CN115657308A - 一种车辆平视显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆平视显示系统，图像产生装置用于产生图像光线并将图像光线投射至车辆的挡风玻璃，以使得图像光线被挡风玻璃反射至光线控制装置；光线控制装置用于将入射的图像光线反向反射，以使得反射出的图像光线经挡风玻璃反射后，出射至至少两个眼盒区域；显示控制装置用于控制图像产生装置和/或光线控制装置分别向各个眼盒区域投射出与眼盒区域所处位置相适应的图像画面；反向反射是指入射至光线控制装置的入射光线被反向反射后形成的出射光线沿入射光线的传播路径传播，且传播方向相反。本发明的车辆平视显示系统能够向车辆内不同眼盒区域分别显示出不同的图像画面，能够根据车辆状态分别向不同眼盒区域显示出相适应的图像画面。

Description

一种车辆平视显示系统

分案申请相关信息

本申请是申请日为2020年1月21日、申请号为202010071100.9、发明名称为“一种车辆平视显示系统”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及车辆显示技术领域，特别是涉及一种车辆平视显示系统。

背景技术

近年来，随着车辆智能化、车联网、自动驾驶等技术的不断发展，移动车载终端接收到的信息及扩展的各类应用层出不穷，人们对将车辆内所有显示屏联通，灵活显示各类信息的需求越来越大，但驾驶员在进行相关操作时视线容易偏离，有潜在的安全风险。

而平视显示(head up display，HUD)技术可以避免驾驶员在驾驶过程中低头看仪表盘或者其它显示屏所导致的分心，提高驾驶安全系数，同时也能带来更好的驾驶体验，近些年也受到越来越多的关注，在车载智能显示方面拥有巨大的应用潜力。

现有的平视显示设备采用自由曲面反射镜实现，像源产生的图像光线经过平面镜、自由曲面反射镜反射后入射至挡风玻璃，光线被挡风玻璃反射而进入用户眼睛，然而这种平视显示设备仅能在确定的视场角范围内向用户显示出画面，视场角一般在10度以内，显示的画面尺寸很小，一般只能显示车速或者方向信息，无法显示更加丰富的内容，难以满足驾驶员、乘客等不同用户的需求，限制了平视显示设备进一步的推广与应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆平视显示系统，能够向车辆内不同眼盒区域分别显示出不同的图像画面，能够根据车辆状态分别向不同眼盒区域显示出相适应的图像画面。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车辆平视显示系统，包括图像产生装置、光线控制装置以及显示控制装置；

所述图像产生装置用于产生图像光线并将图像光线投射至车辆的挡风玻璃，以使得图像光线被所述挡风玻璃反射至所述光线控制装置；

所述光线控制装置用于将入射的图像光线反向反射，以使得反射出的图像光线经所述挡风玻璃反射后，出射至至少两个眼盒区域；

所述显示控制装置与所述图像产生装置、所述光线控制装置分别相连，用于控制所述图像产生装置和所述光线控制装置中的至少一项，分别向各个眼盒区域投射出与眼盒区域所处位置相适应的图像画面；

其中，被所述光线控制装置反向反射后形成的出射光线沿入射至所述光线控制装置的入射光线的传播路径传播，且所述出射光线的传播方向与所述入射光线的传播方向相反。

优选的，包括第1至第M图像产生装置，所述光线控制装置具体用于将第i图像产生装置产生的、由所述挡风玻璃反射后入射到所述光线控制装置的图像光线，入射到所述挡风玻璃并经所述挡风玻璃反射后出射至第i眼盒区域，i∈[1，M]，M为大于等于2的正整数，第1至第M眼盒区域分别为不同的眼盒区域。

优选的，所述光线控制装置具体用于将所述图像产生装置产生的、由所述挡风玻璃反射后入射到所述光线控制装置的图像光线扩展为N个传播方向不同的光扩散区域，以使得各个光扩散区域经所述挡风玻璃反射后分别出射至N个眼盒区域，N为大于等于2的正整数。

优选的，所述光线控制装置包括第一光学部和第二光学部，所述第一光学部用于将通过光线扩展以调控光线的发散角度或/和传播方向，将由预设面入射的图像光线扩展而引导入射至所述第二光学部以及将由所述第二光学部返回的图像光线扩展而引导入射至所述预设面，所述第二光学部用于将所述第一光学部出射的图像光线反向反射所述第一光学部，以使得由所述光线控制装置出射的图像光线经所述预设面反射后出射出射至眼盒区域，其中预设面包括车辆的挡风玻璃。

优选的，所述第二光学部包括排布的多个光学介质体，所述光学介质体至少包括用于接收入射光线的表面以及若干用于引导光线在所述光学介质体传播而最终对向传播出的表面。

优选的，所述第二光学部包括反射面以及排布在所述反射面一侧的多个光学介质体，所述光学介质体包括为曲面的表面，所述光学介质体用于将入射光线折射进入所述光学介质体内部并入射到所述反射面，并将被所述反射面反射回的光线折射出所述光学介质体外，出射光线与入射光线传播方向相反。

优选的，所述第二光学部具体用于通过改变光线的相位而将光线反向反射回。

优选的，所述第二光学部包括沿光线入射方向依次设置的光线汇聚层、隔离层、反射层和衬底，所述光线汇聚层用于将入射光线汇聚入射到所述反射层，所述反射层用于将光线反射，所述光线汇聚层和所述反射层分别由能够调制光线相位的材料制成。

