CN221008005U - 抬头显示系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及抬头显示技术领域，具体涉及一种抬头显示系统及车辆。抬头显示系统包括光机模块、第一波导模组、第二波导模组、反射玻璃，光机模块可以通过时序刷新不同需求的图像信息光，从而出射包含特定图像信息的第一光线和第二光线，第一波导模组和第二波导模组可以分别耦合第一光线、第二光线并将耦合后的光线经反射玻璃反射至人眼，沿人眼反向延长线在一定虚像视距处形成第一图像画面和第二图像画面。本申请实施例提供的抬头显示系统可以在仅采用一套光机的情况下实现多虚像画面的显示，可减小抬头显示系统的体积，提升画面显示性能，降低抬头显示系统对车内空间的占用，增强抬头显示系统的可用性。

Description

抬头显示系统及车辆

技术领域

本申请涉及抬头显示技术领域，具体涉及一种抬头显示系统及车辆。

背景技术

抬头显示系统(Head Up Display，HUD)也称为平视显示系统，它可以将各种驾驶信息以虚拟画面的形式呈现在车辆挡风玻璃前方的路况实景上，使驾驶员不用做出低头、转头等姿势就可以看到关键数据，减少因目光切换引发的安全隐患。

HUD需要由光机出射包含图像信息的光线并经过一套完整的光路设计将光线经挡风玻璃反射至人眼，人眼可沿反向延长线在视线前方观察到需要注意的画面。然而，HUD的性能与体积呈正相关，由于车载领域对各系统体积极其敏感，车辆应用的HUD必须将体积控制在一个较小的范围内，严重制约了车载HUD的性能，对HUD在辅助安全驾驶领域的应用造成了限制。因此，如何在不增加HUD体积的情况下加强画面显示功能，是HUD投入应用时需要解决的一大难题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种抬头显示系统及车辆，以解决抬头显示系统受体积限制而功能薄弱的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种抬头显示系统，包括：

光机模块，用于射出不同时序的光线，不同时序的光线包括第一光线和第二光线；

第一波导模组，设置在第一光线的光路上，用于耦合射入第一波导模组的第一光线并将耦合后的光线出射至反射玻璃的第一目标位置；

第二波导模组，设置在第二光线的光路上，用于耦合射入第二波导模组的第二光线并将耦合后的光线出射至反射玻璃的第二目标位置；

反射玻璃，设置在第一波导模组和第二波导模组出射光线的光路上；反射玻璃用于将第一波导模组出射的光线反射至人眼，并在人眼的反向延长线上形成第一图像画面，和/或，将第二波导模组出射的光线反射至人眼，并在人眼的反向延长线上形成第二图像画面。

在一种可能的实现方式中，光机模块包括图像光机、偏振调光组件、第一偏振层、反射层；

图像光机用于出射第一光线和第二光线，第一光线包含第一图像信息，第二光线包含第二图像信息；

偏振调光组件设置在图像光机与第一偏振层之间，偏振调光组件用于调整第一光线的偏振方向为第一偏振方向，和/或，调整第二光线的偏振方向为第二偏振方向；

第一偏振层设置在图像光机的出射光路上且位于图像光机与反射层之间，第一偏振层用于将第一偏振方向的光线反射至第一波导模组的耦入区域，还用于将第二偏振方向的光线透射至反射层；

反射层设置在图像光机的出射光路上，反射层用于将第二偏振方向的光线反射至第二波导模组的耦入区域。

在一种可能的实现方式中，第一图像信息与第二图像信息相同。

在一种可能的实现方式中，抬头显示系统还包括第三波导模组，光机模块还包括第二偏振层；

第三波导模组设置在第二光线的光路上，用于耦合射入第三波导模组的第二光线并将耦合后的光线出射至反射玻璃的第三目标位置；

第二偏振层设置在第一偏振层与反射层之间，第二偏振层用于使经过的第二光线中的部分光线反射至第三波导模组的耦入区域。

在一种可能的实现方式中，偏振调光组件为铌酸锂电光调制器或液晶电光调制器。

在一种可能的实现方式中，抬头显示系统还包括位相元件；

位相元件设置于第二波导模组与反射玻璃之间，用于将第二波导模组出射的光线汇聚至反射玻璃的第四目标位置，以形成第四图像画面。

在一种可能的实现方式中，位相元件为菲涅尔透镜、光学透镜、超表面结构透镜中的一种或多种组合。

在一种可能的实现方式中，第一波导模组或第二波导模组包括三片衍射波导片，每一片衍射波导片分别用于调制红、绿、蓝三种波段光中的一种。

在一种可能的实现方式中，第一波导模组或第二波导模组包括两片衍射波导片，其中一片衍射波导片用于调制红、绿、蓝三种波段光中的一种，另一片衍射波导片用于调制红、绿、蓝三种波段光中的另外两种。

