CN117666127A - 一种显示装置、显示方法及车辆 - Google Patents

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    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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Abstract

一种显示装置、显示方法及车辆，涉及智能车技术领域，用于在实现更大显示区域的情况下，应用于HUD装置中，可以降低HUD装置的体积。在本申请中，利用光的偏振态，使得成像光束在曲面反射镜上反射了两次，在分光组件上反射了一次，进行了三次光束折叠，可以有效降低HUD装置的体积。同时，本申请中成像光学组件部分只需要一片曲面反射镜以及偏振分光镜，从而有效减少光学元件的数目，减小HUD装置的体积，并且复杂度较低，实现大FOV小体积的显示装置。

Description

一种显示装置、显示方法及车辆
技术领域
本申请涉及智能车技术领域，特别涉及一种显示装置、显示方法及车辆。
背景技术
抬头显示(head up display，HUD)技术又称平视显示技术，近年来逐步在汽车领域获得了广泛应用。HUD装置把汽车行驶中的重要信息投影到挡风玻璃上，经过挡风玻璃的反射，在驾驶员视线正前方形成虚像，使得驾驶员无需低头观看仪表盘或者控制屏就可以看到这些信息。相比于仪表盘、中控屏等需要驾驶员低头观察的显示方式，HUD避免了驾驶员低头观察时无法顾及路况可能引发的驾驶风险，是更安全的车载显示方式。
目前为了实现更大显示区域，通过增加多个反射器件，该方式导致HUD装置的体积较大。
发明内容
本申请实施例提供一种显示装置、显示方法及车辆，用于在实现更大显示区域的情况下，降低HUD装置的体积。
第一方面，本申请实施例提供一种显示装置，包括图像产生组件、曲面反射镜以及分光组件；所述图像产生组件，用于产生承载待投射图像的具有第一偏振态的光束；所述曲面反射镜，用于第一次反射所述光束至所述分光组件，其中，第一次入射至所述曲面反射镜的所述光束具有所述第一偏振态，从所述曲面反射镜第一次出射的所述光束具有第二偏振态；所述分光组件，用于反射所述具有第二偏振态的所述光束到所述曲面反射镜；所述曲面反射镜，用于第二次反射所述光束至所述分光组件，其中，第二次入射至所述曲面反射镜的所述光束具有所述第二偏振态，从所述曲面反射镜第二次出射的所述光束具有第一偏振态；所述分光组件，用于接收所述具有第一偏振态的所述光束，并透射所述光束至风挡。
在本申请中，成像光束在曲面反射镜上反射了两次，在分光组件上反射了一次，进行了三次光束折叠，有效降低了HUD装置的体积。同时，本申请中成像光学组件部分只需要一片曲面反射镜以及分光组件，从而有效减少了光学元件的数目，减小了HUD装置的体积，并且复杂度较低，实现了较大视场角(field of view，FOV)小体积的HUD装置。
在一种可能的设计中，所述曲面反射镜上第一次反射所述光束的区域与第二次反射所述光束的区域存在部分重叠。
由于第一次反射的光束与第二反射的光束的偏振态不同，可以通过光学原理，部分重叠的区域并不会对呈现的虚像产生扭曲或者重叠等影响。两次反射允许存在重叠，可以使得器件更紧凑，并且缩小曲面反射镜的尺寸，可以进一步减少HUD装置的体积。
在一种可能的设计中，所述分光组件包括偏振分光镜和相位延迟波片；所述第一偏振态为第一圆偏振态，第二偏振态为第二圆偏振态，所述第一圆偏振态和第二圆偏振态的方向相反；所述相位延迟波片，用于在接收所述曲面反射镜第一次出射的具有所述第二圆偏振态的所述光束时，向所述偏振分光镜透射第一线偏振态的所述光束；在接收所述曲面反射镜第二次出射的具有所述第一圆偏振态的所述光束时，向所述偏振分光镜透射第二线偏振态的所述光束；所述偏振分光镜，用于反射所述第一线偏振态的所述光束，透射所述第二线偏振态的所述光束。
在本申请中，成像光学部分只需要一片自由曲面主镜以及一片贴有相位延迟波片的偏振分光镜，从而有效减少了光学元件的数目，减小HUD的体积，实现大FOV小体积的HUD装置。
在一种可能的设计中，所述相位延迟波片为1/4波片。
在一种可能的设计中，所述相位延迟波片贴附于偏振分光镜的表面。采用贴附方式可以使得器件之间更紧凑，进一步缩小HUD装置的体积。
在一种可能的设计中，所述第二线偏振态的光束为P偏振光时，所述装置还包括半波片，所述半波片用于将所述偏振分光镜透射的P偏振光转变为S偏振光。
由于S偏振光相对于P偏振光具有更高的反射率，基于此，在偏振分光镜朝向风挡的一面贴覆一层半波片，可以提高风挡的反射率，增加虚像的亮度。
在一种可能的设计中，所述分光组件为偏振分光镜，所述第一偏振态为第一圆偏振态，所述第二偏振态为第二圆偏振态，所述第一圆偏振态和第二圆偏振态的方向相反；所述偏振分光镜，用于反射具有第一圆偏振态的所述光束，并透射具有所述第二圆偏振态的所述光束。
在一种可能的设计中，所述偏振分光镜为平面偏振分光镜，或者为曲面偏振分光镜。
在一种可能的设计中，所述曲面反射镜为球面反射镜、非球面反射镜或者自由曲面反射镜。
在一种可能的设计中，所述图像产生组件为图像生成单元PGU。
在一种可能的设计中，所述图像产生组件包括PGU和反射镜组，所述反射镜组包括N个反射镜，N为正整数；当N为奇数时，所述PGU，用于生成承载待投射图像的具有第二偏振态的所述光束；所述反射镜组，用于对具有第二偏振态的所述光束进行光路转折，并发出具有第一偏振态的所述光束；或者，当N为偶数时，所述PGU，用于生成承载待投射图像的具有第一偏振态的所述光束；所述反射镜组，用于对具有所述第一偏振态的所述光束进行光路转折，并发出具有所述第一偏振态的所述光束。
在一种可能的设计中，还包括透镜组，所述透镜组包括至少一个透镜；所述透镜组，设置于所述图像产生组件与所述曲面反射镜之间的光路上，用于对所述图像产生组件投射出的具有第一偏振态的光束汇聚到所述曲面反射镜。
上述设计中，通过增加透镜组可以进行像差矫正，在几乎不增加体积的基础上，提高成像质量(比如，优化双目视差、畸变等)。
在一种可能的设计中，还包括驱动组件，所述驱动组件上固定有所述分光组件，所述驱动组件用于对所述分光组件的位置进行调整，以调整所述光束到达所述风挡的位置。
在一种可能的设计中，还包括控制器，所述控制器用于响应于用户的操作，驱动所述驱动组件移动，以对所述分光组件的位置进行调整。
上述设计中，驱动组件用于调整分光组件的位置，以调整光束到达风挡的位置，以调整眼盒高度。进而适用不同身高的人群。
在一种可能的设计中，还包括驱动组件，所述驱动组件上固定有所述曲面反射镜，所述驱动组件用于对所述曲面反射镜的位置进行调整，以调整所述光束到达所述风挡的位置。
