[发明专利]一种HUD系统及车辆

说明书

一种抬头显示HUD系统及车辆，用于解决现有技术无法既充分利用PGU的显示芯片，又不需要校正虚像畸变的问题。HUD可应用于车辆等。HUD包括M个包括矩形像素的PGU和光学成像单元，PGU用于产生图像，并将图像的光线传播至光学成像单元；光学成像单元用于对图像进行放大，并将放大后的图像的光线传播至风挡；经风挡反射后的光线的反向延长线在第一预设位置形成虚像，横向放大率与纵向放大率不同，虚像的横向像素密度与纵向像素密度相同。采用矩形像素的PGU产生的图像有畸变，横向放大率与纵向放大率不同可产生反向的畸变、且有助于充分利用PGU的显示芯片，从而实现虚像的横向像素密度与纵向像素密度相同。

技术领域

本申请涉及HUD系统技术领域，尤其涉及一种HUD系统及车辆。

背景技术

随着汽车技术的不断发展，对汽车使用的便捷性和安全性的提出了越来越高的要求。例如，抬头显示(head up display，HUD)(或称为平视显示系统)已被广泛应用于汽车。抬头显示是把仪表信息(如速度)、导航信息等投射至驾驶员视野前方的一种装置，驾驶员可以在视野前方看到仪表信息和导航信息，不需要低头观察方向盘下方的仪表盘或者中控显示屏，从而可提高紧急情况下的制动反应时间，提升驾驶的安全性。

HUD系统的成像原理可参见图1a：仪表信息和导航信息等通过HUD系统中的图像生成单元(picture generation unit，PGU)产生图像，然后通过曲面反射镜和风挡在汽车前方形成虚像。通常，PGU显示都是像素化的，而且横向和纵向包括的像素数量是不相同，例如16:9。PGU包括的像素数量越多，显示的图像的分辨率越高。但是受限于空间布局或者驾驶员的视线，虚像一般大于PGU的实际显示区域，因此，通常需要放大PGU产生的图像。现有技术中通常有如下两种放大方式。方式1，可将PGU产生的图像按横向和纵向等比例放大(即横向放大率等于纵向放大率)，如图1b，若将PGU的全部像素形成的显示芯片(即实际显示区域)按横向和纵向等比例放大后，由于虚像的大小及位置是预先设计的，人眼可能只能看到其中的部分虚像(称为有效显示区域)，有效显示区域之外的虚像均不能被看到。因此，会造成PGU的有效显示区域小于显示芯片，从而造成PGU物理显示资源的浪费。因此提出了方式2，横向放大率大于纵向放大率，如图1c所示，这样PGU的有效显示区域即为显示芯片，但是由于横向放大率与纵向放大率不同，会造成图像往放大率大的方向拉伸，即虚像产生了畸变，从而需要对虚像的畸变进行校正。

综上所述，HUD系统如何既可以充分利用PGU的显示芯片，又不需要校正虚像的畸变，是当前亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请提供一种HUD系统及车辆，用于解决现有技术中无法既可以实现充分利用PGU的显示芯片，又不需要校正虚像畸变的问题。

第一方面，本申请提供一种HUD系统，该HUD系统可包括M个PGU和光学成像单元，所述PGU包括矩形像素，所述M为正整数。所述PGU用于产生图像，并将所述图像的光线传播至所述光学成像单元。所述光学成像单元用于对所述图像分别进行横向放大和纵向放大，并将放大后的图像的光线传播至风挡；所述放大后的图像的光线经所述风挡反射后的反向延长线在第一预设位置形成虚。横向放大率与纵向放大率不同，所述虚像的横向像素密度与纵向像素密度相同。

基于该方案，通过将横向放大率与纵向放大率设置的不同，从而有助于充分利用PGU的显示芯片。采用矩形像素的PGU产生的图像会引入光学畸变，横向放大率与纵向放大率不同可产生反向的光学畸变，从而可以实现虚像的横向像素密度与纵向像素密度相同，因此，形成的虚像不会产生畸变，从而也不需要对虚像进行校正。

在一种可能的实现方式中，所述矩形像素的横向宽度和纵向宽度的比值等于所述纵向放大率与所述横向放大率的比值。

进一步，可选地，所述横向放大率是根据所述PGU的横向宽度、所述HUD系统的虚像距和所述HUD系统的横向视场角确定的；所述纵向放大率是根据所述PGU的纵向宽度、所述HUD系统的虚像距和所述HUD系统的纵向视场角确定的。