[发明专利]一种抬头显示装置

说明书

本发明提供了一种抬头显示装置，包括：光源、准直元件、光特性转换元件、第一透反元件、回反射元件、图像显示层和第二透反元件，光源发出的包括第一偏振特性和第二偏振特性的光线入射至准直元件，经过光特性转换元件、回反射元件和第一透反元件后转化为包括第一偏振特性的光线，再经图像显示层形成图像光线，第二透反元件将图像光线反射至预设位置。通过本发明实施例提供的抬头显示装置，可提高光线的利用率，利用小功率的光源即可发出高亮的光线，进而形成高亮度的图像。

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，具体而言，涉及一种抬头显示装置。

背景技术

抬头显示器(head up display，HUD)技术可以避免驾驶员在驾驶过程中低头看仪表盘所导致的分心，使驾驶员可在视线范围内查看图像，提高驾驶安全系数，同时也能带来更好的驾驶体验。

抬头显示器通常将图像投射到车辆挡风玻璃或成像窗上，因此抬头显示器需要较高的显示亮度，以便驾驶员可以清楚地看到HUD显示的内容。虽然可以通过提高HUD光源功率来提高成像亮度，但相应会带来光源功耗高、发热量大的问题，又会增加功耗和提高设备的散热需求。因此，亟需一种能够在光源发出同等功率条件下，提高光源发出光线的利用效率的HUD设计。

发明内容

为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种抬头显示装置，包括：

光源，发出光线并且所述光源发出的光线入射至准直元件；其中，所述光源发出的光线包含第一偏振特性和第二偏振特性；

准直元件，所述准直元件将所述光源发出光线的出射方向调整至预设角度范围内；

光特性转换元件，所述光特性转换元件转换透过所述光特性转换元件的光线的特性，且所述光特性转换元件允许光线双向透过；所述第二偏振特性的光线经偶数次透过所述光特性转换元件后转换生成的光线包含所述第一偏振特性的光线；

第一透反元件，所述第一透反元件透过第一偏振特性的光线并反射第二偏振特性的光线；

回反射元件，所述回反射元件朝向出光方向的表面具有透明材质形成的微结构；所述微结构将入射至所述微结构的光线在所述微结构内部经反射后沿入射方向的反方向反射；

图像显示层，所述图像显示层接收所述从所述第一透反元件出射的光线并出射图像光线，所述图像显示层设置在所述第一透反元件远离所述光源的一侧；

第二透反元件，所述第二透反元件将所述图像光线反射至预设位置。

可选的，所述微结构包括正三角锥形状、等腰三角锥形状、立方锥形状或球形的微结构。

可选的，所述回反射元件还包括基材，所述微结构为在所述基材上形成的凹陷结构；所述凹陷结构的开口朝向所述光特性转换元件。

可选的，所述微结构设置在所述光源与所述第一透反元件之间。

可选的，所述微结构设置在靠近所述光源为中心的四周预设距离范围内。

可选的，所述光源、所述光特性转换元件、所述第一透反元件和所述图像显示层依次设置。

可选的，所述准直元件将所述光源发出光线的出射方向调整为平行出射。

可选的，所述准直元件设置在所述光源与所述光特性转换元件之间，将光线经所述准直元件透射后准直，并发射至所述光特性转换元件；所述准直元件包括准直透镜或准直膜。

可选的，所述准直元件包括带反射面的中空壳体，所述光源发出的光线通过所述中空壳体的空腔朝出光方向出射，光线经过所述准直元件的反射面反射后准直，并发射至所述光特性转换元件。