在一种可能的设计中，还包括控制器，所述控制器用于响应于用户的操作，驱动所述驱动组件移动，以对所述曲面反射镜的位置进行调整。
上述设计中，驱动组件用于调整曲面反射镜的位置，以调整光束到达风挡的位置，以调整眼盒高度。进而适用不同身高的人群。
第二方面，本申请实施例还提供一种车辆，包括第一方面或者第一方面的任一设计所述的显示装置。
第三方面，本申请实施例提供一种显示方法，应用于显示装置，所述显示装置包括图像产生组件、曲面反射镜以及分光组件，所述显示方法包括：
控制所述图像产生组件产生承载待投射图像的具有第一偏振态的光束；具有第一偏振态所述光束经过所述曲面反射镜第一次反射至所述分光组件，其中，第一次入射至所述曲面反射镜的所述光束具有所述第一偏振态，从所述曲面反射镜第一次出射的所述光束具有第二偏振态；
从所述曲面反射镜第一次出射的所述光束经过所述分光组件反射到所述曲面反射镜；所述曲面反射镜出射的所述光束经过所述曲面反射镜第二次反射至所述分光组件，其中，第二次入射至所述曲面反射镜的所述光束具有所述第二偏振态，从所述曲面反射镜第二次出射的所述光束具有第一偏振态；从所述曲面反射镜第二次出射的所述光束经过所述分光组件透射至风挡。
在一种可能的设计中，所述曲面反射镜上第一次反射所述光束的区域与第二次反射所述光束的区域存在部分重叠。
在一种可能的设计中，所述分光组件包括偏振分光镜和相位延迟波片；所述第一偏振态为第一圆偏振态，第二偏振态为第二圆偏振态，所述第一圆偏振态和第二圆偏振态的方向相反；
从所述曲面反射镜第一次出射的所述光束经过所述分光组件反射到所述曲面反射镜，包括：
在所述相位延迟波片接收所述曲面反射镜第一次出射的具有所述第二圆偏振态的所述光束时，向所述偏振分光镜透射第一线偏振态的所述光束；所述偏振分光镜向所述曲面反射镜反射所述第一线偏振态的所述光束；
从所述曲面反射镜第二次出射的所述光束经过所述分光组件透射至风挡，包括：
在所述相位延迟波片接收所述曲面反射镜第二次出射的具有所述第一圆偏振态的所述光束时，向所述偏振分光镜透射第二线偏振态的所述光束；所述偏振分光镜透射所述第二线偏振态的所述光束至所述风挡。
在一种可能的设计中，所述第二线偏振态的光束为P偏振光时，所述装置还包括半波片，所述方法还包括：
通过半波片将所述偏振分光镜透射的P偏振光转变为S偏振光。
在一种可能的设计中，所述分光组件为偏振分光镜，所述第一偏振态为第一圆偏振态，所述第二偏振态为第二圆偏振态；所述偏振分光镜用于反射具有第一圆偏振态的所述光束，并透射具有所述第二圆偏振态的所述光束。
在一种可能的设计中，所述装置还包括驱动组件，所述驱动组件上固定有所述分光组件，所述方法还包括：
响应于用户的操作，驱动所述驱动组件移动，以对所述分光组件的位置进行调整。
在一种可能的设计中，所述装置还包括驱动组件，所述驱动组件上固定有所述曲面反射镜，所述方法还包括：
响应于用户的操作，驱动所述驱动组件移动，以对所述曲面反射镜的位置进行调整。
上述第二方面和第三方面中任一设计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
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍。
图1为本申请实施例提供的一种可能的虚像距示意图；
图2为本申请实施例提供的一种可能的应用场景示意图；
图3为本申请实施例提供的一种可能的HUD视场角示意图；
图4为本申请实施例提供的一种显示装置结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种可能的显示装置的成像光路示意图；
图6为本申请实施例提供的一种图像产生组件结构示意图；
图7A为本申请实施例提供的一种图像产生组件的光路示意图；
图7B为本申请实施例提供的另一种图像产生组件的光路示意图；
图8为本申请实施例提供的一种分光组件结构示意图；
图9A为本申请示例一提供的一种HUD系统结构示意图；
图9B为本申请示例一提供的一种HUD系统的成像光路示意图；
图10A为本申请示例一提供的另一种HUD系统的成像光路示意图；
图10B为本申请示例一提供的又一种HUD系统的成像光路示意图；
图10C为本申请示例一提供的另一种HUD系统的成像光路示意图；
图11为本申请示例二提供的一种HUD系统结构示意图；
图12A为本申请示例二提供的一种HUD系统的成像光路示意图；
图12B为本申请示例二提供的另一种HUD系统的成像光路示意图；
图13A为本申请示例三提供的一种HUD系统的成像光路示意图；
图13B为本申请示例三提供的另一种HUD系统的成像光路示意图；
图14A为本申请示例四提供的一种HUD系统的成像光路示意图；
图14B为本申请示例四提供的另一种HUD系统的成像光路示意图；
图15A为本申请示例五提供的一种HUD系统的成像光路示意图；
图15B为本申请示例五提供的另一种HUD系统的成像光路示意图；
图16A为本申请示例六提供的一种HUD系统的成像光路示意图；
图16B为本申请示例六提供的另一种HUD系统的成像光路示意图；
图17为本申请实施例提供的序列仿真结果示意图；
图18为本申请实施例提供的显示方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，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。
3)线偏振光：包括S偏振光和P偏振光。
在光束入射到某表面时，如挡风玻璃表面，偏振方向垂直于入射光与反射光构成的面的光波被称为S偏振光，S偏振光具有S偏振态。偏振方向与该面一致的光波被称为P偏振光，P偏振光具有P偏振态。S偏振光相对于P偏振光具有更高的反射率。
4)圆偏振光。
圆偏振光的光矢量端点的轨迹为一圆，即光矢量不断旋转，其大小不变，但方向随时间有规律地变化。圆偏振光包括左旋偏振光和右旋偏振光。迎着光线方向看，将电矢量顺时针旋转的光称右旋偏振光，将逆时针旋转的光称左旋偏振光。
需要说明的是，理想情况下，圆偏振光的光矢量端点的轨迹为圆形，一般实际情况是圆偏振光的光矢量端点的轨迹为椭圆形。当椭圆形的圆偏振光的椭圆率(或者椭圆角)接近45度时，可以近视的认为该椭圆偏振光退化为圆偏振光。在本申请实施中提及的圆偏振态的光束指的是椭圆率(或者椭圆角)接近45度的椭圆偏振光。
本申请实施例提供的显示装置，可以应用到抬头显示(head up display，HUD)装置中或者其它需要投射图像的装置中。HUD装置可以应用于车辆上，也可以应用于飞机、航天航空飞行器、高铁、轮船等其他交通工具上。应理解，如上应用场景只是举例，本申请提供的HUD装置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，驾驶员可以基于HUD装置进行物体追踪和瞄准。后续描述时，以显示装置应用于HUD装置为例。
