CN108196367A - 抬头显示***及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示技术领域，并且具体地公开了抬头显示***及其驱动方法。该抬头显示***包括：时序控制电路；显示源，配置为在时序控制电路的控制之下，在相互交替的第一时序和第二时序期间分别生成包含第一显示信息的光和包含第二显示信息的光；偏振器，配置为在时序控制电路的控制之下，在第一时序期间将包含所述第一显示信息的光转换为第一线偏振光，并且在所述第二时序期间将包含所述第二显示信息的光转换为第二线偏振光，其中，第一线偏振光和第二线偏振光具有不同的偏振方向；以及光路控制器，配置为接收来自偏振器的第一线偏振光和第二线偏振光，并且使第一线偏振光和第二线偏振光以空间分离的方式投射到用户眼睛中。

Description

抬头显示***及其驱动方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及抬头显示***及其驱动方法。
背景技术
抬头显示（Head Up Display，HUD）***，又称为平视显示***，逐步在机动车领域中获得了广泛应用。典型地，抬头显示***将机动车仪表盘上的车辆信息（比如，车速等）以及导航信息等投射到挡风玻璃上。由此，使得驾驶员不再需要低头或者看向导航仪就能够看到这些仪表信息或导航信息，从而避免了潜在的事故风险。
然而，在典型的抬头显示***中，车辆信息或导航信息一般都显示在固定的位置处。这意味着，驾驶员需要持续调焦于固定的位置，因此容易引起疲劳并且导致潜在危险。有鉴于此，最近已经提出在抬头显示***中使用双投影方案，其中，将显示画面分为两个部分，即，用于车辆状态信息显示的部分和用于增强现实显示的部分，并且这两个部分分别显示在不同的焦距处。虽然双投影方案能够在一定程度上帮助缓解驾驶员的安全风险，但是这样的双投影抬头显示***往往体积较大，不利于在相对狭窄的车辆空间内的安装。而且，在双投影抬头显示***中，还常常用到自由曲面形式的反射镜，其设计和加工难度较大，并且因而必然牵涉到较高的制作成本。
发明内容
鉴于以上所述，本发明提供了一种抬头显示***，以及一种用于该抬头显示***的驱动方法，以便解决或者至少缓解以上指出的不足或缺点中的一个或多个。
根据本发明的一个方面，提供了一种抬头显示***。该抬头显示***配置包括显示源、时序控制电路、偏振器和光路控制器。显示源配置为在时序控制电路的控制之下，在相互交替的第一时序和第二时序期间分别生成包含第一显示信息的光和包含第二显示信息的光，其中，第一显示信息不同于第二显示信息。偏振器配置为在时序控制电路的控制之下，在第一时序期间将包含第一显示信息的光转换为第一线偏振光，并且在第二时序期间将包含第二显示信息的光转换为第二线偏振光，其中，第一线偏振光和第二线偏振光具有彼此垂直的偏振方向。光路控制器配置为接收来自偏振器的第一线偏振光和第二线偏振光，并且使第一线偏振光和第二线偏振光以空间分离的方式投射到用户眼睛中。此处需要指出的是，在本发明的所有描述中，第一线偏振光和第二线偏振光的空间分离指的是在第一时序期间接收到的第一线偏振光和在第二时序期间接收到的第二线偏振光占据彼此分离的不同空间位置。当然，还需要说明的是，此处提及的“空间分离”既可以包括“完全地空间分离”，也可以包括“部分地空间分离”，并且本发明在这一方面不受限制。
根据具体实施例，在本发明提供的抬头显示***中，第一线偏振光和第二线偏振光具有彼此垂直的偏振方向。当然，需要指出的是，此处作为示例提供的彼此垂直的偏振方向仅仅是一种可选的实施例，并且不代表对本发明的任何限制。事实上，在本发明提供的抬头显示***中，两种线偏振光，即，第一线偏振光和第二线偏振光，可以具有任何不同的偏振方向，比如，在彼此夹角为锐角（而非九十度）的两个偏振方向。这样的不同偏振方向可以借助于适合的起偏器来获得，其应当是本领域技术人员容易理解到的，并且此处不再详细介绍。
根据具体实施例，在本发明提供的抬头显示***中，第一线偏振光和第二线偏振光在水平方向上空间分离的情况下投射到用户眼睛中。此处，需要说明的是，本文中的表述“在水平方向上空间分离”指的是，当用户平视抬头显示***时，两种偏振光在水平面内的空间分离，并且这是本领域技术人员在本发明的教导下容易领会到的。