优选的，还包括传感装置，用于获取车辆的驾驶信息；

所述显示控制装置包括：

信息划分模块，用于将所要显示信息划分到不同的优先级，信息的优先级越高表示该信息对安全驾车或者用户的重要性越高；

判定模块，与所述传感装置相连，用于根据车辆的驾驶信息判定车辆状态。

优选的，所要显示信息划分为第一类信息、第二类信息、第三类信息或者第四类信息，所述第一类信息、所述第二类信息、所述第三类信息和所述第四类信息优先级依次降低；

所述显示控制装置具体用于，当车辆处于行驶状态时，控制向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出将第一类信息对应内容或者第二类信息对应内容以高优先级显示方式进行显示的图像画面，向处于非驾驶员位置的眼盒区域投射出将第三类信息对应内容或者第四类信息对应内容以高优先级显示方式进行显示的图像画面。

优选的，所述第一类信息包括车辆的运行数据；

所述显示控制装置具体用于，当车辆处于行驶状态时，控制向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出包括车辆的运行数据、该运行数据对应的安全范围以及用于提示该运行数据超出对应安全范围的提示信号的图像画面。

优选的，所述第一类信息包括车辆的运行场景与预设突发场景相匹配所触发产生的提示信息，所述预设突发场景为预先设定的在车辆运行过程中可能突然发生的不利于安全驾车的场景；

所述显示控制装置具体用于，当车辆处于行驶状态时，控制向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出在画面关键区域显示的、以示意图形表示本车辆、与本车辆发生突发情况的对象以及标示出本车辆与对象相对位置关系的图像画面。

优选的，所述第一类信息包括车辆的运行场景属于意外情况场景所触发产生的提示信息，意外情况场景是指事先无法预料出的车辆能够发生的意外情况；

所述显示控制装置具体用于，当车辆处于行驶状态时，控制向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出在画面关键区域显示的、以示意图形展示车辆发生意外情况场景的图像画面。

优选的，所述显示控制装置具体用于，根据所要显示信息，向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出将所要显示信息对应内容与真实场景贴合显示的、将真实场景中的行人、车辆或者其它移动物标记出的图像画面。

优选的，所述第二类信息包括导航地图信息、导航提示信息或者规划出的路径信息；

所述显示控制装置具体用于，当车辆处于行驶状态时，向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出将导航地图信息、导航提示信息或者规划出的路径信息在画面关键区域显示的图像画面。

优选的，所述显示控制装置具体用于，当车辆处于行驶状态时，向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出将导航地图信息、导航提示信息或者规划出的路径信息对应的显示内容与真实场景相结合的图像画面。

优选的，所述第三类信息包括与驾驶员相关的即时通讯信息；

所述显示控制装置具体用于，当车辆处于行驶状态时，向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出将与用户相关的即时通讯信息对应内容以低优先级显示方式进行显示的图像画面；

和/或所述第四类信息包括娱乐信息；

所述显示控制装置具体用于，当车辆处于行驶状态时，控制向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出将娱乐信息对应内容以低优先级显示方式进行显示的图像画面。

优选的，还包括监测装置，用于监测用户视线所落在的区域；

所述显示控制装置还用于控制所述图像产生装置和/或所述光线控制装置将图像画面实时变换投射到用户视线所落在的区域。

优选的，所述显示控制装置还用于，根据用户操作，控制所述图像产生装置和/或所述光线控制装置将所要显示信息对应内容在画面中进行放大缩放。

由上述技术方案可知，本发明所提供的一种车辆平视显示系统，图像产生装置用于产生图像光线并将图像光线投射至车辆的挡风玻璃，以使得图像光线被挡风玻璃反射至光线控制装置，光线控制装置用于将入射的图像光线反向反射，以使得反射出的图像光线经挡风玻璃反射后，出射至至少两个眼盒区域，显示控制装置用于根据所要显示信息的优先级以及车辆状态，控制图像产生装置和光线控制装置中的至少一项分别向各个眼盒区域投射出与眼盒区域所处位置相适应的图像画面。因此，本发明的车辆平视显示系统能够向车辆内不同眼盒区域分别显示出不同的图像画面，能够根据车辆状态分别向不同眼盒区域显示出相适应的图像画面。

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为本发明实施例提供的一种车辆平视显示系统的示意图；

图2为本发明一种实施例的车辆平视显示系统包括两个图像产生装置的示意图；

图3为本发明又一种实施例的车辆平视显示系统的光线控制装置将光线扩展为两个光扩散区域的示意图；

图4为本发明实施例的光线控制装置示意图；

图5为本发明一种具体实施方式的第二光学部示意图；

图6为本发明又一种具体实施方式的第二光学部示意图；

图7为本发明又一种具体实施方式的第二光学部示意图；

图8为本发明又一种具体实施方式的第二光学部示意图；

图9为本发明实施例中显示控制装置分别向各个眼盒区域投射出与眼盒区域所处位置相适应的图像画面的方法流程图；

图10为本发明一种实施例的从眼盒区域观看到的挡风玻璃显示画面；

图11为本发明又一种实施例的从眼盒区域观看到的挡风玻璃显示画面。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明提供一种车辆平视显示系统，包括图像产生装置、光线控制装置以及显示控制装置；

所述图像产生装置用于产生图像光线并将图像光线投射至车辆的挡风玻璃，以使得图像光线被所述挡风玻璃反射至所述光线控制装置；

所述光线控制装置用于将入射的图像光线反向反射，以使得反射出的图像光线经所述挡风玻璃反射后，出射至至少两个眼盒区域；其中，反向反射具体是指入射光线与出射光线传播方向相反。