为便于描述，在本申请中，均以车载HUD为例进行描述。但应理解，这并不能作为对本申请的限定。
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。该应用场景以HUD装置应用于汽车为例。HUD装置可用于将行车中的重要信息，比如仪表信息(例如，车速、电量/油量等)和导航信息等形成放大虚像，通过汽车风挡投射在驾驶员的视野范围内，从而向驾驶员呈现道路远方一定距离(例如2到20m)外的虚像。使得驾驶员可以在观察前方道路情况的同时观察到HUD装置显示的虚像，从而降低驾驶员由于频繁低头观看仪表和导航而造成的安全风险。
随着智能化的发展，需要HUD装置支持更大的视野，需要将行车中的重要信息与实际路况场景进行融合。比如，增强现实抬头显示(Augmented Reality Head-Up Display,AR-HUD)装置相较于传统的HUD装置可以实现更远的投影距离，参见图3所示，最远可达7.5m～20m，同时AR-HUD装置的视场角(Field of view,FOV)也较传统的HUD装置更大一些，可以达到10°到20°。为呈现增强现实(AR,Augmented reality)或者混合现实(MR,mixedreality)的效果，HUD需要覆盖三车道，FOV至少要达到20°。
为了支持更大的视野，则需要更大的光程。但在光程增加的同时导致HUD装置的体积增大。为了减少HUD装置的体积，可以通过采用光路折叠的方式来减少体积。一种方式可以通过增加多个反射镜，来对HUD装置中图像生成单元(picture generation unit，PGU)发出的光进行光路折叠，但是通过增加反射镜来对光路折叠的方式可以在一定程度减少HUD体积，但是由于在HUD装置增加组件，使得HUD装置的体积缩小有限。另一种方式可以通过对自由曲面镜发出的光束的通过偏振反射镜来实现一次光路折叠，但是一次光路折叠使得HUD装置的体积缩小也有限。
本申请提供一种显示装置，应用到HUD装置可以实现光束在曲面反射镜上进行两次反射到达风挡，不需要增加多个反射器件，从而HUD的体积可以较大程度缩小。
参见图4所示，为申请实施例提供的一种显示装置的结构示意图，以应用到HUD装置为例。显示装置可以作为HUD装置，或者包含于HUD装置中。该装置中包括图像产生组件100、曲面反射镜200和分光组件300。其中，图4中的线条表示组件之间的光学连接。图像产生组件100用于产生承载待投射图像的光束。参见图5所示，图像产生组件100产生的光束具有第一偏振态。图像产生组件100产生的光束经过曲面反射镜200和分光组件300过程中，通过曲面反射镜200和分光组件300进行多次反射后从分光组件300透射至风挡。
一些实施例中，以在曲面反射镜200和分光组件300过程中经过三次反射为例。曲面反射镜200接收到图像产生组件100出射的光束后，第一次反射该光束至分光组件。图像产生组件100出射的光束具有第一偏振态，从而第一次入射至曲面反射镜200的光束具有第一偏振态。曲面反射镜反射光束后会改变光束的偏振态，从而从曲面反射镜200第一次出射的光束具有第二偏振态。曲面反射镜200第一次出射的光束到达分光组件300后，分光组件300用于反射该具有第二偏振态的光束至分光组件300。示例性地，分光组件300反射光束时可以不改变该光束的偏振态。
进一步地，曲面反射镜200从曲面反射镜200接收到第一次出射的光束后，第二次反射该光束至分光组件300。第二次入射至曲面反射镜200的光束具有第二偏振态，从曲面反射镜200第二次出射的光束具有第一偏振态。从曲面反射镜200第二次出射的光束到达分光组件300后，分光组件300接收该具有第一偏振态的光束，并透射该光束至风挡。
一些实施例中，曲面反射镜上第一次反射光束的区域与第二次反射光束的区域之间允许存在重叠，比如存在部分重叠。由于第一次反射的光束与第二反射的光束的偏振态以及角度不同，可以通过光学原理，部分重叠的区域并不会对呈现的虚像产生扭曲或者重叠等影响。
在本申请中，成像光束在曲面反射镜上反射了两次，在分光组件上反射了一次，进行了三次光束折叠，有效降低了HUD装置的体积。同时，本申请中成像光学组件部分只需要一片曲面反射镜以及分光组件，从而有效减少了光学元件的数目，减小了HUD装置的体积，并且复杂度较低，实现了大FOV小体积的HUD装置。
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。需要说明的是，后续对各个功能组件的标号不再示意。
一、图像产生组件。
第一种可能的实现方式中，图像产生组件可以为PGU。
PGU可以采用主动式投影方案实现，也可以采用被动式投影方案实现，本申请实施例对此不作具体限定。被动式投影方案采用被动式的投影光机。被动式的投影光机采用被动式图像源，需要额外的光源照射到图像调制器件。被动式图像源的技术可以采用硅基液晶(liquid crystal on silicon，LCOS)技术方案、或者数字光处理(digital lightprocessing，DLP)技术方案、或者发光二级管(light-emitting diode，LED)技术方案、或者激光束扫描(laser beam scanning，LBS)技术方案。其中，光源可以是普通的侧面发射的半导体激光光源，也可以是发光二级管(light-emitting diode，LED)光源，或者是垂直腔面发射激光器等。光源的波长可以是单色的也可以是混合光谱的白光。图像调制器件可以采用LCOS、数字微镜元件(digital micromirror device，DMD)、或者LCD以及微机电系统(micro-electromechanical system，MEMS)等器件。主动式投影方案可以采用主动式图像源。主动式图像源本身即为图像调制器件，可以通过熄灭和点亮不同的颜色像素来实现图像的调制，在主动式图像源的图像调制器件可以采用如有机发光二级管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)、或者微型有机发光二极管(Micro-OLED)，迷你发光二极管(Mini-LED)或者微型发光二极管(Micro-LED)阵列模块等。
第二种可能的实现方式中，图像产生组件可以包括PGU和反射镜组，参见图6所示。反射镜组可以包括N个反射镜，N为正整数。图6中以反射镜组包括两个反射镜为例，分别为反射镜1和反射镜2。反射镜可以采用平面镜，也可以采用曲面镜，本申请实施例对此不作具体限定。PGU在反射镜组配合下，发出具有第一偏振态的光束，该光束承载有待投射图像。应理解的是，反射镜在对入射光进行反射后的出射光的偏振态与入射光的偏振态可能会不同。入射光与出射光的偏振态是否相同与入射光的入射角和入射光的偏振态有关。例如，第一偏振态和第二偏振态均为圆偏振态。比如第一偏振态为左圆偏振态，第二偏振态为右圆偏振态，或者，第一偏振态为右圆偏振态，第二偏振态为左圆偏振态。比如，左旋圆偏振态的光束经过反射镜的反射后，出射右旋圆偏振态的光束。再比如，右旋圆偏振态的光束经过反射镜的反射后，出射左旋圆偏振态的光束。