在一种可能的实现方式中，第一波导模组或第二波导模组包括一片衍射波导片，衍射波导片用于调制红、绿、蓝三种波段光。

第二方面，本申请还提供一种车辆，包括第一方面所述的抬头显示系统。

基于本申请提供的技术方案，光机模块可以通过时序刷新不同需求的图像信息光，从而出射包含特定图像信息的第一光线和第二光线，第一波导模组和第二波导模组可以分别耦合第一光线、第二光线并将耦合后的光线经反射玻璃反射至人眼，沿人眼反向延长线在一定虚像视距处形成第一图像画面和第二图像画面。本申请实施例提供的抬头显示系统可以在仅采用一套光机的情况下实现多虚像画面的显示，可减小抬头显示系统的体积，提升画面显示性能，降低抬头显示系统对车内空间的占用，增强抬头显示系统的可用性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种抬头显示系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种抬头显示系统的光路示意图；

图3为本申请实施例提供的一种光机模块的结构示意图；

图4为本申请另一实施例提供的一种抬头显示系统的光路示意图；

图5为本申请实施例提供的一种偏振调光组件调整光线偏振方向的示意图；

图6为本申请另一实施例提供的抬头显示系统的光路示意图；

图7是本申请另一实施例提供的抬头显示系统的光路示意图；

图8为本申请另一实施例提供的抬头显示系统的光路示意图。

附图标记说明

100-光机模块；110-图像光机；120-偏振调光组件；130-第一偏振层；140-反射层；150-第二偏振层；200-第一波导模组；210-第一耦入区域；220-第一耦出区域；300-第二波导模组；310-第二耦入区域；320-第二耦出区域；400-反射玻璃；500-位相元件；600-第三波导模组；610-第三耦入区域；620-第三耦出区域。

具体实施方式

为便于对申请的技术方案进行，以下首先在对本申请所涉及到的一些概念进行说明。

需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。

本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换。

术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的所有组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。

抬头显示系统(Head Up Display，HUD)的性能主要体现在虚像视距(虚拟画面与驾驶舱视线距离)、虚像面积(即虚拟画面成像面积)、多虚像面功能等方面。基于几何光学的HUD可以实现虚像视距达7米的虚像面，但这种HUD的体积超过了10L，对于车内空间而言已经偏大，若想进一步提升HUD的光学性能，那么HUD的体积将变得更大。基于衍射波导的HUD可以通过体积较小的衍射波导片传导包含图像信息的光线，在控制HUD体积方面具有一些优势，但并不具备多虚像面显示的功能。

本申请提供一种基于衍射波导的抬头显示系统，可提高抬头显示系统的虚像视距以及实现多虚像面功能，并可以将抬头显示系统的体积控制在较小的范围内，减少对车内空间的占用。

下面结合附图对应本申请实施例提供的一种抬头显示系统进行详细说明。

图1为本申请实施例提供的一种抬头显示系统的结构示意图，图2为本申请实施例提供的一种抬头显示系统的光路示意图。

如图1所示，本申请实施例提供的抬头显示系统，包括：光机模块100、第一波导模组200、第二波导模组300、反射玻璃400。

光机模块100，用于射出不同时序的光线，不同时序的光线包括第一光线和第二光线。

其中，光机模块100至少包括一个光机。光机也被称为PGU(Picture GenerationUnit，图像生成单元或图像源)，可以用于生成HUD成像所需的图像信息光。基于时分复用原理，光机可以时序控制图像源信息，生成具有不同时序的图像信息光。在一些实施方式中，光机的图像源信息可以与车机系统信息互联，以便实时显示车辆信息、车况信息、路况信息等驾驶所需信息。

