CN109870815A - 平视显示器设备和车载平视显示系统 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种平视显示器设备和车载平视显示系统，其中，设备包括：第一偏振片、第二偏振片、第一偏振分束器、投影组件及第二偏振分束器；第一偏振片和第二偏振片分别对入射的第一光信号和第二光信号进行偏振态调整，使第一光信号和第二光信号分别处于第一偏振态和第二偏振态，并投射至第一偏振分束器，第一偏振分束器将入射的第一光信号反射至投影组件，将第二光信号透射至投影组件，投影组件将入射的包含第一光信号及第二光信号的合成光信号传输至第二偏振分束器，第二偏振分束器将入射的合成光信号中的第一光信号及第二光信号分别反射和透射至不同位置，以使第一光信号及第二光信号分别在不同位置成像，实现了同时显示两种不同的图像信息。

Description

平视显示器设备和车载平视显示系统

技术领域

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种平视显示器设备和车载平视显示系统。

背景技术

平视显示器(Head Up Display，简称HUD)，是运用在航空器上的飞行辅助仪器，平视是指飞行员不需要低头就能够看到他需要的重要资讯。平视显示器最早出现在军用飞机上。HUD使得观看者不仅能观看发光的信息，而且由于HUD的透明性质，还能透过HUD观察。

目前，HUD通常是对一个图片生成源进行投影，也就是说，仅能投影显示一种图像信息，适用场景比较局限。

发明内容

本申请提出一种平视显示器设备，用于解决相关技术中平视显示器适用范围局限的问题。

本申请一方面实施例提出了一种平视显示器设备，包括：第一偏振片、第二偏振片、第一偏振分束器、投影组件及第二偏振分束器；

所述第一偏振片，用于将入射的第一光信号进行偏振态调整，使其处于第一偏振态，并投射至所述第一偏振分束器；

所述第二偏振片，用于将入射的第二光信号进行偏振态调整，使其处于第二偏振态，并投射至所述第一偏振分束器；

所述第一偏振分束器，用于将入射的第一光信号反射至所述投影组件，并将第二光信号透射至所述投影组件；

所述投影组件，用于将入射的包含第一光信号及第二光信号的合成光信号传输至第二偏振分束器；

所述第二偏振分束器，用于将入射的合成光信号中的第一光信号及第二光信号分别反射和透射至不同位置，以使所述第一光信号及所述第二光信号分别在所述不同位置成像。

本申请实施例的平视显示器设备，包括第一偏振片、第二偏振片、第一偏振分束器、投影组件及第二偏振分束器，其中，第一偏振片和第二偏振片分别对入射的第一光信号和第二光信号进行偏振态调整，使第一光信号和第二光信号分别处于第一偏振态和第二偏振态，并投射至第一偏振分束器，第一偏振分束器将入射的第一光信号反射至投影组件，将第二光信号透射至投影组件，投影组件将入射的包含第一光信号及第二光信号的合成光信号传输至第二偏振分束器，第二偏振分束器将入射的合成光信号中的第一光信号及第二光信号分别反射和透射至不同位置，以使第一光信号及第二光信号分别在不同位置成像。由此，基于平视显示器设备的结构，可以在不同位置同时投影显示两种不同的图像信息，扩大了平视显示器设备的适用范围。