如下以反射镜在对入射光进行反射时，会改变光束的偏振态为例。一些场景中，当N为奇数时，PGU产生的光束经过反射镜组后偏振态会改变。PGU生成承载待投射图像的具有第二偏振态的光束。反射镜组对具有第二偏振态的所述光束进行光路转折，并发出具有第一偏振态的所述光束。当N为偶数时，产生的光束经过反射镜组后偏振态不会改变。其中，PGU生成承载待投射图像的具有第一偏振态的光束。反射镜组对具有所述第一偏振态的所述光束进行光路转折，并发出具有第一偏振态的光束。
参见图7A和图7B所示，图7A中，以一个反射镜为例。图7B中，以两个反射镜为例。
参见图7A所示，PGU产生的光束具有第二偏振态，该具有第二偏振态的光束入射到反射镜，反射镜将入射的具有第二偏振态的光束反射出去。反射镜会改变入射的光束的偏振态，将该光束的偏振态由第二偏振态变化为第一偏振态。
参见图7B所示，PGU产生的光束具有第一偏振态，该具有第一偏振态的光束入射到反射镜1，反射镜1将入射的具有第一偏振态的光束反射出去。反射镜1会改变入射的光束的偏振态，将该光束的偏振态由第一偏振态变化为第二偏振态。反射镜1出射的具有第二偏振态的光束入射到反射镜2。反射镜2将入射的具有第二偏振态的光束反射出去。反射镜2会改变入射的光束的偏振态，将该光束的偏振态由第二偏振态变化为第一偏振态。
二、曲面反射镜。
曲面反射镜可以作为HUD装置中的主成像镜，比如可以采用自由曲面镜，还可以采用其它的曲面镜，比如球面反射镜、非球面反射镜，本申请实施例对此不作具体限定。曲面反射镜可以采用凹面反射镜。示例性地，曲面反射镜可以采用一次成型的方式进行面型加工，材料为聚碳酸酯(PC)或者环烯烃类共聚物(COC)塑胶等材质，要求高面型精度，高反射率以及良好的耐候性能。曲面反射镜也可以采用其它的工艺制作，本申请实施例对此不作具体限定。
三、分光组件。
方式一，分光组件可以采用偏振分光镜。
所述偏振分光镜用于透射某一偏振态的光束，同时反射另一偏振态的光束。如透射P偏振光，同时反射S偏振光，再比如透射S偏振光，反射P偏振光。又比如，透射左旋圆偏振光，同时反射右旋圆偏振光。又比如，透射右旋圆偏振光，同时反射左旋圆偏振光。
偏振分光镜，可以采用平面偏振分光镜，也可以采用曲面偏振分光镜，还可以采用柱面偏振分光镜，本申请实施例对偏振分光镜的形态不作具体限定。示例性地，平面偏振分光镜可以是薄膜型偏振分光镜，利用多层介质膜实现透射P偏振光而反射S偏振光的功能(或者透射S偏振光而反射P偏振光的功能)。平面偏振分光镜也可以是金属线栅型偏振分光镜，利用金属线栅对偏振的特异性选择，实现透射P偏振光而反射S偏振光(或者透射S偏振光而反射P偏振光)。金属线栅偏振分光镜相比薄膜型偏振分光镜，具有更广的入射角带宽以及波长带宽。平面偏振分光镜也可以是胆甾型液晶(Cholesteri Liquid Crystal，CLC)，其具有反射具有特定圆偏振态的光束而透射具有另一圆偏振态的光束的特性。比如，透射左旋圆偏振光，同时反射右旋圆偏振光，或者，透射右旋圆偏振光，同时反射左旋圆偏振光。
曲面偏振分光镜可以是薄膜型偏振分光镜，或者金属线栅偏振器，或者胆甾型液晶等，本申请实施例对此不作具体限定。
方式二，分光组件可以包括偏振分光镜和相位延迟波片。参见图8所示。
在该方式二下，第一偏振态和第二偏振态可以均为圆偏振态。为了便于区别，将第一偏振态和第二偏振态均为圆偏振态时，第一偏振态称为第一圆偏振态，第二偏振态为第二圆偏振态。第一圆偏振态与第二圆偏振态不同，方向可以相反，比如第一圆偏振态为左旋圆偏振态，第二圆偏振态为右旋圆偏振态。再比如，第一圆偏振态为右旋圆偏振态，第二圆偏振态为左旋圆偏振态。
相位延迟波片可以采用1/4波片。圆偏振态的光束经过1/4波片后，该光束的偏振态由圆偏振态变化为线偏振态。比如左旋圆偏振态的光束经过1/4波片后，该光束的偏振态由左旋圆偏振态变化为P偏振态。右旋圆偏振态的光束经过1/4波片后，该光束的偏振态由右旋圆偏振态变化为S偏振态。
相位延迟波片在接收曲面反射镜第一次出射的具有第二圆偏振态的光束时，向偏振分光镜透射第一线偏振态的光束；在接收曲面反射镜第二次出射的具有第一圆偏振态的光束时，向偏振分光镜透射第二线偏振态的光束。偏振分光镜反射第一线偏振态的光束，透射第二线偏振态的所述光束。
一些实施例中，相位延迟波片可以贴附于偏振分光镜的表面，当然也可以采用的其它的工艺方式，本申请实施例对此不作具体限定。相位延迟波片采用1/4波片，1/4波片相位延迟量为1/4波长。1/4波片可以通过透明光学胶(Optically Clear Adhesive，OCA)固定于偏振分光镜朝向自由曲面镜的一面，1/4波片的快轴与所述偏振分光镜的透射偏振方向成45度夹角。
基于上述内容，下面结合具体的硬件结构，示例性的给出几种应用于车辆的HUD系统结构示意图。以便于进一步理解上述HUD装置显示虚像的实现过程。HUD系统包括上述显示装置(作为HUD装置)和风挡。
示例1：
参见图9A所示，为本申请实施例提供的一种HUD系统结构示意图。图9A中，以分光组件包括偏振分光镜和相位延迟波片为例。第一偏振态和第二偏振态均为圆偏振态。以图像产生组件为PGU，曲面反射镜为自由曲面主镜为例。PGU发出承载待投射图像的具有第一圆偏振态的光束。
一些实施例中，PGU产生的光束具有线偏振态时，可以通过在PGU出光口处贴一层1/4波片来将线偏振光转换圆偏振光。如果PGU产生的图像光束为非偏振光，可以在出光口贴一层圆偏振片来将图像光束起偏为圆偏振光。出光口贴覆的1/4波片后者圆偏振片可以理解为属于PGU的一部分，也可以理解为不属于PGU的一部分，但属于图像产生组件，此时，图像产生组件包括PGU、1/4波片或者圆偏振片。
参见图9B所示，PGU发出的该具有第一圆偏振态的光束第一次入射到自由曲面主镜上时，被自由曲面主镜反射，形成具有第二圆偏振态的反射光束。即自由曲面主镜第一次出射具有第二圆偏振态的光束。自由曲面主镜第一次出射的光束经过相位延迟波片后第一次入射到偏振分光镜。示例1中，偏振分光镜具有反射第一线偏振态的光，同时透射第二线偏振态的光的特性。所述偏振分光镜在面向自由曲面主镜的一面贴有一层相位延迟波片，该相位延迟波片具有改变入射光的偏振态的功能，如第二圆偏振态的光经过该相位延迟波片后会变为第一线偏振态的光，而第一圆偏振态的光经过该相位延迟波片后会变为第二线偏振态的光。因此，第一次经过相位延迟波片入射到偏振分光镜的光束，该光束经过相位延迟波片时由第二圆偏振态转换为第一线偏振态。然后该第一线偏振态的光束被偏振分光镜反射。然后该具有第一线偏振态的光束通过偏振分光镜反射后第二次经过相位延迟波片后又转变为具有第二圆偏振态的光束。然后第二次经过相位延迟波片出射的该光束第二次入射到自由曲面主镜，被自由曲面主镜第二次反射后形成具有第一圆偏振态的反射光束。即自由曲面主镜第二次出射具有第一圆偏振态的光束。自由曲面主镜第二次出射的光束经过相位延迟波片后第二次入射到偏振分光镜。偏振分光镜前的相位延迟波片会将第一圆偏振光转换为具有第二线偏振态的光束。由于偏振分光镜具有反射第一线偏振态的光，同时透射第二线偏振态的光的特性，从而该相位延迟波片出射的具有第二线偏振态的光束经过偏振分光镜透射出去。然后经过风挡反射进入人眼，形成虚像。具体的光束传输过程中光束偏振态的变化情况，如表1所示。
