[发明专利]车载显示系统

说明书

本发明提供了一种车载显示系统，包括图源模块和光学虚实合成模块；所述图源模块，用于将图像源投射输出虚拟光；所述光学虚实合成模块，包括圆偏片、第一液晶膜片和第二液晶膜片；所述圆偏片，用于将入射的所述虚拟光转变为圆偏光，并将所述圆偏光输出；所述第一液晶膜片，用于根据所述圆偏光的旋性会聚或发散；所述第二液晶膜片，用于根据所述圆偏光的旋性进行反射或透射。本发明中的光学虚实合成模块能够电压调节改变通过其的虚拟光和现实光的比例，从而适应不同的驾驶明暗环境，保证驾驶员正常驾驶的前提下有效获取虚拟光信息。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种车载显示系统。

背景技术

平视显示器(HUD)是应用于汽车上的辅助仪器，驾驶员可以不低头直接查看车速、导航、前方路况等驾驶信息，因此大大提高了驾驶安全性。

通过HUD，驾驶员同时看到虚拟图像信息和现实世界，在不同的驾驶环境下，外界环境光强会发生显著的变化，影响到HUD的能见度。当汽车行驶在隧道、阴雨天、夜晚等环境光很弱的情景中，过亮的虚拟光会影响驾驶员的视线；当车辆行驶在阳光充足的路面时，环境光很强，虚拟信息会被掩盖。因此，在多变的驾驶环境下，驾驶员很难同时有效的获取虚拟信息和现实世界信息。

在现有技术中，Haruhiko Okumura、Aira Hotta等人利用部分透明的菲涅尔反射镜作为组合器实现了HUD的车载显示(文章:Okumura H,Hotta A,Sasaki T,et al.Widefield of view opt ical combiner for augmented real ity head-up displays[C].2018IEEE International Conference on Consumer Electronics(ICCE).IEEE,2018:1-4.)，该文章中的技术消除了由于多表面的反射、菲涅尔结构的固定节距和折射率不匹配导致的衍射产生的重影，这种显示方法由于固定的结构无法自适应地调节外界环境光的强度。

而几何相位液晶器件(GP)(文章：Lee Y H,Tan G,Zhan T,et al.Recentprogress in Pancharatnam–Berry phase optical elements and the applicationsfor virtual/augmented realities[J].Opt ical Data Processing and Storage,2017,3(1):79-88.)，通过控制不同区域液晶分子的指向，对入射光束产生相位调制，具有极高的衍射效率、平板结构、电控转换等特性，在VR/AR显示中有广泛应用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种车载显示系统，能够改变环境光和虚拟光的相对亮度。

根据本发明提供的车载显示系统，包括图源模块和光学虚实合成模块；

所述图源模块，用于将图像源投射输出虚拟光；

所述光学虚实合成模块，包括圆偏片、第一液晶膜片和第二液晶膜片；所述圆偏片，用于将入射的所述虚拟光转变为圆偏光，并将所述圆偏光输出；所述第一液晶膜片，用于根据所述圆偏光的旋性会聚或发散；所述第二液晶膜片，用于根据所述圆偏光的旋性进行反射或透射；

所述光学虚实合成模块构造为使得所述虚拟光依次透过所述圆偏片、所述第一液晶膜片后通过所述第二液晶膜片反射后依次通过所述第一液晶膜片、圆偏片入射人眼且使得环境光依次透过所述第二液晶膜片、所述第一液晶膜片、所述圆偏片后转变为线偏光后进入人眼。

优选地，当所述虚拟光透过所述圆偏片入射所述第一液晶膜片时，一级衍射光会聚，圆偏光的偏振旋性发生反转，零级光直接透过且偏振状态不变。

优选地，所述第二液晶膜片反射由第一液晶膜片衍射得到的一级衍射光，直接透过零级光；