【技术实现步骤摘要】
本技术大致涉及车载显示设备，尤其是一种抬头显示系统。
技术介绍
1、增强现实-抬头显示器(augmented reality-head up display，ar-hud)是一种可应用于汽车的一种抬头显示系统，可根据需要将仪表盘、导航信息等图像内容通过挡风玻璃反射后投向驾驶者，驾驶者可看到位于远处的与现实环境融合的显示信息。
2、目前，市场上常见的抬头显示器主要分为两类，一类是采用离轴自由曲面反射方案的抬头显示器，其由图像源(tft显示屏)发出图像光，图像光经过反射镜反射到投影镜上，再由投影镜反射到挡风玻璃上，驾驶员看到的是位于眼前2-2.5米处的虚像，给人的感觉是信息悬浮在前方路面上。采用离轴自由曲面反射方案的抬头显示器存在光机体积大、自由曲面的加工要求高、成本高、良率低的问题。另一类是采用光波导方案(单个体全息波导方案、两个体全息波导组合方案和几何波导与体全息波导的组合方案)的抬头显示器，这一类抬头显示器虽然可以解决光机体积问题，但是在单个体全息波导方案中，需要由单个体全息波导实现图像光的二维扩展，单个体全息波导加工不同区域的加工稳定性差，效率低。在两个体全息波导组合方案中，通过两个体全息波导分别实现图像光的一维扩展，来实现图像光的二维扩展，其一致性差。在几何波导与体全息波导的组合方案中，通过几何波导与体全息波导分别实现图像光的一维扩展，来实现图像光的二维扩展，其中，几何波导一般需要配合耦入棱镜，并且图像光在几何波导要发生全反射，对几何波导的工艺要求高，容易增加鬼像，能量利用率不高。在现有的抬头显示器中，也没有考
3、
技术介绍
部分的内容仅仅是专利技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
技术实现思路
1、针对现有技术中的一个或多个缺陷，本技术提供一种抬头显示系统，包括：
2、光源，配置成可以加载图像，并发射带有图像信息的光线；
3、第一光波导，设置在所述光源的出光侧，所述第一光波导包括沿第一方向间隔设置的进光面和出光面，所述光线从所述进光面入射，所述进光面和所述出光面之间沿第二方向依次设置有多个部分反射面，其中首个部分反射面配置成接收所述光线，并将至少部分光线反射向其余部分反射面；所述其余部分反射面配置成依次接收光线，并分别反射，以将光线从所述出光面耦出，实现所述光线在第二方向的一维扩展；其中所述光线在所述进光面和所述出光面处不发生全反射；
4、第二光波导，设置在所述第一光波导的出光侧，所述第二光波导配置成接收由所述第一光波导射出的光线，并在第三方向实现所述光线一维扩展；和
5、反射补偿模块，设置在所述第二光波导的出光侧，所述反射补偿模块配置成接收并扩散所述光线；
6、其中，所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向互相垂直。
7、根据本技术的一个方面，所述其余部分反射面的反射率沿第二方向依次递增。
8、根据本技术的一个方面，所述多个部分反射面互相平行，所述部分反射面与所述第一方向的夹角为a，光源的光轴与第一方向的夹角为b，其中，a为40-60°，b为90°-2a。
9、根据本技术的一个方面，所述第二光波导为体全息光波导，所述第二光波导包括耦入区和耦出区，所述耦入区和所述耦出区均为体全息光栅。
10、根据本技术的一个方面，所述耦入区的体全息光栅的光栅周期与所述耦出区的体全息光栅的光栅周期相同，所述耦入区的体全息光栅的倾角的绝对值与所述耦出区的体全息光栅的倾角的绝对值相同。
11、根据本技术的一个方面，所述耦入区设置有一个或多个耦入光栅区域，其中所述多个耦入光栅区域沿第二方向等间隔设置。
12、根据本技术的一个方面，所述耦出区设置有一个或多个耦出光栅区域，其中所述多个耦出光栅区域阵列设置，所述多个耦出光栅区域的透射衍射效率沿远离耦入区的方向依次递增。
13、根据本技术的一个方面，所述第二光波导还包括基体；
14、所述耦入区和所述耦出区设置在所述基体的相对两侧，或者，
15、所述耦入区和所述耦出区设置在所述基体的同一侧。
16、根据本技术的一个方面，所述第一光波导的法线与所述第二光波导的法线之间的角度为0-30°。
17、根据本技术的一个方面，所述反射补偿模块包括入射面和出射面，所述入射面和/或所述出射面分别阵列设置有多个光学区域，多个所述光学区域的等效光学焦距均不相同。
18、根据本技术的一个方面，所述光学区域为体光栅，且每个体光栅均为非周期光栅。
19、根据本技术的一个方面，所述光学区域为超表面结构，所述超表面结构为圆柱结构或多边形柱体结构，所述超表面结构由一种或多种材料制成，其中至少一种材料的折射率为1.5-3.5。
20、根据本技术的一个方面，所述光学区域为微自由曲面，所述微自由曲面的厚度小于或等于10mm；在反射补偿模块的厚度方向上，所有微自由曲面的矢高最大值或者矢高最小值相同。
21、根据本技术的一个方面，所述第二光波导的法线与所述反射补偿模块的法线的夹角为0-60°。
22、根据本技术的一个方面，所述抬头显示系统配置成与车辆的挡风玻璃相配合，其中经上述反射补偿模块扩散的光线由所述挡风玻璃汇聚成平行光，并入射到用户眼中。