本申请另一方面实施例提出了一种车载平视显示系统，包括第一信号源、第二信号源及如上述一方面实施例所述的平视显示器设备；

所述第一信号源，用于根据待投影的第一图像，发出第一光信号；

所述第二信号源，用于根据待投影的第二图像，发出第二光信号。

本申请实施例的车载平视显示系统，包括第一信号源、第二信号源和上述实施例的平视显示器设备，由此，车辆上可以在不同位置同时显示第一图像和第二图像，提高了用户的体验。

本申请另一方面实施例还提出一种应用上述所述的平视显示器设备的平视显示控制方法，包括：

获取待投影的第一图像及第二图像分别对应的目标投射位置；

根据所述第一图像及第二图像分别对应的目标投射位置，分别确定所述第一图像对应的第一信号源、及所述第二图像对应的第二信号源；

根据所述第一图像控制所述第一信号源发出第一光信号，并根据所述第二图像控制所述第二信号源发出第二光信号。

本申请实施例的平视显示控制方法，通过获取待投影的第一图像及第二图像分别对应的目标投射位置，根据第一图像和第二图像的分别对应的目标投射位置，分别确定第一图像对应的第一信号源和第二图像对应的第二信号源，根据第一图像控制第一信号源发出第一光信号，并根据第二图像控制第二信号源发出第二光信号，由此，通过根据待投影的两种图像的投射位置，确定待投影的两种图像对应信号源，从而控制相应的信号源发出光信号，实现了将待投影的图像准确地投影至相应的投影位置。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种平视显示器设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种平视显示器设备的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的又一种平视显示器设备的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的再一种平视显示器设备的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的还一种平视显示器设备的结构示意；

图6为本申请实施例提供的一种车载平视显示系统的结构示示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种车载平视显示系统的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种平视显示控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的平视显示器设备和车载平视显示系统。

本申请实施例，针对相关技术中，平视显示器适用范围局限的问题，提出一种平视显示器设备。

图1为本申请实施例提供的一种平视显示器设备的结构示意图。

如图1所示，该平视显示器设备100包括：第一偏振片110、第二偏振片120、第一偏振分束器130、投影组件140及第二偏振分束器150。

其中，第一偏振片110，用于将入射的第一光信号进行偏振态调整，使其处于第一偏振态，并投射至第一偏振分束器130。

第二偏振片120，用于将入射的第二光信号进行偏振态调整，使其处于第二偏振态，并投射至第一偏振分束器130。

其中，第一光信号和第二光信号，分别是根据不同待展示的图像发出的。为了使第一偏振分束器130对第一光信号和第二光信号进行不同处理，第一偏振态可以为S态，第二偏振态为P态，或者第一偏振态为P态，第二偏振态为S态。

第一偏振分束器130，用于将入射的第一光信号反射至投影组件140，并将第二光信号透射至投影组件140。

投影组件140，用于将入射的包含第一光信号及第二光信号的合成光信号传输至第二偏振分束器150。

第二偏振分束器150，用于将入射的合成光信号中的第一光信号及第二光信号分开，并分别反射和透射至不同位置，以使第一光信号及第二光信号分别在不同位置成像。

具体而言，第二偏振分束器150可将入射的合成光信号分成两种偏振态相互垂直的第一光信号和第二光信号，第二偏振分束器150对第一光信号和第二光信号，一个进行反射，一个进行透射，其中，透射或者反射与第二偏振分束器150和两种光信号的偏振态有关，如果对第一光信号进行反射，那么对第二光信号进行透射，若第一光信号进行透射，那么对第二光信号进行反射。第二偏振分束器150将第一光信号与第二光信号分别透射和反射至不同方向。

由于自然光的振动方向是杂乱无章的，偏振片可将天然光变成偏振光。本实施例中，可用第一偏振片110和第二偏振片120，分别对第一光信号和第二光信号进行偏振态调整，使第一光信号的第一偏振态与第二光信号的第二偏振态为相互垂直的偏振态，如第一偏振态S态，第二偏振态为P态。

本实施例中，第一偏振分束器130和第二偏振分束器150可以采用立方体型偏振分束器。如图1中所示，在设置时，可使第一偏振片110和第二偏振片120分别朝向第一偏振分束器130的两个相邻面，图1中第一偏振分束器130和第二偏振分束器150中的斜线为偏振膜。

