显示系统、座舱系统和车辆的制作方法

本技术涉及智能车，具体涉及显示系统、座舱系统和车辆。

背景技术：

1、风挡显示技术作为车载智能交互领域的前沿方向，在提升驾驶安全与人机交互体验方面展现出显著优势。在基于挡风玻璃实现投影式抬头显示(projection head-updisplay，phud)技术的场景下，投影区域需要设置平行偏振涂层，该平行偏振涂层通常为黑色且不透明，以此来改善显示对比度，使得在强光环境下，驾驶信息仍然能够清晰可读。

2、但是，为了减少对驾驶员视野的遮挡范围，设置有平行偏振涂层的区域通常仅是覆盖风挡玻璃底部的部分区域，而无法延伸至驾驶员主视区，导致关键信息(如紧急制动提示)可能处于视野边缘，而且也限制了显示内容的信息量。

技术实现思路

1、本技术提供了一种显示系统、座舱系统和车辆，能够将智能座舱抬头显示(head-up display，hud)的显示区域扩展至整个挡风玻璃，且能够满足不同位置落座的用户的观看需求，且显示画面之间不存在干扰。

2、第一方面，提供了一种显示系统，该显示系统包括：第一显示区域和第二显示区域，该第一显示区域覆盖有第一扩散元件，该第二显示区域覆盖有第二扩散元件；第一投影单元，该第一投影单元用于向第一显示区域发射第一图像光；其中，第一扩散元件用于将第一图像光对应的图像成像于第一显示区域。

3、示例地，上述第一扩散元件和第二扩散元件是一种全息光学元件(holographicoptical element，hoe)。

4、示例地，用于作为第一扩散元件和第二扩散元件的hoe可以包括基底层、全息记录层，其中，基底层通常为透明的薄膜材料，具有良好的光学透明性和机械性能，能够支持全息图的记录；全息记录层位于基底层之上，通过全息术原理记录物光波和参考光波的干涉条纹，形成光栅结构，从而记录了光波的振幅和相位信息，决定了hoe的衍射特性。

5、示例地，hoe还可以包括保护层，用于保护全息记录层不受外界环境的损害，该保护层可以是透明的有机材料或无机材料。

6、示例地，上述第一扩散元件与第二扩散元件可以是一个扩散元件的两个部分，但是这两部分的光栅结构是不同的，即针对于光具有不同的衍射特性。

7、示例地，上述第一扩散元件与第二扩散元件也可以是相互独立的两个扩散元件，且分别具有不同的光栅结构，即针对于光具有不同的衍射特性。

8、示例地，上述第一投影单元为一种图像生成单元(picture generation unit，pgu)。

9、示例地，上述第一投影单元可以包括图像生成装置和偏振滤波片，该偏振滤波片用于将图像生成装置初设的光束的偏振态转换为平行(parallel，p)偏振态。

10、示例地，上述第一投影单元可以包括图像生成装置和波片，该波片用于将图像生成装置出射的光束的偏振态转换为p偏振态。

11、示例地，上述第一显示区域对应于第一眼盒，以使得第一眼盒范围内的用户能够观看到第一显示区域内的图像；上述第二显示区域对应于第二眼盒，以使得第二眼盒范围内的用户能够观看到第二显示区域内的图像。其中，第一眼盒与第二眼盒不存在重叠。

12、示例地，上述显示系统中还可以包括第三显示区域，该第三显示区域可以对应于第三眼盒，以满足多个位置下的用户的观看需求。

13、基于上述技术方案，在显示系统中应用hoe技术，使得智能座舱hud的显示区域能够扩展至整个挡风玻璃；此外，通过双扩散元件的结构设计，能够实现具有双眼盒的hoe显示，从而能够满足在主驾位置和副驾位置落座的用户的观看需求，且显示画面之间不存在干扰。

14、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述第一投影单元还用于向第二显示区域发射第一图像光，第二扩散元件用于将第一图像光对应的图像成像于第二显示区域。

15、由于第一扩散元件与第二扩散元件的光栅结构不同，即光的衍射特性不同，所以扩散元件具有良好的角度选择性，所以即使第一扩散元件和第二扩散元件接收到的都是来自第一投影单元的第一图像光，那么也会将各自接收到的第一图像光的部分衍射至不同的方向，以实现同时在第一显示区域和第二显示区域进行图像显示。