在一些可能的实现方式中，光机模块100还可以包括若干个用于控制光机输出图像信息光光路的组件，例如平面镜、曲面镜等。

第一波导模组200，设置在第一光线的光路上，用于耦合射入第一波导模组200的第一光线并将耦合后的光线出射至反射玻璃400的第一目标位置。

其中，第一波导模组200为具备衍射扩瞳传导功能的器件，可以由衍射波导片构成，至少包括耦入区域和耦出区域。具体的，第一波导模组200的耦入区域设置在第一光线的光路上，耦入区域用于耦入光机光线，耦出区域用于输出光线。

第二波导模组300，设置在第二光线的光路上，用于耦合射入第二波导模组300的第二光线并将耦合后的光线出射至反射玻璃的第二目标位置。

在一些可能的实现方式中，第二波导模组300可以具有与第一波导模组200相同的结构。在一些其他可能的实现方式中，第一波导模组200和第二波导模组300可以平行放置。同样的，第二波导模组300的耦入区域设置在第二光线的光路上。

反射玻璃400，设置在第一波导模组200和第二波导模组300出射光线的光路上；反射玻璃400用于将第一波导模组200出射的光线反射至人眼，并在人眼的反向延长线上形成第一图像画面，和/或，将第二波导模组300出射的光线反射至人眼，并在人眼的反向延长线上形成第二图像画面。具体地，当第一波导模组200将耦合后的光线自耦出区域出射至反射玻璃400时，反射玻璃400可以将该耦合后的光线反射至驾驶舱内人眼部位，人眼可以沿该反射的光线至人眼的反向延长线在反射玻璃400的另一侧观测到光线中图像信息形成的第一图像画面。同样地，反射玻璃也可以将第二波导模组300耦合出射的光线反射至驾驶舱内人眼部位，在驾驶舱内沿反射的光线至人眼的反向延长线，可以在反射玻璃400另一侧观测到第二图像画面。其中，反射玻璃400的另一侧为与驾驶舱外的一侧。在一些实施方式中，若驾驶舱内为反射玻璃400的后侧，则反射玻璃400的另一侧可以是反射玻璃400的前侧。

由于驾驶舱内的驾驶员身高不一，而抬头显示系统的设置比较固定，有些较高或较矮的驾驶员使用抬头显示系统观测虚拟画面时难度较大，甚至需要弯曲身体以适应抬头显示系统的观测角度。通过上述实现方式设置光机模块100、第一波导模组200、第二波导模组300、反射玻璃400，可以在较小的空间内实现两套光路设计，使包含图像信息的第一光线和第二光线在反射玻璃400另一侧可以形成两幅图像画面。这样，可以根据驾驶员需求灵活控制光机模块100的出射光线时序，从而可以选择更符合观测角度的图像画面，提高抬头显示系统的灵活性和可调节性。

在一些可能的实现方式中，反射玻璃400可以为车辆的挡风玻璃。

如图2所示，光机模块100可以发出包含第一图像信息的第一光线(带箭头的实线)射入第一波导模组200，第一光线经第一波导模组200耦合衍射并扩瞳传导后出射至反射玻璃400的第一目标位置。光机模块100可以发出包含第二图像信息的第二光线(带箭头的虚线)射入第二波导模组300，第二光线经第二波导模组300耦合衍射并扩瞳传导后出射至反射玻璃400的第二目标位置。

在一些可能的实现方式中，第一光线和第二光线均经反射玻璃400反射至驾驶员眼部，驾驶员可沿反射光线的反向延长线在反射玻璃400另一侧预先设定的虚像视距处观察到包含第一图像信息和第二图像信息的虚像面。在一些其他可能的实现方式中，光机模块100也可以仅出射第一光线或仅出射第二光线，相应地，反射玻璃400可以将第一波导模组200耦合后的第一光线或第二波导模组300耦合后的第二光线反射至驾驶舱内的驾驶员眼部，在驾驶舱内的驾驶员可以沿着反射的第一光线或第二光线的反向延长线在反射玻璃另一侧预设视距处观察到包含第一图像信息或第二图像信息的虚像面。

上述实施例中的抬头显示系统，光机模块100可以通过时序刷新不同需求的图像信息光，从而出射包含特定图像信息的第一光线和第二光线，第一波导模组200和第二波导模组300可以分别耦合第一光线、第二光线并将耦合后的光线经反射玻璃400反射至人眼，沿反射光线至人眼的反向延长线在一定虚像视距处形成第一图像画面和第二图像画面。本申请实施例提供的抬头显示系统可以在仅采用一套光机的情况下实现多虚像画面的显示，可减小抬头显示系统的体积，提升画面显示性能，降低抬头显示系统对车内空间的占用，增强抬头显示系统的可用性。

