CN218824978U - 成像系统、显示设备及交通工具 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种成像系统、显示设备及交通工具。成像系统包括：像源装置，被配置为出射图像光线；透反元件，被配置为透射图像光线中的第一部分光线，反射图像光线中的第二部分光线；曲面镜，经透反元件透射的第一部分光线和经透反元件反射的第二部分光线入射至曲面镜，并从曲面镜直接反射至眼盒范围内，以分别形成第一虚像和第二虚像。本公开通过形成两层虚像，提高了成像系统的成像效果。

Description

成像系统、显示设备及交通工具

技术领域

本公开属于显示技术领域，具体涉及一种成像系统、显示设备及交通工具。

背景技术

抬头显示(Head Up Display)简称HUD，是一种可以让驾驶员无需低头即可获取时速、导航、碰撞预警等重要的信息。通过将HUD的像源发出的光线投射到成像窗(成像板或者挡风玻璃等)上，驾驶员无需低头就可以直接看到画面，从而可以提高驾驶体验。例如，在一些情形中，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，让驾驶员可以做到不低头就能看到时速等重要的驾驶信息，从而提高驾驶安全系数，同时也能带来更好的驾驶体验。

实用新型内容

本公开的至少一个实施例提供一种成像系统、显示设备及交通工具。

第一方面，本公开的至少一个实施例提供一种成像系统，包括：像源装置，被配置为出射图像光线；透反元件，被配置为透射图像光线中的第一部分光线，反射图像光线中的第二部分光线；曲面镜，经透反元件透射的第一部分光线和经透反元件反射的第二部分光线入射至曲面镜，并从曲面镜直接反射至眼盒范围内，以分别形成第一虚像和第二虚像。

第二方面，本公开的至少一个实施例提供一种显示设备，包括：第一方面的成像系统；显示面板，像源装置中的光源发出的光线入射到显示面板，并被显示面板处理成图像光线。

第三方面，本公开的至少一个实施例提供一种交通工具，包括：第二方面的显示设备。

在一些实施例中，在上述第一至第三方面中的任一实施例的基础上，像源装置包括第一像源和第二像源，第一像源被配置为出射第一部分光线，第二像源被配置为出射第二部分光线。

在一些实施例中，在上述第一至第三方面中的任一实施例的基础上，透反元件具有第一表面与第二表面；第二表面上设有用于提高透射率的增透膜。

在一些实施例中，在上述第一至第三方面中的任一实施例的基础上，曲面镜为自由曲面镜，透反元件为平面或曲面透反元件。

在一些实施例中，在上述第一至第三方面中的任一实施例的基础上，曲面镜设置在交通工具的挡风窗和眼盒范围之间，第一虚像和第二虚像位于挡风玻璃的一侧，曲面镜位于挡风玻璃的另一侧。

在一些实施例中，在上述第一至第三方面中的任一实施例的基础上，成像系统还包括：第一相位延迟装置和第二相位延迟装置，被配置为改变入射光线的偏振特性；其中，经透反元件透射的第一部分光线先后入射至第一相位延迟装置和第二相位延迟装置后，得到第一改变光线；第一改变光线入射至透反元件，并经透反元件透射至曲面镜。

在一些实施例中，在上述第一至第三方面中的任一实施例的基础上，第一相位延迟装置包括在第一相位延迟装置的入光方向上先后设置的相位延迟元件和平面反射镜，第二相位延迟装置包括在第二相位延迟装置的入光方向上先后设置的相位延迟元件和平面反射镜，第一相位延迟装置、第二相位延迟装置位于透反元件的同一侧，像源装置位于透反元件的另一侧。

在一些实施例中，在上述第一至第三方面中的任一实施例的基础上，成像系统还包括：第三相位延迟装置和第四相位延迟装置，被配置为改变入射光线的偏振特性；其中，经透反元件反射的第二部分光线先后入射至第三相位延迟装置和第四相位延迟装置后，得到第二改变光线；第二改变光线入射至透反元件，并经透反元件反射至曲面镜。

在一些实施例中，在上述第一至第三方面中的任一实施例的基础上，第三相位延迟装置包括在所述第三相位延迟装置的入光方向上先后设置的相相位延迟元件和平面反射镜，所述第四相位延迟装置包括在所述第四相位延迟装置的入光方向上先后设置的相位延迟元件和平面反射镜，第三相位延迟装置和像源装置位于透反元件的同一侧，第四相位延迟装置位于透反元件的另一侧。

