CN112444974A - 一种抬头显示设备、成像系统和车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抬头显示设备、成像系统和车辆，其中，该抬头显示设备包括：至少两个像源和曲面镜；至少两个像源能够分别发出至少两路光线；所述至少两路光线中的各路光线分别由所述至少两个像源中的不同像源发出，所述各路光线在分别发出各路光线的像源与所述曲面镜之间的传播路径长度不同；所述曲面镜将入射的至少两路光线反射出所述抬头显示设备，使得反射出抬头显示设备的至少两路光线中的各路光线能够根据各路光线自身的传播路径长度，分别形成与观察者距离不等的虚像。通过本发明实施例提供的抬头显示设备、成像系统和车辆，利用多层次成像方式让处于不同位置物体与HUD形成的不同距离的图像融合。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，具体而言，涉及一种抬头显示设备、成像系统和车辆。
背景技术
目前，抬头显示设备(Head Up Display，HUD)可以将行车信息投影到车辆的挡风玻璃上，使得驾驶员在驾驶过程中无需低头观看仪表盘，就可以查看到车辆的行车信息。
HUD投影出的图像区域在挡风玻璃中驾驶员所在一侧的表面上显示，方便驾驶员在驾驶过程中对行车信息进行查看。
该图像区域在挡风玻璃上呈现的位置是固定的，而车辆行驶过程中车辆周围的实物都在不断运动，使得HUD发出的图像与实物的融合过程中，出现视觉辐辏调节冲突，降低了HUD的使用体验。
发明内容
为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种抬头显示设备、成像系统和车辆。
第一方面，本发明实施例提供了一种抬头显示设备，包括：至少两个像源和曲面镜；
至少两个像源能够分别发出至少两路光线；所述至少两路光线中的各路光线分别由所述至少两个像源中的不同像源发出，所述各路光线在分别发出各路光线的像源与所述曲面镜之间的传播路径长度不同；
所述曲面镜将入射的至少两路光线反射出所述抬头显示设备，使得反射出抬头显示设备的至少两路光线中的各路光线能够根据各路光线自身的传播路径长度，分别形成与观察者距离不等的虚像。
第二方面，本发明实施例还提供了一种抬头显示设备，包括：第一像源、第二像源、曲面镜和第一透反元件；
所述第一像源，能够发出第一光线，所述第二像源，能够发出第二光线；
所述第一透反元件，能够透过入射的所述第一光线且对入射的所述第二光线进行反射；
所述第一透反元件设置在所述第一像源和所述第二像源之间；
所述曲面镜将入射的所述第一光线反射出所述抬头显示设备，使得反射出抬头显示设备的所述第一光线能够根据所述第一光线自身的传播路径长度，形成第一虚像；
所述曲面镜将入射的所述第二光线反射出所述抬头显示设备，使得反射出抬头显示设备的所述第二光线能够根据所述第二光线自身的传播路径长度，形成第二虚像；
所述第一光线和所述第二光线的传播路径长度不同，使得所述第一虚像与观察者之间的距离和所述第二虚像与观察者之间的距离不同。
第三方面，本发明实施例还提供了一种成像系统，包括：车辆挡风玻璃和上述第一方面所述的抬头显示设备；
所述车辆挡风玻璃将接收到的所述抬头显示设备发出的至少两路光线反射到观察者的眼盒区域，使得所述观察者能够观察到所述车辆挡风玻璃在远离所述抬头显示设备的一侧呈现的由至少两路光线中的各路光线分别形成的与观察者距离不同的虚像。
第四方面，本发明实施例还提供了一种成像系统，包括：车辆挡风玻璃和上述第二方面所述的抬头显示设备；
所述车辆挡风玻璃将接收到的所述抬头显示设备发出的第一光线、所述第二光线和第三光线反射到观察者的眼盒区域，使得所述观察者能够观察到所述车辆挡风玻璃在远离所述抬头显示设备的一侧呈现的分别由第一光线形成的第一虚像、所述第二光线形成的第二虚像和第三光线形成的第三虚像；
