CN113741032A - 抬头显示系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种抬头显示系统，属于显示技术领域。本公开的抬头显示系统包括：显示面板，被配置为出射携带图像信息的第一偏振光；第一透反膜，设置在光学片第一侧面上，第一偏振光以预设角度照射至第一透反膜后至少部分反射至预设观看点，以使用户在预设观看点接收到第一透反膜反射的第一偏振光，并在光学片背离第一透反膜的一侧观看到图像信息；其中，第一透反膜对所述第一偏振光的反射率大于对第二偏振光的反射率，且第一透反膜对第二偏振光的透射率大于对第一偏振光的透射率；第一偏振光与第二偏振光的偏振方向垂直。

Description

抬头显示系统

技术领域

本公开属于显示技术领域，具体涉及一种抬头显示系统。

背景技术

随着科学技术的发展，抬头显示(HUD，Head Up Display)系统被越来越多地应用在汽车上。车载抬头显示系统能够将重要的行车信息，例如速度、发动机转数、油耗、胎压、导航以及外接智能设备的信息实时地显示在前挡风玻璃上驾驶员的视野中，这样使得驾驶员不必低头，就可以看到行车信息，从而避免分散对前方道路的注意力；同时使得驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛，可以避免眼睛的疲劳，能够极大地增强行车安全和改进驾驶体验。

目前，现有的车载抬头显示系统利用光学反射的原理，将信息以文字和图形的方式投射到前挡风玻璃上，一般成像在车辆前方若干米处。然而，现有的车载抬头显示系统所用的光学器件，存在尺寸较大以及集成性差的问题。

发明内容

本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种抬头显示系统。

第一方面，本公开实施例提供一种抬头显示系统，包括：

显示面板，被配置为出射携带图像信息的第一偏振光；

第一透反膜，设置在光学片第一侧面上，所述第一偏振光以预设角度照射至所述第一透反膜后至少部分反射至预设观看点，以使用户在所述预设观看点接收到所述第一透反膜反射的所述第一偏振光，并在所述光学片背离所述第一透反膜的一侧观看到所述图像信息；其中，

所述第一透反膜对所述第一偏振光的反射率大于对第二偏振光的反射率，且所述第一透反膜对所述第二偏振光的透射率大于对第一偏振光的透射率；所述第一偏振光与所述第二偏振光的偏振方向垂直。

可选地，所述第一透反膜包括第一基底和设置在所述第一基底上的多个微纳结构；所述微纳结构包括第一微纳结构和第二微纳结构；其中，沿第一方向并排设置的微纳结构构成第一微纳结构组，且所述第一微纳结构组中包括沿第一方向交替设置的第一微纳结构和第二微纳结构；

沿第二方向并排设置的微纳结构构成第二微纳结构组，且位于同一所述第二微纳结构组中的微纳结构为第一微纳结构或者第二微纳结构。

可选地，所述第一微纳结构在所述第一基底上的正投影面积与所述第二微纳结构在所述第一基底上的正投影面积不同，所述第一微纳结构与所述第二微纳结构的高度相同。

可选地，所述第一微纳结构在所述第一基底上的正投影面积与所述第二微纳结构在所述第一基底上的正投影面积比为45：16。

可选地，所述第一微纳结构的材料包括Au、Ag、Al、SiO2、PS中的任意一种；所述第二微纳结构的材料包括Au、Ag、Al、SiO2、PS中的任意一种。

可选地，所述光学片还包括第二侧面，所述光学片的第一侧面与所述第二侧面相对设置；其中，所述抬头显示系统还包括设置在所述光学片第二侧面的第二透反膜；所述第二透反膜用于对部分外界环境光进行反射。

可选地，所述第二透反膜包括第二基底以及形成在所述第二基底上的多个第三微纳结构，所述多个第三微纳结构在所述第二基底上呈阵列排布。

可选地，每个所述第三微纳结构包括层叠设置的第一微纳子结构和第二微纳子结构，所述第一微纳子结构在所述第二基底上的正投影与所述第二微纳子结构在所述第二基底上的正投影重叠。