在一些实施例中，在上述第一至第三方面中的任一实施例的基础上，成像系统还包括第五相位延迟装置和反射元件，第五相位延迟装置被配置为改变入射光线的偏振特性；其中，经透反元件反射的第二部分光线入射至第五相位延迟装置，得到第三改变光线，第三改变光线经透反元件透射至曲面镜；经透反元件透射的第一部分光线入射至反射元件，经反射元件反射至曲面镜。

在一些实施例中，在上述第一至第三方面中的任一实施例的基础上，成像系统还包括第六相位延迟装置，被配置为改变入射光线的偏振特性，经透反元件透射的第一部分光线入射至第六相位延迟装置，得到第四改变光线，第四改变光线入射至曲面镜。

在一些实施例中，在上述第一至第三方面中的任一实施例的基础上，所述成像系统还包括第七相位延迟装置，被配置为改变入射光线的偏振特性，所述第七相位延迟装置包括相位延迟元件和平面反射镜，所述像源装置出射的图像光线入射至所述相位延迟元件得到第五改变光线，所述第五改变光线中的一部分光线经所述透反元件反射后再次入射至所述相位延迟元件得到第六改变光线后入射至所述曲面镜，所述第五改变光线中的另一部分光线经所述透反元件透射后入射至所述平面反射镜，并经所述平面反射镜反射至所述曲面镜。

在一些实施例中，在上述第一至第三方面中的任一实施例的基础上，所述第五相位延迟装置包括在所述第五相位延迟装置的入光方向上先后设置的相位延迟元件和平面反射镜；所述第六相位延迟装置包括在所述第六相位延迟装置的入光方向上先后设置的相位延迟元件和平面反射镜。

在一些实施例中，在上述第一至第三方面中的任一实施例的基础上，所述第一相位延迟装置、所述第二相位延迟装置、所述第三相位延迟装置、所述第四相位延迟装置、所述第五相位延迟装置、所述第六相位延迟装置，以及所述第七相位延迟装置中的相位延迟元件均为四分之一波片。

在一些实施例中，在上述第一至第三方面中的任一实施例的基础上，所述成像系统还包括壳体，所述像源装置和所述透反元件位于所述壳体内，所述曲面镜位于所述壳体外侧。

在一些实施例中，在上述第一至第三方面中的任一实施例的基础上，透反元件为反射率与透射率均为50％的普通玻璃，偏振透反元件，波长透反元件，或波长偏振透反元件；其中，波长透反元件，被配置为反射第一波长特性的光线、且透射非第一波长特性的光线，第一波长特性为至少一个谱带或谱线的半峰宽小于或等于60nm；波长偏振透反元件，被配置为反射具有第一波长特性、且具有第一偏振特性的光线，且反射不具有第一波长特性或不具有第一偏振特性的光线。在一些实施例中，在上述第一至第三方面中的任一实施例的基础上，像源装置由DLP或LCD构成。

在一些实施例中，在上述第一至第三方面中的任一实施例的基础上，第一虚像与第二虚像同轴或不同轴；第一虚像与第二虚像的成像内容不同或相同。

在一些实施例中，在上述第二至第三方面中的任一实施例的基础上，显示设备为抬头显示设备。

本公开的成像系统，通过透反元件对图像光线中的第一部分光线透射，对图像光线中的第二部分光线反射，经透反元件透射的第一部分光线和经透反元件反射的第二部分光线入射至曲面镜，曲面镜将光线反射至眼盒范围内，形成位置不同的第一虚像和第二虚像，两层虚像可与不同位置处的实景进行融合，贴合效果更好，驾驶员的视线无需在固定位置的虚像和不同位置的实景之间来回切换，提高了成像系统的成像效果和使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本公开的技术方案，下面将对实施例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公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本公开要求保护的范围。

