CN217561835U - 显示装置、抬头显示器以及交通设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供一种显示装置、抬头显示器以及交通设备。显示装置包括像源和第一反射元件。像源包括多个显示区,多个显示区至少包括第一显示区和第二显示区;第一反射元件被配置为反射从像源发出后传播至第一反射元件的图像光线。显示装置还包括折射元件,从第一显示区和第二显示区至少之一出射的图像光线经过折射元件折射后传播至第一反射元件,从第一显示区和第二显示区出射且传播至第一反射元件的图像光线的光学距离不同,且从第一显示区和第二显示区出射的图像光线经第一反射元件反射后所成的显示装置的虚像同轴。本实用新型实施例提供的显示装置可以在使得显示装置中各结构紧凑设置的同时实现成像位置的调节。
Description
技术领域
本实用新型至少一个实施例涉及一种显示装置、抬头显示器以及交通设备。
背景技术
抬头显示(Head Up Display,HUD)器可以利用反射式光学设计,通过将像源出射的图像光线(包括车速等车辆信息)投射到成像窗上,以使用户在驾驶过程中无需低头看仪表盘就可以直接看到信息,既能提高驾驶安全系数,又能带来更好的驾驶体验。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种显示装置、抬头显示器以及交通设备。本实用新型实施例提供的显示装置可以在使得显示装置中各结构紧凑设置的同时实现成像位置的调节。
本实用新型至少一实施例提供一种显示装置,其包括像源和第一反射元件。像源包括多个显示区,所述多个显示区至少包括第一显示区和第二显示区;第一反射元件被配置为反射从所述像源发出后传播至所述第一反射元件的图像光线。所述显示装置还包括折射元件,从所述第一显示区和所述第二显示区至少之一出射的图像光线经过所述折射元件折射后传播至所述第一反射元件,从所述第一显示区和所述第二显示区出射且传播至所述第一反射元件的图像光线的光学距离不同,且从所述第一显示区和所述第二显示区出射的图像光线经所述第一反射元件反射后所成的所述显示装置的虚像同轴。
例如,在一些实施例中,显示装置还包括透反元件。所述第一显示区出射的第一图像光线和所述第二显示区出射的第二图像光线之一经过所述透反元件透射后传播至所述第一反射元件,所述第一图像光线和所述第二图像光线的另一个被所述透反元件反射后传播至所述第一反射元件,且所述第一图像光线和所述第二图像光线经过所述透反元件后的主光轴重合,或所述第一图像光线和所述第二图像光线经过所述透反元件后的主光轴之间的距离在设定间隔范围内。
例如,在一些实施例中,所述像源包括彼此独立的第一子像源和第二子像源,所述第一子像源包括所述第一显示区,所述第二子像源包括所述第二显示区。
例如,在一些实施例中,所述第一显示区和所述第二显示区之一出射的图像光线经过所述折射元件折射后向所述第一反射元件传播;或者,所述折射元件包括第一子折射元件和第二子折射元件,所述第一显示区出射的图像光线经过所述第一子折射元件的折射后向所述第一反射元件传播,所述第二显示区出射的图像光线经过所述第二子折射元件的折射后向所述第一反射元件传播。
例如,在一些实施例中,所述第一子折射元件与所述第二子折射元件在垂直于相应显示区的显示面的方向的尺寸不同;和/或,所述第一子折射元件与所述第二子折射元件的折射率不同;和/或,所述第一子折射元件的出射面与所述像源的显示面之间的夹角与所述第二子折射元件的出射面与所述像源的显示面之间的夹角不同;和/或,所述第一子折射元件的出射面的形状与所述第二子折射元件的出射面的形状不同。
例如,在一些实施例中,显示装置还包括:至少一个第二反射元件。所述至少一个第二反射元件被配置为反射所述多个显示区发出且传播至所述第二反射元件的所述图像光线,所述第一反射元件被配置为反射在被所述第二反射元件反射后传播至所述第一反射元件的所述图像光线;所述第一显示区和所述第二显示区出射的所述图像光线被所述至少一个第二反射元件中的同一个第二反射元件反射后传播至所述第一反射元件。
例如,在一些实施例中,所述多个显示区还包括第三显示区,所述第一显示区、所述第二显示区以及所述第三显示区出射的图像光线被同一个第二反射元件反射后传播至所述第一反射元件;或者,所述多个显示区还包括第三显示区,所述至少一个第二反射元件包括两个第二反射元件,所述第一显示区和所述第二显示区出射的图像光线被同一个所述第二反射元件反射后传播至所述第一反射元件,所述第三显示区出射的图像光线被另一个所述第二反射元件反射后传播至所述第一反射元件。
例如,在一些实施例中,所述第二反射元件包括平面反射镜或曲面反射镜中的至少一种,所述第一反射元件包括曲面反射镜或平面反射镜。
例如,在一些实施例中,从所述第一显示区、所述第二显示区和所述第三显示区出射且传播至所述第一反射元件的图像光线的光学距离均不同。
例如,在一些实施例中,所述像源包括彼此独立的多个子像源,所述第一显示区和所述第二显示区至少之一与所述第三显示区位于不同的子像源。
例如,在一些实施例中,所述折射元件远离所述像源一侧的出射面包括平面、凹面或者凸面中的至少一种,且所述折射元件的出射面与所述像源的显示面之间的夹角为0°~90°。
例如,在一些实施例中,所述折射元件的入射面与所述像源的至少部分显示面贴合;或者,所述折射元件的入射面与所述像源的显示面间隔设置。
本实用新型至少一实施例提供一种抬头显示器,包括反射成像部以及显示装置,所述反射成像部被配置为将从所述第一反射元件出射且传播至所述反射成像部的图像光线反射至观察区,且透射环境光。抬头显示区中的所述显示装置为上述任一实施例中的显示装置。
例如,在一些实施例中,所述第一显示区和所述第二显示区中仅所述第一显示区的图像光线和所述第二显示区的图像光线中的一者经所述折射元件后传播至所述反射成像部,所述第一显示区的图像光线被所述反射成像部反射所成像为第一虚像,所述第二显示区的图像光线被所述反射成像部反射所成像为第二虚像,所述第一虚像与所述观察区之间的距离不同于所述第二虚像与所述观察区之间的距离。
例如,在一些实施例中,仅所述第一显示区的图像光线经所述折射元件后向所述反射成像部传播,所述第一虚像与所述观察区之间的距离小于所述第二虚像与所述观察区之间的距离。
例如,在一些实施例中,所述第一虚像与所述观察区之间的距离为2~4米,所述第二虚像与所述观察区之间的距离为20~50米。
本实用新型至少一实施例提供一种交通设备,包括上述显示装置或上述抬头显示器。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例,而非对本实用新型的限制。
图1a为根据本实用新型实施例提供的显示装置的局部结构示意图;
图1b为根据本实用新型另一实施例提供的抬头显示器的结构示意图;
图2为根据本实用新型实施例提供的另一种显示装置的局部截面结构示意图;
图3为根据本实用新型实施例提供的另一种显示装置的局部截面结构示意图;
图4为根据本实用新型实施例提供的另一种显示装置的局部截面结构示意图;
图5为根据本实用新型另一实施例提供的抬头显示器的结构示意图;以及
图6为根据本实用新型另一实施例提供的交通设备的示例性框图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例的附图,对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围。
除非另外定义,本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。
本实用新型实施例中使用的“平行”、“垂直”以及“相同”等特征均包括严格意义的“平行”、“垂直”、“相同”等特征,以及“大致平行”、“大致垂直”、“大致相同”等包含一定误差的情况,考虑到测量和与特定量的测量相关的误差(例如,测量系统的限制),表示在本领域的普通技术人员所确定的对于特定值的可接受的偏差范围内。例如,“大致”能够表示在一个或多个标准偏差内,或者在所述值的10%或者5%内。在本实用新型实施例的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。“至少一个”指一个或多个,“多个”指至少两个。
本实用新型至少一实施例提供一种显示装置、抬头显示器以及交通设备。显示装置包括像源和第一反射元件。像源包括多个显示区,多个显示区至少包括第一显示区和第二显示区;第一反射元件被配置为反射从像源发出后传播至第一反射元件的图像光线。显示装置还包括折射元件,从第一显示区和第二显示区至少之一出射的图像光线经过折射元件折射后传播至第一反射元件,从第一显示区和第二显示区出射且传播至第一反射元件的图像光线的光学距离不同,且从第一显示区和第二显示区出射的图像光线经第一反射元件反射后所成的显示装置的虚像同轴。本实用新型实施例通过在显示装置中设置折射元件,且第一显示区和第二显示区出射的图像光线经第一反射元件后所成虚像同轴,可以在使得显示装置中各结构紧凑设置的同时实现成像位置的调节,且上述同轴的虚像用户在观看时具有较好的使用体验。
下面结合附图对本实用新型实施例提供的显示装置、抬头显示器以及交通设备进行描述。需要说明的是,相同部件可以采用相同的设置方式,本实用新型所有实施例均适用于显示装置、抬头显示器以及交通设备等多个保护主题,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。
