CN112789545A - 一种hud系统、车辆及虚像的位置调节方法 - Google Patents

Abstract

一种抬头显示HUD系统、车辆及虚像的位置调节方法，可应用于智能驾驶等领域，用于解决目前HUD系统的体积大的问题。HUD系统可包括：PGU用于向第一反射组件发射第一光线，并向第二反射组件发射第二光线；第一反射组件用于对接收到的第一光线进行光路折叠，并将光路折叠后的第一光线反射至第二反射组件；第二反射组件用于将接收到的光路折叠后的第一光线以及接收到的第二光线分别反射至风挡；光路折叠后的第一光线经风挡在第一位置形成第一虚像，第二光线经风挡在第二位置形成第二虚像。如此，可使得第一虚像与第二虚像形成于两个不同的位置，从而实现了HUD系统显示两个不同虚像距的虚像，即HUD系统可实现双屏显示。

Description

一种HUD系统、车辆及虚像的位置调节方法

技术领域

本申请涉及HUD技术领域，尤其涉及一种HUD系统、车辆及虚像的位置调节方法。

背景技术

随着车辆技术的不断发展，对车辆使用的便捷性和安全性的提出了越来越高的要求。例如，抬头显示(head up display，HUD)(或称为平视显示系统)已被广泛应用于车辆。抬头显示是把仪表信息(如车速、转速、温度、油量等)和导航信息等投射至驾驶员视野前方的一种装置，驾驶员可以在视野前方看到仪表信息和导航信息，不需要低头观察方向盘下方的仪表盘或者中控显示屏，从而可提高紧急情况下的制动反应时间，提升驾驶的安全性。

HUD系统的成像原理可参见图1：仪表信息或导航信息等通过HUD系统中的图像生成单元(picture generation unit，PGU)产生图像，然后通过曲面反射镜增加光学景深和放大倍率后，投射至风挡并在车辆前方形成具有景深的虚像。

为了同时显示仪表信息和导航信息，且为了保证显示的这两个信息之间相互不干扰，HUD系统需要产生两个不同焦面的图像。目前，主流的方案是采用两个激光束扫描(laser beam scanning，LBS)以实现HUD系统产生两个不同焦面的图像。但是设计两个LBS会增加HUD系统的体积。

发明内容

本申请提供一种HUD系统、车辆及虚像的位置调节方法，用于减小HUD系统的体积。

第一方面，本申请提供一种HUD系统，该HUD系统可包括PGU、第一反射组件和第二反射组件；PGU可用于向第一反射组件发射第一光线，并向第二反射组件发射第二光线；第一反射组件用于对接收到的第一光线进行光路折叠，并将光路折叠后的第一光线反射至第二反射组件；第二反射组件可用于将接收到的光路折叠后的第一光线以及接收到的第二光线分别反射至风挡；其中，光路折叠后的第一光线经风挡在第一位置形成第一虚像，第二光线经风挡在第二位置形成第二虚像。

此处，第一位置和第二位置为两个不同的位置。

基于上述HUD系统，通过第一反射组件可以对第一光线的光路进行折叠，增加了第一光线的光程。如此，可使得第一虚像与第二虚像形成于两个不同的位置，从而实现了HUD系统显示两个不同虚像距的虚像。换言之，基于上述HUD系统，可以使得HUD系统实现双焦面显示。

在一种可能的实现方式中，光路折叠后的第一光线的光程大于第二光线的光程。

在一种可能的实现方式中，第一反射组件包括N个第一反射元件，N为正整数。

当N等于1时，第一反射组件接收来自PGU的第一光线，并向第二反射组件反射第一光线。

当N大于1时，与PGU最邻近的第一反射元件用于接收来自PGU的第一光线，并向与PGU最邻近的第一反射元件相对设置的第一反射元件反射第一光线；与第二反射组件最邻近的第一反射元件用于将光路折叠后的第一光线反射至第二反射组件；

在一种可能的实现方式中，第一反射元件包括第一平面反射镜。

通过第一平面反射镜，可以实现对接收到的第一光线的光路进行折叠。而且，第一平面反射镜的制备工艺简单，光路设计也简单，有助于简化HUD的成像光路的设计和HUD系统的成本。

在一种可能的实现方式中，第二反射组件包括M个第二反射元件，M为正整数。

当M等于1时，第二反射元件用于接收来自第一反射组件的光路折叠后第一光线，并向风挡反射光路折叠后的第一光线。第二反射元件还用于接收来自PGU的第二光线，并向风挡反射第二光线。

