CN212160232U - 一种抬头显示系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种抬头显示系统，其特征在于，包括：光源、准直元件、方向控制元件、第一弥散元件、液晶面板和半透半反的反射成像装置；所述方向控制元件、所述第一弥散元件和所述液晶面板以层叠的方式设置在所述光源的同一侧。通过本实用新型实施例提供的抬头显示系统，以聚集、弥散的方式将光源的大部分或全部光线汇聚在观察范围内，从而可以提高成像时的亮度，提高光线利用率，使得光源在较低功率的情况下也能保证成像亮度，从而可以降低该抬头显示系统的功耗，并降低发热量。即使因需要大尺寸成像导致需要设置大面积的液晶面板，此时所增加的功耗也较小，即该抬头显示系统也适用于大面积成像。

Description

一种抬头显示系统
技术领域
本实用新型涉及光学成像技术领域，具体而言，涉及一种抬头显示系统。
背景技术
抬头显示(head up display，HUD)技术是利用光学反射的原理，将车速等车辆信息投射在挡风玻璃或其他玻璃上，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，从而可以提高驾驶安全系数，同时也能带来更好的驾驶体验。
现有挡风玻璃显像HUD的像源，多数为液晶显示器(liquid crystal display，LCD)。若HUD采用传统的LCD像源，HUD在挡风玻璃上显示成像的亮度较低，一般通过提高LCD像源的亮度来保证HUD在挡风玻璃上显示成像的亮度，这样不仅导致像源的功耗较高，且发热量较大，增加对HUD的散热要求。当需要在挡风玻璃上成大尺寸的像时，HUD中像源的功耗会进一步增加。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型实施例的目的在于提供一种抬头显示系统。
本实用新型实施例提供了一种抬头显示系统，其特征在于，包括：光源、准直元件、方向控制元件、第一弥散元件、液晶面板和半透半反的反射成像装置；所述方向控制元件、所述第一弥散元件和所述液晶面板以层叠的方式设置在所述光源的同一侧；
所述准直元件用于将所述光源发出的光线的出射方向调整至预设角度范围内；
所述方向控制元件用于将所述光源发出的光线聚集至用于观看成像的预设位置；所述第一弥散元件用于将所述光源发出的光线弥散；
所述液晶面板用于将所述光源发出的光线转为成像光线，并将所述成像光线入射至所述反射成像装置；
所述反射成像装置用于将所述成像光线反射至所述预设位置。
可选的，在另一种实施例中，所述准直元件的部分或全部设置在所述光源与所述方向控制元件之间；
所述准直元件用于将调整后的光线发射至所述方向控制元件。
可选的，在另一种实施例中，所述准直元件用于将所述光源发出的光线调整为平行光。
可选的，在另一种实施例中，所述准直元件包括准直透镜和/或准直膜，且所述准直透镜和/或所述准直膜设置在所述光源与所述方向控制元件之间；
所述准直透镜包括凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜、或以上几种透镜组合中的一种或多种。
可选的，在另一种实施例中，所述准直元件包括准直透镜时，所述准直透镜与所述光源的位置之间的距离为所述准直透镜的焦距。
可选的，在另一种实施例中，所述准直元件包括空心灯杯；
所述空心灯杯为包括内反光面的中空壳体，且所述空心灯杯的开口方向朝向所述方向控制元件；所述光源设置在所述空心灯杯远离开口的端部。
可选的，在另一种实施例中，在所述准直元件包括准直透镜和/或准直膜时，所述准直透镜和/或所述准直膜设置在所述空心灯杯的内部，且所述准直透镜和/或所述准直膜的尺寸小于所述空心灯杯的开口大小；所述准直透镜和/或所述准直膜用于将所述空心灯杯内的所述光源发出的部分光线进行准直后发射至所述方向控制元件。
可选的，在另一种实施例中，所述准直元件包括实心灯杯；
所述实心灯杯为实心透明部件，所述实心透明部件的折射率大于 1；所述实心灯杯的开口方向朝向所述方向控制元件；
所述光源设置在所述实心灯杯远离开口的端部，且所述光源发出的光线射向所述实心透明部件的内表面时发生全反射。
可选的，在另一种实施例中，所述实心灯杯在远离实心灯杯开口的端部设有空腔，所述空腔靠近所述实心灯杯开口的一面为凸面；或
所述实心灯杯在靠近实心灯杯开口的端部的中间位置设有开槽，所述开槽的底面为凸面。
可选的，在另一种实施例中，所述方向控制元件设置在所述准直元件与所述第一弥散元件之间；
所述方向控制元件用于将聚集的光线发射至所述第一弥散元件。
可选的，在另一种实施例中，所述方向控制元件包括凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜、或以上几种透镜组合中的一项或多项。
可选的，在另一种实施例中，所述方向控制元件与镜像位置之间的距离为所述方向控制元件的焦距；所述镜像位置为所述预设位置经所述反射成像装置所形成的虚像的所在位置。
可选的，在另一种实施例中，所述第一弥散元件设置在所述光源与所述液晶面板之间；
所述第一弥散元件用于将所述方向控制元件聚集的光线弥散。
可选的，在另一种实施例中，该抬头显示系统还包括第二弥散元件；
所述第一弥散元件与所述第二弥散元件层叠设置，且所述第一弥散元件与所述第二弥散元件之间间隔预设距离。
可选的，在另一种实施例中，所述第一弥散元件与所述第二弥散元件分别设置在所述方向控制元件的两侧；
或者，所述第一弥散元件和所述第二弥散元件均设置在所述方向控制元件靠近所述液晶面板的一侧。
可选的，在另一种实施例中，所述预设距离为40～50mm。
可选的，在另一种实施例中，弥散元件为衍射光学元件或散射光学元件。
可选的，在另一种实施例中，所述衍射光学元件将经过其的光线弥散形成一个或多个具有预设截面形状的观察范围，所述截面形状为圆形、椭圆形、正方形或长方形。
可选的，在另一种实施例中，该抬头显示系统还包括偏振控制元件；所述液晶面板包括第一偏振片、液晶层和第二偏振片；
