CN216817084U - 显示系统及包含其的交通工具 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种显示系统及包含其的交通工具，显示系统包括图像源及成像装置，图像源包括导光装置及图像生成装置，导光装置包括光耦出部，光耦出部将导光装置中的光线耦出，图像生成装置将光耦出部耦出的光线转化为在可见光波段内包括至少一个谱带的图像光线；成像装置包括透明基材及选择性透反元件，选择性透反元件对至少部分图像光线的反射率大于对图像光线以外的可见光波段光线的反射率，和/或，对至少部分图像光线的透射率小于对图像光线以外的可见光波段光线的透射率。本申请实施例提供的方案中，显示系统成像清晰且不影响对外界环境的观察，结构紧凑、易于实施。

Description

显示系统及包含其的交通工具

技术领域

本申请具体涉及一种显示系统及包含其的交通工具。

背景技术

HUD(head up display)是通过反射式的光学设计，将图像源发出的光线最终投射到成像窗(成像板、挡风玻璃等)上，驾驶员无需低头就可以直接看到画面，避免驾驶员在驾驶过程中低头看仪表盘所导致的分心，提高驾驶安全系数，同时也能带来更好的驾驶体验。

实用新型内容

本申请至少一实施例提供一种显示系统，包括：图像源，被配置为发出在可见光波段内包括至少一个谱带的图像光线，其中，所述图像源包括导光装置及图像生成装置，所述导光装置包括光耦出部，所述光耦出部被配置为将所述导光装置中的光线耦出，所述图像生成装置被配置为将所述光耦出部耦出的光线转化为所述图像光线；成像装置，被配置为对所述图像光线进行反射，其中，所述成像装置包括透明基材及设置在所述透明基材至少一个表面的选择性透反元件，所述选择性透反元件被配置为对至少部分图像光线的反射率大于对所述图像光线以外的可见光波段光线的反射率，和/或，对至少部分图像光线的透射率小于对所述图像光线以外的可见光波段光线的透射率。

本申请至少一实施例提供一种交通工具，包括任一实施例提供的显示系统。

例如，所述图像源还包括光源装置，所述光源装置被配置为发出在可见光波段内包括至少一个谱带的光线，且所述在可见光波段内包括至少一个谱带的光线传播至所述导光装置；所述至少一个谱带的光线包括一个谱带的光线或多个谱带的光线，所述光源装置包括时序发光光源或者非时序发光光源。

例如，所述光源装置包括至少一个光源；所述至少一个光源包括沿第一方向延伸的一个光源或者包括沿所述第一方向依次排列的多个光源，所述第一方向相对于所述成像装置的下沿的延伸方向倾斜或垂直；或者，所述至少一个光源包括沿第二方向延伸的一个光源或者包括沿所述第二方向依次排列的多个光源，所述第二方向与所述第一方向均位于同一平面且不平行。

例如，沿所述导光装置的出光方向，所述至少一个光源与所述导光装置不重叠。

例如，所述图像光线包括具有第一偏振特性的至少一个谱带的光线；所述选择性透反元件还被配置为，对所述至少部分图像光线中具有第一偏振特性的光线中的部分谱带或每个谱带光线的反射率大于图像光线以外的可见光波段光线以及第二偏振特性的至少一个谱带的光线的反射率，和/或，对所述至少部分图像光线中具有第一偏振特性的光线中的部分谱带或每个谱带光线的透射率小于图像光线以外的可见光波段光线以及第二偏振特性的至少一个谱带的光线的透射率；其中，所述第一偏振特性与第二偏振特性不同。

例如，所述导光装置耦出的光线包括具有第二偏振特性的至少一个谱带的光线；所述导光装置耦出的光线经所述图像生成装置后转化为所述包括具有第一偏振特性的至少一个谱带的光线的图像光线。

例如，所述光耦出部包括多个透反元件，光线经至少部分所述透反元件的反射和透射中的一者在所述导光装置中传播，且经所述透反元件的反射和透射中的另一者从所述导光装置出射，其中，沿所述光线的传播方向，所述多个透反元件的反射率逐渐增加；所述透反元件被配置为对所述具有第二偏振特性的至少一个谱带的光线的反射率大于其对所述具有第一偏振特性的至少一个谱带的光线的反射率，和/或，所述透反元件被配置为对所述具有第二偏振特性的至少一个谱带的光线的透射率小于其对所述具有第一偏振特性的至少一个谱带的光线的透射率。

例如，所述第一偏振特性包括垂直线偏振特性，所述第二偏振特性包括水平线偏振特性。

例如，所述图像源还包括：在光线入射至所述图像生成装置之前对所述光线进行转化处理的光转化部，所述光转化部包括分光元件及转换元件；所述分光元件被配置为将入射的光线分为彼此光学特性不同的第一部分光和第二部分光；所述转换元件被配置为将所述第一部分光及第二部分光中的一者的光学特性转为另一者的光学特性。

例如，所述光转化部还包括：反射元件；所述反射元件被配置为将所述第一部分光及第二部分光中的一者反射向所述导光装置。

例如，所述分光元件包括偏振分光元件，所述偏振分光元件被配置为将入射的光线分为彼此偏振特性不同的第一偏振光和第二偏振光；所述转换元件包括偏振转换元件，所述偏振转换元件被配置为将所述第一偏振光和第二偏振光中的一者的偏振特性转为另一者的偏振特性。

例如，所述图像源还包括：在光线入射至所述图像生成装置之前对所述光线进行匀化处理的匀光部，所述匀光部在所述导光装置的出光方向上与所述导光装置交叠或者在与所述导光装置的出光方向相垂直的方向上与所述导光装置并排设置；其中，所述匀光部至少包括相对的第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和所述第二反射面被配置为对入射至所述匀光部的光线进行至少一次反射以对所述光线进行匀化处理；经过所述匀光部处理的光线经所述光转化部处理后传输至所述导光装置；或者，经过所述光转化部处理的光线经所述匀光部处理后传输至所述导光装置。

例如，入射至所述匀光部的光线具有预设发散角；其中，所述第一反射面和所述第二反射面之间的在所述匀光部的入光侧、出光侧和位于所述入光侧和出光侧之间的侧方中的至少之一的夹角不大于所述预设发散角。

例如，所述图像源还包括：在光线入射至所述图像生成装置之前对所述光线进行匀化处理的匀光部，所述匀光部在所述导光装置的出光方向上与所述导光装置交叠或者在与所述导光装置的出光方向相垂直的方向上与所述导光装置并排设置；所述匀光部至少包括相对的第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和所述第二反射面被配置为对入射至所述匀光部的光线进行至少一次反射以对所述光线进行匀化处理，入射至所述匀光部的光线具有预设发散角；其中，所述第一反射面和所述第二反射面之间的在所述匀光部的入光侧、出光侧和位于所述入光侧和出光侧之间的侧方中的至少之一的夹角不大于所述预设发散角。

例如，所述图像光线在可见光波段内包括至少三个谱带，所述谱带的半峰宽都不大于60nm。

例如，所述至少三个谱带的峰值位置分别位于410nm～480nm、500nm～570nm及590nm～690nm区间范围内。

例如，所述至少一个光源包括第一颜色光源、第二颜色光源和第三颜色光源，所述第一颜色光源、所述第二颜色光源和所述第三颜色光源被配置为按照预设时序发光或者被配置为同时发光。

例如，所述图像生成装置包括液晶显示面板。

例如，所述光耦出部包括多个透反元件，光线在所述导光装置中经所述透反元件的反射和透射中的一者传播，且经所述透反元件的反射和透射中的另一者出射，其中，沿所述光线的传播方向，所述多个透反元件的反射率逐渐增加；或者，所述光耦出部包括至少一个光栅，所述光栅被配置为将传播至所述光栅的光线的一部分耦出所述导光装置。