图1a为根据本实用新型实施例提供的显示装置的局部结构示意图。如图1a所示,显示装置包括像源100和第一反射元件300。像源100包括多个显示区,多个显示区至少包括第一显示区101和第二显示区102;第一反射元件300被配置为反射像源100出射的图像光线。显示装置还包括折射元件200,第一显示区101和第二显示区102至少之一出射的图像光线经过折射元件200折射后传播至第一反射元件300,从第一显示区101和第二显示区102出射且传播至第一反射元件300的图像光线的光学距离不同,且第一显示区101和第二显示区102出射的图像光线经第一反射元件300后所成虚像同轴。本实用新型实施例通过在显示装置中设置折射元件,且第一显示区和第二显示区出射的图像光线经第一反射元件后所成虚像同轴,可以在使得显示装置中各结构紧凑设置的同时实现成像位置的调节,且不同成像距离的同轴虚像具有较好的使用体验。
例如,第一显示区101和第二显示区102出射的图像光线经第一反射元件300反射后所成的显示装置的虚像同轴。例如,上述显示装置的同轴虚像再经过其他元件的作用,例如被反射成像部(后文详细解释)反射所成的虚像同轴。例如,不同显示区出射的图像光线以相同或者接近的路径在第一反射元件300处反射,显示装置所成的虚像同轴。例如,第一反射元件300反射后的不同的图像光线的路径基本重合(例如主光轴基本重合),显示装置所成的虚像同轴。
例如,应用该显示装置的抬头显示器可以成同轴的虚像。如图1b所示,显示区101和显示区102出射的图像光线经过第一反射元件300反射后,再经反射成像部700反射;反射成像部700反射图像光线AB,形成虚像1120和虚像1110,用户在观察区800可以观看到同轴的虚像。
例如,上述不同成像距离的同轴的画面具有基本相同的视角(例如下视角),用户观看不同距离的同轴画面时视线方向几乎没有变化,使用体验较好;例如,相较于非同轴的不同成像距离的虚像,同轴画面更适用于增强现实抬头显示(Augmented Reality-HUD,AR-HUD);例如,AR-HUD显示某兴趣点(Point of interests,POI)图标,该兴趣点与交通工具初始距离为500米,在交通设备行驶时,与兴趣点的距离逐渐接近,AR-HUD中的POI图像也需要在不同成像距离处显示,以适应上述变化;在此过程中,用户(例如驾驶员)的观看AR-HUD显示的图像时,视角几乎不变或者变化很小,因此具有基本相同视角的同轴画面的AR体验会更好,变化过程更加连贯,用户视线也无需来回切换和偏移,使用体验更好。例如,上述“下视角”可以指由上向下看的视角,可以称为俯视角。
例如,上述“同轴”可以指不同虚像画面的中心点以及用户的眼盒中心在同一条直线或者近乎同一条直线上;或者,也可以是形成不同虚像画面的反射光线(如被后续提到的反射成像部反射)的路径重合或近乎重合;或者,用户观察上述不同虚像画面的视角(例如下视角)基本相同非常接近。例如,上述“同轴”可以指第一显示区101出射的图像光线和第二显示区102出射的图像光线在被反射至观察区的光线路径重合;或者,也可以指第一显示区101和第二显示区102显示的图像经过第一反射元件300等光学元件处理后形成的两个虚像中一个虚像向另一个虚像的投影在另一个虚像范围内;或者,也可以指第一显示区101和第二显示区102显示的图像经过第一反射元件300等光学元件处理后形成的两个虚像中一个虚像向另一个虚像的投影与另一个虚像至少部分交叠。
例如,上述“光学距离”可以指显示区出射的图像光线出射至第一反射元件300的几何路程与传播介质的折射率的乘积。例如,上述显示区出射且传播至第一反射元件300的图像光线的光学距离可以指显示区出射的图像光线的主传输光线传输的光学距离。例如,上述显示区出射且传播至第一反射元件300的图像光线的光学距离可以指显示区出射的图像光线的主光轴光线传输的光学距离。例如,上述光学距离可以是图像光线出射至第一反射元件300的光程。
例如,在折射元件200中传播的图像光线在折射元件200的出射面出射的过程中发生折射,因折射元件200的折射率往往大于1,因此光线经过折射元件200的折射后光程增加,出射光线与入射光线的传播路径发生了改变;例如,可以认为像源100出射的图像光线通过折射元件200后,相当于将像源显示的图像前移或后移,可以认为是改变了像源100显示的图像与第一反射元件300之间的等效物距。例如,等效物距可以是像源与第一反射元件300之间存在光学元件(例如折射元件200)时,像源经曲面反射镜之前的最后一个光学元件所成像(例如经光学元件折射、反射、衍射、散射等所成像)的位置与第一反射元件300的光心/中心之间的距离。例如,等效物距与像源100与第一反射元件300之间的光程有关。例如,等效物距与像源100与第一反射元件300之间的光学元件的数量和作用有关。
例如,像源100与第一反射元件300之间不设置折射元件200的情况与两者之间设置折射元件200的情况相比,像源100显示的图像与第一反射元件300之间的物理距离(例如可以是光线经像源100出射至第一反射元件300的传播路程)基本相同,但是,通过在像源100与第一反射元件300之间设置折射元件200可以使得像源100出射的图像光线经折射元件200后光程变化,进而像源100显示的图像与第一反射元件300之间的等效物距也会变化,例如此时等效物距减小。
例如,第一显示区101和第二显示区102出射的图像光线经第一反射元件300后所成虚像之间的夹角为0°~90°。例如,第一显示区101和第二显示区102出射的图像光线经第一反射元件300后所成虚像之间的夹角为10°~80°。例如,第一显示区101和第二显示区102出射的图像光线经第一反射元件300后所成虚像之间的夹角为20°~70°。例如,第一显示区101和第二显示区102出射的图像光线经第一反射元件300后所成虚像之间的夹角为30°~45°。例如,第一显示区101和第二显示区102出射的图像光线经第一反射元件300后所成虚像之间的夹角为40°~60°。
例如,折射元件200远离像源100一侧的表面(例如折射元件200的出射面)包括平面、凹面或者凸面中的至少一种。例如,折射元件200远离像源100一侧的表面包括平面时,其可以平行于折射元件200靠近像源100一侧的表面,也可以与折射元件200靠近像源100一侧的表面存在预设夹角,例如预设夹角可以是1°~20°。
例如,折射元件200可以为立体结构的实心透明部件,其折射率大于1,且光焦度为0或几乎为0。例如,折射元件200可以为正立方体结构、长方体结构、平行六面体结构和梯形体结构中的至少一种;例如,折射元件200相对于图像光线的入射面和出射面可以均为平面。例如,折射元件200的入射面和出射面可以均平行于其对应的显示区的显示面。例如,上述折射元件200对应的显示区可以指折射元件200设置在该显示区出射的图像光线传播至第一反射元件的光路上。通过在像源100与第一反射元件300之间设置折射元件200可以使得像源100显示的图像通过折射元件200后所成像与第一反射元件300之间的光程变化,从而改变了像源100显示的图像与第一反射元件300之间的等效物距。
例如,折射元件200可以为光焦度不为零的透光元件,例如其远离像源100的一侧表面(例如折射元件200的出射面)包括凹面、凸面等曲面。例如,折射元件200可以包括单个或多个透镜,例如可以包括凸透镜、凹透镜,或两者的组合;例如,可以包括球面透镜或菲涅尔透镜,或两者的组合。通过在像源100与第一反射元件300之间设置光焦度不为零的透光元件,可以改变反射成像系统整体的光焦度,例如未设置折射元件200时,系统的光焦度主要由第一反射元件300(例如第一反射元件300包括曲面反射镜)决定,增加光焦度不为0的折射元件200后,系统的光焦度增加或者减小,进而改变最终的成像距离(例如显示装置的成像距离,和/或应用该显示装置的抬头显示器的虚像的成像距离);并且,增加折射元件200也会改变光线的光程,从而改变了像源100显示的图像与第一反射元件300之间的等效物距。例如,在光路中设置光焦度不为零的透光元件后,可以增大或减小成像距离。
例如,在第一反射元件包括曲面反射镜(例如反射面为凹面)的情况下,如果图像(包括像源的显示面显示的图像,或者像源显示的图像经过一些光学元件处理后的所成的像)与凹面反射镜之间的距离小于凹面反射镜的焦距,则凹面反射镜基于该图像形成正立放大的虚像。例如,根据凹面反射镜的成像性质可知,在图像与凹面反射镜之间的距离(例如等效物距)小于凹面反射镜的焦距情况下(也即,图像位于凹面反射镜的一倍焦距以内),凹面反射镜的像距随图像与凹面反射镜之间的距离的增大而增大。例如,第一反射元件反射并出射的图像光线会经过例如交通设备的挡风窗等反射成像部后传播至用户的眼睛。例如,挡风窗一般为平面结构或者曲率较小的曲面结构,因此用户看到的虚像的像距主要由第一反射元件决定,也即第一反射元件反射图像光线所成的虚像的位置主要决定了用户所观看的抬头显示器的虚像的位置(例如虚像的成像距离);如上述内容,第一反射元件反射图像光线所成的虚像的位置(例如虚像像距)随图像与凹面反射镜之间的距离的增大而增大,也即,图像与凹面反射镜之间的距离越大,则使用包括该显示装置的抬头显示器的用户与其观看到的图像之间的距离越大。也即,可以通过改变像源与第一反射元件之间的光学距离(例如光程),进而改变等效物距,最终改变用户与所观看到的图像之间的距离。
本实用新型实施例中,通过在像源出射的图像光线传播至第一反射元件的光路上设置具有小体积的折射元件以改变像源显示的图像经折射元件后所成像与第一反射元件之间的光学距离,以改变经第一反射元件成像时的等效物距,从而改变第一反射元件所成像的成像距离,实现成像位置的调节。
例如,像源100出射的图像光线经过折射元件200后入射到第一反射元件300。例如,从折射元件200出射的光线可以不经过其他光学元件处理而直接入射到第一反射元件300。例如,从折射元件200出射的光线可以经过至少一个光学元件(例如透反元件、反射镜、透镜或者棱镜等光学元件)处理(例如透射、反射、折射、衍射、聚集及散射作用中的至少一种)后入射到第一反射元件300。