所述显示控制装置与所述图像产生装置、所述光线控制装置分别相连，用于根据所要显示信息的优先级以及车辆状态，控制所述图像产生装置和所述光线控制装置中的至少一项，分别向各个眼盒区域投射出与眼盒区域所处位置相适应的图像画面。具体的，相适应的图像画面具体是指通过不同的眼盒区域观察到的图像符合驾驶需求和每个眼盒区域用户的需求，例如驾驶员眼盒区域观察到的图像内容，应为车速、导航等与驾驶密切相关的信息，副驾驶眼盒区域观察到的图像内容可为社交软件信息、娱乐信息等较为次要的信息，确保每个眼盒区域观察到的图像满足需求，不会影响正常的驾驶。

其中，所述显示控制装置与所述图像产生装置、所述光线控制装置分别相连，可通过无线方式如WiFi、信号传输、蓝牙、ZigBee、光通信等进行连接，实现通信连接和数据传输；也可通过有线方式如数据线实现数据传输，本发明对此不做限定。

其中，图像产生装置产生图像光线，图像光线是指携带图像信息的光线，用户眼睛获取到图像光线后用户能够看到图像画面。眼盒(eyebox)区域是指用户能够接收到光线而观看到图像画面的位置区域。向眼盒区域投射出图像画面是指向眼盒区域投射出包含图像内容画面的光线。

本车辆平视显示系统中，通过光线控制装置将图像光线出射至至少两个眼盒区域，显示控制装置根据所要显示信息的优先级以及车辆状态，控制图像产生装置和/或光线控制装置分别向各个眼盒区域投射出与眼盒区域所处位置相适应的图像画面。因此，本发明的车辆平视显示系统能够向车辆内不同眼盒区域分别显示出不同的图像画面，能够根据车辆状态分别向不同眼盒区域显示出相适应的图像画面。

请参考图1，图1为本发明实施例提供的车辆平视显示系统的示意图，其中所述车辆平视显示系统包括图像产生装置11、光线控制装置12和显示控制装置，图像产生装置11产生图像光线并将图像光线投射至车辆的挡风玻璃10，以使得图像光线被挡风玻璃10反射至光线控制装置12，光线控制装置12将入射的图像光线反向反射，以使得反射出的图像光线经挡风玻璃10反射后，出射至眼盒区域13。

下面结合具体实施方式和附图对本车辆平视显示系统中图像产生装置和光线控制装置实现多视角显示的实现方式进行详细说明。

在一种实施例提供的车辆平视显示系统中，包括第1至第M图像产生装置和光线控制装置。第1至第M图像产生装置分别用于产生图像光线。光线控制装置具体用于将第i图像产生装置产生的、由挡风玻璃反射后入射到光线控制装置的图像光线，入射到挡风玻璃并经挡风玻璃反射后出射至第i眼盒区域，i∈[1，M]，M为大于等于2的正整数，第1至第M眼盒区域分别为不同的眼盒区域。

示例性的请参考图2，图2为本实施例的车辆平视显示系统包括两个图像产生装置的示意图，由图可看出，所述车辆平视显示系统包括第1图像产生装置20、第二图像产生装置21和光线控制装置22，其中第1图像产生装置20用于产生图像光线，并将图像光线投射至车辆的挡风玻璃10，光线被挡风玻璃10反射至光线控制装置22，光线控制装置22将光线反向反射，使得反射出的光线经挡风玻璃10反射后，出射至第1眼盒区域23。第二图像产生装置21产生图像光线并将图像光线投射至车辆的挡风玻璃10，光线被挡风玻璃10反射至光线控制装置22，光线控制装置22将光线反向反射，使得反射出的光线经挡风玻璃10反射后，出射至第2眼盒区域24。图2所示的车辆平视显示系统是以包括两个图像产生装置为例说明的，可以理解的是，在实际应用中基于与图2所示相同原理，车辆平视显示系统可以包括其它数量的图像产生装置，以实现满足实际应用要求的多视角显示。在又一实施例提供的车辆平视显示系统中，包括图像产生装置、光线控制装置和显示控制装置，其中图像产生装置用于产生图像光线并将图像光线投射至车辆的挡风玻璃，以使得图像光线被挡风玻璃反射至光线控制装置。光线控制装置具体用于将图像产生装置产生的、由挡风玻璃反射后入射到光线控制装置的图像光线扩展为N个传播方向不同的光扩散区域，以使得各个光扩散区域经挡风玻璃反射后分别汇聚至N个眼盒区域，N为大于等于2的正整数。

光线控制装置能够将入射光线扩展，将入射光线扩展为N个传播方向不同的光扩散区域，每一光扩散区域内光线携带图像信息。示例性的，请参考图3，图3为本实施例的车辆平视显示系统的光线控制装置将光线扩展为两个光扩散区域的示意图，由图可看出，图像产生装置30产生图像光线并将图像光线投射至车辆的挡风玻璃10，使图像光线被挡风玻璃10反射至光线控制装置31，光线控制装置31将入射光线扩展为2个光扩散区域300和301，光扩散区域300经挡风玻璃10反射后出射至第1眼盒区域，光扩散区域301经挡风玻璃10反射后出射至第2眼盒区域。在实际应用中，可以根据实际应用需求确定扩展后的光扩散区域数量以及各个光扩散区域的形状，本实施例中不做具体限定，其中通过对光线控制装置进行光学设计，能够改变扩展的光扩散区域数量和光扩散区域形状。

