CN220961998U - 抬头显示系统及交通工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及抬头显示系统及交通工具，在该抬头显示系统中，通过对背光源的每个发光模组进行单独控制，根据显示面板的每个显示区域的亮度信息确定对应发光模组的目标亮度，提高显示内容区域(即显示图像所在显示区域)对应的发光模组的亮度，降低无内容区域(即透视显示区域)对应的发光模组的亮度，不仅降低了图像生成单元的功耗和产热量，还提高了对比度；还通过在透反成像单元设置P偏振光透反膜，以提高对P偏振光的反射率，从而提高了形成虚像的亮度，减小了背光源提高亮度的程度，也有利于降低图像生成单元的功耗和热量，进而防止显示面板因温度过高而被损坏。

Description

抬头显示系统及交通工具

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种抬头显示系统及交通工具。

背景技术

抬头显示系统(head up display，HUD)也称为平视显示系统，通过将HUD的图像生成单元发出的光线投射到成像部上，避免了驾驶员在驾驶过程中低头看仪表盘所导致的分心，从而提高驾驶安全系数，同时也能带来更好的驾驶体验。

相关技术中，为了使用户在佩戴偏光太阳镜时能够看到HUD的图像，控制HUD图像生成单元发出的图像光线为P偏振光，但由于P偏振光的反射率较低，导致形成的虚像亮度低，用户不能够看到清晰的虚像。相关技术中，通过提高图像生成单元亮度的方式来满足清晰虚像的亮度需求，然而图像生成单元功耗和产热量也随之增大，进而导致图像生成单元的显示面板因温度过高而被损坏。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种抬头显示系统及交通工具。

第一方面，本实用新型提供了一种抬头显示系统，包括：

图像生成单元；所述图像生成单元包括显示面板和背光源，所述显示面板包括至少两个显示区域，所述背光源包括至少两个发光模组，所述显示区域与所述发光模组一一对应；所述背光源被配置为根据所述显示面板的每个所述显示区域的亮度信息确定对应发光模组的目标亮度；所述显示面板至少发出P偏振光；

透反成像单元；所述透反成像单元包括P偏振光透反膜，所述P偏振光透反膜用于将所述显示面板发出的P偏振光反射至眼盒区域，以形成虚像；其中，所述P偏振光透反膜对P偏振光的反射率大于对S偏振光的反射率。

