本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種平視顯示裝置及其控制方法。

背景技術(shù)：

平視顯示器HUD是利用光學(xué)反射的原理，將相關(guān)資訊投射在用戶眼睛平視的前方。成像的位置位于用戶眼睛平視前端，高度大致與用戶的眼睛成水平，投射的文字和影像調(diào)整在焦距無(wú)限遠(yuǎn)的距離上面，使得用戶往前方看的時(shí)候，能夠輕易的將外界的景象與相關(guān)資訊融合在一起。

目前，在HUD固定之后，其中的各個(gè)光學(xué)器件的光學(xué)距離確定，那么，成像的位置也是固定的。然而，考慮到HUD的應(yīng)用場(chǎng)景，例如汽車行駛過(guò)程中的路況或者時(shí)速的提醒，若前方成像位置處有物體，不可避免的會(huì)妨礙觀看HUD呈現(xiàn)的資訊，給用戶帶來(lái)不便且降低用戶體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種平視顯示裝置及其控制方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在成像位置固定而降低用戶體驗(yàn)的問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例采用以下技術(shù)方案：

一種平視顯示裝置，包括：

顯示面板，設(shè)置在所述顯示面板出光側(cè)且在入光側(cè)一面凹陷的曲面鏡，以及位于所述顯示面板與所述曲面鏡之間的第一液晶盒；

其中，所述第一液晶盒通過(guò)施加電壓等效為至少一個(gè)光學(xué)透鏡，經(jīng)過(guò)所述曲面鏡的出射光所形成的像的距離隨著為所述第一液晶盒施加電壓的變化而發(fā)生變化。

可選地，還包括：位于所述顯示面板與所述第一液晶盒之間或位于所述第一液晶盒與所述曲面鏡之間的第二液晶盒；

其中，所述第二液晶盒通過(guò)施加電壓等效為凹透鏡或凸透鏡，經(jīng)過(guò)所述曲面鏡的出射光所形成的像的大小隨著為所述第二液晶盒施加電壓的變化而發(fā)生變化。

可選地，所述第一液晶盒或所述第二液晶盒具體包括：相向而設(shè)的兩個(gè)透明基底，夾設(shè)在所述兩個(gè)透明基底之間的液晶層，以及分別設(shè)置在所述兩個(gè)透明基底內(nèi)側(cè)的透明導(dǎo)電層。

可選地，所述第一液晶盒等效為多個(gè)對(duì)應(yīng)所述顯示面板的相應(yīng)區(qū)域圖像的光學(xué)透鏡，其中，每一光學(xué)透鏡中至少一個(gè)透明基底上的透明導(dǎo)電層圖案與相鄰?fù)该鲗?dǎo)電層圖案不連續(xù)。