根据具体实施例，由本发明提供的抬头显示***还包括半透半反元件，其配置为将第一线偏振光和第二线偏振光反射到用户眼镜中并且在用户眼睛中成像。作为示例，这样的半透半反元件可以为机动车或者飞行器的挡风玻璃。
根据具体实施例，在本发明提供的抬头显示***中，光路控制器包括偏振分光棱镜，进一步可选地，包括沃拉斯顿棱镜。作为可选示例，光路控制器包括单个沃拉斯顿棱镜。可替换地，在另一个示例中，光路控制器包括叠置在彼此之上的多个沃拉斯顿棱镜，其中，相邻的两个沃拉斯顿棱镜布置成关于它们之间的分界面镜面对称。示例性地，光路控制器由双折射晶体材料制成。当然，本领域技术人员应当容易领会到，此处作为示例列出的双折射晶体材料仅仅代表一种具体实例，并且本发明绝不应当仅限于此。也就是说，在获益于本发明的教导的情况下，本领域技术人员能够根据具体需要而选取任何其它适当的材料来制作光路控制器。
根据具体实施例，在本发明提供的抬头显示***中，第一线偏振光包括s偏振光，并且第二线偏振光包括p偏振光。当然，可替换地，情况也可以完全相反。也就是说，第一线偏振光包括p偏振光，而第二线偏振光包括s偏振光。本领域技术人员应当清楚的是，s偏振光指的是偏振方向与传播平面垂直的偏振光，而p偏振光指的是偏振方向处于传播平面内的偏振光。
根据具体实施例，本发明提供的抬头显示***还包括像差补偿电路和图像渲染电路。具体地，该像差补偿电路配置为在第一时序和第二时序期间分别生成第一像差补偿信号和第二像差补偿信号，并且将第一像差补偿信号和第二像差补偿信号提供给图像渲染电路。在该情况下，第一像差补偿信号和第二像差补偿信号分别配置用于补偿第一线偏振光和所述第二线偏振光所需的像差。而且，该图像渲染电路配置为在第一时序和第二时序期间分别生成不同的显示信息，作为示例，分别生成第一显示信息和第二显示信息。此外，该图像渲染电路还配置为在第一时序和第二时序期间分别将第一显示信息和第二显示信息编码到显示源中。
根据具体实施例，本发明提供的抬头显示***还包括一个或多个反射镜。这样的一个或多个反射镜配置为接收来自偏振器的第一线偏振光和第二线偏振光并且分别将第一线偏振光和第二线偏振光投射到光路控制器上。本领域技术人员应当领会的是，此时，在抬头显示***中，并不存在对反射镜的数目的任何特殊限制，例如，可以包括单个反射镜、两个反射镜等等。
根据具体实施例，本发明提供的抬头显示***还包括准直器，可选地，镜头。该准直器配置为对来自显示源的光进行准直并且使经准直的光投射到偏振器上。
根据另外的具体实施例，在本发明提供的抬头显示***中，第一时序和第二时序在显示周期内交替出现，其中，显示周期小于人眼刷新周期。此处，本领域技术人员应当清楚的是，人眼刷新频率典型地为大约30Hz，这意味着，大概(1/30)s的人眼刷新周期。
根据本发明的另一方面，还提供了一种用于以上任一个实施例中描述的抬头显示***的驱动方法。具体地，该驱动方法包括以下步骤：在第一时序期间，显示源输出包含第一显示信息的光，偏振器将包含第一显示信息的光转换成第一线偏振光，光路控制器接收来自偏振器的第一线偏振光，并且使第一线偏振光在第一传播路径上投射到用户眼睛中。对应地，在第二时序期间，显示源输出包含第二显示信息的光，偏振器将包含所述第二显示信息的光转换成第二线偏振光，光路控制器接收来自偏振器的第二线偏振光，并且使第二线偏振光在第二传播路径上投射到用户眼睛中，其中，第一传播路径和第二传播路径在空间上相互分离。此处需要指出的是，以上作为示例描述的各个步骤的先后次序并不表示这些步骤必须以这样的次序实际地执行。事实上，在获益于本发明的教导的情况下，本领域技术人员应当能够根据具体需要以任何适合的次序执行以上驱动方法中的各个步骤。
