CN108873367A - 一种基于车辆驾驶的辅助显示装置及辅助显示方法 - Google Patents

一种基于车辆驾驶的辅助显示装置及辅助显示方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于车辆驾驶的辅助显示装置及方法，包括：车速监控单元，用于检测速度并发送到系统控制单元中；系统控制单元，用于根据车速控制第一偏振控制单元实现不同偏振输出并控制图像源输出图像信息；图像源，用于根据控制发出相应的图像信息；第一偏振控制单元，用于根据系统控制单元的控制将图像信息转换为不同偏振方向的偏振光并射入到偏振分光单元中；偏振分光单元，用于接收所述第一偏振控制单元发出的偏振光并投射出去；图像信息从图像源发出，依次经过第一偏振控制单元及偏振分光单元，最后投射到辅助显示设备上进行辅助显示。本申请能够无需机械式调节即可实现焦点的控制切换，不仅结构简单，而且响应时间快、稳定性高。

Description

一种基于车辆驾驶的辅助显示装置及辅助显示方法
技术领域
本发明涉及辅助驾驶相关技术领域，特别是指一种基于车辆驾驶的辅助显示装置及辅助显示方法。
背景技术
当前随着车速的不断提高，驾驶员的视点焦距也必定相应的增加，最终导致驾驶员的视野变窄。若低速行驶时抬头显示虚像尺寸和距离处于适宜位置，则随着车速提高，驾驶员视点焦距增加，则相对来说观察虚像显示画面需要进行视距调节，否则易导致驾驶员用眼疲劳；且由于驾驶员视野变窄，虚像显示画面的占比会变大，进而会引起观看的不适。针对上述问题，现有技术中提出，可以通过透镜或反射镜的机械式移动和偏转扫描等方式控制距离的切换，但机械移动控制焦点切换不仅结构复杂、响应时间长，而且存在稳定性低等问题。
因此，在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术至少存在一下问题：当前的机械式焦点控制切换方式难以让驾驶员得到准确有效的视野调整，影响辅助显示效果。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于车辆驾驶的辅助显示装置及辅助显示方法，能够无需机械式调节即可实现焦点的控制切换，不仅结构简单，而且响应时间快、稳定性高。
基于上述目的本发明提供的一种基于车辆驾驶的辅助显示装置，包括：
车速监控单元，用于检测当前车辆的行驶速度并且将检测得到的车速信息发送到系统控制单元中；
系统控制单元，用于根据所述车速信息控制第一偏振控制单元实现不同偏振方向的输出并且控制图像源输出相应的图像信息；
图像源，用于根据所述系统控制单元的控制发出想要显示的图像信息；
第一偏振控制单元，用于根据所述系统控制单元的控制将所述图像信息转换为不同偏振方向的偏振光并且射入到偏振分光单元中；
偏振分光单元，用于接收所述第一偏振控制单元发出的偏振光并投射出去；
其中，所述图像信息从所述图像源发出，依次经过所述第一偏振控制单元以及所述偏振分光单元，最后投射到辅助显示设备上进行辅助显示。
可选的，所述偏振分光单元为双折射焦距切换元件；所述双折射焦距切换元件包括第一层和第二层；其中，所述第一层为具有连续表面透镜的双折射材料或等效于具有有限焦距透镜的双折射材料；第二层为与第一层具有各向同性性质的材料，且第二层材料的折射率与第一层材料的其中一个折射率相同。
可选的，所述等效于具有有限焦距透镜的双折射材料包括二元光学元件、菲涅尔透镜、超透镜或二次相位板中的一种。
可选的，所述偏振分光单元设置有多个。
可选的，所述偏振分光单元为多折射焦距切换元件，所述多折射焦距切换元件包括至少三个材料层；最后一个材料层为与其余材料层具有各向同性性质的材料，其余材料层为双折射材料。
可选的，所述偏振分光单元为双折射元件。
可选的，所述双折射元件为尼克尔棱镜或沃拉斯顿棱镜。
可选的，还包括第二偏振控制单元；所述第二偏振控制单元设置于所述偏振分光单元的出射位置，用于调节辅助显示图像的光强。
可选的，还包括反射镜组；所述反射镜组设置于所述偏振分光单元与所述辅助显示设备之间，用于调节光路。