可选地，所述P偏振光透反膜包括：

介质层和金属层，所述介质层与所述金属层叠层设置；沿所述叠层方向，所述介质层位于所述金属层的两侧；

至少一所述介质层包括沿所述叠层方向交替层叠的第一子介质层和第二子介质层，所述第一子介质层的折射率大于所述第二子介质层的折射率。

可选地，所述第一子介质层的折射率大于或等于2.0，所述第二子介质层的折射率小于或等于1.7。

可选地，所述第一子介质层包括二氧化钛层、五氧化三钛层、五氧化二钽层、五氧化二铌层和钛酸镧层中的至少一种；和/或，

所述第二子介质层包括二氧化硅层、氧化铝层和硅铝混合层中的至少一种。

可选地，所述第一子介质层的单层厚度为10nm～100nm，和/或，所述第二子介质层的单层厚度为15nm～150nm。

可选地，沿所述叠层方向，与所述金属层接触的两个子介质层均为第一子介质层，或者均为第二子介质层，再或者其中一个第一子介质层，另一个为第二子介质层；和/或，

单个所述介质层内，所述第一子介质层的层数小于或等于10，所述第二子介质层的层数小于或等于10。

可选地，所述金属层包括银反射层、金反射层、铜反射层和铝反射层中的至少一种；和/或，

所述金属层的单层厚度为1nm～50nm。

可选地，所述P偏振光透反膜还包括支撑层；

沿所述叠层方向，所述支撑层位于所述金属层的至少一侧，且所述支撑层与所述金属层接触。

可选地，所述P偏振光透反膜的总层数小于或等于30，和/或，所述P偏振光透反膜的整体厚度为100nm～800nm。

可选地，当所述P偏振光的入射角度为20°～70°时，所述P偏振光透反膜对所述P偏振光的反射率大于或等于20％。

可选地，所述抬头显示系统还包括：控制模块；所述控制模块具体用于：

根据所述显示面板待显示的图像，确定每个所述显示区域对应的像素组；

根据每个所述显示区域对应的所述像素组的像素值，确定每个所述显示区域的所述亮度信息。

可选地，所述控制模块具体用于根据每个所述显示区域对应的所述像素组的像素值，确定每个所述显示区域的所述亮度信息，包括：

根据每个所述显示区域对应的所述像素组中每个像素的像素值，确定每个所述像素的亮度值；

计算所述像素组中所有所述像素的亮度值的加权平均值，得到每个所述显示区域对应的亮度信息。

可选地，所述控制模块具体用于根据每个所述显示区域对应的所述像素组的像素值，确定每个所述显示区域的所述亮度信息，包括：

根据每个所述显示区域对应的所述像素组中每个像素的像素值，确定每个所述像素的亮度值；

将每个所述像素的亮度值与预设阈值做对比，得到每个所述显示区域的对比结果；

根据每个所述显示区域的所述对比结果，确定每个所述显示区域的所述亮度信息。

可选地，所述控制模块还用于：

根据外界环境亮度确定每个所述发光模组对应的亮度调整值；

基于每个所述发光模组对应的所述目标亮度以及所述亮度调整值，对每个所述发光模组进行控制。

可选地，每个所述发光模组包括至少一个发光元件，所述控制模块对每个所述发光元件进行控制；和/或，

每个所述发光模组发出与所述P偏振光透反膜适配的偏振光。

第二方面，本实用新型还提供了一种交通工具，包括：上述任一种抬头显示系统。

本实用新型提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型提供的抬头显示系统包括：图像生成单元；图像生成单元包括显示面板和背光源，显示面板包括至少两个显示区域，背光源包括至少两个发光模组，显示区域与发光模组一一对应；背光源被配置为根据显示面板的每个显示区域的亮度信息确定对应发光模组的目标亮度；显示面板至少发出P偏振光；透反成像单元；透反成像单元包括P偏振光透反膜，P偏振光透反膜用于将显示面板发出的P偏振光反射至眼盒区域，以形成虚像；其中，P偏振光透反膜对P偏振光的反射率大于对S偏振光的反射率。由此，一方面通过对每个发光模组进行单独控制，根据显示面板的每个显示区域的亮度信息确定对应发光模组的目标亮度，提高显示内容区域(即显示图像所在显示区域)对应的发光模组的亮度，降低无内容区域(即透视显示区域)对应的发光模组的亮度，不仅降低了图像生成单元的功耗和产热量，还提高了对比度；另一方面通过在透反成像单元设置P偏振光透反膜，以提高对P偏振光的反射率，从而提高了形成虚像的亮度，减小了背光源提高亮度的程度，也有利于降低图像生成单元的功耗和热量，进而防止显示面板因温度过高而被损坏。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种抬头显示系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种图像生成单元的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种显示面板的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种显示面板的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种背光源的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的另一种图像生成单元的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种P偏振光透反膜的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的另一种P偏振光透反膜的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的又一种P偏振光透反膜的结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的又一种P偏振光透反膜的结构示意图；

图11为本实用新型实施例提供的又一种P偏振光透反膜的结构示意图；

图12为本实用新型实施例提供的又一种P偏振光透反膜的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面将对本实用新型的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

下面结合附图，对本实用新型实施例提供的抬头显示系统及交通工具进行示例性说明。

在一些实施例中，如图1-5所示，图1为本实用新型实施例提供的一种抬头显示系统的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的一种图像生成单元的结构示意图，图3为本实用新型实施例提供的一种显示面板的结构示意图，图4为本实用新型实施例提供的另一种显示面板的结构示意图，图5为本实用新型实施例提供的一种背光源的结构示意图。参照图1-5，该抬头显示系统包括：图像生成单元3和透反成像单元2；其中，图像生成单元3包括显示面板31和背光源32，显示面板31包括至少两个显示区域311，背光源32包括至少两个发光模组321，显示区域311与发光模组321一一对应；背光源32被配置为根据显示面板31的每个显示区域311的亮度信息确定对应发光模组321的目标亮度；显示面板31至少发出P偏振光；透反成像单元2包括P偏振光透反膜1，P偏振光透反膜1用于将显示面板31发出的P偏振光反射至眼盒区域5，以形成虚像4；P偏振光透反膜1对P偏振光的反射率大于对S偏振光的反射率。

结合图2，图像生成单元3包括显示面板31和背光源32，背光源32的形状和大小均与显示面板31的形状和大小相对应，背光源32用于向显示面板31提供背光。显示面板31靠近背光源32的一侧为入光侧，远离背光源32的一侧为出光侧，背光源32向显示面板31发出光源光线，显示面板31入光侧至少允许光源光线中的部分偏振光通过，从而显示面板31的出光侧发出具有P偏振光的图像光线。

显示面板31包括本领域技术人员可知的所有类型显示面板，例如液晶显示面板(Liquid Crystal Display，LCD)、扭曲向列型面板(Twisted Nematic，TN)、垂直配向面板(Vertical Alignment，VA)或平面转换屏(In-Plane Switching，IPS)，在此不限定。

背光源32可以为电致发光器件，比如发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、白炽灯、激光、量子点光源等；具体的，背光源32可以是有机发光二极管(Organic LightEmitting Diode，OLED)、迷你发光二极管(Mini LED)、微发光二极管(Micro LED)、冷阴极荧光灯管(Cold Cathode FluorescentLamp，CCFL)、电致发光显示器(ElectroluminescentDisplay，ELD)、LED冷光源(Cold LEDLight，CLL))、电激发光(Electro Luminescent，EL)、电子发射(Field Emission Display，FED)、卤钨灯、金属卤化物灯等。背光源32发出的光一般为具有多偏振特性的光，例如自然光。

如图3所示，显示面板31的全部显示区域包括显示内容区域(即显示图像所在显示区域)和无内容区域(即透视显示区域)，其中大部分显示区域为无内容区域，这部分显示区域不需要有背光，只有显示内容区域需要背光。相关技术中，将显示面板的所有显示区域都提供背光，即点亮背光源中所有的发光元件，然后对无内容区域内对应的发光元件发出的光源光线通过遮挡、折射、反射和吸收等方式将光能转换为热能，以实现从无内容区域中没有光线出射，这种方式存在能耗大以及能源浪费等问题。