图3为本申请实施例提供的一种光机模块的结构示意图，如图3所示，光机模块100可以包括图像光机110、偏振调光组件120、第一偏振层130、反射层140。

图像光机110用于出射第一光线和第二光线，第一光线包含第一图像信息，第二光线包含第二图像信息。

其中，图像光机110可以按照时序刷新不同需求的图像信息光，例如，第一时序可以显示远虚像面所需图像信息光，第二时序可以显示近虚像面所需图像信息光。图像光机110出射的光可以为单一偏振方向的偏振光。

在一些可能的实现方式中，图像光机110可以基于投影光学光路设计成像，每一像素发出的光经光学设计后均为平行光或近似平行光。

偏振调光组件120设置在图像光机110与第一偏振层130之间。

在一些可能的实现方式中，偏振调光组件120可以用于调整第一光线的偏振方向为第一偏振方向，并调整第二光线的偏振方向为第二偏振方向。

在一些其他可能的实现方式中，偏振调光组件120也可以调整第一光线和第二光线其中一种光线的偏振方向。例如，当第一光线在经过偏振调光组件120之前，第一光线的偏振方向恰好可以使第一光线被第一偏振层反射至第一波导模组200时，偏振调光组件120可以不对第一光线的偏振方向做任何改变，而是对第二时序出射的第二光线进行偏振方向的调整，使第二光线在调整偏振方向后可以被第一偏振层130透射至反射层140。

偏振调光组件120可以实现入射光偏振方向的旋转控制，当带有指定峰值电平的调制信号加载到调制器上的时候，出射光的偏振方向可以控制旋转。偏振调光组件120可以是电光调制器件，例如可以是铌酸锂电光调制器或液晶电光调制器等。

第一偏振层130设置在图像光机110的出射光路上且位于图像光机110与反射层140之间，第一偏振层130用于将第一偏振方向的光线反射至第一波导模组200的耦入区域，还用于将第二偏振方向的光线透射至反射层140。

在一些可能的实现方式中，第一偏振层130可以是反射型偏振膜等材料，用于实现一种偏振方向的光反射，一种偏振方向的光透射。

反射层140设置在图像光机110的出射光路上，反射层140用于将第二偏振方向的光线反射至第二波导模组300的耦入区域。

在一些可能的实现方式中，反射层140可以是具有反射光线作用的反射镜片。

如图4所示，在采用上述光机模块100的抬头显示系统光路示意图中，图像光机110可以通过刷新时序出射包含不同图像信息的第一光线和第二光线至偏振调光组件120，偏振调光组件120可以调整第一光线和第二光线的偏振方向，使经过偏振调光组件120后的第一光线经第一偏振层130反射至第一波导模组200的第一耦入区域210，第一光线经耦合衍射并扩瞳传导后从第一波导模组200的第一耦出区域220出射至反射玻璃400；经过偏振调光组件120后的第二光线可以被第一偏振层130透射至反射层140，再经反射层140反射至第二波导模组300的第二耦入区域310，第二光线经耦合衍射并扩瞳传导后从第二波导模组300的第一耦出区域320出射至反射玻璃400。

在一些可能的实现方式中，第一光线和第二光线的图像信息内容可以自定义设置，根据需求选择不同的时序经上述光路反射至指定的虚像面，以形成预定的图像画面供驾驶员观察。

上述实施例中的光学模块100可以仅采用一套图像光机110用于输出不同时序的光线，通过设置偏振调光组件120、第一偏振层130、反射层140，在第一光线的光路基础上提供第二光线的光路空间，从而可以在一个较小的空间内实现两条不同光线的光路设计，并可以与第一波导模组200、第二波导模组300相结合，减小抬头显示系统的整体占用空间。

图5是本申请实施例提供的一种偏振调光组件调整光线偏振方向的示意图。如图5所示，偏振调光组件120可以根据电信号改变光线偏振方向，当检测到带有指定峰值电平的电信号后，可以将经过的第一偏振方向的光线(P光)改变为第二偏振方向的光线(S光)，这样，通过改变偏振方向可以调整经过偏振调光组件120光线的透射和/或反射特性，从而使第一光线被第一偏振层130透射并使第二光线被第一偏振层130透射至反射层140。