可选的，所述反射镜组包括两个反射镜；且两个反射镜均采用自由曲面设计，用于矫正后续光路中引入的畸变和像差。
可选的，还包括盖板玻璃；所述盖板玻璃设置于所述辅助显示设备的前面，用于防止灰尘以及阻挡外部干扰光线。
可选的，所述辅助显示设备为挡风玻璃或者独立的辅助显示玻璃。
另一方面，本申请还提供了一种利用上述任一项所述装置的辅助显示方法，包括：
检测当前车速并判断当前车速所处的车速区间；
根据当前车速所处的车速区间，相应的通过所述系统控制单元控制第一偏振控制单元切换偏振模式，使得第一偏振控制单元输出的偏振光和图像源的显示区域与车速区间对应驾驶员的视距相匹配。
可选的，所述车速区间包括高速模式和低速模式；且高速模式和低速模式之间设置有车速临界值；
若当前车速小于或等于预设的车速临界值，则通过所述系统控制单元控制第一偏振控制单元切换为低速模式，使得第一偏振控制单元输出为P偏振光，并且控制图像源切换为低速显示区域；其中，所述低速显示区域为与低速行驶时的视野大小相匹配的图像显示区域；
若当前车速大于预设的车速临界值，则通过所述系统控制单元控制第一偏振控制单元切换为高速模式，使得第一偏振控制单元输出为S偏振光，并且控制图像源切换为高速显示区域；其中，所述高速显示区域为与高速行驶时的视野大小相匹配的图像显示区域；所述高速显示区域的大小小于所述低速显示区域的大小；
按照预设的间隔时间不断执行上述判断过程，直到辅助显示被关闭。
可选的，所述辅助显示装置通过时分复用的方式实现双层显示；其中所述双层显示包括增强现实显示和状态信息显示。
从上面所述可以看出，本发明提供的基于车辆驾驶的辅助显示装置及辅助显示方法，通过采用偏振控制元件与偏振分光元件的结合，使得可以在车速监控状态下，利用系统控制单元控制偏振控制元件切换输出不同的偏振光，最终是的不同偏振方向的偏振光能够基于偏振分光单元的分光特性而形成不同的光路投射出去，最终实现了显示图像不同成像距离的切换，同时基于考虑到光路不同引起辅助显示图像位置的不同以及车速不同导致驾驶员视野的不同，本申请还进一步通过系统控制单元控制图像源输出相应不同显示区域的图像信息。这样可以使得驾驶员获得最佳的辅助显示效果。因此，本申请能够无需机械式调节即可实现焦点的控制切换，不仅结构简单，而且响应时间快、稳定性高。
附图说明
图1a为现有技术中驾驶员的视点焦距及视野随车速变化的示意图；
图1b为现有技术中驾驶员视野在高速下的视野范围示意图；
图1c为现有技术中驾驶员视野在低速下的视野范围示意图；
图2为现有技术中一种机械式切换控制结构示意图；
图3为现有技术中另一种机械式切换控制结构示意图；
图4为本发明提供的辅助显示装置第一个实施例的结构框图；
图5为本发明提供的辅助显示装置第二个实施例的结构框图；
图6a为本发明提供的高速状态下光线路径示意图；
图6b为本发明提供的低速状态下光线路径示意图；
图7为本发明提供的图像源发光区域控制原理示意；
图8为本发明提供的辅助显示装置第三个实施例的结构框图；
图9为本发明提供的辅助显示装置第四个实施例的结构框图；
图10为本发明提供的辅助显示方法一个实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
参照图1a所示，为现有技术中驾驶员的视点焦距及视野随车速变化的示意图；由图可知，随着驾驶车速的不断升高，驾驶员感受到的视点焦距将会不断边长，同时视野也是不断变窄，例如，参照图1b和图1c所示，分别为现有技术中驾驶员视野在高速和低速下的视野范围示意图，由两图比较可知，驾驶员的视野在高速下明显比在低速下的视野范围变窄了。这样导致原来保持不变的投影辅助视图将会给驾驶员的观看带来不适，同时也会由于视距变化引起眼睛疲劳，不利于驾驶。
针对于此，现有技术的解决手段是通过机械式控制来调节辅助显示的远近和大小的显示，例如，参照图2所示，为现有专利US_4925272公开的一种机动车显示设备单元，提出通过控制一种机械旋转设备和一个换档装置偏转光路，进而基于车速切换虚像的成像距离。参照图3所示，为现有专利US_5140465公开的一种包含可将反射器件移入和移出光路的自动驾驶显示设备，光线从图像源发射到第一面平面反射镜上，通过在该平面反射镜上叠加或移除凹面镜来控制虚像的距离和大小，从而实现基于车速切换虚像的成像距离。当驱动装置驱动凹面反射镜置于光路中时，虚像放大，虚像成像面远；当凹面反射镜移除光路时，无放大，虚像成像面近。
