移动。背光组件201在位置A停留1毫秒。在停留期间，背光组件201输出第一光束。停留1毫秒后，背光组件201花费1毫秒的时间从位置A移动到位置C。背光组件201在位置C停留1毫秒。在停留期间，背光组件201输出第二光束。停留1毫秒后，背光组件201花费1毫秒的时间从位置C移动到位置A。重复上述过程。上述过程中，背光组件201在位置A和位置C停留，且输出光束。因此，M个位置包括位置A和位置C。上述过程中，背光组件201可以不在位置B停留。因此，M个位置不包括位置B。For example, in FIG. 5, the
又例如，背光组件201在位置A和位置B之间移动。背光组件201在位置A停留1毫秒。在停留期间，背光组件201输出第一光束。停留1毫秒后，背光组件201花费2毫秒的时间从位置A移动到位置B。背光组件201在位置B停留1毫秒。在停留期间，背光组件201输出第二光束。停留1毫秒后，背光组件201花费2毫秒的时间从位置B移动到位置A。重复上述过程。上述过程中，背光组件201在位置A和位置B停留，且输出光束。因此，M个位置包括位置A和位置B。上述过程中，背光组件201会经过位置C，但是背光组件201可以不在位置C停留，且在位置C时不输出光束。因此，M个位置不包括位置C。For another example, the
在实际应用中，用户与空间光调制器103或扩散屏103之间的距离会改变，从而应用用户的观看体验。例如，在图5中，用户的左眼的视点2与扩散屏103之间的距离为T1。此时，根据第二光束得到的成像光在视点2所在的成像面上的光斑大小和左眼的大小相适配。若用户靠近扩散屏103，则会使得光斑照射在左眼上的光斑变大。若光斑同时覆盖到用户的左眼和右眼，则会产生串扰，影响用户的立体视觉体验。In practical application, the distance between the user and the spatial
为此，光学元件102可以为可变焦器件。人眼追踪模块502可以用于获取视点与空间光调制器103或扩散屏103之间的距离。处理器501用于根据上述距离调整光学元件102的焦距。例如，当目标视点接近空间光调制器103或扩散屏103时，处理器501减小光学元件102的焦距。当目标视点远离空间光调制器103或扩散屏103时，处理器501增大光学元件102的焦距。To this end,
根据前面的描述可知，当N值过大时，会降低单个用户的图像帧率，从而影响用户体验。因此，为了提供更多的观看位置，提高单个用户的图像帧率，立体显示装置100可以包括K个背光组件。K个背光组件中的每个背光组件包括一个光源器件和一个光学元件。K为大于1的整数。K个光源器件和K个光学元件一一对应。K个背光组件用于输出2×K束光束。2×K束光束的输出角度不同。2×K束光束包括第一光束和第二光束。立体显示装置100还包括空间光调制器103或扩散屏103。空间光调制器103用于调制2×K束光束，得到2×K路成像光。扩散屏103用于对2×K束光束进行扩散，得到2×K路成像光。关于任意一个背光组件的描述，可以参考前述图1a至图5中的相关描述。下面以K等于3为例进行描述。According to the foregoing description, it can be seen that when the value of N is too large, the image frame rate of a single user will be reduced, thereby affecting user experience. Therefore, in order to provide more viewing positions and increase the image frame rate of a single user, the
图6为本申请实施例提供的立体显示装置的第七个结构示意图。如图6所示，立体显示装置100包括3个背光组件。3个背光组件包括背光组件201、背光组件601和背光组件602。背光组件201用于在位置A和位置B之间移动。背光组件201分时的输出第一光束和第二光束。背光组件601用于在位置C和位置D之间移动。背光组件602用于在位置E和位置F之间移动。关于背光组件601和背光组件602的描述，可以参考背光组件201的描述。3个背光组件用于输出6束光束。FIG. 6 is a seventh structural schematic diagram of a stereoscopic display device provided by an embodiment of the present application. As shown in FIG. 6 , the
立体显示装置100还包括空间光调制器103或扩散屏103(图中未示出)。空间光调制器103或扩散屏103设置于接收面104。空间光调制器103用于调制6束光束，得到6路成像光。扩散屏103用于对6束光束进行扩散，得到6路成像光。6路成像光分别照射至视点1～6。6路成像光和视点1～6一一对应。视点1～6和位置A～F一一对应。在图6中，视点1对应位置F。视点2对应位置E。视点3对应位置D。视点4对应位置C。视点5对应位置B。视点6对应位置A。The