结合图4-5，显示面板31包括至少两个显示区域311，背光源32包括与显示区域311相同数量的发光模组321，发光模组321与显示区域311一一对应，发光模组321向对应的显示区域311提供背光；每个发光模组包括至少一个发光元件3211。背光源32对每个显示区域311对应的发光模组321进行独立调节，独立控制每个发光模组321的启闭和/或亮度，实现区域控制。背光源32可根据显示面板31的每个显示区域311的亮度信息，控制对应的发光模组321的发光亮度为目标亮度。例如，根据显示图像在显示面板31的分布情况，提高显示内容区域(即显示图像所在显示区域)对应的发光模组321的亮度，以满足清晰虚像的亮度要求，降低无内容区域(即透视显示区域)对应的发光模组321的亮度，由于该部分显示区域中无显示图像分布，甚至是关闭该部分显示区域的发光模组321，尽可能减小图像生成单元3的功耗和产热量，进而减少了显示面板31接收的热量，从而防止显示面板31因温度过高而被损坏，同时还提高了对比度。

其中，透反成像单元2包括P偏振光透反膜1，P偏振光透反膜1对P偏振光的反射率大于对S偏振光的反射率；通过在透反成像单元2设有P偏振光透反膜，提高了图像光线中P偏振光的反射率，从而提高了形成虚像4的亮度，有利于用户看到清晰地虚像4，在一定程度上减小了背光源32提高亮度的程度，也有利于降低图像生成单元3的功耗和热量，进而防止显示面板31因温度过高而被损坏。

相关技术中，当P偏振光以大入射角范围的某一特定角度入射挡风玻璃时，入射到挡风玻璃上的一部分P偏振光会变成S偏振光，由于S偏振光的反射率大于P偏振光，导致此部分S偏振光在挡风玻璃上的反射率变高，而使生成的虚拟图像产生比较明显的重影，从而影响虚拟图像的清晰度，影响用户读取信息的速度和准确性。

本实用新型实施例，通过在透反成像单元2设有对P偏振光具有较高反射率的P偏振光透反膜1，并配合控制图像生成单元3发出具有P偏振光的图像光线以及合适的入射角度，不仅使用户能够清晰的看到P偏振光透反膜1反射的P偏振光形成的虚像，而且透反成像单元2对反射S偏振光的反射率较低，且透反成像单元2的挡风玻璃几乎不会反射P偏振的图像光线，因此，图像光线经透反成像单元2反射后不会形成重影或形成重影的影响较小；同时，即使驾驶员佩戴了投射P偏振光的偏光太阳镜，也可以清晰看到抬头显示系统形成的图像。例如，上述提到的“大入射角范围”可以为20°～70°，某一特定角度可以为20°或70°。

示例性地，如图1所示，P偏振光透反膜1位于透反成像单元2朝向眼盒区域5的一侧；图像生成单元3发出图像光线至少包括P偏振光，P偏振光入射P偏振光透反膜1并被反射至眼盒区域5，用户在眼盒区域5可以观察到位于所述透反成像单元2背离眼盒区域5一侧的虚像4。

需要说明的是，图1仅示例性地示出了透反成像单元2为挡风玻璃，P偏振光透反膜1设于挡风玻璃朝向眼盒区域5的一侧，但并不构成对本实用新型实施例提供的抬头显示系统的限定。在其他实施方式中，可将P偏振光透反膜1设于挡风玻璃背离眼盒区域的一侧，若挡风玻璃为夹层挡风玻璃，由内侧玻璃板和外侧玻璃板组成，还可以将P偏振光透反膜1设于内侧玻璃板相对的两个表面以及外侧玻璃板相对的两个表面中的一个；透反成像单元2还可以为后装的成像板，在此不限定。

本实用新型实施例提供的抬头显示系统包括：图像生成单元3；图像生成单元包括显示面板31和背光源32，显示面板31包括至少两个显示区域，背光源32包括至少两个发光模组，显示区域与发光模组一一对应；背光源32被配置为根据显示面板31的每个显示区域的亮度信息确定对应发光模组的目标亮度；显示面板31至少发出P偏振光；透反成像单元2；透反成像单元2包括P偏振光透反膜1，P偏振光透反膜1用于将显示面板31发出的P偏振光反射至眼盒区域，以形成虚像4；其中，P偏振光透反膜1对P偏振光的反射率大于对S偏振光的反射率。由此，一方面通过对每个发光模组321进行单独控制，根据显示面板31的每个显示区域311的亮度信息确定对应发光模组321的目标亮度，提高显示内容区域(即显示图像所在显示区域)对应的发光模组321的亮度，降低无内容区域(即透视显示区域)对应的发光模组321的亮度，不仅降低了图像生成单元3的功耗和产热量，还提高了对比度；另一方面通过在透反成像单元2设置P偏振光透反膜1，以提高对P偏振光的反射率，从而提高了形成虚像4的亮度，减小了背光源32提高亮度的程度，也有利于降低图像生成单元3的功耗和热量，进而防止显示面板31因温度过高而被损坏。

在一些实施例中，该抬头显示系统还包括：控制模块；控制模块具体用于：根据显示面板待显示的图像，确定每个显示区域对应的像素组；根据每个显示区域对应的像素组的像素值，确定每个显示区域的亮度信息。

