CN108957755A - 一种显示组件及其控制方法、平视显示器及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种显示组件及其控制方法、平视显示器及汽车，涉及显示技术领域，可解决现有HUD需要两个显示屏提供图像源而导致的成本增加的问题。包括：发光部件；DMD器件，用于反射发光部件发出的光，DMD器件包括多个微镜片，每个微镜片具有第一偏转方向和第二偏转方向；第一投影***，用于接收向第一偏转方向偏转的微镜片反射的光；第二投影***，用于接收向第二偏转方向偏转的微镜片反射的光；控制装置，用于交替向DMD器件输出第一图像信号和第二图像信号，且控制在输出第一图像信号时，仅第一投影***接收微镜片反射的光后输出第一图像，在输出第二图像信号时，仅第二投影***接收微镜片反射的光后输出第二图像。

Description

一种显示组件及其控制方法、平视显示器及汽车
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示组件及其控制方法、 平视显示器及汽车。
背景技术
HUD(Head Up Display，平视显示器)，也称抬头显示器，可以 把重要的行车信息，投射在汽车挡风玻璃或其他光学器件上，使驾驶 员不必低头就能观察重要的行车信息，这样驾驶员的视线能够一直保 持在路面，从而提高了驾驶的安全性。
目前HUD一般为状态投影HUD，即近距离投影，它将图像源显 示的常用行车信息，如车速、转速、油量等，成像为悬浮在引擎盖上 的虚像。随着技术的发展，AR-HUD(Augmented Reality，增强现实 HUD)，即远距离投影越来越受到人们的重视，AR-HUD可以与ADAS (Advanced Driver AssistantSystem，高级驾驶辅助***)结合，在车 前虚拟显示碰撞预警、车道线偏离、行人检测等信息。能够同时显示 状态投影和增强现实投影的双层显示HUD是未来HUD发展的趋势。
由于状态投影和增强现实投影的视场角和成像距离都不相同，通 常需要两条成像光路对两个图像源的显示图像分别进行投影，现有技 术中通过设置两个显示屏来提供两个图像源，然而，这样会增加*** 的成本和功耗。
发明内容
本发明的实施例提供一种显示组件及其控制方法、平视显示器及 汽车，可解决现有的HUD需要两个显示屏分别为状态投影和增强现 实投影提供图像源而导致的成本和功耗增加的问题。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种显示组件，包括：发光部件；DMD器件， 用于反射所述发光部件发出的光，所述DMD器件包括多个微镜片， 每个微镜片具有第一偏转方向和第二偏转方向；第一投影***，用于 接收向所述第一偏转方向偏转的微镜片反射的光；第二投影***，用于接收向所述第二偏转方向偏转的微镜片反射的光；控制装置，用于 交替向所述DMD器件输出第一图像信号和第二图像信号，且控制在 输出所述第一图像信号时，仅所述第一投影***接收所述微镜片反射 的光后输出第一图像，在输出所述第二图像信号时，仅所述第二投影 ***接收所述微镜片反射的光后输出第二图像。
可选的，所述控制装置包括图像控制器和光路控制器；所述图像 控制器，用于交替向所述DMD器件输出第一图像信号和第二图像信 号，且在输出所述第一图像信号时，所述第一投影***接收所述微镜 片反射的光后输出第一图像，在输出所述第二图像信号时，所述第二 投影***接收所述微镜片反射的光后输出第二图像；所述光路控制器， 用于在输出所述第一图像信号时，控制仅所述第一投影***接收向所 述第一偏转方向偏转的微镜片反射的光；在输出所述第二图像信号时， 控制仅所述第二投影***接收向所述第二偏转方向偏转的微镜片反 射的光。
进一步可选的，所述光路控制器包括：第一光开关，设置在所述 DMD器件和所述第一投影***之间；第二光开关，设置在所述DMD 器件和所述第二投影***之间。
进一步可选的，所述光路控制器包括：第一偏光片，设置在所述 DMD器件和所述第一投影***之间；第二偏光片，设置在所述DMD 器件和所述第二投影***之间；偏光转换元件，设置在所述发光部件 和所述DMD器件之间，所述偏光转换元件具有可切换的第一偏振态 和第二偏振态，所述第一偏振态与所述第一偏光片的偏振方向相同， 所述第二偏振态与所述第二偏光片的偏振方向相同，所述第一偏光片 的偏振方向和所述第二偏光片的偏振方向垂直。
可选的，所述显示组件还包括第一调光部件，用于将所述发光部 件发出的光调节后射向所述DMD器件。
可选的，所述发光部件包括多个LED灯、三原色激光器或超高 压汞灯泡与色轮的组合；其中，所述超高压汞灯泡用于发出白光，所 述色轮用于将白光分成三原色光。
可选的，所述第一投影***包括第一成像镜头和第一显示屏幕； 所述第二投影***包括第二成像镜头和第二显示屏幕；所述成像镜头， 用于形成图像；所述显示屏幕，用于显示所述成像镜头形成的图像。
进一步可选的，所述第一显示屏幕、所述第二显示屏幕与所述 DMD器件之间的间距m1为所述第一显示屏幕的宽度， m2为所述第二显示屏幕的宽度，48°≤θ≤80°；其中，所述第一显示 屏幕的宽度方向和所述第二显示屏幕的宽度方向与所述第一显示屏 幕和所述第二显示屏幕的排列方向相同。
第二方面，提供一种平视显示器，包括第一方面所述的显示组件。
可选的，还包括第二调光部件；所述第二调光部件，用于将所述 显示组件显示的第一图像和第二图像分别放大反射向投影幕的不同 位置。