根据具体实施例，本发明提供的抬头显示***还包括像差补偿电路和图像渲染电路。在这样的情况下，用于该抬头显示***的驱动方法进一步包括以下可选步骤：像差补偿电路在第一时序和第二时序期间分别生成第一像差补偿信号和第二像差补偿信号，并且将第一像差补偿信号和第二像差补偿信号提供给图像渲染电路，其中，第一像差补偿信号和第二像差补偿信号分别配置用于补偿第一线偏振光和第二线偏振光所需的像差；以及图像渲染电路在第一时序和第二时序期间分别生成不同的显示信息，例如，第一显示信息和第二显示信息，并且将第一显示信息和第二显示信息编码到显示源中。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考随附的示意图来描述本发明的实施例，其中对应的附图标记指示对应的部分，并且其中：
图1示意性图示了根据本发明的实施例的抬头显示***的简化框图；
图2示意性图示了根据本发明的实施例的充当抬头显示***中的光路控制器的单个沃拉斯顿棱镜的截面视图；
图3示意性图示了根据本发明的实施例的充当抬头显示***中的光路控制器的两个彼此堆叠的沃拉斯顿棱镜的截面视图；
图4示意性图示了示出根据本发明的实施例的抬头显示***中的光路控制器在第一时序期间对第一线偏振光的传播路径的改变的截面视图；
图5示意性图示了示出根据本发明的实施例的抬头显示***中的光路控制器在第二时序期间对第二线偏振光的传播路径的改变的截面视图；
图6示意性图示了示出根据本发明的实施例的抬头显示***中的光路控制器在第一时序和第二时序两者期间对第一线偏振光和第二线偏振光的传播路径的改变的截面视图；
图7示意性图示了第一时序中的第一线偏振光和第二时序中的第二线偏振光在挡风玻璃上的反射区域的示意图；
图8图示了根据本发明的实施例的第一时序和第二时序的简化示意图；以及
图9示意性图示了根据本发明的实施例的用于抬头显示***的驱动方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例提供的抬头显示***及其驱动方法进行详细描述。
参照图1，其示意性图示了根据本发明的实施例的抬头显示***的简化框图，该抬头显示***与机动车的挡风玻璃10一起使用。具体地，该抬头显示***可以包括：时序控制电路11、显示源12、偏振器13、光路控制器14、第一反射镜15、第二反射镜15'、准直器16、图像渲染电路17以及像差补偿电路18。另外，在图1中，还利用人眼示意性绘出了机动车驾驶员的观看位置。此外，需要指出的是，在图1中，借助于箭头示出了由显示源12发出的光在整个***内的传播路径。然而，应当理解到，在图1中相对于光线的传播路径示出的各个组件的位置并不代表对本发明的任何限制。在没有脱离于本发明的精神和原理的情况下，本领域技术人员应当能够根据需要灵活地布置各个组件。
继续参照图1，现在简要地描述根据本发明的实施例的抬头显示***中的各个组件及其工作原理。
在抬头显示***中，显示源12可以配置为发射编码光。也就是说，在由显示源12发射的光中可以编码显示信息。这样的显示信息可以由图像渲染电路17生成并且输入到显示源12中。此外，图像渲染电路17还可以从进一步可选的像差补偿电路18接收像差补偿信号，其中，该像差补偿信号配置用于补偿由显示源12发射的光在整个***内的传播过程期间产生的像差，诸如，由于光路控制器和准直器等引入的像差。
接下来将描述抬头显示***中的时分复用过程，其中，借助于时序控制电路11来获得这样的时分复用。具体地，时序控制电路11在相互交替的第一时序和第二时序期间控制整个抬头显示***，特别地，控制偏振器13，使得用户（例如，机动车驾驶员）能够在第一时序和第二时序期间分别看到包含不同显示信息的不同线偏振光。
下面将结合时序控制电路11、偏振器13和图像渲染电路17对这样的时序控制进行详细的描述。作为示例，在第一时序期间，时序控制电路11可以控制偏振器13从准直器16接收经准直的光并且将其转换为第一线偏振光。在这样的情况下，作为进一步的可选示例，时序控制电路11还可以在第一时序期间对图像渲染电路17进行控制，使得图像渲染电路17生成第一显示信息并且将其提供给显示源12。由此，显示源12将在第一时序期间生成包含第一显示信息的光。此时，考虑到上文描述的时序控制电路11对偏振器13的控制，在第一时序期间，从偏振器13输出的第一线偏振光将包含第一显示信息。