所述第一偏振片和所述第二偏振片分别设置在所述液晶层的两侧，且所述第一偏振片设置在所述液晶层与所述光源之间；所述第一偏振片用于透过第一线偏振光线，所述第二偏振片用于透过与所述第一线偏振光线的偏振方向垂直的第二线偏振光线；
所述偏振控制元件设置在所述光源与所述第一偏振片之间，所述偏振控制元件用于透过所述第一线偏振光线，并反射或吸收所述第二线偏振光线。
可选的，在另一种实施例中，该抬头显示系统还包括：光线阻隔层；
所述光线阻隔层设置在所述液晶面板远离所述光源的一侧，所述光线阻隔层用于限制所述液晶面板的出射光线的出射角度。
可选的，在另一种实施例中，该抬头显示系统还包括光线散射层；
所述光线散射层设置在所述光线阻隔层远离所述液晶面板的一侧，所述光线散射层用于散射外部环境光线。
本实用新型实施例上述提供的方案中，方向控制元件和第一弥散元件分别对光线进行聚集和弥散，从而能够有效地将光源发出的光线限制在观察范围内，观察者在该观察范围内即可正常观看到液晶面板所成的像；且通过聚集、弥散的方式，能够将光源的大部分或全部光线汇聚在观察范围内，从而可以提高成像时的亮度，提高光线利用率，使得光源在较低功率的情况下也能保证成像亮度，从而可以降低该抬头显示系统的功耗，并降低发热量。即使因需要大尺寸成像导致需要设置大面积的液晶面板，此时所增加的功耗也较小，即该抬头显示系统也适用于大面积成像。同时，基于准直元件对光源发出的光线进行准直，方便方向控制元件和第一弥散元件更有效地对光线进行聚集和弥散，方便对光线进行控制。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统的第一结构示意图；
图2示出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统的成像原理示意图；
图3a出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统中，一种弥散元件的原理示意图；
图3b出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统中，另一种弥散元件的原理示意图；
图4示出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统中，反射成像装置的成像示意图；
图5示出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统的第二结构示意图；
图6示出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统的第三结构示意图；
图7a示出了本实用新型实施例所提供的准直元件的第一排列示意图；
图7b示出了本实用新型实施例所提供的准直元件的第二排列示意图；
图8a示出了本实用新型实施例所提供的准直元件的第三排列示意图；
图8b示出了本实用新型实施例所提供的准直元件的第四排列示意图；
图9示出了本实用新型实施例所提供的准直元件的第五排列示意图；
图10a示出了本实用新型实施例所提供的准直元件的第六排列示意图；
图10b示出了本实用新型实施例所提供的准直元件的第七排列示意图；
图11示出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统中，像源的第一结构示意图；
图12示出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统中，像源的第二结构示意图；
图13示出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统中，像源的第三结构示意图；
图14示出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统中，灯杯的一种结构示意图；
图15a示出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统中，四棱台状准直元件的光线传播示意图；
图15b示出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统中，四棱台状准直元件内光源的一种排列示意图；
图15c示出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统中，四棱台状准直元件内光源的另一种排列示意图；
图15d示出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统中，四棱台状准直元件内光源的再一种排列示意图；
图16示出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统中，屋脊状灯杯的结构示意图；
图17示出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统中，实心灯杯的第一结构示意图；
图18示出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统中，实心灯杯的第二结构示意图；
图19示出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统中，像源的第四结构示意图；
图20示出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统中，像源的第五结构示意图；
图21示出了本实用新型实施例所提供的抬头显示系统中，像源的第六结构示意图。
图标：
1-像源、10-光源、20-准直元件、21-准直透镜、22-空心灯杯、23- 实心灯杯、231-反光面、232-空腔、233-凸面、234-开槽、235-凸面、 30-方向控制元件、41-第一弥散元件、42-第二弥散元件、50-液晶面板、 51-第一偏振片、52-液晶层、53-第二偏振片、60-反射成像装置、70-偏振控制元件、80-光线阻隔层、90-光线散射层、100-预设位置、101-镜像位置、200-观察范围、201-镜像范围、300-虚像。
具体实施方式