例如,第一反射元件300的至少部分可以位于像源100的显示侧(例如,出射图像光线的一侧)。但不限于此,例如,第一反射元件300也可以位于像源100的非显示侧,通过其他反射结构将像源100出射的光反射并传播至第一反射元件300。
例如,如图1a所示,显示装置还包括透反元件600,第一显示区101出射的第一图像光线和第二显示区出射的第二图像光线之一经过透反元件600透射后传播至第一反射元件300,第一图像光线和第二图像光线的另一个经过透反元件600反射后传播至第一反射元件300,且第一图像光线和第二图像光线经过透反元件600后的主光轴(chief light,chiefray,or optical axis)重合,或者两者的主光轴之间的距离在设定间隔范围内。
例如,上述第一图像光线和第二图像光线可以经显示区出射后直接入射到透反元件600,也可以经过其他光学元件(例如反射镜、折射元件、衍射元件、散射元件及聚集元件等)的作用后入射至透反元件600。
例如,上述第一图像光线和第二图像光线的主光轴关于透反元件600对称或几乎对称;例如,上述第一图像光线和第二图像光线经过透反元件600后的光线的主光轴重合或近乎重合;或者,上述两者的主光轴均处于设定间隔范围内,例如两束光线的主光轴平行或者不平行;例如,两束光线在传播过程中有交叠,可以是沿光束行进方向,两束光线的截面重合(例如完全重合或者一者完全落入另一者);或者交叠且部分重合(例如重合部分的面积比例超过40%,50%,60%,70%或者更大)。
例如,如图1a所示,第一显示区101和第二显示区102出射的图像光线均经过透反元件600的处理后传播至第一反射元件300。本实用新型实施例通过在两个不同显示区出射的图像光线传播至第一反射元件的光路上设置透反元件,可以方便两个不同显示区出射的图像光线经第一反射元件后所成虚像同轴。
例如,如图1a所示,第一显示区101出射的图像光线经过透反元件600的透射后传播至第一反射元件300,第二显示区102出射的图像光线经过透反元件600的反射后传播至第一反射元件300。
例如,透反元件600对第一图像光线和第二图像光线中一者的反射率大于其对另一者的反射率;或者,透反元件600对第一图像光线和第二图像光线中一者的透射率大于其对另一者的透射率。例如,透反元件600对第二图像光线的反射率大于对第一图像光线的反射率。例如,透反元件600对第一图像光线的透射率大于对第二图像光线的透射率。
例如,透反元件600对第一图像光线和第二图像光线中一者的反射率大于其对另一者的反射率,且对一者的透射率小于其对另一者的透射率。例如,透反元件600对第二图像光线的反射率大于对第一图像光线的反射率,且透反元件600对第二图像光线的透射率小于对第一图像光线的透射率。
例如,透反元件600对光线不具有或者几乎不具有选择性,其对不同的光线(例如第一图像光线和第二图像光线)具有基本相同的透射率和/或反射率。例如,如图1a所示,透反元件600对第二显示区102出射的图像光线的反射率可以为30%、40%、50%或其它适用的数值,对第一显示区101出射的图像光线的透光率可以为70%、60%、50%或其它适用的数值。
例如,透反元件600可以包括偏振透反元件,第二显示区102发出第一偏振光(具有第一偏振性的偏振光),第一显示区101发出第二偏振光(具有第二偏振性的偏振光),例如第一偏振光和第二偏振光的偏振方向垂直,透反元件被配置为反射第一偏振光且透射第二偏振光。
例如,偏振透反元件可以是透明基板镀膜或贴膜形成的元件。例如,偏振透反元件可以是基板上镀设或贴覆具有反射第一偏振光且透射第二偏振光特性的透反膜,例如反射式偏光增亮膜(Dual Brightness Enhance Film,DBEF)或棱镜膜(BrightnessEnhancement Film,BEF)等中的一种或多种。本实用新型实施例不限于此,例如,透反元件还可以是一体化元件,例如可以是立体结构的偏振分束器,例如立方体偏振分光镜。例如,采用立方体结构的偏振分束器可以具有较高的稳定性。
例如,偏振透反元件可以是具有偏振透反功能的光学膜,例如偏振透反元件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(例如相邻膜层之间折射率不同,或者按照折射率高-低重复变化的规律依次堆叠),每个膜层的厚度约在10~1000nm之间;膜层的材料可以选用无机电介质材料,例如,金属氧化物和金属氮化物等中的一种或多种;也可以选用高分子材料,例如聚丙烯、聚氯乙烯或聚乙烯等中的一种或多种。例如,透反元件采用光学膜的形式既可以方便安装,又具有成本低的优点。
例如,第一偏振光和第二偏振光之一包括S偏振态的光线,第一偏振光和第二偏振光的另一个包括P偏振态的光线。例如,第一偏振光和第二偏振光的偏振方向之间的夹角可以为大致90°。本实用新型实施例不限于此,例如,在第一偏振光和第二偏振光的偏振方向垂直的情况下,第一偏振光和第二偏振光还可以是非S偏振光或非P偏振光,如第一偏振光和第二偏振光可以是偏振方向互相垂直的两种线偏振光,或者偏振方向互相垂直的两种圆偏振光,或者偏振方向互相正交的两种椭圆偏振光等。
例如,透反元件可以为波长选择性透反元件,第一显示区101出射的图像光线所在波段为第二波段组,第二显示区102出射的图像光线所在波段为第一波段组,透反元件被配置为反射第一波段组的图像光线且透射第二波段组的图像光线。
例如,上述“波段”可以包括单一波长,也可以包括多个波长的混合范围。例如,在波段包括单一波长的情况下,受到工艺误差的影响导致该波长的光可能混合了附近波长的光。
例如,上述第一波段组和第二波段组的图像光线均可以包括红绿蓝(RGB)三个波段的光线,RGB每个波段的光线的半高宽不大于50nm。例如,第一波段组和第二波段组均包括三个波段的图像光线,例如,这三个波段中的第一个波段的峰值位于410nm~480nm区间范围内,第二个波段的峰值位于500nm~565nm区间范围内,第三个波段的峰值位于590nm~690nm区间范围内。
例如,透反元件600对第一波段组的图像光线和第二波段组的图像光线中一者的反射率大于其对另一者的反射率;或者,透反元件600对第一波段组的图像光线和第二波段组的图像光线中一者的透射率大于其对另一者的透射率。例如,透反元件600对第二波段组的图像光线的反射率大于对第一波段组的图像光线的反射率。例如,透反元件600对第一波段组的图像光线的透射率大于对第二波段组的图像光线的透射率。
例如,透反元件600对第一波段组的图像光线和第二波段组的图像光线中一者的反射率大于其对另一者的反射率,且对一者的透射率小于其对另一者的透射率。例如,透反元件600对第二波段组的图像光线的反射率大于对第一波段组的图像光线的反射率,且透反元件600对第二波段组的图像光线的透射率小于对第一波段组的图像光线的透射率。
例如,采用波长选择性透反元件的透反元件600对第二显示区102出射的图像光线的反射率可以为70%、80%、90%、95%或其它适用的数值,对第一显示区101出射的图像光线的透光率可以为70%、80%、90%、95%或其它适用的数值。由此,可以提高透反元件600对图像光线的利用率,以使第一显示区和第二显示区出射的图像光线的光能损失尽量降低。
例如,透反元件可以为偏振-波长选择性透反元件,例如第一显示区101出射的图像光线和第二显示区102出射的图像光线所在波段重合或基本重合,但各自具有不同的偏振态,透反元件被配置为反射第一图像光线且透射第二图像光线。
例如,“波段”与上述实施例具有相同或类似的特性,此处不再赘述。例如,第一偏振态和第二偏振态的偏振方向垂直。例如,第一偏振态和第二偏振态之一包括S偏振态,第一偏振态和第二偏振态的另一个包括P偏振态。本实用新型实施例不限于此,例如,在第一偏振态和第二偏振态的偏振方向垂直的情况下,还可以是非S偏振态或非P偏振态,如第一偏振态和第二偏振态可以是偏振方向互相垂直的两种线偏振态,或者偏振方向互相正交的两种圆偏振态,或者偏振方向互相正交的两种椭圆偏振态等。
例如,第一图像光线包括S偏振态的RGB光线,第二图像光线包括P振态的RGB光线;例如,第一图像光线包括P偏振态的RGB光线,第二图像光线包括S振态的RGB光线。
例如,透反元件600对第一图像光线和第二图像光线中一者的反射率大于其对另一者的反射率;或者,透反元件600对第一图像光线和第二图像光线中一者的透射率大于其对另一者的透射率。例如,透反元件600对第二图像光线的反射率大于对第一图像光线的反射率。例如,透反元件600对第一图像光线的透射率大于对第二图像光线的透射率。
例如,透反元件600对第一图像光线和第二图像光线中一者的反射率大于其对另一者的反射率,且对一者的透射率小于其对另一者的透射率。例如,透反元件600对第二图像光线的反射率大于对第一图像光线的反射率,且透反元件600对第二图像光线的透射率小于对第一图像光线的透射率。
例如,采用偏振-波长选择性透反元件的透反元件600对第二显示区102出射的图像光线的反射率可以为70%、80%、90%、95%或其它适用的数值,对第一显示区101出射的图像光线的透光率可以为70%、80%、90%、95%或其它适用的数值。由此,可以提高透反元件600对图像光线的利用率,以使第一显示区和第二显示区出射的图像光线的光能损失尽量降低。
