CN108490613B - 一种抬头显示装置及其控制方法、车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种抬头显示装置及其控制方法、车辆，其中抬头显示装置包括显示组件、第一光学组件、第二光学组件以及合成组件，通过第一光学组件对不同偏振方向或偏振态的光线进行透射或反射，实现对状态信息投影和增强现实信息投影的光线分离，从而实现了双层显示，例如可以将增强现实信息显示到距离驾驶员眼睛较远的距离，这样人眼的焦距在驾驶过程中不需要频繁地调节，使观看较为舒适，进而消除安全隐患。

Description

一种抬头显示装置及其控制方法、车辆

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种抬头显示装置及其控制方法、车辆。

背景技术

抬头显示(head up display,HUD)，又称平视显示，在汽车领域逐步获得了广泛的应用。抬头显示把汽车行驶过程中仪表显示的重要信息(如车速)，导航等信息投射到前风挡玻璃上，可以使驾驶员不用低头就能看到仪表中的信息。这样不仅能够帮助对速度判断缺乏经验的新手控制自己的车速，更重要的是它能够使驾驶员在大视野不转移的条件下瞬间读数，避免驾驶员因低头观看仪表显示或观看音响显示，导致出现紧急情况时来不及采取有效措施。

目前的抬头显示中，都是将一个2D显示图像投影到驾驶员前方一个固定的距离，在观看抬头显示的内容时，需要驾驶员调节眼睛的焦距，使得人眼能聚焦到2D显示图像的成像面上。但是，如果驾驶员在驾驶过程中频繁调节眼睛的焦距，容易导致眼睛疲劳，而且可能引发交通安全问题。

发明内容

本发明提供一种能够实现双层显示的抬头显示装置及其控制方法、车辆，以使观看更为舒适，消除安全隐患。

为了解决上述问题，本发明公开了一种抬头显示装置，包括显示组件、第一光学组件、第二光学组件以及合成组件；

所述显示组件，被配置为向所述第一光学组件输出第一投影光线和第二投影光线，其中，所述第一投影光线具有第一偏振方向，第二投影光线具有第二偏振方向；

所述第一光学组件，被配置为透过所述第一投影光线和第三投影光线至所述合成组件，反射所述第二投影光线至所述第二光学组件，其中，所述第三投影光线具有第一偏振方向；

所述第二光学组件，被配置为将所述第二投影光线的偏振方向由所述第二偏振方向转换为所述第一偏振方向，得到所述第三投影光线，并将所述第三投影光线反射回所述第一光学组件；

所述合成组件，被配置为接收透过所述第一光学组件的所述第一投影光线，以合成第一图像，接收透过所述第一光学组件的所述第三投影光线，以合成第二图像。

可选地，所述显示组件包括：

显示元件，被配置为交替输出第一投影画面和第二投影画面；

第三光学模块，被配置为将所述第一投影画面的光线转换为具有所述第一偏振方向的所述第一投影光线，将所述第二投影画面的光线转换为具有所述第二偏振方向的所述第二投影光线，并输出至所述第一光学组件。

可选地，所述第三光学模块包括：

偏振转换元件，被配置为将所述第一投影画面的光线转换为具有所述第一偏振方向的所述第一投影光线，将所述第二投影画面的光线转换为具有所述第二偏振方向的所述第二投影光线；