当M大于1时，与第一反射组件最邻近的第二反射元件，用于接收来自第一反射组件的光路折叠后第一光线，并向与第一反射组件最邻近的第二反射元件相对设置的第二反射元件反射光路折叠后的第一光线；与风挡最邻近的第二反射元件，用于向风挡反射光路折叠后的第一光线。与第一反射组件最邻近的第二反射元件，还用于接收来自PGU的第二光线，并向与第一反射组件最邻近的第二反射元件相对设置的第二反射元件反射第二光线；与风挡最邻近的第二反射元件，还用于向风挡反射第二光线。

在一种可能的实现方式中，第二反射元件包括第二曲面反射镜。

通过第二曲面反射镜，一方面可以实现将接收到的光路折叠后的第一光线、以及第二光线均传播至风挡；另一方面还可以实现对光路折叠后的第一光线对应的图像、以及第二光线对应的图像进行放大。

在一种可能的实现方式中，PGU包括显示屏，显示屏包括第一区域和第二区域；其中，显示屏的第一区域用于发射第一光线；显示屏的第二区域用于发射第二光线。

通过分区域的显示屏，有助于减小第一光线和第二光线相互之间的干扰。

在一种可能的实现方式中，第一光线携带的图像信息与第二光线携带的图像信息相同。

通过第一光线携带的图像信息与第二光线携带的图像信息相同，可以实现在两个不同的位置形成相同的虚像，从而可产生动态变焦的视觉效果。

在一种可能的实现方式中，第一光线携带导航图像信息，第二光线携带仪表图像信息。

基于此，可以将导航信息和仪表信息显示在两个不同的位置。

在一种可能的实现方式中，PGU包括LBS。

通过将LBS作为PGU，有助于实现HUD系统的大视场(field of view，FOV)和大的虚像距。

在一种可能的实现方式中，与第二反射组件最邻近的第一反射元件还包括第一旋转轴，用于调节第一虚像在垂直于第一虚像距的方向上的位置。

通过第一旋转轴，可调节第一虚像在垂直于第一虚像距的方向上的位置，即可以调节第一虚像对应的第一图像在人眼形成时的上下位置。

在一种可能的实现方式中，与风挡最邻近的第二反射元件还包括第二旋转轴，用于调节第一虚像在垂直于第一虚像距的方向上的位置，和/或，用于调节第二虚像在垂直于第二虚像距的方向上的位置。

通过第二旋转轴，可调节第一虚像在垂直于第一虚像距的方向上的位置，即可以调节第一虚像对应的第一图像在人眼形成时的上下位置；和/或，调节第二虚像在垂直于第二虚像距的方向上的位置，即可以调节第二虚像对应的第二图像在人眼形成时的上下位置。

第二方面，本申请提供一种车辆，包括上述第一方面或第一方面中的任意一种HUD系统以及风挡；风挡用于将来自HUD系统的光路折叠后的第一光线反射至眼盒形成第一虚像对应的第一图像，并将来自HUD系统的第二光线反射至眼盒形成第二虚像对应的第二图像，眼盒为驾驶员的双目所处的区域。

上述第二方面可以达到的技术效果可以参照上述第一方面中有益效果的描述，此处不再重复赘述。

第三方面，本申请提供一种虚像的位置调节方法，该方法可包括获取PGU产生的第一图像和第二图像；分别获取第一图像对应的第一虚像距、以及第二图像对应的第二虚像距；根据第一虚像距和第二虚像距，调节PGU的位置和/或N个第一反射元件的位置，将第一图像对应的第一虚像调节至第一位置，并将第二图像对应的第二虚像调节至第二位置。