例如,上述波长选择性透反元件和/或偏振-波长选择性透反元件可以包括由无机氧化物薄膜或高分子薄膜堆叠而成的选择性透反膜,该透反膜由至少两种具有不同折射率的膜层堆叠而成。这里的“不同折射率”指的是膜层在xyz三个方向上至少有一个方向上的折射率不同。例如,预先选取所需的不同折射率的膜层,并按照预先设置好的顺序对膜层进行堆叠,例如相邻膜层之间折射率不同,或者按照折射率高-低重复变化的规律依次堆叠;可以形成具备选择反射和选择透射特性的透反膜,该透反膜可以选择性反射某一特性的光线、透过另一特性的光线。例如,对于采用无机氧化物材料的膜层,该膜层的成分选自五氧化二钽、二氧化钛、氧化镁、氧化锌、氧化锆、二氧化硅、氟化镁、氮化硅、氮氧化硅、氟化铝中的一种或多种。例如,对于采用有机高分子材料的膜层,该有机高分子材料的膜层包括至少两种热塑性有机聚合物膜层。例如,两种热塑性聚合物膜层交替排列形成光学膜,且两种热塑性聚合物膜层的折射率不同。例如,上述有机高分子材料的分子为链状结构,拉伸后分子朝某个方向排列,造成不同方向上折射率不同,即通过特定的拉伸工艺即可形成所需的薄膜。例如,上述热塑性聚合物可以为不同聚合程度的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)及其衍生物、不同聚合程度的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)及其衍生物、不同聚合程度的聚对苯二酸丁二酯(PBT)及其衍生物等中的一种或多种。
例如,如图1a所示,像源100包括彼此独立的第一子像源110和第二子像源120,第一子像源110包括第一显示区101,第二子像源120包括第二显示区102。本实用新型实施例通过设置多个彼此独立的子像源,有利于增大显示装置所成像的视场角,可以提升使用体验。例如,第一子像源110和第二子像源120各自光线入射到透反元件的位置在一定范围内以保证合束,或者第一图像光线和第二图像光线的主光轴关于透反元件对称设置。
例如,第一显示区101的显示面和第二显示区102的显示面之间的夹角可以为5°~90°。例如。第一显示区101的显示面和第二显示区102的显示面之间的夹角可以为10°~80°。例如,第一显示区101的显示面和第二显示区102的显示面之间的夹角可以为20°~70°。例如,第一显示区101的显示面和第二显示区102的显示面之间的夹角可以为30°~45°。例如,第一显示区101的显示面和第二显示区102的显示面之间的夹角可以为40°~60°。例如,通过调节不同显示面之间的夹角可以调节不同虚像之间的角度。
例如,第一显示区101和第二显示区102可以显示相同的图像,也可以显示不同的图像,还可以一个显示区显示的图像中的一部分与另一个显示区显示的图像相同,本实用新型实施例对此不作限制,可以根据实际产品需求进行设置。例如,相同图像是指显示的内容一致。
例如,第一显示区101和第二显示区102的显示尺寸可以相同或者不同。
例如,从第一显示区101和第二显示区102出射且传播至第一反射元件300的图像光线形成不同的虚像。例如上述不同的虚像可以指不完全相同的虚像,例如虚像位置、虚像大小、虚像倾斜程度和虚像内容的至少之一不同。
例如,第一显示区101出射且传播至第一反射元件300的图像光线形成的第一虚像和第二显示区102出射且传播至第一反射元件300的图像光线形成的第二虚像可以同时显示或者不同时显示。例如,第一虚像和第二虚像同时显示时,两者可以同时与不同距离的物体进行AR贴合,比如分别与用户面前的银行和远方的路面进行AR贴合;或者,两者之一可以不进行AR显示,例如仅显示包括仪表信息的平面UI,两者中的另一个可以与用户面前的距离较远的物体(例如前车、POI等)进行AR贴合。例如,第一虚像和第二虚像不同时显示时,为了配合不同距离变化的物体,根据物体与用户的距离,选用与物体距离接近的像与物体进行AR贴合,因同轴显示的两个虚像的视角几乎相同,将这两个虚像与变化的物体匹配也会使得用户具有较好的体验。
例如,如图1a所示,第一显示区101和第二显示区102中之一出射的图像光线经过折射元件200折射后传播至第一反射元件300。例如,第一显示区101和第二显示区102中仅第一显示区101出射的图像光线经过折射元件200折射后传播至第一反射元件300,第二显示区102出射的图像光线不经过折射元件200。例如,第一显示区101和第二显示区102中仅第二显示区102出射的图像光线经过折射元件200折射后传播至第一反射元件300,第一显示区101出射的图像光线不经过折射元件200。
例如,在从第一显示区101出射的图像光线传播至第一反射元件300的光路上去除折射元件200的情况下,从第一显示区101出射且传播至第一反射元件300的图像光线的光学距离与从第二显示区102出射且传播至第一反射元件300的图像光线的光学距离可以相等或者不相等。
例如,如图1a所示,在从第一显示区101出射的图像光线传播至第一反射元件300的光路上去除折射元件200的情况下,从第一显示区101出射且传播至第一反射元件300的图像光线的光学距离与从第二显示区102出射且传播至第一反射元件300的图像光线的光学距离相等;仅在第一显示区101出光侧设置折射元件200时,可以通过选取该折射元件200的尺寸(例如厚度、宽度等)、折射率及面型等参数中的至少一者,以实现折射元件200所成的像的光线传播至第一反射元件300的光学距离和第二显示区102出射且传播至第一反射元件300的图像光线的光学距离不同。
例如,可以通过对折射元件200的折射率进行一定范围内的选取(例如折射元件200的折射率可以为1.4-2.8,例如可以是1.4-2.0),或者通过对折射元件200在垂直于相应的像源100的显示面的方向的尺寸(如厚度和/或宽度)进行一定范围内的选取(例如,折射元件200的厚度可以为10~200mm;例如,厚度可以为20~100mm),从而对折射元件200所成像的位置进行选取,以实现对显示装置的成像距离进行有效调节。
例如,在其他条件不变的情况下,折射元件200远离像源一侧表面为平面时,折射元件200的折射率越大,等效物距越小,成像距离越小。例如,在其他条件不变的情况下,折射元件200远离像源一侧表面为平面时,折射元件200的厚度越厚,等效物距越小,成像距离越小。
本实用新型实施例通过对折射元件的折射率和厚度至少之一的设置,有利于在不改变显示装置的尺寸的情况下,对显示装置成像距离进行调节,以方便满足用户对显示装置的成像距离的需求。
例如,在折射元件200与像源的显示面贴合时,折射元件200远离像源一侧表面与像源显示面之间夹角不同,经过折射元件200与没有经过折射元件200所形成的虚像的倾斜角度可以不同。例如,在折射元件200与像源的显示面之间设置有间隔时,像源显示面与折射元件200远离像源一侧表面之间的角度,以及像源显示面与折射元件200面向像源一侧表面之间的角度都会对所成虚像的状态(例如角度)进行调节。
例如,显示装置还包括透光支撑元件(图未示出),折射元件200与像源分别紧贴透光支撑元件的两侧表面,如透光支撑元件的面向折射元件200的表面,和透光支撑元件面向像源的表面(也即透光支撑元件的面向第一显示区110或者第二显示区120的表面),也即,透光支撑元件设置于折射元件200与像源之间,且透光支撑元件彼此相对的两个表面分别与折射元件200与像源贴合例如紧贴接触;透光支撑元件可以对相对较重的折射元件200起到支撑作用,避免折射元件200对像源造成损害,例如压坏。
例如,沿垂直于第一子像源110的显示面的方向,折射元件200的数量可以为一个或多个,不同折射元件200的折射率不同,或者不同折射元件200的厚度不同,从而对显示装置所成像的成像距离进行调节。
例如,沿垂直于第一子像源110的显示面的方向,多个折射元件200的折射率可以是变化的,例如逐渐增大或者逐渐减小。
例如,在折射元件200的数量为多个时,相邻折射元件200可以贴合设置,但不限于此,相邻折射元件200可以间隔设置,多个折射元件可以根据实际产品需求进行设置。
例如,第一子像源110的显示面的不同位置处覆盖的折射元件200的厚度可以相同,也可以不同,以对显示装置所成像的成像距离,或者成像角度等参数进行调节。
例如,如图1a所示,折射元件200的入射面与像源100的显示面贴合。例如,折射元件200的入射面的形状与像源100的显示面的形状可以匹配以实现两者的贴合。例如,像源100的显示面的形状可以为平面,折射元件200的入射面也为平面。例如,像源100的显示面的形状可以为曲面,折射元件200的入射面也为曲率基本相同的曲面。
例如,折射元件200的入射面可以通过透明光学胶与像源100的显示面贴合。
例如,折射元件200的边侧可设置固定装置,如卡扣或者卡槽,以将折射元件200固定,避免其移动。
例如,折射元件200的入射面与像源100的显示面也可以平行且间隔设置。例如,折射元件200的入射面与像源100的显示面之间的间隔尺寸较小,以防止像源100的显示面出射的图像光线在折射元件200的入射面处发生反射,从而造成浪费。
例如,在一示例中,在显示装置中没有设置玻璃砖折射元件200时,第一显示区101出射的图像光线传播至第一反射元件300的光学距离与第二显示区102出射的图像光线传播至第一反射元件300的光学距离相同;第一显示区101出射光路上设置折射元件200,而第二显示区102出射光路上没有设置折射元件200时,第一显示区101显示的图像经过折射元件200所成像的光线(例如可以认为图像光线出射的位置变为折射所成像的位置)传播至第一反射元件300的光学距离小于第二显示区102出射的图像光线传播至第一反射元件300的光学距离,从而缩小了第一显示区101显示的图像与第一反射元件300之间的等效物距,进而缩小了第一显示区101所成虚像的距离。在上述显示装置应用于抬头显示器时,该抬头显示器可以形成多层图像,显示更多的信息。例如,可以在成像距离较近的画面(如第一显示区101显示的图像所成的像)中显示静态信息,在成像距离较远的画面(如第二显示区102显示的图像所成的像)中显示动态信息,该动态信息可以是增强现实(AR)信息,AR信息通过设置在不同的画面层,可与不同距离的实物、实景相结合。