其中，控制模块与图像生成单元电连接，通过控制模块实现对图像生成单元显示图像的控制。显示面板包括至少两个显示区域，每个显示区域包括至少一个像素组，每个像素组包括至少一个像素，像素的数量对应于显示面板的分辨率；像素包括红绿蓝(RGB)三原色的滤光片，滤光片会过滤背光源发出的光源光线，从而显示不同的颜色；通过调节三原色滤光片的透光率，实现像素显示颜色的变化。根据输入的视频图像信号，控制模块会逐行刷新各个像素对应的三原色滤光片的透光率，这样各个不同颜色的像素组合起来，就能呈现处所需的彩色画面。

本实施例中，控制模块用于根据待显示图像在显示面板上的分布情况，计算每个显示区域(包括显示内容区域和无内容区域)对应的像素组的像素值，进而确定每个显示区域的亮度信息；背光源根据每个显示区域的亮度信息，控制对应的显示模组的发光亮度，发光模组的亮度可以不同，从而实现了背光源的分区域控制。

示例性地，控制模块根据视频图像信号，以像素组作为最小显示单元，计算每个显示区域的像素值或灰度值，确定像素值或灰度值超过预设阈值为明区(对应于显示内容区域)，否则为暗区(对应于无内容区域)，并在点亮发光模组时，控制明区对应的发光模组的亮度为b1，暗区对应的发光模组的亮度为b2，并且b1大于等于b2。

示例性地，可以通过以下方式区分明区和暗区：

根据下列公式对接收的视频图像信号中的RGB数据，作色域转换得到每个显示区对应的gray灰度值。

gray＝0.299×R+0.587×G+0.114×B；

当计算出的显示区对应的gray灰度值大于第一预设值时，确定该显示区为明区；当计算出的显示区对应的gray灰度值大于第二预设值、但小于第一预设值时，确定该显示区域为暗区；当计算出的显示区对应的gray灰度值小于第三预设值，确定该显示区域为无内容区域；其中，第三预设值小于或等于第二预设值，第二预设值小于第一预设值。如此，进一步节省了图像生成单元的功耗以及提高抬头显示系统虚像的对比度。

在一些实施例中，控制模块具体用于根据每个显示区域对应的像素组的像素值，确定每个显示区域的亮度信息，包括：根据每个显示区域对应的像素组中每个像素的像素值，确定每个像素的亮度值；计算像素组中所有像素的亮度值的加权平均值，得到每个显示区域对应的亮度信息。

本实施例中，以像素作为最小显示单元，获取每个显示区域内所有像素的像素值或灰度值，并据此确定每个像素的亮度值；然后将每个显示区域内每个像素的灰度值做加权(权重一般取灰度值的平方)，并根据像素个数计算平均值，作为该区域的亮度信息。

在一些实施例中，控制模块具体用于根据每个显示区域对应的像素组的像素值，确定每个显示区域的亮度信息，包括：根据每个显示区域对应的像素组中每个像素的像素值，确定每个像素的亮度值；将每个像素的亮度值与预设阈值做对比，得到每个显示区域的对比结果；根据每个显示区域的对比结果，确定每个显示区域的亮度信息。

本实施例中，以像素作为最小显示单元，获取每个显示区域内所有像素的像素值或灰度值，并据此确定每个像素的亮度值；然后将显示区域内像素的最大值与预设阈值作比较，若最大值大于预设阈值，则打开该显示区域对应的发光模组，否则关闭该显示区域对应的发光模组。

根据gray灰度值的计算公式，gray＝0与RGB都等于0是等价的，如此可以省去色域转换，直接对RGB做判断即可，同时延时很低，图像数据输出可以不做延时处理，每个显示区域内像素统计完成即可得到最终的该显示区域对应的显示模组的控制数据。

在一些实施例中，控制模块还用于：根据外界环境亮度确定每个发光模组对应的亮度调整值；基于每个发光模组对应的目标亮度以及亮度调整值，对每个发光模组进行控制。

其中，控制模块还用于根据环境亮度自适应调节或接收人工设置而输出亮度调整值，以及根据显示面板的每个显示区域的亮度信息确定对应发光模组的目标亮度；并根据目标亮度与亮度调制值对每个发光模组进行独立控制。

在一些实施例中，每个发光模组包括至少一个发光元件，控制模块对每个发光元件进行控制。

示例性地，如图6所示，每个发光模组321包括一个发光元件3211，控制模块对每个发光元件进行独立控制。

在一些实施例中，每个发光模组发出与P偏振光透反膜适配的偏振光。

其中，P偏振光透反膜对P偏振光具有较高的反射率，因此需要控制图像生成单元发出的图像光源至少包括P偏振光。当显示面板和背光源之间设有偏振转换元件时，控制发光模组发出S偏振光，偏振转换元件将S偏振光转换为P偏振光，P偏振光即可入射至显示面板的入光侧，从而实现显示面板发出P偏振光；当显示面板和背光源之间未设有偏振转换元件时，控制发光模组发出P偏振光，P偏振光可入射至显示面板的入光侧，从而实现显示面板发出P偏振光。

在其他实施方式中，还可以在显示面板和背光源之间设置透反元件，该透反元件具有透过P偏振光、反射S偏振光的特性；如此设置，显示模组发出的光源光线中P偏振光入射至显示面板的入光侧，并从显示面板的出光侧射出。