图1为本公开实施例一种成像系统示意图。

图2为本公开实施例透反元件示意图。

图3为本公开实施例一种成像系统示意图。

图4为本公开实施例一种成像系统示意图。

图5为本公开实施例一种成像系统示意图。

图6为本公开实施例一种成像系统示意图。

图7为本公开实施例一种成像系统示意图。

图8为本公开实施例一种成像系统示意图。

附图标记：

100、成像系统；

1、像源装置；1a、第一像源；1b、第二像源；

1’、第一虚像；2’、第二虚像；

2、透反元件；21、第一表面；22、第二表面；23、增透膜；

3、曲面镜；

4、第一相位延迟装置；41、相位延迟元件；42、平面反射镜；

5、第二相位延迟装置；51、相位延迟元件；52、平面反射镜；

6、第三相位延迟装置；61、相位延迟元件；62、平面反射镜；

7、第四相位延迟装置；71、相位延迟元件；72、平面反射镜；

8、第五相位延迟装置；81、相位延迟元件；82、平面反射镜；

9、反射元件；

10、第六相位延迟装置；101、相位延迟元件；102、平面反射镜；

11、第七相位延迟装置；111、相位延迟元件；112、平面反射镜；200、挡风玻璃。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本公开的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本公开的方案以及各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式仅是说明的目的，而不是对本公开的限制。

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”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公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的部件或结构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公开的限制。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。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公开中的具体含义。

下文的申请提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本公开的不同结构。为了简化本公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本公开。

现有技术中，HUD所形成的成像画面一般为单层画面，单层画面的成像位置是相对固定的，使用时驾驶员经常需要在HUD固定位置的单层画面和不同距离的实景之间切换视线，这样就会出现视觉辐辏调节冲突，驾驶员会出现诸如模糊、眩晕、等视疲劳现象，极大程度上降低了HUD的使用体验，甚至存在不安全因素。

本公开提供一种成像系统，能够形成双层画面(即虚像)，使其影像更加能够贴合不同距离的实景，这样在实际使用当中可以根据不同距离的实景选择贴合度更佳的影像。从而降低驾驶员出现视疲劳的概率，增强了驾驶安全系数，提升成像系统的成像效果和使用体验。

眼盒(eyebox)，指用户双眼所在的，可以看到显示设备虚像的区域。眼盒区域具有一定的尺寸，用户双眼只要处于眼盒区域内，就都可以看到显示设备的虚像。

下面结合图例来具体说明本公开的成像系统。

参照图1，本公开的实施例提供一种成像系统100，成像系统100包括：像源装置1、透反元件2和曲面镜3。其中，像源装置1被配置为出射图像光线，图像光线入射至透反元件2。透反元件2被配置为透射图像光线中的第一部分光线，反射图像光线中的第二部分光线，例如，透反元件2为透返镜。经透反元件2透射的第一部分光线和经透反元件2反射的第二部分光线均入射至曲面镜3。曲面镜3能够反射光线，曲面镜3将经透反元件2透射的第一部分光线和经透反元件2反射的第二部分光线均反射至眼盒范围内，经透反元件2透射的第一部分光线形成第一虚像1’，经透反元件2反射的第二部分光线形成第二虚像2’。

例如，像源装置1射出的图像光线为非偏振光，非偏振光包括S偏振光和P偏振光，像源装置1出射的图像光线入射至透反元件2。透反元件2，例如是P偏振透反元件，其对图像光线中的S偏振光具有透射作用，对图像光线中的P偏振光具有反射作用。经透反元件2透射的S偏振光和经透反元件2反射的P偏振光均入射至曲面镜3。曲面镜3将S偏振光和P偏振光均反射至眼盒范围内，形成位置不同的第一虚像1’和第二虚像2’。

本公开实施例的成像系统100能够形成位置不同的第一虚像1’和第二虚像2’，位置不同的第一虚像1’和第二虚像2’能够与不同位置处的实景进行融合，驾驶员的视线无需在固定位置的虚像和不同位置的实景之间来回切换，提升用户体验。

在一些实施例中，像源装置1包括第一像源1a和第二像源1b，第一像源1a被配置为出射图像光线中的第一部分光线，第二像源1b被配置为出射图像光线中的第二部分光线。

例如，第一像源1a包括LCD显示器，被配置为出射S偏振光。第二像源1b包括LCD显示器，被配置为出射P偏振光。可选地，第一像源1a相对水平面垂直或相对水平面倾斜，从而形成相对水平面垂直或倾斜的第一虚像1’，第二像源1b相对水平面垂直或相对水平面倾斜，从而形成相对水平面垂直或倾斜的第二虚像2’，以使第一虚像1’和第二虚像2’与实景更好的融合。