第一反射镜，被配置为将来自所述偏振转换元件的所述第一投影光线和所述第二投影光线反射至所述第一光学组件。

可选地，所述第一反射镜的反射面为平面、球面、非球面或者自由曲面。

可选地，所述第一投影画面和所述第二投影画面的交替频率大于或等于60Hz。

可选地，所述第一光学组件包括偏振分光元件。

可选地，所述偏振分光元件的反射面为平面、球面、非球面或者自由曲面。

可选地，所述第二光学组件包括第二反射镜和四分之一波片，所述四分之一波片配置在所述第二反射镜和所述第一光学组件之间。

可选地，所述第二反射镜的反射面为平面、球面、非球面或者自由曲面。

可选地，所述合成组件包括：

第一合成器，被配置为接收透过所述第一光学组件的所述第一投影光线，以合成第一图像；

第二合成器，被配置为接收透过所述第一光学组件的所述第三投影光线，以合成第二图像。

可选地，所述第一合成器和/或所述第二合成器为全息光学元件。

为了解决上述问题，本发明还公开了一种车辆，包括上述任一项所述的抬头显示装置。

为了解决上述问题，本发明还公开了一种抬头显示装置控制方法，应用于上述任一项所述的抬头显示装置，包括：

向所述第一光学组件输出第一投影光线和第二投影光线，其中，所述第一投影光线具有第一偏振方向，所述第二投影光线具有第二偏振方向；

透过所述第一投影光线和第三投影光线，反射所述第二投影光线，其中，所述第三投影光线具有第一偏振方向；

将所述第二投影光线的偏振方向由所述第二偏振方向转换为所述第一偏振方向，得到所述第三投影光线，并将所述第三投影光线反射回所述第一光学组件；

接收透过所述第一光学组件的所述第一投影光线，以合成第一图像，接收透过所述第一光学组件的所述第三投影光线，以合成第二图像。

可选地，所述向所述第一光学组件输出第一投影光线和第二投影光线，其中，所述第一投影光线具有第一偏振方向，所述第二投影光线具有第二偏振方向的步骤，包括：

交替输出第一投影画面和第二投影画面；

将所述第一投影画面的光线转换为具有所述第一偏振方向的所述第一投影光线，将所述第二投影画面的光线转换为具有所述第二偏振方向的所述第二投影光线，并输出至所述第一光学组件。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

本申请提供了一种抬头显示装置及其控制方法、车辆，其中抬头显示装置包括显示组件、第一光学组件、第二光学组件以及合成组件，显示组件向第一光学组件输出具有第一偏振方向的第一投影光线和具有第二偏振方向的第二投影光线；第一光学组件透过具有第一偏振方向的第一投影光线和第三投影光线，反射具有第二偏振方向的第二投影光线至第二光学组件；第二光学组件将具有第二偏振方向的第二投影光线转换为具有第一偏振方向的第三投影光线，并反射回第一光学组件；合成组件接收透过第一光学组件的第一投影光线和第三投影光线，以分别合成第一图像和第二图像，从而可以对状态信息和增强现实信息进行双层显示，例如可以将增强现实信息显示到距离驾驶员眼睛较远的距离，这样人眼的焦距不用有很大的调节，使观看更为舒适，消除安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明一实施例提供的一种抬头显示装置的结构示意图；

图2示出了本发明一实施例提供的一种抬头显示装置具体实现方式的结构示意图；

图3示出了本发明一实施例提供的一种双层显示模式的时序控制示意图；

图4示出了本发明一实施例提供的一种单一状态信息投影显示模式的时序控制示意图；

图5示出了本发明一实施例提供的一种单一增强现实信息投影显示模式的时序控制示意图；

图6示出了本发明一实施例提供的一种抬头显示装置控制方法的步骤流程图；

附图标记说明：

11-显示组件；12-第一光学组件；13-第二光学组件；14-合成组件；101-第一投影光线；102-第二投影光线；103-第三投影光线；21-显示元件；22-偏振转换元件；23-第一反射镜；24-偏振分光元件；25-第二反射镜；26-四分之一波片；27-第一合成器；28-第二合成器。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本申请一实施例提供了一种抬头显示装置，参照图1，该抬头显示装置可以包括显示组件11、第一光学组件12、第二光学组件13以及合成组件14；显示组件11被配置为向第一光学组件12输出第一投影光线101和第二投影光线102，其中，第一投影光线101具有第一偏振方向，第二投影光线102具有第二偏振方向；第一光学组件12被配置为透过第一投影光线101和第三投影光线103至合成组件14，反射第二投影光线102至第二光学组件13，其中，第三投影光线103具有第一偏振方向；第二光学组件13被配置为将第二投影光线102的偏振方向由第二偏振方向转换为第一偏振方向，得到第三投影光线103，并将第三投影光线103反射回第一光学组件12；合成组件14被配置为接收透过第一光学组件12的第一投影光线101以合成第一图像，接收透过第一光学组件12的第三投影光线103以合成第二图像。

具体的，显示组件11可以同时分别输出具有第一偏振方向的第一投影光线和具有第二偏振方向的第二投影光线；也可以通过时分复用的方式交替输出具有第一偏振方向的第一投影光线和具有第二偏振方向的第二投影光线。