以类似的方式，在第二时序期间，时序控制电路11可以控制偏振器13从准直器16接收经准直的光并且将其转换为与上述第一线偏振光的偏振方向垂直的第二线偏振光。在这样的情况下，作为可选示例，时序控制电路11还可以在第二时序期间对图像渲染电路17进行控制，使得图像渲染电路17生成与上述第一显示信息不同的第二显示信息，并且将其提供给显示源12。由此，与第一时序过程相同，显示源12将在第二时序期间生成包含第二显示信息的光。此时，进一步地，考虑到上文描述的时序控制电路11对偏振器13的控制，在第二时序期间，从偏振器13输出的第二线偏振光将对应地包含第二显示信息。
可选地，在本发明的实施例提供的抬头显示***中，准直器16还可以配置为补偿***像差。例如，因为衍射光学元件具有与折射棱镜相反的像差特性，所以在这样的准直器16中，可以使用衍射光学元件进行像差的补偿。
作为示例，第一显示信息可以选择为车辆状态信息，诸如，车速、机油温度、水温等，并且第二显示信息可以选择为增强现实信息，诸如，外界物体的指示信息、导航信息等。
由此可见，借助于时序控制电路11对偏振器13和图像渲染电路17的控制，实现了整个抬头显示***的时分复用。这意味着，当抬头显示***正常工作时，偏振器13分别在第一时序和第二时序期间提供偏振方向彼此垂直的两种线偏振光，诸如，s偏振光和p偏振光，并且这两种线偏振光还可以分别包含不同的显示信息。
沿着光的传播路径，在从偏振器13出射之后，第一线偏振光或者第二线偏振光将分别经由可选的第一反射镜15和第二反射镜15'到达光路控制器14。此处，需要指出的是，两个反射镜15、15'也可以根据需要而省略，或者数目变得更多或更少，诸如，一个、三个等等。一般地，通过引入一个或多个反射镜15、15'，有利于实现整个***内的光路的灵活折叠，从而进一步减少***可能占据的空间体积。
作为示例，光路控制器14可以设计为偏振分光棱镜，可选地，沃拉斯顿棱镜。接下来，将参照图2和3来描述根据本发明的实施例的抬头显示***中的光路控制器14的工作过程，其中，图2示意性示出了根据本发明的实施例的充当抬头显示***中的光路控制器的单个沃拉斯顿棱镜的截面视图，而图3示意性图示了根据本发明的实施例的充当抬头显示***中的光路控制器的两个彼此堆叠的沃拉斯顿棱镜的截面视图。典型地，沃拉斯顿棱镜由方解石制成，其中，方解石属于一种双折射率晶体材料。在结构上，沃拉斯顿棱镜一般由两个直角棱镜构成，其中，这两个直角棱镜的光轴方向彼此垂直，如图2和3中所示。当偏振方向彼此垂直的两个线偏振光（诸如，s偏振光和p偏振光）传输通过沃拉斯顿棱镜时，它们二者将能够在空间上彼此分离。如图2所示，当两个直角棱镜的顶角均为θ时，以相同角度入射的s偏振光和p偏振光（在图2和3中，分别利用横线和圆点表示s偏振光和p偏振光）将以夹角在空间上分离，其中，θ和满足以下关系：
= 2sin-1 [(n0-ne) tan θ]
其中，n0和ne分别为方解石的寻常光折射率和异常光折射率，并且由于方解石为负晶体材料，所以n0＞ne。
作为进一步的可选示例，可以将数个（比如，两个）沃拉斯顿棱镜堆叠起来，以便扩大两种线偏振光（即，s偏振光和p偏振光）的空间分离程度。如图3所示，当两个沃拉斯顿棱镜30、30'彼此堆叠时，以相同角度入射的s偏振光和p偏振光将以更大的夹角出射。鉴于此，根据不同的实际要求，本领域技术人员可以选择任何适合数目的沃拉斯顿棱镜，并且通过将它们叠置在彼此之上而获得光路控制器，从而实现不同线偏振光的输出方向的空间分离。这意味着，由于沃拉斯顿棱镜20、30、30'对不同线偏振光的传播路径的改变不同，比如，如图2和3所示，s偏振光的传播向左偏折，而p偏振光的传播向右偏折，所以在第一时序和第二时序期间，从沃拉斯顿棱镜输出的s偏振光和p偏振光将分别在不同的光学路径上朝向挡风玻璃传播。