图6是本申请另一实施例提供的抬头显示系统的光路示意图，如图6所示，第一波导模组200与第二波导模组300可以平行交错设置。

由于第一波导模组200和第二波导模组300中的衍射波导片可以是透明的，在前述实施例中，第一波导模组200可以设置在第二波导模组300的上方，第一波导模组200的存在并不会干扰第二波导模组300的耦出光线。

在本实施例中，第一波导模组200与第二波导模组300可以平行交错设置，使第一波导模组200与第二波导模组300在同一平面上不存在完全重合的耦出区域。具体地，由于第一波导模组200所在的平面与第二波导模组300所在的平面平行，在第一波导模组200与第二波导模组300交错设置的情况下，即使将第一波导模组200沿所在平面的垂直方向移动至第二波导模组300所在的平面，第一波导模组200的第一耦出区域220与第二波导模组300的第二耦出区域320可以存在部分重合区域，也可以完全不存在重合区域。这样可以对第一波导模组200和第二波导模组300进行综合利用，增大整体耦出面积以扩大驾驶员观察视窗区域。需要说明的是，第一波导模组200与第二波导模组300平行交错设置是为了获得更大的耦出区域面积，从而可以使更多耦合后的光线自耦出区域出射至反射玻璃上方，如图6所示，只要第二耦出区域320出射的光线中存在部分可以不经过第一耦出区域220直接到达反射玻璃400的光线，均在本实施例的涵盖范围内。

衍射波导基于衍射光学扩瞳的原理，衍射波导的耦出区域表面积越大，驾驶员的观察视窗区域就越大，但区域面积的增大导致结构调控实现较好均匀性的难度极大增强，且单一大幅面的耦出区域制造也具备极大的工艺难度。

在一些可能的实现方式中，图像光机110出射的第一光线与第二光线所含的图像信息，即第一图像信息与第二图像信息可以是相同的。这样，第一光线和第二光线经光路传导后可以被反射至同一个虚像面，以共同显示一张完整的图像画面。

上述实施例中，可以通过一个光机传导两套波导模组，且每一波导模组的耦出区域仅需要承担对应观察区域的部分即可，其幅面低于承接全部对应观察视窗区域。因此对于耦出区域结构的优化以提升均匀性的难度也大幅度降低，从而可以达到降低工艺难度的目的。

图7是本申请另一实施例提供的抬头显示系统的光路示意图，在一个实施例中，如图7所示，抬头显示系统还可以包括第三波导模组600，所述光机模块100还可以包括第二偏振层150。

其中，第三波导模组600可以设置在第一波导模组200与第二波导模组300之间，并与第一波导模组200平行，第三波导模组600至少包括第三耦入区域610和第三耦出区域620。第三耦入区域610设置在第二光线的光路上，可以用于耦入光机光线，第三耦出区域620用于输出耦合后的光线。第二偏振层150可以设置在第一偏振层130与反射层140之间，可以为偏振膜或折射晶体等材料。第二偏振层150可以用于使射入的光线部分发生透射，部分发生反射。

参见图7，在一些可能的实现方式中，图形光机110出射第一光线时(此时第一光线的偏振方向为第一偏振方向)，偏振调光组件120可以不对第一光线产生作用，使第一光线恰好被第一偏振层130完全反射至第一耦入区域210；图形光机110出射第二光线时(此时第二光线的偏振方向为第一偏振方向)，偏振调光组件120可以使经过的第二光线变为第二偏振方向，经过偏振调光组件120后，第二偏振方向的第二光线被第一偏振层130完全透射从而可以射入第二偏振层150，通过预先调整第二偏振层150的摆放位置和摆放角度，可以使第二偏振层150将射入的第二光线中的一部分反射到第三耦入区域610，同时第二偏振层150将第二光线中未被反射的部分透射至反射层140，反射层140可以将经过的光线反射至第二耦入区域310。