例如,第一显示区101可以显示近景画面,例如显示车辆仪表等关键驾驶数据,例如,显示车速、油量和转向等参数中的一种或多种;第二显示区102可以显示远景画面,例如画面内容可以包括兴趣点(Point of interests,POI),例如医院、银行及餐厅等。例如,第二显示区102显示的远景画面可以包括银行,第二子像源120显示的银行的图像可以包括银行的标志,银行的标志图像可以和银行实景的位置匹配融合,从而用户可以看到远处的建筑物,例如银行时,显示画面中标识了银行的标志。
例如,第一显示区101的面积可以小于第二显示区102的面积以使第一反射元件300反射第一显示区101出射的图像光线所成的虚像的成像尺寸小于第一反射元件300反射第二显示区102出射的图像光线所成的虚像的成像尺寸。第一显示区101被配置为显示近景画面,近景画面的显示内容可以是车辆仪表等关键驾驶参数,由此显示的近景画面的尺寸可以较小;第二显示区102被配置为显示远景画面,远景画面的显示内容需要和车外的实景,例如建筑物等实景匹配融合,由此显示的远景画面的尺寸比近景画面的尺寸大。例如,尺寸较小的近景画面不会遮挡尺寸较大的远景画面。
例如,如图1a所示,第一显示区101经过折射元件200后的光线B与第二显示区102出射的光线A在经过透反元件600后形成光线AB,光线AB中包括光线A和光线B,两者的主光轴可以重合,或者两者之间的距离在设定间隔范围内。例如,光线AB传播至第一反射元件300,并在经过反射成像部(后面描述)后分别形成虚像A’(第一显示区101的图像经过光学元件处理后形成的虚像)和虚像B’(第一显示区101的图像经过光学元件处理后形成的虚像),虚像A’和虚像B’同轴。
例如,虚像A’和虚像B’均沿竖直方向。例如,上述竖直方向可以指垂直于地面的方向,该竖直方向可以指平行于观察区(后续描述)所在平面的方向,或者指垂直于交通设备行驶面的方向。
例如,虚像A’比虚像B’更靠近观察区。例如,虚像A’可以具有较小的画面,虚像B’具有较大的画面,虚像A’在虚像B’上的投影可以完全位于虚像B’中,或者与虚像B’的部分重合。
例如,虚像A’在虚像B’上的投影完全位于虚像B’中,且第一显示区101显示的图像的分辨率大于第二显示区102显示的图像的分辨率。根据人眼的注视点特性,由于视网膜的中心凹区域的分辨率最高,周围区域的分辨率依次下降。当眼球转动时,想要看清的物体将成像在视网膜中心凹区域,而周围的物体成像在视网膜中心凹区域的周围,导致人眼只能看清注视点所在区域内的物体,而不能够看清注视点周围的物体。通常,注视点周围的高清区范围与人眼瞳孔的夹角为5°,人眼对以注视点为圆心且与人眼瞳孔夹角大于5°的区域的分辨率快速下降。例如,虚像A’成像于视网膜中心凹区域。本实用新型实施例通过调节第一显示区和第二显示区显示的图像的分辨率不同,以使位于视网膜中心凹区域的虚像A’的分辨率高于没有位于视网膜中心凹区域的虚像B’的分辨率,既可以提高用户的观看体验,还可以实现图像显示的分辨率分区渲染,从而减小硬件中央图像处理器(GPU)的压力。
例如,第一显示区101的形状可以与第二显示区102的形状相同,或者,两者的形状也可以不同。
例如,第一显示区101被第一反射元件300反射后的成像区域在水平方向(例如以平行于地面的方向为水平方向)上的尺寸大于或等于第二显示区102被第一反射元件300反射后的成像区域水平方向上的尺寸;和/或,第一显示区101被第一反射元件300反射后的成像区域在竖直方向(例如以垂直于地面的方向为竖直方向)上的尺寸小于或等于第二显示区102被第一反射元件300反射后的成像区域在竖直方向上的尺寸。
例如,如图1a所示,折射元件200的出射面与第一显示区101的显示面之间的夹角为0°~90°。
例如,如图1a所示,在折射元件200的入射面与像源的显示面贴合,或者间隔设置但是彼此平行时,折射元件200的出射面与第一显示区101的显示面平行,第一显示区101经折射元件200所成的像可以与第二显示区102显示的图像平行,第一显示区101经折射元件200所成的像和第二显示区102显示的图像经过第一反射元件300的反射后所成像可以为平行的像。折射元件的入射面与像源的显示面之间的夹角也会对虚像的角度有所调节,例如折射元件不紧贴且不平行于像源显示面时(或者,图像光线的主光轴不垂直于折射元件的入射面),出射光线的角度由折射元件出射面和入射面的角度/面形共同决定。
例如,在折射元件200的入射面与像源的显示面贴合,或者间隔设置但是彼此平行时,折射元件200的出射面与第一显示区101的显示面之间的夹角可以为5°~90°,或者10°~80°,或者30°~70°,或者45°~60°,第一显示区101经过折射元件200所成的像可以与第二显示区102显示的图像之间具有一定夹角,第一反射元件300反射第一显示区101经折射元件200所成像后得到的虚像相对于第一反射元件300反射第二显示区102的图像后得到的虚像具有一定的倾斜角度。由此,本实用新型实施例通过调节折射元件的出射面与像源的显示面之间的夹角,可以对显示装置所成的部分像的角度进行调节以使显示装置所成多层图像包括不平行的两层图像。
例如,如图1a所示,显示装置还包括第二反射元件500,第二反射元件500被配置为反射多个显示区出射的图像光线,第一反射元300被配置为反射在被第二反射元件500反射后传播至第一反射元件300的图像光线。例如,显示装置包括至少一个第二反射元件500。
例如,如图1a所示,透反元件600与第二反射元件500之间没有设置其他光学元件,透反元件600出射的图像光线可以直接射向第二反射元件500。例如,透反元件600与第二反射元件500之间还可以设置其他光学元件,例如透镜或者反射镜等光学元件,透反元件600出射的图像光线可以经过其他光学元件处理后射向第二反射元件500。例如,透反元件600与第二反射元件500没有贴合设置。
例如,如图1a所示,第二反射元件500与第一反射元件300之间没有设置其他光学元件,第二反射元件500反射向第一反射元件300的光线可以直接入射到第一反射元件300。本实用新型实施例不限于此,第二反射元件500与第一反射元件300之间可以设置其他光学元件,例如透镜或者反射镜等光学元件,第二反射元件500反射向第一反射元件300的光线可以经过其他光学元件处理后入射到第一反射元件300。
例如,如图1a所示,第一显示区101和第二显示区102出射的图像光线被同一个第二反射元件500反射后传播至第一反射元件300。在第一显示区和第二显示区出射的图像光线经过透反元件后主光轴重合或两者之间的距离在设定间隔范围内时,两个显示区出射的图像光线经过透反元件后形成的光线的光斑面积(或者,图像光线经过透反元件合束后,光束沿传播方向的截面)较小,可以被同一个反射元件反射,从而可以减少显示装置中反射元件的数量,有利于实现显示装置的小尺寸和紧凑化的设计。
例如,第二反射元件500可以为反射面为平面的平面反射镜。例如,第二反射元件500的各位置与第一子像源110的显示面之间的夹角均相等。
例如,如图1a所示,第二反射元件500包括平面反射镜、曲面反射镜、非球面反射镜和球面反射镜中的至少一种,第一反射元件300包括曲面反射镜。
例如,如图1a所示,第二反射元件500为平面反射镜或者曲面反射镜,第一反射元件300为曲面反射镜或者平面反射镜。
例如,曲面反射镜可以为凹面反射镜;此种情况下,凹面反射镜靠近显示区的表面为凹曲面。曲面反射镜的设置可以使得抬头显示器具有更远的成像距离和更大的成像尺寸,且曲面反射镜还可与曲面的反射成像部(后续提到)如挡风窗配合,以消除反射成像部造成的虚像畸变。
例如,在第一反射元件300为凹面反射镜(也即,反射面为凹曲面的反射镜)的情况下,曲面反射镜的内凹反射面朝向显示区,如果显示区显示的图像经过第二反射元件500所成的像与凹面反射镜之间的光学距离小于凹面反射镜的焦距,则凹面反射镜基于显示区输出的图像形成正立放大的虚像。例如,根据凹面反射镜的成像性质可知,在显示区显示的图像经过第二反射元件500所成的像与凹面反射镜之间的光学距离小于凹面反射镜的焦距情况下(也即,像位于凹面反射镜的一倍焦距以内),凹面反射镜的像距随显示区显示的图像经过第二反射元件500所成的像与凹面反射镜之间的光学距离的增大而增大,也即,显示区显示的图像经过第二反射元件500所成的像与凹面反射镜之间的光学距离越小,则使用包括该显示装置的抬头显示器的用户与其观看到的图像之间的距离越小。通过在至少一显示区的出光侧设置折射元件,可以改变显示区显示的图像经过第二反射元件500所成的像与曲面反射镜之间的光学距离。
例如,第一反射元件300的反射面可以为自由曲面,也即,第一反射元件300的反射面不具有旋转对称特性,以提升显示装置的成像质量。
例如,像源100出射的图像光线在传播至第一反射元件300的光路中可以设置一个平面反射镜,或者两个平面反射镜,或者一个平面反射镜和一个曲面反射镜,或者两个平面反射镜和一个曲面反射镜等,可以根据产品需求进行设置。
图2为根据本实用新型实施例提供的另一种显示装置的局部截面结构示意图。图2所示显示装置与图1a所示显示装置的不同之处在于第一显示区和第二显示区出射的图像光线经过不同的子折射元件的折射后传播至第一反射元件。图2所示像源100、第一反射元件300以及第二反射元件500可以与图1a所示的像源100、第一反射元件300以及第二反射元件500相同,在此不再赘述。
例如,如图2所示,折射元件200包括第一子折射元件210和第二子折射元件220,第一显示区101出射的图像光线经过第一子折射元件210的折射后传播至第一反射元件300,第二显示区102出射的图像光线经过第二子折射元件220的折射后传播至第一反射元件300。
例如,在从第一显示区101出射的图像光线传播至第一反射元件300的光路上去除第一子折射元件210,且从第二显示区102出射的图像光线传播至第一反射元件300的光路上去除第二子折射元件220的情况下,从第一显示区101出射且传播至第一反射元件300的图像光线的光学距离与从第二显示区102出射且传播至第一反射元件300的图像光线的光学距离相等。但不限于此,在从第一显示区101出射的图像光线传播至第一反射元件300的光路上去除第一子折射元件210,且从第二显示区102出射的图像光线传播至第一反射元件300的光路上去除第二子折射元件220的情况下,从第一显示区101出射且传播至第一反射元件300的图像光线的光学距离与从第二显示区102出射且传播至第一反射元件300的图像光线的光学距离可以不相等。