其中，所述第一虚像与观察者之间的距离、所述第二虚像与观察者之间的距离和第三虚像与观察者之间的距离各不相同。
第五方面，本发明实施例还提供了一种车辆，包括：上述的第三方面所述的成像系统。
第六方面，本发明实施例还提供了一种车辆，包括：上述的第四方面所述的成像系统。
本发明实施例上述第一方面、第三方面以及第五方面提供的方案中，通过设置至少两个像源分别发出传播路径不同的至少两路光线，从而在至少两路光线中的各路光线反射出抬头显示设备后能够根据各路光线自身的传播路径长度，分别形成与观察者距离不等的虚像，达到多层次成像的目的，即使车辆周围物体不断运动，也可以利用多层次成像方式让处于不同位置物体与HUD形成的不同距离的图像融合，使得观察者可以看到清楚的融合后的视觉效果，避免了视觉辐辏调节冲突的情况出现，提高HUD的使用体验。
本发明实施例上述第二方面、第四方面以及第六方面提供的方案中，通过设置透反元件，对至少两个光源发出的不同光线进行透过或者反射，使至少两个光源发出的光线在HUD内的传播路径不同，从而可以在距离观察者不同的位置成像，达到多层次成像的目的，即使车辆周围物体不断运动，也可以利用多层次成像方式让处于不同位置物体与HUD发出的图像在视觉上融合，使得观察者可以看到清楚的融合后的视觉效果，避免了视觉辐辏调节冲突的情况出现，提高HUD的使用体验，而且还具有充分利用光线和提高光效的特点。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出了本发明实施例1所提供的一种抬头显示设备的结构示意图；
图2示出了本发明实施例1所提供的一种抬头显示设备中，增加有平面反射镜的HUD的结构示意图；
图3示出了本发明实施例2所提供的一种抬头显示设备的结构示意图；
图4示出了本发明实施例2所提供的一种抬头显示设备中，像源放置在不同位置的HUD的结构示意图；
图5示出了本发明实施例2所提供的一种抬头显示设备中，像源放置在不同位置的HUD的结构示意图；
图6示出了本发明实施例2所提供的一种抬头显示设备中，像源放置在不同位置的HUD的结构示意图；
图7示出了本发明实施例2所提供的一种抬头显示设备中，像源放置在不同位置的HUD的结构示意图；
图8示出了本发明实施例2所提供的一种抬头显示设备中，具有平面反射镜且像源放置位置不同的HUD的结构示意图；
图9示出了本发明实施例2所提供的一种抬头显示设备中，具有平面反射镜且像源放置位置不同的HUD的结构示意图；
图10示出了本发明实施例2所提供的一种抬头显示设备中，具有平面反射镜且像源放置位置不同的HUD的结构示意图；
图11示出了本发明实施例2所提供的一种抬头显示设备中，具有平面反射镜且像源放置位置不同的HUD的结构示意图；
图12示出了本发明实施例3所提供的一种车辆驾驶舱的一种结构示意图；
图13示出了本发明实施例3所提供的一种车辆驾驶舱的另一种结构示意图；
图14示出了本发明实施例4所提供的一种车辆驾驶舱的第一种结构示意图；
图15示出了本发明实施例4所提供的一种车辆驾驶舱的第二种结构示意图；
图16示出了本发明实施例4所提供的一种车辆驾驶舱的第三种结构示意图；
图17示出了本发明实施例4所提供的一种车辆驾驶舱的第四种结构示意图；
图18示出了本发明实施例4所提供的一种车辆驾驶舱的第五种结构示意图；
图19示出了本发明实施例4所提供的一种车辆驾驶舱的第六种结构示意图；
图20示出了本发明实施例4所提供的一种车辆驾驶舱的第七种结构示意图；
图21示出了本发明实施例4所提供的一种车辆驾驶舱的第八种结构示意图；
图22示出了本发明实施例4所提供的一种车辆驾驶舱的第九种结构示意图。
具体实施方式