在以上各实施例中可选的，图像产生装置可以是投影机或者液晶显示器，或者也可以是其它类型的图像产生装置，也都在本发明保护范围内。优选可以采用小型投影机，具体可采用CRT(Cathode Ray Tube)投影，LCD(liquid crystal display)投影，DLP(DigitalLight Procession)投影、LCOS(Liquid Crystal on Silicon)、激光投影等不同类型。可以放置在后视镜、驾驶员座椅、车辆顶棚处。

下面结合具体实施方式和附图对本车辆平视显示系统的光线控制装置的具体实现方式进行详细说明。请参考图4，图4为一种实施例的光线控制装置示意图，由图可知，所述光线控制装置包括第一光学部41和第二光学部42，第一光学部41用于将通过光线扩展以调控光线的发散角度或/和传播方向，将由预设面入射的图像光线扩展而引导入射至所述第二光学部42以及将由所述第二光学部42返回的图像光线扩展而引导入射至所述预设面，所述第二光学部42用于将所述第一光学部41出射的图像光线反向反射回所述第一光学部41，以使得由所述光线控制装置出射的图像光线经所述预设面反射后出射至眼盒区域，其中预设面包括车辆的挡风玻璃。

第一光学部41通过调控光线的发散角度或/和传播方向，来控制光线的扩散程度。第一光学部41对光线的扩散角度越小，成像亮度越高，视角范围也越小；第一光学部41对光线的扩散角度越大，成像亮度越低，视角范围也越大。可选的，第一光学部41可采用衍射光学元件，衍射光学元件可采用形成各种光斑形状的光束整形器。第一光学部41通过调控光线的发散角度或/和传播方向，能够控制光线扩散区域的形状，光线扩散区域的形状可以被调控为线形、圆形、椭圆形、正方形、长方形或者蝙蝠翼形状，或者也可以是其它形状。

在一种实施方式中，第二光学部42包括排布的多个光学介质体，所述光学介质体至少包括用于接收入射光线的表面以及若干用于引导光线在所述光学介质体传播而最终反向传播出的表面。光学介质体可以是三角锥结构或者立方体结构，三角锥结构可以是正三角锥结构或者等腰三角锥结构。示例性的，请参考图5，图5为一种具体实施方式的第二光学部示意图，从图可看出，入射光线入射到第二光学部的光学介质体420，由光学介质体420的一个表面进入其内部，光线在光学介质体内经过若干表面反射后最终以与入射方向相反方向传播出。

优选的请参考图6，图6为又一种具体实施方式的第二光学部示意图。第二光学部42可包括基底层423、支撑层422和多个光学介质体421，支撑层422形成在基底层423上，多个光学介质体421排布设置在支撑层422上。其中光学介质体421的折射率需要大于支撑层422的折射率，光学介质体421将入射光线中入射角大于临界角的光线，以全反射的方式沿光线入射方向的相反方向反射回第一光学部41。

在又一种具体实施方式中，第二光学部包括反射面以及排布在所述反射面一侧的多个光学介质体，所述光学介质体包括为曲面的表面，所述光学介质体用于将入射光线折射进入所述光学介质体内部并入射到所述反射面，并将被所述反射面反射回的光线折射出所述光学介质体外，出射光线与入射光线传播方向相反。具体的，光学介质体可以是颗粒结构，具体可以是球状颗粒或者椭球状颗粒，颗粒结构可以是暴露设置在反射面上，或者颗粒结构嵌入反射面内。可选的，颗粒结构可以是玻璃颗粒、树脂颗粒或者高分子聚合物颗粒，或者也可以是由其它材料制作的颗粒结构。反射面可以是金属膜反射面。请参考图7，图7为本具体实施方式的第二光学部示意图，由图可看出，入射光线从光学介质体424的P点折射进入光学介质体424内，并入射到反射面425，而后光线被反射面425反射回并从Q点折射出光学介质体424外，出射光线与入射光线的传播方向正好相反。

在又一种具体实施方式中，第二光学部42具体用于通过改变光线的相位而将光线反向反射。第二光学部42由预设材料制作形成，预设材料能够调制光线的相位，入射光线在由预设材料制作的第二光学部42内经过多次改变相位，每次相位改变介于(0，2π)之间，并最终导致累计相位被改变为π或大于π，使得入射光线和出射光线之间的相位累计改变π，从而起到反向反射的作用，预设材料具体可为超材料(Metamaterial)。具体应用于本实施例的超材料具有各向异性的特性，可以对光线进行相位补偿，即通过改变入射到超材料的光线的相位，来改变光线的反射和折射方向，从而实现光线汇聚和反向反射功能。超材料的形状和尺寸与它所要实现的功能息息相关，具有不同尺寸、成份、形状、或者排布方式的超材料可以实现不同的功能如汇聚、折射、反射等功能，具体可包括但不限于：钛酸锶、氧化铬、氧化铜、二氧化钛(金红石型)、二氧化钛(锐钛矿型)、非晶硒、氧化锌、氮化镓、碘晶体、非晶硅、以及单晶硅。

具体可参考图8，本实施方式中第二光学部42可包括沿光线入射方向依次设置的光线汇聚层426、隔离层427、反射层428和衬底429，所述光线汇聚层426用于将入射光线汇聚入射到所述反射层428，所述反射层428用于将光线反射，所述光线汇聚层426和所述反射层428分别由能够调制光线相位的材料制成。反射层428位于光线汇聚层426的焦平面上，光线汇聚层426和反射层428分别采用不同的超材料制成，不同的超材料是指具有不同尺寸、成份、形状或者排布方式的材料。光线在超材料制成的光线汇聚层426和反射层428的共同作用下相位累计改变π，超材料制成的光线汇聚层对光线起到反向反射作用，使得光线能够沿光线的入射方向的相反方向反射出。