23、与现有技术相比，本技术的实施例提供了一种抬头显示系统，其中，通过第一光波导实现光线在第二方向的扩展，光线在第一光波导的进光面和出光面处不发生全反射，使得第一光波导不易增加鬼像，还可以降低进光面和出光面的加工要求，使第一光波导更易生产制造。通过第二光波导实现光线在第三方向的扩展，通过设置风挡补偿模块可以减小(或避免)挡风玻璃引入的光学像差导致的图像畸变，抬头显示系统可以满足较小的光机体积和较大的视场(fov)，且能量利用率高，鬼像低，均匀性好，对材料折射率要求低。
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1.一种抬头显示系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述其余部分反射面的反射率沿第二方向依次递增。
3.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述多个部分反射面互相平行，所述部分反射面与所述第一方向的夹角为a，光源发出的光线进入第一光波导后与第一方向的夹角为b，其中，a为40-60°，b为90°-2a。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的抬头显示系统，其特征在于，所述第二光波导为体全息光波导，所述第二光波导包括耦入区和耦出区，所述耦入区和所述耦出区均为体全息光栅。
5.根据权利要求4所述的抬头显示系统，其特征在于，所述耦入区的体全息光栅的光栅周期与所述耦出区的体全息光栅的光栅周期相同，所述耦入区的体全息光栅的倾角的绝对值与所述耦出区的体全息光栅的倾角的绝对值相同。
6.根据权利要求4所述的抬头显示系统，其特征在于，所述耦入区设置有一个或多个耦入光栅区域，其中所述多个耦入光栅区域沿第二方向等间隔设置。
7.根据权利要求4所述的抬头显示系统，其特征在于，所述耦出区
8.根据权利要求4所述的抬头显示系统，其特征在于，所述第二光波导还包括基体；
9.根据权利要求4所述的抬头显示系统，其特征在于，所述第一光波导的法线与所述第二光波导的法线之间的角度为0-30°。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的抬头显示系统，其特征在于，所述反射补偿模块包括入射面和出射面，所述入射面和/或所述出射面分别阵列设置有多个光学区域，多个所述光学区域的等效光学焦距均不相同。
11.根据权利要求10所述的抬头显示系统，其特征在于，所述光学区域为体光栅，且每个体光栅均为非周期光栅。
12.根据权利要求10所述的抬头显示系统，其特征在于，所述光学区域为超表面结构，所述超表面结构为圆柱结构或多边形柱体结构，所述超表面结构由一种或多种材料制成，其中至少一种材料的折射率为1.5-3.5。
13.根据权利要求10所述的抬头显示系统，其特征在于，所述光学区域为微自由曲面，所述微自由曲面的厚度小于或等于10mm；在反射补偿模块的厚度方向上，所有微自由曲面的矢高最大值或者矢高最小值相同。
14.根据权利要求11或12所述的抬头显示系统，其特征在于，所述第二光波导的法线与所述反射补偿模块的法线的夹角为0-60°。
15.根据权利要求1-3中任一项所述的抬头显示系统，其特征在于，所述抬头显示系统配置成与车辆的挡风玻璃相配合，其中经上述反射补偿模块扩散的光线由所述挡风玻璃汇聚成平行光，并入射到用户眼中。
...【技术特征摘要】
1.一种抬头显示系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述其余部分反射面的反射率沿第二方向依次递增。
3.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述多个部分反射面互相平行，所述部分反射面与所述第一方向的夹角为a，光源发出的光线进入第一光波导后与第一方向的夹角为b，其中，a为40-60°，b为90°-2a。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的抬头显示系统，其特征在于，所述第二光波导为体全息光波导，所述第二光波导包括耦入区和耦出区，所述耦入区和所述耦出区均为体全息光栅。
5.根据权利要求4所述的抬头显示系统，其特征在于，所述耦入区的体全息光栅的光栅周期与所述耦出区的体全息光栅的光栅周期相同，所述耦入区的体全息光栅的倾角的绝对值与所述耦出区的体全息光栅的倾角的绝对值相同。
6.根据权利要求4所述的抬头显示系统，其特征在于，所述耦入区设置有一个或多个耦入光栅区域，其中所述多个耦入光栅区域沿第二方向等间隔设置。
7.根据权利要求4所述的抬头显示系统，其特征在于，所述耦出区设置有一个或多个耦出光栅区域，其中所述多个耦出光栅区域阵列设置，所述多个耦出光栅区域的透射衍射效率沿远离耦入区的方向依次递增。
8.根据权利要求4所述的抬头显示系统，其特征在于，所述第二光波导还包括基体；
【专利技术属性】
技术研发人员：舒新炜，王天寅，
申请(专利权)人：江西联昊光电有限公司，
类型：新型
国别省市：
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