目前，HUD技术可以避免驾驶员在驾驶过程中低头看仪表盘所导致的分心，提高驾驶安全系数，同时也能带来更好的驾驶体验。因此，使用汽车挡风玻璃进行成像的大屏幕全尺寸HUD正受到越来越多的关注。
增强现实抬头显示器(Augmented Reality Head Up Display，AR-HUD)则是通过内部特殊设计的光学系统，在驾驶员视线区域内合理、生动地显示一些驾驶信息，从而进一步增强驾驶员对于实际驾驶环境的感知。比如一旦用户驾驶车辆偏离既定车道，AR-HUD系统可以在车道线边缘处标出红线提醒驾驶员；驾驶时可以在前车后部看到一条标记的亮带等。因此，AR-HUD的兴起，对HUD行业提出了更高的技术要求。
AR-HUD目前仍有很多的技术难关等待攻克。在光学方面，例如：如何去控制视域、显像尺寸、以及成像距离，这些都与最终成像的效果息息相关；在软件方面，例如：如何去控制算法精确处理道路和环境信息也是非常重要的一个部分。基于AR-HUD的原理，像源投射出的图像需要在视觉上与真实环境融合，如方向指示箭头需要与道路精准融合等，才能给观察者良好的视觉感受。但该像源投射出的图像在挡风玻璃上呈现的位置是固定的，而车辆行驶过程中车辆周围的实物都在不断运动，使得HUD发出的图像与真实环境的融合过程中，出现视觉辐辏调节冲突，降低了HUD的使用体验。基于此，本实施例提出一种抬头显示设备、成像系统和车辆，通过设置至少两个像源分别发出传播路径不同的至少两路光线，从而在至少两路光线中的各路光线反射出抬头显示设备后能够根据各路光线自身的传播路径长度，分别形成与观察者距离不等的虚像，达到多层次成像的目的，即使车辆周围物体不断运动，也可以利用多层次成像方式让处于不同位置物体与HUD形成的不同距离的图像融合，使得观察者可以看到清楚的融合后的视觉效果，避免了视觉辐辏调节冲突的情况出现，提高HUD的使用体验。
为使本申请的上述目的、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申请做进一步详细的说明。
在以下各实施例中，术语“HUD”和术语“AR-HUD”所表达的意思都是可以发出具有增强现实效果图像的抬头显示设备。
术语“视觉上与真实环境融合”，是指观察者的双眼看到的HUD呈现的图像与真实环境是完全贴合到一起的。
实施例1
参见图1所示的HUD的结构示意图，本实施例提出一种抬头显示设备，包括：至少两个像源100和曲面镜102。图1中展示的2个像源仅为示例，本实施例的HUD还可以包括更多的像源100。
至少两个像源100能够分别发出至少两路光线；所述至少两路光线中的各路光线分别由所述至少两个像源100中的不同像源100发出，所述各路光线在分别发出各路光线的像源100与所述曲面镜102之间的传播路径长度不同。就是说，各像源100放置的位置与焦平面之间的距离不同。
所述曲面镜102，可以是但不限于：球面镜、双曲面镜、抛物面镜、以及自由曲面镜。
所述像源100，能够发出呈现图像的光线。
在一个实施方式中，各像源100可以设置在曲面镜与所述曲面镜的焦平面之间或者设置在所述曲面镜的焦平面上。
所述曲面镜102将入射的至少两路光线反射出所述抬头显示设备，使得反射出抬头显示设备的至少两路光线中的各路光线能够根据各路光线自身的传播路径长度，分别形成与观察者距离不等的虚像。
在一个实施方式中，若HUD中存在3个像源时，可以根据3个像源分别与曲面镜之间的距离，3个像源可以分别在可以在距离观察者10米左右的位置成第一个虚像，在距离观察者20米左右的位置成第二个虚像；以及在距离观察者30米或者更远的位置成第三个虚像；从而使HUD可以多层次成像。
为了缩小HUD的体积，参见图2所示的具有平面反射镜的HUD的结构示意图，本实施例提出的HUD，还包括：平面反射镜104。
所述平面反射镜104将所述至少两个像源100发出的至少两路光线反射到所述曲面镜。