可選地，所述第一液晶盒中每一光學(xué)透鏡對(duì)應(yīng)連接不同控制端。

可選地，所述第一液晶盒中的透明導(dǎo)電層圖案樣式至少包括矩形、圓形、三角形中的一種或多種。

可選地，所述第二液晶盒等效為菲涅爾透鏡。

可選地，所述第二液晶盒中至少一個(gè)透明基底上的透明導(dǎo)電層圖案為多個(gè)同心圓或同心矩形，其中，每一同心圓或同心矩形連接不同控制端。

可選地，所述相鄰?fù)膱A或相鄰?fù)木匦沃g的距離相等。

可選地，所述顯示面板為液晶顯示面板或OLED顯示面板。

一種平視顯示裝置的控制方法，包括：

根據(jù)當(dāng)前需要成像的位置確定像距；

按照所述像距調(diào)整為平視顯示裝置中第一液晶盒施加的電壓，以使得形成的像的距離隨之發(fā)生變化。

可選地，，還包括：

根據(jù)當(dāng)前需要成像的大小確定平視顯示裝置中第二液晶盒的焦距；

按照所述焦距調(diào)整為所述第二液晶盒施加的電壓，以使得形成的像的大小 隨之發(fā)生變化。

通過(guò)該技術(shù)方案，在平視顯示裝置的顯示面板和曲面鏡之間增加第一液晶盒，該液晶盒中的至少一透明導(dǎo)電層圖案化，通過(guò)為該液晶盒施加相應(yīng)的電壓，可實(shí)現(xiàn)該液晶盒等效為至少一個(gè)光學(xué)透鏡的目的，從而，可靈活調(diào)整顯示面板中的圖像的成像位置。尤其是當(dāng)該第一液晶盒等效為多個(gè)光學(xué)透鏡時(shí)，可實(shí)現(xiàn)成像的多層顯示。此外，在增設(shè)第一液晶盒的基礎(chǔ)上，又增設(shè)第二液晶盒，且該第二液晶盒中的至少一透明導(dǎo)電層圖案化，通過(guò)為該第二液晶盒施加相應(yīng)的電壓，該第二液晶盒可等效為凹透鏡或凸透鏡，從而，可以靈活實(shí)現(xiàn)對(duì)光線的擴(kuò)散或會(huì)聚，以改變成像的大小。進(jìn)而，提升用戶體驗(yàn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為HUD的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的平視顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之一；

圖3為本發(fā)明提供的平視顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之二；

圖4為本發(fā)明提供的第一液晶盒或第二液晶盒的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5(a)-圖5(c)分別第一液晶盒的兩個(gè)透明基底上的透明導(dǎo)電層的具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6(a)-圖6(b)分別第二液晶盒中透明導(dǎo)電層圖案的具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7(a)和圖7(b)分別為平視顯示裝置的控制方法步驟流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā) 明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參照?qǐng)D1所示，為HUD的結(jié)構(gòu)示意圖，該HUD主要包括：顯示面板11，位于顯示面板11出光側(cè)且在入光側(cè)一面凹陷的曲面鏡12，兩者滿足合適的光學(xué)距離，以使得顯示面板11出射的光(即影像資訊等)經(jīng)過(guò)曲面鏡12在虛線框A處成像，從而被位于視窗B處的用戶眼睛所捕獲，實(shí)現(xiàn)平視顯示的目的。而針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在成像位置固定而降低用戶體驗(yàn)的問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆韵陆鉀Q方案。

下面通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所涉及的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明包括但并不限于以下實(shí)施例。

如圖2所示，為本發(fā)明提供的一種平視顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該平視顯示裝置主要包括：

顯示面板21，設(shè)置在顯示面板21出光側(cè)且在入光側(cè)一面凹陷的曲面鏡22，以及位于顯示面板21與曲面鏡22之間的第一液晶盒23；其中，第一液晶盒23通過(guò)施加電壓等效為至少一個(gè)光學(xué)透鏡，經(jīng)過(guò)曲面鏡22的出射光所形成的像的距離隨著為第一液晶盒23施加電壓的變化而發(fā)生變化。

通過(guò)該技術(shù)方案，在平視顯示裝置的顯示面板和曲面鏡之間增加第一液晶盒，該液晶盒中的至少一透明導(dǎo)電層圖案化，通過(guò)為該液晶盒施加相應(yīng)的電壓，可實(shí)現(xiàn)該液晶盒等效為至少一個(gè)光學(xué)透鏡的目的，從而，可靈活調(diào)整顯示面板中的圖像的成像位置。尤其是當(dāng)該第一液晶盒等效為多個(gè)光學(xué)透鏡時(shí)，可實(shí)現(xiàn)成像的多層顯示。進(jìn)而，提升用戶體驗(yàn)。

進(jìn)一步，參照?qǐng)D3所示，該平視顯示裝置還包括：位于顯示面板21與第一液晶盒23之間或位于第一液晶盒23與曲面鏡22之間的第二液晶盒24；其中，第二液晶盒24通過(guò)施加電壓等效為凹透鏡或凸透鏡，經(jīng)過(guò)曲面鏡22的出射光所形成的像的大小隨著為所述第二液晶盒24施加電壓的變化而發(fā)生變化。 圖3中僅示出第二液晶盒24位于第一液晶盒23與曲面鏡22之間的方案。

通過(guò)該技術(shù)方案，在增設(shè)第一液晶盒的基礎(chǔ)上，又增設(shè)第二液晶盒，且該第二液晶盒中的至少一透明導(dǎo)電層圖案化，通過(guò)為該第二液晶盒施加相應(yīng)的電壓，該第二液晶盒可等效為凹透鏡或凸透鏡，從而，可以靈活實(shí)現(xiàn)對(duì)光線的擴(kuò)散或會(huì)聚，以改變成像的大小。