在一些实施例中，如图6所示，背光源32还包括准直结构323，准直结构323均位于背光源32的出光侧，且准直结构323位于显示面板31和背光源32之间。

示例性地，如图6所示，该图像生成单元包括显示面板31和背光源，背光源至少包括灯板和准直结构323，灯板包括多个发光元件3211和背光电路板322，发光元件3211设置在背光电路板322上，且至少两个发光元件3211的启闭和/或亮度相互独立，可以单独调节。如此设置，实现了背光源32的分区域调节，在满足虚像中各显示内容的亮度需求的情况下，尽量减少功耗，进而减少显示面板31接收的热量，从而避免显示面板31由于温度过高而损坏。

在一些实施例中，如图7-9所示，P偏振光透反膜1包括：介质层11和金属层12，介质层11与金属层12叠层设置；沿叠层方向X，介质层11位于金属层12的两侧；至少一介质层11包括沿叠层方向X交替层叠的第一子介质层111和第二子介质层112，第一子介质层111的折射率大于第二子介质层112的折射率。

其中，P偏振光透反膜1为多膜层结构，包括叠层设置的介质层11和金属层12，其中金属层12的层数为至少一层；沿介质层11和金属层12的叠层方向X，每一层金属层12的上方和下方均设置介质层11。在透反膜的多膜层中，至少一介质层11包括交替层叠设置的第一子介质层111和第二子介质层112，第一子介质层111的折射率大于第二子介质层112的折射率。

如此设置，金属层12可以整体提高P偏振光透反膜1对P偏振光和S偏振光的反射率；在此基础上，由两种不同折射率的第一子介质层111和第二子介质层112交替层叠形成的介质层11，可对P偏振光和S偏振光的反射率进行调节，以获得较高的P偏振光反射率、较低的S偏振光反射率。将其应用于抬头显示系统，根据图像光线的偏振光类型(P偏振光或S偏振光)，通过采用对应的透反膜以提高图像光线的反射率，从而有利于提高图像的显示亮度和显示效果。

示例性地，如图7所示，该P偏振光透反膜1包括：一金属层12以及与金属层12叠层设置的介质层11；其中，沿叠层方向X，该金属层12位于两个介质层11之间，位于金属层12上方的介质层11包括交替层叠的第一子介质层111和第二子介质层112，位于金属层12下方的介质层11仅包括一第一子介质层111。

示例性地，如图8所示，该P偏振光透反膜1包括：一金属层12以及与金属层12叠层设置的介质层11；其中，沿叠层方向X，该金属层12位于两个介质层11之间，位于金属层12上方的介质层11包括交替层叠的第一子介质层111和第二子介质层112，位于金属层12下方的介质层11仅包括一第二子介质层112。

示例性地，如图9所示，该P偏振光透反膜1包括：一金属层12以及与金属层12叠层设置的介质层11；其中，沿叠层方向X，该金属层12位于两个介质层11之间，位于金属层12上方的介质层11包括交替层叠的第一子介质层111和第二子介质层112，位于金属层12下方的介质层11也包括交替层叠的第一子介质层111和第二子介质层112。

需要说明的是，本实用新型实施例对介质层11中第一子介质层111和第二子介质层112的层数不作限定，图7-9仅示例性地第一子介质层111的层数大于第二子介质层112的层数，还可以设置第一子介质层111的层数等于第二子介质层112的层数，或者第一子介质层111的层数小于第二子介质层112的层数。

其中，金属层12、第一子介质层111和第二子介质层112的厚度均为纳米级，P偏振光透反膜1具有较高的透光性。如此设置，将P偏振光透反膜1设于透反成像单元2时，不会妨碍用户看清楚外界环境中的目标物。

在其他实施方式中，可通过调整第一子介质层111和第二子介质层112的厚度和排布组合方式，使透反膜变为S偏振光透反膜，其对S偏振光的反射率大于对P偏振光的反射率；将S偏振光透反膜应用于抬头显示系统，可进一步提高图像的显示亮度和显示效果，或者在保持相同显示亮度的前提下，降低了背光源32亮度，有利于降低图像生成单元3的功耗和热量，进而防止显示面板31因温度过高而被损坏。

在一些实施例中，P偏振光透反膜在第一入射角范围内时，在390nm～780nm波长范围的至少一半波段范围内，P偏振光透反膜对P偏振光的反射率大于或等于20％，对S偏振光的反射率小于20％。

其中，第一入射角范围为：20°～70°。可见光的波长范围为：390nm～780nm，对应的波长跨度为390nm；若波长范围在390nm～780nm之间且波长跨度大于或等于195nm的波段范围，则该波长范围覆盖了可见光的至少一半波段范围。示例性地，波长范围为400nm～700nm，其对应的波长跨度为300nm。

这里可以理解的是，在使用时抬头显示系统的入射角是固定的某一预设角度，例如入射角为50°或60°；在不同的使用条件下(例如不同的车辆中)，入射角可调节，例如在第一车辆中入射角为50°，在第二车辆中入射角为60°。在第一入射角范围内，选定任一数值的入射角时都可以满足本实用新型透反膜对偏振光反射率的要求。