应理解，当立体显示装置100包括K个背光组件时，一个背光组件可能不是对应一个观看位置。例如，在图6中，视点2和视点3组合为一个观看位置。视点4和视点5组合为一个观看位置。此时，背光组件201可以一直停留在位置B。背光组件602可以一直停留在位置E。背光组件601在位置C和位置D之间移动。It should be understood that when the
应理解，当立体显示装置100包括K个背光组件时，一个背光组件对应的两路成像光可能携带相同的图像信息。例如，在图6中，视点2和视点3组合为一个观看位置。视点4和视点5组合为一个观看位置。背光组件601在位置C和位置D之间移动。此时，背光组件601输出的两束光束形成的两路成像光可以携带相同的图像信息。背光组件201对应的成像光和背光组件601对应的成像光携带不同的图像信息。背光组件602对应的成像光和背光组件601对应的成像光携带不同的图像信息。任一观看位置的用户的双眼仍可以接收到携带不同图像信息的成像光，从而获取立体的视觉享受。It should be understood that when the
根据前面的描述可知，立体显示装置100可以通过移动机构移动背光组件。当立体显示装置100包括K个背光组件时，移动机构用于移动K个背光组件。为了降低移动机构的结构的复杂性，移动机构可以同方向的移动K个背光组件。此时，K个背光组件中每个背光组件在移动过程中的移动方向相同。例如，在图6中，在某一时刻，背光组件201从位置A向位置B移动。背光组件601从位置C向位置D移动。背光组件602从位置E向位置F移动。According to the foregoing description, it can be known that the
在前述图1a至图6的示例中，光学元件102用于通过透射原始光束得到第一光束。根据前面的描述可知，光学元件102还可以为反射镜。因此，光学元件102也可以用于通过反射原始光束得到第一光束。关于光学元件102通过反射得到第一光束的描述，可以参考前述图1a至图6的描述。In the aforementioned examples of FIGS. 1 a to 6 , the
在前述图2中，立体显示装置100通过移动背光组件201来降低光源器件101的数量。在实际应用中，立体显示装置中的背光组件也可以固定设置。图7为本申请实施例提供的立体显示装置的第八个结构示意图。如图7所示，立体显示装置700包括背光组件701。背光组件701包括第一光源器件702、第一光学元件703、第二光源器件704和第二光学元件705。第一光源器件702和第二光源器件704平行设置。平行设置是指第一光源器件702和第二光源器件704的出光面处于同一平面，且第一光源器件702和第二光源器件704的光束输出方向相同。该平面垂直于输出方向。第一光源器件702和第二光源器件704用于分时的输出第一原始光束和第二原始光束。例如，在第一时刻，第一光源器件702用于向第一光学元件703输出第一原始光束。在第二时刻，第二光源器件704用于向第二光学元件705输出第二原始光束。第一光学元件703用于根据第一原始光束得到第一光束。第一光学元件703无法相对于第一光源器件702移动。关于第一光源器件702和第一光学元件703的描述，可以参考前述图1a至图6中背光组件的相关描述。第二光学元件705用于改变第二原始光束的传输方向，得到第二光束。第一光束和第二光束照射至接收面104。关于第二光源器件704和第二光学元件705的描述，可以参考第一光源器件702和第一光学元件703的描述。In the aforementioned FIG. 2 , the
立体显示装置700还包括空间光调制器103或扩散屏103。空间光调制器103或扩散屏103设置于接收面104。空间光调制器103用于根据不同的图像信息调制第一光束和第二光束，得到两路成像光。扩散屏103用于对携带不同图像信息的第一光束和第二光束进行扩散，得到两路成像光。关于空间光调制器103或扩散屏103的描述，可以参考图1a至图6的相关描述。两路成像光照射至不同的视点。在图7中，第一光束对应的成像光照射至视点2。第二光束对应的成像光照射至视点1。The
立体显示装置700和前述图1a至图6中的立体显示装置100存在相似之处。因此，关于立体显示装置700的描述，可以参考前述立体显示装置100的描述。例如可以包括以下任意一项或多项的内容。The
1.立体显示装置700还包括处理器501。处理器501根据背光组件701的输出光束控制空间光调制器103使用的图像信息。例如，在第一时刻，背光组件701输出第一光束，处理器501控制空间光调制器103使用第一图像信息调制第一光束。在第二时刻，背光组件701输出第二光束，处理器501控制空间光调制器103使用第二图像信息调制第二光束。1. The