需要說(shuō)明的是，其中，由于第一液晶盒與第二液晶盒均等效為透鏡使用，因此，該平視顯示裝置中各個(gè)光學(xué)元件(顯示面板、第一液晶盒、第二液晶盒、曲面鏡等)之間的光學(xué)距離可根據(jù)實(shí)際的成像需求進(jìn)行調(diào)整。

可選地，參照?qǐng)D4所示，上述圖2中所涉及的第一液晶盒或圖3中所涉及的第二液晶盒具體包括：相向而設(shè)的兩個(gè)透明基底31、32，夾設(shè)在兩個(gè)透明基底31、32之間的液晶層33，以及分別設(shè)置在兩個(gè)透明基底31、32內(nèi)側(cè)的透明導(dǎo)電層34、35。

可選地，在本發(fā)明實(shí)施例中，第一液晶盒等效為一個(gè)光學(xué)透鏡，即該第一液晶盒的兩個(gè)透明基底均設(shè)置有整面的透明導(dǎo)電層。從而，通過(guò)調(diào)整為該第一液晶盒施加的電壓，使得其中的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以改變光通過(guò)該第一液晶盒的光程差，進(jìn)而，實(shí)現(xiàn)成像距離的可調(diào)。

進(jìn)一步，該第一液晶盒等效為多個(gè)對(duì)應(yīng)顯示面板的相應(yīng)區(qū)域圖像的光學(xué)透鏡，其中，每一光學(xué)透鏡中至少一個(gè)透明基底上的透明導(dǎo)電層圖案與相鄰?fù)该鲗?dǎo)電層圖案不連續(xù)。

其中，在本發(fā)明實(shí)施例中，所涉及的透明導(dǎo)電層具體為銦錫氧化物ITO。

具體地，第一液晶盒的兩個(gè)透明基底上的透明導(dǎo)電層具體可以有以下三種結(jié)構(gòu)，以下僅為舉例說(shuō)明；

結(jié)構(gòu)1：

參照?qǐng)D5(a)所示，上面圖示為靠近顯示面板的透明基底31的結(jié)構(gòu)，下面圖示為遠(yuǎn)離顯示面板的透明基底32的結(jié)構(gòu)，其中，透明基底31上設(shè)置的透明導(dǎo)電層34為整面ITO，而透明基底32上設(shè)置的透明導(dǎo)電層35為圖案化的 ITO，且透明導(dǎo)電層35為由三個(gè)不連續(xù)且橫向排列的矩形電極塊構(gòu)成。

結(jié)構(gòu)2：

參照?qǐng)D5(b)所示，同理，上面圖示為靠近顯示面板的透明基底31的結(jié)構(gòu)，下面圖示為遠(yuǎn)離顯示面板的透明基底32的結(jié)構(gòu)，與圖5(a)不同的是，透明基底31上設(shè)置的透明導(dǎo)電層34為圖案化的ITO，而透明基底32上設(shè)置的透明導(dǎo)電層35為整面ITO，且透明導(dǎo)電層34為由三個(gè)不連續(xù)且縱向排列的矩形電極塊構(gòu)成。

結(jié)構(gòu)3：

參照?qǐng)D5(c)所示，上面圖示為靠近顯示面板的透明基底31的結(jié)構(gòu)，下面圖示為遠(yuǎn)離顯示面板的透明基底32的結(jié)構(gòu)，其中，透明基底31上設(shè)置的透明導(dǎo)電層34為圖案化的ITO，且透明導(dǎo)電層34為由三個(gè)不連續(xù)且橫向排列的矩形電極塊構(gòu)成；透明基底32上設(shè)置的透明導(dǎo)電層35也為圖案化的ITO，且透明導(dǎo)電層35為由三個(gè)不連續(xù)且縱向排列的矩形電極塊構(gòu)成。

其實(shí)，在上述三種結(jié)構(gòu)中，僅是為了示意圖案化的透明導(dǎo)電層設(shè)置在具體的哪個(gè)透明基底上?？紤]到為了避免施加電壓對(duì)顯示面板的影響，優(yōu)選以圖5(a)所示的結(jié)構(gòu)為例。

另外，針對(duì)圖5(c)的結(jié)構(gòu)，是一種較為隨機(jī)的例子，該方案也可實(shí)現(xiàn)等效為多個(gè)光學(xué)透鏡，但是，其等效為的透鏡個(gè)數(shù)是由兩個(gè)透明基底上的透明導(dǎo)電層的圖案共同決定的，而不同于另外兩種結(jié)構(gòu)中是根據(jù)唯一透明導(dǎo)電層圖案決定。