平视显示器设备100的具体工作过程如下：根据不同待展示的图像发出的第一光信号和第二光信号，分别入射至第一偏振片110和第二偏振片120，第一偏振片110对第一光信号进行偏振态调整，使第一光信号处于第一偏振态，并将第一光信号投射至第一偏振分束器130，第二偏振片120对第二光信号进行偏振态调整，使第二光信号处于第二偏振态，并将第二光信号投射至第一偏振分束器130。第一偏振分束器130将第一光信号反射至投影组件140，将第二光信号透射至投影组件140。投影组件140对入射的第一光信号和第二光信号进行合成，得到一路合成光信号，并将一路合成光信号入射至第二偏振分束器150。第二偏振分束器150将入射的合成光信号分开得到第一光信号和第二光信号，第一光信号和第二光信号分别透射和反射至不同位置，从而使得第一光信号和第二光线号分别在不同位置成像。由此，可以实现在不同位置同时显示两种图像信息的目的，扩大了平视显示器的适用范围。

为了使成像比较清晰，在本申请的一个实施例中，如图1中所示，第一偏振片110及第二偏振片120在空间中互相垂直设置，从而使得经过第一偏振片110的第一光信号，和经过第二偏振片120的第二光信号均能够垂直入射至第一偏振分束器130，进而使得第一光信号经过第一偏振分束器130反射后垂直入射至投影组件140，使第二光信号垂直透射经过第一偏振分束器130，并垂直入射至投影组件140，也就是使第一光信号和第二光信号垂直入射至投射组件140。

图2为本申请实施例提供的另一种平视显示器设备的结构示意图；图3为本申请实施例提供的又一种平视显示器设备的结构示意图。

上述实施例中，成像的位置处于不同方向，可能不方便用户观看。基于此，在本申请的一个实施例中，如图2和图3所示，平视显示器设备100还可包括反射组件160。其中，反射组件可以是反射镜。

其中，反射组件160可设置在第二偏振分束器150发射出的第一光信号或第二光信号的传播方向上，第一光信号或第二光信号的入射至反射组件的入射角度的调整可根据需要通过调整反射组件实现。

反射组件160用于将第二偏振分束器150发射出的第一光信号或第二光信号进行反射，以使反射后的第一光信号或第二光信号，与经过第二偏振分束器150透射后的第二光信号或第一光信号在同一方向的不同位置成像。

图2与图3中分别示出反射组件160两种不同设置方式。图2中，第二偏振分束器150对合成光信号的中第二光信号进行反射，反射出的第二光信号入射至反射组件160，反射组件160对第二光信号进行反射。因此，经反射组件160反射后的第二光信号与经过第二偏振分束器150透射后的第一光信号在同一方向的不同位置成像。

图3中，第二偏振分束器150对合成光信号的中第一光信号进行透射，经第二偏振分束器150透射后的第一光信号入射至反射组件160，反射组件160对第一光信号进行反射。因此，经反射组件160反射后的第一光信号，与经过第二偏振分束器160反射后的第二光信号在同一方向的不同位置成像。

图2和图3中反射组件的设置方式是比较特殊的设置方式，经过反射后的第一光信号或第二光信号，与经过第二偏振分束器150投射后的另一路光信号平行。在实际应用中，第一光信号或第二光信号投射至同一方向，可以是平行的，也可以是不平行的。

基于图2和图3所示的实施例，可将平视显示器设备100应用于车辆，由此，可将导航信息和影视图像在同一方向上显示，比如将导航信息和影视信息同时投射至前方挡风玻璃上，具体地将导航信息投影到主驾视窗，将影视信息投影到副驾视窗。

在实际应用中，不同的用户对显示的图像的大小可能有不同的需求，比如对老年人，成像应该大些。为了调整成像比例，在本申请的一个实施例中，在图1所示实施例的基础上，或者在图2和图3所示实施例的基础上，平视显示器设备100还可包括焦距调整组件。

其中，焦距调整组件用于将第二偏振分束器150输出的第一光信号和/或第二光信号的成像焦距进行调整。

其中，焦距调整组件的数量可以是一个，也可以是多个。比如，利用一个焦距调整组件对第二偏振分束器150输出的第一光信号或第二光信号的成像焦距进行调整，以调整第一光信号或第二光信号的成像比例。