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实用新型实施例提供的一种抬头显示系统，通过对光线进行聚集和弥散来控制光线的出射角度，从而提高抬头显示系统的成像亮度。参见图1所示，该抬头显示系统包括：光源10、准直元件20、方向控制元件30、第一弥散元件41、液晶面板50和半透半反的反射成像装置60；如图1所示，该方向控制元件30、第一弥散元件41和液晶面板50以层叠的方式设置在光源10的同一侧。
本实用新型实施例中，光源10可以发出光线，准直元件20用于将光源10发出的光线的出射方向调整至预设角度范围内，实现对光源10发出光线的准直。方向控制元件30用于将光源10发出的光线聚集至用于观看成像的预设位置100；第一弥散元件41用于将光源10 发出的光线弥散。液晶面板50用于将光源10发出的光线转为成像光线，并将成像光线入射至反射成像装置60；反射成像装置60用于将成像光线反射至预设位置100，使得观察者(如驾驶员、乘客等)的双眼位于该预设位置100处时可以观看到液晶面板50所成的像。本实施例中，该成像光线为液晶面板50发出的光线，成像光线本质上来自于光源10发出的光线，液晶面板50每个像素点可以控制是否透过光源10发出的光线，使得观察者看到透过液晶面板50的光线(即成像光线)时可以观看到液晶面板50所成的像，液晶面板50所成的像即为能被观看到的HUD图像。
本实用新型实施例中，由于光源10一般为点光源，即光源10发出的光线射向各个角度，本实施例通过准直元件20可以将光源10发出的光线的出射方向调整至预设角度范围内，从而对光线的传播方向进行准直。
方向控制元件30可以将光源10直接或间接发出的光线聚集至预设位置100。其中，该光源10直接发出的光线指的是：光源10发出的直接入射至该方向控制元件30的光线，而光源10间接发出的光线指的是：光源发出的经过其他部件(如准直元件20、第一弥散元件41等)后入射至该方向控制元件30的光线。本实施例中，通过设置方向控制元件30，可以将光线集中聚集到预设位置100；被聚集的光线作为液晶面板50的背光使得该光线可以用于成像，进而使得眼睛在光线聚集的预设位置100处的观察者能够观察到完整的图像，且由于光线聚集，成像亮度更高，观察者可以观看到亮度更高的像。可选的，准直元件20用于将光源10发出的光线调整为平行光或近乎平行光，以方便方向控制元件30对准直后的平行光的出射方向进行统一调整。可选的，方向控制元件30包括凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜、或以上几种透镜组合中的一项或多项。即方向控制元件30具体可以为菲涅尔透镜，也可以为凸透镜，还可以为透镜组合(比如凸透镜与凹透镜的组合，菲涅尔透镜与凸透镜的组合等)。
同时，为了扩大成像范围，以增加观察者观察图像的区域，本实用新型实施例中基于第一弥散元件41将光源10发出的光线弥散开，从而可以将光线弥散至预设的观察范围200。其中，第一弥散元件41 可以将光源10直接或间接发出的光线弥散，此时，该光源10直接发出的光线指的是：光源10发出的直接入射至该第一弥散元件41的光线，而光源10间接发出的光线指的是：光源发出的经过其他部件(如准直元件20、方向控制元件30等)后入射至该第一弥散元件41的光线。
本实施例中，基于方向控制元件30和第一弥散元件41对光源10 发出的光线进行聚集和弥散，且聚集和弥散后的光线作为液晶面板50 的背光，使得液晶面板50可以正常成像，且成像时的成像光线经反射成像装置60反射后到达预设位置100，使得眼睛位于预设位置100处的观察者可以观看到液晶面板50所成的像，此时观察者观看到的像是反射成像装置60以反射成像的方式所成的虚像300；同时，在第一弥散元件41的作用下，能够将成像光线弥散至观察范围200，使得观察者双眼处于观察范围200内的任意位置均可以观看到液晶面板50 所成的像。其中，该预设位置100为观察范围200内的一个位置。具体的，观察者可为驾驶员或乘客，此时可以根据实际需求预设观察者需要观看成像的区域，即眼盒区域(eyebox)，该眼盒区域是指观察者双眼所在的、可以看到HUD图像的区域。此时，只需要上述的观察范围200可以覆盖该眼盒区域即可，同时可以将眼盒区域的中心设为该预设位置100。本实施例中，眼盒区域具有一定的尺寸，即使观察者双眼相对于眼盒区域的中心偏离一定距离，如上下、左右移动一定距离，只要观察者双眼仍处于眼盒区域内，观察者仍然可以看到HUD的图像。
具体的，该抬头显示系统的工作原理可参见图2所示，为方便说明，图2中以反射成像装置60是平面为例说明。如图2所示，准直元件20对光源10发出的光线进行准直，图2中以准直后的光线为平行光为例说明，该平行光经过方向控制元件30和第一弥散元件41后即可调整为成像所需的光线。以图2中最左侧的一路光线A'为例说明，光线A'经过方向控制元件30后被调整为朝向预设位置100的光线A，而由于反射成像装置60的存在，该光线A实际朝向预设位置100的镜像位置101；若不存在第一弥散元件41，该光线A可以沿着光路a、经反射成像装置60反射后射向预设位置100；当存在第一弥散元件41 时，第一弥散元件41将该光线A弥散成多个出射角度的光线(如图 2中的光线A1、光线A2等)，弥散后的光线可以经反射成像装置60 反射后可以分散至一个范围内，即观察范围200，使得观察者的眼睛在观察范围200内时，观察者均可以观看到液晶面板50的成像。同样的，弥散后的光线A1、光线A2等直接朝向观察范围200的镜像范围 201。此外，在实际应用中，反射成像装置60可以具有一定的弧度，其成像原理与图2所示的类似，此处不做赘述。本领域技术人员应当理解，曲面的反射成像装置60如挡风玻璃，在不同的位置观察，虚像 300的位置是不固定的，因此当反射成像装置60为带有弧度的挡风玻璃或成像窗时，本实施例中的虚像300是指从预设位置100处观察时所能看到的虚像300，即虚像300的位置为观察者从预设位置100处观察时的虚像位置。