所述平面反射镜104，可以设置在所述像源发出的光线入射到所述曲面镜的光路之间的任何位置上，本实施例不再赘述。
通过以上的内容可以看出，可以在HUD中增加平面反射镜，以增加光线在HUD内的传播路径数量，对HUD内有限空间进行重复利用，从而缩小HUD的体积。
通过以上的内容可以看出，在HUD中增加平面反射镜后，所述各路光线经过所述平面反射镜104的传播路径长度，包括：所述各路光线在分别发出各路光线的像源100与所述平面反射镜104之间的传播路径长度和所述各路光线分别在所述平面反射镜104和所述曲面镜102之间的传播路径长度。
由于各像源100放置的位置不同，就会使得各像源100发出的所述各路光线经过所述平面反射镜104的传播路径长度不同。
综上所述，本实施例提出的HUD，通过设置至少两个像源分别发出传播路径不同的至少两路光线，从而在至少两路光线中的各路光线反射出抬头显示设备后能够根据各路光线自身的传播路径长度，分别形成与观察者距离不等的虚像，达到多层次成像的目的，即使车辆周围物体不断运动，也可以利用多层次成像方式让处于不同位置物体与HUD形成的不同距离的图像融合，使得观察者可以看到清楚的融合后的视觉效果，避免了视觉辐辏调节冲突的情况出现，提高HUD的使用体验。
实施例2
本实施例提出另一种能够实现多层次成像的HUD。
参见图3所示的一种HUD的结构示意图，本实施例提出的一种抬头显示设备，包括：第一像源900、第二像源902、曲面镜102和第一透反元件904。
所述第一像源900，能够发出第一光线，所述第二像源902，能够发出第二光线。
所述第一像源900和所述第二像源902分别设置在不同位置上，所述第一光线和所述第二光线的传播路径长度不同。
所述第一光线和所述第二光线的传播路径长度不同，是指所述第一光线和所述第二光线在HUD内的传播路径的长度不同。
所述第一透反元件904，能够透过入射的所述第一光线且对入射的所述第二光线进行反射。
所述第一透反元件904设置在所述第一像源和所述第二像源之间。
所述曲面镜102将入射的所述第一光线反射出所述抬头显示设备，使得反射出抬头显示设备的所述第一光线能够根据所述第一光线自身的传播路径长度，形成第一虚像。
所述曲面镜102将入射的所述第二光线反射出所述抬头显示设备，使得反射出抬头显示设备的所述第二光线能够根据所述第二光线自身的传播路径长度，形成第二虚像。
所述第一光线和所述第二光线的传播路径长度不同，使得所述第一虚像与观察者之间的距离和所述第二虚像与观察者之间的距离不同。
在上述HUD结构的基础上，在一个实施方式中，参见图4和图5所示的像源放置位置不同的HUD的结构示意图，本实施例提出的HUD，还可以包括：第二透反元件908和第三像源906。
所述第二透反元件908设置在所述第二像源902和所述第一透反元件904之间。
所述第三像源906，能够发出第三光线。
所述第二透反元件908，能够透过入射的所述第二光线且对入射的所述第三光线进行反射；所述第一透反元件904将入射的所述第三光线反射到所述曲面镜。
所述曲面镜102将入射的所述第三光线反射出所述抬头显示设备，使得反射出抬头显示设备的所述第三光线能够根据所述第三光线自身的传播路径长度，形成第三虚像。
在另一个实施方式中，参见图6和图7所示的像源放置位置不同的HUD的结构示意图，本实施例提出的HUD中，所述第二透反元件908还可以设置在所述第一透反元件904和所述第一像源900之间。
所述第二透反元件908，能够透过入射的所述第一光线且对入射的所述第三光线进行反射；所述第一透反元件904将入射的所述第三光线透过，使得所述第三光线入射到所述曲面镜。
所述曲面镜102将入射的所述第三光线反射出所述抬头显示设备，使得反射出抬头显示设备的所述第三光线能够根据所述第三光线自身的传播路径长度，形成第三虚像。
