CN118050904A - 一种抬头显示系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种抬头显示系统，涉及抬头显示技术领域，应用于车辆，上述系统包括：光机及光导系统；所述光导系统包括多个光波导，所述光波导包括耦入光栅、波导结构及耦出光栅，各所述耦入光栅与所述光机隐藏设置在方向盘前的区域，各所述耦出光栅横向排布在挡风玻璃上；所述耦入光栅，用于将所述光机投射的图像光耦入至所述波导结构；所述波导结构，用于将所述图像光传导到至所述耦出光栅；所述耦出光栅，用于将所述图像光耦出。本申请实现了精简抬头显示系统的体积，降低阳光倒灌的风险。
Description
技术领域
本发明涉及抬头显示技术领域，特别是涉及一种抬头显示系统。
背景技术
抬头显示系统(HUD，Head Up Display)指以车辆驾驶员为中心的盲操作、多功能仪表盘，它能够将时速、导航、油量、轮胎压力等重要行车仪表信息投影到驾驶员面前的风挡玻璃上，让驾驶员尽量做到不低头、不转头就能看到信息，避免因低头看信息产生的盲区时间带来的交通事故风险。
常见的抬头显示系统包括挡风玻璃型(W-HUD，Windshield-HUD)、直接反射型(E-HUD，Entry-HUD)和组合型(C-HUD，Combine-HUD)，但由于这三种系统都存在一定的缺陷，增强现实型(AR-HUD，Augmented Reality-HUD)成为抬头显示系统最热门的发展趋势。而如何精简抬头显示系统的体积、降低阳光倒灌的风险，成为了AR-HUD当前亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种抬头显示系统，以实现精简抬头显示系统的体积，降低阳光倒灌的风险。具体技术方案如下：
本发明实施例提供了一种抬头显示系统，应用于车辆，包括：
光机及光导系统；
所述光导系统包括多个光波导，所述光波导包括耦入光栅、波导结构及耦出光栅，各所述耦入光栅与所述光机隐藏设置在方向盘前的区域，各所述耦出光栅横向排布在挡风玻璃上；
所述耦入光栅，用于将所述光机投射的图像光耦入至所述波导结构；
所述波导结构，用于将所述图像光传导到至所述耦出光栅；
所述耦出光栅，用于将所述图像光耦出。
本发明的一个实施例中，所述波导结构包括高折层及低折层，所述低折层包括第一低折层和第二低折层；
所述耦入光栅和耦出光栅设置在所述高折层上靠近所述光机的一侧，所述第一低折层位于所述高折层上远离所述光机的一侧，所述第二低折层位于所述高折层上靠近所述光机的一侧。
本发明的一个实施例中，所述第一低折层由低折材料制成，或所述第一低折层为第一空气层及第一保护盖板层组成的复合膜层，其中，所述第一空气层位于所述高折层及所述第一保护盖板层之间；
所述第二低折层由低折材料制成，或所述第二低折层为第二空气层及第二保护盖板层组成的复合膜层，其中，所述第二空气层位于所述高折层及所述第二保护盖板层之间。
本发明的一个实施例中，所述光导系统集成在所述挡风玻璃中，或所述光导系统形成波导膜层粘附在所述挡风玻璃上。
本发明的一个实施例中，一个光波导包括一个耦入光栅和一个耦出光栅，所述波导结构为二维结构。
本发明的一个实施例中，所述耦入光栅和所述耦出光栅均为纳米柱阵列。
本发明的一个实施例中，所述波导结构为一维结构，所述光波导还包括转折光栅；
所述转折光栅用于将所述所述耦入光栅偶入的图像光沿第一方向传导；
所述波导结构用于将所述转折光栅传导的图像光沿第二方向传导；
其中，所述第一方向与所述第二方向垂直。
本发明的一个实施例中，一个所述光波导包括一个耦入光栅、一个耦出光栅及一个转折光栅；
所述耦入光栅与所述转折光栅在所述第二方向上对齐；所述转折光栅与所述耦出光栅在所述第一方向上对齐。
本发明的一个实施例中，一个所述光波导包括一个耦入光栅、两个耦出光栅及两个转折光栅；
所述耦入光栅位于两个所述转折光栅之间，所述耦入光栅与所述转折光栅在所述第二方向上对齐；所述转折光栅与所述耦出光栅在所述第一方向上对齐。
本发明的一个实施例中，所述耦入光栅与所述耦出光栅为闪耀光栅、台阶光栅、倾斜光栅和矩形光栅中的一种。
本发明的一个实施例中，
所述耦入光栅与所述耦出光栅的光栅高度在30nm-500nm之间，周期为300nm-500nm之间，占空比在0.2-0.8之间。
本发明实施例有益效果：