以上两种方案都能够实现虚像成像距离的远近切换，但是这两种方法由于都采用了机械旋转或移动的方式，导致系统结构复杂，而且此类机械旋转和驱动设备的控制稳定性低；此外，在高速行驶时，图像源所成虚像距离的增加，但是虚像尺寸也同时会被放大，这与驾驶员视野随着车速增加而变窄，因此具有虚像缩小的需求相反，导致同样会引起驾驶员观看的不适。
由此，本申请针对上述现有技术中的问题，提出了一种不需要机械控制的辅助显示装置以及对应的控制方法，使得能够克服现有技术中的至少上述问题。
实施例一，
参照图4所示，为本发明提供的辅助显示装置第一个实施例的结构框图。有图可知，本申请提出的基于车辆驾驶的辅助显示装置包括：
车速监控单元，用于检测当前车辆的行驶速度并且将检测得到的车速信息发送到系统控制单元中；其中，上述车辆可以是任意类型的车辆，例如小轿车、公交车、地铁等等，同时车速监控单元既可以是单独设置的一个速度传感器，也可以是车辆自身配置的车速监控装置，本申请并不限制。此外，本申请方案的应用场景同样可以扩展到飞机、火车等其他辅助驾驶领域。
系统控制单元，用于根据所述车速信息控制第一偏振控制单元实现不同偏振方向的输出并且控制图像源输出相应的图像信息；其中，所述系统控制单元可以使用现有任意形式的控制芯片或者控制装备对图像源和第一偏振控制单元进行控制，本申请并不限制具体设置的方式以及控制的参数等等。
图像源，用于根据所述系统控制单元的控制发出想要显示的图像信息；其中，所述图像源作为发出辅助显示信息的发出设备，其想要显示的图像信息既可以是车速、行驶距离等，也可以是行人预警、车辆预警、车道线预警等环境信息，本申请并不限制信息的具体内容，只要其能够对驾驶员起到辅助作用即可。
第一偏振控制单元，用于根据所述系统控制单元的控制将所述图像信息转换为不同偏振方向的偏振光并且射入到偏振分光单元中；其中，所述第一偏振控制单元在系统控制单元的控制下能够变换输出不同偏振方向的偏正光的特点，通常是可以输出P偏振光和S偏振光。当然，若是还有其他器件能够输出不同的偏正光或者数目超过2种的偏正光，那么也可以将其作为本申请中的第一偏振控制单元实现不同偏振光的输出，本申请并不限制。
偏振分光单元，用于接收所述第一偏振控制单元发出的偏振光并投射出去；其中，所述偏振分光单元具有基于不同偏振光投射出不同光路的分光特性，进而可以使得实现不同光路的切换。
所述图像信息从所述图像源发出1依次经过所述第一偏振控制单元以及所述偏振分光单元，最后投射到辅助显示设备上进行辅助显示。可选的，所述辅助显示设备为挡风玻璃或者独立的辅助显示玻璃。本申请不限制。
在一些可选的实施例中，所述偏振分光单元为双折射焦距切换元件；参照图6b所示，所述双折射焦距切换元件包括第一层和第二层；其中，所述第一层为具有连续表面透镜的双折射材料或等效于具有有限焦距透镜的双折射材料，例如：所述等效于具有有限焦距透镜的双折射材料可选为二元光学元件、菲涅尔透镜、超透镜或二次相位板中的一种。第二层为与第一层具有各向同性性质的材料，且第二层材料的折射率与第一层材料的其中一个折射率相同。假设第一层双折射材料的折射率分别为n1和n2，则第二层各向同性材料的折射率为n1。
具体的，参照图6a所示，为车辆高速行驶情况下的控制状态，此时系统控制单元使得第一偏振控制单元，即偏振控制元件1的输出光线为S偏振光。此时，S偏振光的偏振状态垂直于双折射焦距切换元件中的双折射材料(例如液晶)分子的长轴，在该偏振入射光线状态下第一层材料表现出折射率n1，与第二层各向同性材料折射率n1相同，因此在透镜表面没有相位阶跃，双折射焦距切换元件等效于一个平板玻璃，其出射光线扩散角度不变，最后导致虚像成像在较远的位置。这与高速状态下驾驶员的视距增加相匹配。