可选的，所述第二调光部件包括第一自由曲面镜、第二自由曲面 镜以及第一反射镜；所述第一自由曲面镜，用于将所述显示组件显示 的第一图像放大反射向所述半透半反部件；所述第一反射镜，用于将 所述显示组件显示的第二图像放大反射向所述第二自由曲面镜，并经 所述第二自由曲面镜反射向所述投影幕。
优选的，所述第二调光部件包括第三自由曲面镜和第二反射镜； 所述第二反射镜，用于将所述显示组件显示的第一图像和第二图像分 别放大反射向所述第三自由曲面镜的不同位置，并经所述第三自由曲 面镜分别反射向所述投影幕。
优选的，所述第一图像经所述自由曲面镜所成像的成像距离为 2～3m；和/或，所述第二图像经所述自由曲面镜所成像的成像距离为 7.5～15m。
第三方面，提供一种汽车，包括上述的平视显示器。
第四方面，提供一种上述的显示组件的控制方法，包括：向DMD 器件输出第一图像信号，并控制仅第一投影***接收向第一偏转方向 偏转的微镜片反射的光后输出第一图像；向所述DMD器件输出第二 图像信号，并控制仅第二投影***接收向第二偏转方向偏转的微镜片 反射的光后输出第二图像；重复向所述DMD器件输出所述第一图像 信号和向所述DMD器件输出所述第二图像信号的过程。
本发明实施例提供一种显示组件及其控制方法、平视显示器及汽 车，显示组件包括DMD器件、第一投影***、第二投影***和控制 装置，由于在控制装置向DMD器件输出第一图像信号时，第一投影 ***可以接收DMD器件中微镜片反射的光后输出第一图像，在控制 装置向DMD器件输出第二图像信号时，第二投影***可以接收DMD 器件中微镜片反射的光后输出第二图像，因而在控制装置交替向 DMD器件输出第一图像信号和第二图像信号时，可以在第一投影系 统和第二投影***上分别显示第一图像和第二图像，这样一来，本发 明实施例可以利用一个显示组件分时形成第一图像和第二图像，即形 成两个图像源，相对于现有技术中利用两个显示屏实现两个显示源， 因而本发明实施例可以降低***成本和功耗。此外，形成第一图像和 第二图像的光路在空间上相互分离，可以根据各自的成像要求分别进 行光学设计，降低了光学设计难度，提高了设计的灵活性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对 实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员 来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附 图。
图1为本发明实施例提供的一种显示组件的结构示意图一；
图2为现有技术提供的DMD器件中一个微镜片的偏转示意图；
图3为本发明实施例提供的一种显示组件的结构示意图二；
图4为本发明实施例提供的一种显示组件的结构示意图三；
图5为本发明实施例提供的一种显示组件的结构示意图四；
图6为本发明实施例提供的一种DMD器件与第一显示屏幕、第 二显示屏幕的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种平视显示器的结构示意图一；
图8为本发明实施例提供的一种平视显示器的结构示意图二；
图9为本发明实施例提供的一种显示组件的控制方法的流程示 意图。
附图标记：
01-显示组件；02-第二调光部件；10-发光部件；20-DMD器件； 201-微镜片；30-第一投影***；301-第一成像镜头；302-第一显示屏 幕；40-第二投影***；401-第二成像镜头；402-第二显示屏幕；50- 控制装置；501-图像控制器；502-光路控制器；601-第一光开关；602- 第二光开关；603-第一偏光片；604-第二偏光片；605-偏光转换元件； 70-第一调光部件；80-投影幕；90-第一自由曲面镜；100-第二自由曲 面镜；110-第一反射镜；120-第二反射镜；130-第三自由曲面镜。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进 行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没 有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的 范围。
本发明实施例提供一种显示组件，如图1所示，包括：发光部件 10；DMD(DigitalMicromirror Device，数字微镜器件)器件20，用 于反射发光部件10发出的光，DMD器件20包括多个微镜片，每个微 镜片具有第一偏转方向和第二偏转方向；第一投影***30，用于接收 向第一偏转方向偏转的微镜片反射的光；第二投影***40，用于接收 向第二偏转方向偏转的微镜片反射的光；控制装置50，用于交替向 DMD器件20输出第一图像信号和第二图像信号，且控制在输出第一 图像信号时，仅第一投影***30接收微镜片反射的光后输出第一图像， 在输出第二图像信号时，仅第二投影***40接收微镜片反射的光后输 出第二图像。
需要说明的是，第一，对于发光部件10的类型不进行限定，例 如，发光部件10可以依次发出三原色光。其中，三原色光例如可以 为红光(Red)、绿光(Green)或蓝光(Blue)，又例如可以为黄光、 品红光或青光。
以下提供三种具体的发光部件10。
第一种：发光部件10包括多个LED(Light-Emitting Diode，发 光二极管)灯，每个LED灯用于发三原色光中的一种，多个LED灯 依次发出三原色光。示例的，在第一时间段，控制发红光的LED灯 打开，发其它原色光的LED灯关闭；在第二时间段，控制发绿光的 LED灯打开，发其它原色光的LED灯关闭；在第三时间段，控制发 蓝光的LED灯打开，发其它原色光的LED灯关闭。