本发明实施例提供的抬头显示系统，将耦出光栅横向排布在挡风玻璃上，利用耦入光栅将光机投射的图像光耦入至波导结构，再利用波导结构将图像光传导到至耦出光栅，最后经由耦出光栅将图像光耦出，进入驾驶员眼中，利用光波导实现了二维扩瞳，即不需要设置体积过大的多个透镜组成的系统对图像光进行多次反射，即可有效地扩大AR-HUD的显示范围。在不影响图像光显示范围的情况下，尽可能地精简了抬头显示系统在车辆内占用的体积。并且，将耦入光栅与光机隐藏设置在方向盘前的区域，能够避免耦入光栅接收到阳光光线的照射，从而降低了光机被阳光倒灌进而烧毁的风险。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
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，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
首先，对附图标记进行说明：
101：光机，102：光导系统；
103：光波导，104：耦入光栅，105：波导结构，106：耦出光栅；
107：高折层，108：低折层，109：第一低折层，1010：第二低折层；
1011：转折光栅。
下面对附图进行说明：
图1为本发明实施例提供的一种AR-HUD的呈像原理示例图；
图2为本发明实施例提供的一种抬头显示系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种光波导的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种抬头显示系统的显示示例图；
图5为本发明实施例提供的第一种波导结构的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的第二种波导结构的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的第三种波导结构的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的第四种波导结构的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种光导系统的制备工艺示例图；
图10为本发明实施例提供的一种纳米柱阵列的示例图；
图11为本发明实施例提供的多种光栅的示例图；
图12为本发明实施例提供的第一种光波导的结构示意图；
图13为本发明实施例提供的第二种光波导的结构示意图。
具体实施方式
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基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
相关技术中，E-HUD显示的虚像只经过车辆前挡风玻璃的一次简单反射，没有精密的光路设计，因此导致其视距太短(通常不超过0.3米)；P-HUD(全景直接反射型，Panorama-HUD)是E-HUD的大屏版本，通过横跨挡风玻璃大小的屏幕的一次简单反射来成像，再通过算法矫正像差，但其仍存在与E-HUD相似的缺陷。
而W-HUD利用车辆的前挡风玻璃通过复杂的光路设计将虚像光线直接反射到驾驶员眼中，其与车身集成度高，显示效果好，但光路设计难度大；C-HUD是W-HUD的一种妥协版本，考虑到车辆挡风玻璃是不规则的面型，利用挡风玻璃直接参与成像会引入复杂的像差，C-HUD使用一块经过光学设计的透明玻璃板来实现虚像反射，但仍存在与W-HUD相似的缺陷。
AR-HUD则是一种高级别的W-HUD，能做到车道级的导航，以及在实际车辆上叠加ADAS(高级驾驶辅助系统，Advanced Driving Assistance System)的感知信息，其显示的虚像视距、面积等性能参数都有很大的设计空间，因此成为了车辆HUD的主要发展方向。如图1所示，AR-HUD的呈像原理包括三次光学反射：首先，由图像生成单元(PictureGeneration Unit，PGU)产生亮度及图像，将图像投射在平面或非球面的折叠镜上，利用折叠镜(次反射镜)实现第一次光学反射；其次，图像经过折叠镜反射之后再在可旋转镜(AR-HUD增强面、主反射镜)上进行放大，并经过杂光阱射出，实现第二次光学反射；最后，杂光阱射出的图像经过挡风玻璃进行第三次光学反射，投射至驾驶员眼中(眼盒所在的位置)。虚像位置在驾驶员前方(视距通常在2.6m-8m范围内)。