参照图6b所示，为车辆低速行驶情况下的控制状态，此时系统控制单元使得偏振控制元件1的输出光线为P偏振光。此时，P偏振光的偏振状态平行于双折射焦距切换元件中的双折射材料(液晶)分子的长轴，在该偏振入射光线状态下第一层材料表现出折射率n2，该折射率不再与第二层各向同性材料折射率n1匹配，且其相位结构可等效于具有有限焦距的透镜。假设n2＜n1，则光线被汇聚，最终使得虚像成像在较近位置。这与低速状态下驾驶员的视距较短也是相匹配的。因此，通过上述调节控制即可使得辅助显示图像的成像距离与驾驶员在不同车速下的视距相匹配，大大提高了驾驶员的观看辅助显示图像的舒适度。
同时，基于光路不同必定导致成像位置的变化，因此还需要对图像源的显示区域进行调节，也即系统控制单元通过控制光线偏振状态进行焦距切换的同时，根据高速和低速状态下驾驶员视野范围相应的控制图像源的发光区域，即显示画面的像素数量进行调整，进而保证虚像显示画面在驾驶员视野中占比处于适合状态。参照图7所示，为本发明提供的图像源发光区域控制原理示意。有图可知，假设低速行驶时，低速状态图像源尺寸为O，成像距离为iL，成像尺寸为S；高速行驶时，图像源尺寸缩小为OE’，成像距离切换为iH，成像尺寸缩小(视野变窄)为SE’，则可以推导出高速行驶状态下图像源发光区域尺寸/像素。比例关系如下：
得到
此外，基于上述实施例中利用了偏振原理将会使得光路发生损失，因此，可以进一步通过调节图像源的亮度来进行补偿，使得驾驶员获得足够清晰的辅助显示图像。
在一些优选的实施例中，所述偏振分光单元还可以设置有多个。这样，可以通过多层控制实现更多光路状态的切换控制，也即适应更多不同车速阶段。例如，可以新增加1个双折射焦距切换元件2(等效为透镜2)，则可以实现4种焦距切换，分别为：无透镜插入、插入透镜1(即双折射焦距切换元件)、插入透镜2、同时插入透镜1和2，当然也可以增加更多的焦距切换元件实现更多焦距切换。本实施例并不限制。
在本申请另一些优选的实施例中，所述偏振分光单元为多折射焦距切换元件，所述多折射焦距切换元件包括至少三个材料层；最后一个材料层为与其余材料层具有各向同性性质的材料，其余材料层为双折射材料。这样，也可以通过增加折射焦距切换元件的层数来实现更多的焦距切换。例如，三层结构时，第1、2层为双折射材料，折射率为n1和n2，第3层为各向同性材料，折射率为n1。则可以实现4种焦距切换。为了便于理解，本实施例通过简化计算来说明，假设上述元件为近轴薄透镜，且第一双折射层的等效曲率半径为R1，厚度为d1，第二双折射层等效曲率半径为R2，厚度为d2，第三各向同性层的厚度为d3，则实现的4种焦距切换分别为：n1-n1-n1(无透镜插入)、n2-n1-n1(插入1个光焦度为(n1-n2)/R1的透镜)、n2-n2-n1(插入一个光焦度为(n1-n2)/R2的透镜)、n1-n2-n1(插入一个光焦度为(n2-n1)/(1/R1-1/R2)的薄透镜)。
实施例二，
参照图5所示，为本发明提供的辅助显示装置第二个实施例的结构框图。由图可知，该实施例在实施例一的基础上增加了相关器件以起到更好的辅助效果。具体如下：
在本申请一些可选的实施例中，所述辅助显示装置还包括第二偏振控制单元，即图中偏振控制元件2；所述第二偏振控制单元设置于所述偏振分光单元的出射位置，用于调节辅助显示图像的光强。基于经过第一偏振控制单元和双折射焦距切换元件后的光线偏振状态可能为P偏光或S偏光。而在挡风玻璃上，若光线以一定角度入射并反射到人眼，由布儒斯特(Brewster reflection)反射原理可知，如果光线以布鲁斯特角入射，则P偏光反射光强衰减为0，因此，此时需要通过第二偏振控制单元将入射光线调节为S偏光，以避免反射到人眼的光强受到影响。
在本申请一些可选的实施例中，所述辅助显示装置还包括反射镜组；所述反射镜组设置于所述偏振分光单元与所述辅助显示设备之间，用于调节光路。当车内环境相对固定式，实施例一种的辅助显示设备可能难以将光路引导到所需要显示的位置，此时需要通过一个反射镜组实现光路的调节。例如图中所示：所述反射镜组包括两个反射镜(反射镜1和反射镜2)；且两个反射镜均采用自由曲面设计，能够进一步矫正后续光路中引入的畸变和像差。
在本申请一些可选的实施例中，所述辅助显示装置还包括盖板玻璃；所述盖板玻璃设置于所述辅助显示设备的前端，用于防止灰尘以及阻挡外部干扰光线。