下面结合具体实施方式和附图对本车辆平视显示系统多视角智能显示图像画面的具体实现方式进行详细说明。

具体的，本车辆平视显示系统还包括传感装置，用于获取车辆的驾驶信息。车辆的驾驶信息包括但不限于车辆的各项运行数据、外界场景环境或者导航数据。示例性的，用于测量车辆的行驶速度的传感装置可包括设置在车辆上的测速传感器、设置在车轮的转速传感器或者用户移动通信设备自带的车速测量功能，传感装置还可以是车辆自动诊断系统(On-Board Diagnostics，OBD)或者设置在车辆的驾驶辅助装置比如行车记录仪、电子狗。用于获取外界场景的传感装置可包括但不限于图像传感器、红外传感器、距离传感器、激光雷达或者毫米雷达，主要用于获取车辆与周围车辆的距离信息、道路环境、道路的各种交通标志以及行人。各种传感装置可设置在车辆外部也可设置在车辆内部，设置在车辆的传感装置数量不限，优选在车辆上设置多个传感装置。传感装置还包括导航系统，能够获取车辆的导航数据、车辆行驶路线、车辆地理位置或者各个路段车流量情况、拥堵情况等。传感装置还可包括V2X(Vehicle to everything)系统，V2X系统用于与云平台通讯，从云平台获取非本地的交通状况数据，获取信息包括但不限于道路上的车辆、行人、非机动车状况或者道路拥堵情况或者道路上的各种交通标志信息，交通标志信息包括路口交通信号灯数据。

本车辆平视显示系统中，显示控制装置用于根据所要显示信息的优先级以及车辆状态，控制图像产生装置和/或光线控制装置分别向各个眼盒区域投射出与眼盒区域所处位置相适应的图像画面。具体的，所述显示控制装置包括：信息划分模块，用于将所要显示信息划分到不同的优先级，信息的优先级越高表示该信息对安全驾车或者用户的重要性越高；判定模块，与所述传感装置相连，用于根据车辆的驾驶信息判定车辆状态。信息划分模块具体可判断所要显示信息的类型以及信息内容的重要性，根据所要显示信息的类型、信息的重要性将所要显示信息划分到不同的优先级。

其中，所述判定模块，与所述传感装置相连，可通过无线方式如WiFi、信号传输、蓝牙、ZigBee、光通信等进行连接，实现通信连接和数据传输；也可通过有线方式如数据线实现数据传输，本发明对此不做限定。

具体的，请参考图9，所述显示控制装置根据所要显示信息的优先级以及车辆状态控制分别向各个眼盒区域投射出与眼盒区域所处位置相适应的图像画面的方法流程包括以下步骤：

S500：判断是否车辆的发动机启动且车辆的行驶速度大于零，若是则进入步骤S501以及进入步骤S502。若车辆的发动机启动并且车辆的行驶速度大于零，表明车辆处于行驶状态。

S501：控制向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出将第一类信息对应内容或者第二类信息对应内容以高优先级显示方式进行显示的图像画面。在一种实施方式中，所要显示信息被划分为第一类信息、第二类信息、第三类信息或者第四类信息，第一类信息、第二类信息、第三类信息和第四类信息优先级依次降低。

可选的，第一类信息可以是用于辅助驾驶员操控车辆的与车辆相关的信息数据，具体可包括车辆的运行数据以及车辆的运行数据超出对应安全范围的提示信息，车辆的运行数据包括但不限于车辆的行驶速度、行驶方向、行驶车道、地理位置、油量或者电量、总行驶时间、总行驶路程、前方能见度、车辆与相邻车辆的距离等数据。可选的，第一类信息还可包括车辆的运行场景与预设突发场景相匹配所触发产生的提示信息，所述预设突发场景为预先设定的在车辆运行过程中可能突然发生的不利于安全驾车的场景。示例性的，预设突发场景可包括行人闯入车辆当前行驶车道、其它车辆非法变更到本行驶车道或者后方车辆行驶速度异常等，但不限于此，本实施例中所述的预设突发场景还可以是其它的在车辆运行过程中可能突然发生的不利于安全驾车的情况。可选的，第一类信息还可包括车辆的运行场景属于意外情况场景所触发产生的提示信息，意外情况场景是指事先无法预料出的车辆能够发生的意外情况，这种意外情况不在车辆预设中，但车辆发生这种意外情况会影响安全驾车，需要用户引起注意，意外场景具体可为前方傍山路段突然坠落山石、经过的桥梁路段突然发生塌陷、前方道路突然发生的事故等。

可选的，第二类信息可包括导航地图信息、导航提示信息或者规划出的路径信息等信息数据。第三类信息可包括与用户相关的即时通讯信息，即时通讯信息可包括但不限于语音通话、视频通话、短消息、社交软件通讯信息或者邮件信息等。第四类信息可包括娱乐信息，娱乐信息包括但不限于用于娱乐的音频播放、视频播放等信息数据。

若监测到车辆处于行驶状态，则优选地向处于驾驶员位置的用户显示出将第一类信息对应内容或者第二类信息对应内容以高优先级显示方式进行显示的图像画面，使驾驶员在操控驾驶车辆过程中能够实时地掌握车辆的运行状况或者观看导航信息，有助于驾驶员安全地驾车。