参照图2，在一些实施例中，透反元件2具有第一表面21与第二表面22，第二表面22上设有用于提高透射率的增透膜23。增透膜23能够提高光线在第二表面22的透射率，从而降低第二部分光线在第二表面22的反射量，消除相应的重影问题。增透膜23还能够提高第一部分光线在透反元件2上的透射率，以提高光线的利用率。

参照图3，在一些实施例中，透反元件2为平面或曲面透反元件。曲面透反元件可以消除虚像的部分畸变，提高成像质量。曲面镜3可以为自由曲面镜，自由曲面镜的反射面不具有旋转对称特性，从而可以提升成像系统的成像质量。

挡风玻璃200为车辆、航空器、船只等交通工具中用于观察外部情况的玻璃。在一些实施例中，曲面镜3设置在交通工具的挡风窗200和眼盒范围之间。第一虚像1’和第二虚像2’位于挡风玻璃200的一侧，曲面镜3和眼盒范围位于挡风玻璃200的另一侧，第一虚像1’和第二虚像2’能够与挡风窗200外侧不同位置的实景融合，提升用户体验。

参照图4，在一些实施例中，成像系统100还包括：第一相位延迟装置4和第二相位延迟装置5，第一相位延迟装置4和第二相位延迟装置5均被配置为改变入射光线的偏振特性。其中，经透反元件2透射的第一部分光线先后入射至第一相位延迟装置4和第二相位延迟装置5后，得到第一改变光线，第一改变光线入射至透反元件2，并经透反元件透射至曲面镜3。第一改变光线的偏振特性与第二部分光线的偏振特性不同。

例如，透反元件2为S偏振透反元件，被配置为对S偏振光具有反射作用，对P偏振光具有透射作用。像源装置1被配置为出射光线包括S偏振光以及P偏振光。

像源装置1发射的S偏振光被透反元件2反射至曲面镜3，以形成第一虚像1’。像源装置1发射的P偏振光经透反元件2透射到达第一相位延迟装置4。第一相位延迟装置4具有反射作用，并将P偏振光改变为S偏振光，改变的S偏振光再次入射至透反元件2，透反元件2将改变的S偏振光反射至第二相位延迟装置5，第二相位延迟装置5具有反射作用，并将改变的S偏振光改变为P偏振光，得到第一改变光线，第一改变光线入射至透反元件2，并经透反元件透射至曲面镜3，以形成第二虚像2’。

可以理解的是，透反元件2也可以是P偏振透反元件，即反射P偏振光、且透射S偏振光。第一相位延迟装置4能够将透射的S偏振光改变为P偏振光，第二相位延迟装置5能够将P偏振光改变为S偏振光。

在一些实施例中，第一相位延迟装置包括在其入光方向上先后设置的相位延迟元件41和平面反射镜42，第二相位延迟装置5包括在其入光方向上先后设置的相位延迟元件51和平面反射镜52。相位延迟元件41和相位延迟元件51均能够改变入射的偏振光的特性，且均可以是四分之一波片，平面反射镜42和平面反射镜52均对光线具有反射作用。通过平面反射镜，实现入射至相位延迟元件的光线经平面反射镜反射后可以再次入射至该相位延迟元件。第一相位延迟装置4和第二相位延迟装置5位于透反元件2的同一侧，像源装置1位于透反元件2的另一侧。

在一些实施例中，像源装置发射的图像光线中的P偏振光透过偏振透反元件2到达第一波片(即上述第一相位延迟装置中的相位延迟元件)，第一波片可为四分之一波片，P偏振光会在第一反射镜(即上述第一相位延迟装置中的平面反射镜)的作用下再次入射至第一波片，从而光线会经过四分之一波片两次，第一波片具有偏振转换的作用，例如，P偏振光经过两次的偏振转换会转变成S偏振光(例如，当P偏振光经过一次四分之一波片时，P偏振光会转换成圆偏振光，当圆偏振光经过四分之一波片时，会转换为S偏振光)。P偏振光经过两次的偏振转换转变成S偏振光后，S偏振光会被透反元件2反射至第二波片(即上述第二相位延迟装置中的相位延迟元件)，第二波片可为四分之一波片，例如，S偏振光会被被第二相位延迟装置再次转换成P偏振光，并且P偏振光被偏振透反元件透射至自由曲面镜，以形成第二虚像。