第二种：发光部件10包括三原色激光器，三原色激光器用于依 次发出三原色光。
第三种：发光部件10包括超高压汞(Ultra High Performance， UHP)灯泡与色轮(Color Wheel)的组合，其中，UHP灯泡用于发 出白光，色轮用于将白光分成三原色光。色轮由三原色滤波***组成， 以60Hz的频率转动，以使发光部件10依次发出三原色光。
此处，发光部件10包括但不限于上述的多个LED灯、三原色激 光器以及超高压汞灯泡与色轮的组合。
此外，显示组件还可以包括透镜，发光部件10发出的光经过透 镜后射向DMD器件20。
第二，DMD器件20，也可称为DMD芯片包括多个微镜片(一 般有数十万乃至上百万个微镜片)，多个微镜片组成微镜阵列，每个 微镜片相当于一个子像素，图像就由这些子像素构成，由于每个微镜 片具有第一偏转方向和第二偏转方向，因而每个微镜片都可以将发光 部件10发出的光反射向两个方向。具体的，第一偏转方向可以是[+12°， +20°]，第二偏转方向可以是[-20°，-12°]，示例的，如图2所示，每 个微镜片201都可以向+12°(即第一偏转方向)和-12°(即第二偏转 方向)偏转，这样可以将入射光向两个方向进行反射。
现有技术中的DLP(Digital Light Procession，数字光处理)投影 机就是利用DMD器件20实现显示，DLP投影机实现显示的原理为： DMD器件20与发光部件10和投影***配合，发光部件10发出的光 束入射到DMD器件20，参与显示图像的微镜片201向某一方向偏转， 将光线反射向投影***实现图像的显示，不参与显示图像的微镜片 201向另一方向偏转，在该方向设置光线遮光或吸收元件，将光路阻 断。其中，通过控制显示图像需要的微镜片201向某一方向偏转的时 间，即控制偏转脉冲的宽度实现不同的灰阶。
第三，由于DMD器件20的每个微镜片201都具有第一偏转方 向和第二偏转方向，每个微镜片201可以对射到其上的光进行反射， 当微镜片201向第一偏转方向偏转时，微镜片201可以将射到其上的 光反射向第一方向；当微镜片201向第二偏转方向偏转时，微镜片201可以将射到其上的光反射向第二方向。为了使第一投影***30 能够接收到向第一偏转方向偏转的微镜片201反射的光，因而第一投 影***30应设置在第一方向上。同理，第二投影***40应设置在第 二方向上。
此外，对于第一投影***30的结构和第二投影***40的结构不 进行限定，以能够输出图像为准。具体的，第一投影***30和第二 投影***40可以均包括成像镜头和显示屏幕(Diffuser，也称扩散板)， 成像镜头用于接收DMD器件20中显示用的微镜片反射的光形成图 像，显示屏幕用于显示成像镜头形成的图像。
第四，当向DMD器件20输出第一图像信号时，控制装置50控 制DMD器件20中多个微镜片的偏转方向，参与显示第一图像的微 镜片会向第一偏转方向偏转，不参与显示第一图像的微镜片向第二偏 转方向偏转。由于第一投影***30可以接收向第一偏转方向偏转的微镜片反射的光，因此在向DMD器件20输出第一图像信号时，第 一投影***30接收参与显示第一图像的微镜片反射的光后可以输出 第一图像。此时，由于仅第一投影***30能接收微镜片反射的光， 因而不参与显示第一图像的微镜片向第二偏转方向偏转将光反射向 第二投影***40后，第二投影***40是接收不到光的。此处，需要 说明的是，根据每个微镜片显示的灰阶不同，参与显示第一图像的多 个微镜片向第一偏转方向偏转的时间会不同，因此参与显示第一图像 的微镜片根据该微镜片显示的灰阶向第一偏转方向偏转预定时间后， 可能又会向第二偏转方向偏转，但是不参与显示第一图像的微镜片在 输出第一图像信号时一直向第二偏转方向偏转。
同理，当向DMD器件20输出第二图像信号时，控制装置50控 制DMD器件20中多个微镜片的偏转方向，参与显示第二图像的微 镜片会向第二偏转方向偏转，不参与显示第二图像的微镜片向第一偏 转方向偏转。由于第二投影***40可以接收向第二偏转方向偏转的微镜片反射的光，因此在向DMD器件20输出第二图像信号时，第 二投影***40接收参与显示第二图像的微镜片反射的光后可以输出 第二图像。此时，由于仅第二投影***40能接收微镜片反射的光， 因而不参与显示第二图像的微镜片向第一偏转方向偏转将光反射向 第一投影***30后，第一投影***30是接收不到光的。与上述相同， 根据每个微镜片显示的灰阶不同，参与显示第二图像的多个微镜片向 第二偏转方向偏转的时间会不同，因此参与显示第二图像的微镜片根 据该微镜片显示的灰阶向第二偏转方向偏转预定时间后，可能又会向 第一偏转方向偏转，但是不参与显示第二图像的微镜片在输出第二图 像信号时一直向第一偏转方向偏转。
基于上述，可以看出，当向DMD器件20输出第一图像信号时， 第一投影***30输出第一图像，第二投影***40接收不到光；当向 DMD器件20输出第二图像信号时，第二投影***40输出第二图像， 第一投影***30接收不到光，因而第一图像和第二图像不会相互影响。在此基础上，当向DMD器件20交替输出第一图像信号和第二 图像信号时，第一投影***30和第二投影***40交替输出第一图像 和第二图像，第一图像信号和第二图像信号高速切换，由于人眼的视 觉暂留效应，因而人眼可以在第一投影***30和第二投影***40上同时看到第一图像和第二图像，即人眼看到的第一图像和第二图像同 时显示。
在此基础上，第一图像信号和第二图像信号可以相同，也可以不 同。当第一图像信号和第二图像信号相同时，第一投影***30输出 的第一图像和第二投影***40输出的第二图像相同；当第一图像信 号和第二图像信号不相同时，第一投影***30输出的第一图像和第 二投影***40输出的第二图像不相同。