其中，第一弥散元件41具体可以是成本较低的散射光学元件，如匀光片、扩散片等。或者，第一弥散元件41也可以为对扩散效果控制较好的衍射光学元件(DiffractiveOptical Elements,DOE)，例如光束整形片(Beam Shaper)等；其中，光线透过匀光片等散射光学元件时会发生散射，光线会透射至许多不同的角度，还会发生少量的衍射，但光线的散射起主要作用，形成的光斑较大。而衍射光学元件通过在表面设计特定的微结构，主要通过衍射起到光扩束作用，光斑较小，且光斑的大小和形状可控。
本实施例中，光线经过第一弥散元件41后转变成的光束，在垂直于主光轴传播方向的截面具有特定的形状，即第一弥散元件41可以将经过其的光线衍射形成特定形状的观察范围200，衍射形成的观察范围200的大小和形状主要由第一弥散元件41的微观结构所决定。可选的，观察范围200的形状包括但不限于圆形、椭圆形、正方形或长方形，如图3a所述，光线经过具体为衍射光学元件的第一弥散元件 41之后，光线弥散并形成特定的截面形状，该截面形状即对应观察范围200的形状，图3a以该观察范围200为矩形为例说明，上述的图2中也以观察范围200为矩形为例说明。
进一步的，第一弥散元件41还可以为分离式的弥散元件，即第一弥散元件41可将经过其的光线分散至多个范围，每个范围的形状包括但不限于圆形、椭圆形、正方形或长方形。如图3b所示，光线经过分离式的第一弥散元件41之后，可以弥散至多个区域，每个区域对应一个观察范围200；图3b中以光线弥散至两个矩形区域为例说明。
此外可选的，为了更好地实现聚集效果，预设位置100与该方向控制元件30的焦点相对应。本实施例中，方向控制元件30与镜像位置101之间的距离为方向控制元件30的焦距；其中，该镜像位置101 为预设位置100经反射成像装置60所形成的虚像的所在位置，具体可参见图4所示。
本实用新型实施例中，除反射成像装置60外，光源10、准直元件20、方向控制元件30、第一弥散元件41、液晶面板50等可以组成该抬头显示系统的像源1，即该像源1包括光源10、准直元件20、方向控制元件30、第一弥散元件41和液晶面板50等。如图4所示，像源1发出的成像光线(也是液晶面板50发出的成像光线)经反射成像装置60反射后到达预设位置100，使得眼睛位于预设位置100处的观察者可以观看到反射成像装置60所成的虚像300；同时，对于预设位置100处的物体，也可以在反射成像装置60的另一侧形成该物体的虚像，该物体的虚像所在的位置即为镜像位置101。同时，由于反射成像装置60不一定是平面，本实施例中的“方向控制元件30与镜像位置101之间的距离”具体指的是光线从方向控制元件30入射至镜像位置101时的光程。
具体的，该抬头显示系统安装在车辆等交通工具上，本实施例中的反射成像装置60可以是车辆的挡风玻璃，或者是贴在挡风玻璃上的膜，且该反射成像装置60具有半透半反的特性，使得液晶面板50 发出的成像光线能够被反射成像装置60反射至预设位置100，同时，车辆外部的光线也可以透过该反射成像装置60并到达预设位置100，使得位于预设位置100处的观察者也可以正常观看车辆外部的景象。其中，本实施例中的“半透半反”指的是该反射成像装置60可以透过光线、也可以反射光线，并不只限定为透过50％的光线、反射50％的光线。
可选的，该抬头显示系统安装在车辆等交通工具上时，可以采用分离式的第一弥散元件41，即第一弥散元件41将光源10发出的光线分散至多个观察范围200。具体的，第一弥散元件41将光源10发出的光线分散至两个观察范围200，两个观察范围200分别对应驾驶员和副驾驶的乘客，使得驾驶员和副驾驶的乘客均可以观看到液晶面板 50所成的像，且能最大程度减小光线损失，提高光线利用率。
本实用新型实施例提供的一种抬头显示系统，方向控制元件30和第一弥散元件41分别对光线进行聚集和弥散，从而能够有效地将光源10发出的光线限制在观察范围200内，观察者在该观察范围200内即可正常观看到液晶面板50经反射成像装置60反射所成的像；且通过聚集、弥散的方式，能够将光源10的大部分或全部光线汇聚在观察范围200内，从而可以提高成像时的亮度，提高光线利用率，使得光源10在较低功率的情况下也能保证成像亮度，从而可以降低该抬头显示系统的功耗，并降低发热量。即使因需要大尺寸成像导致需要设置大面积的液晶面板50，此时所增加的功耗也较小，即该抬头显示系统也适用于大面积成像。同时，基于准直元件20对光源10发出的光线进行准直，方便方向控制元件30和第一弥散元件41更有效地对光线进行聚集和弥散，方便对光线进行控制。
在上述实施例的基础上，方向控制元件30、第一弥散元件41、液晶面板50能够以多种层叠的方式进行设置。如图1所示，沿光源10 光线的出射方向依次层叠设置方向控制元件30、第一弥散元件41、液晶面板50，即对光源10的光线先聚集、再弥散，之后作为背光进行成像。或者，如图5所示，沿光源10光线的出射方向依次层叠设置方向第一弥散元件41、控制元件30、液晶面板50，即对光源10的光线先弥散、再聚集，之后作为背光进行成像。或者，如图6所示，沿光源10光线的出射方向依次层叠设置方向控制元件30、液晶面板50、第一弥散元件41，即对光源10的光线先聚集、之后直接作为背光进行成像、最后对成像光线弥散。可以采用其他层叠设置的方式，此处不做详述。
其中，为了更方便控制光线，一般可以采用先聚集、后弥散的方式，即光源10和第一弥散元件41分别设置在方向控制元件30的两侧，第一弥散元件41用于将方向控制元件30聚集的光线弥散，具体结构可参见图1或图6所示。此外，为了降低对液晶面板50成像时的影响，该第一弥散元件41设置在光源10与液晶面板50之间，如图1所示。同时，可以最先由准直元件20对光线进行准直，之后再进行聚集、弥散，即方向控制元件30和第一弥散元件41也设置在准直元件20的同一侧。本实施例中，方向控制元件30设置在准直元件20 与第一弥散元件41之间；方向控制元件30用于将准直后的光线进行聚集，并将聚集的光线发射至第一弥散元件41。
