[发明专利]一种基于偏振分光的AR-HUD光路系统

说明书

本发明涉及AR‑HUD技术领域，具体公开了一种基于偏振分光的AR‑HUD光路系统，包括DLP投影模块、成像系统、消光机构，所述成像系统包含PBS偏振分光片、1/4玻片、反射型扩散板、曲面反射镜；所述DLP投影模块、PBS偏振分光片、1/4玻片、反射型扩散板从上到下依次放置，所述消光机构放置在所述PBS偏振分光片右侧，所述曲面反射镜放置在所述PBS偏振分光片左侧。本发明在成像系统中加入偏振分光片、1/4玻片、反射型扩散板，使光源影像光路经过PBS偏振分光片和1/4玻片之间进行偏振分光，折叠了从投影模块发出的影像光路信息，使光路更加紧凑，从而大大地减小AR‑HUD的体积。

技术领域

本发明涉及AR-HUD技术领域，尤其涉及一种基于偏振分光的AR-HUD光路系统。

背景技术

HUD的全称是Head Up Display，即平视显示器，最早应用于军用飞机上。上世纪80年代，HUD开始应用于汽车，使得驾驶员在驾驶过程中无需将视线转移到仪表盘或者中控上，使得驾驶员能在保证正常驾驶的同时，关注到汽车的各项指标，提升驾驶的安全性和便捷性。随着技术的进步和智能自动驾驶时代的到来，目前风挡式HUD，投影距2～3米，成像面约6～12英寸不等已不能满足人们的使用需求。

AR-HUD一般要求有较远的投影距离(大于7.5米)、较大的视场角(大于10°)，不仅可以显示车上的基本信息(车速、油耗等)，同时还可以结合ADAS功能将车周围的车辆信息(车数、车距、导航等)与实际环境路况结合，起到增强现实、加强主动驾驶安全作用。

目前AR-HUD光路设计中，一些采用PGU系统模块加曲面反射镜的方案，还有一些采用TFT屏加曲面镜的方案，由于AR-HUD投影距离远，视场角大，造成AR-HUD曲面反射镜变大许多，曲面镜与曲面镜、投影模块之间的距离也加大许多，从而加大了AR-HUD整体体积。车上空间有限，过大的AR-HUD也限制了其普及。因此为了保证不牺牲AR-HUD性能参数下，减小AR-HUD的体积问题变得十分必要和有意义。

发明内容

本发明提供一种基于偏振分光的AR-HUD光路系统，解决的技术问题是：现有的AR-HUD设计方案，为了保证较远的投影距离和较大的视场角，而使用较大的曲面反射镜，且加大了曲面反射镜与曲面反射镜、投影模块之间的距离，从而导致AR-HUD的体积较大。

为解决以上技术问题，本发明提供一种基于偏振分光的AR-HUD光路系统，包括DLP投影模块、成像系统、消光机构，所述成像系统包含PBS偏振分光片、1/4玻片、反射型扩散板、曲面反射镜；所述DLP投影模块、PBS偏振分光片、1/4玻片、反射型扩散板从上到下依次放置，所述消光机构放置在所述PBS偏振分光片右侧，所述曲面反射镜放置在所述PBS偏振分光片左侧；

所述DLP投影模块将影像信息投影到所述PBS偏振分光片上，分成两束线偏振光，一束打到所述消光机构上，另一束光进入所述1/4玻片和所述反射型扩散板后进入所述曲面反射镜后经风挡玻璃反射成像进入人眼。

进一步地，所述DLP投影模块出射的主光线与所述PBS偏振分光片夹角成45°。

具体地，所述PBS偏振分光片将所述DLP投影模组发出的影像信息分成两束偏振方向相差90°的S偏振光和P偏振光。

进一步地，经过所述PBS偏振分光片反射的S偏振光，打到所述消光机构上，所述消光机构将照射到其表面的S偏振光打散。

优选地，所述消光机构表面经过发黑或者雾化处理，防止所述S偏振光被反射进入所述成像系统中形成杂光。

进一步地，经过所述PBS偏振分光片透射的P偏振光照射入所述1/4玻片后偏振方向旋转45°，到达所述反射型扩散板经其反射后再次照射到所述1/4玻片，偏振方向再次旋转45°而变成S偏振光出射到所述PBS偏振分光片，再反射到所述曲面反射镜上。