该方法可应用于抬头显示HUD系统，HUD系统包括PGU和N个第一反射元件，N为正整数。

进一步，可选地，该HUD系统可为上述第一方面或第一方面中任意一种HUD系统。

在一种可能的实现方式中，N个第一反射组件中的至少一个包括第一旋转轴；可通过调节第一反射元件的第一旋转轴，改变第一虚像在垂直于第一虚像距的方向上的位置。

在一种可能的实现方式中，第一反射元件包括第一平面反射镜。

上述第二方面中任一方面可以达到的技术效果可以参照上述第一方面中有益效果的描述，此处不再重复赘述。

附图说明

图1为本申请提供的一种HUD系统的成像原理示意图；

图2为本申请提供的一种可能的应用场景示意图；

图3a为现有技术的一种用于形成两个不同位置的虚像的HUD系统架构示意图；

图3b为本申请提供的一种LBS的结构示意图；

图4为本申请提供的一种HUD系统的结构示意图；

图5a为本申请提供的一种显示屏的结构示意图；

图5b为本申请提供的另一种显示屏的结构示意图；

图6为本申请提供的一种第一反射组件的结构示意图；

图7为本申请提供的一种第二反射组件的结构示意图；

图8a为本申请提供的另一种HUD系统的结构示意图；

图8b为本申请提供的又一种HUD系统的结构示意图；

图8c为本申请提供的又一种HUD系统的结构示意图；

图9为本申请提供的一种车辆部分结构的简化示意图；

图10为本申请提供的一种风挡的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例进行详细描述。

以下，对本申请中的部分用语进行解释说明。需要说明的是，这些解释是为了便于本领域技术人员理解，并不是对本申请所要求的保护范围构成限定。

1)眼盒(eyebox)

眼盒通常是指驾驶员的眼睛能够看到全部显示图像的范围，可参见上述图1。为了适应驾驶员的身高的差异，一般眼盒尺寸大小是130mm×50mm，即驾驶员的眼睛在纵向上有约±50mm的移动范围，在横向上有约±130mm的移动范围。若驾驶员的眼睛处于眼盒范围内，可以看到完整且清晰的图像。若驾驶员的眼睛超出眼盒范围，可能会看到图像扭曲、显色错误等，甚至无法看到图像。

2)虚像距(virtual image distance，VID)

虚像距是指眼盒(eyebox)中心与虚像的中心之间的距离，可参见上述图1。本申请中，第一虚像距是指眼盒中心与第一虚像中心之间的距离，第二虚像距是指眼盒中心与第二虚像之间的距离。

基于上述内容，如图2所示，为本申请提供的一种可能的应用场景。该应用场景是以HUD系统应用于车辆进行示例的。HUD系统用于将车辆上的仪表信息(车速、温度、油量等)和导航信息等通过车辆的风挡投射在驾驶员的视野范围内，其中，导航信息对应的虚像可以叠加在车辆外的真实环境上，使得驾驶员可获得增强现实的视觉效果，例如可用于AR导航、自适应巡航、车道偏离预警等。由于导航信息对应的虚像需要与实景结合，因此，要求车辆具有精确的定位与探测功能，通常HUD系统需要与汽车的高级驾驶辅助系统(advanceddriving assistant system，ADAS)系统配合。为了不干扰路况，仪表信息对应的虚像的虚像距通常为2米至3米左右。为了使导航信息对应的虚像与真实的路面能够更好的融合，导航信息对应的虚像的虚像距一般为7米至15米左右。

应理解，如上场景只是举例，本申请提供的HUD系统还可以应用在其它场景，例如还可应用于飞行器(如战斗机)等，战斗机上驾驶员可以基于HUD系统进行物体追踪和瞄准，从而有助于提高作战成功率和灵活性。

为了使得仪表信息对应的虚像与导航信息对应的虚像分别形成在不同的位置。目前，HUD通常采用两个LBS，如图3a所示，为现有技术的一种用于形成两个不同位置的虚像的HUD系统架构示意图。HUD可包括LBS1、LBS2、曲面反射镜1和曲面反射镜2。为了实现形成两个不同虚像距的虚像，LBS1和LBS2需要放置在指定的位置，LBS1和LBS2需要放置的指定位置是根据需要形成的两个虚像的虚像距来确定。

如图3b所示，为本申请提供的一种LBS的结构示意图。LBS可包括光源、微机电系统(micro-electromechanical system，MEMS)、反射镜及显示屏(或称为扩散屏)。光源可以为3～6颗像素，例如红色(red，R)像素、绿色(green，G)像素和蓝色(blue，B)像素；反射镜用于将来自光源的光束反射至MEMS；MEMS用于调节来自光源的光束的传播光路，以将光束投射至显示屏上，通过控制MEMS的偏转可以将光束在空间中实现扫描，从而在显示屏上形成图像。

当HUD系统中包括两个LBS时，需要占据较大的空间，造成HUD系统体积较大。从而会限制HUD系统的应用场景，特别是HUD系统应用于车辆等空间有限的场景中时，需要小型化的HUD系统。