其實(shí)，對(duì)于圖5(c)的結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的方案，一種較為優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，透明基底31上設(shè)置的圖案化的透明導(dǎo)電層34與透明基底32上設(shè)置的圖案化的透明導(dǎo)電層35相同，且一一對(duì)應(yīng)重合。這樣，可以很好的控制各個(gè)光學(xué)透鏡，避免了如圖5(c)中調(diào)控一個(gè)光學(xué)透鏡必然引起相鄰的光學(xué)透鏡變化的問(wèn)題。

需要說(shuō)明的是，在上述第一液晶盒的各個(gè)結(jié)構(gòu)中，第一液晶盒可以等效的光學(xué)透鏡個(gè)數(shù)不限，具體可依據(jù)顯示面板中的圖像分區(qū)，若顯示面板分別被分 割為：顯示路況資訊的圖像1，顯示前方車速的圖像2，顯示前方道路的圖像3，那么，選用可等效為3個(gè)光學(xué)透鏡的第一液晶盒。

可選地，在本發(fā)明實(shí)施例中，第一液晶盒中每一光學(xué)透鏡對(duì)應(yīng)連接不同控制端。其實(shí)，針對(duì)規(guī)則圖案的透明導(dǎo)電層，其圖案化的透明導(dǎo)電層中的各個(gè)電極塊可以連接不同的電壓，以提高實(shí)現(xiàn)等效光學(xué)透鏡的靈活性。下面舉例說(shuō)明：

實(shí)例1

以圖5(a)、圖5(b)的結(jié)構(gòu)為例，可以通過(guò)控制具有圖案化的透明導(dǎo)電層中各個(gè)電極塊的電極，若為三個(gè)電極塊施加相同的電壓，那么，這三個(gè)電極塊對(duì)應(yīng)的顯示面板的圖像區(qū)域成像后的位置相同，也可以施加不同的電壓，以實(shí)現(xiàn)多層顯示。

實(shí)例2

以圖5(c)結(jié)構(gòu)為例，由于兩個(gè)圖案化的透明導(dǎo)電層中的電極塊交叉設(shè)置，因而，按照?qǐng)D5(c)中的電極塊設(shè)置方式，可以形成九個(gè)透鏡，即只要為各個(gè)電極塊施加的電壓不同，就可以實(shí)現(xiàn)九個(gè)不同層的成像方案?？梢姡摻Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多層顯示的方式較為靈活，只要適當(dāng)調(diào)整為電極塊施加的電壓即可。

可選地，在本發(fā)明實(shí)施例中，上述方案中均以矩形圖案為例，其實(shí)，第一液晶盒中的透明導(dǎo)電層圖案樣式還可以為圓形或三角形，其中，一個(gè)透明導(dǎo)電層圖案中，可以為單一矩形或圓形或三角形圖案，也可以為矩形、圓形、三角形的任意組合。

可選地，在本發(fā)明實(shí)施例中，為了更為有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)成像大小的調(diào)整，第二液晶盒可等效為菲涅爾透鏡。

可選地，第二液晶盒中至少一個(gè)透明基底上的透明導(dǎo)電層圖案為多個(gè)同心圓或同心矩形，其中，每一同心圓或同心矩形連接不同控制端。

具體地，與第一液晶盒類似，可以是一個(gè)透明基底具有透明導(dǎo)電層圖案，也可以是兩個(gè)透明基底都具有透明導(dǎo)電層圖案，但是，兩個(gè)透明基底上的透明導(dǎo)電層圖案盡量相對(duì)應(yīng)，其中，如圖6(a)所示，第二液晶盒24中任一透明 基底上的透明導(dǎo)電層圖案可以為多個(gè)同心圓，考慮到液晶盒為矩形，因此，半徑較大的同心圓不是完整的，然而，每個(gè)同心圓必連接有相應(yīng)的控制端，以施加相應(yīng)的電壓，實(shí)現(xiàn)菲涅爾模式?；蛘撸鐖D6(b)所示，第二液晶盒24中任一透明基底上的透明導(dǎo)電層圖案為多個(gè)同心矩形，其中，各個(gè)矩形的尺寸可以根據(jù)透明基底的大小設(shè)計(jì)，每個(gè)同心矩形連接有相應(yīng)的控制端，以通過(guò)施加電壓實(shí)現(xiàn)菲涅爾模式。即：通過(guò)為第二液晶盒的不同位置施加電壓不同，以使得該第二液晶盒等效為凹透鏡或凸透鏡，實(shí)現(xiàn)對(duì)光線的發(fā)散或會(huì)聚。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明并不對(duì)第二液晶盒中各個(gè)同心圓或同心矩形施加的電壓進(jìn)行限定，其可根據(jù)所需成像的大小進(jìn)行設(shè)定，例如，若顯示面板發(fā)出的光線具有較大的擴(kuò)散角，可將第二液晶盒設(shè)置為凸透鏡，具體可根據(jù)為其各個(gè)同心圓或同心矩形施加的電壓的大小調(diào)整焦距。