参考图5，在一些实施例中，成像系统100还包括：第三相位延迟装置6和第四相位延迟装置7，第三相位延迟装置6和第四相位延迟装置7均被配置为改变入射光线的偏振特性。其中，经透反元件2反射的第二部分光线先后入射至第三相位延迟装置6和第二相位延迟装置7后，得到第二改变光线。第二改变光线入射至透反元件2，并经透反元件2反射至曲面镜3。

例如，透反元件2为P偏振透反元件，被配置为对P偏振光具有反射作用，对S偏振光具有透射作用。像源装置1被配置为出射光线包括S偏振光以及P偏振光。

像源装置1发射的S偏振光被透反元件2透射至曲面镜3，以形成第一虚像1’。像源装置1发射的P偏振光被透反元件3反射至第三相位延迟装置6。第三相位延迟装置6具有反光作用，并能改变入射光线的偏振特性。P偏振光被第三相位延迟装置6改变为S偏振光。改变的S偏振光透射透反元件2后入射至第四相位延迟装置7。第四相位延迟装置7具有反光作用，并能改变入射光线的偏振特性。改变的S偏振光被第四相位延迟装置7改变为P偏振光，得到第二改变光线。第二改变光线入射至透反元件2，并经透反元件2反射至曲面镜3，以形成第二虚像2’。

在一些实施例中，第三相位延迟装置6包括在其入光方向上先后设置的相位延迟元件61和平面反射镜62，第四相位延迟装置7包括在其入光方向上先后设置的相位延迟元件71和平面反射镜72。相位延迟元件61和相位延迟元件71均能够改变偏振光的特性，平面反射镜62和平面反射镜72均对光线具有反射作用。第三相位延迟装置6和像源装置1位于透反元件2的同一侧，第四相位延迟装置7位于透反元件2的另一侧。例如，相位延迟元件61和相位延迟元件71均可以是四分之一波片。

在一些实施例中，透反元件2为S偏振透反元件，像源装置发射的图像光线中的S偏振光经偏振透反元件2反射至第三波片(即上述第三相位延迟装置中的相位延迟元件)，第三波片可为四分之一波片，S偏振光会在第三反射镜(即上述第三相位延迟装置中的平面反射镜)的作用下再次入射至第三波片，从而光线会经过四分之一波片两次，第三波片具有偏振转换的作用，例如，S偏振光经过两次的偏振转换会转变成P偏振光(例如，当S偏振光经过一次四分之一波片时，S偏振光会转换成圆偏振光，当圆偏振光经过四分之一波片时，会转换为P偏振光)。S偏振光经过两次的偏振转换转变成P偏振光后，P偏振光会被透反元件2透射至第四波片(即上述第四相位延迟装置中的相位延迟元件)，第四波片可为四分之一波片，例如，P偏振光会被被第四相位延迟装置再次转换成S偏振光，并且S偏振光被偏振透反元件反射至自由曲面镜，以形成第二虚像。

参考图6，成像系统100还包括第五相位延迟装置8和反射元件9，第五相位延迟装置8被配置为改变入射光线的偏振特性,反射元件9被配置为反射光线。其中，经透反元件2反射的第二部分光线入射至第五相位延迟装置8，得到第三改变光线，第三改变光线经透反元件8透射至曲面镜3。经透反元件2透射的第一部分光线入射至反射元件9，经反射元件9反射至曲面镜3。

例如，透反元件2为P偏振透反元件，被配置为对P偏振光具有反射作用，对S偏振光具有透射作用。像源装置1被配置为出射光线包括S偏振光以及P偏振光。

像源装置1射出的S偏振光被透反元件2透射至反射元件9，反射元件9将透射的S偏振光反射至曲面镜3，以形成第一虚像1’。像源装置1射出的P偏振光经透反元件2反射至第五相位延迟装置8。第五相位延迟装置8具有反光作用，并能够改变入射光线的偏振特性。P偏振光被第五相位延迟装置8改变为S偏振光，得到第三改变光线，第三改变光线经透反元件8透射至曲面镜3，以形成第二虚像2’。

可选地，第五相位延迟装置8包括在其入光方向上先后设置的相位延迟元件81和平面反射镜82，相位延迟元件81能够改变偏振光的特性，平面反射镜82对光线具有反射作用。例如，相位延迟元件81为四分之一波片。反射元件9包括平面反射镜。像源装置1和第五相位延迟装置8位于透反元件2的同一侧，反射元件9位于透反元件2的另一侧。