16、基于上述技术方案，通过双扩散元件的结构设计，通过第一投影单元同时向两个扩散元件发射第一图像光，能够实现具有双眼盒的hoe显示，从而能够满足在主驾位置和副驾位置落座的用户的观看需求，且显示画面之间不存在干扰。

17、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述第一图像光的第一部分于第一扩散元件发生衍射，上述第一图像光的第二部分于第二扩散元件发生衍射。

18、基于上述技术方案，通过将第一图像光划分为两部分，并将这两部分光分别投射至不同的扩散元件之上，以实现基于第一显示区域以及第二显示区域的图像显示，从而满足在分别位于两个眼盒对应空间范围内的用户的观看需求，且显示画面之间不存在干扰。

19、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述第一图像光的第一部分于第一扩散元件发生衍射，上述第一图像光的第二部分透过第一扩散元件，并于第二扩散元件发生衍射。

20、示例地，上述第一扩散元件与上述第二扩散元件可以重叠设置。

21、由于第一扩散元件与第二扩散元件的光栅结构不同，即光的衍射特性不同，这使得扩散元件具有良好的角度选择性，所以即使第一扩散元件和第二扩散元件接收到的都是来自第一投影单元的第一图像光，那么也会将各自接收到的第一图像光的部分衍射至不同的方向，以实现同时在第一显示区域和第二显示区域进行图像显示。其中，第一显示区域显示的图像能够被位于第一眼盒的用户看到，第二显示区域显示的图像能够被位于第二眼盒的用户看到。

22、基于上述技术方案，将第一扩散元件和第二扩散元件重叠设置，并且将第一图像光划分为两部分，其中一部分能够被第一扩散元件响应到并发生衍射，另一部分不能够被第一扩散元件响应到(即直接通过第一扩散元件)，但是能够被第二扩散元件响应到并发生衍射，以实现基于第一显示区域以及第二显示区域的图像显示，从而满足在分别位于两个眼盒对应空间范围内的用户的观看需求，且显示画面之间不存在干扰。

23、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述第一图像光的第一部分对应的图像与上述第一图像光的第二部分对应的图像不同。

24、示例地，上述第一图像光的第一部分对应的图像也可以与上述第一图像光的第二部分对应的图像相同。

25、基于上述技术方案，能够实现两个显示区域同时进行不同图像内容的显示，同时满足不同位置用户不同的观看需求。

26、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述显示系统还包括：旋转机构，该旋转机构与第一投影单元连接，该旋转机构用于控制第一投影单元朝向第一显示区域，或者控制第一投影单元朝向第二显示区域。

27、示例地，在旋转机构控制第一投影单元从朝向第一显示区域转换为朝向第二显示区域后，第一投影单元同样地可以向第二显示区域发射第一图像光，而第二扩散元件可以将第一图像光对应的图像成像于第二显示区域。

28、示例地，在旋转机构控制第一投影单元从朝向第一显示区域转换为朝向第二显示区域后，第一投影单元可以变更为向第二显示区域发射第二图像光，以使得第二扩散元件将第二图像光对应的图像成像于第二显示区域。

29、示例地，用户可以通过控制终端指示旋转机构控制第一投影单元的朝向以及发射的第一图像光或第二图像光，以满足相应位置用户的观看需求。

30、示例地，上述第二图像光的传播特性可以与上述第一图像光的传播特性不同，其中传播特性可以包括光的波长、传播路径(影响入射角和传播距离)中的至少一项。

31、基于上述技术方案，该显示系统通过增设旋转机构，实现了第一投影单元灵活朝向第一显示区域或第二显示区域，满足主驾与副驾不同位置的观看需求。

32、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述第一投影单元包括：控制单元，该控制单元用于控制第一投影单元交替地朝向第一显示区域和第二显示区域。

33、示例地，在上述第一投影单元在交替地朝向第一显示区域和第二显示区域的过程中，上述第一投影单元可以始终发射第一图像光。此时能够实现第一显示区域和第二显示区域同时显示相同的图像内容。

34、基于上述技术方案，通过为第一投影单元增设控制单元，实现第一投影单元频繁切换发射图像光的方向，确保第一显示区域和第二显示区域交替显示的画面平滑显示无感知，能够满足主驾与副驾不同位置的同时观看需求。

35、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在第一投影单元朝向第一显示区域时，上述第一投影单元发射第一图像光；在第一投影单元朝向第二显示区域时，上述第一投影单元发射第二图像光，上述第二扩散元件用于将第二图像光对应的图像成像于第二显示区域。