鉴于上述问题，本申请提出一种HUD系统，可以通过一个LBS，即可使得HUD系统显示至少两个不同虚像距的虚像，从而有助于HUD系统的小型化。

下面结合附图4至附图8c，对本申请提出的HUD系统进行具体阐述。

基于上述内容，如图4所示，为本申请提供的一种HUD系统的结构示意图。该HUD系统可包括PGU401、第一反射组件402和第二反射组件403。其中，PGU401用于向第一反射组件402发射第一光线，并向第二反射组件403发射第二光线；第一反射组件402用于对接收到的第一光线进行光路折叠，并将光路折叠后的第一光线反射至第二反射组件403；第二反射组件403用于将接收到的光路折叠后的第一光线以及第二光线分别反射至风挡；光路折叠后的第一光线经风挡在第一位置形成第一虚像，第二光线经风挡在第二位置形成第二虚像。

此处，第一位置与第二位置是两个不同的位置。光路折叠后的第一光线经风挡在第一位置形成的第一虚像，可以理解为光路折叠后的第一光线经风挡反射后的反向延长线在第一位置形成第一虚像；第二光线经风挡在第二位置形成第二虚像，可以理解为第二光线经风挡反射后的反向延长线在第二位置形成第二虚像。

基于上述HUD系统，通过第一反射组件可以对第一光线的光路进行折叠，增加了第一光线的光程。如此，可使得第一虚像与第二虚像形成于两个不同的位置，从而实现了HUD系统显示两个不同虚像距的虚像。换言之，基于上述HUD系统，可以使得HUD系统实现双屏显示。而且，使用单个PGU，有助于简化HUD系统的装配效率以及有助于提高HUD系统的可靠性。

在一种可能的实现方式中，光路折叠后的第一光线的光程大于第二光线的光程。因此，第一位置与眼盒之间的距离(可称为第一虚像距)大于第二位置与眼盒之间的距离(可称为第二虚像距)。应理解，虚像距大的虚像对应的光线于HUD系统内的光程大，虚像距小的虚像对应光线于HUD系统内的光程小。另外，光程指从PGU至第二反射组件之间的光学距离，具体可参见图8b中表示的光程。

进一步，可选地，第一光线携带的图像信息可与第二光线携带的图像信息相同，即第一虚像与第二虚像是相同的。如此，可以实现在两个不同的位置形成相同的虚像，从而可以产生动态变焦的视觉效果。例如，一个向前方延伸的动态导航指针箭头,当此动态箭头的虚像进入远焦光路(形成第一虚像的光路可称为远焦光路)时，相当于箭头由近焦处的第二位置直接进入远焦光路的第一位置，对于驾驶员的视觉感受会是箭头由近向远延伸，整个显示具前后空间的立体感，即可产生类似动态变焦的视觉效果。

或者，第一光线携带导航图像信息，第二光线携带仪表图像信息。如此，第一位置可呈现导航信息，第二位置可呈现仪表信息。换言之，距离驾驶员距离较近的第二位置呈现仪表信息，距离驾驶员较远的第一位置呈现导航信息。

下面对图4所示的各个功能组件和结构分别进行介绍说明，以给出示例性的具体实现方案。为方便说明，下文中的PGU、第一反射组件和第二反射组件均未加标识。

一、PGU

在一种可能的实现方式中，PGU包括显示屏，显示屏可分为第一区域和第二区域，显示屏的第一区域用于发射第一光线，显示屏的第二区域用于发射第二光线。请参阅图5a，显示屏可分为左右两部分，左部分为第一区域，右部分为第二区域。请参阅图5b，显示屏也可为分为上下两部分，上部分为第一区域，下部分为第二区域。也可以理解为，显示屏可以分为近焦部分和远焦部分，远焦部分用于发射形成远焦虚像(即第一虚像)的第一光线，近焦部分用于发射形成近焦虚像(即第二虚像)的第二光线。

应理解，凡是可以实现向第一反射组件发射第一光线，并向第二反射组件发射第二光线的PGU的结构均可以，本申请对此不做限定。

在一种可能的实现方式中，PGU可以为LBS、液晶显示(liquid crystal display，LCD)、数字微镜显示(digital micromirror display，DMD)、或硅基液晶(liquid crystalon silicon，LCoS)。其中，LBS作为PGU时，有助于HUD系统实现大视场角和大虚像距。