可选地，所述第一微纳子结构的材料包括SiN、TiO2、GaN、Si中任意一种；所述第二微纳子结构的材料包括Au、Ag、Al中的任意一种。

可选地，所述显示面板包括背光模组和显示模组，所述显示模组位于所述背光模组与所述光学片之间。

可选地，所述背光模组包括背光源和准直单元，所述准直单元位于所述背光源与所述显示模组之间。

可选地，所述背光源包括多个发光单元，所述准直单元包括多个微透镜，所述微透镜与所述背光源中的发光单元一一对应设置。

可选地，所述微透镜的材料包括SiNx、TiO2、GaN、Si中的任意一种。

可选地，所述光学片的材料包括玻璃、前挡风玻璃、光学膜玻璃或是金属化薄膜玻璃。

可选地，所述预设角度为30°～150°。

附图说明

图1为本公开实施例提供的一种抬头显示系统的结构示意图；

图2为本公开实施例提供的一种第一透反膜的俯视图；

图3为图2所示第一透反膜沿A-A′方向的截面图；

图4为图2所示第一透反膜的制备方法对应的各步骤的结构示意图；

图5为本公开实施例提供的一种第二透反膜的结构示意图；

图6为图5所示的第二透反膜沿B-B′方向的截面图；

图7为图5所示第二透反膜的制备方法对应的各步骤的结构示意图；

图8为本公开实施例提供的一种显示模组的结构示意图；

图9为本公开实施例提供的一种准直单元的俯视图；

图10为图9所示准直单元的侧视图；

图11a为微透镜的透射谱；

图11b为微透镜的相位变化图；

图11c-图11f分别为超透镜为2*2至5*5下的相位分布图；

图12为图9所示准直单元的制备方法对应的各步骤的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

随着科学技术的发展，抬头显示(HUD，Head Up Display)系统被越来越多地应用在汽车上。车载抬头显示系统能够将重要的行车信息，例如速度、发动机转数、油耗、胎压、导航以及外接智能设备的信息实时地显示在前挡风玻璃上驾驶员的视野中，这样使得驾驶员不必低头，就可以看到行车信息，从而避免分散对前方道路的注意力；同时使得驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛，可以避免眼睛的疲劳，能够极大地增强行车安全和改进驾驶体验。目前，现有的车载抬头显示系统利用光学反射的原理，将信息以文字和图形的方式投射到前挡风玻璃上，一般成像在车辆前方若干米处。

现有技术中，例如，为了改善前挡风玻璃的显示效果，一般在前挡风玻璃上贴附光学镜片，该光学镜片上设置有凹凸结构以实现增强前挡风玻璃的显示效果。通常光学镜片采用玻璃或者树脂制造，尺寸较厚。因此，现有的抬头显示系统中的光学器件存在尺寸较大以及集成性差的问题。

为了至少上述技术问题之一，本公开实施例提供了一种抬头显示系统，下面结合附图和具体实施方式对本公开实施例提供的抬头显示系统作进一步详细描述。

第一方面，本公开实施例提供了一种抬头显示系统包括显示面板和第一透反膜。

具体的，显示面板被配置为出射携带图像信息的第一偏振光。第一透反膜设置在光学片第一侧面上，第一偏振光以预设角度照射至第一透反膜后至少部分反射至预设观看点，以使用户在预设观看点接收到第一透反膜反射的第一偏振光，并在光学片背离第一透反膜的一侧观看到所述图像信息。其中，第一透反膜对第一偏振光的反射率大于对第二偏振光的反射率，且第一透反膜对第二偏振光的透射率大于对第一偏振光的透射率，第一偏振光与第二偏振光的偏振方向垂直。

需要说明的是，预设观看点为人眼的位置。在抬头显示系统工作过程中，首先，显示面板发射出携带图像信息的第一偏振光，然后，包含图像信息的第一偏振光以预设角度照射至第一透反膜后，至少部分包含图像信息的第一偏振光反射至用户的眼中，最后，用户接收到第一透反膜反射的包含图像信息的第一偏振光，并在光学片背离第一透反膜的一侧观看到显示面板出射图像的虚像。

进一步需要说明的是，本公开实施例中的第一透反膜为超表面透反膜，其中，“超表面”是指一种厚度小于波长的人工层状材料。超表面可实现对电磁波偏振、振幅、相位、极化方式、传播模式等特性的灵活有效调控。本实施例中超表面膜是用于对光的偏振、相位、振幅、频率等进行调节的微纳材料。