例如，还包括：聚光装置，被配置为将所述导光装置出射的光线聚集至预设区域。

例如，还包括：至少一个光扩散装置，被配置为将所述图像光线和所述导光装置的耦出光线的至少之一扩散至覆盖所述预设区域。

为使本申请的上述目的、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

图1显示了本申请至少一个实施例提供的显示系统的示意图一；

图2a显示了本申请至少一个实施例提供的显示系统的示意图二；

图2b显示了本申请至少一个实施例提供的显示系统的示意图三；

图3a显示了本申请至少一个实施例提供的显示系统的光源装置的示意图一；

图3b显示了本申请至少一个实施例提供的显示系统的光源装置的示意图二；

图3c显示了本申请至少一个实施例提供的显示系统的光源装置的示意图三；

图4a显示了本申请至少一个实施例提供的光源沿第一方向排布的示意图一；

图4b显示了本申请至少一个实施例提供的光源沿第一方向排布的示意图二；

图5a显示了本申请至少一个实施例提供的光源沿第二方向排布的示意图一；

图5b显示了本申请至少一个实施例提供的光源沿第二方向排布的示意图二；

图6a显示了本申请至少一个实施例提供的显示系统的导光装置的示意图一；

图6b显示了本申请至少一个实施例提供的显示系统的导光装置的示意图二；

图7显示了本申请至少一个实施例提供的显示系统的示意图四；

图8显示了本申请至少一个实施例提供的导光装置和图像生成装置的示意图；

图9显示了本申请至少一个实施例提供的显示系统的光转化部的示意图一；

图10a显示了本申请至少一个实施例提供的显示系统的光转化部的示意图二；

图10b显示了本申请至少一个实施例提供的显示系统的光转化部的示意图三；

图10c显示了本申请至少一个实施例提供的显示系统的光转化部的示意图四；

图10d显示了本申请至少一个实施例提供的显示系统的光转化部的示意图五；

图11显示了本申请至少一个实施例提供的匀光部的示意图一；

图12显示了本申请至少一个实施例提供的导光装置和匀光部的示意图一；

图13a显示了本申请至少一个实施例提供的导光装置和匀光部的示意图二；

图13b显示了本申请至少一个实施例提供的导光装置和匀光部的示意图三；

图14a显示了本申请至少一个实施例提供的光转化部和匀光部的示意图一；

图14b显示了本申请至少一个实施例提供的光转化部和匀光部的示意图二；

图15a显示了本申请至少一个实施例提供的匀光部的示意图二；

图15b显示了本申请至少一个实施例提供的匀光部的示意图三；

图16显示了本申请至少一个实施例提供的显示系统的示意图五。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例作更进一步的说明。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，遂图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

需要说明的是，为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本申请的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本申请的方案。但是很明显，本申请的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本申请的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。“第一”、“第二”等仅用于对特征的指代，而并不意图对该特征进行任何限制、例如顺序上的限制。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个；多个可以理解为是两个或两个以上。

下面结合附图及具体实施例对本申请实施例提供的显示系统以及交通工具进行描述，需要说明的是，相同部件可以采用相同的设置方式，本申请所有实施例均适用于显示系统及交通工具等多个保护主题，相同或类似的内容在每个保护主题中不再重复，可参考其他保护主题对应的实施例中的描述。

本申请的发明人在研究中发现，抬头显示系统(HUD)将图像投射到车辆挡风窗等成像窗上时，成像窗需要具有较高的反射率，以提高反射成像的亮度；并且，成像窗还需要具有较高的透射率，使得用户可以清晰的观看到车外环境。然而，反射率和透射率一般是此消彼长的关系，现有技术中的成像窗往往难以兼顾；现有技术中有通过提高 HUD的图像源的显示亮度已提升HUD反射成像亮度的技术方案，然而通过提高HUD 的图像源的功率来提高成像亮度的方式会引起图像源的功耗高、发热量大及散热困难等问题；而且，受限于HUD的使用环境，缩减占用空间也是非常重要的设计考量。目前 HUD的图像源如液晶显示器，通常具有厚度较大的背光源，不利于HUD体积的缩减，也限制了HUD的进一步推广应用。

本申请至少一实施例提供一种显示系统及包含其的交通工具，显示系统包括：图像源，被配置为发出在可见光波段内包括至少一个谱带的图像光线。图像源包括导光装置及图像生成装置，导光装置包括光耦出部，光耦出部被配置为将导光装置中的光线耦出，图像生成装置被配置为将光耦出部耦出的光线转化为图像光线。成像装置，被配置为对图像光线进行反射，成像装置包括透明基材及设置在透明基材至少一个表面的选择性透反元件，选择性透反元件被配置为对至少部分图像光线的反射率大于对图像光线以外的可见光波段光线的反射率，和/或，对至少部分图像光线的透射率小于对图像光线以外的可见光波段光线的透射率。

图1为本申请至少一实施例提供的显示系统的结构示意图，例如可以是局部截面结构示意图。参见图1所示，图像源10包括导光装置11及图像生成装置12，导光装置 11包括光耦出部111，光耦出部111被配置为将导光装置11中的光线耦出，图1中以光耦出部111包括多个透反元件1111为例进行说明，例如，光耦出部111通过透射、反射、衍射及折射作用中的至少一种，将在导光装置11中传播的光线耦出，例如，导光装置 11耦出的光线可以直接射向图像生成装置12，如图1所示；或者，导光装置11耦出的光线还可以再经过其他元件后传播至图像生成装置12。图像生成装置12将入射至其的光线转化为图像光线Ls，图像光线Ls传播至成像装置20并发生反射。例如，成像装置 20将图像光线Ls反射至预设区域A(例如，预设区域A可以是后文提到的眼盒区域)，眼睛位于预设区域A的用户就可以看到图像光线Ls经成像装置20反射所成的虚像V。

例如，导光装置11可以是波导装置(光线在装置中以全反射路径传播，如图1所示)；也可以是导光板，例如光线在装置中整体沿直线方向行进；例如，导光装置11可以是板状结构，也可以是脊型结构或条形结构；在本申请至少一个示例中，导光装置11 为板状结构，板状结构的导光装置11可以耦出较为均匀的面光源，面光源更适于为图像生成装置12提供背光。通过设置导光装置11，光线在较轻薄的导光装置11中传播并耦出，相对于现有技术中采用的光隧等厚度较大的装置，可以减小图像源10的厚度，进而减小显示系统的体积，提升显示系统的使用体验。

例如，导光装置11耦出的光线可以是准直光线；例如，准直光线是平行或近乎平行的光线，一般具有不大于30°的发散角；例如，准直光线的一致性较好，经图像生成装置12转化为图像光线的转化率较高，可以提高光线利用率。例如，准直光线垂直于导光装置11的出光区(例如上出光面)；例如，准直光线与导光装置11的出光区的法线之间有不大于80°的夹角。

例如，图像生成装置12可以为反射式成像装置或者透射式成像装置，通过反射或透射光线以形成图像光线Ls；例如，图像生成装置12包括液晶显示面板，可以是透射式液晶显示面板或者反射式液晶显示面板。例如，液晶显示面板可以包括阵列基板、对置基板、位于阵列基板和对置基板之间的液晶层以及封装液晶层的封框胶。例如，液晶显示面板还包括设置在阵列基板远离对置基板的一侧的第一偏振层和设置在对置基板远离阵列基板的一侧的第二偏振层。例如，导光装置11被配置为向液晶显示面板提供背光，背光通过液晶显示面板后转变为图像光线Ls。

例如，图像源10发出在可见光波段内包括至少一个谱带的图像光线Ls，图像光线Ls在可见光波段内可以包括一个或多个谱带，也可以认为图像光线Ls在可见光波段内包括一个或多个发射峰。例如，图像光线Ls在可见光波段内包括一个谱带，可以认为图像光线Ls为单色光线，可以形成单色图像；又例如，图像光线Ls在可见光波段内包括多个谱带，例如三个谱带，可以认为图像光线Ls为彩色光线，可以形成彩色图像。

例如，成像装置20包括透明基材21及设置在透明基材21至少一个表面的选择性透反元件22；例如，参见图1所示，选择性透反元件22可以设置在透明基材21靠近图像源10一侧的表面；或者，选择性透反元件22也可以设置在透明基材21远离图像源 10一侧的表面，再或者，可以均设置在透明基材21的两侧表面。例如，选择性透反元件22可以覆盖透明基材21的部分表面，如图1所示；或者，也可以覆满透明基材21 的全部表面。应当理解，选择性透反元件22可以与透明基材21之间保持一定距离，也可以通过镀设、贴覆或喷涂等方式与透明基材21紧密贴合；本申请实施例附图中，以选择性透反元件22贴合设置在透明基材21靠近图像源10一侧表面为例进行说明，但不应构成对本申请的限制。例如，透明基材21可以是多层玻璃，例如可以是双层夹角玻璃，选择性透反元件22可以设置在内部的表面或外部表面。

例如，选择性透反元件22可以是光学膜，例如光学膜可以由多层具有不同折射率的膜层按照一定的堆叠顺序组合而成，每个膜层的厚度约在10～1000nm之间；例如，膜层的材料可以选用无机电介质材料，如金属氧化物、无机氟化物、金属氮氧化物和金属氮化物中的至少一种；也可以选用高分子材料，例如聚丙烯、聚氯乙烯及聚乙烯中的至少一种。