参考图7，在一些实施例中，成像系统100还包括第六相位延迟装置10，第六相位延迟装置10被配置为改变入射光线的偏振特性。经透反元件2透射的第一部分光线入射至第六相位延迟装置10，得到第四改变光线，第四改变光线入射至曲面镜3。可选地，第六相位延迟装置10包括在其入光方向上先后设置的相位延迟元件101和平面反射镜102，可选地，相位延迟元件101为四分之一波片，能够改变偏振光的特性，平面反射镜102对光线具有反射作用。像源装置1和第六相位延迟装置10分别位于透反元件2的两侧。

例如，透反元件2为S偏振透反元件，被配置为对S偏振光具有反射作用，对P偏振光具有透射作用。像源装置1被配置为出射光线包括S偏振光以及P偏振光。

像源装置1射出的P偏振光经透反元件2透射至第六相位延迟装置10，第六相位延迟装置10将P偏振光改变为S偏振光，得到第四改变光线，第四改变光线入射至曲面镜3，以形成第一虚像1’。像源装置1射出的S偏振光经透反元件2反射至曲面镜3，以形成第二虚像2’。

参考图8，成像系统100还包括第七相位延迟装置11，第七相位延装置11被配置为改变入射光线的偏振特性。第七相位延迟装置包括相位延迟元件111和平面反射镜112。可选地，像源装置1和相位延迟元件111位于透反元件2的同一侧，平面反射镜112位于透反元件2的另一侧。

像源装置1出射的图像光线入射至相位延迟元件111得到第五改变光线，第五改变光线中的一部分光线经透反元件2反射后再次入射至相位延迟元件111得到第六改变光线后入射至曲面镜3，以形成第一虚像1’。第五改变光线中的另一部分光线经透反元件2透射后入射至平面反射镜112，并经平面反射镜112反射至曲面镜3，以形成第二虚像2’。

在一些实施例中，透反元件2为偏振透反元件时，被配置为反射第一偏振特性的光线、且透射第二偏振特性的光线。相位延迟元件111可选为四分之一波片。像源装置1出射的图像光线为非偏振光，非偏振光包括S偏振光和P偏振光，图像光线入射至相位延迟元件111得到第五改变光线，第五改变光线包括第一偏振特性的光线和第二偏振特性的光线。第一偏振特性的光线经透反元件2反射后再次入射至相位延迟元件111得到第六改变光线后入射至曲面镜3，以形成第一虚像1’。第二偏振特性的光线经透反元件2透射后入射至平面反射镜112，并经平面反射镜112反射至曲面镜3，以形成第二虚像2’。

在一些实施例中，成像系统还包括壳体，像源装置1和透反元件2位于壳体内，壳体对像源装置1和透反元件2起到保护作用。曲面镜3位于壳体外侧。光线由壳体的出光口射出，并入射至曲面镜3。

在一些实施例中，透反元件2为反射率与透射率均为50％的普通玻璃，或偏振透反元件，或波长透反元件，或波长偏振透反元件。

当透反元件2为反射率与透射率均为50％的普通玻璃时，能够保证第一虚像1’与第二虚像2’的亮度基本相同。

当透反元件2为偏振透反元件时，被配置为反射第一偏振特性的光线、且透射第二偏振特性的光线。例如，透反元件2为S偏振透反元件，对S偏振光具有反射作用，对P偏振光具有透射作用。透反元件2为P偏振透反元件，对P偏振光具有反射作用，对S偏振光具有透射作用。

当透反元件2为波长透反元件，被配置为反射第一波长特性的光线、且透射非第一波长特性的光，第一波长特性的光线为至少一个谱带或谱线的半峰宽小于或等于60nm。例如，第一波长特性的光线为至少一个谱带或谱线的半峰宽小于或等于60nm的红光、至少一个谱带或谱线的半峰宽小于或等于60nm的蓝光、至少一个谱带或谱线的半峰宽小于或等于60nm的绿光中的至少一种。

可选地，上述波长透反元件为窄带透反元件，窄带透反元件对窄带光线(例如，至少具有一个谱带或谱线，谱带或谱线的半峰宽小于或等于60nm)具有较高的反射率，对可见光波段内其它波段的光线具有较高的透射率。当波长透反元件设置为窄带透反元件时，像源装置1发射的图像光线中的窄带光线会在窄带透反元件上进行反射，而位于窄带外的其他波段的光线则会在窄带透反元件上进行透射。