高优先级显示方式是指能够使用户更快地获取或者关注信息内容的显示方式，低优先级显示方式与高优先级显示方式相比，用户获取或者关注信息内容较缓慢。示例性的，请参考图10，图10为一种实施例的从眼盒区域观看到的挡风玻璃显示画面，高优先级显示方式可包括在画面关键区域显示或者将所要显示信息内容详细、明显地显示，比如图中显示出车辆当前的行驶速度为111km/h、当前车道允许最高速度120km/h以及用于表示车辆行驶方向的箭头图像等在图像画面中关键区域显示，低优先级显示方式可包括以简略内容显示或者在画面边缘区域简略显示，比如图中显示出的“1条未读消息”的提示信息在画面底部显示。

可选的，当车辆处于行驶状态时，显示控制装置还可具体用于向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出将与驾驶员相关的即时通讯信息对应内容以低优先级显示方式进行显示的图像画面。比如参考图10所示，在车辆挡风玻璃显示画面的底部以简略图提示存在“1条未读消息”，从而驾驶员可以在停车后根据提示查看消息。可选的，当车辆处于行驶状态时，显示控制装置还可具体用于当车辆处于行驶状态时，控制向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出将娱乐信息对应内容以低优先级显示方式进行显示的图像画面。

S502：判断是否获取到用于启动非驾驶员所处位置显示画面的启动指令，若是则进入步骤S503。若用户想要开启非驾驶员所处位置显示画面，可通过下发启动指令来控制启动，显示控制装置在获取到用于启动非驾驶员所处位置显示画面的启动指令时会向处于非驾驶员位置的眼盒区域投射出图像光线，向非驾驶员位置显示画面。

S503：判断是否获取到用于指示非驾驶员所处位置显示画面内容的显示指令，若否则进入步骤S504，若是则进入步骤S505。

S504：控制向处于非驾驶员位置的眼盒区域投射出将第三类信息对应内容或者第四类信息对应内容以高优先级显示方式进行显示的图像画面。若用户没有指示向处于非驾驶员位置的眼盒区域所显示内容，则显示控制装置自动控制向非驾驶员位置显示第三类信息对应内容或者第四类信息对应内容，这样处于非驾驶员位置的用户能够通过挡风玻璃显示画面观看娱乐信息或者即时通讯信息的内容。

S505：控制向处于非驾驶员位置的眼盒区域投射出将所述显示指令指示的所要显示信息对应内容以高优先级显示方式进行显示的图像画面。若用户指示了向处于非驾驶员位置的眼盒区域所要显示的信息内容，则显示控制装置根据用户下发的显示指令向非驾驶员位置显示相应内容。

可见，本实施例的车辆平视显示系统能够在车辆处于行驶状态时，向车辆内不同眼盒区域分别显示出相适应的图像画面，分别向驾驶员和车辆内的非驾驶员用户显示出不同的图像画面，有助于用户安全地驾驶车辆，并且提升车辆内用户的驾车和乘车体验。

进一步具体的，第一类信息可包括车辆的运行数据，车辆的运行数据包括但不限于行驶速度、行驶方向、行驶车道、地理位置、油量或者电量、总行驶时间、总行驶路程、前方能见度、车辆与相邻车辆的距离等数据，显示控制装置具体用于当车辆处于行驶状态时，控制向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出包括车辆的运行数据、该运行数据对应的安全范围以及用于提示该运行数据超出对应安全范围的提示信号的图像画面。示例性的，所要显示的车辆运行数据包括行驶速度。通过车辆挡风玻璃显示的图像画面中在关键区域展示了车辆当前的行驶速度、车辆在当前驾驶场景中行驶速度对应的安全范围以及用于提示该运行数据超出对应安全范围的提示信号，可参考图10所示，比如车辆当前在高速路段行驶，在车辆挡风玻璃显示的画面中显示出车辆的行驶速度为111km/h和当前行驶车道允许的最高速度是120km/h，还显示出以箭头图像表示车辆的行驶方向以及在画面下方区域还显示车辆的剩余油量50％。因此，本实施例的车辆平视显示系统能够在车辆处于行驶状态时通过挡风玻璃向驾驶员显示出车辆的运行数据以及提示驾驶员车辆的运行数据是否超出安全范围，有助于提高用户驾驶车辆的安全性。

进一步的，第一类信息可包括车辆的运行场景与预设突发场景相匹配所触发产生的提示信息，所述预设突发场景为预先设定的在车辆运行过程中可能突然发生的不利于安全驾车的场景；显示控制装置具体用于当车辆处于行驶状态时，控制向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出在画面关键区域显示的、以示意图形表示本车辆、与本车辆发生突发情况的对象以及标示出本车辆与对象相对位置关系的图像画面。示例性的，预设突发场景可包括行人闯入车辆当前行驶车道、其它车辆非法变更到本行驶车道或者后方车辆行驶速度异常等，但不限于此，本实施例中所述的预设突发场景还可以是其它的在车辆运行过程中可能突然发生的不利于安全驾车的情况。比如如图11所示，图11为又一种实施例的从眼盒区域观看到的挡风玻璃显示画面，从车辆挡风玻璃显示的画面中标示出了突然闯入车辆前方的行人，从而提醒驾驶员注意。

进一步优选的，显示控制装置具体用于根据所要显示信息，向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出将所要显示信息对应内容与真实场景贴合显示的、将真实场景中的行人、车辆或者其它移动物标记出的图像画面。所要显示信息对应内容与真实场景贴合显示是指用户从眼盒区域观看到的显示画面中所要显示信息对应内容对应显示在挡风玻璃展现的真实场景中的预设位置。比如请参考图11所示，对于在车辆前方出现的行人、在车辆挡风玻璃显示的画面中会以与行人贴合显示的图像标记出行人，或者也可以通过预警图形标记出行人，能够达到增强现实的显示效果，以更有效地提醒驾驶员注意，有助于提高用户驾驶车辆的安全性。