例如，透明基材21可以选取如聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃及石英等透明材料中的至少一种，也可以是具有既透明又可变色的特性的特殊材料，如变色玻璃，在强光环境下透明基材21可以变色以降低环境光强度。

例如，选择性透反元件22被配置为对至少部分图像光线Ls的反射率大于对图像光线Ls以外的可见光波段光线Le的反射率，和/或，对至少部分图像光线Ls的透射率小于对图像光线Ls以外的可见光波段光线Le的透射率。例如，外界光线包括紫外、可见光和红外等全波段光线，例如可以是阳光，或者外界景物如车辆和建筑物发出/反射的光线。对用户而言，可被用户识别的光线一般为可见光波段的光线，因此用外界光线中的可见光波段光线Le示意外界光线。光线Le传播至成像装置20时，光线Le中与图像光线Ls的谱带重合部分的光线会被选择性透反元件22反射，其余部分则会透过，例如本申请实施例及附图中以光线La指代图像光线Ls以外的可见光波段光线。例如，至少部分图像光线可以认为是几乎全部的图像光线Ls，或者部分图像光线Ls，如60％、70％、80％或者90％比例的图像光线Ls。

例如，选择性透反元件22对至少部分图像光线Ls的反射率，为20％～99％；例如，可以是60％、70％、80％或90％，甚至大于95％；选择性透反元件22对光线La的透射率，为20％～99％；例如，可以是60％、70％、80％或90％，甚至大于95％。例如，选择性透反元件22对光线Ls的反射率为60％，且对光线La的反射率为40％；和/或，选择性透反元件22对光线Ls的透射率为30％，且对光线La的透射率为70％。

例如，选择性透反元件22可以是对图像光线Ls中至少一个谱带的反射率的平均值为20％～99％，也可以认为是对图像光线Ls中至少一个谱带中每个谱带的反射率均为20％～99％；例如，选择性透反元件22对可见光波段内图像光线以外的光线La的透射率为20％～99％，可以是对光线La所在波段的反射率的平均值为20％～99％，也可以认为是对光线La部分波段的透射率均为20％～99％。

本申请至少一实施例中通过设置与图像源10发出的图像光线Ls的光学特性匹配的选择性透反元件22，将图像光线Ls尽可能多地反射，以提高反射所成的虚像V的亮度；并且，将外界环境光线尽可能多地透射，使得用户可以清晰地看到外界环境，实现了“高反高透”的效果，也降低了对图像源的功耗要求；并且，采用导光装置11为图像源10 提供光线，减小了图像源10的厚度，提升了显示系统的实用性与使用体验。

本申请至少一实施例中，图像光线Ls在可见光波段内包括至少三个谱带，谱带的半峰宽都不大于60nm。例如，谱带的半峰宽不大于50nm、30nm、15nm或者5nm。例如，三个谱带分别对应可见光波段中的蓝光波段、绿光波段及红光波段。例如，至少三个谱带的峰值位置分别位于410nm～480nm、500nm～570nm及590nm～690nm区间范围内。例如，以图像光线包括的三个谱带分别对应可见光波段中的蓝光波段、绿光波段及红光波段，且谱带半峰宽为20nm；选择性透反元件22对图像光线Ls的反射率为70％、对光线La的透射率为70％为例，对本申请任一实施例提供的显示系统进行解释说明。例如，可见光波段一般位于300nm～700nm，因此可以近似认为可见光波段整体的半峰宽为400nm；对于上述举例而言，上述包括RGB三个谱带的图像光线，其占可见光波段整体光强的比例为：20*3/400＝15％，也就是说，光线La所占的光强比例为1-15％＝85％。基于上述计算过程，显示系统对图像源10发出光线的反射率为70％；并且，对外界光线的透射率为：85％*70％＝59.5％。可以看出，显示系统提升了光线利用率及对外界环境的观察效果，达到了高反高透的技术效果。

在本申请至少一实施例中，参见图2a及图2b所示，图像源10还包括光源装置13，光源装置13被配置为发出在可见光波段内包括至少一个谱带的光线，且在可见光波段内包括至少一个谱带的光线传播至导光装置11。基于上述任一实施例，光源装置13发出的光线的谱带特性与选择性透反元件22至少部分重合，光源装置13发出的光线可以形成图像光线Ls，图像光线Ls可以与成像装置20的特性匹配，显示系统可以实现高反高透的技术效果，此处不再赘述。

例如，至少一个谱带的光线包括一个谱带的光线，例如光源装置13发出的光线具有550nm-600nm的波长谱带；或者，例如，至少一个谱带的光线包括多个谱带的光线，例如光源装置13发出的光线包括三个谱带(如对应红光、绿光和蓝光的三个谱带)。例如，一个谱带的光线可以形成单色图像光线，多个谱带的光线可以形成多色图像光线。

在一些实施方式中，光源装置13发出的光线除上述在可见光范围内具有至少一个谱带的光线外，还可以具有可见光波段内其他光线，例如与光线La所在波段接近或重合的光线；例如，光源装置13发出的光线可以在可见光范围内均有分布的波段。例如，光源装置13可以包括至少一个利用蓝光激发荧光粉的白光LED，其发射光谱几乎包括整个可见光波段，光线经过图像生成装置12后会转化为图像光线Ls，例如光线经过液晶显示面板中的滤色片后会转化为具有至少一个谱带的图像光线Ls。

例如，光源装置13包括非时序发光光源，可以认为在不同时刻光源装置13发出的光线相同或者差别很小。例如，光源装置13在点亮后发出光线可以一直包括上述在可见光范围内具有至少一个谱带的光线。

例如，光源装置13包括时序发光光源，光源装置13以时序方式交替发出不同颜色的光线，例如对应上述至少一个谱带中的不同谱带的光线；例如，光源装置13以时序方式交替发出红光、绿光和蓝光，可以认为在不同时刻光源装置13发出的光线不同；例如，光源装置13以时序方式发出的红光、绿光和蓝光依次交替通过图像生成装置12 (例如液晶显示面板)，形成蓝色、绿色和红色的单色图像，因其刷新频率很快(例如超过人眼分辨极限24Hz)，通过人眼的视觉暂留作用，感官上形成彩色图像。本实施方式中液晶显示面板无需设置滤色片，可以减少或避免光线被滤色片吸收造成的浪费，可以大幅提升光线利用率。例如，光源装置13可以设置在导光装置11的侧面，以侧入光的方式将光线导入导光装置11，图像源10的厚度更小，体积更加轻薄；或者，光源装置13也可以设置在导光装置11的底部，以直下式的方式将光线导入导光装置11，图像源10在垂直于出光方向上所占空间更小。为方便解释说明，本申请实施例及附图中以光源装置13设置在导光装置11的侧面为例进行解释说明。

例如，图2a及图2b分别示出了两种不同实施方式下显示系统的局部截面结构示意图。例如，当显示系统应用于抬头显示系统时，光源装置13至少可以设置在导光装置 11在如图中x方向上的一侧，例如可以是远离用户的一侧(例如，用户观察角度下是导光装置11靠近挡风窗的一侧)，如图2a所示；或者，光源装置13至少可以设置在导光装置11在如图中y方向上的一侧，例如靠近副驾驶位置的一侧(例如，用户为司机时，观察角度下是导光装置11靠近或靠近副驾位置的一侧)，如图2b所示；例如，可以根据不同的使用环境将光源装置13设置在不同的位置，本申请实施例对此不做限定。

在本申请至少一实施例中，参见图3a、图3b及图3c所示，光源装置13包括至少一个光源131，例如，光源131可以为点光源、线光源或面光源。例如，图3a及图3b 示出了光源装置包括一个光源131的示意图。如图3a所示，光源131可以为灯带或灯条等线光源，光线进入导光装置11后再经光耦出部111耦出后转化为面光源，可以为图像生成装置12提供均匀的面状背光。或者，如图3b所示，光源131可以为单点光源 (例如LED光源或者激光光源)，需要将光源131通过扩束元件进行扩展(例如沿图3b 中的x方向扩展)，扩束元件可以是光栅、透反膜及散射网点中的至少一种。图3b以一个光源131设置在左下角为例，可以先将光源131发出的光线沿x方向扩展为线光源，线光源再经光耦出部111耦出转为面光源。例如，图3a、图3b及图3c可以认为是图 2b所示实施例中，图像源10不同实施方式的局部截面结构俯视图。