第一光学组件12可以是任意能够透过某一偏振方向或偏振态的入射光分量，并反射另一偏振方向或偏振态的入射光分量的光学器件，如偏振分光元件等。

第二光学组件13可以是任意能够转换入射光的偏振方向或偏振态，并具有反射功能的器件，如反射镜与四分之一波片的组合等，详细请见后续实施例的描述。

合成组件14可以是任意能够透射外界光线并能将外界图像，与第一投影光线形成的第一图像或第三投影光线形成的第二图像进行重叠的半透射型光学器件。可以理解，通过合成组件14，人眼既能看到外界图像又能看到投影图像(包括第一图像和第二图像)。合成组件14可以是风挡玻璃或者独立于风挡玻璃设置的全息元件等光学器件。

在实际应用中，可以将待显示信息分为状态信息和增强现实信息。其中状态信息指车辆状态如车速，机油温度，水温等车辆状态，这些状态信息可以显示到距离驾驶员眼睛大约2米的距离；增强现实信息可以是外界物体的指示信息或导航信息等，增强显示信息可以被显示到距离驾驶员眼睛较远的距离，如5至8米，这样的距离人眼焦距不用有很大的调节，观看较为舒适。

本实施例中，状态信息投影光线可以对应显示组件11出射的具有第一偏振方向的第一投影光线101，入射至第一光学组件12并经第一光学组件12透射至合成组件14，合成组件14接收第一投影光线101，以使人眼看到第一图像，即状态信息投影图像。

增强现实信息投影光线可以对应显示组件11出射的具有第二偏振方向的第二投影光线102，入射至第一光学组件12并经第一光学组件12反射至第二光学组件13，第二光学组件13将具有第二偏振方向的第二投影光线102转换为具有第一偏振方向的第三投影光线103，并反射回第一光学组件12，经第一光学组件12透射至合成组件14，合成组件14接收第三投影光线103，以使人眼看到第二图像，即增强现实信息投影图像。

本实施例通过第一光学组件对不同偏振方向或偏振态的光线进行透射或反射，实现对状态信息投影和增强现实信息投影的光线分离，从而实现了双层显示，例如可以将增强现实信息显示到距离驾驶员眼睛较远的距离，这样人眼的焦距在驾驶过程中不需要频繁地调节，使观看较为舒适，进而消除安全隐患。

具体的，参照图2，上述实施例中的显示组件12可以包括显示元件21和第三光学模块，其中显示元件21被配置为交替输出第一投影画面和第二投影画面；第三光学模块被配置为将第一投影画面的光线转换为具有第一偏振方向的第一投影光线101，将第二投影画面的光线转换为具有第二偏振方向的第二投影光线102，并输出至第一光学组件12。

由于双层显示需要分别显示不同的画面，如第一投影画面对应的状态信息投影画面和第二投影画面对应的增强现实信息投影画面，在实际应用中，可以采用两个独立的显示元件同时显示两种画面，也可以采用一个显示元件采用分时复用的方式交替显示两种画面。本实施例采用一个显示元件21交替输出第一投影画面和第二投影画面的方式实现，与采用两个显示元件同时进行显示的情况相比，可以降低能耗；与采用一个显示元件进行分区显示两种画面的情况相比，可以提高显示分辨率。在实际应用中，交替输出第一投影画面和第二投影画面可以通过对显示元件21如投影仪、液晶显示器等的输入信号进行控制来实现。

为了使用户能同时观察到第一图像(如状态信息投影图像)和第二图像(如增强现实信息投影图像)，第一投影画面和第二投影画面的交替频率需要大于人眼的刷新频率30Hz，例如交替频率可以大于或等于60Hz。

其中，第三光学模块功能的实现方式有多种，例如，可以包括偏振转换元件22和第一反射镜23。偏振转换元件22被配置为将第一投影画面的光线转换为具有第一偏振方向的第一投影光线101，将第二投影画面的光线转换为具有第二偏振方向的第二投影光线102；第一反射镜23被配置为将来自偏振转换元件22的第一投影光线101和第二投影光线102反射至第一光学组件12。

在实际应用中，偏振转换元件22可以通过电压控制电光晶体，实现通过光线偏振方向或偏振态的转换。例如，当显示元件11输出的光线为线偏振光时，可以通过电压控制电光晶体，使通过的线偏振光的偏振方向或偏振态旋转或不旋转，来实现将第一投影画面的光线转换为具有第一偏振方向的第一投影光线101，将第二投影画面的光线转换为具有第二偏振方向的第二投影光线102。当显示元件21交替输出第一投影画面和第二投影画面时，偏振转换元件22的转换频率需要与显示元件21交替频率保持一致。