入射角度在第一入射角范围内，在可见光的至少一半波段范围内，P偏振光透反膜对P偏振光的反射率大于或等于20％，对S偏振光的反射率小于20％。例如，当入射角度为50°时，在可见光的至少一半波段范围内，P偏振光透反膜对P偏振光的反射率大于25％，对S偏振光的反射绿小于20％。再例如，当入射角度为60°时，在可见光的至少一半波段范围内，P偏振光透反膜对P偏振光的反射率大于30％，对S偏振光的反射绿小于20％。再例如，当入射角度为60°时，在400nm～700nm波长范围内，P偏振光透反膜对P偏振光的反射率大于30％；在450nm～600nm波长范围内，P偏振光透反膜对S偏振光的反射率小于25％。

在一些实施例中，P偏振光透反膜在第二入射角范围内时，在390nm～780nm波长范围内对第一偏振光的反射率波动范围小于30％。

其中，第二入射角度范围小于或等于第一入射角度范围，其在第一入射角度范围内，即第二入射角度范围包含于第一入射角度范围内。例如，若第一入射角度范围为：20°～70°，则第二入射角度范围可以是20°～70°，也可以是20°～50°，或者是50°～70°。反射率波动范围是指入射角度在第二入射角度范围内，在可见光范围内，透反膜对P偏振光的反射率最大值和最小值之间的差值。

示例性地，当入射角度为60°时，在可见光范围(390nm～780nm波长范围)内，P偏振光透反膜对P偏振光的反射率的波动范围小于10％，在400nm～600nm波长范围内，P偏振光透反膜对P偏振光的反射率的波动范围小于5％。

在一些实施例中，P偏振光透反膜在第三入射角范围内时，在420nm～490nm波长范围内对第一偏振光的平均反射率为第一反射率，在500nm～560nm波长范围内的对第一偏振光的平均反射率为第二反射率，在580nm～630nm波长范围内对第一偏振光的平均反射率为第三反射率；其中，第一反射率、第二反射率和第三反射率中任意两个的差值小于或等于10％。

其中，第三入射角度范围小于或等于第一入射角度范围，其在第一入射角度范围内，即第三入射角度范围包含于第一入射角度范围内。例如，若第一入射角度范围为：20°～70°，则第三入射角度范围可以是20°～70°，也可以是50°～65°，或者是50°～70°。

其中，420nm～490nm对应的是蓝光的波长范围，500nm～560nm对应的是绿光的波长范围，580nm～630nm对应的是红光的波长范围。如此设置，在不同波长范围内，P偏振光透反膜对P偏振光的反射率的差值较小，即对不同颜色光线的反射率的差值较小，图像光线经P偏振光透反膜反射后，图像光线的颜色不会发生较大变化，能够防止图像光线发生色偏。

示例性地，当图像光线的入射角度为50°时，设置蓝光波长范围(420nm～490nm)的反射率为29％±2％，绿光波长范围(500nm～560nm)的反射率为29％±2％，红光波长范围(580nm～630nm)的反射率为29％±2％。当图像光线的入射角55°时，设置蓝光波长范围(420nm～490nm)的反射率为30％±2％，绿光波长范围(500nm～560nm)的反射率为30％±2％，红光波长范围(580nm～630nm)的反射率为30％±2％。当图像光线的入射角60°时，设置蓝光波长范围(420nm～490nm)的反射率为34％±2％，绿光波长范围(500nm～560nm)的反射率为34％±2％，红光波长范围(580nm～630nm)的反射率为34％±2％。在图像光线的入射角65度时，设置蓝光波长范围(420nm～490nm)的反射率为41％±2％，绿光波长范围(500nm～560nm)的反射率为41％±2％，红光波长范围(580nm～630nm)的反射率为41％±2％。

在一些实施例中，第一子介质层的折射率大于或等于2.0，第二子介质层的折射率小于或等于1.7。

其中，第一子介质层的折射率大于或等于2.0，可选用五氧化二钽(Ta₂O₅)、五氧化三钛(Ti₃O₅)、二氧化钛(TiO₂)、五氧化二铌(Nb₂O₅)和钛酸镧(H₁₄La₂O₇Ti₂)中的至少一种。其中，五氧化二钽的折射率范围为：2.05～2.25，优选2.1；五氧化三钛的折射率范围为：2.35±0.5；二氧化钛的折射率范围为：2.35±0.5；五氧化二铌的折射率范围为：2.35±0.5；钛酸镧的的折射率范围为：2.05±0.5。

第二子介质层的折射率小于或等于1.7，可选用二氧化硅(SiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)和硅铝混合物中的至少一种。其中，二氧化硅的折射率范围为：1.45～1.49，优选1.47；氧化铝的折射率范围为：1.61～1.67，优选1.64；硅铝混合物的折射率的范围为1.3～1.7，优选1.5。

在一些实施例中，第一子介质层包括二氧化钛层、五氧化三钛层、五氧化二钽层、五氧化二铌层和钛酸镧层中的至少一种；和/或，第二子介质层包括二氧化硅层、氧化铝层和硅铝混合层中的至少一种。

在一些实施例中，第一子介质层的单层厚度为10nm～100nm，和/或，第二子介质层的单层厚度为15nm～150nm。

其中，结合如7-10，第一子介质层111的厚度为第一子介质层111在叠层方向X上的分布长度，其范围为10nm～100nm；第二子介质层112的厚度为第二子介质层112在叠层方向X上的分布长度，其范围为15nm～150nm。