例如，上述至少一个光源131可以为电致发光元件，电致发光元件通过电场激发产生光线，包括但不限于包括但不限于发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)、迷你发光二极管(Mini LED)、微发光二极管(Micro LED)、冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)、LED 冷光源(Cold LED Light，CLL)、电激发光(Electro Luminescent，EL)、电子发射(Field EmissionDisplay，FED)或量子点光源(Quantum Dot，QD)等。

例如，至少一个光源131包括第一颜色光源、第二颜色光源和第三颜色光源，第一颜色光源、第二颜色光源和第三颜色光源被配置为按照预设时序发光或者被配置为同时发光。例如，第一颜色、第二颜色和第三颜色可以对应可见光波段内的任意色光；例如，第一颜色、第二颜色和第三颜色可以是RGB三色光；例如，上述至少一个光源131可以为发出不同波长光线的单色光源，使得光源装置13整体发出在可见光范围内具有至少一个谱带的光线；例如，多个光源131发出的输入光可以包括分别在在630nm±10nm (红光)、540nm±10nm(绿光)，450nm±10nm(蓝光)这三个波段，例如可以是单色发光二极管(LED)光源，包括但不限于红光LED、绿光LED、蓝光LED、绿光LED，如发出红光谱带的砷化镓二极管、发出绿光谱带的磷化镓二极管，发出黄光谱带的碳化硅二极管和发出蓝光的氮化镓二极管。或者，至少一个光源131可以发出复合光线，例如至少一个光源131也可为发出包括RGB谱带白光二极管，例如红绿蓝光混合形成白光的LED。

例如，上述第一颜色光源、第二颜色光源和第三颜色光源被配置为按照预设时序发光或者被配置为同时发光，其过程与上述实施例类似；例如，发出红光、绿光和蓝光的三种光源同时发光；例如，发出红光、绿光和蓝光的三种光源依次按照时序发光，可以配合无滤色片的液晶显示面板，光线利用率更高。

例如，参见图4a及图4b所示，至少一个光源131包括沿第一方向延伸的一个光源131或者包括沿第一方向依次排列的多个光源131，第一方向相对于成像装置20的下沿的延伸方向倾斜或垂直。例如，图4a及图4b以至少一个光源包括沿第一方向依次排列的多个光源131为例进行示意，图4a及图4b可以认为是图2b所示实施例中，图像源 10的不同实施方式的局部截面结构俯视图。例如，第一方向可以是图中所示的x方向；例如，第一方向可以是与图中x方向存在夹角的倾斜方向。可以理解，在图4a及图4b 所示的实施方式中，成像装置20下沿的延伸方向一般是y方向，例如可以是车辆挡风窗的下沿的延伸方向(例如，沿主驾-副驾的方向)；例如，第一方向可以是垂直或倾斜于车辆挡风窗的下沿的延伸方向的方向。例如，显示系统应用于交通工具时，图像源10 可以设置在交通工具的控制台处，控制台一般在x方向(例如行进方向)上空间较为狭窄，光源装置13可以设置在导光装置11在y方向上的一侧或者两侧，可以减小图像源 10所占的空间。

或者，参见图5a及图5b所示，至少一个光源131包括沿第二方向延伸的一个光源131或者包括沿第二方向依次排列的多个光源131，第二方向与第一方向均位于同一平面且不平行。例如，图5a及图5b以至少一个光源包括沿第二方向依次排列的多个光源 131为例进行示意，图5a及图5b可以认为是图2a所示实施例中，图像源10的不同实施方式的局部截面结构俯视图。例如，第一方向与第二方向可以位于导光装置11或图像生成装置12所在平面处，例如可以是矩形的导光装置11或图像生成装置12的长边和短边延伸的方向；例如，第一方向与第二方向不平行；例如，第一方向和第二方向有交点。例如，第一方向与第二方向垂直。可以理解，在图5a及图5b所示的实施方式中，第二方向可以平行或倾斜于成像装置20下沿的延伸方向但与第一方向不平行，例如第二方向平行或倾斜车辆挡风窗的下沿且垂直于第一方向。例如，显示系统应用于交通工具时，图像源10可以设置在交通工具的控制台处，一般而言图像源10为矩形，在y方向(例如沿主驾-副驾延伸方向)上的尺寸较大，可以在导光装置11的一侧或者两侧设置更多的光源131，可以提升显示系统的亮度和显示效果。

在本申请至少一实施例中，沿导光装置11的出光方向，至少一个光源131与导光装置11不重叠。参见图3a、图3b、图3c、图4a、图4b、图5a及图5b所示，导光装置11的出光方向可以是垂直于图中xy所在平面的方向；在此方向上，至少一个光源131 与导光装置11不重合，至少一个光源131采用设置在导光装置11侧面，例如设置在导光装置11的至少一侧(如一侧、两侧或者四侧)的方式为导光装置11提供光线，有利于减小图像源10的厚度(例如沿导光装置11出光方向的厚度)，实现了图像源10的体积轻薄设计，提升了显示系统的使用体验。

在本申请至少一实施例中，如图6a及图6b所示，光耦出部111包括多个透反元件1111，光线在导光装置11中经透反元件1111的反射和透射中的一者传播，且经透反元件1111的反射和透射中的另一者出射，沿光线的传播方向，多个透反元件1111的反射率逐渐增加；或者，光耦出部111包括至少一个光栅，光栅被配置为将传播至光栅的光线的一部分耦出导光装置11。

例如，导光装置11可以使得入射至该导光装置11的光线整体上主要沿某一方向传输，其可以是沿全反射路径传播，如图6a所示；或者，也可以是沿直线方向传播，如图6b所示；例如，如图6a及图6b中的从左向右的方向都可以认为是光线传播的主要方向，本申请实施例将光线在导光装置11内的主要传播方向称为“光线传播方向”。如图6a及图6b所示，多个透反元件1111沿光线传播方向排列设置，每个透反元件1111 能够将入射至其的至少部分光线通过反射作用出射，透射的光线则继续传播；或者，透反元件1111也可以设置在导光装置11的出光侧(例如出光面处)，例如透反元件1111 可以包括散射网点，散射网点能够将入射至其的至少部分光线通过透射作用出射，反射的光线则继续传播。本申请实施例及附图中以透反元件1111设置在导光装置11内部，光线以透射形式传播且以反射形式出射为例进行解释说明。

例如，沿光线的耦出方向(如图6a及图6b中的沿z方向的光线方向)，相邻的两个透反元件1111可以至少部分重叠。例如，相邻的两个透反元件1111的投影至少部分重叠；或者，沿光线的耦出方向(如图6a及图6b中的沿z方向的光线方向)，相邻的两个透反元件1111可以至少相接。例如，相邻的两个透反元件1111的投影至少部分相接。通过设置相邻的透反元件1111之间相接或者交叠，可以避免透反元件1111之间出现没有光线的暗区，避免影响成像质量。

例如，沿该光线传播方向依次排列的多个透反元件1111的反射率具有逐渐增大的趋势，和/或透射率具有逐渐减小的趋势。例如，每个透反元件1111的反射率互不相同，且沿光线传播方向的下一个透反元件1111的反射率较大。或者，可以将多个透反元件 1111分组，每组至少包含一个透反元件1111，每组内透反元件1111的反射率可以相同，各组之间的反射率不同，且沿光线传播方向逐渐增大；例如，沿光线传播方向的最后一个透反元件1111的反射率大于其它每个透反元件1111的反射率，可以将光线尽量都反射出导光装置11；例如，最后一个透反元件的反射率可以为80％、85％、90％、95％或 100％。通过设置透反元件1111的反射率逐渐增加，可以是逐个增加，或者也可以是区域性的逐渐增加(例如每个子区域内的透反元件的反射率可以相同、逐渐减小、逐渐增大或者随机分布)，可以使得不同的透反元件1111耦出光线的发光强度基本一致或接近，例如任意两个透反元件耦出的光线的发光强度差值在15％以内。

例如，透反元件1111可以是几乎对光线没有选择性的透反元件，例如其透射和反射的光线的光学特性(例如波长特性和/或偏振特性)几乎没有差别；或者，透反元件 1111也可以具有波长选择性和/或偏振选择性，其反射和透射的光线的波长和/或偏振特性不同。又例如，透反元件1111可以与上述选择性透反元件22具有类似的材料和结构，通过不同折射率、不同厚度和不同堆叠方式的膜层，实现不同的光学特性。

例如，多个透反元件1111倾斜于导光装置11所在的平面设置。例如，可以通过调整透反元件1111与导光装置11所在平面的倾斜角，进而调节耦出光线的角度与朝向。例如，多个透反元件1111之间彼此平行或近乎平行。