或者，利用两个焦距调整组件对第二偏振分束器150输出的第一光信号和第二光信号的成像焦距分别进行调整，以调整第一光信号和第二光信号的成像比例。

又或者，一个焦距调整组件能够调整的成像焦距可能不能满足需求，那么可用两个或两个以上的焦距调整组件对第二偏振分束器150输出的第一光信号或第二光信号的成像焦距进行调整。

需要说明的是，当平视显示器设备包括多个焦距调整组件时，每个焦距调整组件的成像焦距调整范围，可以相同，也可以不同。

本申请实施例中，在平视显示器设备中设置焦距调整组件，通过焦距调整组件可以实现对第一光信号和/或第二光信号的成像大小进行调整，从而可以满足用户的观看需求。

图4为本申请实施例提供的再一种平视显示器设备的结构示意图。图5为本申请实施例提供的还一种平视显示器设备的结构示意图。

为了提高成像质量，在本申请的一个实施例中，在图1所示实施例的基础上，如图4和图5所示，该平视显示器设备100还可包括自由曲面镜170。

其中，自由曲面镜170设置在投影组件140出射的合成光信号的传播方向上，使得合成光信号能够入射至自由曲面镜170。

自由曲面镜170，用于将投影组件140出射的包含第一光信号及第二光信号的合成光信号进行补偿，并将补偿后的合成光信号传输至第二偏振分束器150。

需要说明的是图4和图5中自由曲面镜170的数量和位置仅是示例，在实际应用中，自由曲面镜170的数量和位置可以根据第一光信号和第二光信号的成像位置选择和确定，换句话说，也可以通过调整自由曲面镜170的数量和位置，调整成像位置。

本申请实施例中，平视显示器设备包含自由曲面镜，通过自由曲面镜不仅可以对投影组件出射的包含第一光信号和第二光信号的合成光信号进行补偿，而且能够通过自由曲面镜调整第一光信号和第二光信号的成像位置。

为了实现上述实施例，本申请实施例还提出一种车载平视显示系统。图6为本申请实施例提供的一种车载平视显示系统的结构示示意图。

本申请实施例的车载平视显示系统可应用与车辆上。

如图6所示，该车载平视显示系统包括：平视显示器设备100、第一信号源200、第二信号源300。

其中，第一信号源200，用于根据待投影的第一图像，发出第一光信号。第二信号源300，用于根据待投影的第二图像，发出第二光信号。

本实施例中，第一信号源200发出的第一光信号与第二信号源300发出的第二光信号，分别入射至平视显示器设备100，由平视显示器设备100对第一光信号和第二光信号进行投影显示，从而实现同时投影显示两种图像信息。具体过程可参见上述实施例中所述的平视显示器设备100，在此不再赘述。

另外，本申请实施例的第一图像与第二图像不同，比如第一图像为当前车辆各种指标信息，第二图像为影视图片，那么利用该车载平视显示器设备可以实现同时显示车辆的各种指标信息以及影视。

本申请实施例的车载平视显示系统，通过平视显示器设备对第一信号源根据第一图像发出的第一信号，和对第二信号源根据第二图像发出的第二信号进行处理，可以实现在车辆中不同位置投影显示第一图像和第二图像两种图像。

在实际应用中，驾驶员通常需要利用导航行驶从出发地行驶到目的地。在本申请的一个实施例中，第一信号源200可具体用于根据待投影的导航图像，发出第一光信号，第二信号源300具体用于根据待投影的影视信息，发出第二光信号。由此，利用平视显示器设备100可以将两种待投影的图像，同时投影显示在不同位置，从而使得车内人员不仅可以看到导航信息，而且还可以观看影视。

在本申请的一个实施例中，该车载平视显示系统还可包括前挡风玻璃。图7为本申请实施例提供的另一种车载平视显示系统的结构示意图。

如图7所示，该车载平视显示系统，还可包括前挡风玻璃400。

本实施例中，第一信号源200发出的第一光信号和和第二信号源300发出的第二光信号分别入射至平视显示器设备100。

平视显示器设备100具体用于将第一光信号及第二光信号投射至前挡风玻璃400的不同位置。其中，前挡风玻璃400的成像位置加上半透半反膜，以实现在前挡风玻璃400上成像的同时，不影响用户透过前挡风玻璃400观察前方。

