[实用新型]一种车载平视显示装置及车辆

说明书

本实用新型公开了一种车载平视显示装置和车辆，装置包括：第一波导包括相对设置的第一表面和第二表面，第一表面和/或第二表面上设置有衍射耦入结构和/或衍射耦出结构；第二波导包括相对设置的第三表面和第四表面，第三表面和/或第四表面上设置有衍射光学结构，衍射光学结构与衍射耦出结构对应设置；第一波导与第二波导相对设置，第二表面与第三表面近邻设置，衍射耦入结构用于将光机出射的图像光束耦入至第一波导，衍射耦出结构用于耦出图像光束至第二波导的衍射光学结构，衍射光学结构用于耦入图像光束至第二波导，还耦出图像光束至车载挡风玻璃后反射至驾驶员视野。本实用新型提供的车载平视显示装置节省空间，还能实现较大的出瞳。

技术领域

本实用新型涉及增强显示技术领域，尤其涉及一种车载平视显示装置及车辆。

背景技术

增强现实(AR)是一种将真实世界和虚拟信息相融合的技术，AR显示系统通常包括微型投影仪和光学显示屏，将微型显示器上的像素通过光学显示屏投射到人眼中，同时，用户可以透过光学显示屏看到真实世界。微型投影仪为设备提供虚拟内容，光学显示屏通常是透明的光学部件。光波导是光学显示屏的一种实现路径。当传输介质折射率大于周围介质且在波导中的入射角大于全反射临界角时，光即可在波导内无泄漏地传输，发生全反射。来自投影仪的光被耦合进入波导后，光就在波导内继续无损地传播图像，直到被后续结构耦出。

汽车抬头显示装置(HUD)是一种视觉辅助驾驶系统，它能够为驾驶员提供关键的辅助驾驶信息，并把行车信息投射成一个虚像，显示在驾驶员前方的一定距离处，使驾驶员在平视状态下即可获取车速、油量、实时导航等信息，从而避免驾驶员因低头查看驾车信息而产生的盲区时间，减少潜在的交通事故，以保障驾驶安全。

近年来兴起的基于光波导实现的增强现实抬头显示(AR-HUD)与传统的HUD相比，具备体积小、投影距离远、视场角大、普适性高等特点而被广泛应用。现有技术中，AR-HUD中光波导均是平面光波导，为扩大眼动范围，需要增大光波导的表面积，这极大的带来了AR-HUD前装的困难。

实用新型内容

本实用新型提供了一种车载平视显示装置，以使得车载平视显示装置以更小的表面积以及体积实现大视场，还节省了安装空间，便于前装。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出了一种车载平视显示装置，包括：

第一波导，包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面和/或所述第二表面上设置有衍射耦入结构和/或衍射耦出结构；

第二波导，包括相对设置的第三表面和第四表面，所述第三表面和/或所述第四表面上设置有衍射光学结构，所述衍射光学结构与所述衍射耦出结构对应设置；

光机，用于出射图像光束；

其中，所述第一波导与所述第二波导相对设置，所述第二表面与所述第三表面近邻设置，所述衍射耦入结构用于耦入所述图像光束至所述第一波导，所述衍射耦出结构用于耦出所述图像光束至所述第二波导的所述衍射光学结构，所述衍射光学结构用于耦入所述图像光束至所述第二波导，还用于耦出所述图像光束至车载挡风玻璃，所述车载挡风玻璃用于反射所述图像光束至驾驶员视野。

根据本实用新型的一个实施例，所述衍射耦入结构和所述衍射耦出结构均为一维光栅结构；所述衍射光学结构为一维光栅结构或二维光栅结构。

根据本实用新型的一个实施例，所述衍射光学结构包括一种光栅方向的一维光栅结构；所述衍射光学结构的光栅方向与所述衍射耦出结构的光栅方向夹角为45°-90°。

根据本实用新型的一个实施例，所述衍射光学结构包括至少两种光栅方向不同的一维光栅结构；设置所述衍射光学结构的区域包括多个子区域，每个所述子区域中随机设置有所述至少两种光栅方向不同的一维光栅结构中的任意一种。

根据本实用新型的一个实施例，所述子区域在至少一个方向上的尺寸小于所述图像光束的光斑尺寸。