表1
需要说明的是，本申请实施例中所述第一圆偏振态和第二圆偏振态仅为理想情况下的描述，实际光束的偏振态多为椭圆偏振态，当其椭圆率(或者椭圆角)接近45度时，可以近视的认为该椭圆偏振光退化为圆偏振光，本申请实施例中圆偏振光指的是椭圆率(或者椭圆角)接近45度的椭圆偏振光。
参见图10A所示，以相位延迟波片为1/4波片，第一圆偏振态为左旋圆偏振态为例。具体的光束传输过程中光束偏振态的变化情况，如表2所示。偏振分光镜具有反射S偏振光，透射P偏振光的功能。需要说明的是，图10A中右侧光路序号为3、4、7、8的相应的偏振分光镜以及1/4波片之间的空隙是为了便于清楚描述光束的偏振态而增加的，并不对组件的实际形态进行限定。
PGU发出的承载待投射图像的具有左旋圆偏振态的光束(简称为左旋圆偏振光)第一次入射到自由曲面主镜上，被自由曲面主镜反射后变为右旋圆偏振光，然后右旋圆偏振光经过1/4波片后变为S偏振光，之后被偏振分光镜反射，该反射光束再次经过1/4波片后转变为右旋圆偏振光，该右旋圆偏振光第二次入射到自由曲面主镜，被自由曲面主镜反射后转变为左旋圆偏振光，之后左旋圆偏振光经过1/4波片后变为P偏振光，P偏振光经过偏振分光镜后，透射出去，最后被挡风玻璃反射进入人眼形成虚像。
表2
应理解的是，S偏振光相对于P偏振光具有更高的反射率，基于此，为了提高风挡的反射率，增加虚像的亮度，可以在偏振分光镜朝向风挡的一面贴覆一层半波片。从而偏振分光镜透射的P偏振态的光束经过半波片后转变为S偏振态的光束，参见图10B所示。
参见图10C所示，以相位延迟波片为1/4波片，第一圆偏振态为右旋圆偏振态为例。具体的光束传输过程中光束偏振态的变化情况，如表3所示。偏振分光镜具有反射P偏振光，透射S偏振光的功能。
PGU发出的承载待投射图像的具有右旋圆偏振态的光束(简称为右旋圆偏振光)第一次入射到自由曲面主镜上，被自由曲面主镜反射后变为左旋圆偏振光，然后左旋圆偏振光经过1/4波片后变为P偏振光，之后被偏振分光镜反射，该反射光束再次经过1/4波片后转变为左旋圆偏振光，该左旋圆偏振光第二次入射到自由曲面主镜，被自由曲面主镜反射后转变为右旋圆偏振光，之后右旋圆偏振光经过1/4波片后变为S偏振光，S偏振光经过偏振分光镜后，透射出去，最后被挡风玻璃反射进入人眼形成虚像。
表3
光路序号 光束的偏振态 下一事件
1 右旋圆偏振光 第一次入射到自由曲面主镜
2 左旋圆偏振光 入射到1/4波片
3 P偏振光 入射到偏振分光镜
4 P偏振光 入射到1/4波片
5 左旋圆偏振光 第二次入射自由曲面主镜
6 右旋圆偏振光 入射到1/4波片
7 S偏振光 入射到偏振分光镜
8 S偏振光 入射至风挡
示例2：
参见图11所示，为本申请实施例提供的一种HUD系统结构示意图。图11中，以分光组件为偏振分光镜为例。第一偏振态和第二偏振态均为圆偏振态。以图像产生组件为PGU，曲面反射镜为自由曲面主镜为例。PGU发出承载待投射图像的具有第一圆偏振态的光束。
一些实施例中，PGU产生的光束具有线偏振态时，可以通过在PGU出光口处贴一层1/4波片来将线偏振光转换圆偏振光。如果PGU产生的图像光束为非偏振光，可以在出光口贴一层圆偏振片来将图像光束起偏为圆偏振光。出光口贴覆的1/4波片后者圆偏振片可以理解为属于PGU的一部分，也可以理解为不属于PGU的一部分，但属于图像产生组件，此时，图像产生组件包括PGU、1/4波片或者圆偏振片。
PGU发出的该具有第一圆偏振态的光束第一次入射到自由曲面主镜上时，被自由曲面主镜反射，形成具有第二圆偏振态的反射光束。即自由曲面主镜第一次出射具有第二圆偏振态的光束。自由曲面主镜第一次出射的光束经过相位延迟波片后第一次入射到偏振分光镜。示例1中，偏振分光镜具有反射第二圆偏振态的光，同时透射第一圆偏振态的光的特性。第一次入射到偏振分光镜的光束，该光束具有第二圆偏振态的光束，从而偏振分光镜将该光束反射至自由曲面主镜，即第二次入射到自由曲面主镜的光束具有第二圆偏振态。经过自由曲面主镜第二次反射后形成具有第一圆偏振态的光束。即自由曲面主镜第二次出射具有第一圆偏振态的光束。第一圆偏振态的光束第二次入射到偏振分光镜，该第一圆偏振态的光束从偏振分光镜透射出去。然后经过风挡反射进入人眼，形成虚像。
参见图12A所示，第一圆偏振态为左旋圆偏振态为例。偏振分光镜具有反射右旋圆偏振光，透射左旋圆偏振光的功能。PGU发出的承载待投射图像的具有左旋圆偏振态的光束(简称为左旋圆偏振光)第一次入射到自由曲面主镜上，被自由曲面主镜反射后变为右旋圆偏振光，然后右旋圆偏振光被偏振分光镜反射到自由曲面主镜，被自由曲面主镜反射后转变为左旋圆偏振光，之后左旋圆偏振光经过偏振分光镜后，透射出去，最后被挡风玻璃反射进入人眼形成虚像。
参见图12B所示，第一圆偏振态为左旋圆偏振态为例。偏振分光镜具有反射左旋圆偏振光，透射右旋圆偏振光的功能。PGU发出的承载待投射图像的具有右旋圆偏振态的光束(简称为右旋圆偏振光)第一次入射到自由曲面主镜上，被自由曲面主镜反射后变为左旋圆偏振光，然后左旋圆偏振光被偏振分光镜反射到自由曲面主镜，被自由曲面主镜反射后转变为右旋圆偏振光，之后右旋圆偏振光经过偏振分光镜后，透射出去，最后被挡风玻璃反射进入人眼形成虚像。
一些实施例中，可以在偏振分光镜朝向风挡的一面贴覆一层1/4波片。从而偏振分光镜透射的左旋偏振态的光束经过1/4波片后转变为S偏振态的光束。可以提高风挡的反射率，增加虚像的亮度。
示例三：
以图像产生组件包括PGU和反射镜组为例。以适应不同的PGU要求和车型空间。示例三中以分光组件包括1/4波片和偏振分光镜为例。HUD装置中包括PGU、反射镜组、自由曲面主镜、1/4波片以及偏振分光镜。
所述反射镜组用于空间中的光束转折，使得各种类型的PGU能够更加合适的放置，同时方便散热。
参见图13A所示，以第一偏振态的光束为左旋偏振光为例。以反射镜组包括2个反射镜为例，分别为反射镜1和反射镜2。偏振分光镜具有反射S偏振光，透射P偏振光的功能。
具体的成像光路包括：