在以上两种实现方式中，所述第三光线与所述第一光线和所述第二光线的传播路径长度不同，使得所述第三虚像与观察者之间的距离和第一虚像与观察者之间的距离、以及所述第二虚像与观察者之间的距离都不相同。从而达到错层次成像的目的。
所述第一光线、所述第二光线和所述第三光线为具有不同偏振特性的光线。
或者，所述第一光线、所述第二光线和所述第三光线为具有不同波长的三原色光线。
为了对具有不同偏振特性的所述第一光线、所述第二光线和所述第三光线进行透反操作，所述第一透反元件和所述第二透反元件，包括但不限于：反射式偏振镜(Reflective Polarizer Mirror，RPM)膜或双层增亮薄膜(Dual Brightness EnhancementFilm，DBEF)。
所述第一光线、所述第二光线和所述第三光线为具有不同波长的三原色光线时，所述第一透反元件，能够透过所述第一光线波长的光线且反射除所述第一光线波长的光线外的其他波长的光线。
所述第二透反元件，能够透过所述第二光线波长的光线且反射除所述第二光线波长的光线外的其他波长的光线。
为了对具有不同波长的三原色光线的所述第一光线、所述第二光线和所述第三光线进行透反操作，所述第一透反元件和所述第二透反元件可以使用任何能够对不同波长的三原色光线进行透反操作的光学器件，这里不再赘述。
为了缩小HUD的体积，在一种实现方式中，基于图6和图7所示的像源放置位置不同的HUD的结构，参见图8至图9所示的具有平面反射镜且像源放置位置不同的HUD的结构示意图，本实施例提出的HUD，还包括：所述平面反射镜104。
所述平面反射镜104将入射的第一光线、所述第二光线和第三光线都反射到所述曲面镜。
所述平面反射镜104，可以设置在第一光线、第二光线以及第三光线入射到所述曲面镜的重复光路上，本实施例不再赘述。
在另一种实现方式中，基于图4和图5所示的像源放置位置不同的HUD的结构，参见图10至图11所示的具有平面反射镜且像源放置位置不同的HUD的结构示意图，本实施例提出的HUD，还包括：所述平面反射镜104。
所述平面反射镜104将入射的第一光线、所述第二光线和第三光线都反射到所述曲面镜。
通过以上的内容可以看出，可以在HUD中增加平面反射镜，以增加光线在HUD内的传播路径数量，对HUD内有限空间进行重复利用，从而缩小HUD的体积。
在增加了平面反射镜之后，所述第一光线的传播路径长度，包括：所述第一光线在像源与所述平面反射镜之间的传播路径长度和所述第一光线在所述平面反射镜和所述曲面镜之间的传播路径长度。
所述第二光线经过第一透反元件、第二透反元件和平面反射镜的传播路径长度，包括：所述第二光线在像源与所述第一透反元件之间的传播路径长度、所述第二光线在所述第一透反元件与所述平面反射镜之间的传播路径长度、以及所述第二光线在所述平面反射镜和所述曲面镜之间的传播路径长度。
所述第三光线经过第一透反元件、第二透反元件和平面反射镜的传播路径长度，包括：所述第三光线在像源与所述第二透反元件之间的传播路径长度、所述第三光线在所述第二透反元件与所述第一透反元件之间的传播路径长度、所述第三光线在所述第一透反元件与所述平面反射镜之间的传播路径长度、以及所述第三光线在所述平面反射镜和所述曲面镜之间的传播路径长度。
通过以上的内容可以看出，第一光线、第二光线和第三光线的传播路径长度均不相同，从而可以在距离观察者不同的位置成像，达到多层次成像的目的。
综上所述，本实施例提出一种HUD，通过设置透反元件，对至少两个光源发出的不同光线进行透过或者反射，使至少两个光源发出的光线在HUD内的传播路径不同，从而可以在距离观察者不同的位置成像，达到多层次成像的目的，即使车辆周围物体不断运动，也可以利用多层次成像方式让处于不同位置物体与HUD发出的图像在视觉上融合，使得观察者可以看到清楚的融合后的视觉效果，避免了视觉辐辏调节冲突的情况出现，提高HUD的使用体验，而且还具有充分利用光线和提高光效的特点。