应当理解的是，第一偏振层130、第二偏振层150、反射层140的摆放位置和摆放角度以及偏振调光组件120的工作方式均可以任意设置。在其他可能的实现方式中，偏振调光组件120也可以改变第一光线的偏振方向，不改变第二光线的偏振方向，只要使第一光线可以被反射至第一耦入区域210、使第二光线的一部分被反射至第三耦入区域610且第二光线的另一部分被透射至反射层140，反射层140将经过的光线反射至第二耦入区域210，均落入本实施例的涵盖范围。

参见图7，在一些可能的实现方式中，第一光线与第二光线包含的图形信息可以相同，这样可以根据三个不同高度的波导模组实现三种高度的虚像面，为不同身高的驾驶员提供更多的可选方案。在一些其他可能的实现方式中，第一光线与第二光线包含的图像信息也可以不同，例如，第一光线包含的图像信息与第二光线包含的图像信息可以分别是同一画面的不同部分，此时，第一波导模组200、第二波导模组300、第三波导模组600可以平行交错设置，从而提供更多可利用的耦出区域面积，可以扩大驾驶员观察视窗。

在一些可能的实现方式中，如图8所示，抬头显示系统还包括位相元件500。

位相元件500设置于第二波导模组300与反射玻璃400之间，用于将第二波导模组300出射的光线汇聚至反射玻璃400的第四目标位置，以形成第四图像画面。

位相元件500可以用于配合第二波导模组300出射的光线实现近虚像面。位相元件500可以是具备汇聚或发散功能的器件，例如菲涅尔透镜、光学透镜、超表面结构透镜等，也可以是其中多种透镜的组合。

菲涅尔透镜(Fresnel lens)，又名螺纹透镜，有些是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有些是玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是根据光的干涉及扰射以及相对灵敏度和接收角度要求来设计的。

超表面是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。

根据面内的结构形式，超表面可以分为两种：一种具有横向亚波长的微细结构，一种为均匀膜层。

根据调控的波的种类，超表面可分为光学超表面、声学超表面、机械超表面等。光学超表面是较为常见的一种类型，它可以通过亚波长的微结构来调控电磁波的偏振、相位、振幅、频率等特性，是一种结合了光学与纳米科技的新兴技术。

如图8所示，图像光机110出射的第一光线经偏振调光组件120控制偏振方向旋转，保证偏振方向光可以被第一偏振层130反射，再经第一偏振层130反射到第一波导模组200的第一耦入区域210，经第一波导模组200耦合衍射并扩瞳传导后，从第一耦出区域220出射光线经反射玻璃400反射至人眼，人眼可沿反向延长线(图8中反射玻璃400至第一虚像面的虚线)观察到第一虚像面(远虚像面)。图像光机110出射的第二光线经偏振调光组件120控制偏振方向旋转，保证第二光线的偏振方向光可以被第一偏振层130透射至反射层140，再经反射层140反射到第二波导模组300的第二耦入区域310，经第二波导模组300耦合衍射并扩瞳传导后，从第二耦出区域320出射的光线经位相元件500改变光线聚焦位置，经反射玻璃400反射至人眼，人眼可沿反向延长线(图8中反射玻璃400至第四虚像面的虚线)在设定虚像视距处观察到第四虚像面(近虚像面)。

在一些其他可能的实现方式中，位相元件500可以设置在任意一个耦出区域出射光线的方向上。例如，在一些具有第三波导模组600(如图7)的抬头显示系统中，位相元件500也可以设置在第三耦出区域620的上方，以将第三耦出区域620出射的光线汇聚至反射玻璃400上某一特定位置，从而在将光线反射至人眼后，沿人眼反向延长线可以观测到近虚像面。

上述实施例中，抬头显示系统提供的虚拟成像画面可以用于显示不同的信息内容，并根据驾驶员需求可以将相应信息内容显示在不同视距处的虚像面，合理利用驾驶员视线范围。例如，导航、警报等需要与道路场景、驾驶场景融合的图像信息可以显示在虚像视距较远的虚像面，而时速、油耗、里程等基础图像信息可以显示在虚像视距较近的虚像面。

在一些可能的实现方式中，第一波导模组200或第二波导模组300可以包括三片衍射波导片，每一片衍射波导片分别可以用于调制红、绿、蓝三种波段光中的一种。

在一些其他可能的实现方式中，第一波导模组200或第二波导模组300可以包括两片衍射波导片，其中一片衍射波导片可以用于调制红、绿、蓝三种波段光中的一种，另一片衍射波导片可以用于调制红、绿、蓝三种波段光中的另外两种。例如，第一波导模组200可以包括衍射波导片A和衍射波导片B，衍射波导片A可以用于调制红、绿两种波段光，衍射波导片B可以用于调制绿、蓝两种波段光。