当透反元件2为波长偏振透反元件，被配置为反射具有第一波长特性、且具有第一偏振特性的光线，且反射不具有第一波长特性或不具有第一偏振特性的光线。例如，第一偏振特性为S偏振特性，第一波长特性为至少一个谱带或谱线的半峰宽小于或等于60nm的光线，则波长偏振透反元件能够反射的光线需要满足以上两种特性。

可选地，上述波长偏振透反元件为窄带偏振透反元件。窄带偏振透反元件对具有特定偏振态的窄带光线(具有至少一个谱带)具有较高的反射率，而对可见光波段内其他波段的光线，以及其它偏振态的窄带光线具有较高的透射率。例如，特定偏振态为垂直偏振态(例如，可以是S偏振态)，窄带偏振透反膜对S偏振态的红光、绿光和蓝光具有较高的反射率(例如，反射率约为70％～90％)，而对其他波段的光线以及P偏振态的红光、绿光和蓝光具有较高的透射率(例如，透射率约为70％～90％)。

在一些实施例中，像源装置1由DLP显示器或LCD显示器构成。其中，DLP被配置为出射非偏振光，LCD被配置为出射偏振光。当像源装置1被配置为LCD时，基于LCD的特性，LCD发射的光线为偏振光，因此，可将透反元件2设置为偏振透反元件，从而保证第一虚像与第二虚像的亮度均匀性。

在一些实施例中，第一虚像1’和第二虚像2’可以为同轴设置，也可不同轴设置。当第一虚像1’和第二虚像2’为同轴设置时，经透反元件2透射后的第一部分光线与经透反元件2反射后的第二部分光线的主光轴重合。当第一虚像1’和第二虚像2’不同轴设置时，经透反元件2透射后的第一部分光线与经透反元件2反射后的第二部分光线的主光轴不重合。

可选地，第一虚像1’与第二虚像2’的成像内容不同或相同。例如，第一虚像1’中显示的内容包括与外界环境中的实景的位置匹配融合的兴趣点信息，第二虚像2’中显示的内容包括车速、油量和转向参数中的一种或多种。第一虚像1’中显示的内容和第二虚像2’中显示的内容根据需求设置。可选的，也可以在第二虚像2’中显示与外界环境中的实景的位置匹配融合的兴趣点信息，即第二虚像2’和第一虚像1’都可以实现增强现实(AR)方式的显示。

本公开的实施例提供一种显示设备，包括如上任一实施例所述的成像系统和显示面板。像源装置中的光源发出的光线入射到显示面板，并被显示面板处理成图像光线。

在一些实施例中，显示设备为抬头显示设备。

本公开的实施例提供一种交通工具，包括如上任一实施例所述的显示设备。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本公开所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本公开的保护范围之中。

Claims (13)

1.一种成像系统，其特征在于，包括：

像源装置，被配置为出射图像光线；

透反元件，被配置为透射所述图像光线中的第一部分光线，反射所述图像光线中的第二部分光线；

曲面镜，经所述透反元件透射的所述第一部分光线和经所述透反元件反射的所述第二部分光线入射至所述曲面镜，并从所述曲面镜直接反射至眼盒范围内，以分别形成第一虚像和第二虚像。

2.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述像源装置包括第一像源和第二像源，所述第一像源被配置为出射第一部分光线，所述第二像源被配置为出射第二部分光线。

3.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述透反元件具有第一表面与第二表面；所述第二表面上设有用于提高透射率的增透膜；和/或，

所述曲面镜为自由曲面镜，所述透反元件为平面或曲面透反元件。

4.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述曲面镜设置在交通工具的挡风窗和所述眼盒范围之间，所述第一虚像和第二虚像位于所述交通工具的挡风玻璃的一侧，所述曲面镜位于所述交通工具的挡风玻璃的另一侧。

5.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述成像系统还包括：第一相位延迟装置和第二相位延迟装置，被配置为改变入射光线的偏振特性；