实施例三，
参照图8所示，为本发明提供的辅助显示装置第三个实施例的结构框图。在该实施例中，基本架构与实施例二基本相同，不同之处在于，所述偏振分光单元为双折射元件。例如：所述双折射元件为尼克尔棱镜或沃拉斯顿棱镜。这样，可以利用双折射元件的分光特性将不同偏振光按照不同的方向进行光路的折射，相应的可以利用反射镜组进行光路调节设置以使得最终在挡风玻璃上能够实现不同光路的显示。具体的参照图8所示，在低速状态下，偏振控制元件1输出P偏振光，经过双折射元件的风光，形成光路(1)并且最终实现近距离显示。在高速状态下则相应的可以形成光路(2)以及远距离的显示。这样通过采用更为简单的双折射元件，能够降低工艺复杂度和加工成本。
需要说明的是，基于本实施例与实施例二中光路的不同，这里同样需要对反射镜组的结构和位置进行适应性的调节。
实施例四，
参照图9所示，为本发明提供的辅助显示装置第四个实施例的结构框图。所述辅助显示装置在低速或者高速状态时，还可以通过时分复用的方式实现双层显示；其中所述双层显示包括增强现实显示和状态信息显示。也即利用时分复用和偏振控制相结合的形式，可以实现双层抬头显示成像。具体的，偏振控制元件1控制输出光线为偏振状态1(例如，s光)时，光路偏向光路(2)，经过反射镜1具有光焦度的部分，此时焦距较远，为远层显示图像；偏振控制元件1控制输出光线为偏振状态2与偏振状态1正交(例如，p光)时，光路偏向光路(1)，经过反射镜1不具有光焦度的平面反射镜(或者光焦度为D2)部分，此时焦距较近，为近层显示图像。而在这两种不同的状态中，可以通过系统控制单元控制图像源分别输出增强显示信息或者预设的辅助显示图像信息。
实施例五，
本申请还提供了一种利用上述任一项实施例所述装置的辅助显示方法，包括：
检测当前车速并判断当前车速所处的车速区间；
根据当前车速所处的车速区间，相应的通过所述系统控制单元控制第一偏振控制单元切换偏振模式，使得第一偏振控制单元输出的偏振光和图像源的显示区域与车速区间对应驾驶员的视距相匹配。其中，每个不同的车速区间分别对应于第一偏振控制单元和图像源具有不同的控制方式，只要相应的按照对应关系进行控制既可使得驾驶员获得良好的辅助显示体验。
例如：所述车速区间设置为高速模式和低速模式；且高速模式和低速模式之间设置有一个车速临界值；
若当前车速小于或等于预设的车速临界值，则通过所述系统控制单元控制第一偏振控制单元切换为低速模式，使得第一偏振控制单元输出为P偏振光，并且控制图像源切换为低速显示区域；其中，所述低速显示区域为与低速行驶时的视野大小相匹配的图像显示区域；
若当前车速大于预设的车速临界值，则通过所述系统控制单元控制第一偏振控制单元切换为高速模式，使得第一偏振控制单元输出为S偏振光，并且控制图像源切换为高速显示区域；其中，所述高速显示区域为与高速行驶时的视野大小相匹配的图像显示区域；所述高速显示区域的大小小于所述低速显示区域的大小；参照图7可知，低速时成像距离较近，所以使用相对较大区域的低速显示区域可以使得驾驶员获得较好的显示体验，而高速时，由于成像距离更远，而放大投影放大的倍数也会增大，若是保持低速显示区域将会使得驾驶员视线内被显示图像完全覆盖，造成干扰，因此需要缩小显示区域，经过更大的放大使得驾驶员获得同样舒适的显示体验。需要说明的是，这里的低速显示区域和高速显示区域是相对而言的，本实施例并不限制具体区域的设置。
按照预设的间隔时间不断执行上述判断过程，直到辅助显示被关闭。
基于上述方法具有与装置同样的效果，此处不再赘述。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种基于车辆驾驶的辅助显示装置，其特征在于，包括：
车速监控单元，用于检测当前车辆的行驶速度并且将检测得到的车速信息发送到系统控制单元中；
系统控制单元，用于根据所述车速信息控制第一偏振控制单元实现不同偏振方向的输出并且控制图像源输出相应的图像信息；
图像源，用于根据所述系统控制单元的控制发出想要显示的图像信息；
第一偏振控制单元，用于根据所述系统控制单元的控制将所述图像信息转换为不同偏振方向的偏振光并且射入到偏振分光单元中；