第五，第一图像信号可以是一个子图像信号，该子图像信号是用 于控制三原色子像素中一种原色子像素的信号，例如子图像信号可以 是控制红色子像素的信号，这样向DMD器件20输出三个第一图像 信号，才可以使三个原色的子像素分别对三个原色的光进行反射，以 形成一幅图像；当然第一图像信号也可以包括三个子图像信号，三个 子图像信号依次分别控制三个原色的子像素以对三个原色的光进行 反射形成图像。
同理，第二图像信号可以是一个子图像信号；也可以包括三个子 图像信号，具体与上述第一图像信号相同，此处不再赘述。
本发明实施例提供一种显示组件，显示组件包括DMD器件20、 第一投影***30、第二投影***40和控制装置50，由于在控制装置 50向DMD器件20输出第一图像信号时，第一投影***30可以接收 DMD器件20中微镜片反射的光后输出第一图像，在控制装置向DMD 器件20输出第二图像信号时，第二投影***40可以接收DMD器件 20中微镜片反射的光后输出第二图像，因而在控制装置50交替向 DMD器件20输出第一图像信号和第二图像信号时，可以在第一投影 ***30和第二投影***40上分别显示第一图像和第二图像，这样一 来，本发明实施例可以利用一个显示组件分时形成第一图像和第二图 像，即形成两个图像源，相对于现有技术中利用两个显示屏实现两个 显示源，因而本发明实施例可以降低***成本和功耗。此外，形成第 一图像和第二图像的光路在空间上相互分离，可以根据各自的成像要 求分别进行光学设计，降低了光学设计难度，提高了设计的灵活性。
可选的，如图3和图4所示，控制装置50包括图像控制器501 和光路控制器502；图像控制器501，用于交替向DMD器件20输出 第一图像信号和第二图像信号，且在输出第一图像信号时，第一投影 ***30接收微镜片反射的光后输出第一图像，在输出第二图像信号时，第二投影***40接收微镜片反射的光后输出第二图像；光路控 制器502，用于在输出第一图像信号时，控制仅第一投影***30接 收向第一偏转方向偏转的微镜片反射的光；在输出第二图像信号时， 控制仅第二投影***40接收向第二偏转方向偏转的微镜片反射的光。
其中，图像控制器501可以是一个芯片或控制板。图像控制器 501向DMD器件20输出第一图像信号和第二图像信号来控制DMD 器件20中多个微镜片的偏转。图像控制器501输出第一图像信号， DMD器件20中多个微镜片的偏转后，第一投影***30接收微镜片 反射的光后输出第一图像；图像控制器501输出第二图像信号，DMD 器件20中多个微镜片的偏转后，第二投影***40接收微镜片反射的 光后输出第二图像。
此处，对于光路控制器502的具体结构不进行限定，以能控制经 DMD器件20反射的光被第一投影***30或第二投影***40能接收 到或不能接收到为准。以下提供光路控制器502的两种具体结构。
第一种：如图3所示，光路控制器502包括：第一光开关601， 设置在DMD器件20和第一投影***30之间；第二光开关602，设 置在DMD器件20和第二投影***40之间。
其中，对于第一光开关601和第二光开关602的具体结构不进行 限定，可以是能够使光路通、断的任意元件。示例的，第一光开关 601和第二光开关602可以是液晶光阀，也可以是机械快门等。
此处，当向DMD器件20输出第一图像信号时，第一光开关601 打开，经DMD器件20中向第一偏转方向偏转的微镜片反射的光通 过第一光开关601，被第一投影***30接收，此时第二光开关602 关闭，经DMD器件20中向第二偏转方向偏转的微镜片反射的光被 第二光开关602阻挡，不能被第二投影***40接收。当向DMD器 件20输出第二图像信号时，第二光开关602打开，经DMD器件20 中向第二偏转方向偏转的微镜片反射的光通过第二光开关602，被第 二投影***40接收，此时第一光开关601关闭，经DMD器件20中 向第一偏转方向偏转的微镜片反射的光被第一光开关601阻挡，不能 被第一投影***30接收。当向DMD器件20交替输出第一图像信号 和第二图像信号时，第一光开关601和第二光开关602交替打开。
第二种：如图4所示，光路控制器502包括：第一偏光片603， 设置在DMD器件20和第一投影***30之间；第二偏光片604，设 置在DMD器件20和第二投影***40之间；偏光转换元件605，设 置在发光部件10和DMD器件20之间，偏光转换元件605具有可切 换的第一偏振态和第二偏振态，第一偏振态与第一偏光片603的偏振 方向相同，第二偏振态与第二偏光片604的偏振方向相同，第一偏光 片603的偏振方向和第二偏光片604的偏振方向相互垂直。
其中，当偏光转换元件605处于第一偏振态时，发光部件10发 出的光射向偏光转换元件605后，只有第一偏振态的光可以透过偏光 转换元件605，第一偏振态的光透过偏光转换元件605射向DMD器 件20后被反射向第一投影***30和第二投影***40，由于第一偏光片603的偏振方向与第一偏振态的偏振方向相同，因而被DMD器 件20反射的第一偏振态的光可以透过第一偏光片603被第一投影系 统30接收，而第二偏光片604的偏振方向与第一偏振态的偏振方向 垂直，因此会阻挡被DMD器件20反射的第一偏振态的光。基于此， 当向DMD器件20输出第一图像信号时，控制偏光转换元件605处 于第一偏振态，以使第一偏振态的光被第一投影***30接收。