PGU发出的承载待投射图像的具有左旋圆偏振态的光束(简称为左旋圆偏振光)，经过反射镜1反射后，形成具有右旋圆偏振态的光束(简称为右旋圆偏振光)。然后经过反射镜2的反射后，形成具有左旋圆偏振光。通过反射镜2出射的左旋圆偏振光第一次入射到自由曲面主镜上，被自由曲面主镜反射后变为右旋圆偏振光，然后右旋圆偏振光经过1/4波片后变为S偏振光，之后被偏振分光镜反射，该反射光束再次经过1/4波片后转变为右旋圆偏振光，该右旋圆偏振光第二次入射到自由曲面主镜，被自由曲面主镜反射后转变为左旋圆偏振光，之后左旋圆偏振光经过1/4波片后变为P偏振光，P偏振光经过偏振分光镜后，透射出去，最后被挡风玻璃反射进入人眼形成虚像。
一些实施例中，可以在偏振分光镜朝向风挡的一面贴覆一层半波片。从而偏振分光镜透射的P偏振态的光束经过半波片后转变为S偏振态的光束，以提高风挡的反射率，提高成像的亮度。
参见图13B所示，以第一偏振态的光束为左旋偏振光为例。以反射镜组包括1个反射镜为例，分别为反射镜1。偏振分光镜具有反射P偏振光，透射S偏振光的功能。具体的成像光路包括：
PGU发出的承载待投射图像的具有左旋圆偏振态的光束(简称为左旋圆偏振光)，经过反射镜1反射后，形成具有右旋圆偏振态的光束(简称为右旋圆偏振光)。通过反射镜1出射的右旋圆偏振光第一次入射到自由曲面主镜上，被自由曲面主镜反射后变为左旋圆偏振光，然后左旋圆偏振光经过1/4波片后变为P偏振光，之后被偏振分光镜反射，该反射光束再次经过1/4波片后转变为左旋圆偏振光，该左旋圆偏振光第二次入射到自由曲面主镜，被自由曲面主镜反射后转变为右旋圆偏振光，之后右旋圆偏振光经过1/4波片后变为S偏振光，S偏振光经过偏振分光镜后，透射出去，最后被挡风玻璃反射进入人眼形成虚像。
示例四：
以图像产生组件包括PGU和反射镜组为例。以适应不同的PGU要求和车型空间。示例三中以分光组件为偏振分光镜为例。HUD装置中包括PGU、反射镜组、自由曲面主镜以及偏振分光镜。
所述反射镜组用于空间中的光束转折，使得各种类型的PGU能够更加合适的放置，同时方便散热。
参见图14A所示，以第一偏振态的光束为左旋偏振光为例。以反射镜组包括2个反射镜为例，分别为反射镜1和反射镜2。偏振分光镜具有反射右旋圆偏振光，透射左旋圆偏振光的功能。具体的成像光路包括：
PGU发出的承载待投射图像的具有左旋圆偏振态的光束(简称为左旋圆偏振光)，经过反射镜1反射后，形成具有右旋圆偏振态的光束(简称为右旋圆偏振光)。然后经过反射镜2的反射后，形成具有左旋圆偏振光。通过反射镜2出射的左旋圆偏振光第一次入射到自由曲面主镜上，被自由曲面主镜反射后变为右旋圆偏振光，然后右旋圆偏振光被偏振分光镜反射，该光束第二次入射到自由曲面主镜，被自由曲面主镜反射后转变为左旋圆偏振光，之后左旋圆偏振光经过偏振分光镜后，透射出去，最后被挡风玻璃反射进入人眼形成虚像。
参见图14B所示，以第一偏振态的光束为左旋偏振光为例。以反射镜组包括1个反射镜为例，分别为反射镜1。偏振分光镜具有反射左旋圆偏振光，透射右旋圆偏振光的功能。具体的成像光路包括：
PGU发出的承载待投射图像的具有左旋圆偏振态的光束(简称为左旋圆偏振光)，经过反射镜1反射后，形成具有右旋圆偏振态的光束(简称为右旋圆偏振光)。通过反射镜1出射的右旋圆偏振光第一次入射到自由曲面主镜上，被自由曲面主镜反射后变为左旋圆偏振光，然后左旋圆偏振光被偏振分光镜反射，该反射光束第二次入射到自由曲面主镜，被自由曲面主镜反射后转变为右旋圆偏振光，之后右旋圆偏振光经过偏振分光镜后，透射出去，最后被挡风玻璃反射进入人眼形成虚像。
示例五：
HUD装置还可以部署透镜组，透镜组可以包括至少一个透镜。透镜组增加在图像产生组件和曲面反射镜之间。透镜组用于像差矫正，在几乎不增加体积的基础上，提高成像质量(比如，优化双目视差、畸变等)。
所述透镜可以为球面透镜、非球面透镜、自由曲面透镜，其材料可以是玻璃或者塑料等。相比塑料材料，玻璃材料更加耐热以及稳定。
参见图15A所示，以图像产生组件为PGU为例。以分光组件包括1/4波片和偏振分光镜为例。HUD装置中包括PGU、透镜组、自由曲面主镜、1/4波片以及偏振分光镜。图15A中以第一偏振态的光束为左旋偏振光为例。偏振分光镜具有反射S偏振光，透射P偏振光的功能。具体的成像光路包括：
PGU发出的承载待投射图像的具有左旋圆偏振态的光束(简称为左旋圆偏振光)，经过透镜组后偏振态保持不变，即透镜组出射的光束具有左旋圆偏振态。通过透镜组出射的左旋圆偏振光第一次入射到自由曲面主镜上，被自由曲面主镜反射后变为右旋圆偏振光，然后右旋圆偏振光经过1/4波片后变为S偏振光，之后被偏振分光镜反射，该反射光束再次经过1/4波片后转变为右旋圆偏振光，该右旋圆偏振光第二次入射到自由曲面主镜，被自由曲面主镜反射后转变为左旋圆偏振光，之后左旋圆偏振光经过1/4波片后变为P偏振光，P偏振光经过偏振分光镜后，透射出去，最后被挡风玻璃反射进入人眼形成虚像。
一些实施例中，可以在偏振分光镜朝向风挡的一面贴覆一层半波片。从而偏振分光镜透射的P偏振态的光束经过半波片后转变为S偏振态的光束，以提高风挡的反射率，提高成像的亮度。
参见图15B所示，以图像产生组件为PGU为例。以分光组件为偏振分光镜为例。HUD装置中包括PGU、透镜组、自由曲面主镜以及偏振分光镜。图15B中以第一偏振态的光束为左旋偏振光为例。偏振分光镜具有反射右旋圆偏振光，透射左旋圆偏振光的功能。
PGU发出的承载待投射图像的具有左旋圆偏振态的光束(简称为左旋圆偏振光)，经过透镜组后偏振态保持不变，即透镜组出射的光束具有左旋圆偏振态。通过透镜组出射的左旋圆偏振光第一次入射到自由曲面主镜上，被自由曲面主镜反射后变为右旋圆偏振光，然后右旋圆偏振光被偏振分光镜反射，该光束第二次入射到自由曲面主镜，被自由曲面主镜反射后转变为左旋圆偏振光，之后左旋圆偏振光经过偏振分光镜后，透射出去，最后被挡风玻璃反射进入人眼形成虚像。
示例六：
HUD装置还可以部署驱动组件。驱动组件用于调整分光组件或者曲面反射镜的位置，以调整光束到达风挡的位置，以调整眼盒高度。进而适用不同身高的人群。驱动组件上固定分光组件或者曲面反射镜。一些实施例中包括两个驱动组件，分别为驱动组件1固定分光组件，驱动组件2固定曲面反射镜。
示例性地，驱动组件可以采用涡轮蜗杆调节器件，驱动组件也可以采用旋转轴结构，即旋转轴固定于分光组件或者曲面反射镜上，来实现分光组件或者曲面反射镜的旋转。本申请实施例对驱动组件的结构不作具体限定，能够固定分光组件或者曲面反射镜，驱动分光组件或者曲面反射镜的位置调整来实现调整眼盒高度的驱动组件均适用于本申请。
示例六中具体的成像光路与前述示例类似，此处不再赘述。
参见图16A所示，以分光组件包括1/4波片和偏振分光镜为例。驱动组件上固定分光组件。所述驱动组件用于对所述分光组件的位置进行调整，以调整所述光束到达所述风挡的位置。一些实施例中，HUD装置中还可以包括控制器，控制器用于响应于用户的操作，驱动所述驱动组件移动，以对所述分光组件的位置进行调整，进而调整控制虚像的高低变化。