第一反射镜23的反射面可以为平面、球面、非球面或者自由曲面。通过选择第一反射镜23的不同反射面，可以矫正系统像差。需要注意的是，在偏振转换元件22和第一光学组件12之间可以设置多个反射镜，只要最终将偏振转换元件22出射的光线反射至第一光学组件12即可。由于状态信息投影的视角比较小，一个反射镜(第一反射镜23)就可以比较好的矫正像差，得到较好的显示效果，而且还能缩小整体装置的体积。虽然增强现实信息投影的视角比较大，但可以通过在后续光路设置反射镜实现像差矫正。

具体的，上述实施例中的第一光学组件12可以包括偏振分光元件24，如偏振分光棱镜等。偏振分光元件24可以为平板状结构。偏振分光元件24中的反射面可以是夹在两个平行平面中的面型，可以为平面、球面、非球面或者自由曲面。通过选择偏振分光元件24的不同反射面，也可以矫正系统像差。值得注意的是，凡是能够透过第一偏振方向或偏振态的光线，并能反射第二偏振方向或偏振态光线的器件，均在本实施例第一光学组件12的保护范围之内。

具体的，上述实施例中的第二光学组件13可以进一步包括第二反射镜25和四分之一波片26，四分之一波片26配置在第二反射镜25和第一光学组件12之间。第二反射镜25的反射面可以为平面、球面、非球面或者自由曲面。通过选择第二反射镜25的不同反射面，也可以矫正系统像差。

具体的，上述实施例中的合成组件14可以进一步包括第一合成器27和第二合成器28，第一合成器27被配置为接收透过第一光学组件12的第一投影光线101，以合成第一图像；第二合成器28被配置为接收透过第一光学组件12的第三投影光线103，以合成第二图像。

在实际应用中，第一合成器27和/或第二合成器28可以为贴于风挡玻璃上的全息光学元件。其中全息光学元件既能保证一定外界光线的透过，又能通过其内部结构设置将入射光线(如第一投影光线或第三投影光线)出射至特定方向(如人眼)，而与入射光线角度无关。值得注意的是，第一合成器27或第二合成器28并不仅限于全息光学元件，还可以是风挡玻璃、反射镜等，凡是能够将入射光线(如第一投影光线101或第二投影光线102)反射或衍射至人眼的半透射型器件，都在本实施例保护范围之内。

下面以第一投影光线101(状态信息投影光线)为P偏振光，第二投影光线102(增强现实信息投影光线)为S偏振光，第一投影画面为状态信息投影画面，第二投影画面为增强现实信息投影画面为例，结合上述实施例的抬头显示装置，介绍实现双层显示的光路传播过程。

显示元件21按照预设的频率(如60Hz)交替显示的第一投影画面(状态信息投影画面)和第二投影画面(增强现实信息投影画面)。第一投影画面的光线经过偏振转换元件22，转换为P偏振态的第一投影光线101。P偏振态的第一投影光线101经过第一反射镜23反射至偏振分光元件24，经偏振分光元件24透射至第一合成器27，再经过第一合成器27反射或衍射到达人眼，形成第一图像，即状态信息投影图像。

显示元件21显示的第二投影画面(增强现实信息投影画面)经过偏振转换元件22，转换为S偏振态的第二投影光线102。S偏振态的第二投影光线102经过第一反射镜23反射至偏振分光元件24，经偏振分光元件24反射至第二光学组件13。由偏振分光元件24反射的S偏振态的第二投影光线102，第一次经过四分之一波片26后偏振态变为左旋或者右旋圆偏振光，然后经过第二反射镜25反射后偏振态变为右旋或者左旋偏振光，再次经过四分之一波片26后偏振态变为P偏振态的第三投影光线103，这时P偏振态的第三投影光线103透过偏振分光元件24至第二合成器28，再经过第二合成器28反射或衍射到达人眼，形成第二图像，即增强现实信息投影图像。由于增强现实投影一般视角比较大，需要较多的反射镜来矫正像差，本实施例中使用第一反射镜23、偏振分光元件24的反射面以及第二反射镜25来共同进行像差的矫正，可以得到较好的显示效果。