例如,如图2所示,第一子折射元件210与第二子折射元件220的尺寸不同,例如在垂直于相应显示区的显示面的方向的尺寸不同,和/或第一子折射元件210与第二子折射元件220的折射率不同以使第一子折射元件210所成像的光线传播至第一反射元件300的光学距离与第二子折射元件220所成像的光线传播至第一反射元件300的光学距离不同。本实用新型实施例提供的显示装置中,通过在第一显示区和第二显示区的出光侧均设置不同的子折射元件,可以有利于降低不同子像源出射图像光线经过第一反射元件后所成像的成像距离,提高显示装置的结构的紧凑性。
例如,第一子折射元件210的出射面与像源的显示面之间的夹角与第二子折射元件220的出射面与像源的显示面之间的夹角不同;和/或,所述第一子折射元件210的出射面的形状与第二子折射元件220的出射面的形状不同,可以使得第一显示区和第二显示区所成虚像具有不同特性(例如具有不同的成像距离)。
例如,在两个子折射元件的入射面与像源的显示面贴合,或者间隔设置但是彼此平行时,第一子折射元件210的出射面与第一显示区101的显示面之间的夹角为0°~90°,第二子折射元件220的出射面与第二显示区102的显示面之间的夹角为0°~90°。
例如,折射元件的入射面与像源的至少部分显示面贴合;例如,折射元件的入射面与像源的局部显示面贴合。
例如,在显示装置中没有设置折射元件200,且第一显示区101显示的图像与第二显示区102显示的图像直接入射到透反元件600后所成的两个虚像平行设置时,通过将在两个子折射元件的入射面与像源的显示面贴合,或者间隔设置但是彼此平行,第一子折射元件210的出射面与第一显示区101的显示面设置为平行,且第二子折射元件220的出射面与第二显示区102的显示面设置为平行,可以使得第一显示区101显示的图像经过第一子折射元件210后所成像与第二显示区102显示的图像经过第二子折射元件220后所成像平行,则两者经过第一反射元件300后所成像平行,以使显示装置可以形成多层图像,其中至少两层图像平行。
例如,在显示装置中没有设置折射元件200,且第一显示区101显示的图像与第二显示区102显示的图像直接入射到透反元件600后所成的两个虚像平行设置,且在两个子折射元件的入射面与像源的显示面贴合,或者间隔设置但是彼此平行时,第一子折射元件210的出射面与对应显示区的显示面之间的夹角为第一夹角,第二子折射元件220的出射面与对应显示区的显示面之间的夹角为第二夹角,第一夹角与第二夹角不同,可以使得第一显示区101显示的图像经过第一子折射元件210后所成像与第二显示区102显示的图像经过第二子折射元件220后所成像之间具有一定夹角,则两者经过第一反射元件300后所成像之间具有一定夹角,以使显示装置可以形成多层图像,其中至少两层图像之间具有一定夹角。
例如,在两个子折射元件的入射面与像源的显示面贴合,或者间隔设置但是彼此平行时,第一子折射元件210的出射面与第一显示区101的显示面之间的夹角可以为5°~90°,或者10°~80°,或者30°~70°,或者45°~60°。例如,第二子折射元件220的出射面与第二显示区102的显示面之间的夹角可以为5°~90°,或者10°~80°,或者30°~70°,或者45°~60°。
例如,图3为根据本实用新型实施例提供的另一种显示装置的局部截面结构示意图。图3所示显示装置与图1a所示显示装置的不同之处在于显示装置还包括第三显示区103。图3示意性的示出第二显示区102出射的图像光线传播至第一反射元件300的光路没有设置子折射元件,但不限于此,也可以设置图2所示的第二子折射元件220。例如,图3所示显示装置中,第一反射元件300可以与图1a-图2任一示例所示的显示装置中的第一反射元件300相同,在此不再赘述。例如,图3所示显示装置中的折射元件200可以为图1a所示的折射元件200,且折射元件200与第一显示区101的对应关系也可以与上述示例中的对应关系相同。
例如,如图3所示,多个显示区还包括第三显示区103,从第一显示区101、第二显示区102和第三显示区103出射且传播至第一反射元件300的图像光线的光学距离均不同。例如,第一显示区101和第二显示区102出射的图像光线经第一反射元件300后所成虚像之间的夹角为0°~90°,第一显示区101和第三显示区103出射的图像光线经第一反射元件300后所成虚像之间的夹角为0°~90°,第三显示区103和第二显示区102出射的图像光线经第一反射元件300后所成虚像之间的夹角为0°~90°。
例如,如图3所示,像源100包括彼此独立的多个子像源,第一显示区101和第二显示区102至少之一与第三显示区103位于不同的子像源。
例如,如图3所示,第一显示区101、第二显示区102以及第三显示区103位于不同的子像源中,本实用新型实施例不限于此,例如,第一显示区101和第二显示区102之一可以与第三显示区103位于同一个子像源。例如,第一显示区101可以与第三显示区103位于同一子像源。
例如,第一显示区101和第二显示区102至少之一出射的图像光线传播至第一反射元件300的光路上设置折射元件200,第三显示区103出射的图像光线传播至第一反射元件300的光路上可以设置折射元件200,也可以不设置折射元件200。
例如,如图3所示,第一显示区101出射的图像光线传播至第一反射元件300的光路上设置折射元件200,第二显示区102和第三显示区103出射的图像光线传播至第一反射元件300的光路上均没有设置折射元件200。
例如,如图3所示,第一显示区101出射的图像光线经过折射元件200后所成像与第一反射元件300之间的光学距离为第一光学距离,第二显示区102出射的图像光线传播至第一反射元件300的光学距离为第二光学距离,第三显示区103出射的图像光线传播至第一反射元件300的光学距离为第三光学距离。
例如,第一光学距离小于第二光学距离,第二光学距离小于第三光学距离;或者,第一光学距离小于第二光学距离,第三光学距离小于第一光学距离;或者,第一光学距离小于第二光学距离,第三光学距离大于第一光学距离且小于第二光学距离。
例如,第一显示区101出射的图像光线经第一反射元件300所成的像可与第二显示区102出射的图像光线经第一反射元件300所成的像平行或者具有一定夹角。例如,第三显示区103出射的图像光线经第一反射元件300所成的像可与第二显示区102出射的图像光线经第一反射元件300所成的像平行或者具有一定夹角。
本示例提供的显示装置中,从三个显示区出射至第一反射元件的图像光线的光学距离可以不同,由此可以在不同距离处成像,有利于不同距离的图像与不同距离的实景进行匹配融合,以使该显示装置应用于抬头显示器时,用户无需在固定距离的图像与不同距离的实景之间来回切换,避免了视觉辐辏调节冲突,提高了显示装置的使用体验。
例如,第一显示区101的显示面和第三显示区103的显示面之间的夹角可以为0°~90°。例如,第一显示区101的显示面和第三显示区103的显示面之间的夹角为10°~80°。例如,第一显示区101的显示面和第三显示区103的显示面之间的夹角为20°~70°。例如,第一显示区101的显示面和第三显示区103的显示面之间的夹角为30°~60°。例如,第一显示区101的显示面和第三显示区103的显示面之间的夹角为15°~45°。
例如,第一显示区101、第二显示区102以及第三显示区103出射图像光线经一些光学元件的处理后所成画面可均与地面垂直。本实用新型实施例不限于此,例如,第一显示区101和第二显示区102出射图像光线经一些光学元件的处理后所成画面可与地面垂直,第三显示区103出射图像光线经一些光学元件的处理后所成画面相对于地面是倾斜的。例如,第一显示区101可以显示近景画面,例如显示车辆仪表等关键驾驶数据,例如,显示车速、油量和转向等参数中的一种或多种;第三显示区103可以显示中景画面,例如第三显示区103可以显示出车道画面,例如,画面相对于地面为倾斜状态时与实际车道匹配融合效果更好,用户可以看到车道被图像融合标记,指引用户走这条车道;第二显示区102可以显示远景画面,例如建筑等,第二显示区102显示的远景画面例如为银行,第二子像源120显示的银行的图像可以包括银行的标志,银行的标志图像可以和银行实景的位置匹配融合,从而用户可以看到远处建筑物,例如银行时,显示画面中标识了银行的标志。
例如,第三显示区103的面积可以大于第一显示区101的面积和第二显示区102的面积,以使第一反射元件300反射第三显示区103出射的图像光线所成的虚像的成像尺寸大于第一反射元件300反射第一显示区101和第二显示区102出射的图像光线所成的虚像的成像尺寸。例如,第三显示区103的形状可以与第一显示区101和第二显示区102的至少之一的形状相同,但不限于此,第一显示区、第二显示区和第三显示区的形状例如可以不同。
例如,第三显示区103显示图像经过光学元件处理后的虚像位于中间时,第三显示区103显示的中景画面可以是倾斜的。例如,通过设置倾斜画面可以有利于图像贴合路面,提高使用效果。例如,因为倾斜的画面需要与实际的路面匹配贴合,倾斜的中景画面的尺寸较大,至少可覆盖半个或整个车道,使驾驶员可以有更好的观看效果,例如倾斜的中景画面覆盖车道线以使驾驶员可以更容易看清楚图像标记后的车道线,可更好的提示驾驶员保持或更换车道,提升驾驶体验。