例如，控制器响应于用户的操作，驱动该驱动组件从第一位置移动到第二位置，即将分光组件从第一位置移动到第二位置，从而控制眼盒的高度由第一值调整为第二值。
参见图16B所示，以分光组件包括1/4波片和偏振分光镜为例。驱动组件上固定自由曲面主镜。所述驱动组件用于对所述自由曲面主镜的位置进行调整，以调整所述光束到达所述风挡的位置。一些实施例中，HUD装置中还可以包括控制器，控制用于响应于用户的操作，驱动所述驱动组件移动，以对所述自由曲面主镜的位置进行调整，进而控制虚像的高低变化。
例如，控制器响应于用户的操作，驱动该驱动组件从第三位置移动到第四位置，即将分光组件从第三位置移动到第四位置，从而控制眼盒的高度由第一值调整为第二值。
在一种可能的实现方式中，控制器例如可以是处理器、微处理器、控制器等控制组件，例如可以是通用中央处理器(central processing unit，CPU)，通用处理器，数字信号处理(digital signal processing，DSP)，专用集成电路(application specificintegrated circuits，ASIC)，现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。
如下通过举例方式对本申请的有益效果进行说明。
一种示例中，以分光组件包括偏振分光镜和1/4波片为例，偏振分光镜采用平面分光镜进行序列光学仿真。仿真结果参见图17所示。本申请实施例可以实现的FOV为20°*7°，虚像距可以达到7.5m并且HUD装置体积小于10L。成像效果满足Eyebox在任意位置时，MTF>0.3@奈奎斯特频率(～4.5lp/mm)，如图17所示。
另一种示例中，以分光组件包括偏振分光镜和1/4波片为例，偏振分光镜采用曲面分光镜进行序列光学仿真。本申请实施例可以实现的FOV为20°*7°，虚像距7.5m，并且HUD装置体积小于10L。成像效果满足Eyebox在任意位置时，MTF>0.3@奈奎斯特频率(～4.5lp/mm)，如图17所示。
本实施例通过成像光经过自由曲面主镜两次，并且两次反射光在自由曲面主镜存在光束交叠，实现了多次折叠AR-HUD成像光路，同时利用曲面偏振分光镜来参与成像，从而大幅度减小了HUD的体积，通过仿真实现了FOV20°x7°，虚像距可以达到7.5m，而体积小于9L，实现了更高效的空间压缩。
基于上述内容和相同的构思，本申请提供一种显示方法，请参阅图18的介绍。该显示方法可应用于上述任一实施例中的显示装置。所述显示装置包括图像产生组件、曲面反射镜以及分光组件，如图18所示，该显示方法包括以下步骤：
1801，控制所述图像产生组件产生承载待投射图像的具有第一偏振态的光束。
1802，具有第一偏振态所述光束经过所述曲面反射镜第一次反射至所述分光组件，其中，第一次入射至所述曲面反射镜的所述光束具有所述第一偏振态，从所述曲面反射镜第一次出射的所述光束具有第二偏振态。
1803，从所述曲面反射镜第一次出射的所述光束经过所述分光组件反射到所述曲面反射镜；所述曲面反射镜出射的所述光束经过所述曲面反射镜第二次反射至所述分光组件，其中，第二次入射至所述曲面反射镜的所述光束具有所述第二偏振态，从所述曲面反射镜第二次出射的所述光束具有第一偏振态。
1804，从所述曲面反射镜第二次出射的所述光束经过所述分光组件透射出去。
在一种可能的实现方式中，所述曲面反射镜上第一次反射所述光束的区域与第二次反射所述光束的区域存在部分重叠。
在一种可能的实现方式中，所述分光组件包括偏振分光镜和相位延迟波片；所述第一偏振态为第一圆偏振态，第二偏振态为第二圆偏振态，所述第一圆偏振态和第二圆偏振态的方向相反；
从所述曲面反射镜第一次出射的所述光束经过所述分光组件反射到所述曲面反射镜，包括：
在所述相位延迟波片接收所述曲面反射镜第一次出射的具有所述第二圆偏振态的所述光束时，向所述偏振分光镜透射第一线偏振态的所述光束；所述偏振分光镜向所述曲面反射镜反射所述第一线偏振态的所述光束；
从所述曲面反射镜第二次出射的所述光束经过所述分光组件透射至风挡，包括：
在所述相位延迟波片接收所述曲面反射镜第二次出射的具有所述第一圆偏振态的所述光束时，向所述偏振分光镜透射第二线偏振态的所述光束；所述偏振分光镜透射所述第二线偏振态的所述光束。
在一种可能的实现方式中，所述第二线偏振态的光束为P偏振光时，所述装置还包括半波片，所述方法还包括：
通过半波片将所述偏振分光镜透射的P偏振光转变为S偏振光。
在一种可能的实现方式中，所述分光组件为偏振分光镜，所述第一偏振态为第一圆偏振态，所述第二偏振态为第二圆偏振态；所述偏振分光镜用于反射具有第一圆偏振态的所述光束，并透射具有所述第二圆偏振态的所述光束。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括驱动组件，所述驱动组件上固定有所述分光组件，所述方法还包括：
响应于用户的操作，驱动所述驱动组件移动，以对所述分光组件的位置进行调整。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括驱动组件，所述驱动组件上固定有所述曲面反射镜，所述方法还包括：
响应于用户的操作，驱动所述驱动组件移动，以对所述曲面反射镜的位置进行调整。
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。
本申请实施例中“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申请的范围。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 (24)

1.一种显示装置，其特征在于，包括图像产生组件、曲面反射镜以及分光组件；
所述图像产生组件，用于产生承载待投射图像的具有第一偏振态的光束；
所述曲面反射镜，用于第一次反射所述光束至所述分光组件，其中，第一次入射至所述曲面反射镜的所述光束具有所述第一偏振态，从所述曲面反射镜第一次出射的所述光束具有第二偏振态；
所述分光组件，用于反射所述具有第二偏振态的所述光束到所述曲面反射镜；
所述曲面反射镜，用于第二次反射所述光束至所述分光组件，其中，第二次入射至所述曲面反射镜的所述光束具有所述第二偏振态，从所述曲面反射镜第二次出射的所述光束具有第一偏振态；
所述分光组件，用于接收所述具有第一偏振态的所述光束，并透射所述光束。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述曲面反射镜上第一次反射所述光束的区域与第二次反射所述光束的区域存在部分重叠。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述分光组件包括偏振分光镜和相位延迟波片；所述第一偏振态为第一圆偏振态，所述第二偏振态为第二圆偏振态，所述第一圆偏振态和所述第二圆偏振态的方向相反；