例如，光耦出部111可以包括至少一个光栅，光栅被配置为将传播至光栅的光线的一部分耦出导光装置11。例如，光栅至少通过衍射作用将光线耦出导光装置11。例如，光栅可以是与至少一个谱带的光线的波长对应的衍射光栅；例如，光栅包括红光衍射光栅、绿光衍射光栅和蓝光衍射光栅中的至少一种；例如，光栅可以是透射光栅或者反射光栅。

例如，参见图6a及图6b所示，导光装置11还可以包括导光介质112，透反元件 1111的部分或全部设置在导光介质112内。该例如，导光介质112的折射率可以大于1，使得入射至该导光介质112内表面且满足全反射条件的光线(例如，入射至导光介质112 的部分发散角度较大的光线)能够发生全发射传播，从而提高导光效果，如图6a所示。或者，导光介质112也可以是空气，光线可沿非全反射形式(例如主要沿直线路径)在导光介质112内传播，如图6b所示。通过设置包括多个透反元件1111或者光栅的光耦出部111，可以将在导光装置11传播的光线耦出导光装置，为图像生成装置12提供光线。

在本申请至少一实施例中，参见图7所示，图像光线包括具有第一偏振特性的至少一个谱带的光线；选择性透反元件22还被配置为，对至少部分图像光线中具有第一偏振特性的光线中的部分谱带或每个谱带光线的反射率大于图像光线以外的可见光波段光线以及第二偏振特性的至少一个谱带的光线的反射率，和/或，对至少部分图像光线中具有第一偏振特性的光线中的部分谱带或每个谱带光线的透射率小于图像光线以外的可见光波段光线以及第二偏振特性的至少一个谱带的光线的透射率；其中，第一偏振特性与第二偏振特性不同。例如，参见图7所示，至少部分图像光线中具有第一偏振特性的光线中的部分谱带或每个谱带光线标记为SLs，其被选择性透反元件22反射，例如反射至预设区域A；外界环境光线Le中与光线SLs重合或接近的光线被选择性透反元件22反射，光线La透过，并且第二偏振特性的至少一个谱带的光线PLs也会透过。可以理解，外界环境光一般是非偏振光线，非偏振光线可以认为包括两个正交偏振态的光线，或者可以认为非偏振光可以分解为两个偏振态正交的光线，例如非偏振态光线可以分解为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光，或者分解为左旋椭圆偏振光和右旋椭圆偏振光，或者分解为偏振方向互相垂直的两个线偏振光。

例如，第一偏振特性与第二偏振特性正交。例如，第一偏振特性和第二偏振特性可以是上述椭圆偏振特性、圆偏振特性或者线偏振特性，本实施例中以第一偏振特性及第二偏振特性为线偏振特性为例进行解释说明。

例如，第一偏振特性可以是垂直线偏振特性，第二偏振特性可以是水平线偏振特性。成像装置20为交通工具的挡风窗时，成像装置20与图像源10之间的夹角往往接近布鲁斯特角，可以理解，在此情况下，成像装置20对垂直偏振特性(可以理解为S偏振特性)的光线的反射率高，可以提高光线利用率，提升虚像V的亮度。例如，第一偏振特性可以是垂直线偏振特性，第二偏振特性可以是水平线偏振特性。例如，第一偏振特性可以是水平线偏振特性，第二偏振特性可以是垂直线偏振特性。例如，第一偏振特性可以是S偏振特性，第二偏振特性可以是P偏振特性。例如，第一偏振特性可以是P偏振特性，第二偏振特性可以是S偏振特性。

例如，选择性透反元件22对至少部分图像光线的反射率，可以为20％～99％，例如可以是60％、70％、80％或90％，甚至大于95％；选择性透反元件对图像光线以外的可见光波段光线以及第二偏振特性的至少一个谱带的光线的透射率可以为20％～99％；例如可以是60％、70％、80％或90％，甚至大于95％。例如，选择性透反元件22对光线 SLs的反射率为60％，且对光线La及光线PLs的反射率为40％；和/或，选择性透反元件22对光线SLs的透射率为30％，且对光线La及光线PLs的透射率为70％。

可以理解，在图7对应的实施例中，外界光线Le透过成像装置20的光线增加了，例如增加了光线PLs；对于很多交通信号装置，例如红绿灯而言，其发出的光线的波长往往与上述谱带接近或至少部分重合，用户如驾驶员透过成像装置20还可以接收到光线PLs，不会影响对外界环境尤其是交通信息的观察，提高了驾驶安全；另外，图像生成装置12往往也发出带有偏振特性的谱带光线，将选择性透反元件22设置为对至少部分图像光线中具有第一偏振特性的光线中的部分谱带或每个谱带光线的反射率大于图像光线以外的可见光波段光线以及第二偏振特性的至少一个谱带的光线的反射率，和/ 或，对至少部分图像光线中具有第一偏振特性的光线中的部分谱带或每个谱带光线的透射率小于图像光线以外的可见光波段光线以及第二偏振特性的至少一个谱带的光线的透射率，也能进一步提升光线利用率，提高了显示系统的光效。

在本申请至少一实施例中，导光装置11耦出的光线包括具有第二偏振特性的至少一个谱带的光线；导光装置11耦出的光线经图像生成装置12后转化为包括具有第一偏振特性的至少一个谱带的光线的图像光线。例如，如图8所示，导光装置11耦出具有第二偏振特性的至少一个谱带的光线PLs，光线PLs经过图像生成装置12(例如液晶显示面板)后转化为光线SLs；例如，光线SLs与光线PLs的偏振特性正交。例如，光线 SLs与光线PLs的偏振方向垂直。

或者，导光装置11耦出的光线可以是非偏振光线，可以认为其包括具有第二偏振特性的至少一个谱带的光线PLs，上述非偏振光线中的具有第二偏振特性的部分经过图像生成装置12(例如液晶显示面板)后转化为光线SLs，其他偏振态光线则被图像生成装置12吸收或者反射。

在本申请至少一实施例中，透反元件1111被配置为对具有第二偏振特性的至少一个谱带的光线的反射率大于其对具有第一偏振特性的至少一个谱带的光线的反射率，和 /或，透反元件1111被配置为对具有第二偏振特性的至少一个谱带的光线的透射率小于其对具有第一偏振特性的至少一个谱带的光线的透射率。将透反元件1111也设置为与具有第二偏振特性的至少一个谱带的光线的特性匹配，可以进一步提升光线利用率。

例如，透反元件1111对具有第二偏振特性的至少一个谱带的光线的反射率，可以为20％～99％，例如可以是60％、70％、80％或90％，甚至大于95％；透反元件1111对具有第一偏振特性的至少一个谱带的光线的透射率可以为20％～99％；例如可以是60％、 70％、80％或90％，甚至大于95％。例如，透反元件1111对光线PLs的反射率为60％，且对光线SLs的反射率为40％；和/或，透反元件1111对光线PLs的透射率为30％，且对光线SLs的透射率为70％。

在本申请至少一实施例中，如图9所示，图像源10还包括在光线入射至图像生成装置12之前对光线进行转化处理的光转化部14，光转化部14包括分光元件141及转换元件142；分光元件141被配置为将入射的光线分为彼此光学特性不同的第一部分光和第二部分光；转换元件142被配置为将第一部分光及第二部分光中的一者的光学特性转为另一者的光学特性。例如，本申请实施例可以将分光元件141分出的第一部分光线 L1和第二部分光L2在入射至图像生成装置12之前调整为具有相同的特性，特性相同的光线几乎都可以被与其匹配的图像生成装置12利用，可以大大提升光线利用率。

例如，光源131发出的光线一般而言是自然光(例如，非偏振光)，可以认为其包括不同的偏振特性和/或波长特性；分光元件141具有分光的功能，其至少能够将光线分为第一部分光L1和第二部分光L2。转换元件142则将第一部分光L1和第二部分光L2 中的一者的光学特性转为另一者的光学特性，如图9中以转换元件142将第二部分光 L2转为具有第一部分光L1的特性为例进行说明。

例如，分光元件141能够对不同特性的光线实现分光，从而分出光学特性不同的的第一部分光L1和第二部分光L2。例如，该特性可以是偏振特性、波长特性等。例如，分光元件141可以是偏振分光元件或者波长分光元件。例如，分光元件141能够实现透射和反射功能(以下简称为透反)，通过其对不同特性的光线的反射率和/或透射率的差异，通过透反作用将至少将第一部分光L1和第二部分光L2分光；例如，如图9所示，分光元件141对第一部分光L1的反射率小于对第二部分光L2的反射率，和/或分光元件141对第一部分光L1的透射率大于对第二部分光L2的透射率，以通过对不同光线反射率/透射率的差异进行分光。

