本申請(qǐng)涉及抬頭顯示，具體涉及一種波導(dǎo)ar-hud系統(tǒng)和汽車。

背景技術(shù)：

1、ar-hud是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)抬頭顯示技術(shù)的簡(jiǎn)稱，是汽車hud技術(shù)的一種發(fā)展趨勢(shì)。ar-hud可以在駕駛員視野前方遠(yuǎn)處顯示更豐富的與環(huán)境融合的信息內(nèi)容，例如導(dǎo)航、車速、轉(zhuǎn)速、行車路線等。相比傳統(tǒng)的hud系統(tǒng)，ar-hud技術(shù)加入了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以顯示與環(huán)境融合的路線導(dǎo)航、實(shí)時(shí)識(shí)別附近建筑物、汽車、行人等，即駕駛員看到的不僅是純數(shù)字的信息，而是可以融合現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界的信息，大大提高了駕駛員的駕駛體驗(yàn)和安全性。

2、其中，光波導(dǎo)ar-hud是目前行業(yè)公認(rèn)的下一代顯示技術(shù)，相比于基于自由曲面反射鏡系統(tǒng)的ar-hud，光波導(dǎo)ar-hud具有體積小、視場(chǎng)角大等重要優(yōu)勢(shì)。然而目前的光波導(dǎo)顯示技術(shù)中，光波導(dǎo)的入射光和出射光均為平行光，當(dāng)應(yīng)用于具有風(fēng)擋結(jié)構(gòu)的ar-hud系統(tǒng)時(shí)，風(fēng)擋的曲面反射會(huì)帶來像差，而像差的存在會(huì)影響顯示質(zhì)量，進(jìn)而影響駕駛員的駕駛體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)實(shí)施例的目的在于提供一種波導(dǎo)ar-hud系統(tǒng)和汽車，能夠降低或消除汽車曲面風(fēng)擋引起的像差幾率，提高駕駛的安全性和駕駛體驗(yàn)。

2、本申請(qǐng)實(shí)施例的一方面，提供了一種波導(dǎo)ar-hud系統(tǒng)，包括波導(dǎo)基底，沿第一方向上，所述波導(dǎo)基底的背面設(shè)置有耦出光柵，所述耦出光柵的對(duì)側(cè)間隔設(shè)置有像差矯正元件，所述像差矯正元件與所述耦出光柵之間形成第一空氣層，所述波導(dǎo)基底遠(yuǎn)離所述耦出光柵的正面的對(duì)側(cè)用于設(shè)置曲面風(fēng)擋玻璃和眼盒；

3、入射光由所述波導(dǎo)基底的正面入射至所述耦出光柵，產(chǎn)生朝向所述第一空氣層傳輸?shù)鸟畛龉?，所述耦出光折射后依次進(jìn)入所述第一空氣層和所述像差矯正元件，并經(jīng)所述像差矯正元件的衍射后反向傳輸至所述第一空氣層、所述耦出光柵、所述波導(dǎo)基底后入射所述曲面風(fēng)擋玻璃，經(jīng)所述曲面風(fēng)擋玻璃反射入射所述眼盒。

4、可選地，所述像差矯正元件包括依次設(shè)置的四分之一波片和衍射元件201，所述四分之一波片靠近所述耦出光柵。

5、可選地，所述像差矯正元件包括依次設(shè)置的四分之一波片和自由曲面反射鏡，所述四分之一波片靠近所述耦出光柵。

6、可選地，所述波導(dǎo)基底的正面還間隔設(shè)置有偏振片，所述偏振片和所述波導(dǎo)基底之間形成第二空氣層，所述偏振片用于阻擋所述耦出光在所述耦出光柵和所述第一空氣層的界面上反射的反射圖像光。

7、可選地，還包括機(jī)械結(jié)構(gòu)，所述機(jī)械結(jié)構(gòu)與所述像差矯正元件連接，以用于驅(qū)動(dòng)所述像差矯正元件在所述第一方向和第二方向形成的平面內(nèi)繞中心軸旋轉(zhuǎn)，所述第二方向?yàn)樗霾▽?dǎo)基底的寬度方向，所述中心軸垂直于所述第一方向和所述第二方向形成的平面、且穿過所述耦出光柵的寬度的中點(diǎn)。

8、可選地，所述像差矯正元件的旋轉(zhuǎn)角度α滿足：l為所述波導(dǎo)基底的寬度，w為所述第一空氣層沿所述第一方向的厚度，通過控制所述旋轉(zhuǎn)角度α，以調(diào)整所述眼盒的位置。

9、可選地，所述衍射元件201包括三層全彩hoe、或單層全彩hoe、或一層對(duì)應(yīng)一種顏色而另一層對(duì)應(yīng)另外兩種顏色的雙層hoe。

10、可選地，還包括光機(jī)，所述光機(jī)用于朝向所述波導(dǎo)基底的正面出射所述入射光，所述光機(jī)出射的圖像光為偏振光，所述偏振光與所述偏振片的偏振態(tài)正交。

11、本申請(qǐng)實(shí)施例的另一方面，提供了一種汽車，包括：如上述的波導(dǎo)ar-hud系統(tǒng)。

12、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的波導(dǎo)ar-hud系統(tǒng)和汽車，沿第一方向上，波導(dǎo)基底的背面設(shè)置有耦出光柵，耦出光柵的對(duì)側(cè)間隔設(shè)置有像差矯正元件，像差矯正元件與耦出光柵之間形成第一空氣層，波導(dǎo)基底遠(yuǎn)離耦出光柵的正面的對(duì)側(cè)用于設(shè)置曲面風(fēng)擋玻璃和眼盒。