接下来，将参照图4、5和6来描述从沃拉斯顿棱镜出射的两种不同偏振的线偏振光进一步通过挡风玻璃的反射过程，其中，图4表示在第一时序期间s偏振光的反射，图5表示在第二时序期间p偏振光的反射，并且图5表示整个时序期间s偏振光和p偏振光二者通过挡风玻璃的反射。由图4-6可见，当偏振器13和挡风玻璃10的相对位置固定时，从偏振器13输出的s偏振光和p偏振光将以不同的角度入射到挡风玻璃10上，可选地，以完全相反的角度入射到挡风玻璃10上。进一步地，通过对比图4和5，可以看到的是，s偏振光和p偏振光分别入射到挡风玻璃10的右半部分和左半部分。由此，在通过挡风玻璃10的反射之后，这两个线偏振光，即，s偏振光和p偏振光，将分别从右侧和左侧朝向驾驶员出射。也就是说，在第一时序和第二时序期间输出的两种线偏振光将彼此空间分离地传入到驾驶员眼睛中。例如，参照图7，其示出了两种线偏振光在挡风玻璃上的反射区域的示意图。由此可见，第一时序中的第一线偏振光和第二时序中的第二线偏振光分别在挡风玻璃的左半部和右半部发生反射，并且由此传入到驾驶员眼睛中。特别地，通过相对于挡风玻璃适当地布置抬头显示***及其内部的各个组件，可以使两种线偏振光在到达驾驶员眼睛之前水平地分离。
另外，在实施例中，第一时序和第二时序在比人眼刷新周期（典型地，大约1/30s）小的显示周期内交替出现。参照图8，其图示了根据本发明的实施例的第一时序和第二时序的简化示意图。由图8可见，第一时序和第二时序交替的出现，并且接连的一个第一时序时段和一个第二时序时段构成一个显示周期T，并且该显示周期T小于人眼刷新周期。在这样的情况下，由于视觉延迟的缘故，人眼将无法单独地辨别第一时序和第二时序内的出射光。这意味着，人眼看到的是，来自第一时序的第一线偏振光（诸如，s偏振光）和来自第二时序的第二线偏振光（诸如，p偏振光）的叠加。因此，在本发明的实施例提供的抬头显示***中，通过在不同时序期间输出两种不同偏振的线偏振光，驾驶员的观看视角得到了大幅增加，具体地，变为原本仅使用一种线偏振光的情况下的两倍，这在图6中清楚地示出。
根据本发明的另一方面，还提供了一种用于以上任一个实施例中描述的抬头显示***的驱动方法。参照图9，其示意性图示了根据本发明的实施例的用于抬头显示***的驱动方法的流程图，该驱动方法可以包括以下步骤：S1、驱动显示源12输出包含显示信息的光；S2、在第一时序期间，驱动偏振器13接收来自显示源12的光并且生成第一线偏振光（诸如，s偏振光）；S3、同样在第一时序期间，驱动光路控制器14接收来自偏振器13的第一线偏振光，并且使第一线偏振光在第一传播路径上投射到挡风玻璃10上；S4、在第二时序期间，驱动偏振器13接收来自显示源12的光并且生成第二线偏振光（诸如，p偏振光）；以及S5、同样在第二时序期间，驱动光路控制器14接收来自偏振器13的第二线偏振光，并且使第二线偏振光在第二传播路径上投射到挡风玻璃10上，其中，第一传播路径不同于第二传播路径。
在可选实施例中，用于抬头显示***的上述驱动方法还可以包括以下步骤：S6、驱动图像渲染电路17在第一时序和第二时序期间分别生成不同的显示信息，例如，第一显示信息和第二显示信息，并且将第一显示信息和第二显示信息编码到显示源12中；以及S7、驱动像差补偿电路18在第一时序和第二时序期间分别生成第一像差补偿信号和第二像差补偿信号，并且将第一像差补偿信号和第二像差补偿信号提供给图像渲染电路17，其中，第一像差补偿信号和第二像差补偿信号分别配置用于补偿第一线偏振光和第二线偏振光的像差。
总结起来，本发明提供了抬头显示***及其驱动方法，其中，该抬头显示***具有比传统抬头显示***更大（比如，两倍大）的视角。具体地，根据本发明的实施例，向抬头显示***中引入光路控制器，使得具有不同偏振方向的光以不同的角度或者在不同的部分处入射到挡风玻璃上，从而在经过挡风玻璃的反射之后发生空间分离。进一步地，在本发明的实施例中，通过引入另外的时序控制电路，还实现了抬头显示***的时分复用。具体地，在第一时序期间，偏振器输出第一线偏振光，并且在第二时序期间，偏振器输出与第一线偏振光不同的第二线偏振光。以这样的方式，进一步结合光路控制器（诸如，沃拉斯顿棱镜）对不同偏振光的不同程度偏折，实现了第一线偏振光和第二线偏振光的空间分离。由此，当将第一时序和第二时序设置为在低于人眼刷新周期的显示周期内交替出现时，人眼将同时看到从挡风玻璃反射出来的空间分离的第一线偏振光和第二线偏振光，从而极大地增加了整个抬头显示***的视角。此外，通过引入图像渲染电路，可以在第一时序和第二时序期间向第一线偏振光和第二线偏振光编码不同的显示信息，诸如，导航信息、机动车状态信息或驾驶环境图像，从而避免了由于用户低头观看仪表盘中的信息所导致的潜在危险。此外，视角的扩大还有助于为驾驶员显示更多的信息，从而帮助避免违章、降低事故发生率等。进一步地，根据本发明的实施例，通过常规光学元件形成抬头显示***，诸如，反射镜、沃拉斯顿棱镜、反射镜、准直器等，还避免了由于使用像自由曲面形式的反射镜这样的复杂器件而导致的***尺寸过大、占据空间过多、制作和加工过于困难等问题。也就是说，与传统方案相比，根据本发明的实施例的抬头显示***具有相对较小的口径尺寸、明显缩小的体积、显著降低的制造难度和有效减小的成本，并且便于在相对狭小的机动车内的放置。