2.立体显示装置包括K个光源器件和K个光学元件。K为大于2的整数。K个光源器件平行设置。K个光源器件包括第一光源器件和第二光源器件。K个光源器件用于输出K个原始光束。K个光学元件用于改变K个原始光束的传输方向，得到K个光束。空间光调制器用于调制K个光束，得到K路成像光。扩散屏用于对K个光束进行扩散，得到K路成像光。K路成像光中的2路成像光为一组。一组成像光中的2路成像光携带不同的图像信息。2. The stereoscopic display device includes K light source devices and K optical elements. K is an integer greater than 2. K light source devices are arranged in parallel. The K light source devices include a first light source device and a second light source device. K light source devices are used to output K original light beams. The K optical elements are used to change the transmission directions of the K original light beams to obtain K light beams. The spatial light modulator is used to modulate K light beams to obtain K channels of imaging light. The diffusion screen is used to diffuse the K light beams to obtain K paths of imaging light. The 2-way imaging light in the K-way imaging light is a group. Two imaging lights in a group of imaging lights carry different image information.
3.第一光学元件703和第二光学元件705之间的第一距离为d2。第一光源器件702和第二光源器件704之间的第二距离为d1。d2小于d1。3. The first distance between the first
4.第一光学元件703或第二光学元件705还用于改变原始光束的发散角。例如，第一光学元件703还用于增大第一原始光束的发散角，得到第一光束。第二光学元件705还用于增大第二原始光束的发散角，得到第二光束。4. The first
5.第一光学元件703和/或第二光学元件705为可变焦器件。立体显示装置700还可以包括人眼追踪模块。人眼追踪模块用于获取视点和立体显示装置700之间的距离。处理器501根据距离调整第一光学元件703和/或第二光学元件705的焦距。5. The first
6.第一光学元件703用于通过透射改变第一原始光束的传输方向，得到第一光束。第二光学元件705用于通过透射改变第二原始光束的传输方向，得到第二光束。6. The first
应理解，关于立体显示装置100的描述，也可以参考前述立体显示装置700的描述。例如，在实际应用中，弧形分布的多个光源器件会占用更大的空间。在本申请实施例中，当立体显示装置100包括多个光源器件时，多个光源器件也可以平行设置。平行设置是指多个光源器处于同一平面，且多个光源器件的光束输出方向相同。该平面垂直于输出方向。It should be understood that for the description of the
在实际应用中，用户与空间光调制器103或扩散屏103之间距离可能受到空间因素的限制。为了可以降低用户与空间光调制器103或扩散屏103之间距离，可以通过曲面镜放大空间光调制器103或扩散屏103输出的成像光。图8为本申请实施例提供的立体显示系统的结构示意图。如图8所示，立体显示装置800包括立体显示装置802和曲面镜801。立体显示装置802用于输出两路成像光。关于立体显示装置802的描述，可以参考前述立体显示装置100或立体显示装置700的描述。曲面镜801用于反射两路成像光，反射后的两路成像光之间存在夹角。曲面镜801的焦距为f。空间光调制器103或扩散屏103与曲面镜801的距离为d。In practical applications, the distance between the user and the spatial
曲面镜801上的每个点和空间光调制器103或扩散屏103存在一个垂直距离。d可以为最远垂直距离。或者，d可以为空间光调制器103或扩散屏103的中心像素或中心点与曲面镜801上的目标点的直线距离。中心像素为空间光调制器103或扩散屏103的中心位置处的一个或多个像素。中心像素输出的成像光照射到曲面镜801上的目标点。d小于f。当d小于f时，曲面镜801可以对虚像进行放大。因此，在用户和立体显示装置800之间的距离较近时，用户可以看到放大的虚像，从而提升用户体验。There is a vertical distance between each point on the
参考图9，图9是本申请实施例提供的一种立体显示装置的电路示意图。Referring to FIG. 9 , FIG. 9 is a schematic circuit diagram of a stereoscopic display device provided by an embodiment of the present application.