需要说明的是，第一虚像和第二虚像可以通过一个PGU实现，说明第一虚像和第二虚像的物面位于同一个平面。

二、第一反射组件

在一种可能的实现方式中，第一反射组件可包括N个第一反射元件，N为正整数。进一步，可选地，第一反射元件可以为第一平面反射镜；或者，第一反射元件为第一曲面反射镜。

如下，基于N的不同取值，分情形说明。

情形1，第一反射组件包括一个第一反射元件，即N等于1。

在一种可能的实现方式中，与PGU最邻近的第一反射元件用于接收来自PGU的第一光线，并向第二反射组件反射第一光线。基于该情形1，该第一反射元件即为与PGU最邻近的第一反射元件，同时也是与第二反射组件最邻近的第一反射元件。也可以理解为，第一反射组件可包括一个第一反射元件，第一反射元件用于接收来自PGU的第一光线，并向第二反射组件反射第一光线。通过该第一反射元件，可以使得第一光线的光路进行一次折叠。

进一步，可选地，该第一反射元件上还可设置有第一旋转轴，通过旋转该第一旋转轴，可调节第一虚像在垂直于第一虚像距的方向上的位置，可参见上述图6。

情形2，第一反射组件包括至少两个第一反射元件，N大于1。

在一种可能的实现方式中，与PGU最邻近的第一反射元件用于接收来自PGU的第一光线，并向与PGU最邻近的第一反射元件相对设置的第一反射元件反射第一光线；与第二反射组件最邻近的第一反射元件用于将光路折叠后的第一光线反射至第二反射组件。

请参阅图6，为本申请示例性的示出了一种第一反射组件的结构示意图。该第一反射组件可包括第一反射元件A和第一反射元件B。其中，与PGU最邻近的为第一反射元件A，与第二反射组件最邻近的为第一反射元件B，第一反射元件A的反射面与第一反射元件B的反射面相对设置。第一反射元件A用于接收来自PGU的第一光线，并向第一反射元件B反射第一光线；第一反射元件B用于将光路折叠后的第一光线反射至第二反射组件。通过该第一反射元件A和第一反射元件B可以使得第一光线的光路进行两次折叠。

进一步，可选地，与第二反射组件最邻近的第一反射元件上还包括第一旋转轴，用于调节第一虚像在垂直于第一虚像距的方向上的位置。

结合上述图6，第一反射元件B上还可设置有第一旋转轴，通过旋转该第一旋转轴，可调节第一虚像在垂直于第一虚像距的方向上的位置。应理解，第一旋转轴也可以设置于第一反射元件A上；或者，第一反射元件A和第一反射元件B上均设置有第一旋转轴。

三、第二反射组件

在一种可能的实现方式中，第二反射组件包括M个第二反射元件，M为正整数。进一步，可选地，第二反射组件可以为第二曲面反射镜。

如下，基于M的不同取值，分情形说明。

情形一，第二反射组件包括一个第二反射元件，即M等于1。

在一种可能的实现方式中，与第一反射组件最邻近的第二反射元件用于接收来自第一反射组件的光路折叠后第一光线，并向风挡反射光路折叠后的第一光线。基于该情形一，该第二反射元件即为与第一反射组件最邻近的第二反射元件，同时也是与风挡最邻近的第二反射元件。

进一步，可选地，与第一反射组件最邻近的第二反射元件还用于接收来自PGU的第二光线，并向风挡反射第二光线。

在一种可能的实现方式中，该第二反射元件还包括第二旋转轴，用于调节第一虚像在垂直于第一虚像距的方向上的位置，和/或，用于调节第二虚像在垂直于第二虚像距的方向上的位置。

情形二，第二反射组件包括至少两个第二反射元件，即M大于1。

在一种可能的实现方式中，与第一反射组件最邻近的第二反射元件，用于接收来自第一反射组件的光路折叠后第一光线，并向与第一反射组件最邻近的第二反射元件相对设置的第二反射元件反射光路折叠后的第一光线；与风挡最邻近的第二反射元件，用于向风挡反射光路折叠后的第一光线。

进一步，可选地，与第一反射组件最邻近的第二反射元件，还用于接收来自PGU的第二光线，并向与第一反射组件最邻近的第二反射元件相对设置的第二反射元件反射第二光线；与风挡最邻近的第二反射元件，还用于向风挡反射第二光线。