36、基于上述技术方案，能够同时满足不同位置用户的不同的观看需求。

37、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述显示系统还包括：第二投影单元，该第二投影单元用于向第二显示区域发射第二图像光，上述第二扩散元件用于将第二图像光对应的图像成像于第二显示区域。

38、示例地，上述第二投影单元的硬件架构可以与上述第一投影单元的硬件架构一致。

39、示例地，上述第一扩散元件与上述第二扩散元件可以互不重叠且排设置；第一投影单元发射的第一图像光直接投射至第一扩散元件上，并于第一扩散元件发生衍射，以使得第一图像光对应的图像成像于第一显示区域；第二投影单元发射的第二图像光直接投射至第二扩散元件上，并于第二扩散元件发生衍射，以使得第二图像光对应的图像成像于第二显示区域。

40、基于上述技术方案，通过采取双投影单元与双扩散元件的显示系统架构，使得显示系统能够实现具有双眼盒的hoe显示，从而能够满足在主驾位置和副驾位置落座的用户的观看需求，且显示画面之间不存在干扰。

41、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述第二图像光透过第一扩散元件，并于第二扩散元件发生衍射。

42、示例地，第一扩散元件和第二扩散元件重叠地分布于同一个平面或者两个平面上；第一投影单元发射的第一图像光直接投射至第一扩散元件上，并于第一扩散元件发生衍射，以使得第一图像光对应的图像成像于第一显示区域；而第二扩散元件重叠地设置于第一扩散元件远离第二投影单元的一侧，所以第二投影单元发射的第二图像光会先投射到第一扩散元件之上，但是第二图像光与第一扩散元件对于光的衍射特性不匹配，所以第二图像光可以透过第一扩散元件，投射至第二扩散元件，并于第二扩散元件发生衍射，以使得第二图像光对应的图像成像于第二显示区域。

43、基于上述技术方案，通过采取双投影单元与双扩散元件的显示系统架构，使得显示系统能够实现具有双眼盒的hoe显示，从而能够满足在主驾位置和副驾位置落座的用户的观看需求，且显示画面之间不存在干扰。

44、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述第一图像光对应的图像与上述第二图像光对应的图像不同。

45、基于上述技术方案，能够同时满足不同位置用户的不同的观看需求。

46、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述第一显示区域和第二显示区域位于第一载体，第一扩散元件和第二扩散元件位于第一载体的表面；或者，在第一载体为透明材质时，第一扩散元件和第二扩散元件位于第一载体的内部，或者第一扩散元件位于第一载体的表面，第二扩散元件位于第一载体的内部，或者第一扩散元件位于第一载体的内部，第二扩散元件位于第一载体的表面。

47、基于上述技术方案，显示系统使用到的第一扩散元件和第二扩散元件在第一载体上部署的位置可以有多种形式，具有较强的灵活性。

48、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述第一载体为车辆的挡风玻璃、终端显示屏、或全景天窗。

49、基于上述技术方案，第一载体具有多种硬件形式，这使得显示系统的部署方案较为灵活，可以基于不同的应用场景进行适应性调整。

50、第二方面，提供了一种座舱系统，包括上述第一方面的显示系统设计中任意一种可能的实现方式中的显示系统。

51、示例地，以上述第一载体为挡风玻璃为例，上述第一扩散元件可以设置于挡风玻璃的左半面，以形成上述第一显示区域，该第一显示区域对应的第一眼盒覆盖主驾位置，上述第二扩散元件可以设置于挡风玻璃的右半面，以形成上述第二显示区域，该第二显示区域对应的第二眼盒覆盖副驾位置，且第一眼盒与第二眼盒不存在重叠，即第一显示区域和第二显示区域的图像显示互不形成干扰。

52、示例地，上述第一投影单元和/或第二投影单元可以设置于座舱棚顶，用于向第一扩散元件和第二扩散元件发射相应的图像光，以使得坐在主驾位置的用户能够看到第一显示区域呈现的图像，以及使得坐在副驾位置的用户能够看到第二显示区域呈现的图像。

53、第三方面，提供了一种车辆，包括如上述第二方面的座舱系统设计中任意一种可能的实现方式中的座舱系统，或者包括如上述第一方面的显示系统设计中任意一种可能的实现方式中的显示系统。