光学片的材料包括玻璃、前挡风玻璃、光学膜玻璃或是金属化薄膜玻璃，本领域技术人员根据具体情况进行选择，在此不做具体限定。

在本实施例中，通过在光学片的表面上设置第一透反膜，增强了光学片的显示效果，第一透反膜相较于现有的光学镜片，具有尺寸小，轻薄便捷，集成性高的优点。

下面以挡风玻璃20的内表面上设置有第一透反膜30为例进行说明。图1为本公开实施例提供的一种抬头显示系统的结构示意图，如图1所示，挡风玻璃20的内表面是指挡风玻璃20靠近人眼的一侧，挡风玻璃20的外表面是指挡风玻璃20靠近户外的一侧。继续参考图1，抬头显示系统包括显示面板10和第一透反膜30。

具体的，显示面板10被配置为出射携带图像信息的第一偏振光L1。第一透反膜30设置在挡风玻璃20第一侧面上，第一偏振光L1以预设角度θ照射至第一透反膜30后至少部分反射至人眼，以使用户在眼睛接收到第一透反膜30反射的第一偏振光L1，并在挡风玻璃20背离第一透反膜30的一侧观看到图像信息。其中，第一透反膜30对第一偏振光L1的反射率大于对第二偏振光L2的反射率，且第一透反膜30对第二偏振光L2的透射率大于对第一偏振光L1的透射率，且第一偏振光L1与第二偏振光L2的偏振方向垂直。

第一偏振光L1可是纵波(P wave)光束也可以是横波(S wave)光束。第二偏振光L2可以是横波(S wave)光束，也可以是纵波(P wave)光束，在此不做具体限定。下面以第一偏振光L1是S偏振光束，第二偏振光L2是P偏振光束为例进行说明。

如图1所示，在抬头显示系统工作过程中，首先，显示面板10发射出携带图像信息的S偏振光束L1，然后，包含图像信息的S偏振光束以预设角度θ照射至第一透反膜30后，至少部分包含图像信息的S偏振光束L1反射至用户的眼中，最后，用户接收到第一透反膜30反射的包含图像信息的S偏振光束L1，并在挡风玻璃20背离第一透反膜30的一侧观看到显示面板10出射图像的虚像。其中，第一透反膜30对S偏振光束L1的反射率大于对P偏振光束的反射率，且第一透反膜30对P偏振光束L2的透射率大于对S偏振光束L1的透射率。

在本实施例中，通过在挡风玻璃20的表面上设置第一透反膜30，增强了挡风玻璃20显示效果，第一透反膜30相较于现有的光学镜片，具有尺寸小，轻薄便捷，集成性高的优点，并且提高了抬头显示系统的集成性能。

需要说明的是，本实施例仅是以挡风玻璃400的内表面设置第一透反膜30为例进行说明，可以理解的是，本领域技术人员可以根据情况选择在挡风玻璃20的任意一个表面上设置第一透反膜30，上述实现方式均在本公开的保护范围之内，在此不再一一举例说明。

图2为本公开实施例提供的一种第一透反膜的俯视图，图3为图2所示第一透反膜沿A-A′方向的截面图，如图2-3所示，第一透反膜30包括第一基底301以及设置在第一基底301上的多个微纳结构。微纳结构包括第一微纳结构302和第二微纳结构303，其中，沿第一方向并排设置的微纳结构构成第一微纳结构组，且第一微纳结构组中包括沿第一方向交替设置的第一微纳结构302和第二微纳结构303。沿第二方向并排设置的微纳结构构成第二微纳结构组，且位于同一所述第二微纳结构组中的微纳结构为第一微纳结构302或者第二微纳结构303。其中，第一方向与第二方向垂直。

继续参考图2-3，第一微纳结构302在第一基底301上的正投影面积与第二微纳结构303在所述第一基底301上的正投影面积不同，第一微纳结构302与第二微纳结构303的高度h相同。在一些实施例中，第一微纳结构302与第二微纳结构303的长度s相同而宽度d不同，且第一微纳结构302与第二微纳结构303的高度h相同；在一些实施例中，第一微纳结构302与第二微纳结构303的宽度d相同而长度s不同，且第一微纳结构302与第二微纳结构303的高度h相同；在一些实施例中，第一微纳结构302与第二微纳结构303的长度s与宽度d均不同，且第一微纳结构与第二微纳结构的高度h相同。