同理，当偏光转换元件605处于第二偏振态时，发光部件10发 出的光射向偏光转换元件605后，只有第二偏振态的光可以透过偏光 转换元件605，第二偏振态的光透过偏光转换元件605射向DMD器 件20后被反射向第一投影***30和第二投影***40，由于第二偏光片604的偏振方向与第二偏振态的偏振方向相同，因而被DMD器 件20反射的第二偏振态的光可以透过第二偏光片604被第二投影系 统40接收，而第一偏光片603的偏振方向与第二偏振态的偏振方向 垂直，因此会阻挡被DMD器件20反射的第二偏振态的光。基于此， 当向DMD器件20输出第二图像信号时，控制偏光转换元件605处 于第二偏振态，以使第二偏振态的光被第二投影***40接收。当向 DMD器件20交替输出第一图像信号和第二图像信号时，偏光转换元 件605交替切换为第一偏振态和第二偏振态。
在此基础上，对于第一偏光片603和第二偏光片604的类型不进 行限定，第一偏光片603和第二偏光片604可以是染料偏光片，也可 以是金属线栅偏光片等。
本领域技术人员应该明白，本发明实施例中的两个控制器，图像 控制器501和光路控制器502，这两个控制器之间应可以进行通信， 使得图像的切换与光路的通断能够同步，以保证第一图像和第二图像 能够正确的显示。
本发明实施例，通过设置两个控制器，图像控制器501和光路控 制器502，通过图像控制器501控制DMD器件20中多个微镜片的偏 转以形成图像，通过光路控制器502控制光路的通、断，将图像的形 成和光路的通断分开控制，避免了图像的形成和光路的通断通过一个 控制器控制相互影响的问题，且其中一个控制器出现问题时，可以仅 更换或修复该控制器即可。
可选的，如图5所示，显示组件还包括第一调光部件70，用于 将发光部件10发出的光调节后射向DMD器件20。
其中，对于第一调光部件70的结构不进行限定，第一调光结构 70例如可以如图5所示是一个反射镜，也可以是多个反射镜的组合 或其它结构。
此处，发光部件10发出的光射向DMD器件20后被反射向两个 方向，可以将发光部件10放置在两束反射光所处的平面之外，避免 发光部件10阻挡到反射光。示例的，设置发光部件10的位置时，可 以使发光部件10发出的光平行于DMD器件20的表面，经第一调光 结构70调节后改变方向垂直入射到DMD器件20。
本发明实施例，由于显示组件包括第一调光部件70，第一调光 部件70可以将发光部件10发出的光调节后射向DMD器件20，因而 发光部件10的位置可以任意设置。这样一来，当发光部件10的体积 比较大时，可以根据需要选择发光部件10的放置位置，避免了发光部件10的放置阻挡DMD器件20反射向第一投影***30或第二投 影***40的光。
可选的，如图1所示，第一投影***30包括第一成像镜头301 和第一显示屏幕302；第二投影***40包括第二成像镜头401和第 二显示屏幕402；第一成像镜头301和第二成像镜头401，用于形成 图像；第一显示屏幕302，用于显示第一成像镜头301形成的图像； 第二显示屏幕402，用于显示第二成像镜头401形成的图像。
如图6所示，第一显示屏幕302、第二显示屏幕402所在平面与 DMD器件20所在平面之间的间距m1为第一显示屏 幕302的宽度，m2为第二显示屏幕402的宽度，48°≤θ≤80°；其中， 第一显示屏幕302的宽度方向和第二显示屏幕402的宽度方向与第一 显示屏幕302和第二显示屏幕402的排列方向相同(附图6中单箭头 表示第一显示屏幕302和第二显示屏幕402的排列方向)。
其中，DMD器件20中的每个微镜片的偏转范围为[-θ/4，+θ/4]， 因而发光部件10发出的光经微镜片反射后，偏转角度的范围为[-θ/4， +θ/4]，进一步的，如图2所示，经微镜片反射后的两束反射光的夹 角为θ°。
示例的，θ可以是48°、60°、80°等。
需要说明的是，第一显示屏幕302和第二显示屏幕402在空间上 不能出现重叠，若第一显示屏幕302和第二显示屏幕402在空间上重 叠，则第一显示屏幕302上显示的第一图像和第二显示屏幕402显示 的第二图像就会出现重叠，从而影响第一图像和第二图像的显示。参 考图6，第一显示屏幕302、第二显示屏幕402与DMD器件20之间 的最小间距D为：
示例的，当第一显示屏幕302的尺寸为1.8时(约41mm×21mm)， 第二显示屏幕302的尺寸为3.1时(约68mm×41mm)，此时第一显 示屏幕302的宽度为21mm，第二显示屏幕302的宽度为41mm，θ＝48°， 则第一显示屏幕302、第二显示屏幕302与DMD器件20之间的最小间 距D为：因而在设置第一显示屏幕302、 第二显示屏幕302与DMD器件20的位置时，应确保第一显示屏幕 302、第二显示屏幕302与DMD器件20之间的最小距离为70mm， 以使第一显示屏幕302显示的第一图像和第二显示屏幕302显示的第 二图像在空间上分开。
此处，第一显示屏幕302与DMD器件20之间的间距和第二显 示屏幕302与DMD器件20之间的间距可以相同，也可以不相同， 但是为了避免第一显示屏幕302上显示的第一图像和第二显示屏幕 302显示的第二图像在空间上出现重叠，因而第一显示屏幕302与 DMD器件20之间的间距以及第二显示屏幕302与DMD器件20之 间的间距都应大于D。
本发明实施例，由于第一显示屏幕302、第二显示屏幕302与 DMD器件20之间的间距因而可以避免第一显示屏幕 302和第二显示屏幕302在空间上交叠，进而避免了第一显示屏幕302 显示的第一图像与第一显示屏幕302显示的第一图像在空间上出现 交叠。