在上述实施例的基础上，该抬头显示系统可以设有多个准直元件 20，每个准直元件20内设有一个或多个光源10，其中，多个光源10 可按照矩阵式排列为光源点阵，如4个光源10可排列为2×2的点阵；或者，多个光源10也可以排列为线状阵列，如4个光源10可排列为 1×4的阵列。准直元件20能够将其内的光源10发出的光线进行准直；同时，多个准直元件20可以采用紧密堆积的方式排列，以避免部分区域不能形成背光。具体的，如图7a和图7b所示，准直元件20的外形为圆形，且多个准直元件20紧密堆积排列。其中，本实施例中的“准直元件的外形”指的是准直元件20截面的外轮廓形状；图1为该抬头显示系统的一种侧视图，图7a和图7b为沿着俯视方向观察准直元件20排列方式的示意图。
由于光源10一般为点光源，故采用圆形的准直元件20可以最高效地利用光源10所发出的光线，提高光线利用率；但是，在紧密排列圆形的准直元件20时，两个准直元件20之间一定存在缝隙，从而降低了空间利用率。为了均衡光线利用率和空间利用率，准直元件20可以采用完全紧密堆积的方式排列，本实施例中的“完全紧密堆积”指的是紧密堆积后，准直元件20之间可以不存在空隙。当准直元件20 的外形为四边形(如菱形、矩形等)或六边形(优选为正六边形)时，可以实现完全紧密堆积排列。参见图8a和图8b所示，准直元件20的外形为矩形，且多个准直元件20完全紧密堆积排列；图中示出了矩形准直元件20的两种完全紧密堆积方式。或者，参见图9所示，准直元件20的外形为正六边形，且多个准直元件20完全紧密堆积排列。
其中；正六边形排列方式虽然提高了空间利用率，但是也稍微降低了光线利用率。可选的，准直元件20的外形为八边形(优选为正八边形)，且多个准直元件20紧密堆积排列。进一步的，由于八边形不能实现完全紧密堆积，在空隙之间可以再利用小的光源填充。具体的，如图10a和图10b所示，多个准直元件20之间的空隙中额外设置大小与空隙相匹配的子准直元件。其中，子准直元件可以为任意形状，图中以子准直元件也为八边形为例说明。由于八边形比六边形更接近圆形，故光线利用率更高，相比于圆形排列的阵列也具有较高的空间利用率。
在上述实施例的基础上，准直元件20虽然可以将光源10发出的光线进行准直，但在实际情况中并不能实现完美准直，从而导致准直元件20边缘部位的亮度相对较弱；特别的，当多个准直元件20采用紧密堆积方式排列时，准直元件20之间的缝隙处容易形成光线较暗的区域，本实施例中通过间隔设置多个弥散元件来均匀光线亮度。如图11所示，该抬头显示系统还包括第二弥散元件42；第一弥散元件41与第二弥散元件42层叠设置，且第一弥散元件41与第二弥散元件 42之间间隔预设距离。
本实用新型实施例中，第一弥散元件41和第二弥散元件42均可以对光源10发出的光线进行弥散，同时，第一弥散元件41和第二弥散元件42能够均匀被准直元件20准直后的光线，使得液晶面板50的成像亮度比较均匀。其中，第一弥散元件41和第二弥散元件42本质上均为一种弥散元件，该弥散元件具体可以是衍射光学元件 (Diffractive OpticalElements,DOE)，例如光束整形片(Beam Shaper) 等；衍射形成的观察范围200的大小和形状由光束整形片的微观结构所决定。或者，弥散元件可以是散射光学元件，如匀光片、扩散片等。衍射元件的具体结构可参见上述第一弥散元件41的相关描述，此处不做赘述。
本实施例中，该抬头显示系统通过多个间隔设置的弥散元件(包括第一弥散元件41、第二弥散元件42)，在对光线起到弥散作用的同时，还可以均匀光线亮度，保证液晶面板50的成像亮度均匀。
同时，为了保证多个弥散元件均可以起到相应作用，相邻的弥散元件之间间隔有预设距离，该预设距离具体可以为40～50mm。此外，本实施例中的多个弥散元件可以均设置在方向控制元件30的同一侧，如图11所示，第一弥散元件41和第二弥散元件42均设置在方向控制元件30靠近液晶面板50的一侧。或者，在方向控制元件30的厚度不大于该预设距离时，也可以将弥散元件分散设置在方向控制元件 30的两侧，以降低像源1的整体厚度；具体如图12所示，第一弥散元件41与第二弥散元件42分别设置在方向控制元件30的两侧。
在上述实施例的基础上，为了提高方向控制元件30和第一弥散元件41对光线的聚集和弥散效果，本实施例中首先对光源10发出的光线进行准直，即光源10和准直元件20设置在方向控制元件30(或第一弥散元件41)的同一侧；同时，准直元件20的部分或全部设置在光源10与方向控制元件30之间；准直元件20用于将调整后的光线发射至方向控制元件30。
本实施例中，该准直元件20可以包括准直透镜21和/或准直膜，且准直透镜21和/或准直膜设置在光源10与方向控制元件30之间。其中，该准直透镜21包括凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜、或以上几种透镜组合(例如凸透镜与凹透镜的组合，菲涅尔透镜与凹透镜的组合等)中的一种或多种。该准直膜可以是增亮膜(Brightness Enhancement Film，BEF)，用于将光线的出射方向调整至预设角度范围内，例如将光线聚集在准直膜法线的±35°的角度范围内。此外，可以将光源10 设置在准直透镜21的焦点处，即准直透镜21与光源10的位置之间的距离为准直透镜21的焦距，使得光源10发出的不同方向的光线经过该准直透镜21后可以平行射出，具体可参见图13所示。
本实施例中，若准直元件20只包含准直透镜21和/或准直膜，则该准直元件20可以全部位于设置在光源10与方向控制元件30之间。或者，该准直元件20通过反射的方式调整光源10的光线的出射方向；具体的，该准直元件20设有能够反射光源10发出的光线的反光面，通过设置反光面的弧度，可以调整光线的反射角度，从而可以将光源10发出的光线的出射方向约束在预设角度范围内，甚至将光源10的光线调整为平行光。其中，该反光面可采用灯杯结构实现，其具体可以为空心灯杯的内反射面。
如图13所示，该准直元件20包括空心灯杯22。该空心灯杯22 为包括内反光面的中空壳体，且空心灯杯22的开口方向朝向方向控制元件30；光源10设置在空心灯杯22远离开口的端部，利用该空心灯杯22的内反光面调整光源10的光线的出射方向。其中，空心灯杯22的内反光面可以是抛物面形状、自由曲面形状、正三角锥形状、等腰三角锥形状或立方锥形状等。
