一种抬头显示系统的制作方法

本发明涉及抬头显示，特别是涉及一种抬头显示系统。

背景技术：

1、抬头显示系统(hud，head up display)指以车辆驾驶员为中心的盲操作、多功能仪表盘，它能够将时速、导航、油量、轮胎压力等重要行车仪表信息投影到驾驶员面前的风挡玻璃上，让驾驶员尽量做到不低头、不转头就能看到信息，避免因低头看信息产生的盲区时间带来的交通事故风险。

2、常见的抬头显示系统包括挡风玻璃型(w-hud，windshield-hud)、直接反射型(e-hud，entry-hud)和组合型(c-hud，combine-hud)，但由于这三种系统都存在一定的缺陷，增强现实型(ar-hud，augmented reality-hud)成为抬头显示系统最热门的发展趋势。而如何精简抬头显示系统的体积、降低阳光倒灌的风险，成为了ar-hud当前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种抬头显示系统，以实现精简抬头显示系统的体积，降低阳光倒灌的风险。具体技术方案如下：

2、本发明实施例提供了一种抬头显示系统，应用于车辆，包括：

3、光机及光导系统；

4、所述光导系统包括多个光波导，所述光波导包括耦入光栅、波导结构及耦出光栅，各所述耦入光栅与所述光机隐藏设置在方向盘前的区域，各所述耦出光栅横向排布在挡风玻璃上；

5、所述耦入光栅，用于将所述光机投射的图像光耦入至所述波导结构；

6、所述波导结构，用于将所述图像光传导到至所述耦出光栅；

7、所述耦出光栅，用于将所述图像光耦出。

8、本发明的一个实施例中，所述波导结构包括高折层及低折层，所述低折层包括第一低折层和第二低折层；

9、所述耦入光栅和耦出光栅设置在所述高折层上靠近所述光机的一侧，所述第一低折层位于所述高折层上远离所述光机的一侧，所述第二低折层位于所述高折层上靠近所述光机的一侧。

10、本发明的一个实施例中，所述第一低折层由低折材料制成，或所述第一低折层为第一空气层及第一保护盖板层组成的复合膜层，其中，所述第一空气层位于所述高折层及所述第一保护盖板层之间；

11、所述第二低折层由低折材料制成，或所述第二低折层为第二空气层及第二保护盖板层组成的复合膜层，其中，所述第二空气层位于所述高折层及所述第二保护盖板层之间。

12、本发明的一个实施例中，所述光导系统集成在所述挡风玻璃中，或所述光导系统形成波导膜层粘附在所述挡风玻璃上。

13、本发明的一个实施例中，一个光波导包括一个耦入光栅和一个耦出光栅，所述波导结构为二维结构。

14、本发明的一个实施例中，所述耦入光栅和所述耦出光栅均为纳米柱阵列。

15、本发明的一个实施例中，所述波导结构为一维结构，所述光波导还包括转折光栅；

16、所述转折光栅用于将所述所述耦入光栅偶入的图像光沿第一方向传导；

17、所述波导结构用于将所述转折光栅传导的图像光沿第二方向传导；

18、其中，所述第一方向与所述第二方向垂直。

19、本发明的一个实施例中，一个所述光波导包括一个耦入光栅、一个耦出光栅及一个转折光栅；

20、所述耦入光栅与所述转折光栅在所述第二方向上对齐；所述转折光栅与所述耦出光栅在所述第一方向上对齐。

21、本发明的一个实施例中，一个所述光波导包括一个耦入光栅、两个耦出光栅及两个转折光栅；

22、所述耦入光栅位于两个所述转折光栅之间，所述耦入光栅与所述转折光栅在所述第二方向上对齐；所述转折光栅与所述耦出光栅在所述第一方向上对齐。

23、本发明的一个实施例中，所述耦入光栅与所述耦出光栅为闪耀光栅、台阶光栅、倾斜光栅和矩形光栅中的一种。

24、本发明的一个实施例中，

25、所述耦入光栅与所述耦出光栅的光栅高度在30nm-500nm之间，周期为300nm-500nm之间，占空比在0.2-0.8之间。

26、本发明实施例有益效果：

27、本发明实施例提供的抬头显示系统，将耦出光栅横向排布在挡风玻璃上，利用耦入光栅将光机投射的图像光耦入至波导结构，再利用波导结构将图像光传导到至耦出光栅，最后经由耦出光栅将图像光耦出，进入驾驶员眼中，利用光波导实现了二维扩瞳，即不需要设置体积过大的多个透镜组成的系统对图像光进行多次反射，即可有效地扩大ar-hud的显示范围。在不影响图像光显示范围的情况下，尽可能地精简了抬头显示系统在车辆内占用的体积。并且，将耦入光栅与光机隐藏设置在方向盘前的区域，能够避免耦入光栅接收到阳光光线的照射，从而降低了光机被阳光倒灌进而烧毁的风险。

28、当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种抬头显示系统，应用于车辆，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述波导结构包括高折层及低折层，所述低折层包括第一低折层和第二低折层；

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一低折层由低折材料制成，或所述第一低折层为第一空气层及第一保护盖板层组成的复合膜层，其中，所述第一空气层位于所述高折层及所述第一保护盖板层之间；

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光导系统集成在所述挡风玻璃中，或所述光导系统形成波导膜层粘附在所述挡风玻璃上。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，一个光波导包括一个耦入光栅和一个耦出光栅，所述波导结构为二维结构。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述耦入光栅和所述耦出光栅均为纳米柱阵列。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述波导结构为一维结构，所述光波导还包括转折光栅；

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，一个所述光波导包括一个耦入光栅、一个耦出光栅及一个转折光栅；

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，一个所述光波导包括一个耦入光栅、两个耦出光栅及两个转折光栅；

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述耦入光栅与所述耦出光栅为闪耀光栅、台阶光栅、倾斜光栅和矩形光栅中的一种。

11.根据权利要求1-10任一项所述的系统，其特征在于，

技术总结本发明实施例提供了一种抬头显示系统，涉及抬头显示技术领域，应用于车辆，上述系统包括：光机及光导系统；所述光导系统包括多个光波导，所述光波导包括耦入光栅、波导结构及耦出光栅，各所述耦入光栅与所述光机隐藏设置在方向盘前的区域，各所述耦出光栅横向排布在挡风玻璃上；所述耦入光栅，用于将所述光机投射的图像光耦入至所述波导结构；所述波导结构，用于将所述图像光传导到至所述耦出光栅；所述耦出光栅，用于将所述图像光耦出。本申请实现了精简抬头显示系统的体积，降低阳光倒灌的风险。技术研发人员：袁广才,李多辉,郭康,谷新,段正,宋梦亚,张笑,张栋梁,陈宏,孙永旗受保护的技术使用者：京东方科技集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19