基于上述，对于本发明实施例提供的显示组件的应用领域不进行 限定，可以应用在HUD领域，通过一个显示组件提供两个图像源； 也可以应用在投影仪领域，以实现单机双投影的投影仪；当然还可以 应用在3D领域，此时第一图像和第二图像不同，第一图像和第二图 像分别射向观看者的左右眼等，此处不再一一列举。
本发明实施例提供一种平视显示器，如图7和图8所示，包括上 述的显示组件01。
在此基础上，平视显示器还包括第二调光部件02；第二调光部 件02，用于将显示组件显示的第一图像和第二图像分别反射向投影 幕80的不同位置。
其中，对于第二调光部件02的结构不进行限定，以能将显示组 件显示的第一图像和第二图像分别反射向投影幕80的不同位置即可。 示例的，第二调光部件02可以是反射镜和/或自由曲面镜。
此处，投影幕80与平视显示器的应用场景有关，示例的，当平 视显示器为汽车或飞机时，投影幕80为半透半反部件，例如挡风玻 璃；投影幕80也可以是平视显示器自带的投影板。其中，半透半反 部件不但可以使一部分光透过，还可以将一部分光反射到人眼，使用 户看到成在其上的像。
可选的，由于状态投影和增强现实投影均为距离平视显示器几米 以外的环境的投影，即，状态投影和增强显示投影均为距离用户较远 的环境的投影，因此，若直接将状态投影和现实投影投影在投影幕 80上，则投影幕80上的画面将非常小，用户很难看清楚。基于此， 还可通过第二调光部件02将显示组件01显示的第一图像和第二图像 分别放大反射向投影幕80的不同位置，从而使用户通过平视显示器 可以观看到放大的两个图像。以下提供第二调光部件02的两种具体 结构。
第一种：如图7所示，第二调光部件02包括第一自由曲面镜90、 第二自由曲面镜100以及第一反射镜110；第一自由曲面镜90，用于 将显示组件01显示的第一图像反射向投影幕80；第一反射镜110， 用于将显示组件01显示的第二图像反射向第二自由曲面镜100，并 经第二自由曲面镜100反射向投影幕80。
此处，第一自由曲面镜90和第二自由曲面镜100可以相同，也 可以不相同。
其中，第一图像经第一自由曲面镜90反射，在投影幕80上成放 大的虚像，第二图像经第二自由曲面镜100反射，在投影幕80成放 大的虚像。第一自由曲面镜90的焦距以及第一图像距第一自由曲面 镜90的距离即物距影响着第一图像经第一自由曲面镜90在投影幕 80上所成的像的像距。同理，第二自由曲面镜100的焦距以及第二 图像距第二自由曲面镜100的距离即物距影响着第二图像经第二自 由曲面镜100在投影幕80上所成的像的像距。基于此，可以调节使 第一图像所成的像的像距与第二图像所成的像的像距相同，也可以调 节使第一图像所成的像的像距与第二图像所成的像的像距不相同。由 于第一图像在第一投影***30上显示即第一显示屏幕302上显示， 因而第一图像距第一自由曲面镜90的距离也即第一显示屏幕302距 第一自由曲面镜90的距离。同理，第二图像距第二自由曲面镜100 的距离也即第二显示屏幕402距第二自由曲面镜100的距离。
在此基础上，当第一投影***30包括第一成像镜头301和第一 显示屏幕302时，可以通过调节第一成像镜头301的焦距和第一成像 镜头301距DMD器件20的距离来调节第一图像的位置，进而调节 第一图像距第一自由曲面镜90的距离。同理，当第二投影***40包括第二成像镜头401和第二显示屏幕402时，可以通过调节第二成像 镜头401的焦距和第二成像镜头401距DMD器件20的距离来调节 第二图像的位置，进而调节第二图像距第二自由曲面镜100的距离。
基于上述，需要说明的是，由于增强现实投影的成像距离一般大 于状态投影的成像距离，因此，通过使第二图像先射向第一反射镜 110，再经第一反射镜110反射向第二自由曲面镜100，相当于增加 了第二图像距第二自由曲面镜100的距离，即相当于增加了物距，因 此在第一自由曲面镜90和第二自由曲面镜100焦距相同的情况下， 第二图像所成的像距更远，这样一来，第二图像经第二自由曲面镜 100在投影幕80上所成的像可以是增强显示投影，第一图像经第一 自由曲面镜90在投影幕80上所成的像可以是状态投影，以避免投影 幕80上的增强现实投影画面过小。
在此基础上，相对于通过设置第一自由曲面镜90和第二自由曲 面镜100焦距不相同来使得第一图像所成的像的像距和第二图像所 成的像的像距不同，本发明实施例通过设置不同的物距使第一图像所 成的像的像距和第二图像所成的像的像距不同，由于利用了第一反射 镜110折叠光路，光路经第一反射镜110反射至第二自由曲面镜100， 因而缩小了平视显示器的体积。
需要说明的是，由于第一图像经第一自由曲面透镜90放大反射 至投影幕80上，第二图像经第一反射镜110反射后由第二自由曲面 镜100放大反射至投影幕80上，且第一图像和第二图像在投影幕80 上所成的像的位置不同，因此，在投影幕80的位置一定的情况下， 第一自由曲面透镜90的设置位置与第一图像的位置及微透镜的第一 偏转方向有关，第一反射镜110与第二自由曲面镜100之间相互配合 并影响，二者的位置与第二图像的位置及微透镜的第二偏转方向有关。
第二种：如图8所示，第二调光部件02包括第三自由曲面镜130 和第二反射镜120；第二反射镜120，用于将显示组件01显示的第一 图像和第二图像分别反射向第三自由曲面镜130的不同位置，并经第 三自由曲面镜130分别反射向投影幕80。
其中，第一图像和第二图像均经第三自由曲面镜130反射，在投 影幕80上成放大的虚像。第一图像通过第三自由曲面镜130所成的 像的像距与第一图像射向第三自由曲面镜130位置处的焦距和第一 图像距第三自由曲面镜130的距离即物距有关。同理，第二图像通过 第三自由曲面镜130所成的像的像距与第二图像射向第三自由曲面 镜130位置处的焦距和第二图像距第三自由曲面镜130的距离即物距 有关。基于此，可以调节使第一图像所成的像的像距与第二图像所成 的像的像距相同，也可以调节使第一图像所成的像的像距与第二图像 所成的像的像距不相同。