同时，为了更全面地对光源10发出的光线进行准直，该准直元件 20可以设有反光面，同时还可以设有准直透镜21和/或准直膜。准直透镜21和/或准直膜设置在空心灯杯22的内部，且准直透镜21和/或准直膜的尺寸小于空心灯杯的开口大小；准直透镜21和/或准直膜用于将空心灯杯22内的光源10发出的部分光线进行准直后发射至方向控制元件30。如图13所示，准直元件20的准直透镜21将光源10发出的部分光线(即图13中粗线箭头所示的光线)进行准直，该部分光线的出射角度较小；而光源10发出的出射角度较大的光线(即图13 中细线箭头所示的光线)通过空心灯杯22的内反光面实现准直，从而结合准直透镜21和空心灯杯22可以更加有效地对光源10发出的光线进行准直。
可选的，也可以将准直透镜21和/或准直膜完全覆盖在空心灯杯 22的开口处；此时，空心灯杯22主要起到反射作用，准直透镜21和 /或准直膜主要起到准直作用。准直元件20的一种结构示意图可参见图14所示，光源10所发出的出射角度较大的光线(类似图13中的细线箭头所示的光线)在经过空心灯杯准直后，虽然再次经过准直透镜21后出射方向会发生变化，但是由于光源10的特性(比如光源10 为LED灯)，一般光源10发出的光线的大部分能量集中在一个扇形区域，比如图13中粗线箭头所对应的区域，即光源10发出的大部分光线(比如80％左右)通过准直透镜21进行了准直。基于图14所示的准直元件20也可以实现准直功能，且该准直元件20制作过程简单，方便制作。同时，在存在多个准直元件20时，每个准直元件20的准直透镜21可以进行切割，例如切割为正三角形、正六边形或正四边形，使得准直元件20可以实现紧密排列。
可选的，由于准直元件20的数量较多，为了简化制造工艺，本实施例中的准直元件20可以采用四棱台形状的带内反光面的中空壳体，即准直元件20的为四棱台状，准直元件20的截面形状或开口形状为四边形，具体的，可为平行四边形、矩形、正方形或梯形。该准直元件20具有逐渐变大的开口，且该开口为准直元件20的出光口。如图 15a和图15b所示，光源10设置在准直元件20开口的底端(如图15a 中准直元件20的左侧)，光源10发出的光线经准直元件20内侧的反光面反射后即可从开口(如图15a中准直元件20的右侧)射出。此外，如上所述，准直元件20内也可以设置多个光源10。如图15c所示，多个光源10可按照矩阵式排列为光源点阵，图15c中按照2×3 的点阵排列设有六个光源10；或者，如图15d所示，多个光源10也可以排列为线状阵列，图15d中线状排列有三个光源10。
可选的，参见图16所示，该准直元件20为具有开口的屋脊状灯杯，光源10成排设置在屋脊状灯杯远离开口的端部；通过该屋脊状灯杯可以将一排的光源10发出的光线沿着开口方向均匀出射，从而可以为像源1提供均匀的光线。
或者，本实用新型实施例中，该准直元件20可以包括实心灯杯 23；该实心灯杯23为实心透明部件，实心透明部件的折射率大于1；实心灯杯23的开口方向朝向方向控制元件30；光源10设置在实心灯杯23远离开口的端部，且光源10发出的光线射向实心透明部件的内表面时发生全反射。
本实施例中，实心灯杯23是实心透明部件，实心灯杯23的开口方向指的是实心灯杯23的反光面231的开口方向。参见图17所示，实心灯杯23的反光面231为实心透明部件的内表面，实心透明部件的在远离开口的端部设有空腔232，用于放置光源10，即光源10设置在远离实心灯杯开口的灯杯底部；光源10发出的光线射向实心灯杯 23的反光面231后，由于实心灯杯23的折射率大于1，而实心灯杯 23的外围介质为空气(折射率为1)，光源10发出的光线在到达实心灯杯23的反光面231时，光线从光密介质(即实心灯杯23)射向光疏介质(即实心灯杯23外围的空气)，只要保证光源10发出的光线射向反光面231时的入射角达到预设角度，则可发生全反射；通过设置实心灯杯反光面231的面形即可将光源10斜向射出的光线进行准直。具体的，实心灯杯的反光面231为自由曲面(即不能通过数学方式以一个简单的曲面函数来表示)，或者是复合抛物面(即由多段抛物面组成该反光面)，均可以较好地准直光源10发出的光线。
同时，可以将准直透镜21集成在实心灯杯23上，进一步提高准直效果。参见图17所示，实心透明部件在远离实心灯杯开口的端部设有空腔232，该空腔232靠近实心灯杯开口的一面为凸面233。或者，如图18所示，实心透明部件在靠近实心灯杯开口的端部的中间位置设有开槽234，所述开槽234的底面为凸面235。图17或图18所示的实心灯杯23可以直接作为准直元件20。
本实施例中，空腔232的凸面233或开槽234的凸面235均用于对光源10发出的光线进行准直，即凸面233或凸面235相当于准直透镜21。凸面233或凸面235均设置在实心透明部件的中间位置，且凸面233或凸面235的尺寸小于实心灯杯23的开口大小；凸面233或凸面235用于将实心灯杯23内的光源10发出的部分光线进行准直后发射至方向控制元件30。如图17所示，将凸面233设置在实心灯杯尾端的空腔内，该凸面233即可形成一个凸透镜，对射向该凸面233 的光线进行准直。或者，参见图18所示，实心透明部件的中间位置设有开槽234，且开槽234的底面为凸面235，实心灯杯的凸面235用于将实心灯杯反光面231不能反射的光线进行准直，其他出射角度较大的光线在实心灯杯23内发生全反射后再准直射出实心灯杯23。实心灯杯23的材质为折射率大于1的透明材质，比如高分子透明材质、玻璃等。
可选的，也可以将准直透镜21和/或准直膜完全覆盖在实心灯杯 23的开口处；此时，实心灯杯23主要起到反射作用，准直透镜21和 /或准直膜主要起到准直作用。此时准直元件20的结构可参见图14所示，其工作原理也与上述描述相关内容相同，此处不做赘述。