例如,第三显示区103所形成的倾斜画面,其成像高度至少低于第一显示区101和/或第二显示区102的成像高度,以使倾斜画面实现更好的贴地效果。成像高度可以解释为:虚像沿垂直于行驶路面所在面方向的距离。例如,倾斜画面的高度可以为最低,或者,也可以为三个成像高度中数值位于中间的高度。例如,在成像距离方面,倾斜画面可以位于中间层,其具有更好的贴地效果。
例如,如图3所示,第二反射元件500包括彼此独立的第一子反射元件510和第二子反射元件520,第一显示区101和第二显示区102出射的图像光线被第一子反射元件510反射后传播至第一反射元件300,第三显示区103出射的图像光线被第二子反射元件520反射后传播至第一反射元件300。本实用新型提供的显示装置中,通过将被配置为反射第一显示区出射的图像光的子反射元件和被配置为反射第三显示区出射的图像光的子反射元件设置为彼此独立的两个子反射元件,可以方便对第一显示区和第三显示区经过反射元件所成像的位置以及角度等特性进行调整。
例如,图4为根据本实用新型实施例提供的另一种显示装置的局部截面结构示意图。图4所示显示装置与图3所示显示装置的不同之处在于第一显示区101、第二显示区102以及第三显示区103出射的图像光线被同一个第二反射元件500反射后传播至第一反射元件300。图4示意性的示出第二显示区102出射的图像光线传播至第一反射元件300的光路没有设置子折射元件,但不限于此,也可以设置图2所示的第二子折射元件220。例如,图4所示显示装置中,第一反射元件300可以与图1a-图3任一示例所示的显示装置中的第一反射元件300相同,在此不再赘述。例如,图4所示显示装置中的折射元件200可以为图1a所示的折射元件200,且折射元件200与第一显示区101的对应关系也可以与上述示例中的对应关系相同。本实用新型提供的显示装置中,将三个显示区出射的图像光线设计为被同一个第二反射元件反射后传播至第一反射元件,可以节省第二反射元件的数量,有利于减小显示装置的体积。
例如,图4示意性的示出第一显示区101和第三显示区103位于不同的子像源,但不限于此,第一显示区101和第三显示区103还可以位于同一个子像源。例如,图4示意性的示出仅第一显示区101出射图像光线至第一反射元件300的光路上设置折射元件200,但不限于此,第二显示区102和第三显示区103出射图像光线至第一反射元件300的光路上也可以设置与第一显示区101对应的折射元件200不同的折射元件。这里不同的折射元件可以指折射元件的折射率不同、尺寸(例如厚度)不同或者光焦度不同等。
本实用新型实施例示意性的示出显示装置包括一个显示区、两个显示区或者三个显示区,但不限于此,显示装置还可以包括四个显示区或者更多个显示区。
例如,图5为根据本实用新型另一实施例提供的抬头显示器的结构示意图。图5示意性的示出抬头显示器包括图3所示的显示装置以及反射成像部700为例,本实用新型实施例不限于此,抬头显示器还可以包括图1a-2以及图4所示的任一示例提供的显示装置以及反射成像部。例如,如图5所示,第一反射元件300反射的图像光线传播至反射成像部700,反射成像部700被配置为将从第一反射元件300出射且传播至反射成像部700的图像光线反射至观察区800,且透射环境光。位于观察区800的用户可以观看到反射成像部700对显示装置出射的图像光线所成的多个虚像以及位于反射成像部700远离观察区800一侧的环境景象。
例如,第一显示区101经过折射元件200所成像的光线传播至反射成像部700的主传输光线传输的光学距离、第二显示区102出射至反射成像部700的主传输光线传输的光学距离以及第三显示区103出射至反射成像部700的主传输光线传输的光学距离均不同。
例如,显示装置出射的图像光线入射至反射成像部700,被反射成像部700反射的光线向用户传播,例如驾驶员眼睛所在的观察区800,用户可观察到形成于例如反射成像部外侧的虚像,也不影响用户对外界环境的观察。
例如,上述观察区800可为眼盒(eyebox)区域,该眼盒区域是指用户眼睛所在的、可以看到抬头显示器显示的图像的平面区域。例如,用户的眼睛相对于眼盒区域的中心偏离一定距离,如上下、左右移动一定距离时,在用户眼睛仍处于眼盒区域内的情况下,用户仍然可以看到抬头显示器显示的图像。
例如,反射成像部700可为机动车的挡风窗或成像窗。例如,挡风窗为挡风玻璃,成像窗为透明成像板。例如,挡风窗用于透射、反射风挡式抬头显示器(Windshield-HUD,W-HUD)出射的图像光线和成像窗用于透射、反射组合式抬头显示器(Combiner-HUD,C-HUD)出射的图像光线。
例如,如图1b及图5所示,第一显示区101和第二显示区102中仅第一显示区101的图像光线经折射元件200后传播至反射成像部700,第一显示区101的图像光线被反射成像部700反射所成像为第一虚像1110,第二显示区102的图像光线被反射成像部700反射所成像为第二虚像1120,第一虚像1110与观察区800之间的距离不同于第二虚像1120与观察区800之间的距离。例如,第一虚像1110与观察区800之间的距离小于第二虚像1120与观察区800之间的距离。
例如,图1b所示,第一显示区101出射的图像光线经折射元件200所成像的光线经过透反元件600的透射后被第三反射元件500反射至第一反射元件300,第一反射元件300将该图像光线反射至反射成像部700后形成第一虚像1110;第二显示区102出射的图像光线经过透反元件600反射后被第三反射元件500反射至第一反射元件300,第一反射元件300将该图像光线反射至反射成像部700后形成第二虚像1120。
例如,仅第一显示区101的图像光线经折射元件后向反射成像部700传播,第一虚像1110与观察区800之间的距离小于第二虚像1120与观察区800之间的距离。
例如,第一虚像1110与观察区800之间的距离为2~4米,第二虚像1120与观察区800之间的距离为20~50米;例如,第一虚像1110与观察区800之间的距离为7~14米,第二虚像1120与观察区800之间的距离为20~50米;例如,第一虚像1110与观察区800之间的距离为2~4米,第二虚像1120与观察区800之间的距离为7~14米。
例如,如图5所示,第一显示区101出射的图像光线经折射元件200所成像的光线经过透反元件600的透射后被第三反射元件500反射至第一反射元件300,第一反射元件300将该图像光线反射至反射成像部700后形成第一虚像1110;第二显示区102出射的图像光线经过透反元件600反射后被第三反射元件500反射至第一反射元件300,第一反射元件300将该图像光线反射至反射成像部700后形成第二虚像1120;第三显示区113出射的图像光线被第三反射元件500反射至第一反射元件300,第一反射元件300将该图像光线反射至反射成像部700后形成第三虚像1130。
例如,如图5所示,第一虚像1110和竖直方向夹角为0°~90°,第二虚像1120和竖直方向夹角为0°~90°。例如,第三虚像1130和竖直方向夹角为0°~90°,第二虚像1120和竖直方向夹角为0°~90°。例如,第一虚像1110和竖直方向夹角为10°~80°。例如,第一虚像1110和竖直方向夹角为20°~70°。例如,第一虚像1110和竖直方向夹角为30°~60°。例如,第一虚像1110和竖直方向夹角为15°~45°。例如,第二虚像1120和竖直方向夹角为10°~80°。例如,第二虚像1120和竖直方向夹角为20°~70°。例如,第二虚像1120和竖直方向夹角为30°~60°。例如,第一虚像1110和竖直方向夹角为15°~45°。例如,第三虚像1130和竖直方向夹角为10°~80°。例如,第三虚像1130和竖直方向夹角为20°~70°。例如,第三虚像1130和竖直方向夹角为30°~60°。例如,第三虚像1130和竖直方向夹角为15°~45°。
例如,如图5所示,第一显示区101的显示面和第三显示区103的显示面可以平行于或趋于平行于地面。例如,第一虚像1110、第二虚像1120以及第三虚像1130可以均沿竖直方向,也可以部分沿竖直方向,还可以均与竖直方向之间具有一定夹角。上述竖直方向可以指平行于观察区所在平面的方向,或者指垂直于交通设备行驶面的方向。
例如,如图5所示,第三虚像1130与观察区800之间的距离最短,第二虚像1120与观察区800之间的距离最长。本实用新型实施例不限于此,例如,第一虚像1110与观察区800之间的距离最短,第二虚像1120与观察区800之间的距离最长;或者,第一虚像1110与观察区800之间的距离最短,第三虚像1130与观察区800之间的距离最长。
例如,如图5所示,第三虚像1130与观察区800之间的距离为2~4米,第二虚像1120与观察区800之间的距离为20~50米,第一虚像1110与观察区800之间的距离为7~14米。例如,第三虚像1130与观察区800之间的距离为2.5~3.5米,第二虚像1120与观察区800之间的距离为30~40米,第一虚像1110与观察区800之间的距离为10~12米。
例如,第三虚像1130可以为近景画面,例如显示车辆仪表等关键驾驶数据,例如,显示车速、油量和转向等参数中的一种或多种;例如,第一虚像1110可以为中景画面,例如第一虚像1110可以为车道画面,用户可以看到车道被图像融合标记,指引用户走这条车道;例如,第二虚像1120可以为远景画面,例如建筑等,例如为银行,第二虚像1120显示的银行的图像可以包括银行的标志,银行的标志图像可以和银行实景的位置匹配融合,从而用户可以看到远处建筑物,例如银行时,显示画面中标识了银行的标志。
例如,当本实施例提供的抬头显示器应用于例如车辆等交通设备时,至少部分虚像可以为垂直于地面的像可以实现与实景融合,融合可以解释为:虚像覆盖实景、或与实景配合显示例如位于实景周围位置,实现对实景的标识作用。