13、入射光由波導(dǎo)基底的正面入射至耦出光柵，產(chǎn)生朝向第一空氣層傳輸?shù)鸟畛龉?，耦出光折射后依次進(jìn)入第一空氣層和像差矯正元件，并經(jīng)像差矯正元件的衍射后反向傳輸至第一空氣層、耦出光柵、波導(dǎo)基底后入射曲面風(fēng)擋玻璃，經(jīng)曲面風(fēng)擋玻璃反射入射眼盒。采用具有像差矯正功能的像差矯正元件來減小或消除曲面風(fēng)擋玻璃帶來的像差，通過機(jī)械旋轉(zhuǎn)像差矯正元件來調(diào)節(jié)眼盒的空間位置，提高駕駛的安全性和駕駛體驗(yàn)。

技術(shù)特征：

1.一種波導(dǎo)ar-hud系統(tǒng)，其特征在于，包括：波導(dǎo)基底，沿第一方向上，所述波導(dǎo)基底的背面設(shè)置有耦出光柵，所述耦出光柵的對(duì)側(cè)間隔設(shè)置有像差矯正元件，所述像差矯正元件與所述耦出光柵之間形成第一空氣層，所述波導(dǎo)基底遠(yuǎn)離所述耦出光柵的正面的對(duì)側(cè)用于設(shè)置曲面風(fēng)擋玻璃和眼盒；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)ar-hud系統(tǒng)，其特征在于，所述像差矯正元件包括依次設(shè)置的四分之一波片和衍射元件，所述四分之一波片靠近所述耦出光柵。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)ar-hud系統(tǒng)，其特征在于，所述像差矯正元件包括依次設(shè)置的四分之一波片和自由曲面反射鏡，所述四分之一波片靠近所述耦出光柵。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的波導(dǎo)ar-hud系統(tǒng)，其特征在于，所述第一空氣層和所述像差矯正元件之間還設(shè)置有四分之一波片，所述波導(dǎo)基底的正面還間隔設(shè)置有偏振片，所述偏振片和所述波導(dǎo)基底之間形成第二空氣層，所述偏振片用于阻擋所述耦出光在所述耦出光柵和所述第一空氣層的界面上反射的反射圖像光。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的波導(dǎo)ar-hud系統(tǒng)，其特征在于，還包括機(jī)械結(jié)構(gòu)，所述機(jī)械結(jié)構(gòu)與所述像差矯正元件連接，以用于驅(qū)動(dòng)所述像差矯正元件在所述第一方向和第二方向形成的平面內(nèi)繞中心軸旋轉(zhuǎn)，所述第二方向?yàn)樗霾▽?dǎo)基底的寬度方向，所述中心軸垂直于所述第一方向和所述第二方向形成的平面、且穿過所述耦出光柵的寬度的中點(diǎn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的波導(dǎo)ar-hud系統(tǒng)，其特征在于，所述像差矯正元件的旋轉(zhuǎn)角度α滿足：l為所述波導(dǎo)基底的寬度，w為所述第一空氣層沿所述第一方向的厚度，通過控制所述旋轉(zhuǎn)角度α，以調(diào)整所述眼盒的位置。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的波導(dǎo)ar-hud系統(tǒng)，其特征在于，所述衍射元件包括三層全彩hoe、或單層全彩hoe、或一層對(duì)應(yīng)一種顏色而另一層對(duì)應(yīng)另外兩種顏色的雙層hoe。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的波導(dǎo)ar-hud系統(tǒng)，其特征在于，還包括光機(jī)，所述光機(jī)用于朝向所述波導(dǎo)基底的正面出射所述入射光，所述光機(jī)為出射的圖像光為偏振光，所述偏振光與所述偏振片的偏振態(tài)正交。

9.一種汽車，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的波導(dǎo)ar-hud系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N波導(dǎo)AR?HUD系統(tǒng)和汽車，涉及抬頭顯示技術(shù)領(lǐng)域，包括波導(dǎo)基底，沿第一方向上，波導(dǎo)基底的背面設(shè)置有耦出光柵，耦出光柵的對(duì)側(cè)間隔設(shè)置有像差矯正元件，像差矯正元件與耦出光柵之間形成第一空氣層，波導(dǎo)基底遠(yuǎn)離耦出光柵的正面的對(duì)側(cè)用于設(shè)置曲面風(fēng)擋玻璃和眼盒。入射光由波導(dǎo)基底的正面入射至耦出光柵，產(chǎn)生朝向第一空氣層傳輸?shù)鸟畛龉?，耦出光折射后依次進(jìn)入第一空氣層和像差矯正元件，并經(jīng)像差矯正元件的衍射后反向傳輸至第一空氣層、耦出光柵、波導(dǎo)基底后入射曲面風(fēng)擋玻璃，經(jīng)曲面風(fēng)擋玻璃反射入射眼盒。采用具有像差矯正功能的像差矯正元件來減小或消除曲面風(fēng)擋玻璃帶來的像差，提高駕駛的安全性和駕駛體驗(yàn)。

技術(shù)研發(fā)人員：楊鑫,金鳳明,蒙道楊,馮東洋,劉風(fēng)雷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江水晶光電科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8