如图9所示，立体显示装置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、处理器局域网(Controller Area Network，CAN)收发器1010，显示电路1028和显示面板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、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。As shown in Figure 9, the circuits in the stereoscopic display device mainly include a
另外，本申请实施例示意的电路图并不构成对立体显示装置的具体限定。在本申请另一些实施例中，立体显示装置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。In addition, the circuit diagram shown in the embodiment of the present application does not constitute a specific limitation on the stereoscopic display device. In other embodiments of the present application, the stereoscopic display device may include more or fewer components than shown in the illustration, or combine some components, or separate some components, or arrange different components. The illustrated components can be realized in hardware, software or a combination of software and hardware.
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)，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。Wherein, the
处理器1001中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。例如，存储立体显示装置的操作系统、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。A memory may also be provided in the
另外，如果本实施例中的立体显示装置安装在交通工具上，处理器1001的功能可以由交通工具上的域处理器来实现。In addition, if the stereoscopic display device in this embodiment is installed on a vehicle, the function of the
在一些实施例中，立体显示装置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，也可以连接立体显示装置上的物理按键(例如音量键、亮度调节键、开关机键等)。In some embodiments, the stereoscopic display device may further include a plurality of input/output (Input/Output, I/O) interfaces 1008 connected to the
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。内部存储器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。存储数据区可存储立体显示装置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，执行立体显示装置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。The external memory interface 1003 can be used to connect an external memory (such as a Micro SD card), and the external memory can store data or program instructions as required, and the
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。立体显示装置可以通过音频模块1004以及应用处理器等实现音频功能。The
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，立体显示装置通过视频接口接收导航系统发送的视频数据或者接收域处理器发送的视频数据。
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。视频模块还可以对立体显示装置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。The
进一步的，上述立体显示装置还包括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，立体显示装置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，用户可以通过操作立体显示装置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)发送给立体显示装置进行显示。Further, the above stereoscopic display device further includes a
显示电路1028和显示面板1029共同实现显示图像的功能。显示电路1028接收处理器1001输出的图像信号，对该图像信号进行处理后输入显示面板1029进行成像。显示电路1028还可以对显示面板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。其中，上述显示电路1028和显示面板1029可以位于像素组件502中。The display circuit 1028 and the
显示面板1029用于根据输入的图像信号对光源输入的光束进行调制，从而生成可视图像。显示面板1029可以为硅基液晶面板、液晶显示面板或数字微镜设备。The
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显示面板1029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)。In this embodiment, the
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显示面板1029进行成像，从而形成图像光信号(成像光)。The
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立体显示装置的电源模块1006供电。In addition, the above-mentioned
无线通信模块1007可以使得立体显示装置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。The wireless communication module 1007 can enable the stereoscopic display device to perform wireless communication with the outside world, and it can provide wireless local area network (Wireless Local Area Networks, WLAN) (such as wireless fidelity (Wireless Fidelity, Wi-Fi) network), Bluetooth (Bluetooth, BT) , Global Navigation Satellite System (Global Navigation Satellite System, GNSS), Frequency Modulation (Frequency Modulation, FM), Near Field Communication Technology (Near Field Communication, NFC), Infrared Technology (Infrared, IR) and other wireless communication solutions. The wireless communication module 1007 may be one or more devices integrating at least one communication processing module. The wireless communication module 1007 receives electromagnetic waves via the antenna, frequency-modulates and filters the electromagnetic wave signals, and sends the processed signals to the
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，例如立体显示装置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，立体显示装置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。In addition, the video data decoded by the
本申请实施例还提供了一种交通工具，该交通工具安装有前述任意一种立体显示装置。两路成像光携带不同视差的图像信息。输出的两路成像光经过反射镜反射至挡风玻璃，挡风玻璃进一步反射两路成像光，形成虚像。虚像位于挡风玻璃的一侧，驾驶员或乘客位于挡风玻璃的另一侧。反射后的两路成像光分别照射至驾驶员或乘客的双眼。例如，第一路成像光照射至乘客的左眼。第二路成像光照射至乘客的右眼。The embodiment of the present application also provides a vehicle, which is installed with any one of the aforementioned stereoscopic display devices. The two imaging lights carry image information with different parallax. The output two-way imaging light is reflected to the windshield through the reflector, and the windshield further reflects the two-way imaging light to form a virtual image. The virtual image is on one side of the windshield and the driver or passenger is on the other side of the windshield. The reflected two-way imaging light is irradiated to the driver's or passenger's eyes respectively. For example, the first imaging light is irradiated to the passenger's left eye. The second imaging light shines on the passenger's right eye.