本领域技术人员将理解到，本文中的术语“基本上”可以包括具有“完整地”、“完全地”、“所有”等的实施例。因此，在实施例中，也可以移除形容词基本上。在适用的情况下，术语“基本上”还可以涉及90%或更高，诸如95%或更高，特别地99%或更高，甚至更特别地99.5%或更高，包括100%。术语“包括”还包括其中术语“包括”意指“由……构成”的实施例。术语“和/或”特别地涉及在“和/或”之前和之后提到的项目中的一个或多个。例如，短语“项目1和/或项目2”及类似短语可以涉及项目1和项目2中的一个或多个。术语“包括”在实施例中可以是指“由……构成”，但是在另一个实施例中可以是指“包含至少所限定的物种以及可选的一个或多个其它物种”。
另外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等被用于在类似的元件之间进行区分并且不一定用于描述序列性或者时间次序。应理解到，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文所描述的本发明的实施例能够以除本文所描述或说明的其它顺序来操作。
在本文中，除了其它方面之外，设备在操作期间进行描述。如本领域技术人员将清楚的，本发明不限于操作的方法或者操作中的设备。
应当指出，以上提到的实施例说明而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能够在不脱离随附权利要求书的范围的情况下设计许多可替换的实施例。在权利要求中，放置在圆括号之间的任何参考标记不应解释为限制权利要求。动词“包括”及其词形变化的使用不排除除权利要求中所陈述的那些之外的元件或步骤的存在。在元件前面的冠词“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。本发明可以借助于包括若干分立元件的硬件而实现，以及借助于适当编程的计算机而实现。在枚举若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干可以由同一个硬件项体现。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的仅有事实不指示这些措施的组合不能用于获益。
本发明还适用于包括说明书中所描述和/或附图中所示出的表征特征中的一个或多个的设备。本发明还针对包括说明书中所描述和/或附图中所示出的表征特征中的一个或多个的方法或过程。
可以组合本专利中所讨论的各个方面以便提供附加的优点。另外，特征中的一些可以形成一个或多个分案申请的基础。
附图标记列表
10 挡风玻璃
11 时序控制电路
12 显示源
13 偏振器
14 光路控制器
15 第一反射镜
15' 第二反射镜
16 准直器
17 图像渲染电路
18 像差补偿电路
20、30、30' 沃拉斯顿棱镜

Claims (13)

1.一种抬头显示***，其特征在于，所述抬头显示***包括：
时序控制电路；
显示源，配置为在所述时序控制电路的控制之下，在相互交替的第一时序和第二时序期间分别生成包含第一显示信息的光和包含第二显示信息的光，其中，所述第一显示信息不同于所述第二显示信息；
偏振器，配置为在所述时序控制电路的控制之下，在所述第一时序期间将包含所述第一显示信息的光转换为第一线偏振光，并且在所述第二时序期间将包含所述第二显示信息的光转换为第二线偏振光，其中，所述第一线偏振光和所述第二线偏振光具有不同的偏振方向；以及
光路控制器，配置为接收来自所述偏振器的第一线偏振光和第二线偏振光，并且使所述第一线偏振光和所述第二线偏振光以空间分离的方式投射到用户眼睛中。