需要说明的是，本实用新型实施例中的透反膜1为多膜层结构，多个第一子介质层111的厚度并不相等，其厚度均在10nm～100nm范围内；同理，多个第二子介质层112的厚度并不相等，其厚度均在15nm～150nm范围内；本实用新型实施例对第一子介质层111的厚度和第二子介质层112的厚度之间的大小关系不作限定。示例性地，如图1-4所示，多个第一子介质层111的厚度有大有小，并不相等，多个第二子介质层112的厚度也是如此。

在一些实施例中，第一子介质层111中的最小单层厚度小于第二子介质层112的最小单层厚度，第一子介质层111的最大单层厚度小于第二子介质层112的最大单层厚度。

示例性地，透反膜1包括多层膜层，其中单层厚度最小的第一子介质层111的厚度为H_{1_min}，单层厚度最小的第二子介质层112的厚度为H_{2_min}，H_{1_min}＜H_{2_min}；单层厚度最大的第一子介质层111的厚度为H_{1_max}，单层厚度最大的第二子介质层112的厚度为H_{2_max}，H_{1_max}＜H_{2_max}。

在一些实施例中，如图7和9所示，沿叠层方向X，与金属层12接触的两个子介质层均为第一子介质层111。

在一些实施例中，如图10所示，沿叠层方向X，与金属层12接触的两个子介质层均为第二子介质层112。

在一些实施例中，如图8所示，沿叠层方向X，与金属层12接触的两个子介质层，其中一个为第一子介质层111，另一个为第二子介质层112。

在一些实施例中，如图7-10所示，沿叠层方向X，与金属层12接触的两个子介质层之间单层厚度的差值小于或等于50nm。

其中，与金属层12接触的两个子介质层的单层厚度不相等，二者的差值小于或等于50nm。

示例性地，如图10所示，在该透反膜1中，与金属层12接触的两个子介质层均为第二子介质层112，位于金属层12上方的第二子介质层112的单层厚度大于位于金属层12下方的第二子介质层112的单层厚度，二者的厚度差值小于或等于50nm。

示例性地，如图8所示，在该透反膜1中，位于金属层12上方且与其接触的子介质层为第一子介质层111，位于金属层12下方且与其接触的子介质层为第二子介质层112，该第一子介质层111的单层厚度大于该第二子介质层112的单层厚度，二者的厚度差值小于或等于50nm。

示例性地，如图7和9所示，在该透反膜1中，与金属层12接触的两个子介质层均为第一子介质层111，位于金属层12上方的第一子介质层111的单层厚度大于位于金属层12下方的第一子介质层111的单层厚度，二者的厚度差值小于或等于50nm。

需要说明的是，图7-10仅示例性的示出了位于金属层12上方的子介质层的单层厚度大于位于金属层12下方的子介质层的单层厚度，但并不构成对本实用新型实施例提供的透反膜的限定。在其他实施方式中，还可以设置位于金属层12上方的子介质层的单层厚度小于位于金属层12下方的子介质层的单层厚度，在此不限定。

在一些实施例中，单个介质层内，第一子介质层的层数小于或等于10，第二子介质层的层数小于或等于10。

本实施例中，第一子介质层111的层数与第二子介质层112的层数可相等，也可不等，但二者的层数均小于或等于10。如此设置，P偏振光透反膜1具有较少的膜层结构，仍能够实现对P偏振光和S偏振光的反射率进行调节，以获得较高的P偏振光的反射率、较低的S偏振光反射率，不仅简化了膜层结构和减小了膜层厚度，还有利于降低成本。

进一步地，如图7-10所示，单个介质层内，第一子介质层111的层数小于或等于5，第二子介质层112的层数小于或等于5。

示例性地，如图7-9所示，该P偏振光透反膜1包括一金属层12以及两个介质层11；沿金属层12和介质层11的叠层方向X，金属层12位于两个介质层11之间。其中，位于金属层12上方的介质层11包括交替层叠的第一子介质层111和第二子介质层112，在该介质层11内，第一子介质层111的层数为5，第二子介质层112的层数为4，二者的层数均小于或等于10。

示例性地，如图10所示，该P偏振光透反膜1包括一金属层12以及两个介质层11；沿金属层12和介质层11的叠层方向X，金属层12位于两个介质层11之间。其中，位于金属层12上方的介质层11包括交替层叠的第一子介质层111和第二子介质层112，在该介质层11内，第一子介质层111的层数为4，第二子介质层112的层数为5，二者的层数均小于或等于10。