所述相位延迟波片，用于在接收所述曲面反射镜第一次出射的具有所述第二圆偏振态的所述光束时，向所述偏振分光镜透射第一线偏振态的所述光束；在接收所述曲面反射镜第二次出射的具有所述第一圆偏振态的所述光束时，向所述偏振分光镜透射第二线偏振态的所述光束；
所述偏振分光镜，用于反射所述第一线偏振态的所述光束，透射所述第二线偏振态的所述光束。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述相位延迟波片为1/4波片。
5.如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述相位延迟波片贴附于所述偏振分光镜的表面。
6.如权利要求3-5任一项所述的装置，其特征在于，所述第二线偏振态的光束为P偏振光时，所述装置还包括半波片，所述半波片用于将所述偏振分光镜透射的P偏振光转变为S偏振光。
7.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述分光组件为偏振分光镜，所述第一偏振态为第一圆偏振态，所述第二偏振态为第二圆偏振态，所述第一圆偏振态和所述第二圆偏振态的方向相反；
所述偏振分光镜，用于反射具有所述第一圆偏振态的所述光束，并透射具有所述第二圆偏振态的所述光束。
8.如权利要求3-7任一项所述的装置，其特征在于，所述偏振分光镜为平面偏振分光镜，或者为曲面偏振分光镜。
9.如权利要求1-8任一项所述的装置，其特征在于，所述曲面反射镜为球面反射镜、非球面反射镜或者自由曲面反射镜。
10.如权利要求1-9任一项所述的装置，其特征在于，所述图像产生组件为图像生成单元PGU。
11.如权利要求1-9任一项所述的装置，其特征在于，所述图像产生组件包括图像生成单元PGU和反射镜组，所述反射镜组包括N个反射镜，N为正整数；
当N为奇数时，所述PGU，用于生成承载待投射图像的具有所述第二偏振态的所述光束；
所述反射镜组，用于对具有所述第二偏振态的所述光束进行光路转折，并发出具有所述第一偏振态的所述光束；
或者，
当N为偶数时，所述PGU，用于生成承载待投射图像的具有所述第一偏振态的所述光束；
所述反射镜组，用于对具有所述第一偏振态的所述光束进行光路转折，并发出具有所述第一偏振态的所述光束。
12.如权利要求1-11任一项所述的装置，其特征在于，还包括透镜组，所述透镜组包括至少一个透镜；所述透镜组，设置于所述图像产生组件与所述曲面反射镜之间的光路上，用于对所述图像产生组件投射出的具有所述第一偏振态的光束汇聚到所述曲面反射镜。
13.如权利要求1-12任一项所述的装置，其特征在于，还包括驱动组件，所述驱动组件上固定有所述分光组件，所述驱动组件用于对所述分光组件的位置进行调整。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器用于响应于用户的操作，驱动所述驱动组件移动，以对所述分光组件的位置进行调整。
15.如权利要求1-12任一项所述的装置，其特征在于，还包括驱动组件，所述驱动组件上固定有所述曲面反射镜，所述驱动组件用于对所述曲面反射镜的位置进行调整。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器用于响应于用户的操作，驱动所述驱动组件移动，以对所述曲面反射镜的位置进行调整。
17.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1～16任一项所述的显示装置。
18.一种显示方法，其特征在于，应用于显示装置，所述显示装置包括图像产生组件、曲面反射镜以及分光组件，所述显示方法包括：
控制所述图像产生组件产生承载待投射图像的具有第一偏振态的光束；具有第一偏振态所述光束经过所述曲面反射镜第一次反射至所述分光组件，其中，第一次入射至所述曲面反射镜的所述光束具有所述第一偏振态，从所述曲面反射镜第一次出射的所述光束具有第二偏振态；
从所述曲面反射镜第一次出射的所述光束经过所述分光组件反射到所述曲面反射镜；所述曲面反射镜出射的所述光束经过所述曲面反射镜第二次反射至所述分光组件，其中，第二次入射至所述曲面反射镜的所述光束具有所述第二偏振态，从所述曲面反射镜第二次出射的所述光束具有第一偏振态；从所述曲面反射镜第二次出射的所述光束经过所述分光组件透射出去。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述曲面反射镜上第一次反射所述光束的区域与第二次反射所述光束的区域存在部分重叠。
20.如权利要求18或19所述的方法，其特征在于，所述分光组件包括偏振分光镜和相位延迟波片；所述第一偏振态为第一圆偏振态，第二偏振态为第二圆偏振态，所述第一圆偏振态和第二圆偏振态的方向相反；
从所述曲面反射镜第一次出射的所述光束经过所述分光组件反射到所述曲面反射镜，包括：
在所述相位延迟波片接收所述曲面反射镜第一次出射的具有所述第二圆偏振态的所述光束时，向所述偏振分光镜透射第一线偏振态的所述光束；所述偏振分光镜向所述曲面反射镜反射所述第一线偏振态的所述光束；
从所述曲面反射镜第二次出射的所述光束经过所述分光组件透射出去，包括：
在所述相位延迟波片接收所述曲面反射镜第二次出射的具有所述第一圆偏振态的所述光束时，向所述偏振分光镜透射第二线偏振态的所述光束；所述偏振分光镜透射所述第二线偏振态的所述光束。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述第二线偏振态的光束为P偏振光时，所述装置还包括半波片，所述方法还包括：
通过半波片将所述偏振分光镜透射的P偏振光转变为S偏振光。
22.如权利要求18或19所述的方法，其特征在于，所述分光组件为偏振分光镜，所述第一偏振态为第一圆偏振态，所述第二偏振态为第二圆偏振态，所述第一圆偏振态和第二圆偏振态的方向相反；所述偏振分光镜用于反射具有第一圆偏振态的所述光束，并透射具有所述第二圆偏振态的所述光束。
23.如权利要求18-22任一项所述的方法，其特征在于，所述装置还包括驱动组件，所述驱动组件上固定有所述分光组件，所述方法还包括：
响应于用户的操作，驱动所述驱动组件移动，以对所述分光组件的位置进行调整。
24.如权利要求18-22任一项所述的方法，其特征在于，所述装置还包括驱动组件，所述驱动组件上固定有所述曲面反射镜，所述方法还包括：
响应于用户的操作，驱动所述驱动组件移动，以对所述曲面反射镜的位置进行调整。
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