在一些实施例中，第一微纳结构302在第一基底301上的正投影面积与第二微纳结构303在第一基底301上的正投影面积比为45：16。例如，第一微纳结构的宽度d1＝90nm、长度s1＝50nm以及高度h＝70nm；第二微纳结构302的宽度d2＝80nm、长度s＝20nm以及高度h＝70nm。在抬头显示系统工作过程中，S偏振光与P偏振光以30度的入射角度进入第一透反膜30，通过仿真发现P偏振光在450-700nm的整体透过率达到了90％以上，从而可以观察汽车外部情况，而S偏振光在450nm-700nm的整体反射率达到30％，可以很好地反射图像被驾驶者看到。因此，本实施例的第一透反膜30实现了高反射率。

第一微纳结构302和第二微纳结构303的材料可以根据情况进行选择，在此不做具体限定。优选的，第一微纳结构302的材料包括但不限于Au、Ag、Al、SiO2、PS。第二微纳结构303的材料包括但不限于Au、Ag、Al、SiO2、PS。

在本实施例中，通过上述材料制备的第一透反膜30相较于现有的采用玻璃或树脂制作的光学镜片，具有尺寸小，轻薄便捷，集成性高的优点。

在一些实施例中，如图4为图2所示第一透反膜的制备方法对应的各步骤的结构示意图，如图4所示，第一透反膜的制备方法包括：

S101、在第一基底301上形成第一微纳结构层3011。

在该步骤中，可采用涂覆、蒸镀或溅射的方式在第一基底301上形成第一微纳结构层3011。第一基底301可以为刚性基底，也可以为柔性基底，在此做具体限定。当第一基底301为刚性基底时，第一基底301的材料可以包括但不限于玻璃、三氧化二铝。当第一基底301为柔性基底时，第一基底301的材料可以包括但不限于COP、PI、PET。第一微纳结构层3011的材料包括但不限于Au、Ag、Al、SiO2、PS。

S102、通过刻蚀工艺，在第一基底301上形成多个第一微纳结构302和多个第二微纳结构303。

在该步骤中，刻蚀工艺可以为湿刻，也可以为干刻，本实施例是以刻蚀工艺采用干刻为例进行说明。

在一些实施例中，如图1所示，抬头显示系统还包括设置在光学片300外表面的第二透反膜40，第二透反膜40用于反射户外的环境光，可以更好地防止外部反射光干扰驾驶者的正常驾驶。

在一些实施例中，图5为本公开实施例提供的一种第二透反膜的结构示意图，图6为图5所示的第二透反膜沿B-B′方向的截面图，如图5-6所示，第二透反膜40包括第二基底401以及形成在第二基底401上的多个第三微纳结构402，多个第三微纳结构402在第二基底401上呈阵列排布。

第三微纳结构402包括层叠设置的第一微纳子结构4021和第二微纳子结构4022，第一微纳子结构4021在第二基底401上的正投影与第二微纳子结构4022在第二基底401上的正投影重叠。即第一微纳子结构4021和第二微纳子结构4022的长度和宽度相同。优选地，第一微纳子结构4021的高度范围为0-600nm，宽度范围为50nm-200nm。第二微纳子结构4022的高度范围为100nm-150nm，长度范围为50nm-200nm。

第一微纳子结构4021的材料与第二微纳子结构4022的材料可以相同，也可以不同，本实施例是以第一微纳子结构4021的材料与第二微纳子结构4022的材料不同为例进行说明的。例如，第一微纳子结构4021的材料包括但不限于SiN、TiO2、GaN、Si。第二微纳子结构4022的材料包括但不限于Au、Ag、Al。

在本实施例中，一方面，通过在挡风玻璃20的外表面设置第二透反膜40，可以很好地降低外部环境光的干扰，提升成像质量，此外，不影响驾驶者对外部环境的观察。另一方面，通过上述材料制备的第二透反膜40相较于现有的采用玻璃或树脂制作的光学镜片，具有尺寸小，轻薄便捷，集成性高的优点。