由状态信息投影和增强现实信息投影的光路可以看出，偏振分光元件24的反射面和第二反射镜25只在增强现实投影的光路中出现，所以在进行光路设计时，这两个光学元件反射面的设计优化可以只考虑增强现实投影的光路，这样进一步降低了设计的难度。同时由于第二投影光线在偏振分光元件24的反射面和第二反射镜25之间的往复反射，折叠了光路，这样可以缩小整体抬头显示装置HUD的体积。

本实施例提供的抬头显示装置，还可以根据用户需求，通过对显示元件21的输入信号以及偏振转换元件22进行控制，实现多种显示模式，如双层显示模式、单一状态信息投影显示模式、单一增强现实信息投影显示模式。当用户选择双层显示模式时，参照图3，显示元件21按照预设时序和频率输出两种投影画面，偏振转换元件22按照相同的时序和频率对通过光线进行P或S偏振态转换，最终得到双层显示图像。当用户选择单一状态信息投影显示模式时，参照图4，显示元件21按照预设频率输出状态信息投影画面，偏振转换元件22按照相同的频率对通过光线进行P偏振态转换，最终得到状态信息投影图像。当用户选择单一增强现实信息投影显示模式时，参照图5，显示元件21按照预设频率输出增强现实信息投影画面，偏振转换元件22按照相同的频率对通过光线进行S偏振态转换，最终得到增强现实信息投影图像。通过偏振转换元件22之后的光路传播过程可以参照前述实施例的描述。

本申请另一实施例还提供了一种车辆，可以包括上述任一实施例所述的抬头显示装置。

本申请另一实施例还提供了一种抬头显示装置控制方法，参照图6，应用于上述任一实施例所述的抬头显示装置，可以包括：

步骤601：向第一光学组件输出第一投影光线和第二投影光线，其中，第一投影光线具有第一偏振方向，第二投影光线具有第二偏振方向。

在实际应用中，可以通过前述实施例中的显示组件向第一光学组件输出第一投影光线和第二投影光线。

步骤602：透过第一投影光线和第三投影光线，反射第二投影光线，其中，第三投影光线具有第一偏振方向。

具体的，可以通过前述实施例中的第一光学组件透过具有第一偏振方向的第一投影光线和第三投影光线，反射具有第二偏振方向的第二投影光线。

步骤603：将第二投影光线的偏振方向由第二偏振方向转换为第一偏振方向，得到第三投影光线，并将第三投影光线反射回第一光学组件。

具体的，可以通过前述实施例中的第二光学组件将具有第二偏振方向的第二投影光线转换为具有第一偏振方向的第三投影光线，并将第三投影光线反射回第一光学组件。

步骤604：接收透过第一光学组件的第一投影光线，以合成第一图像，接收透过第一光学组件的第三投影光线，以合成第二图像。

具体的，此步骤可以通过前述实施例中的合成组件完成。本实施例的一种实现方式中，上述步骤601可以进一步包括：

步骤701：交替输出第一投影画面和第二投影画面。

在实际应用中，可以通过显示元件交替输出第一投影画面和第二投影画面。

步骤702：将第一投影画面的光线转换为具有第一偏振方向的第一投影光线，将第二投影画面的光线转换为具有第二偏振方向的第二投影光线，并输出至第一光学组件。

在实际应用中，此步骤可以通过第三光学模块完成。其中，第三光学模块可以包括偏振转换元件和第一反射镜。

为了实现多种显示模式，在上述步骤701之前，还可以包括：

步骤801：获取用户的模式选择信息。则上述步骤701可以包括：

根据用户的模式选择信息，输出第一投影画面，或第二投影画面，或交替输出第一投影画面和第二投影画面。

本申请实施例提供了一种抬头显示装置及其控制方法、车辆，其中抬头显示装置包括显示组件、第一光学组件、第二光学组件以及合成组件，显示组件向第一光学组件输出具有第一偏振方向的第一投影光线和具有第二偏振方向的第二投影光线；第一光学组件透过具有第一偏振方向的第一投影光线和第三投影光线，反射具有第二偏振方向的第二投影光线至第二光学组件；第二光学组件将具有第二偏振方向的第二投影光线转换为具有第一偏振方向的第三投影光线，并反射回第一光学组件；合成组件接收透过第一光学组件的第一投影光线和第三投影光线，以分别合成第一图像和第二图像，从而可以对状态信息和增强现实信息进行双层显示，例如增强现实信息可以显示到距离驾驶员眼睛较远的距离，这样人眼的焦距不用有很大的调节，使观看更为舒适，消除安全隐患。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种抬头显示装置及其控制方法、车辆进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (14)