此外，在本發(fā)明實(shí)施例中，為了減少透明導(dǎo)電層圖案中施加的多個(gè)電壓對(duì)顯示面板造成影響，可將設(shè)置有透明導(dǎo)電層圖案的透明基底設(shè)置在遠(yuǎn)離顯示面板一側(cè)，而將透明導(dǎo)電層未設(shè)置有圖案的透明基底設(shè)置在靠近顯示面板一側(cè)，其設(shè)置前提是一個(gè)透明基底未設(shè)置有透明導(dǎo)電層圖案。

可選地，為了保證第二液晶盒等效而成的凹透鏡或凸透鏡的均勻性，相鄰?fù)膱A或相鄰?fù)木匦沃g的距離相等。

可選地，在本發(fā)明實(shí)施例中，上述方案所涉及的顯示面板為液晶顯示面板或OLED顯示面板。其中，需要說(shuō)明的是，液晶顯示器件為被動(dòng)發(fā)光器件，需要背光源提供光源，因此，該液晶顯示面板為包含背光源的面板器件。OLED顯示面板為主動(dòng)發(fā)光器件，不需要背光源，但是，考慮到出射光后續(xù)要進(jìn)入第一液晶盒，因此，需要在OLED顯示面板的出光面設(shè)置一偏光片，以滿足進(jìn)入第一液晶盒的光為偏振光的需求。

與此同時(shí)，本發(fā)明還提供了針對(duì)上述提供的平視顯示裝置的控制方法，如圖7(a)所示，該方法主要包括以下步驟：

步驟41：根據(jù)當(dāng)前需要成像的位置確定像距。

具體地，在所需成像的位置確定之后，可根據(jù)該平視顯示裝置中各個(gè)光學(xué)元件之間的光學(xué)距離，以及成像公式計(jì)算得到所需的像距。

步驟42：按照像距調(diào)整為平視顯示裝置中第一液晶盒施加的電壓，以使得形成的像的距離隨之發(fā)生變化。

其實(shí)，在像距確定之后，可根據(jù)成像公式計(jì)算成像所需的光程，進(jìn)而，確定歷經(jīng)第一液晶盒的光程差，在光程差確定后，利用光程差公式確定當(dāng)前第一液晶盒的折射率，并根據(jù)該折射率確定所需施加的電壓。其實(shí)，一般情況下，可事先利用一液晶盒進(jìn)行調(diào)試，得出液晶盒的各個(gè)電壓下的折射率的關(guān)系表，以便于后續(xù)查找使用。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)?shù)谝灰壕Ш械刃槎鄠€(gè)光學(xué)透鏡時(shí)，需要針對(duì)每個(gè)光學(xué)透鏡確定其所對(duì)應(yīng)的成像的像距，并根據(jù)像距調(diào)整為該光學(xué)透鏡施加的電壓的大小。

當(dāng)該平視顯示裝置還包括第二液晶盒時(shí)，如圖7(b)所示，該控制方法還包括：

步驟43：根據(jù)當(dāng)前需要成像的大小確定平視顯示裝置中第二液晶盒的焦距。

步驟44：按照焦距調(diào)整為第二液晶盒施加的電壓，以使得形成的像的大小隨之發(fā)生變化。

其中，在本發(fā)明實(shí)施例中，可先執(zhí)行步驟41和步驟42，再執(zhí)行步驟43和步驟44；或者，也可以先執(zhí)行步驟43和步驟44，再執(zhí)行步驟41和步驟42。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。