偏振分光单元，用于接收所述第一偏振控制单元发出的偏振光并投射出去；
其中，所述图像信息从所述图像源发出，依次经过所述第一偏振控制单元以及所述偏振分光单元，最后投射到辅助显示设备上进行辅助显示。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述偏振分光单元为双折射焦距切换元件；所述双折射焦距切换元件包括第一层和第二层；其中，所述第一层为具有连续表面透镜的双折射材料或等效于具有有限焦距透镜的双折射材料；第二层为与第一层具有各向同性性质的材料，且第二层材料的折射率与第一层材料的其中一个折射率相同。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述等效于具有有限焦距透镜的双折射材料包括二元光学元件、菲涅尔透镜、超透镜或二次相位板中的一种。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述偏振分光单元设置有多个。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述偏振分光单元为多折射焦距切换元件，所述多折射焦距切换元件包括至少三个材料层；最后一个材料层为与其余材料层具有各向同性性质的材料，其余材料层为双折射材料。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述偏振分光单元为双折射元件。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述双折射元件为尼克尔棱镜或沃拉斯顿棱镜。
8.根据权利要求1-7任一项所述的装置，其特征在于，还包括第二偏振控制单元；所述第二偏振控制单元设置于所述偏振分光单元的出射位置，用于调节辅助显示图像的光强。
9.根据权利要求1-7任一项所述的装置，其特征在于，还包括反射镜组；所述反射镜组设置于所述偏振分光单元与所述辅助显示设备之间，用于调节光路。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述反射镜组包括两个反射镜；且两个反射镜均采用自由曲面设计，用于矫正后续光路中引入的畸变和像差。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括盖板玻璃；所述盖板玻璃设置于所述辅助显示设备的前面，用于防止灰尘以及阻挡外部干扰光线。
12.一种利用如权利要求1-11任一项所述装置的辅助显示方法，其特征在于，包括：
检测当前车速并判断当前车速所处的车速区间；
根据当前车速所处的车速区间，相应的通过所述系统控制单元控制第一偏振控制单元切换偏振模式，使得第一偏振控制单元输出的偏振光和图像源的显示区域与车速区间对应驾驶员的视距相匹配。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述车速区间包括高速模式和低速模式；且高速模式和低速模式之间设置有车速临界值；
若当前车速小于或等于预设的车速临界值，则通过所述系统控制单元控制第一偏振控制单元切换为低速模式，使得第一偏振控制单元输出为P偏振光，并且控制图像源切换为低速显示区域；其中，所述低速显示区域为与低速行驶时的视野大小相匹配的图像显示区域；
若当前车速大于预设的车速临界值，则通过所述系统控制单元控制第一偏振控制单元切换为高速模式，使得第一偏振控制单元输出为S偏振光，并且控制图像源切换为高速显示区域；其中，所述高速显示区域为与高速行驶时的视野大小相匹配的图像显示区域；所述高速显示区域的大小小于所述低速显示区域的大小；
按照预设的间隔时间不断执行上述判断过程，直到辅助显示被关闭。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述辅助显示装置通过时分复用的方式实现双层显示；其中，所述双层显示包括增强现实显示和状态信息显示。
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