在一些实施例中，图7为图5所示第二透反膜的制备方法对应的各步骤的结构示意图，如图7所示，第二透反膜40的制备方法包括：

S101、在第二基底401上形成光刻胶层4011。

在该步骤中，第二基底401可以为刚性基底，也可以为柔性基底，在此做具体限定。当第二基底401为刚性基底时，第二基底401的材料可以包括但不限于玻璃、三氧化二铝。当第二基底401为柔性基底时，第二基底401的材料可以包括但不限于COP、PI、PET。

S102、通过曝光和显影形成光刻胶图案4012。

S103、在光刻胶图案4012上形成第一微纳子结构层4013。

在该步骤中，可采用等离子体增强化学气相沉积方式、低压化学气相沉积方式、大气压化学气相沉积方式或电子回旋谐振化学气相沉积方式在光刻胶图案4013上沉积第一微纳子结构层4013。第一微纳子结构层4013的材料包括但不限于SiN、TiO2、GaN、Si。

S104、在第一微纳子结构层4013上形成第二微纳子结构层4014。

在该步骤中，可采用溅射方式、等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced：简称PECVD)方式、低压化学气相沉积(Low Pressure Chemical Vapor Deposition：简称LPCVD)方式、大气压化学气相沉积(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition：简称APCVD)方式或电子回旋谐振化学气相沉积(Electron Cyclotron ResonanceChemical Vapor Deposition:简称ECR-CVD)方式在第一微纳子结构层4013上沉积第二微纳子结构层4014。第二微纳子结构层4014的材料包括但不限于Au、Ag、Al。

S105、去除光刻胶4012，得到第一微纳子结构4021和第二微纳子结构4022。

在一些实施例中，如图1所示，显示面板10包括显示模组50和背光模组60，显示模组50位于背光模组60与挡风玻璃20之间。背光模组60包括多个准直单元61和背光源62，多个准直单元61位于背光源62与显示模组50之间，多个准直单元61用于将背光源62发出的光进行准直。

显示模组50可以是扭转向列型(Twisted Nematic，简称：TN)显示面板、超扭转向列型(Super TwistedNematic，简称：STN)显示面板、水平转换型(In-plane Switching，简称：IPS)显示面板、场边缘转换(Fringe Field Switching，简称：FFS)显示面板、多区间垂直配向型(Multi-domain Vertical Alignment)显示面板、聚合物稳定垂直配向型(Polymer Stabilization Vertical Alignment)显示面板或是半穿透半反射液晶显示面板。在图像显示模式下，显示模组50用于发射含有图像信息的光束。

图8为本公开实施例提供的一种显示模组的结构示意图，如图8所示，显示模组50包括第一基板510以及配置于第一基板510对向的第二基板520。主动层530配置于第一基板510上。主动层530包括多条扫描线、多条数据线以及多个像素结构(未示出)。像素结构包括多个主动元件以及多个与对应的主动元件连接的像素电极。共用电极540配置于第二基板520上。共用电极540连接至共用电压，也即恒定电压被施加至共用电极540。第一配向层550配置在主动层530上且第二配向层560配置在共用电极540上。介质层570位于第一配向层550以及第二配向层560之间。为了要完全封住介质层570，还需提供框胶580在第一基板510以及第二基板520之间，以使得介质层570完全被封在第一配向层550、第二配向层560以及框胶580所形成的空间内。

介质层570可包括液晶分子、电泳介质层或是其它可适用的介质。在本实施例中，介质层570是以液晶分子为例示，但本发明不限于此。为了使在介质层570中的液晶分子具有相同的起始配向，第一配向层550以及第二配向层560需要与介质层570接触。在显示模式下，对主动层530的像素电极施加电压，以使得主动层530以及共用电极540之间产生电场。介质层570中的液晶分子会受到电场的影响改变其排列方式而与起始配向有所不同。当施加电压时，通过介质层570中的液晶分子的特定排列方式，通过介质层570的光线能够被调变其偏振方向。因此，如图1所示，在通过显示模组200后，光束L0能够被调变为含有具有第一偏振方向的第一偏振光L1和具有第二偏振方向的第二偏振光L2。

在一些实施例中，背光源62包括多个发光单元621，发光单元621与准直单元61一一对应设置，且发光单元621设置在准直单元61的焦点上。如图1所示，本实施仅示例性地示出了一个发光单元621和一个准直单元61。