本实施例中，为了使第一光信号及第二光信号都投射至车辆的前挡风玻璃400，平视显示器设备100可包括反射组件160，以利用反射组件160对第一光信号或第二光信号进行反射，将反射后的第一光信号或第二光信号，与经第二偏振分束器150透射后的另一路光信号投射至前挡风玻璃400的不同位置。

举例来说，若图7中前防风玻璃400的位置a为主驾前的部分，位置b为副驾前的部分，图7中的第一信号源200可根据待投影的导航图像，发出第一光信号，第二信号源300可根据待投影的影视图像，发出第二光信号，由此平视显示器设备100可将第一光信号投射至前挡风玻璃400的位置a，将第二光信号投射至前挡风玻璃400的位置b，从而可以同时投影导航信息和影视图片两种不同的信息，将导航信息投影至主驾视窗，将影视图像投影至副驾视窗，由此降低了观影人位置的局限性，提高了观影体验。

在本申请的一个实施例中，第一信号源200、第二信号源300及平视显示器设备100可容置于车辆引擎盖下方的容器内。

其中，容器和引擎盖均设置有用于第一光信号及第二光信号出射的出光口，以使第一光信号和第二光信号通过出光口射出，投射至不同的位置进行成像。

在实际应用中，在使用上述平视显示器设备时，可能需要将两种或两种以上不同的图像投射至不同的位置，以满足不同用户的需求。为了实现上述实施例，本申请实施例还提出一种应用上述平视显示设器设备的平时显示控制方法，以确定待投射的图像对应的信号源，从而控制信号源根据相应图像发出的光信号。图8为本申请实施例提供的一种平视显示控制方法的流程示意图。

如图8所示，该平视显示控制方法包括：

步骤501，获取待投影的第一图像及第二图像分别对应的目标投射位置。

本实施例中，假设待投影的图像为第一图像和第二图像，其中，第一图像和第二图像可以是两种不同类型的图像。对于车载平视显示器设备，比如，第一图像为导航图像，第二图像为影视图像。

在具体实现时，可根据第一图像和第二图像中包含的内容，分别确定对应的目标投射位置。例如，对于车载平视显示器设备，若第一图像为导航图像，第二图像为影视图像，可根据预先设置的图像与投射位置的对应关系，确定导航图像投射至主驾驶前方位置，影视信息投射至副驾驶位置前方位置。

或者，根据接收的用户选择投射位置指令，确定待投射的第一图像和第二图像分别对应的目标投射位置。比如，用户通过车载显示屏的相关按钮，或者通过与车辆连接的移动终端，或者通过语音，输入在主驾驶位置前投射导航信息，以及在副驾驶前方位置前投射影视图像的指令，那么可以用户输入的指令，确定导航图像的投射位置为主驾驶位置前方位置，确定影视图像的投射位置为副驾驶前方位置。

步骤502，根据第一图像及第二图像分别对应的目标投射位置，分别确定第一图像对应的第一信号源、及第二图像对应的第二信号源。

本实施例中，可预先建立投射位置与信号源的对应关系，在确定待投影的第一图像和第二图像对应的目标投射位置，可通过投射位置与信号源的对应关系，确定待投影的第一图像和第二图像对应的信号源。从而，使得待投影的图像能够准确地投射至相应的位置。

步骤503，根据第一图像控制第一信号源发出第一光信号，并根据第二图像控制第二信号源发出第二光信号。

在确定第一图像对应第一信号源，第二图像对应第二信号源后，可根据第一图像控制其对应的第一信号源发出第一光信号，以通过前述平视显示器设备将第一图像投射至对应的目标位置，根据第二图像控制其对应的第二信号源发出第二光信号，以通过前述平视显示器设备将第二图像投射至对应的目标位置。