在一种实施方式中，分光元件141可以将光线分为具有不同偏振特性的光线，如分为具有第一偏振特性的第一部分光L1和具有第二偏振特性的第二部分光L2，第一部分光L1与第二部分光L2可以是偏振特性不同的线偏振光、圆偏振光或椭圆偏振光等。例如，第一部分光L1与第二部分光L2的偏振态正交。例如，第一部分光L1与第二部分光L2均为线偏振光，其偏振方向垂直。

在另一种实施方式中，分光元件141能够将光线分为不同波段的第一部分光L1以及第二部分光L2，第一部分光L1与第二部分光L2的光谱不完全相同。例如，分光元件141可以将光线分为具有红光波段的第一部分光L1以及具有非红色光波段(例如，蓝光波段和绿光波段)的第二部分光L2。

例如，转换元件142能够将第一部分光L1及第二部分光L2中的一者的光学特性转换为另一者的光学特性。例如，转换元件142可以是偏振转换元件，如波片；或者，也可以是波长转换元件，如滤光片、荧光粉等。例如，转换元件142可以将至少部分(例如50％、60％、70％、80％或90％)光线的特性转化，也可以将几乎全部光线的特性转化，本申请实施例对此不做限制。

在本申请至少一实施例中，如图10a、图10b、图10c及图10d所示，光转化部14 还包括：反射元件143，反射元件143被配置为将第一部分光L1及第二部分光L2中的一者反射向导光装置11。例如，反射元件143反射的光线可以直接出射向导光装置11，反射元件143反射的光线也可以再经过其他元件后再出射向导光装置11，本申请实施例对此不做限制。

例如，分光元件141分出的第一部分光L1和第二部分光L2一般会射向不同的方向，本申请至少一实施例可以通过设置反射元件143来改变第一部分光L1或第二部分光L2 的方向，使得第一部分光L1或第二部分光L2能够射向导光装置11，使得尽可能多的光线进入导光装置11，进而提升光线利用率。

本申请至少一实施例中，分光元件141包括偏振分光元件，偏振分光元件被配置为将入射的光线分为彼此偏振特性不同的第一偏振光和第二偏振光；转换元件142包括偏振转换元件，偏振转换元件被配置为将第一偏振光和第二偏振光中的一者的偏振特性转为另一者的偏振特性。例如，偏振分光元件可以是立体形式的偏振分光棱镜，或者是如 RPM(Reflecting polarizer mirror)或BEF(Brightness Enhancement Film)等的偏振分光膜。例如，偏振转换元件可以是1/2波片或者1/4波片。通过偏振转换元件能够将分光元件141所分束的第一部分光L1或第二部分光L2转换，使得经光转化部14出射的光线具有相同的偏振特性，从而能够将光源装置13发出的光线几乎均转换为具有相同偏振特性的光线，能够增加其他需要基于该偏振特性的光线进行工作的部件的亮度，例如可以增加液晶显示屏的亮度等。

例如，以下参见图10a、图10b、图10c及图10d对偏振转换元件和偏振分光元件的配合关系及光线的转化过程进行解释说明。图中以偏振分光元件分光后的第一部分光 L1及第二部分光L2为偏振方向垂直的线偏振光，且偏振转换元件为1/2波片或1/4为例进行解释说明，但不应构成对本申请实施方式的限制。

例如，参见图10a所示，转换元件142设置在分光元件141与反射元件143之间，转换元件142被配置为将分光元件141反射的第二部分光L2进行偏振转换，转换后的光线具有与第一部分光L1相同的特性，因此图10a中以L1标记转换后的光线，从而将光源131发出的非偏振光转化为具有相同偏振特性的光线。例如，为了提高偏振转换效果和便于实施，转换元件142可以贴合在分光元件141靠近反射元件143的一侧表面；例如，转换元件142可以是二分之一波片。

例如，参见图10b所示，转换元件142设置在反射元件143靠近分光元件141的一侧，转换元件142被配置为将反射元件143反射的第二部分光L2进行偏振转换，例如第二部分光L2是经分光元件141反射的第二部分光L2；转换后的光线具有与第一部分光L1相同的特性，因此图10b中以L1标记转换后的光线，从而将光源131发出的非偏振光转化为具有相同偏振特性的光线。

例如，参见图10c所示，转换元件142设置在分光元件141远离反射元件143的一侧，转换元件142被配置为将分光元件141透射的第一部分光L1进行偏振转换，转换后的光线具有与第二部分光L2相同的特性，因此图10c中以L2标记转换后的光线，从而将光源131发出的非偏振光转化为具有相同偏振特性的光线。例如，为了提高偏振转换效果和便于实施，转换元件142可以贴合在分光元件141远离反射元件143的一侧表面；例如，转换元件142可以是二分之一波片。

例如，参见图10d所示，转换元件142设置在分光元件141与反射元件143之间，且被配置为多次转换经过其的光线，经转换元件142多次(例如至少两次)转换后的光线可以转化为与第一部分光L1具有相同的特性，因此图10d中以L2标记转换后的光线，从而将光源131发出的非偏振光转化为具有相同偏振特性的光线。例如，为了提高偏振转换效果和便于实施，转换元件142可以贴合在反射元件143靠近分光元件141的一侧表面；例如，转换元件142可以是四分之一波片。

应当理解，上述实施方式中的“转化为与第一部分光L1或第二部分光L2具有相同的特性”，并不限定光线完全转化，可能有部分光线未转化或未完全转化，如图10a所示的实施例，经转化元件142转化后的光线不仅包括与第一部分光L1具有相同特性的光线，可能还包括部分未转化的第二部分光L2。

例如，图像生成装置12可以包含液晶显示面板，该液晶显示面板能够将具有第一偏振特性或第二偏振特性的光线转换为图像光线Ls，从而实现成像。例如，光转化部 14能够将光源装置13发出的光线几乎全部转换为能够被图像生成装置12利用的特定偏振特性的光线，从而能够提高光线利用率及成像亮度。

在本申请至少一实施例中，参见图11所示，图像源10还包括在光线入射至图像生成装置12之前对光线进行匀化处理的匀光部15；匀光部15在导光装置11的出光方向上与导光装置11交叠，如图12所示；或者，在与导光装置11的出光方向相垂直的方向上与导光装置11并排设置，如图13a及13b所示。

例如，参见图12所示，在导光装置11的出光方向上(例如图12中所示的z方向)，匀光部15与导光装置11交叠；例如，可以认为匀光部在导光装置11所在面的投影，与导光装置重叠；例如，可以是完全重叠或者部分重叠。例如，图像源10还可以包括反射件16，反射件16将匀光部15匀光处理后的光线改变方向并将其射向导光装置11，例如反射件16可以是反射膜、反射面或者棱镜。将匀光部15与导光装置11在导光装置11的出光方向上交叠设置，可以减小图像源10在平面方向上(例如图12中的xy平面)上的尺寸，进而提高了显示系统的实用性。

例如，参见图13a及图13b所示，在与导光装置11的出光方向相垂直的方向上(例如图13a及图13b中所示的x方向和/或y方向)，匀光部15与导光装置11并排设置；例如，匀光部15与导光装置11可以设置在同一平面或接近同一平面，如图13a所示；或者，匀光部13与导光装置11可以交错设置，仍呈并排设置，如图13b所示。将匀光部15与导光装置11在与导光装置11的出光方向相垂直的方向上并排设置，可以减小图像源10在导光装置11出光方向上(例如图13a及图13b中的z方向)上的厚度，进而提高了显示系统使用的便利性。

例如，匀光部15至少包括相对的第一反射面151和第二反射面152，第一反射面151和第二反射面152被配置为对入射至匀光部15的光线进行至少一次反射以对光线进行匀化处理。例如，图11示出了光源131发出的部分光线经第一反射面151和第二反射面152的反射后匀化的示意图，每次反射都可以视为增加了至少一个光源131的虚像，这些光源131反射所成的虚像也可以视为光源，等效于通过反射扩展了光源131的数量，多个光源发出的光线彼此交错交叠，增加了经匀光部15出射的光线的均匀性(例如明暗均匀性)，可以提升显示效果。

例如，在匀光部15内传输的光线可以全反射形式传播，匀光部15包括实心透明材质153，第一反射面151和第二反射面152可以是实心透明材质153的内表面；或者，匀光部15可以包括空腔，第一反射面151和第二反射面152之间可以是空气，在匀光部15内传播的光线以镜面反射的形式传播。例如，光源131发出的部分光线可以不经第一反射面151和第二反射面152反射而直接出射，如图11中所示的直线光线。