进一步的，第一类信息还可包括车辆的运行场景属于意外情况场景所触发产生的提示信息，意外情况场景是指事先无法预料出的车辆能够发生的意外情况；显示控制装置具体用于当车辆处于行驶状态时，控制向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出在画面关键区域显示的、以示意图形展示车辆发生意外情况场景的图像画面。本实施例的车辆平视显示系统通过车辆挡风玻璃向驾驶员展示出车辆运行场景的图像画面，在画面中以示意图形表示车辆发生的意外情况场景，有助于驾驶员根据车辆所处场景及时地准确地操控车辆，有助于提高用户驾驶车辆的安全性。

进一步的，第二类信息包括导航地图信息、导航提示信息或者规划出的路径信息，显示控制装置具体用于当车辆处于行驶状态时，向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出将导航地图信息、导航提示信息或者规划出的路径信息在画面关键区域显示的图像画面。因此，本实施例的车辆平视显示系统通过车辆挡风玻璃向用户显示出以高优先级显示方式展示的导航地图信息、导航提示信息或者规划出的路径信息，使用户能够根据展示画面操控车辆，有助于提高用户驾驶车辆的安全性。

显示控制装置具体用于当车辆处于行驶状态时，向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出将导航地图信息、导航提示信息或者规划出的路径信息对应的显示内容与真实场景相结合的图像画面。信息对应的显示内容与真实场景相结合是指用户从眼盒区域观看到的显示画面中信息对应的显示内容对应显示在挡风玻璃展现的真实场景中的预设位置，本实施例的车辆平视显示系统通过车辆挡风玻璃向用户显示出图像画面，在画面中导航地图信息、导航提示信息或者规划出的路径信息对应的显示内容与真实场景相结合显示，达到增强现实的显示效果，有助于提高用户驾驶车辆的安全性。

进一步优选的，在以上实施例内容的基础上，显示控制装置还用于根据用户操作，控制所述图像产生装置和/或所述光线控制装置将所要显示信息对应内容在画面中进行放大。比如，驾驶员通过画面观看导航地图信息，可以通过操作将显示的导航地图画面进行放大或者缩小，以更好地了解导航信息。具体的，用户包括驾驶员、车辆内乘客。

进一步优选的，在以上实施例内容的基础上，所述车辆平视显示系统还包括监测装置，用于监测用户视线所落在的区域；所述显示控制装置还用于控制所述图像产生装置和/或所述光线控制装置将图像画面实时变换投射到用户视线所落在的区域，具体的，监测装置可为眼动追踪装置，从而本车辆平视显示系统能够将图像画面投射至用户视线所落在的区域，避免需要驾驶员在挡风玻璃上寻找画面，有助于提高驾驶车辆的安全性。

以上对本发明所提供的一种车辆平视显示系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (20)

1.一种车辆平视显示系统，其特征在于，包括图像产生装置、光线控制装置以及显示控制装置；

所述图像产生装置用于产生图像光线并将图像光线投射至车辆的挡风玻璃，以使得图像光线被所述挡风玻璃反射至所述光线控制装置；

所述光线控制装置用于将入射的图像光线反向反射，以使得反射出的图像光线经所述挡风玻璃反射后，出射至至少两个眼盒区域；

所述显示控制装置与所述图像产生装置、所述光线控制装置分别相连，用于控制所述图像产生装置和所述光线控制装置中的至少一项，分别向各个眼盒区域投射出与眼盒区域所处位置相适应的图像画面；

其中，

被所述光线控制装置反向反射后形成的出射光线沿入射至所述光线控制装置的入射光线的传播路径传播，且所述出射光线的传播方向与所述入射光线的传播方向相反。

2.根据权利要求1所述的车辆平视显示系统，其特征在于，包括第1至第M图像产生装置，所述光线控制装置具体用于将第i图像产生装置产生的、由所述挡风玻璃反射后入射到所述光线控制装置的图像光线，入射到所述挡风玻璃并经所述挡风玻璃反射后出射至第i眼盒区域，i∈[1，M]，M为大于等于2的正整数，第1至第M眼盒区域分别为不同的眼盒区域。

3.根据权利要求1所述的车辆平视显示系统，其特征在于，所述光线控制装置具体用于将所述图像产生装置产生的、由所述挡风玻璃反射后入射到所述光线控制装置的图像光线扩展为N个传播方向不同的光扩散区域，以使得各个光扩散区域经所述挡风玻璃反射后分别出射至N个眼盒区域，N为大于等于2的正整数。

4.根据权利要求1所述的车辆平视显示系统，其特征在于，所述光线控制装置包括第一光学部和第二光学部，所述第一光学部用于将通过光线扩展以调控光线的发散角度或/和传播方向，将由预设面入射的图像光线扩展而引导入射至所述第二光学部以及将由所述第二光学部返回的图像光线扩展而引导入射至所述预设面，所述第二光学部用于将所述第一光学部出射的图像光线反向反射至所述第一光学部，以使得由所述光线控制装置出射的图像光线经所述预设面反射后出射至眼盒区域，其中预设面包括车辆的挡风玻璃。