实施例3
参见图12和图13所示的不同车辆驾驶舱的结构示意图，本实施例提出一种成像系统，包括：车辆挡风玻璃2500和上述实施例1所述的HUD 2502。
所述车辆挡风玻璃2500将接收到的所述抬头显示设备2502发出的至少两路光线反射到观察者的眼盒区域，使得所述观察者能够观察到所述车辆挡风玻璃2500在远离所述抬头显示设备2502的一侧呈现的由至少两路光线中的各路光线分别形成的与观察者距离不同的虚像。
所述车辆挡风玻璃2500，可以是但不限于：具有一定倾斜角度的透明或非透明介质，如交通工具的挡风玻璃、镀有不透明反射层的平面镜、透明的树脂板材。
所述眼盒区域，是指观察者可以观察到光线所呈现图像的区域。
本实施例还提出一种车辆，可以包括上述成像系统。
综上所述，本实施例提出的一种成像系统和车辆，通过在成像系统的抬头显示设备中设置至少两个像源分别发出传播路径不同的至少两路光线，从而在至少两路光线中的各路光线反射出抬头显示设备后，能够根据各路光线自身的传播路径长度，分别形成与观察者距离不等的虚像，达到多层次成像的目的，即使车辆周围物体不断运动，也可以利用多层次成像方式让处于不同位置物体与HUD发出的图像融合，使得观察者可以看到清楚的融合后的视觉效果，避免了视觉辐辏调节冲突的情况出现，提高HUD的使用体验。
实施例4
参见图14至图22所示的不同车辆驾驶舱的结构示意图，本实施例提出一种成像系统，包括：车辆挡风玻璃2500和实施例2所述的抬头显示设备2502。
所述车辆挡风玻璃2500将接收到的所述抬头显示设备2502发出的第一光线、所述第二光线和第三光线反射到观察者的眼盒区域，使得所述观察者能够观察到所述车辆挡风玻璃2500在远离所述抬头显示设备2502的一侧呈现的分别由第一光线形成的第一虚像、所述第二光线形成的第二虚像和第三光线形成的第三虚像；
其中，所述第一虚像与观察者之间的距离、所述第二虚像与观察者之间的距离和第三虚像与观察者之间的距离各不相同。
所述车辆挡风玻璃2500，可以是但不限于：具有一定倾斜角度的透明或非透明介质，如交通工具的挡风玻璃、镀有不透明反射层的平面镜、透明的树脂板材。
所述眼盒区域，是指观察者可以观察到光线所呈现图像的区域。
本实施例还提出一种车辆，可以包括上述成像系统。
综上所述，本实施例提出的一种成像系统和车辆，通过在成像系统的抬头显示设备中设置透反元件，对至少两个光源发出的不同光线进行透过或者反射，使至少两个光源发出的光线在HUD内的传播路径不同，从而可以在距离观察者不同的位置成像，达到多层次成像的目的，即使车辆周围物体不断运动，也可以利用多层次成像方式让处于不同位置物体与HUD发出的图像在视觉上融合，使得观察者可以看到清楚的融合后的视觉效果，避免了视觉辐辏调节冲突的情况出现，提高HUD的使用体验，而且还具有充分利用光线和提高光效的特点。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (16)
1.一种抬头显示设备，其特征在于，包括：至少两个像源和曲面镜；
至少两个像源能够分别发出至少两路光线；所述至少两路光线中的各路光线分别由所述至少两个像源中的不同像源发出，所述各路光线在分别发出各路光线的像源与所述曲面镜之间的传播路径长度不同；
所述曲面镜将入射的至少两路光线反射出所述抬头显示设备，使得反射出抬头显示设备的至少两路光线中的各路光线能够根据各路光线自身的传播路径长度，分别形成与观察者距离不等的虚像。
2.根据权利要求1所述的抬头显示设备，其特征在于，还包括：平面反射镜；
所述平面反射镜将所述至少两个像源发出的至少两路光线反射到所述曲面镜。