如图7所示，为本申请提供的一种第二反射组件的结构示意图。该第二反射组件可包括第二曲面反射元件A和第二曲面反射元件B。其中，与第一反射组件最邻近的为第二曲面反射元件A，与风挡最邻近的为第二反射元件B。结合上述图6，第二曲面反射元件A与第一反射元件B最邻近，第二曲面反射元件B与风挡最邻近。第二曲面反射元件A用于接收来自第一反射组件的光路折叠后第一光线、以及来自PGU的第二光线，并分别向第二曲面反射元件B反射光路折叠后的第一光线以及第二光线。第二曲面反射元件B用于分别向风挡反射光路折叠后的第一光线以及第二光线。

进一步，可选地，与风挡最邻近的第二反射元件还包括第二旋转轴，用于调节第一虚像在垂直于第一虚像距的方向上的位置，和/或，用于调节第二虚像在垂直于第二虚像距的方向上的位置。

结合上述图7，第二曲面反射元件B上设置有第二旋转轴，通过旋转第二旋转轴，可调节第一虚像在垂直于第一虚像距的方向上的位置，和/或第二虚像在垂直于第二虚像距的方向上的位置。应理解，第二旋转轴也可以设置于第二曲面反射元件A；或者，第二曲面反射元件A和第二曲面反射元件B上均设置有第二旋转轴。

需要说明的是，第二反射组件还可对接收到的光线进行汇聚或发散，从而可以实现对PGU发射的第一光线对应的图像以及第二光线对应的图像分别进行放大。

基于上述内容，下面结合具体的硬件结构，给出上述HUD系统的三种可能的具体实现方式。以便于进一步理解上述HUD系统及HUD系统用于显示不同虚像距的虚像的实现过程。

在下文的介绍中，第一反射元件以第一平面反射镜为例，第二反射元件以第二曲面反射镜为例，PGU以LBS为例。

如图8a所示，为本申请提供的另一种HUD系统的结构示意图。该HUD系统可包括LBS、第一平面反射镜和第二曲面反射镜。其中，LBS可包括显示屏，LBS的显示屏包括第一区域和第二区域，第一区域用于向第一平面反射镜发射第一光线，第二区域用于向第二曲面反射镜发射第二光线。第一平面反射镜将来自LBS的第一光线反射至第二曲面反射镜，即实现了对来自LBS的第一光线的光路的折叠。第二曲面反射镜用于将来自第一平面反射镜的光路折叠后的第一光线反射至风挡，并将来自LBS的第二光线也反射至风挡；其中，光路折叠后的第一光线经风挡在第一位置形成第一虚像，第二光线经风挡在第二位置形成第二虚像。进一步，可选地，第一反射元件上设置有第一旋转轴，第二曲面反射元件上设置有第二旋转轴。

如图8b所示，为本申请提供的又一种HUD系统的结构示意图。该HUD系统可包括LBS、第一平面反射镜A、第一平面反射镜B、第二曲面反射镜A和第二曲面反射镜B。其中，LBS可参见前述图8a的介绍，此处不再重复赘述。第一平面反射镜A用于将来自LBS的第一光线反射至第一平面反射镜B。第一平面反射镜B用于将来自第一平面反射镜A的第一光线反射至第二曲面反射镜A。即第一平面反射镜A和第一平面反射镜B实现了对来自LBS的第一光线的光路的折叠。第二曲面反射镜A用于将接收到的光路折叠后的第一光线以及第二光线分别传播至第二曲面反射镜B。第二曲面反射镜B用于将接收到的光路折叠后的第一光线以及第二光线分别传播至风挡，光路折叠后的第一光线经风挡在第一位置形成第一虚像，第二光线经风挡在第二位置形成第二虚像。其中，光学距离A、光学距离B和光学距离C即为光路折叠后的第一光线的光程；光学距离D表示第二光线的光程。

进一步，可选地，第一反射元件B上设置有第一旋转轴，第二曲面反射元件B上设置有第二旋转轴。

如图8c所示，为本申请提供的又一种HUD系统的结构示意图。该HUD系统可包括LBS、第一平面反射镜A、第一平面反射镜B、第一平面反射镜C和第二曲面反射镜。其中，LBS可参见前述图8a的介绍，此处不再重复赘述。第一平面反射镜A用于将来自LBS的第一光线反射至第一平面反射镜B。第一平面反射镜B用于将来自第一平面反射镜A的第一光线反射至第一平面反射镜C。第一平面反射镜C用于将来自第一平面反射镜B的第一光线发射至第二曲面反射镜。即第一平面反射镜A、第一平面反射镜B和第一平面反射镜C实现了对来自LBS的第一光线的光路的折叠。第二曲面反射镜用于将接收到的光路折叠后的第一光线以及第二光线分别传播至风挡，光路折叠后的第一光线经风挡在第一位置形成第一虚像，第二光线经风挡在第二位置形成第二虚像。进一步，可选地，第一反射元件C上设置有第一旋转轴，第二曲面反射元件上设置有第二旋转轴。