2.根据权利要求1所述的抬头显示***，其特征在于，
所述第一线偏振光和所述第二线偏振光具有彼此垂直的偏振方向。
3.根据权利要求1所述的抬头显示***，其特征在于，
所述第一线偏振光和所述第二线偏振光在水平方向上以空间分离的方式投射到用户眼睛中。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的抬头显示***，其特征在于，
所述抬头显示***还包括半透半反元件，所述半透半反元件配置为将所述第一线偏振光和所述第二线偏振光反射到用户眼睛中并且在用户眼睛中成像。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的抬头显示***，其特征在于，
所述光路控制器包括偏振分光棱镜。
6.根据权利要求5所述的抬头显示***，其特征在于，
所述偏振分光棱镜包括单个沃拉斯顿棱镜。
7. 根据权利要求5所述的抬头显示***，其特征在于，
所述偏振分光棱镜包括叠置在彼此之上的多个沃拉斯顿棱镜，其中
相邻的两个沃拉斯顿棱镜布置成关于它们之间的分界面镜面对称。
8.根据权利要求2所述的抬头显示***，其特征在于，
所述第一线偏振光包括s偏振光和p偏振光中的一个，并且所述第二线偏振光包括s偏振光和p偏振光中的另一个。
9. 根据权利要求1所述的抬头显示***，其特征在于，所述抬头显示***还包括：像差补偿电路和图像渲染电路，其中
所述像差补偿电路配置为在所述第一时序和所述第二时序期间分别生成第一像差补偿信号和第二像差补偿信号，并且将所述第一像差补偿信号和所述第二像差补偿信号提供给所述图像渲染电路，其中，所述第一像差补偿信号和所述第二像差补偿信号分别配置用于补偿所述第一线偏振光和所述第二线偏振光所需的像差，以及
所述图像渲染电路配置为在所述第一时序和所述第二时序期间分别生成所述第一显示信息和所述第二显示信息，并且将所述第一显示信息和所述第二显示信息编码到所述显示源中。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的抬头显示***，其特征在于，所述抬头显示***还包括：
一个或多个反射镜，配置为接收来自所述偏振器的第一线偏振光和第二线偏振光并且分别将所述第一线偏振光和所述第二线偏振光投射到所述光路控制器上。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的抬头显示***，其特征在于，
所述第一时序和所述第二时序在显示周期内交替出现，所述显示周期小于人眼刷新周期。
12.一种用于根据权利要求1所述的抬头显示***的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法包括：
在所述第一时序期间，所述显示源输出包含所述第一显示信息的光，所述偏振器将包含所述第一显示信息的光转换成所述第一线偏振光，所述光路控制器接收来自所述偏振器的第一线偏振光，并且使所述第一线偏振光在第一传播路径上投射到用户眼睛中；
在所述第二时序期间，所述显示源输出包含所述第二显示信息的光，所述偏振器将包含所述第二显示信息的光转换成所述第二线偏振光，所述光路控制器接收来自所述偏振器的第二线偏振光，并且使所述第二线偏振光在第二传播路径上投射到用户眼睛中，
其中，所述第一传播路径和所述第二传播路径在空间上相互分离。
13. 根据权利要求12所述的驱动方法，其特征在于，
所述抬头显示***还包括：像差补偿电路和图像渲染电路，并且
所述驱动方法还包括：所述像差补偿电路在所述第一时序和所述第二时序期间分别生成第一像差补偿信号和第二像差补偿信号，并且将所述第一像差补偿信号和所述第二像差补偿信号提供给所述图像渲染电路，其中，所述第一像差补偿信号和所述第二像差补偿信号分别配置用于补偿所述第一线偏振光和所述第二线偏振光所需的像差；以及
所述图像渲染电路在所述第一时序和所述第二时序期间分别生成所述第一显示信息和所述第二显示信息，并且将所述第一显示信息和所述第二显示信息编码到所述显示源中。
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