5.根据权利要求4所述的车辆平视显示系统，其特征在于，所述第二光学部包括排布的多个光学介质体，所述光学介质体至少包括用于接收入射光线的表面以及若干用于引导光线在所述光学介质体传播而最终对向传播出的表面。

6.根据权利要求4所述的车辆平视显示系统，其特征在于，所述第二光学部包括反射面以及排布在所述反射面一侧的多个光学介质体，所述光学介质体包括为曲面的表面，所述光学介质体用于将入射光线折射进入所述光学介质体内部并入射到所述反射面，并将被所述反射面反射回的光线折射出所述光学介质体外，出射光线与入射光线传播方向相反。

7.根据权利要求4所述的车辆平视显示系统，其特征在于，所述第二光学部具体用于通过改变光线的相位而将光线反向反射回。

8.根据权利要求7所述的车辆平视显示系统，其特征在于，所述第二光学部包括沿光线入射方向依次设置的光线汇聚层、隔离层、反射层和衬底，所述光线汇聚层用于将入射光线汇聚入射到所述反射层，所述反射层用于将光线反射，所述光线汇聚层和所述反射层分别由能够调制光线相位的材料制成。

9.根据权利要求1所述的车辆平视显示系统，其特征在于，所述显示控制装置根据所要显示信息的优先级以及车辆状态，控制所述图像产生装置和所述光线控制装置中的至少一项，分别向各个眼盒区域投射出与眼盒区域所处位置相适应的图像画面。

10.根据权利要求9所述的车辆平视显示系统，其特征在于，还包括传感装置，用于获取车辆的驾驶信息；

所述显示控制装置包括：

信息划分模块，用于将所要显示信息划分到不同的优先级，信息的优先级越高表示该信息对安全驾车或者用户的重要性越高；

判定模块，与所述传感装置相连，用于根据车辆的驾驶信息判定车辆状态。

11.根据权利要求9所述的车辆平视显示系统，其特征在于，所要显示信息划分为第一类信息、第二类信息、第三类信息或者第四类信息，所述第一类信息、所述第二类信息、所述第三类信息和所述第四类信息优先级依次降低；

所述显示控制装置具体用于，当车辆处于行驶状态时，控制向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出将第一类信息对应内容或者第二类信息对应内容以高优先级显示方式进行显示的图像画面，向处于非驾驶员位置的眼盒区域投射出将第三类信息对应内容或者第四类信息对应内容以高优先级显示方式进行显示的图像画面。

12.根据权利要求11所述的车辆平视显示系统，其特征在于，所述第一类信息包括车辆的运行数据；

所述显示控制装置具体用于，当车辆处于行驶状态时，控制向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出包括车辆的运行数据、该运行数据对应的安全范围以及用于提示该运行数据超出对应安全范围的提示信号的图像画面。

13.根据权利要求11所述的车辆平视显示系统，其特征在于，所述第一类信息包括车辆的运行场景与预设突发场景相匹配所触发产生的提示信息，所述预设突发场景为预先设定的在车辆运行过程中可能突然发生的不利于安全驾车的场景；

所述显示控制装置具体用于，当车辆处于行驶状态时，控制向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出在画面关键区域显示的、以示意图形表示本车辆、与本车辆发生突发情况的对象以及标示出本车辆与对象相对位置关系的图像画面。

14.根据权利要求11所述的车辆平视显示系统，其特征在于，所述第一类信息包括车辆的运行场景属于意外情况场景所触发产生的提示信息，意外情况场景是指事先无法预料出的车辆能够发生的意外情况；

所述显示控制装置具体用于，当车辆处于行驶状态时，控制向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出在画面关键区域显示的、以示意图形展示车辆发生意外情况场景的图像画面。

15.根据权利要求12-14任一项所述的车辆平视显示系统，其特征在于，所述显示控制装置具体用于，根据所要显示信息，向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出将所要显示信息对应内容与真实场景贴合显示的、将真实场景中的行人、车辆或者其它移动物标记出的图像画面。

16.根据权利要求11所述的车辆平视显示系统，其特征在于，所述第二类信息包括导航地图信息、导航提示信息或者规划出的路径信息；

所述显示控制装置具体用于，当车辆处于行驶状态时，向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出将导航地图信息、导航提示信息或者规划出的路径信息在画面关键区域显示的图像画面。

17.根据权利要求16所述的车辆平视显示系统，其特征在于，所述显示控制装置具体用于，当车辆处于行驶状态时，向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出将导航地图信息、导航提示信息或者规划出的路径信息对应的显示内容与真实场景相结合的图像画面。

18.根据权利要求11所述的车辆平视显示系统，其特征在于，所述第三类信息包括与驾驶员相关的即时通讯信息；

所述显示控制装置具体用于，当车辆处于行驶状态时，向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出将与用户相关的即时通讯信息对应内容以低优先级显示方式进行显示的图像画面；

和/或所述第四类信息包括娱乐信息；

所述显示控制装置具体用于，当车辆处于行驶状态时，控制向处于驾驶员位置的眼盒区域投射出将娱乐信息对应内容以低优先级显示方式进行显示的图像画面。

19.根据权利要求1所述的车辆平视显示系统，其特征在于，还包括监测装置，用于监测用户视线所落在的区域；

所述显示控制装置还用于控制所述图像产生装置和/或所述光线控制装置将图像画面实时变换投射到用户视线所落在的区域。

20.根据权利要求1所述的车辆平视显示系统，其特征在于，所述显示控制装置还用于，根据用户操作，控制所述图像产生装置和/或所述光线控制装置将所要显示信息对应内容在画面中进行放大缩放。

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