例如，第一反射面151和第二反射面152可以是抛光的金属表面，例如抛光的铜、银、铝或铝合金元件；或者，第一反射面151和第二反射面152也可以是反射膜，例如镀铝、银或铜，或者可以是贴覆的高分子膜材如ESR膜(Enhanced Specular Reflector)。在一种实施方式中，参见图14a所示，经过匀光部15处理的光线可以经光转化部14处理后传输至导光装置11；例如，光源131发出的光线经匀光部15进行匀化处理，经匀光部15出射的光线具有较好的均匀性和方向一致性，光线再经光转化部14转化为具有相同偏振态的光线，具有相同偏振态的光线再传播至导光装置11，耦出后可供与其特性匹配的图像生成装置12利用，可以大大提升光线利用率。

在另一种实施方式中，参见图14b所示，经过光转化部14处理的光线可以经匀光部15处理后传输至导光装置11；例如，光源131发出的光线经光转化部14转化为具有相同偏振态的光线，具有相同偏振态的光线再经匀光部15进行匀化处理，经匀光部15 出射的光线具有较好的均匀性和方向一致性；光线再传播至导光装置11，耦出后可供与其特性匹配的图像生成装置12利用，可以大大提升光线利用率。例如，可以是光源131 发出的光线直接进入匀光部15，或者也可以是光源131发出的光线经过其他元件后再进入匀光部15，本实施例对此不做限定。

在本申请至少一实施例中，如图11、图15a及图15b所示，入射至匀光部15的光线具有预设发散角，第一反射面151和第二反射面152之间的在匀光部15的入光侧、出光侧和位于入光侧和出光侧之间的侧方中的至少之一的夹角不大于预设发散角。

例如，第一反射面151和第二反射面152的夹角不大于预设发散角，以使得发散的光线能够在导光介质420内发生反射，以通过反射对光线进行匀化处理。

例如，第一反射面151和第二反射面152在匀光部15的入光侧的间距小于在匀光部15的出光侧的间距，如第一反射面151和第二反射面152的夹角可以是朝向匀光部 15出光方向的张角，如图15a所示；或者，第一反射面151和第二反射面152在匀光部 15的入光侧的间距大于在匀光部15的出光侧的间距，例如，第一反射面和第二反射面的夹角可以是朝向匀光部15入光方向的张角，如图15b所示。例如，上述张角均不大于预设发散角。

例如，第一反射面151和第二反射面152之间的侧方，例如在垂直于图15a及图15b的纸面方向，包括对设的第一反射面151和第二反射面152；例如，第一反射面151和第二反射面152之间的间距，在背离纸面的侧方小于沿纸面的侧方；例如，第一反射面 151和第二反射面152之间的间距，在沿纸面的侧方小于背离纸面的侧方。

例如，发散角θ是目前较为通用的衡量光束发光角度的标准，例如θ/2为发光强度值为轴向强度值的一半时发光方向与光轴之间的夹角；或者，θ/2还可以为发光强度值为径向强度值的60％或80％时发光方向与光轴之间的夹角。例如，入射到导光装置11 内的光线的发散角可以为40°、20°或10°，相应地，第一反射面151和第二反射面 152的夹角可以小于40°、20°或10°，例如可以是30°、10°或5°。例如，第一反射面151和第二反射面152可以平行，可以认为其夹角为0°。

例如，光源装置13还可以包括反射导光元件，例如灯杯；灯杯可以将光源131发出的光线调节至预定发散角(例如上述大于反射面夹角的发散角)，具有预定发散角的光线进入匀光部15并匀化处理，如图15a及图15b所示。例如，灯杯可以是实心灯杯或空心灯杯，将光源131发出的具有一定发散角度的光线转化为具有预定发散角的光线。例如，光源发出的光线其发散角一般较大，例如发散角为45°，灯杯可以将光线的发散角控制为较小的40°、20°或10°。

又例如，光源装置13可以包括扩散元件，光源131可以发出准直光线(例如激光)，例如光线发散角可能小于上述预定发散角可以通过扩散元件对光线进行扩散，从而形成预设发散角。

例如，匀光部15还可以包括其他对设的反射面，例如平行于纸面方向的至少一对反射面；例如，上述反射面与第一反射面151、第二反射面152可以是围设在匀光部15 入光侧和出光侧之间的反射面，该反射面例如可以是四棱柱形状、六棱柱形状或者八棱柱形状，包括至少一组对设的反射面，还可以包括两组、三组、四组或者更多的对设的反射面。

例如，在本申请至少一实施例中，参见图16所示，还包括聚光装置17；聚光装置 17被配置为将导光装置11出射的光线聚集至预设区域A。例如，聚光装置17位于导光装置11与图像生成装置12之间。例如，聚光装置17可以对几乎所有导光装置11耦出的光线进行聚集定向，使得光线可到达用户的眼盒区域。

例如，聚光装置17可以将光线聚集至预设区域A，可进一步聚拢光线，提高光线利用率。例如，可以是聚集在预设区域A内的一个点，比如凸透镜的焦点，也可以是一个较小的区域，设置聚光装置17可以将导光装置11耦出的光线统一或大部分调整方向至预设区域A，提高光线的利用率。

例如，聚光装置17可为透镜、曲面反射镜、折射镜或透镜组合，例如可以是菲涅尔透镜和/或曲面透镜，例如可以是凸透镜、凹透镜或者透镜组合等，图16中以凸透镜为例进行示意说明。

例如，预设区域A可以是眼盒区域(eyebox)，眼盒区域是指用户眼睛所在的、可以看到显示系统图像的区域，例如眼盒区域可以是平面区域或者立体区域，用户眼睛在眼盒范围内都可以看到图像，例如完整的图像。例如，用户可以是驾驶员和/或乘客。

本申请至少一实施例中，参见图16所示，还包括至少一个光扩散装置18，光扩散装置18被配置为将图像光线和导光装置11的耦出光线的至少之一扩散至覆盖预设区域 A。例如，至少一个光扩散装置18位于图像生成装置12的出光侧和背侧的至少之一。例如，光扩散装置18的数量可以为多个，且彼此间隔设置，以进一步提高光束的分散效果。例如，光束扩散后的传播角度和沿传播方向截面的光斑尺寸决定了显示系统所成虚像V的亮度及可视区域，扩散角度越小，用户观察到的虚像V的亮度越高，可视区域也越小；反之亦然。

例如，图16示意性的示出光扩散装置18位于图像生成装置12的背侧，即位于导光装置11与图像生成装置12之间，且被配置为将导光装置11的出射的光线进行扩散。

例如，光扩散装置18还可以设置在图像生成装置12的出光侧，配置为将图像生成装置12出射的图像光线进行扩散，光扩散装置18可以紧贴设置于图像生成装置12的出光面，以提升成像效果。例如，将光线扩散且至少覆盖眼盒区域。

例如，光扩散装置18被配置为扩散经过其的光束但不改变或几乎不改变该光束的光轴。上述“光轴”指光束的中心线，也可以认为是光束传播的主方向。例如，入射光束经过光扩散装置18后，会扩散为沿传播方向具有特定大小和形状的光斑的光束，例如，光斑的能量分布可以均匀化或者非均匀化；例如，光斑的大小和形状可以由光扩散装置18中设计的特定的微结构控制。上述特定形状的光斑可以包括但不限于线形、圆形、椭圆形、正方形或长方形。

例如，光扩散装置18包括衍射光学元件和散射光学元件中的至少之一。例如，散射光学元件包括匀光片、扩散片等，主要对光束起散射作用，还会发生少量的衍射；例如光束透过散射光学元件后可以形成较大的光斑。例如，衍射光学元件(Diffractive OpticalElements，DOE)对扩散效果控制相对更加精确，例如可以是光束整形片(Beam Shaper)等，主要通过衍射起到扩束作用，光斑可以较小，例如光斑的大小和形状可控。

例如，聚光装置17可将导光装置11输出的光线聚集至一定的范围(例如预设区域A以内)，光扩散装置18可将聚集的光线扩散为至少覆盖预设区域A(例如覆盖眼盒区域)，通过聚光装置17及光扩散装置18的配合，在提供高光效的同时也扩大了可视范围。

例如，上述任一实施例所述的显示系统可以是抬头显示系统HUD；例如，可以是风挡式抬头显示系统(Winshield-HUD，W-HUD)和组合式抬头显示系统(Combiner-HUD， C-HUD)。