在一些实施例中，金属层包括银反射层、金反射层、铜反射层和铝反射层中的至少一种。

其中，金属层的材料可选用金、银、铜和铝中的至少一种，优选为银。在其他实施方式中，金属层还可以选用本领域技术人员可知的其他金属材料，例如钛或镍，在此不限定。

在一些实施例中，金属层的单层厚度为1nm～50nm。

进一步优化，金属层的单层厚度为15nm～30nm。

在一些实施例中，如图11-12所示，P偏振光透反膜1还包括支撑层13；沿叠层方向X，支撑层13位于金属层12的至少一侧，且支撑层13与金属层12接触。

其中，支撑层13用于提高金属层12的附着力，以提高透反膜的内部结合力和结构强度，防止金属层12与介质层11之间开裂。

示例性地，如图11所示，沿叠层方向X，仅在金属层12的下方设置了支撑层13。

示例性地，如图12所示，沿叠层方向X，在金属层12的上方和下方同时设置支撑层13。

在一些实施例中，支撑层包括氧化铝层；和/或，支撑层的单层厚度为10nm～100nm。

进一步优化，支撑层的单层厚度为20nm～50nm。

在一些实施例中，透反膜的总层数小于或等于30，和/或，透反膜的整体厚度为100nm～800nm。

其中，透反膜的总层数为透反膜中所有膜层的层数之和，即透反膜的总层数等于第一子介质层的层数、第二子介质层的层数、金属层的层数以及支撑层的层数之和。

进一步优化，透反膜的总层数小于或等于15，和/或，透反膜的整体厚度为300nm～500nm。

在一些实施例中，透反膜为光学镀膜。

其中，光学镀膜是指在光学元件或者独立衬底上逐一形成上述任一种透反膜的所有膜层结构，改变光线的传输特性，包括但不限于光线的传输、反射、吸收、散射、偏振和相变；通过设计透反膜的膜层组成以及各膜层的厚度和层数，使透反膜可以选择性透过第一特性的光线，并选择性反射或吸收具有第二特性的光线。

例如，抬头显示系统还包括放大组件，放大组件包括例如曲面反射镜，或包括曲面反射镜以及平面反射镜。放大组件用于将图像生成单元3的出射的图像光线反射至透反成像单元2以将图像生成单元3中显示的图像放大成像为虚像，其中图像光线经抬头显示系统的出射口出射。

例如，透反成像单元2可以为车辆的挡风玻璃，眼盒区域可以是根据实际需求预设观察者需要观看成像的区域，即眼盒区域(eyebox)，该眼盒区域是指观察者双眼所在的、可以看到显示系统显示的图像的区域，例如可以是平面区域或者立体区域。

在上述实施方式的基础上，本实用新型实施例还提供了一种交通工具，包括：上述任一种抬头显示系统，具有对应的有益效果，为避免重复描述，在此不再赘述。

其中，交通工具包括但不限于车辆，还包括本领域技术人员可知的所有交通工具，例如船舶、飞机或航天器等，在此不限定。

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。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所实用新型的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种抬头显示系统，其特征在于，包括：

图像生成单元；所述图像生成单元包括显示面板和背光源，所述显示面板包括至少两个显示区域，所述背光源包括至少两个发光模组，所述显示区域与所述发光模组一一对应；所述背光源被配置为根据所述显示面板的每个所述显示区域的亮度信息确定对应发光模组的目标亮度；所述显示面板至少发出P偏振光；

透反成像单元；所述透反成像单元包括P偏振光透反膜，所述P偏振光透反膜用于将所述显示面板发出的P偏振光反射至眼盒区域，以形成虚像；其中，所述P偏振光透反膜对P偏振光的反射率大于对S偏振光的反射率。

2.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述P偏振光透反膜包括：

介质层和金属层，所述介质层与所述金属层叠层设置；沿所述叠层方向，所述介质层位于所述金属层的两侧；

至少一所述介质层包括沿所述叠层方向交替层叠的第一子介质层和第二子介质层，所述第一子介质层的折射率大于所述第二子介质层的折射率。

3.根据权利要求2所述的抬头显示系统，其特征在于，所述第一子介质层的折射率大于或等于2.0，所述第二子介质层的折射率小于或等于1.7。

4.根据权利要求3所述的抬头显示系统，其特征在于，所述第一子介质层包括二氧化钛层、五氧化三钛层、五氧化二钽层、五氧化二铌层和钛酸镧层中的至少一种；和/或，

所述第二子介质层包括二氧化硅层、氧化铝层和硅铝混合层中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的抬头显示系统，其特征在于，所述第一子介质层的单层厚度为10nm～100nm，和/或，所述第二子介质层的单层厚度为15nm～150nm。

6.根据权利要求2所述的抬头显示系统，其特征在于，沿所述叠层方向，与所述金属层接触的两个子介质层均为第一子介质层，或者均为第二子介质层，再或者其中一个第一子介质层，另一个为第二子介质层；和/或，

单个所述介质层内，所述第一子介质层的层数小于或等于10，所述第二子介质层的层数小于或等于10。

7.根据权利要求2所述的抬头显示系统，其特征在于，所述金属层包括银反射层、金反射层、铜反射层和铝反射层中的至少一种；和/或，

所述金属层的单层厚度为1nm～50nm。

8.根据权利要求2所述的抬头显示系统，其特征在于，所述P偏振光透反膜还包括支撑层；

沿所述叠层方向，所述支撑层位于所述金属层的至少一侧，且所述支撑层与所述金属层接触。

9.根据权利要求2-8任一项所述的抬头显示系统，其特征在于，所述P偏振光透反膜的总层数小于或等于30，和/或，所述P偏振光透反膜的整体厚度为100nm～800nm。

10.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，当所述P偏振光的入射角度为20°～70°时，所述P偏振光透反膜对所述P偏振光的反射率大于或等于20％。

11.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述抬头显示系统还包括：控制模块；

每个所述发光模组包括至少一个发光元件，所述控制模块对每个所述发光元件进行控制；和/或，

每个所述发光模组发出与所述P偏振光透反膜适配的偏振光。

12.一种交通工具，其特征在于，包括：如权利要求1-11任一项所述的抬头显示系统。