背光单元62可包括直下式背光单元或是边缘式背光单元，但本发明不限于此。发光单元通过电场激发产生光线，包括但不限于发光二极管(Light Emitting Diode,LED)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)、迷你发光二极管(MiniLED)、微发光二极管(Micro LED)、冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)、LED冷光源(Cold LED Light，CLL)、电激发光(Electro Luminescent，EL)、电子发射(FieldEmission Display，FED)或量子点光源(Quantum Dot,QD)等。本实施是以发光单元为LED为例进行说明的。LED(621)可发出光束L0，光束L0是非偏振光束，故光束L0并无特定的偏振方向，而是散射的。微透镜611配置于光束L0的传输路径上。在本实施例中，微透镜611与LED分离设置，但本发明不限于此，微透镜611也可与LED集成在一起。

在本实施例中，微透镜611相较于现有技术中起到相同作用的光学镜片，具有尺寸小，轻薄便捷，集成性高的优点。

在一些实施例中，图9为本公开实施例提供的一种准直单元的俯视图，图10为图9所示准直单元的侧视图，如图9-10所示，准直单元61包括第三基底612和设置在第三基底612上的多个间隔设置的微透镜611。微透镜611在第三基底612上的正投影可以为正方形、三角形或圆形等。优选地，本实施中微透镜611在第三基底612上的正投影为圆形。

第三基底612的形状可以根据实际情况进行选择，在此不做具体限定，本实施例是以第三基底612为圆形基底为例进行说明。

微透镜611的分布服从最下方的公式：

第三基底612上的分布位置；r代表第三基底612的半径；

代表相位；λ代表波长；f代表微透镜611到发光单元621之间的距离。

在一些实施例中，超透镜611可以先组成2*2阵列，然后以阶数为16均匀分布在第三基底612上。其中，阶数16是指从第三基底612的中心到第三基底612边缘总共有16个2*2个阵列，即准直单元61中沿着直径方向的超透镜611的数量为64个，使得总相位变化为从中心到边缘为360度。

需要说明的是，阵列的个数以及阶数可根据情况进行选择，在此不做具体限定，例如，超透镜还可以组成3*3阵列、4*4阵列或5*5阵列。阶数还可以为32阶、64阶等。

在一些实施例中，准直单元61的尺寸可以根据超透镜611的个数以及阶数进行设置；在一些实施例中，各个微透镜61的相互位置关系可根据上述公式得到。

图11a为微透镜的直径在50-200nm范围内，高度为600nm，周期为200nm的透射谱，图11b为微透镜的直径在50-200nm范围内，高度为600nm，周期为200nm的相位变化图。通过图11b可以发现，相位的变化范围可以在0-360°之间。通过图11a可以发现，在50-170nm范围透过率均超过了94％以上，只有很小的直径变化范围透过率同样在84％以上，透过率与直径变化范围满足设计超透镜的要求。

图11c-图11f分别为超透镜为2*2至5*5并且阶梯数均为16的情况下的相位分布图。准直单元中离散的超透镜的分布服从上述公式，x与y决定每一个超透镜在整个准直单元上的分布位置，对于不同的波长，只需要修改相位公式中对应的波长即可，并且焦距f等于超透镜与LED每一个像素光源之间的距离。

微透镜611的材料可以根据具体情况进行设置，在此不做具体限定。例如，微透镜611的材料包括但不限于SiNx、TiO2、GaN、Si。

在本实施例中，上述微透镜611相较于现有技术中起到相同作用的光学镜片，具有尺寸小，轻薄便捷，集成性高的优点。

在一些实施例中，图12为图9所示准直单元的制备方法对应的各步骤的结构示意图，如图12所示，准直单元的制备方法包括：

S101、在第三基底612上形成微透镜层6111。

具体的，可采用涂覆、蒸镀或溅射的方式在第三基底612上形成微透镜层6111。第三基底612可以为刚性基底，也可以为柔性基底，在此做具体限定。当第三基底612为刚性基底时，第三基底612的材料可以包括但不限于玻璃、三氧化二铝。当第三基底612为柔性基底时，第三基底612的材料可以包括但不限于COP、PI、PET。微透镜层6111的材料包括但不限于SiNx、TiO2、GaN、Si。