基于上述描述的HUD系统的结构和功能原理，本申请还可以提供一种车辆，该车辆可以包括上述HUD系统和风挡。风挡用于将来自HUD系统的第一光线反射至眼盒形成第一虚像对应的第一图像，并将来自HUD系统的第二光线反射至眼盒形成第二虚像对应的第二图像，眼盒为驾驶员的双目所处的区域。

如图9所示，为本申请提供的一种车辆部分结构的简化示意图。该车辆可包括HUD系统和风挡。该HUD系统可位于方向盘下方，例如可以位于方向盘下方的控制台里。HUD系统可以是上述任意实施例中的HUD系统。

应理解，图9所示的硬件结构仅是一个示例。本申请所适用的车辆可以具有比图9中所示车辆更多的或者更少的部件，可以组合两个或更多的部件，或者可以具有不同的部件配置。例如，该车辆还可以包括其他器件，例如方向盘、处理器、存储器、无线通信装置和传感器等。

可以理解的是，本申请的实施例中的处理器可以是中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件，硬件部件或者其任意组合。通用处理器可以是微处理器，也可以是任何常规的处理器。

在一种可能的实现方式中，风挡包括楔型风挡或者平面风挡，本申请对此不做限定。

基于上述内容和相同的构思，本申请提供一种虚像的位置调节方法，请参阅图10的介绍。该虚像的位置调节方法可应用于上述任一实施例中的HUD系统。如图10所示，该虚像的位置调节方法包括以下步骤：

步骤1001，获取PGU产生的第一图像和第二图像。

此处，第一图像为PGU发射的第一光线形成的图像，第二图像为PGU发射的第二光线形成的图像，PGU发射第一光线和第二光线可参见前述相关描述，此处不再重复赘述。

步骤1002，分别获取第一图像对应的第一虚像距、以及第二图像对应的第二虚像距。

在一种可能的实现方式中，第一图像对应的第一虚像的虚像距为第一虚像距，第二图像对应的第二虚像的虚像距为第二虚像距。此处，第一虚像距和第二虚像距可以是预先设置的。

步骤1003，根据第一虚像距和第二虚像距，调节PGU的位置和/或N个第一反射元件的位置，将第一图像对应的第一虚像调节至第一位置，并将第二图像对应的第二虚像调节至第二位置。

此处，第一反射元件可为第一平面反射镜。进一步，可选地，N个第一反射组件中的至少一个包括第一旋转轴，可通过调节第一反射元件的第一旋转轴，改变第一虚像在垂直于第一虚像距的方向上的位置。

通过上述步骤1001至步骤1003可以看出，通过调节PGU的位置和/或N个第一反射元件的位置，可以实现第一虚像与第二虚像形成于两个不同的位置。

在本申请的各个实施例中，如果没有特殊说明以及逻辑冲突，不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用，不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。

本申请中，“垂直”不是指绝对的垂直，可以允许有一定工程上的误差。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。在本申请的文字描述中，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。在本申请的公式中，字符“/”，表示前后关联对象是一种“相除”的关系。另外，在本申请中，“示例性地”一词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。或者可理解为，使用示例的一词旨在以具体方式呈现概念，并不对本申请构成限定。

可以理解的是，在本申请中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定。术语“第一”、“第二”等类似表述，是用于分区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元。方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述，显而易见的，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的方案进行示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (17)

1.一种抬头显示HUD系统，其特征在于，包括图像产生单元PGU、第一反射组件和第二反射组件；

所述PGU，用于向所述第一反射组件发射第一光线，并向所述第二反射组件发射第二光线；

所述第一反射组件，用于对接收到的所述第一光线进行光路折叠，并将光路折叠后的第一光线反射至所述第二反射组件；

所述第二反射组件，用于将接收到的所述光路折叠后的第一光线以及接收到的所述第二光线分别反射至风挡；所述光路折叠后的第一光线经所述风挡在第一位置形成第一虚像，所述第二光线经所述风挡在第二位置形成第二虚像。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光路折叠后的第一光线的光程大于所述第二光线的光程。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一反射组件包括N个第一反射元件，所述N为正整数；