1.一种抬头显示装置，其特征在于，包括显示组件、第一光学组件、第二光学组件以及合成组件；

所述显示组件，被配置为向所述第一光学组件交替输出第一投影光线和第二投影光线，其中，所述第一投影光线具有第一偏振方向，第二投影光线具有第二偏振方向；

所述第一光学组件，被配置为透过所述第一投影光线和第三投影光线至所述合成组件，反射所述第二投影光线至所述第二光学组件，其中，所述第三投影光线具有第一偏振方向；

所述第二光学组件，被配置为将所述第二投影光线的偏振方向由所述第二偏振方向转换为所述第一偏振方向，得到所述第三投影光线，并将所述第三投影光线反射回所述第一光学组件；

所述合成组件，被配置为接收透过所述第一光学组件的所述第一投影光线，以合成第一图像，接收透过所述第一光学组件的所述第三投影光线，以合成第二图像。

2.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述显示组件包括：

显示元件，被配置为交替输出第一投影画面和第二投影画面；

第三光学模块，被配置为将所述第一投影画面的光线转换为具有所述第一偏振方向的所述第一投影光线，将所述第二投影画面的光线转换为具有所述第二偏振方向的所述第二投影光线，并输出至所述第一光学组件。

3.根据权利要求2所述的抬头显示装置，其特征在于，所述第三光学模块包括：

偏振转换元件，被配置为将所述第一投影画面的光线转换为具有所述第一偏振方向的所述第一投影光线，将所述第二投影画面的光线转换为具有所述第二偏振方向的所述第二投影光线；

第一反射镜，被配置为将来自所述偏振转换元件的所述第一投影光线和所述第二投影光线反射至所述第一光学组件。

4.根据权利要求3所述的抬头显示装置，其特征在于，所述第一反射镜的反射面为平面、球面、非球面或者自由曲面。

5.根据权利要求2所述的抬头显示装置，其特征在于，所述第一投影画面和所述第二投影画面的交替频率大于或等于60Hz。

6.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述第一光学组件包括偏振分光元件。

7.根据权利要求6所述的抬头显示装置，其特征在于，所述偏振分光元件的反射面为平面、球面、非球面或者自由曲面。

8.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述第二光学组件包括第二反射镜和四分之一波片，所述四分之一波片配置在所述第二反射镜和所述第一光学组件之间。

9.根据权利要求8所述的抬头显示装置，其特征在于，所述第二反射镜的反射面为平面、球面、非球面或者自由曲面。

10.根据权利要求1至9任一项所述的抬头显示装置，其特征在于，所述合成组件包括：

第一合成器，被配置为接收透过所述第一光学组件的所述第一投影光线，以合成第一图像；

第二合成器，被配置为接收透过所述第一光学组件的所述第三投影光线，以合成第二图像。

11.根据权利要求10所述的抬头显示装置，其特征在于，所述第一合成器和/或所述第二合成器为全息光学元件。

12.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至11任一项所述的抬头显示装置。

13.一种抬头显示装置控制方法，应用于权利要求1至11任一项所述的抬头显示装置，其特征在于，包括：

向所述第一光学组件交替输出第一投影光线和第二投影光线，其中，所述第一投影光线具有第一偏振方向，所述第二投影光线具有第二偏振方向；

透过所述第一投影光线和第三投影光线，反射所述第二投影光线，其中，所述第三投影光线具有第一偏振方向；

将所述第二投影光线的偏振方向由所述第二偏振方向转换为所述第一偏振方向，得到所述第三投影光线，并将所述第三投影光线反射回所述第一光学组件；

接收透过所述第一光学组件的所述第一投影光线，以合成第一图像，接收透过所述第一光学组件的所述第三投影光线，以合成第二图像。

14.根据权利要求13所述的抬头显示装置控制方法，其特征在于，所述向所述第一光学组件输出第一投影光线和第二投影光线，其中，所述第一投影光线具有第一偏振方向，所述第二投影光线具有第二偏振方向的步骤，包括：

交替输出第一投影画面和第二投影画面；

将所述第一投影画面的光线转换为具有所述第一偏振方向的所述第一投影光线，将所述第二投影画面的光线转换为具有所述第二偏振方向的所述第二投影光线，并输出至所述第一光学组件。

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