本申请实施例还提供了一种交通工具，该交通工具安装有前述图10中的立体显示系统。图10为本申请实施例提供立体显示系统安装在交通工具的示意图。交通工具的挡风玻璃可以作为立体显示系统中的曲面镜。立体显示系统中的立体显示装置802位于挡风玻璃的同一侧。立体显示装置802用于输出两路成像光。两路成像光携带不同视差的图像信息。挡风玻璃用于反射两路成像光，形成虚像。虚像位于挡风玻璃的一侧，驾驶员或乘客位于挡风玻璃的另一侧。反射后的两路成像光分别照射至驾驶员或乘客的双眼。例如，第一路成像光照射至乘客的左眼。第二路成像光照射至乘客的右眼。The embodiment of the present application also provides a vehicle, which is installed with the aforementioned stereoscopic display system in FIG. 10 . FIG. 10 is a schematic diagram of an embodiment of the present application providing a stereoscopic display system installed in a vehicle. The windshield of a vehicle can be used as a curved mirror in a stereoscopic display system. The
示例性的，交通工具可以为轿车、卡车、摩托车、公共汽车、船、飞机、直升飞机、割草机、娱乐车、游乐场车辆、施工设备、电车、高尔夫球车、火车、和手推车等，本申请实施例不作特别的限定。立体显示装置可以安装于交通工具的仪表板(Instrument Panel，IP)台上，位于副驾位置或主驾位置，也可以安装在座椅后背。上述立体显示装置应用在交通工具时，可以称为抬头显示(Head Up Display，HUD)，可以用于显示导航信息、车速、电量/油量等。Exemplary vehicles may be cars, trucks, motorcycles, buses, boats, airplanes, helicopters, lawn mowers, recreational vehicles, fairground vehicles, construction equipment, streetcars, golf carts, trains, and carts etc., the embodiments of the present application are not specifically limited. The three-dimensional display device can be installed on an Instrument Panel (IP) platform of a vehicle, at the co-driver's position or the main driver's position, and can also be installed on the back of the seat. When the above-mentioned stereoscopic display device is applied to a vehicle, it may be called a Head Up Display (HUD), and may be used to display navigation information, vehicle speed, power/fuel level, and the like.
图11是本申请实施例提供的交通工具的一种可能的功能框架示意图。Fig. 11 is a schematic diagram of a possible functional framework of a vehicle provided by an embodiment of the present application.
如图11所示，交通工具的功能框架中可包括各种子系统，例如，图示中的控制系统14、传感器系统12、一个或多个外围设备16(图示以一个为例示出)、电源18、计算机系统20、显示系统32。可选地，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等等，本申请这里不做限定。As shown in FIG. 11 , various subsystems may be included in the functional framework of the vehicle, for example, a control system 14, a sensor system 12, one or more peripheral devices 16 (one is shown as an example) in the illustration, Power supply 18 , computer system 20 ,
其中，传感器系统12可包括若干检测装置，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，本申请并不做限定。Among them, the sensor system 12 may include several detection devices, which can sense the measured information and convert the sensed information into electrical signals or other required forms of information output according to certain rules. As shown in the figure, these detection devices may include a global positioning system (global positioning system, GPS), a vehicle speed sensor, an inertial measurement unit (inertial measurement unit, IMU), a radar unit, a laser range finder, a camera device, a wheel speed sensor, The steering sensor, gear sensor, or other components used for automatic detection, etc., are not limited in this application.