与所述PGU最邻近的第一反射元件，用于接收来自所述PGU的第一光线，并向所述与PGU最邻近的第一反射元件相对设置的第一反射元件反射所述第一光线；与所述第二反射组件最邻近的第一反射元件，用于将所述光路折叠后的第一光线反射至所述第二反射组件；或者，

与所述PGU最邻近的第一反射元件，用于接收来自所述PGU的第一光线，并向所述第二反射组件反射所述第一光线。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一反射元件包括第一平面反射镜。

5.如权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述第二反射组件包括M个第二反射元件，所述M为正整数；

与所述第一反射组件最邻近的第二反射元件，用于接收来自所述第一反射组件的所述光路折叠后第一光线，并向所述与第一反射组件最邻近的第二反射元件相对设置的第二反射元件反射所述光路折叠后的第一光线；与所述风挡最邻近的第二反射元件，用于向所述风挡反射所述光路折叠后的第一光线；或者，

与所述第一反射组件最邻近的第二反射元件，用于接收来自所述第一反射组件的所述光路折叠后第一光线，并向所述风挡反射所述光路折叠后的第一光线。

6.如权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述第二反射组件包括M个第二反射元件，所述M为正整数；

与所述第一反射组件最邻近的第二反射元件，还用于接收来自所述PGU的所述第二光线，并向与所述第一反射组件最邻近的第二反射元件相对设置的第二反射元件反射所述第二光线；与所述风挡最邻近的第二反射元件，还用于向所述风挡反射所述第二光线；或者，

与所述第一反射组件最邻近的第二反射元件，还用于接收来自所述PGU的所述第二光线，并向所述风挡反射所述第二光线。

7.如权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述第二反射元件包括第二曲面反射镜。

8.如权利要求1至7任一项所述的系统，其特征在于，所述PGU包括显示屏，所述显示屏包括第一区域和第二区域；

所述显示屏的第一区域，用于发射所述第一光线；

所述显示屏的第二区域，用于发射所述第二光线。

9.如权利要求1至8任一项所述的系统，其特征在于，所述第一光线携带的图像信息与所述第二光线携带的图像信息相同。

10.如权利要求1至8任一项所述的系统，其特征在于，所述第一光线携带导航图像信息，所述第二光线携带仪表图像信息。

11.如权利要求1至10任一项所述的系统，其特征在于，所述PGU包括雷射扫描投影LBS。

12.如权利要求1至11任一项所述的系统，其特征在于，与所述第二反射组件最邻近的第一反射元件还包括第一旋转轴；

所述第一旋转轴，用于调节所述第一虚像在垂直于第一虚像距的方向上的位置。

13.如权利要求1至12任一项所述的系统，其特征在于，与所述风挡最邻近的第二反射元件还包括第二旋转轴；

所述第二旋转轴，用于调节所述第一虚像在垂直于第一虚像距的方向上的位置，和/或，用于调节所述第二虚像在垂直于第二虚像距的方向上的位置。

14.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1～13任一项所述的HUD系统、以及风挡；所述风挡用于将来自所述HUD系统的所述光路折叠后的第一光线反射至眼盒形成所述第一虚像对应的第一图像，并将来自所述HUD系统的所述第二光线反射至眼盒形成所述第二虚像对应的第二图像，所述眼盒为驾驶员的双目所处的区域。

15.一种虚像的位置调节方法，其特征在于，应用于抬头显示HUD系统，所述HUD系统包括图像产生单元PGU和N个第一反射元件，所述N为正整数；所述方法包括：

获取所述PGU产生的第一图像和第二图像；

分别获取所述第一图像对应的第一虚像距、以及所述第二图像对应的第二虚像距；

根据所述第一虚像距和所述第二虚像距，调节所述PGU的位置和/或所述N个第一反射元件的位置，将所述第一图像对应的第一虚像调节至第一位置，并将所述第二图像对应的第二虚像调节至第二位置。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述N个第一反射组件中的至少一个包括第一旋转轴；

所述方法还包括：

调节所述第一反射元件的第一旋转轴，改变所述第一虚像在垂直于所述第一虚像距的方向上的位置。

17.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述第一反射元件包括第一平面反射镜。

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