S102、通过一次构图工艺，在第三基底612上形成微透镜611。

在该步骤中，“构图工艺”是指形成具有特定的图形的结构的步骤，其可为光刻工艺，光刻工艺包括形成材料层、涂布光刻胶、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等步骤中的一步或多步；当然，“构图工艺”也可为压印工艺、喷墨打印工艺等其它工艺。

在一些实施例中，如图1所示，预设角度θ为30°～150°。在这样的角度幅度内，投射在光学片20上的图像的品质能够有效地被提升。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。

Claims (15)

1.一种抬头显示系统，其特征在于，包括：

显示面板，被配置为出射携带图像信息的第一偏振光；

第一透反膜，设置在光学片第一侧面上，所述第一偏振光以预设角度照射至所述第一透反膜后至少部分反射至预设观看点，以使用户在所述预设观看点接收到所述第一透反膜反射的所述第一偏振光，并在所述光学片背离所述第一透反膜的一侧观看到所述图像信息；其中，

所述第一透反膜对所述第一偏振光的反射率大于对第二偏振光的反射率，且所述第一透反膜对所述第二偏振光的透射率大于对第一偏振光的透射率；所述第一偏振光与所述第二偏振光的偏振方向垂直。

2.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述第一透反膜包括第一基底和设置在所述第一基底上的多个微纳结构；所述微纳结构包括第一微纳结构和第二微纳结构；其中，沿第一方向并排设置的微纳结构构成第一微纳结构组，且所述第一微纳结构组中包括沿第一方向交替设置的第一微纳结构和第二微纳结构；

沿第二方向并排设置的微纳结构构成第二微纳结构组，且位于同一所述第二微纳结构组中的微纳结构为第一微纳结构或者第二微纳结构。

3.根据权利要求2所述的抬头显示系统，其特征在于，所述第一微纳结构在所述第一基底上的正投影面积与所述第二微纳结构在所述第一基底上的正投影面积不同，所述第一微纳结构与所述第二微纳结构的高度相同。

4.根据权利要求3所述的抬头显示系统，其特征在于，所述第一微纳结构在所述第一基底上的正投影面积与所述第二微纳结构在所述第一基底上的正投影面积比为45：16。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的抬头显示系统，其特征在于，所述第一微纳结构的材料包括Au、Ag、Al、SiO2、PS中的任意一种；所述第二微纳结构的材料包括Au、Ag、Al、SiO2、PS中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述光学片还包括第二侧面，所述光学片的第一侧面与所述第二侧面相对设置；其中，所述抬头显示系统还包括设置在所述光学片第二侧面的第二透反膜；所述第二透反膜用于对部分外界环境光进行反射。

7.根据权利要求6所述的抬头显示系统，其特征在于，所述第二透反膜包括第二基底以及形成在所述第二基底上的多个第三微纳结构，所述多个第三微纳结构在所述第二基底上呈阵列排布。

8.根据权利要求7所述的抬头显示系统，其特征在于，每个所述第三微纳结构包括层叠设置的第一微纳子结构和第二微纳子结构，所述第一微纳子结构在所述第二基底上的正投影与所述第二微纳子结构在所述第二基底上的正投影重叠。

9.根据权利要求8所述的抬头显示系统，其特征在于，所述第一微纳子结构的材料包括SiN、TiO2、GaN、Si中任意一种；所述第二微纳子结构的材料包括Au、Ag、Al中的任意一种。

10.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述显示面板包括背光模组和显示模组，所述显示模组位于所述背光模组与所述光学片之间。

11.根据权利要求10所述的抬头显示系统，其特征在于，所述背光模组包括背光源和准直单元，所述准直单元位于所述背光源与所述显示模组之间。

12.根据权利要求11所述的抬头显示系统，其特征在于，所述背光源包括多个发光单元，所述准直单元包括多个微透镜，所述微透镜与所述背光源中的发光单元一一对应设置。

13.根据权利要求12所述的抬头显示系统，其特征在于，所述微透镜的材料包括SiNx、TiO2、GaN、Si中的任意一种。

14.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述光学片的材料包括玻璃、前挡风玻璃、光学膜玻璃或是金属化薄膜玻璃。

15.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述预设角度为30°～150°。

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