本申请至少一实施例还提供一种交通工具，包括上述任一实施例所述的显示系统。例如，交通工具的前窗(例如，前挡风玻璃)被复用为显示系统的成像装置20。

例如，该交通工具可以是各种适当的交通工具，例如可以包括各种类型的汽车等陆上交通工具，或可以是船舶等水上交通工具，或可以是飞机等空中交通工具，其驾驶位置设置挡风窗(例如，前挡风窗、侧挡风窗和后挡风窗中的至少一者)且将图像投射到前挡风窗上。例如，成像装置20可以为平面面形，也可以为曲面面形，如带弧度的挡风窗或者带有曲率的透明成像板等，会提供较远的成像距离。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (23)

1.一种显示系统，其特征在于，包括：

图像源，被配置为发出在可见光波段内包括至少一个谱带的图像光线，其中，所述图像源包括导光装置及图像生成装置，所述导光装置包括光耦出部，所述光耦出部被配置为将所述导光装置中的光线耦出，所述图像生成装置被配置为将所述光耦出部耦出的光线转化为所述图像光线；

成像装置，被配置为对所述图像光线进行反射，其中，所述成像装置包括透明基材及设置在所述透明基材至少一个表面的选择性透反元件，所述选择性透反元件被配置为对至少部分图像光线的反射率大于对所述图像光线以外的可见光波段光线的反射率，和/或，对至少部分图像光线的透射率小于对所述图像光线以外的可见光波段光线的透射率。

2.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述图像源还包括光源装置，所述光源装置被配置为发出在可见光波段内包括至少一个谱带的光线，且所述在可见光波段内包括至少一个谱带的光线传播至所述导光装置；

所述至少一个谱带的光线包括一个谱带的光线或多个谱带的光线，所述光源装置包括时序发光光源或者非时序发光光源。

3.根据权利要求2所述的显示系统，其特征在于，所述光源装置包括至少一个光源；

所述至少一个光源包括沿第一方向延伸的一个光源或者包括沿所述第一方向依次排列的多个光源，所述第一方向相对于所述成像装置的下沿的延伸方向倾斜或垂直；或者，

所述至少一个光源包括沿第二方向延伸的一个光源或者包括沿所述第二方向依次排列的多个光源，所述第二方向与所述第一方向均位于同一平面且不平行。

4.根据权利要求3所述的显示系统，其特征在于，沿所述导光装置的出光方向，所述至少一个光源与所述导光装置不重叠。

5.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述图像光线包括具有第一偏振特性的至少一个谱带的光线；

所述选择性透反元件还被配置为，对所述至少部分图像光线中具有第一偏振特性的光线中的部分谱带或每个谱带光线的反射率大于图像光线以外的可见光波段光线以及第二偏振特性的至少一个谱带的光线的反射率，和/或，对所述至少部分图像光线中具有第一偏振特性的光线中的部分谱带或每个谱带光线的透射率小于图像光线以外的可见光波段光线以及第二偏振特性的至少一个谱带的光线的透射率；

其中，所述第一偏振特性与第二偏振特性不同。

6.根据权利要求5所述的显示系统，其特征在于，所述导光装置耦出的光线包括具有第二偏振特性的至少一个谱带的光线；

所述导光装置耦出的光线经所述图像生成装置后转化为所述包括具有第一偏振特性的至少一个谱带的光线的图像光线。

7.根据权利要求6所述的显示系统，其特征在于，所述光耦出部包括多个透反元件，光线经至少部分所述透反元件的反射和透射中的一者在所述导光装置中传播，且经所述透反元件的反射和透射中的另一者从所述导光装置出射，其中，沿所述光线的传播方向，所述多个透反元件的反射率逐渐增加；

所述透反元件被配置为对所述具有第二偏振特性的至少一个谱带的光线的反射率大于其对所述具有第一偏振特性的至少一个谱带的光线的反射率，和/或，所述透反元件被配置为对所述具有第二偏振特性的至少一个谱带的光线的透射率小于其对所述具有第一偏振特性的至少一个谱带的光线的透射率。

8.根据权利要求5-7任一项所述的显示系统，其特征在于，所述第一偏振特性包括垂直线偏振特性，所述第二偏振特性包括水平线偏振特性。

9.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述图像源还包括：在光线入射至所述图像生成装置之前对所述光线进行转化处理的光转化部，所述光转化部包括分光元件及转换元件；

所述分光元件被配置为将入射的光线分为彼此光学特性不同的第一部分光和第二部分光；

所述转换元件被配置为将所述第一部分光及第二部分光中的一者的光学特性转为另一者的光学特性。

10.根据权利要求9所述的显示系统，其特征在于，所述光转化部还包括：反射元件；

所述反射元件被配置为将所述第一部分光及第二部分光中的一者反射向所述导光装置。

11.根据权利要求9或10所述的显示系统，其特征在于，所述分光元件包括偏振分光元件，所述偏振分光元件被配置为将入射的光线分为彼此偏振特性不同的第一偏振光和第二偏振光；

所述转换元件包括偏振转换元件，所述偏振转换元件被配置为将所述第一偏振光和第二偏振光中的一者的偏振特性转为另一者的偏振特性。

12.根据权利要求9或10所述的显示系统，其特征在于，所述图像源还包括：在光线入射至所述图像生成装置之前对所述光线进行匀化处理的匀光部，所述匀光部在所述导光装置的出光方向上与所述导光装置交叠或者在与所述导光装置的出光方向相垂直的方向上与所述导光装置并排设置；

其中，所述匀光部至少包括相对的第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和所述第二反射面被配置为对入射至所述匀光部的光线进行至少一次反射以对所述光线进行匀化处理；

经过所述匀光部处理的光线经所述光转化部处理后传输至所述导光装置；或者，经过所述光转化部处理的光线经所述匀光部处理后传输至所述导光装置。

13.根据权利要求12所述的显示系统，其特征在于，入射至所述匀光部的光线具有预设发散角；其中，

所述第一反射面和所述第二反射面之间的在所述匀光部的入光侧、出光侧和位于所述入光侧和出光侧之间的侧方中的至少之一的夹角不大于所述预设发散角。

14.根据权利要求1-7任一项所述的显示系统，其特征在于，所述图像源还包括：在光线入射至所述图像生成装置之前对所述光线进行匀化处理的匀光部，所述匀光部在所述导光装置的出光方向上与所述导光装置交叠或者在与所述导光装置的出光方向相垂直的方向上与所述导光装置并排设置；

所述匀光部至少包括相对的第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和所述第二反射面被配置为对入射至所述匀光部的光线进行至少一次反射以对所述光线进行匀化处理，入射至所述匀光部的光线具有预设发散角；其中，所述第一反射面和所述第二反射面之间的在所述匀光部的入光侧、出光侧和位于所述入光侧和出光侧之间的侧方中的至少之一的夹角不大于所述预设发散角。

15.根据权利要求1-7、9-10任一项所述的显示系统，其特征在于，所述图像光线在可见光波段内包括至少三个谱带，所述谱带的半峰宽都不大于60nm。

16.根据权利要求15所述的显示系统，其特征在于，所述至少三个谱带的峰值位置分别位于410nm～480nm、500nm～570nm及590nm～690nm区间范围内。

17.根据权利要求3或4所述的显示系统，其特征在于，所述至少一个光源包括第一颜色光源、第二颜色光源和第三颜色光源，所述第一颜色光源、所述第二颜色光源和所述第三颜色光源被配置为按照预设时序发光或者被配置为同时发光。

18.根据权利要求1-7、9-10任一项所述的显示系统，其特征在于，所述图像生成装置包括液晶显示面板。

19.根据权利要求1-6、9-10、13、16任一项所述的显示系统，其特征在于，所述光耦出部包括多个透反元件，光线在所述导光装置中经所述透反元件的反射和透射中的一者传播，且经所述透反元件的反射和透射中的另一者出射，其中，沿所述光线的传播方向，所述多个透反元件的反射率逐渐增加；或者，

所述光耦出部包括至少一个光栅，所述光栅被配置为将传播至所述光栅的光线的一部分耦出所述导光装置。

20.根据权利要求1-7、9-10、13、15-16任一项所述的显示系统，其特征在于，还包括：

聚光装置，被配置为将所述导光装置出射的光线聚集至预设区域。

21.根据权利要求20所述的显示系统，其特征在于，还包括：

至少一个光扩散装置，被配置为将所述图像光线和所述导光装置的耦出光线的至少之一扩散至覆盖所述预设区域。

22.根据权利要求8所述的显示系统，其特征在于，所述图像光线在可见光波段内包括至少三个谱带，所述谱带的半峰宽都不大于60nm。

23.一种交通工具，其特征在于，包括如权利要求1-22任一项所述的显示系统。

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