其中，经所述透反元件透射的所述第一部分光线先后入射至所述第一相位延迟装置和所述第二相位延迟装置后，得到第一改变光线；

所述第一改变光线入射至所述透反元件，并经所述透反元件透射至所述曲面镜；

或者，所述成像系统还包括：第三相位延迟装置和第四相位延迟装置，被配置为改变入射光线的偏振特性；

其中，经所述透反元件反射的所述第二部分光线先后入射至所述第三相位延迟装置和所述第四相位延迟装置后，得到第二改变光线；

所述第二改变光线入射至所述透反元件，并经所述透反元件反射至所述曲面镜；或者，

所述成像系统还包括第五相位延迟装置和反射元件，所述第五相位延迟装置被配置为改变入射光线的偏振特性；

其中，经所述透反元件反射的所述第二部分光线入射至所述第五相位延迟装置，得到第三改变光线，所述第三改变光线经所述透反元件透射至所述曲面镜；

经所述透反元件透射的所述第一部分光线入射至所述反射元件，经所述反射元件反射至所述曲面镜；或者

所述成像系统还包括第六相位延迟装置，被配置为改变入射光线的偏振特性，经所述透反元件透射的所述第一部分光线入射至所述第六相位延迟装置，得到第四改变光线，所述第四改变光线入射至所述曲面镜；或者

所述成像系统还包括第七相位延迟装置，被配置为改变入射光线的偏振特性，所述第七相位延迟装置包括相位延迟元件和平面反射镜，所述像源装置出射的图像光线入射至所述相位延迟元件得到第五改变光线，所述第五改变光线中的一部分光线经所述透反元件反射后再次入射至所述相位延迟元件得到第六改变光线后入射至所述曲面镜，所述第五改变光线中的另一部分光线经所述透反元件透射后入射至所述平面反射镜，并经所述平面反射镜反射至所述曲面镜。

6.如权利要求5所述的成像系统，其特征在于，所述第一相位延迟装置包括在所述第一相位延迟装置的入光方向上先后设置的相位延迟元件和平面反射镜，所述第二相位延迟装置包括在所述第二相位延迟装置的入光方向上先后设置的相位延迟元件和平面反射镜，所述第一相位延迟装置、所述第二相位延迟装置位于所述透反元件的同一侧，所述像源装置位于所述透反元件的另一侧；

所述第三相位延迟装置包括在所述第三相位延迟装置的入光方向上先后设置的相位延迟元件和平面反射镜，所述第四相位延迟装置包括在所述第四相位延迟装置的入光方向上先后设置的相位延迟元件和平面反射镜，所述第三相位延迟装置和所述像源装置位于所述透反元件的同一侧，所述第四相位延迟装置位于所述透反元件的另一侧；

所述第五相位延迟装置包括在所述第五相位延迟装置的入光方向上先后设置的相位延迟元件和平面反射镜；

所述第六相位延迟装置包括在所述第六相位延迟装置的入光方向上先后设置的相位延迟元件和平面反射镜。

7.如权利要求6所述的成像系统，其特征在于，所述第一相位延迟装置、所述第二相位延迟装置、所述第三相位延迟装置、所述第四相位延迟装置、所述第五相位延迟装置、所述第六相位延迟装置，以及所述第七相位延迟装置中的相位延迟元件均为四分之一波片。

8.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述成像系统还包括壳体，所述像源装置和所述透反元件位于所述壳体内，所述曲面镜位于所述壳体外侧。

9.如权利要求1-8任一项所述的成像系统，其特征在于，所述透反元件为反射率与透射率均为50％的普通玻璃，偏振透反元件，波长透反元件，或波长偏振透反元件；其中，

所述波长透反元件，被配置为反射第一波长特性的光线、且透射非所述第一波长特性的光线，所述第一波长特性为至少一个谱带或谱线的半峰宽小于或等于60nm；

所述波长偏振透反元件，被配置为反射具有所述第一波长特性、且具有第一偏振特性的光线，且反射不具有所述第一波长特性或不具有所述第一偏振特性的光线。

10.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述像源装置由DLP或LCD构成；和/或，

所述第一虚像与所述第二虚像同轴或不同轴；所述第一虚像与所述第二虚像的成像内容不同或相同。

11.一种显示设备，其特征在于，包括：

权利要求1～10任一项所述的成像系统；

显示面板，所述像源装置中的光源发出的光线入射到所述显示面板，并被所述显示面板处理成所述图像光线。

12.如权利要求11所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备为抬头显示设备。

13.一种交通工具，其特征在于，包括：权利要求11或12所述的显示设备。

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