然后，应用前述实施例中描述的平视显示器设备，将第一光信号和第二光信号投射至对应的目标位置，具体过程不再赘述。

需要说明的是，待投影的第一图像和第二图像也可以相同，那么在确定信号源时，可以从第一信号源和第二信号源中随机选择一个信号源作为第一图像的信号源，另一个作为第二图像的信号源。

本申请实施例的平视显示控制方法，通过获取待投影的第一图像及第二图像分别对应的目标投射位置，根据第一图像和第二图像的分别对应的目标投射位置，分别确定第一图像对应的第一信号源和第二图像对应的第二信号源，根据第一图像控制第一信号源发出第一光信号，并根据第二图像控制第二信号源发出第二光信号，由此，通过根据待投影的两种图像的投射位置，确定待投影的两种图像对应信号源，从而控制相应的信号源发出光信号，实现了将待投影的图像准确地投影至相应的投影位置。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

Claims (10)

1.一种平视显示器设备，其特征在于，包括：第一偏振片、第二偏振片、第一偏振分束器、投影组件及第二偏振分束器；

所述第一偏振片，用于将入射的第一光信号进行偏振态调整，使其处于第一偏振态，并投射至所述第一偏振分束器；

所述第二偏振片，用于将入射的第二光信号进行偏振态调整，使其处于第二偏振态，并投射至所述第一偏振分束器；

所述第一偏振分束器，用于将入射的第一光信号反射至所述投影组件，并将第二光信号透射至所述投影组件；

所述投影组件，用于将入射的包含第一光信号及第二光信号的合成光信号传输至第二偏振分束器；

所述第二偏振分束器，用于将入射的合成光信号中的第一光信号及第二光信号分别反射和透射至不同位置，以使所述第一光信号及所述第二光信号分别在所述不同位置成像。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一偏振片及所述第二偏振片在空间中互相垂直设置。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：反射组件；

所述反射组件，用于将所述第二偏振分束器发射出的第一光信号或第二光信号进行反射，以使反射后的第一光信号或第二光信号，与经所述第二偏振分束器透射后的另一光信号在同一方向的不同位置成像。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：焦距调整组件；

所述焦距调整组件，用于将所述第二偏振分束器输出的第一光信号和/或所述第二光信号的成像焦距进行调整。

5.如权利要求1-4任一所述的设备，其特征在于，还包括：自由曲面镜；

所述自由曲面镜，用于将所述投影组件出射的包含第一光信号及第二光信号的合成光信号进行补偿，并将补偿后的合成光信号传输至所述第二偏振分束器。

6.一种车载平视显示系统，其特征在于，包括第一信号源、第二信号源及如权利要求1-5任一所述的平视显示器设备；

所述第一信号源，用于根据待投影的第一图像，发出第一光信号；

所述第二信号源，用于根据待投影的第二图像，发出第二光信号。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一信号源，具体用于根据待投影的导航图像，发出第一光信号；

所述第二信号源，用于根据待投影的影视图像，发出第二光信号。

8.如权利要求6或7所述的系统，其特征在于，还包括：前挡风玻璃；

所述平视显示器设备，用于将第一光信号及第二光信号投射至所述前挡风玻璃的不同位置。

9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一信号源、第二信号源及所述平视显示器设备容置于车辆引擎盖下方的容器内；

其中，所述容器和所述引擎盖均设置有用于所述第一光信号及第二光信号出射的出光口，且所述引擎盖的出光口覆盖透明盖板。

10.一种应用如权利要求1-5任一所述的平视显示器设备的平视显示控制方法，其特征在于，包括：

获取待投影的第一图像及第二图像分别对应的目标投射位置；

根据所述第一图像及第二图像分别对应的目标投射位置，分别确定所述第一图像对应的第一信号源、及所述第二图像对应的第二信号源；

根据所述第一图像控制所述第一信号源发出第一光信号，并根据所述第二图像控制所述第二信号源发出第二光信号。