在上述实施例的基础上，当第一弥散元件41为分离式的弥散元件，准直元件20为对光线准直效果较好的实心灯杯23时，准直后的光线经第一弥散元件41后，光线扩散并分散至多个范围，即光线直接分散至多个区域，每个区域对应一个观察范围200。本实施例中，分离式的第一弥散元件41除了将光线弥散外，还可以将光线分离至不同的观察范围200，其将光线分离至不同观察范围200的过程与方向控制元件30控制光线方向的作用类似，均可以控制光线的方向，即弥散元件也可起到方向控制的作用，并可将光线出射至不同方向所对应的观察范围200。
在上述实施例的基础上，参见图19所示，该抬头显示系统还包括偏振控制元件70；液晶面板50包括第一偏振片51、液晶层52和第二偏振片53。
其中，第一偏振片51和第二偏振片53分别设置在液晶层52的两侧，且第一偏振片51设置在液晶层52与光源10之间；第一偏振片51用于透过第一线偏振光线，第二偏振片53用于透过与第一线偏振光线的偏振方向垂直的第二线偏振光线；偏振控制元件70设置在光源10与第一偏振片51之间，偏振控制元件70用于透过第一线偏振光线，并反射或吸收第二线偏振光线。
本实用新型实施例中，液晶面板50的液晶层52的上下两侧分别设有偏振状态垂直的偏振片，即第一偏振片51和第二偏振片53；第一线偏振光线能够透过第一偏振片51，第二线偏振光线能够透过第二偏振片52，且第一线偏振光线的偏振方向与第二线偏振光线的偏振方向垂直。由于光源10发出的光线一般为非偏振光，也即约50％的光能被液晶层与光源10之间的第一偏振片51所吸收，而偏振片一般会贴附在液晶层52的表面，使得这部分光能会导致第一偏振片51和液晶层52发热，影响液晶面板50的使用寿命。
本实用新型实施例中，在光源10与第一偏振片51之间设置偏振控制元件70，该偏振控制元件70能够透过第一线偏振光线，并反射或吸收第二线偏振光线，使得到达第一偏振片51的光线只有第一线偏振光线，从而避免第一偏振片51吸收第二线偏振光线，避免液晶面板50吸热，从而可以延长液晶面板50的使用寿命。其中，光源10发出的光线中的第二线偏振光线可以被该偏振控制元件70吸收，只需要保证该偏振控制元件70与液晶面板50间隔一段距离即可；此外，若该偏振控制元件70能够反射第二线偏振光线，该被反射的第二线偏振光线可以再经过其他部件(如准直元件20的反光面等)的反射作用再次被反射至偏振控制元件70，且其中的部分光线能够转换为第一线偏振光线，从而使得有更多的光线可以用于液晶面板50成像，进而提高光线利用率。
可选的，该偏振控制元件70为反射式偏振反射膜，具体可为DBEF (双层增亮薄膜，Dual Brightness Enhancement Film)、BEF、具有偏振与入射角度选择透过性的光子晶体等，且在偏振控制元件70能够反射第二线偏振光线时，该偏振控制元件70可以贴附于液晶面板50 的外表面。
在上述实施例的基础上，参见图20所示，该抬头显示系统还包括：光线阻隔层80；该光线阻隔层80设置在液晶面板50远离光源10 的一侧，光线阻隔层80用于限制液晶面板50的出射光线的出射角度。
本实用新型实施例中，光线阻隔层80包括多个设有预设高度的光线阻隔栅栏，通过多个凸起的光线阻隔栅栏形成栅栏阵列，来物理阻挡光线在某些方向的传播。通过设计光线阻隔栅栏的高度和宽度，可以限制观察者可看到光线的角度。如图20所示，通过光线阻隔层 80，将光线限制在可视角度α内，从而形成了可观察区域；即人眼eye- 1位于可观察区域内，此时可以看到光源10发出的光线，但是人眼 eye-2位于可观察区域之外，使得人眼eye-2并不能看到光源10发出的光线，使得人眼eye-2并不能观察到液晶面板50的成像。
本实施例中，光线阻隔层80可以是一层栅栏阵列，该栅栏阵列可以是水平方向，或是垂直方向，或是任意角度，这样只有与栅栏平行的方向的光才可以透过。光线阻隔层80的可视角度可以是48度、60 度、75度，或是其他所需的任意角度。此外，光线阻隔层80可以是两层栅栏阵列正交堆叠，或是两层栅栏成一定角度错开的堆叠。每一层的栅栏阵列可以是水平方向，或是垂直方向，或是任意角度。可视角度可以是48度，60度，75度，或是其他所需的任意角度。具体的，该光线阻隔层80可以为防窥光栅。
本实用新型实施例中，在液晶面板50的外表面增设光线阻隔层 80，可以限制光线出射的角度，实现某些特殊的目的；例如，将没有该光线阻隔层80的像源1设置在车辆的控制台表面，这样驾驶员可能会同时看到液晶面板50的图像和挡风玻璃反射后的图像，影响驾驶员驾驶车辆。而该光线阻隔层80可以使光线只朝向挡风玻璃的方向出射，从驾驶员的角度无法看到液晶面板50本身的图像，从而可以避免液晶面板50本身的图像影响驾驶。
可选的，参见图21所示，该抬头显示系统还包括光线散射层90；光线散射层90设置在光线阻隔层80远离液晶面板50的一侧，光线散射层90用于散射外部环境光线。本实用新型实施例中，在光线阻隔层80的外侧设置一层光线散射层90，可以散射外部的环境光线，例如太阳光等，从而可以防止外部太阳光照射在光线阻隔层80表面引起的眩光。具体的，光线散射层90和光线阻隔层80可一体成型，如磨砂式防窥光栅。
此外需要说明的是，在上述所有的本实施例中，为了方便描述抬头显示系统的结构，或者方便描述光线的传播情况或方向，在各个元件之间均间隔了一段距离，比如图1中的光线控制元件30与第一弥散元件41之间有一段间隔，但其并不用于限定二者之间必须存在间隔，即光线控制元件30与第一弥散元件41可以贴在一起设置，或者二者之间的间隔很小。其他相邻的两个元件之间的设置方式也是如此，除非特别说明两个元件之间需要间隔一定的距离，例如上述的第一弥散元件41与第二弥散元件42之间需要设有间隔。此外，上述实施例中的附图仅为示意性的结构图，只是示意性示出了各个元件的尺寸大小，其并不代表真实的尺寸比例。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换的技术方案，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (21)

1.一种抬头显示系统，其特征在于，包括：光源、准直元件、方向控制元件、第一弥散元件、液晶面板和半透半反的反射成像装置；所述方向控制元件、所述第一弥散元件和所述液晶面板以层叠的方式设置在所述光源的同一侧；