在一些其他可能的实现方式中，第一波导模组200或第二波导模组300可以包括一片衍射波导片，该衍射波导片可以用于调制红、绿、蓝三种波段光。

与前述抬头显示系统的实施例相对应，本申请实施例还提供一种车辆，该车辆中可以包括上述实施例中的抬头显示系统。这样，抬头显示系统射出的光线投射到车辆的挡风玻璃上，经挡风玻璃反射后进入人眼，人眼可以观察到形成于挡风玻璃的前方的虚像。

其中，车辆中使用的抬头显示系统可以参见上述实施例中关于抬头显示系统的描述，此处不再赘述。

需要说明的是，本申请实施例对抬头显示系统在车辆中的设置位置不进行限定，例如，可以根据车辆内的空间情况而设定。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分可以互相参见，尤其是车辆对应的实施例部分可以参见抬头显示系统的实施例中相应部分。以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种抬头显示系统，其特征在于，包括：

光机模块，用于射出不同时序的光线，所述不同时序的光线包括第一光线和第二光线；

第一波导模组，设置在所述第一光线的光路上，用于耦合射入所述第一波导模组的第一光线并将耦合后的光线出射至反射玻璃的第一目标位置；

第二波导模组，设置在所述第二光线的光路上，用于耦合射入所述第二波导模组的第二光线并将耦合后的光线出射至反射玻璃的第二目标位置；

反射玻璃，设置在所述第一波导模组和第二波导模组出射光线的光路上；所述反射玻璃用于将所述第一波导模组出射的光线反射至人眼，并在人眼的反向延长线上形成第一图像画面，和/或，将所述第二波导模组出射的光线反射至人眼，并在人眼的反向延长线上形成第二图像画面。

2.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述光机模块包括图像光机、偏振调光组件、第一偏振层、反射层；

所述图像光机用于出射第一光线和第二光线，所述第一光线包含第一图像信息，所述第二光线包含第二图像信息；

所述偏振调光组件设置在所述图像光机与所述第一偏振层之间，所述偏振调光组件用于调整所述第一光线的偏振方向为第一偏振方向，和/或，调整所述第二光线的偏振方向为第二偏振方向；

所述第一偏振层设置在所述图像光机的出射光路上且位于所述图像光机与所述反射层之间，所述第一偏振层用于将第一偏振方向的光线反射至所述第一波导模组的耦入区域，还用于将第二偏振方向的光线透射至所述反射层；

所述反射层设置在所述图像光机的出射光路上，所述反射层用于将第二偏振方向的光线反射至所述第二波导模组的耦入区域。

3.根据权利要求2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第三波导模组，所述光机模块还包括第二偏振层；

所述第三波导模组设置在所述第二光线的光路上，用于耦合射入所述第三波导模组的第二光线并将耦合后的光线出射至反射玻璃的第三目标位置；

所述第二偏振层设置在所述第一偏振层与所述反射层之间，所述第二偏振层用于使经过的第二光线中的部分光线反射至第三波导模组的耦入区域。

4.根据权利要求2所述的抬头显示系统，其特征在于，所述偏振调光组件为铌酸锂电光调制器或液晶电光调制器。

5.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位相元件；所述位相元件设置于所述第二波导模组与所述反射玻璃之间，用于将所述第二波导模组出射的光线汇聚至所述反射玻璃的第四目标位置，以形成第四图像画面。

6.根据权利要求5所述的抬头显示系统，其特征在于，所述位相元件为菲涅尔透镜、光学透镜、超表面结构透镜中的一种或多种组合。

7.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述第一波导模组或所述第二波导模组包括三片衍射波导片，每一片衍射波导片分别用于调制红、绿、蓝三种波段光中的一种。

8.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述第一波导模组或所述第二波导模组包括两片衍射波导片，其中一片衍射波导片用于调制红、绿、蓝三种波段光中的一种，另一片衍射波导片用于调制所述红、绿、蓝三种波段光中的另外两种。

9.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述第一波导模组或所述第二波导模组包括一片衍射波导片，所述衍射波导片用于调制红、绿、蓝三种波段光。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的抬头显示系统。