由上可知，AR-HUD需要设计能够实现两次反射的光路结构(第三次由挡风玻璃实现)。在这种结构需求下，为了实现更大的FOV(视场角)、更远的VID(Virtual ImageDistance，虚像距离)，AR-HUD的非球面反射镜需要尽可能的大，这导致目前的AR-HUD整体体积很大，通常会达到15L(腔长)左右。这种程度的体积导致AR-HUD在中小型车辆上难以布置。并且，AR-HUD大多采用凹透镜的光学原理，实现上述对图像生成单元出射的图像进行放大投影的过程。但对于图像生成单元而言，这类似于阳光透过凸透镜照射，会使得阳光的光线汇聚到图像生成单元，存在阳光倒灌的问题，将会导致图像生成单元温度过高进而烧毁。而由于AR-HUD的投影距离更长、虚像放大倍数更大，其对图像生成单元造成的阳光倒灌问题也更严重。
所以，精简体积、降低阳光倒灌的风险，成为了AR-HUD亟待解决的问题，为了解决这个问题，本发明提供了一种抬头显示系统的结构示意图，如图2所示，应用于车辆，包括：
光机101及光导系统102；
光导系统102包括多个光波导103，光波导103包括耦入光栅104、波导结构105及耦出光栅106，各耦入光栅104与光机101隐藏设置在方向盘前的区域，各耦出光栅106横向排布在挡风玻璃上；
耦入光栅104，用于将光机101投射的图像光耦入至波导结构105；
波导结构105，用于将图像光传导到至耦出光栅106；
耦出光栅106，用于将图像光耦出。
光机101指微显示器光机，体型较小，可作为图像生成单元，用于生成亮度以及图像，实现图像光的出射。具体的，光机101可以是各种类型的具有发光功能、图像生成及图像显示功能的显示器件，例如，Micro-LED(微米发光二极管)、DLP(Digital LightProcessing，数字光处理即使用在投影仪和背投电视中的显像技术)、LCOS(LiquidCrystal On Silicon，液晶覆硅，又称硅基液晶或单晶硅反射式液晶，即使用在反射式液晶投影机与背投影电视的显像技术)等。
示例性的，光机101可以是单色光机，使得经过不同的耦出光栅106耦出图像光显示的画面(图像)分别对应不同的颜色，这种情况下，与之相对的光导系统的设计与工艺较为简单；也可以是彩色光机，同一耦出光栅106耦出图像光显示的画面可以包括多种颜色，这种情况下，与之相对的光导系统的设计与工艺较为复杂。
波导结构105由波导材料构成，其中包括波导基板、折射材料等，用于对图像光进行传导。耦入光栅104与耦出光栅106可以为同类型的光栅，分别用于对图像光进行耦入及耦出。耦入光栅104与光机101相对设置，使得耦入光栅104能够接收到光机101出射的图像光的投射，实现图像光的耦入。耦入光栅与光机隐藏设置在方向盘前的区域，避免体积过大造成的安装困难。耦出光栅106横向排布在挡风玻璃上，以使得图像光耦出后能够进入驾驶员的眼睛，实现AR-HUD的显示。
光机101出射图像光之后，图像光投射到耦入光栅104上，耦入光栅104将图像光耦入至波导结构105，使得波导结构105对图像光进行全反射，将图像光反射至耦出光栅106中，再通过耦出光栅106将图像光从光波导103中耦出，进入驾驶员的眼中，实现对光机投射的图像进行显示。
示例性的，图像光在通过耦出光栅106耦出的过程中，一部分光通过衍射直接传入驾驶员眼中，另一部分光会分成横纵双向，分别被波导结构105和耦入光栅104反射，继续向前传播，再次入射到耦出光栅106上，被耦出光栅106再次耦出至驾驶员眼中，利用光波导103实现二维扩瞳，扩大AR-HUD的显示范围。
在光波导103对图像光进行耦入、传导、耦出的过程中，耦出光栅106不断将一部分图像光耦出，另一部分光继续反射，被反射的图像光的光线能量在不断减少，为了保证进入驾驶员眼中的图像光的质量，使得最终显示的图像足够清晰，光导系统102的尺寸制备不能超过一定的范围，以避免由于尺寸太大、图像光能量流失太过导致所显示的图像边缘不够清晰的问题。
示例性的，可以将预设数量的光波导103拼接得到满足预设尺寸范围的光导系统102。预设数量指预先设定的拼接结果能够满足预先设定的尺寸范围的数量，例如图3所示，将三个光波导103进行拼接得到光导系统102，最终显示在驾驶员眼前的AR-HUD如图4所示，其中包括驾驶过程中所需的各类型驾驶信息。
