[发明专利]一种双焦面车载抬头显示系统及车辆

说明书

本发明公开了一种双焦面车载抬头显示系统及车辆，该系统包括：第一波导显示模块，用于出射光线；近焦面透过模块，设置于所述第一波导显示模块的一侧，用于形成近焦面图像光线；和/或远焦面透过模块，设置于所述第一光波导显示模块的一侧且与所述近焦面透过模块同侧或异侧，用于形成远焦面图像光线。本发明通过在第一光波导显示模块的一侧设置近焦面透过模块和远焦面透过模块，利用所述远焦面透过模块和近焦面透过模块的角度选择来控制不同角度的光线进入不同的光路，以分别形成远焦面图像和近焦面图像，从而达到了在没有明显增加系统体积的同时实现双焦面显示的效果。

技术领域

本发明涉及车载抬头显示技术领域，特别涉及一种双焦面车载抬头显示系统及车辆。

背景技术

近年来，伴随着汽车智能化发展提速，智能座舱成为越来越多汽车企业竞逐的焦点。抬头显示系统(以下简称“HUD”)作为其中必不可少的一环，装车趋势明显。HUD能在水平视线范围内直接而准确地呈现信息，驾驶员无需低头看组合仪表或辅助显示器即可获取诸如速度、警告信号及导航指示箭头等所有重要信息。

对于汽车的基本信息(如车速、行驶里程、油量等)，为了不干扰路况，通常成像在2～3米附近距离；而对于导航、预警等实现增强现实AR交互的信息，为了更好与外部路面融合，一般成像在10米开外。因此，需要投影画面投射到两个不同的焦面当中。

对于传统的抬头显示方案，要实现双焦面成像，通常需要使用2个物理PGU(PictureGenerationUnits)和两套反射光学系统实现两个不同的投影距离，而这无疑会增加成本，并且使系统可靠性降低，以及增大系统体积。例如在现有技术方案一：公告号为CN209946527U的专利中，其借用同一套转折镜面，采用两个图像源，放在投影光路不同位置，投影产生不同距离图像。又例如在现有技术方案二：公告号为CN112789545A的专利中，其采用一个图像发生源，利用反射镜放置位置切分图像，形成两个光学路径，使得图像投影到不同表面。但是上述两个方案均存在一定的缺陷，例如方案一中使用两个图像源，不但使系统体积增大，而且会使成本明显提升；又例如方案二中虽然共用一个图像源可以节省成本，但是其不同焦距的两幅画面走不同光路，则会占用不同空间，并且相对单一画面，另一深度画面增加的光路明显增大整机体积。

发明内容

本发明实施例提供了一种双焦面车载抬头显示系统及车辆，旨在保证没有明显增加系统体积的同时实现双焦面显示。

本发明实施例提供了一种双焦面车载抬头显示系统，包括：

第一波导显示模块，用于出射光线；

近焦面透过模块，设置于所述第一波导显示模块的一侧，用于形成近焦面图像光线；

和/或远焦面透过模块，设置于所述第一光波导显示模块的一侧且与所述近焦面透过模块同侧或异侧，用于形成远焦面图像光线。

进一步的，所述第一波导显示模块出射具有不同角度的第一偏振态光线；

所述近焦面透过模块为近焦面透过膜，所述近焦面透过膜设置于所述第一波导显示模块的下方，用于对第一偏振态光线具有选择透过特性，以及对第二偏振态光线具有全透过特性，以形成近焦面图像光线；其中，所述第二偏振态光线由设置于所述近焦面透过模块的下方的光线转换模块得到，所述第一偏振态光线的光电场方向与第一偏振态光线的光电场方向垂直；

所述远焦面透过模块为远焦面透过膜，所述远焦面透过膜设置于所述第一波导显示模块的上方，用于对第一偏振态光线具有选择透过特性，以及对第一偏振态光线具有全透过特性，以形成远焦面图像光线。

进一步的，所述近焦面透过膜和远焦面透过膜的角度透反射谱具有互补特性，所述互补特性为完全互补或者部分互补。

进一步的，所述光线转换模块包括设置于所述近焦面透过模块下方的四分之一波片和设置于所述四分之一波片下方的全反射透镜。