3.根据权利要求2所述的抬头显示设备，其特征在于，所述各路光线经过所述平面反射镜的传播路径长度，包括：所述各路光线在分别发出各路光线的像源与所述平面反射镜之间的传播路径长度和所述各路光线分别在所述平面反射镜和所述曲面镜之间的传播路径长度。
4.一种抬头显示设备，其特征在于，包括：第一像源、第二像源、曲面镜和第一透反元件；
所述第一像源，能够发出第一光线，所述第二像源，能够发出第二光线；
所述第一透反元件，能够透过入射的所述第一光线且对入射的所述第二光线进行反射；
所述第一透反元件设置在所述第一像源和所述第二像源之间；
所述曲面镜将入射的所述第一光线反射出所述抬头显示设备，使得反射出抬头显示设备的所述第一光线能够根据所述第一光线自身的传播路径长度，形成第一虚像；
所述曲面镜将入射的所述第二光线反射出所述抬头显示设备，使得反射出抬头显示设备的所述第二光线能够根据所述第二光线自身的传播路径长度，形成第二虚像；
所述第一光线和所述第二光线的传播路径长度不同，使得所述第一虚像与观察者之间的距离和所述第二虚像与观察者之间的距离不同。
5.根据权利要求4所述的抬头显示设备，其特征在于，还包括：第二透反元件和第三像源；
所述第二透反元件设置在所述第二像源和所述第一透反元件之间；
所述第三像源，能够发出第三光线；
所述第二透反元件，能够透过入射的所述第二光线且对入射的所述第三光线进行反射；所述第一透反元件将入射的所述第三光线反射到所述曲面镜；
所述曲面镜将入射的所述第三光线反射出所述抬头显示设备，使得反射出抬头显示设备的所述第三光线能够根据所述第三光线自身的传播路径长度，形成第三虚像；
所述第三光线与所述第一光线和所述第二光线的传播路径长度不同，使得所述第三虚像与观察者之间的距离和第一虚像与观察者之间的距离、以及所述第二虚像与观察者之间的距离都不相同。
6.根据权利要求5所述的抬头显示设备，其特征在于，所述第二透反元件设置在所述第一透反元件和所述第一像源之间；
所述第二透反元件，能够透过入射的所述第一光线且对入射的所述第三光线进行反射；所述第一透反元件将入射的所述第三光线透过，使得所述第三光线入射到所述曲面镜；
所述曲面镜将入射的所述第三光线反射出所述抬头显示设备，使得反射出抬头显示设备的所述第三光线能够根据所述第三光线自身的传播路径长度，形成第三虚像。
7.根据权利要求4至6任一项所述的抬头显示设备，其特征在于，所述第一光线、所述第二光线和所述第三光线为具有不同偏振特性的光线。
8.根据权利要求4至6任一项所述的抬头显示设备，其特征在于，所述第一光线、所述第二光线和所述第三光线为具有不同波长的三原色光线。
9.根据权利要求8所述的抬头显示设备，其特征在于，所述第一透反元件，能够透过所述第一光线波长的光线且反射除所述第一光线波长的光线外的其他波长的光线；
所述第二透反元件，能够透过所述第二光线波长的光线且反射除所述第二光线波长的光线外的其他波长的光线。
10.根据权利要求4所述的抬头显示设备，其特征在于，还包括：所述平面反射镜；
所述平面反射镜将入射的第一光线、所述第二光线和第三光线都反射到所述曲面镜。
11.根据权利要求5所述的抬头显示设备，其特征在于，所述第一光线的传播路径长度，包括：所述第一光线在像源与所述平面反射镜之间的传播路径长度和所述第一光线在所述平面反射镜和所述曲面镜之间的传播路径长度；
所述第二光线经过第一透反元件、第二透反元件和平面反射镜的传播路径长度，包括：所述第二光线在像源与所述第一透反元件之间的传播路径长度、所述第二光线在所述第一透反元件与所述平面反射镜之间的传播路径长度、以及所述第二光线在所述平面反射镜和所述曲面镜之间的传播路径长度；