由上可见，本发明实施例提供的抬头显示系统，将耦出光栅横向排布在挡风玻璃上，利用耦入光栅将光机投射的图像光耦入至波导结构，再利用波导结构将图像光传导到至耦出光栅，最后经由耦出光栅将图像光耦出，进入驾驶员眼中，利用光波导实现了二维扩瞳，即不需要设置体积过大的多个透镜组成的系统对图像光进行多次反射，即可有效地扩大AR-HUD的显示范围。在不影响图像光显示范围的情况下，尽可能地精简了抬头显示系统在车辆内占用的体积。并且，将耦入光栅与光机隐藏设置在方向盘前的区域，能够避免耦入光栅接收到阳光光线的照射，从而降低了光机被阳光倒灌进而烧毁的风险。
本发明的一个实施例中，如图5所示，所述波导结构105包括高折层107及低折层108，所述低折层108包括第一低折层109和第二低折层1010；
所述耦入光栅104和耦出光栅106设置在所述高折层107上靠近所述光机101的一侧，所述第一低折层109位于所述高折层107上远离所述光机101的一侧，所述第二低折层1010位于所述高折层107上靠近所述光机101的一侧。
高折层107指由高折射率材料构成的反射结构层，是波导结构105中作为波导基板的结构层。例如，由折射率超过1.5的树脂材料构成的结构层，如PC(聚碳酸酯，Polycarbonate)、COC(环烯烃共聚物，copolymers of cycloolefin)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯，Polymethyl Methacrylate)、柔性玻璃等，厚度可以根据具体的光学设计进行选择，如保证在0.5～1.0t范围内。
低折层108指由低折射率材料构成的结构保护层，是波导结构105中制备在波导基板外侧的保护层。例如，可以涂覆或沉积低折射率的材料实现。
高折层107用于对耦入光栅104耦入的图像光进行反射，低折层108位于高折层107与耦入光栅104及耦出光栅106的两侧，低折层108的折射率低于高折层107的折射率，起到对高折层107、耦入光栅104及耦出光栅106的保护作用，以保证图像光在高折层107中实现全反射，避免图像光在波导结构105的传导中由于产生透射或折射造成的能量减少。
光机101将图像光投射至光导系统102，经过第二低折层1010入射至耦入光栅104，被耦入光栅104耦入至高折层107，在第一低折层109的保护下，图像光被高折层107全反射至耦出光栅106，再经过耦出光栅106出射至驾驶员眼中。
示例性的，图像光在通过耦出光栅106耦出的过程中，一部分光通过衍射直接传入驾驶员眼中，另一部分光会分成横纵双向，分别被高折层107、低折层108和耦入光栅104再次反射，继续向前传播，再次入射到耦出光栅106上，被耦出光栅106再次耦出至驾驶员眼中，利用光波导103实现二维扩瞳，扩大AR-HUD的显示范围。
示例性的，若光机101为彩色光机，则光波导103需要又多层上述波导结构105构成，每一层波导结构105分别用于响应一种或两种波长的光。
由上可见，本发明实施例提供的抬头显示系统，以高折层作为波导结构的波导基板，在高折层两边的外侧均制备一层低折层，实现了对波导基板的保护作用，保证了图像光的全反射，尽可能降低了图像光的能量减少，提高了抬头显示系统的整体导光效率。
本发明的一个实施例中，上述第一低折层109由低折材料制成，或所述第一低折层109为第一空气层及第一保护盖板层组成的复合膜层，其中，所述第一空气层位于所述高折层107及所述第一保护盖板层之间；
所述第二低折层1010由低折材料制成，或所述第二低折层1010为第二空气层及第二保护盖板层组成的复合膜层，其中，所述第二空气层位于所述高折层107及所述第二保护盖板层之间。
本申请实施例中，图6所示为第一低折层109由低折材料制成，第二低折层1010由为第二空气层及第二保护盖板层组成的复合膜层，第二空气层以空气为材料，充斥于耦入光栅104和耦出光栅106之间，再加盖第二保护盖板层，实现对波导结构105的保护。
图7所示为第一低折层109为第一空气层及第一保护盖板层组成的复合膜层，第二低折层1010由为第二空气层及第二保护盖板层组成的复合膜层，高折层107两侧均以空气为低折材料，保证图像光的全反射，并加盖保护盖板层实现对波导结构105的保护。
图8所示为第一低折层109和第二低折层1010均由低折材料制成，在保证图像光全反射的同时，实现对波导结构105的保护。
示例性的，第一保护盖板层和第二保护盖板层可以是玻璃、树脂材料等构成的盖板。低折材料指该材料的折射率较低，且折射率低于高折层107的折射率。