此处，第一图像和第二图像先射向第二反射镜120，再经第二反 射镜120反射向第三自由曲面镜130，是为了增加第一图像到第三自 由曲面镜130的物距和第二图像到第三自由曲面镜130的物距。
此外，可以通过两种方式调节第一图像距第三自由曲面镜130 的距离和第二图像距第三自由曲面镜130的距离。一种是使第一图像 和第二图像射向第二反射镜120和第三自由曲面镜130的不同位置； 另一种是当第一投影***30包括第一成像镜头301和第一显示屏幕 302时，可以通过调节第一成像镜头301的焦距和第一成像镜头301 距DMD器件20的距离来调节第一图像的位置，进而调节第一图像 距第三自由曲面镜130的距离。同理，当第二投影***40包括第二 成像镜头401和第二显示屏幕402时，可以通过调节第二成像镜头401的焦距和第二成像镜头401距DMD器件20的距离来调节第二图 像的位置，进而调节第二图像距第二自由曲面镜100的距离。
此处，由于利用了第二反射镜120折叠光路，光路经第二反射镜 120反射至第三自由曲面镜130，因而缩小了平视显示器的体积。
在此基础上，第三自由曲面镜130的焦距可以是处处相同的，也 可以是不同的。当第三自由曲面镜130不同位置处的焦距不同时，可 以控制使第一图像射向第三自由曲面镜130位置处的焦距和第二图 像射向第三自由曲面镜130位置处的焦距不同，以使第一图像所成的 像的像距与第二图像所成的像的像距不相同。
需要说明的是，由于第一图像和第二图像均经第二反射镜120 反射，之后，再经第三自由曲面镜130放大反射至投影幕80上，因 此，第二反射镜120和第三自由曲面镜130之间相互配合并影响，在 投影幕80的位置一定的情况下，第二反射镜120和第三自由曲面镜130的位置与第一图像的位置、第二图像的位置、微透镜的第一偏转 方向和第二偏转方向有关。
基于上述，本发明实施例提供的第二种第二调光部件02相对于 第一种第二调光部件02的减少了一个自由曲面镜，因而可以显著减 小第二调光部件02的体积。但是当第一图像所成像的像距与第二图 像所成像的像距不同时，由于只利用一个第三自由曲面镜130对第一 图像和第二图像进行成像，因而对第三自由曲面镜130的设计有一定 的要求，会增加设计难度，而第一种第二调光部件02中分别通过第 一自由曲面镜90和第二自由曲面镜100对第一图像和第二图像进行 成像，因而可以降低设计难度。
目前，能够同时显示状态投影即近距离投影和增强现实投影即远 距离投影的平视显示器是未来平视显示器发展的主要趋势。状态投影 的成像距离一般为2～3m，增强现实投影的成像距离一般为7.5～15m。 基于此，本发明实施例优选第一图像经自由曲面镜所成像的成像距离 为2～3m，第二图像经自由曲面镜所成像的成像距离为7.5～15m。
其中，由于第一图像经自由曲面镜所成像的成像距离为2～3m， 因而可以实现近距离投影，第一图像经自由曲面镜所成的虚像可以悬 浮在引擎盖上，第一图像可以用于显示常用行车信息，如车速、转速、 油量等信息。由于第二图像经自由曲面镜所成像的成像距离为 7.5～15m，因而可以实现远距离投影，第二图像经自由曲面镜所成的 虚像可以投射在道路上，与当前交通状况或周边环境相融合，第二图 像可以用于显示碰撞预警、车道线偏离、行人检测、车距报警等更加 智能的信息。
此处，对于如何调节使第一图像经自由曲面镜所成像的成像距离 为2～3m，第二图像经自由曲面镜所成像的成像距离为7.5～15m不进 行限定，上述对于如何调节像距已进行了详细说明，因而此处不再赘 述。
本发明实施例提供一种汽车，包括上述的平视显示器。
需要说明的是，上述的平视显示器可以设置在任意型号或品牌的 汽车上。
由于本发明实施例提供的汽车包括上述的平视显示器，因而当驾 驶者在驾驶时，可以通过一个显示组件01同时观看到两个图像，即 第一图像和第二图像。此外，当第一图像的成像距离为2～3m，第二 图像的成像距离为7.5～15m，平视显示器可以利用一个显示组件01 提供两个图像源，实现状态投影和增强现实投影。
本发明实施例还提供一种显示组件的控制方法，如图9所示，包 括：
S100、向DMD器件20输出第一图像信号，并控制仅第一投影 ***30接收向第一偏转方向偏转的微镜片反射的光后输出第一图像。
S101、向DMD器件20输出第二图像信号，并控制仅第二投影 ***40接收向第二偏转方向偏转的微镜片反射的光后输出第二图像。
其中，对于第一投影***30的结构和第二投影***40的结构不 进行限定，以能够输出图像为准。具体的，第一投影***30和第二 投影***40可以均包括成像镜头301和显示屏幕302，成像镜头301 用于接收DMD器件20中显示用的微镜片反射的光形成图像，显示屏幕302用于显示成像镜头301形成的图像。
在此基础上，第一图像信号和第二图像信号可以相同，也可以不 同。当第一图像信号和第二图像信号相同时，第一投影***30输出 的第一图像和第二投影***40输出的第二图像相同；当第一图像信 号和第二图像信号不相同时，第一投影***30输出的第一图像和第 二投影***40输出的第二图像不相同。
S102、重复向DMD器件20输出第一图像信号和向DMD器件 20输出第二图像信号的过程。
此处，重复向DMD器件20输出第一图像信号和向DMD器件 20输出第二图像信号的过程时，第一投影***30和第二投影***40 交替输出第一图像和第二图像，第一图像信号和第二图像信号高速切 换，由于人眼的视觉暂留效应，因而人眼可以在第一投影***30和第二投影***40上同时看到第一图像和第二图像，即人眼看到的第 一图像和第二图像同时显示。