所述第三光线经过第一透反元件、第二透反元件和平面反射镜的传播路径长度，包括：所述第三光线在像源与所述第二透反元件之间的传播路径长度、所述第三光线在所述第二透反元件与所述第一透反元件之间的传播路径长度、所述第三光线在所述第一透反元件与所述平面反射镜之间的传播路径长度、以及所述第三光线在所述平面反射镜和所述曲面镜之间的传播路径长度。
12.根据权利要求6所述的抬头显示设备，其特征在于，所述第一透反元件和所述第二透反元件，包括：反射式偏振镜RPM膜或者双层增亮薄膜DBEF。
13.一种成像系统，其特征在于，包括：车辆挡风玻璃和权利要求1至3任一项所述的抬头显示设备；
所述车辆挡风玻璃将接收到的所述抬头显示设备发出的至少两路光线反射到观察者的眼盒区域，使得所述观察者能够观察到所述车辆挡风玻璃在远离所述抬头显示设备的一侧呈现的由至少两路光线中的各路光线分别形成的与观察者距离不同的虚像。
14.一种成像系统，其特征在于，包括：车辆挡风玻璃和权利要求4至12任一项所述的抬头显示设备；
所述车辆挡风玻璃将接收到的所述抬头显示设备发出的第一光线、所述第二光线和第三光线反射到观察者的眼盒区域，使得所述观察者能够观察到所述车辆挡风玻璃在远离所述抬头显示设备的一侧呈现的分别由第一光线形成的第一虚像、所述第二光线形成的第二虚像和第三光线形成的第三虚像；
其中，所述第一虚像与观察者之间的距离、所述第二虚像与观察者之间的距离和第三虚像与观察者之间的距离各不相同。
15.一种车辆，其特征在于，包括：权利要求13所述的成像系统。
16.一种车辆，其特征在于，包括：权利要求14所述的成像系统。
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|---|---|---|---|
| CN201910822768.XA CN112444974A (zh) | 2019-09-02 | 2019-09-02 | 一种抬头显示设备、成像系统和车辆 |
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|---|---|
| CN112444974A true CN112444974A (zh) | 2021-03-05 |
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ID=74734323
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| CN (1) | CN112444974A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112789545A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-05-11 | 华为技术有限公司 | 一种hud系统、车辆及虚像的位置调节方法 |
| CN115248503A (zh) * | 2021-04-27 | 2022-10-28 | 矽创电子股份有限公司 | 具双显示的光学成像装置 |
| CN115268068A (zh) * | 2021-04-29 | 2022-11-01 | 怡利电子工业股份有限公司 | 利用两个指向性背光式显示器的裸视立体抬头显示装置 |
| WO2023221578A1 (zh) * | 2022-05-18 | 2023-11-23 | 华为技术有限公司 | 一种显示装置和显示方法 |
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2019
- 2019-09-02 CN CN201910822768.XA patent/CN112444974A/zh active Pending
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