由上可见，本发明实施例提供的抬头显示系统，第一低折层和第二低折层均可由低折材料构成，或者以空气层及保护盖板层组成的复合膜层构成，在保证图像光全反射的同时，实现了对波导结构的保护。
本发明的一个实施例中，所述光导系统集成在所述挡风玻璃中，或所述光导系统形成波导膜层粘附在所述挡风玻璃上。
光导系统可以直接集成制备在挡风玻璃中，也可以形成独立的波导膜层粘附在挡风玻璃上，可以根据实际需求进行选择。
示例性的，光导系统的制备工艺可以如图9所示，如果是直接制备，则选用高折压印胶进行纳米压印(NIL)制备；如果是简介制备，则先在基板上沉积一层几百纳米的高折材料，例如SiO(一氧化硅)，GaN(氮化镓)等，再使用压印制备出图案，再进行刻蚀。
由上可见，本发明实施例提供的抬头显示系统，光导系统可以根据实际需求选择直接集成制备在挡风玻璃中，或者形成独立的波导膜层粘附在挡风玻璃上，提高了抬头显示系统的适用性。
本发明的一个实施例中，一个光波导包括一个耦入光栅和一个耦出光栅，所述波导结构为二维结构。
本发明的一个实施例中，所述耦入光栅和所述耦出光栅均为纳米柱阵列，如图10所示。
由上可见，本发明实施例提供的抬头显示系统，在一个光波导仅包括一个耦入光栅和一个耦出光栅的情况下，波导结构为二维结构，以此通过耦入光栅和耦出光栅自身，来实现光栅的二维扩瞳，实现扩大抬头显示系统的显示范围。在此基础上，耦入光栅和耦出光栅可以由纳米柱阵列构成，实现了二维结构的布设，精简了抬头显示系统的体积。
本发明的一个实施例中，所述波导结构为一维结构，所述光波导还包括转折光栅；
所述转折光栅用于将所述所述耦入光栅偶入的图像光沿第一方向传导；
所述波导结构用于将所述转折光栅传导的图像光沿第二方向传导；
其中，所述第一方向与所述第二方向垂直。
在波导结构为一维结构的情况下，无法仅通过波导结构实现图像光在横纵方向上的全反射，以及仅通过耦入光栅和耦出光栅自身实现光栅的二维扩瞳，所以，在光波导中加入转折光栅，利用转折光栅将图像光沿着与波导结构的传导方向垂直的方向进行传导，实现图像光的全反射，以及光栅的二维扩瞳。
本发明的一个实施例中，所述耦入光栅与所述耦出光栅为闪耀光栅、台阶光栅、倾斜光栅和矩形光栅中的一种。或以上光栅中的几种与其他光栅的混合使用。如图11所示。
本发明的一个实施例中，
所述耦入光栅与所述耦出光栅的光栅高度在30nm-500nm之间，周期为300nm-500nm之间，占空比在0.2-0.8之间。
由上可见，本发明实施例提供的抬头显示系统，在波导结构为一维结构的情况下，光波导中引入转折光栅，在无需叠加不同维度下的耦入光栅、波导结构及耦出光栅的情况下，实现图像光的全反射以及光栅的二维扩瞳，精简了抬头显示系统的体积。
本发明的一个实施例中，如图12所示，一个所述光波导103包括一个耦入光栅104、一个耦出光栅106及一个转折光栅1011；
所述耦入光栅104与所述转折光栅1011在所述第二方向上对齐；所述转折光栅1011与所述耦出光栅106在所述第一方向上对齐。
第二方向指波导结构的传导方向，第一方向指与波导结构的传导方向垂直的方向。转折光栅1011和耦入光栅104一同位于与耦出光栅106相对的一侧。由于转折光栅1011分别从相垂直的两个方向上与耦入光栅104、耦出光栅106对齐，图像光一部分经过耦入光栅104耦入至波导结构，通过波导结构传导至耦出光栅106；一部分经过耦入光栅104耦入至转折光栅1011，由转折光栅1011直接传导至耦出光栅106，实现了图像光的全反射。
示例性的，这种情况下，每一光波导对应一个光机，即每一耦入光栅104、一个耦出光栅106及一个转折光栅1011对应一个光机。
由上可见，本发明实施例提供的抬头显示系统，利用与耦入光栅在第二方向上对齐、与耦出光栅在第一方向上对齐的转折光栅，实现在相垂直的两个方向上对图像光的传导，实现了图像光的全反射，提高了抬头显示系统的导光率。
本发明的一个实施例中，如图13所示，一个所述光波导包括一个耦入光栅、两个耦出光栅及两个转折光栅；
所述耦入光栅位于两个所述转折光栅之间，所述耦入光栅与所述转折光栅在所述第二方向上对齐；所述转折光栅与所述耦出光栅在所述第一方向上对齐。
由于转折光栅1011分别从相垂直的第二方向和第一方向上与耦入光栅104、耦出光栅106对齐，图像光一部分经过耦入光栅104耦入至波导结构，通过波导结构传导至耦出光栅106；一部分经过耦入光栅104耦入至转折光栅1011，由转折光栅1011直接传导至耦出光栅106，实现了图像光的全反射。