控制系统14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。可选地，控制系统14还可包括诸如用于控制车辆行驶速度的油门处理器及发动机处理器等元件，本申请不做限定。The control system 14 may include several elements such as the illustrated steering unit, braking unit, lighting system, automatic driving system, map navigation system, network time synchronization system and obstacle avoidance system. Optionally, the control system 14 may also include components such as an accelerator processor and an engine processor for controlling the driving speed of the vehicle, which are not limited in this application.
外围设备16可包括若干元件，例如图示中的通信系统、触摸屏、用户接口、麦克风以及扬声器等等。其中，通信系统用于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。Peripherals 16 may include elements such as a communication system, a touch screen, a user interface, a microphone, and speakers as shown, among others. Among them, the communication system is used to realize the network communication between the vehicle and other devices except the vehicle. In practical applications, the communication system can use wireless communication technology or wired communication technology to realize network communication between vehicles and other devices. The wired communication technology may refer to communication between the vehicle and other devices through network cables or optical fibers.
电源18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。Power source 18 represents a system that provides electrical power or energy to the vehicle, which may include, but is not limited to, a rechargeable lithium or lead-acid battery, or the like. In practical applications, one or more battery components in the power supply are used to provide electric energy or energy for starting the vehicle, and the type and material of the power supply are not limited in this application.
交通工具的若干功能均由计算机系统20控制实现。计算机系统20可包括一个或多个处理器2001(图示以一个处理器为例示出)和存储器2002(也可称为存储装置)。在实际应用中，该存储器2002也在计算机系统20内部，也可在计算机系统20外部，例如作为交通工具中的缓存等，本申请不做限定。其中，Several functions of the vehicle are controlled and realized by the computer system 20 . The computer system 20 may include one or more processors 2001 (one processor is used as an example in the figure) and a memory 2002 (also called a storage device). In practical applications, the
关于处理器2001的描述，可以参考前述处理器1001的描述。处理器2001可包括一个或多个通用处理器，例如，图形处理器(graphic processing unit，GPU)。处理器2001可用于运行存储器2002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。For the description of the
存储器2002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)或固态硬盘(solid state drives，SSD)；存储器2002还可以包括上述种类的存储器的组合。存储器2002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2001调用存储器2002中存储的程序代码或指令以实现车辆的相应功能。该功能包括但不限于图11所示的车辆功能框架示意图中的部分功能或全部功能。本申请中，存储器2002中可存储一组用于车辆控制的程序代码，处理器2001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。The
可选地，存储器2002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20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20可基于传感器系统12的数据输入控制交通工具的行驶方向或行驶速度等，本申请不做限定。Optionally, in addition to storing program codes or instructions, the
显示系统32可包括若干元件，例如，处理器、曲面镜和前文中描述的立体显示装置100。处理器用于根据用户指令生成图像(如生成包含车速、电量/油量等车辆状态的图像以及增强现实AR内容的图像)，并将该图像内容发送至立体显示装置100。立体显示装置100用于输出携带不同图像信息的两路成像光。挡风玻璃为曲面镜。挡风玻璃用于反射或透射两路成像光，以使在驾驶员或乘客的前方呈现图像内容对应的虚像。需要说明的是，显示系统32中的部分元件的功能也可以由车辆的其它子系统来实现，例如，处理器也可以为控制系统14中的元件。The
其中，本申请图11示出包括四个子系统，传感器系统12、控制系统14、计算机系统20和显示系统32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系统或元件，本申请不做限定。Wherein, FIG. 11 of the present application shows that there are four subsystems, and the sensor system 12, the control system 14, the computer system 20 and the
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。In the description of this specification, specific features, structures, materials or characteristics may be combined in any one or more embodiments or examples in an appropriate manner.
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。The above is only the specific implementation of the application, but the scope of protection of the application is not limited thereto. Anyone familiar with the technical field can easily think of changes or replacements within the technical scope disclosed in the application, and should cover Within the protection scope of this application. Therefore, the protection scope of the present application should be based on the protection scope of the claims.
Claims (17)
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