所述准直元件用于将所述光源发出的光线的出射方向调整至预设角度范围内；
所述方向控制元件用于将所述光源发出的光线聚集至用于观看成像的预设位置；所述第一弥散元件用于将所述光源发出的光线弥散；
所述液晶面板用于将所述光源发出的光线转为成像光线，并将所述成像光线入射至所述反射成像装置；
所述反射成像装置用于将所述成像光线反射至所述预设位置。
2.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述准直元件的部分或全部设置在所述光源与所述方向控制元件之间；
所述准直元件用于将调整后的光线发射至所述方向控制元件。
3.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述准直元件用于将所述光源发出的光线调整为平行光。
4.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述准直元件包括准直透镜和/或准直膜，且所述准直透镜和/或所述准直膜设置在所述光源与所述方向控制元件之间；
所述准直透镜包括凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜、或以上几种透镜组合中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的抬头显示系统，其特征在于，所述准直元件包括准直透镜时，所述准直透镜与所述光源的位置之间的距离为所述准直透镜的焦距。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的抬头显示系统，其特征在于，所述准直元件包括空心灯杯；
所述空心灯杯为包括内反光面的中空壳体，且所述空心灯杯的开口方向朝向所述方向控制元件；所述光源设置在所述空心灯杯远离开口的端部。
7.根据权利要求6所述的抬头显示系统，其特征在于，在所述准直元件包括准直透镜和/或准直膜时，所述准直透镜和/或所述准直膜设置在所述空心灯杯的内部，且所述准直透镜和/或所述准直膜的尺寸小于所述空心灯杯的开口大小；所述准直透镜和/或所述准直膜用于将所述空心灯杯内的所述光源发出的部分光线进行准直后发射至所述方向控制元件。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的抬头显示系统，其特征在于，所述准直元件包括实心灯杯；
所述实心灯杯为实心透明部件，所述实心透明部件的折射率大于1；所述实心灯杯的开口方向朝向所述方向控制元件；
所述光源设置在所述实心灯杯远离开口的端部，且所述光源发出的光线射向所述实心透明部件的内表面时发生全反射。
9.根据权利要求8所述的抬头显示系统，其特征在于，
所述实心灯杯在远离实心灯杯开口的端部设有空腔，所述空腔靠近所述实心灯杯开口的一面为凸面；或
所述实心灯杯在靠近实心灯杯开口的端部的中间位置设有开槽，所述开槽的底面为凸面。
10.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述方向控制元件设置在所述准直元件与所述第一弥散元件之间；
所述方向控制元件用于将聚集的光线发射至所述第一弥散元件。
11.根据权利要求10所述的抬头显示系统，其特征在于，所述方向控制元件包括凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜、或以上几种透镜组合中的一项或多项。
12.根据权利要求11所述的抬头显示系统，其特征在于，所述方向控制元件与镜像位置之间的距离为所述方向控制元件的焦距；所述镜像位置为所述预设位置经所述反射成像装置所形成的虚像的所在位置。
13.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，所述第一弥散元件设置在所述光源与所述液晶面板之间；
所述第一弥散元件用于将所述方向控制元件聚集的光线弥散。
14.根据权利要求13所述的抬头显示系统，其特征在于，还包括第二弥散元件；
所述第一弥散元件与所述第二弥散元件层叠设置，且所述第一弥散元件与所述第二弥散元件之间间隔预设距离。
15.根据权利要求14所述的抬头显示系统，其特征在于，
所述第一弥散元件与所述第二弥散元件分别设置在所述方向控制元件的两侧；
或者，所述第一弥散元件和所述第二弥散元件均设置在所述方向控制元件靠近所述液晶面板的一侧。
16.根据权利要求14所述的抬头显示系统，其特征在于，所述预设距离为40～50mm。
17.根据权利要求1、13-16任意一项所述的抬头显示系统，其特征在于，弥散元件为衍射光学元件或散射光学元件。
18.根据权利要求17所述的抬头显示系统，其特征在于，所述衍射光学元件将经过其的光线弥散形成一个或多个具有预设截面形状的观察范围，所述截面形状为圆形、椭圆形、正方形或长方形。
19.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，还包括偏振控制元件；所述液晶面板包括第一偏振片、液晶层和第二偏振片；
所述第一偏振片和所述第二偏振片分别设置在所述液晶层的两侧，且所述第一偏振片设置在所述液晶层与所述光源之间；所述第一偏振片用于透过第一线偏振光线，所述第二偏振片用于透过与所述第一线偏振光线的偏振方向垂直的第二线偏振光线；
所述偏振控制元件设置在所述光源与所述第一偏振片之间，所述偏振控制元件用于透过所述第一线偏振光线，并反射或吸收所述第二线偏振光线。
20.根据权利要求1所述的抬头显示系统，其特征在于，还包括：光线阻隔层；
所述光线阻隔层设置在所述液晶面板远离所述光源的一侧，所述光线阻隔层用于限制所述液晶面板的出射光线的出射角度。
21.根据权利要求20所述的抬头显示系统，其特征在于，还包括光线散射层；
所述光线散射层设置在所述光线阻隔层远离所述液晶面板的一侧，所述光线散射层用于散射外部环境光线。
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