示例性的，这种情况下，每一光波导对应一个光机，即每一耦入光栅104、两个耦出光栅106及两个转折光栅1011对应一个光机。
由上可见，本发明实施例提供的抬头显示系统，利用与耦入光栅在第二方向上对齐、与耦出光栅在第一方向上对齐的转折光栅，实现在相垂直的两个方向上对图像光的传导，实现了图像光的全反射，提高了抬头显示系统的导光率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后续系统实施例而言，由于其基本相似于前述系统实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见前述实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (11)
1.一种抬头显示系统，应用于车辆，其特征在于，包括：
光机及光导系统；
所述光导系统包括多个光波导，所述光波导包括耦入光栅、波导结构及耦出光栅，各所述耦入光栅与所述光机隐藏设置在方向盘前的区域，各所述耦出光栅横向排布在挡风玻璃上；
所述耦入光栅，用于将所述光机投射的图像光耦入至所述波导结构；
所述波导结构，用于将所述图像光传导到至所述耦出光栅；
所述耦出光栅，用于将所述图像光耦出。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述波导结构包括高折层及低折层，所述低折层包括第一低折层和第二低折层；
所述耦入光栅和耦出光栅设置在所述高折层上靠近所述光机的一侧，所述第一低折层位于所述高折层上远离所述光机的一侧，所述第二低折层位于所述高折层上靠近所述光机的一侧。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一低折层由低折材料制成，或所述第一低折层为第一空气层及第一保护盖板层组成的复合膜层，其中，所述第一空气层位于所述高折层及所述第一保护盖板层之间；
所述第二低折层由低折材料制成，或所述第二低折层为第二空气层及第二保护盖板层组成的复合膜层，其中，所述第二空气层位于所述高折层及所述第二保护盖板层之间。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光导系统集成在所述挡风玻璃中，或所述光导系统形成波导膜层粘附在所述挡风玻璃上。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，一个光波导包括一个耦入光栅和一个耦出光栅，所述波导结构为二维结构。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述耦入光栅和所述耦出光栅均为纳米柱阵列。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述波导结构为一维结构，所述光波导还包括转折光栅；
所述转折光栅用于将所述所述耦入光栅偶入的图像光沿第一方向传导；
所述波导结构用于将所述转折光栅传导的图像光沿第二方向传导；
其中，所述第一方向与所述第二方向垂直。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，一个所述光波导包括一个耦入光栅、一个耦出光栅及一个转折光栅；
所述耦入光栅与所述转折光栅在所述第二方向上对齐；所述转折光栅与所述耦出光栅在所述第一方向上对齐。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，一个所述光波导包括一个耦入光栅、两个耦出光栅及两个转折光栅；
所述耦入光栅位于两个所述转折光栅之间，所述耦入光栅与所述转折光栅在所述第二方向上对齐；所述转折光栅与所述耦出光栅在所述第一方向上对齐。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述耦入光栅与所述耦出光栅为闪耀光栅、台阶光栅、倾斜光栅和矩形光栅中的一种。
11.根据权利要求1-10任一项所述的系统，其特征在于，
所述耦入光栅与所述耦出光栅的光栅高度在30nm-500nm之间，周期为300nm-500nm之间，占空比在0.2-0.8之间。
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