例如,第一虚像1110与观察区800之间的距离最短,第二虚像1120与观察区800之间的距离最长。例如,第三虚像1130与第一虚像1110之间的夹角可以为5°~90°,且第三虚像1130远离地面的一端比第三虚像1130靠近地面的一端距离观察区800的距离更远以实现画面的倾斜,从而与实际车道匹配融合效果更好。例如,第三虚像1130与第一虚像1110之间的夹角为10°~80°。例如,第三虚像1130与第一虚像1110之间的夹角为30°~70°。例如,第三虚像1130与第一虚像1110之间的夹角为45°~60°。
例如,第三虚像向远离观察区的方向倾斜。例如,第一虚像1110、第二虚像1120和第三虚像1130的至少之一向远离观察区800的方向倾斜。例如,第三虚像1130朝向例如车辆等交通设备的行驶方向倾斜,倾斜的画面可以使图像与路面的匹配贴合,例如第三虚像1130与路面之间的夹角可以为5°~90°。
例如,如图5所示,第二显示区102被第一反射元件300反射所成的虚像位于反射成像部700的焦平面,或上述虚像与反射成像部700之间的距离小于焦距且上述虚像接近反射成像部700的焦平面处。此情况下,根据曲面成像规律,第二虚像1120会形成在较远的距离乃至无穷远处,适合与远处的实景进行匹配贴合。
例如,本实用新型实施例提供的抬头显示器可形成多层图像(例如第一虚像、第二虚像以及第三虚像),且不同图像的成像距离不同,不同的图像可以与不同距离的实景进行融合,用户(例如驾驶员)的视线无需在固定距离的图像和不同距离的实景之间来回切换,有效提高了抬头显示器的使用体验。
例如,第一虚像1110、第二虚像1120和第三虚像1130中距离观察区800的距离居中的虚像相对于水平方向的倾斜程度可以小于其余两个虚像相对于水平方向的夹角。该水平方向可以指垂直于观察区所在平面的方向,或者指平行于交通设备行驶面的方向。
当然,本实用新型实施例不限于距离观察区最近的虚像和距离观察区最远的虚像沿竖直方向设置,距离观察区的距离居中的虚像沿倾斜方向设置。例如,距离观察区最近的虚像和距离观察区最远的虚像之一也可以是倾斜的虚像,例如沿虚像到观察区方向,虚像面向观察区倾斜。
本实用新型实施例示意性的示出显示装置的图像经过反射成像部形成三层图像,但不限于此,还可以形成四层或者更多层图像。多层图像中,所有图像可以均沿竖直方向,或者部分图像沿竖直方向,或者所有图像可以均与竖直方向具有一定夹角,可以根据实际用户需求进行设置。
例如,图6为根据本实用新型另一实施例提供的交通设备的示例性框图。如图6所示,该交通设备包括本实用新型的至少一个实施例提供的抬头显示器。交通设备也可以为包括上述任一显示装置的交通设备。
例如,交通设备的前窗(例如,前挡风玻璃)被复用为抬头显示器的反射成像部700。例如,在上述抬头显示器应用于交通设备时,上述第一虚像1110和第二虚像1120垂直于地面,第三虚像1130远离地面的一端比第三虚像1130靠近地面的一端距离观察区800的距离更远使各虚像均与相应的实景进行匹配融合。
本实用新型实施例提供的交通设备应用上述抬头显示器,可以使驾驶员在不同距离处观看到图像,有利于不同距离的图像与不同距离的实景进行匹配融合,以使驾驶员无需在固定距离的图像与不同距离的实景之间来回切换,避免了视觉辐辏调节冲突,提高了交通设备的使用体验。
例如,上述三个虚像可以同时显示,也可以不同时显示。例如,同一时间段显示一个或者两个虚像。
例如,该交通设备可以是各种适当的交通工具,例如,在交通设备驾驶位置设置前窗且通过车载显示系统将图像投射到前窗上的情况下,其可以包括各种类型的汽车等陆上交通设备,或可以是船等水上交通设备。
有以下几点需要说明:
(1)本实用新型的实施例附图中,只涉及到与本实用新型实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计。
(2)在不冲突的情况下,本实用新型的同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。
以上所述仅是本实用新型的示范性实施方式,而非用于限制本实用新型的保护范围,本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。
Claims (17)
1.一种显示装置,其特征在于,包括:
像源,包括多个显示区,所述多个显示区至少包括第一显示区和第二显示区;
第一反射元件,被配置为反射从所述像源发出后传播至所述第一反射元件的图像光线,
其中,所述显示装置还包括折射元件,从所述第一显示区和所述第二显示区至少之一出射的图像光线经过所述折射元件折射后传播至所述第一反射元件,从所述第一显示区和所述第二显示区出射且传播至所述第一反射元件的图像光线的光学距离不同,且从所述第一显示区和所述第二显示区出射的图像光线经所述第一反射元件反射后所成的所述显示装置的虚像同轴。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,还包括:透反元件,其中,所述第一显示区出射的第一图像光线和所述第二显示区出射的第二图像光线之一经过所述透反元件透射后传播至所述第一反射元件,所述第一图像光线和所述第二图像光线的另一个被所述透反元件反射后传播至所述第一反射元件,且所述第一图像光线和所述第二图像光线经过所述透反元件后的主光轴重合,或所述第一图像光线和所述第二图像光线经过所述透反元件后的主光轴之间的距离在设定间隔范围内。
3.根据权利要求2所述的显示装置,其特征在于,所述像源包括彼此独立的第一子像源和第二子像源,所述第一子像源包括所述第一显示区,所述第二子像源包括所述第二显示区。
4.根据权利要求1-3任一项所述的显示装置,其特征在于,所述第一显示区和所述第二显示区之一出射的图像光线经过所述折射元件折射后向所述第一反射元件传播;或者,
所述折射元件包括第一子折射元件和第二子折射元件,所述第一显示区出射的图像光线经过所述第一子折射元件的折射后向所述第一反射元件传播,所述第二显示区出射的图像光线经过所述第二子折射元件的折射后向所述第一反射元件传播。
5.根据权利要求4所述的显示装置,其特征在于,所述第一子折射元件与所述第二子折射元件在垂直于相应显示区的显示面的方向的尺寸不同;和/或,所述第一子折射元件与所述第二子折射元件的折射率不同;和/或,所述第一子折射元件的出射面与所述像源的显示面之间的夹角与所述第二子折射元件的出射面与所述像源的显示面之间的夹角不同;和/或,所述第一子折射元件的出射面的形状与所述第二子折射元件的出射面的形状不同。
6.根据权利要求1-3任一项所述的显示装置,其特征在于,还包括:
至少一个第二反射元件,
其中,所述至少一个第二反射元件被配置为反射所述多个显示区发出且传播至所述第二反射元件的所述图像光线,所述第一反射元件被配置为反射在被所述第二反射元件反射后传播至所述第一反射元件的所述图像光线;
所述第一显示区和所述第二显示区出射的所述图像光线被所述至少一个第二反射元件中的同一个第二反射元件反射后传播至所述第一反射元件。
7.根据权利要求6所述的显示装置,其特征在于,所述多个显示区还包括第三显示区,所述第一显示区、所述第二显示区以及所述第三显示区出射的图像光线被同一个第二反射元件反射后传播至所述第一反射元件;或者,
所述多个显示区还包括第三显示区,所述至少一个第二反射元件包括两个第二反射元件,所述第一显示区和所述第二显示区出射的图像光线被同一个所述第二反射元件反射后传播至所述第一反射元件,所述第三显示区出射的图像光线被另一个所述第二反射元件反射后传播至所述第一反射元件。
8.根据权利要求6所述的显示装置,其特征在于,所述第二反射元件包括平面反射镜或曲面反射镜中的至少一种,所述第一反射元件包括曲面反射镜或平面反射镜。
9.根据权利要求7所述的显示装置,其特征在于,从所述第一显示区、所述第二显示区和所述第三显示区出射且传播至所述第一反射元件的图像光线的光学距离均不同。
10.根据权利要求7所述的显示装置,其特征在于,所述像源包括彼此独立的多个子像源,所述第一显示区和所述第二显示区至少之一与所述第三显示区位于不同的子像源。
11.根据权利要求1-10任一项所述的显示装置,其特征在于,所述折射元件远离所述像源一侧的出射面包括平面、凹面或者凸面中的至少一种,且所述折射元件的出射面与所述像源的显示面之间的夹角为0°~90°。
12.根据权利要求1-11任一项所述的显示装置,其特征在于,所述折射元件的入射面与所述像源的至少部分显示面贴合;或者,所述折射元件的入射面与所述像源的显示面间隔设置。
13.一种抬头显示器,其特征在于,包括反射成像部以及显示装置,
其中,所述反射成像部被配置为将从所述第一反射元件出射且传播至所述反射成像部的图像光线反射至观察区,且透射环境光;
其中,所述显示装置为权利要求1-12任一项所述的显示装置。
14.根据权利要求13所述的抬头显示器,其特征在于,所述第一显示区和所述第二显示区中仅所述第一显示区的图像光线和所述第二显示区的图像光线中的一者经所述折射元件后传播至所述反射成像部,所述第一显示区的图像光线被所述反射成像部反射所成像为第一虚像,所述第二显示区的图像光线被所述反射成像部反射所成像为第二虚像,所述第一虚像与所述观察区之间的距离不同于所述第二虚像与所述观察区之间的距离。
15.根据权利要求14所述的抬头显示器,其特征在于,仅所述第一显示区的图像光线经所述折射元件后向所述反射成像部传播,所述第一虚像与所述观察区之间的距离小于所述第二虚像与所述观察区之间的距离。
16.根据权利要求15所述的抬头显示器,其特征在于,所述第一虚像与所述观察区之间的距离为2~4米,所述第二虚像与所述观察区之间的距离为20~50米。
17.一种交通设备,其特征在于,包括权利要求1-12任一项所述的显示装置,或者权利要求13-16任一项所述的抬头显示器。
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