本发明实施例提供一种显示组件的控制方法，显示组件的控制方 法和上述的显示组件具有相同的技术特征和有益效果，由于上述实施 例已经对显示组件的结构和有益效果进行了详细的描述，因而此处不 再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并 不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范 围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种显示组件，其特征在于，包括：
发光部件；
DMD器件，用于反射所述发光部件发出的光，所述DMD器件包括多个微镜片，每个微镜片具有第一偏转方向和第二偏转方向；
第一投影***，用于接收向所述第一偏转方向偏转的微镜片反射的光；
第二投影***，用于接收向所述第二偏转方向偏转的微镜片反射的光；
控制装置，用于交替向所述DMD器件输出第一图像信号和第二图像信号，且控制在输出所述第一图像信号时，仅所述第一投影***接收所述微镜片反射的光后输出第一图像，在输出所述第二图像信号时，仅所述第二投影***接收所述微镜片反射的光后输出第二图像。
2.根据权利要求1所述的显示组件，其特征在于，所述控制装置包括图像控制器和光路控制器；
所述图像控制器，用于交替向所述DMD器件输出第一图像信号和第二图像信号，且在输出所述第一图像信号时，所述第一投影***接收所述微镜片反射的光后输出第一图像，在输出所述第二图像信号时，所述第二投影***接收所述微镜片反射的光后输出第二图像；
所述光路控制器，用于在输出所述第一图像信号时，控制仅所述第一投影***接收向所述第一偏转方向偏转的微镜片反射的光；在输出所述第二图像信号时，控制仅所述第二投影***接收向所述第二偏转方向偏转的微镜片反射的光。
3.根据权利要求2所述的显示组件，其特征在于，所述光路控制器包括：
第一光开关，设置在所述DMD器件和所述第一投影***之间；
第二光开关，设置在所述DMD器件和所述第二投影***之间。
4.根据权利要求2所述的显示组件，其特征在于，所述光路控制器包括：
第一偏光片，设置在所述DMD器件和所述第一投影***之间；
第二偏光片，设置在所述DMD器件和所述第二投影***之间；
偏光转换元件，设置在所述发光部件和所述DMD器件之间，所述偏光转换元件具有可切换的第一偏振态和第二偏振态，所述第一偏振态与所述第一偏光片的偏振方向相同，所述第二偏振态与所述第二偏光片的偏振方向相同，所述第一偏光片的偏振方向和所述第二偏光片的偏振方向相互垂直。
5.根据权利要求1所述的显示组件，其特征在于，所述显示组件还包括第一调光部件，用于将所述发光部件发出的光调节后射向所述DMD器件。
6.根据权利要求1所述的显示组件，其特征在于，所述发光部件包括多个LED灯、三原色激光器或超高压汞灯泡与色轮的组合；
其中，所述超高压汞灯泡用于发出白光，所述色轮用于将白光分成三原色光。
7.根据权利要求1所述的显示组件，其特征在于，所述第一投影***包括第一成像镜头和第一显示屏幕；所述第二投影***包括第二成像镜头和第二显示屏幕；所述成像镜头，用于形成图像；所述显示屏幕，用于显示所述成像镜头形成的图像。
8.根据权利要求7所述的显示组件，其特征在于，
所述第一显示屏幕、所述第二显示屏幕与所述DMD器件之间的间距m1为所述第一显示屏幕的宽度，m2为所述第二显示屏幕的宽度，48°≤θ≤80°；其中，所述第一显示屏幕的宽度方向和所述第二显示屏幕的宽度方向与所述第一显示屏幕和所述第二显示屏幕的排列方向相同。
9.一种平视显示器，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的显示组件。
10.根据权利要求9所述的平视显示器，其特征在于，还包括第二调光部件；
所述第二调光部件，用于将所述显示组件显示的第一图像和第二图像分别放大反射向投影幕的不同位置。
11.根据权利要求10所述的平视显示器，其特征在于，所述第二调光部件包括第一自由曲面镜、第二自由曲面镜以及第一反射镜；
所述第一自由曲面镜，用于将所述显示组件显示的第一图像放大反射向所述投影幕；
所述第一反射镜，用于将所述显示组件显示的第二图像反射向所述第二自由曲面镜，并经所述第二自由曲面镜放大反射向所述投影幕。
12.根据权利要求10所述的平视显示器，其特征在于，所述第二调光部件包括第三自由曲面镜和第二反射镜；
所述第二反射镜，用于将所述显示组件显示的第一图像和第二图像分别反射向所述第三自由曲面镜的不同位置，并经所述第三自由曲面镜分别放大反射向所述投影幕。
13.根据权利要求10所述的平视显示器，其特征在于，所述第一图像经所述自由曲面镜所成像的成像距离为2～3m；和/或，所述第二图像经所述自由曲面镜所成像的成像距离为7.5～15m。
14.一种汽车，其特征在于，包括权利要求9-13任一项所述的平视显示器。
15.一种如权利要求1-8任一项所述的显示组件的控制方法，其特征在于，包括：
向DMD器件输出第一图像信号，并控制仅第一投影***接收向第一偏转方向偏转的微镜片反射的光后输出第一图像；
向所述DMD器件输出第二图像信号，并控制仅第二投影***接收向第二偏转方向偏转的微镜片反射的光后输出第二图像；
重复向所述DMD器件输出所述第一图像信号和向所述DMD器件输出所述第二图像信号的过程。
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