CN220040864U - 显示装置和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种显示装置和车辆。显示装置包括出光模组、自由曲面反射镜和平面反射镜，其中出光模组用于出射成像光，所述成像光经所述自由曲面反射镜反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显示装置外，其中成像光的出射路径与自由曲面反射镜的法线所形成的角度为±15°，且所述自由曲面反射镜的法平面与所述平面反射镜所形成的角度为70°±20°，所述自由曲面反射镜以及所述平面反射镜用于将所述成像光配置为沿预设的传输路径传播。所述车辆包括上述显示模组。

Description

显示装置和车辆

技术领域

本实用新型涉及显示装置技术领域，具体而言，涉及一种显示装置和车辆。

背景技术

随着汽车的智能化发展，搭载显示装置的车型也越来越多，其中抬头显示(HeadUp Display，HUD)成为一种高频的汽车搭载显示场景。车载抬头显示正在成为驾驶员获得行驶车辆信息的重要方法，把驾驶车况路况信息实时的投射到驾驶员正常驾驶的视线方向,可以让驾驶更加的舒适和安全。现有技术中HUD模组需要占用车内一部分的空间体积，通常封装在汽车驾驶室的中控台中。对于更大视角和更远投射距离的需求,传统的HUD设计会导致反射自由曲面的尺寸过大,影响到整个HUD模组的体积，对车辆中控台的空间设计提出了更高的需求。因此需要设计一个既能满足视角要求,又要显著减少模组体积的光学显示方案。

实用新型内容

本实用新型实施方式提出了一种显示装置和车辆，以改善上述至少一个技术问题。

本实用新型实施方式通过以下技术方案来实现上述目的。

第一方面，本实用新型提供一种显示装置，包括：

出光模组，用于出射成像光；

以及沿成像光的路径上依次设置的自由曲面反射镜和平面反射镜，所述成像光经自由曲面反射镜反射后入射至平面反射镜并经所述平面反射镜反射至显示装置外；其中，

所述成像光的出射路径与所述自由曲面反射镜的法线所形成的角度为±15°，且自由曲面反射镜的法平面与平面反射镜所形成的角度为70°±20°，自由曲面反射镜以及平面反射镜用于将成像光配置为沿预设的传输路径传播。

第二方面，本实用新型提供一种车辆，包括：

车窗玻璃；以及上述任一实施例的显示装置，车窗玻璃设置于显示装置的出射光路上。

本实用新型提供的显示装置和车辆，显示装置包括出光模组、自由曲面反射镜和平面反射镜，其中出光模组用于出射成像光，所述成像光经所述自由曲面反射镜反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显示装置外，其中成像光的出射路径与自由曲面反射镜的法线所形成的角度为±15°，且所述自由曲面反射镜的法平面与所述平面反射镜所形成的角度为70°±20°，所述自由曲面反射镜以及所述平面反射镜用于将所述成像光配置为沿预设的传输路径传播。通过对成像光入射到自由曲面反射镜以及自由曲面反射镜与平面反射镜的角度限制，使得显示装置使用较少的中间元件即可完成成像光的反射光路折叠，减小了复杂光路设计导致的空间占用，同时较大程度地缩小了出光模组、自由反射曲面和平面反射镜在竖直方向上的相对位置落差，使得显示装置空间设计紧凑，大大减小了显示装置的整体体积。如此，在显示装置应用于车载显示的情况下，避免显示装置占用空间过大，安装结构也可以更灵活地设计。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式中的技术方案，下面将对实施方式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方式，对于本领域技术人员来讲，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提供的显示装置的结构示意图。

图2示出了显示装置一实施例的局部光路示意图。

图3示出了显示装置另一实施例的局部光路示意图。

图4示出了显示装置再一实施例的局部光路示意图。

图5示出了本实用新型实施例提供的车辆的局部结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1，图1示出了本实用新型实施例提供的显示装置的结构示意图，本申请提供一种显示装置10，显示装置10可以应用于车辆，例如显示装置10可以为HUD装置，其可以将车辆的导航和高级辅助驾驶系统(Advanced Driving Assistant System，ADAS)信息与前方道路融合，并将转向指示、障碍物警告、车道偏离、前车预警、盲区监测等道路环境内容显示于车辆的内壁或者车窗玻璃上，有助于驾驶员掌握路况等信息，以更好地驾驶车辆。

显示装置10包括出光模组11、自由曲面反射镜12以及平面反射镜13。出光模组11用于出射成像光，可以理解地，出光模组11所出射的成像光为图像源光线，可以包含由出光模组11内部已调制好的图像内容，图像内容可以是车辆与无线网络交互的数据，也可以是车辆与外部环境交互的内容，比如车辆通过传感器所收集的道路信息，如车辆的转向指示、障碍物警告、车道偏离、前车预警、盲区监测等内容，成像光由显示装置10出射后成像于显示装置10的外部载体。

在一些实施方式中，出光模组11可以为LCD模组，LCOS模组或者DLP模组。出光模组11的光源组件可以是LED光源，纯激光光源或者激光荧光混合光源。在其他实施方式中，出光模组11还可以包括散热器件，用于对出光模组11进行散热，保证成像质量。

自由曲面反射镜12和平面反射镜13沿成像光的路径上依次设置，用于将成像光反射到显示装置10的外部。成像光由出光模组11出射后，首先入射到自由曲面反射镜12，自由曲面反射镜12可以增大显示装置10的视场角，改善像差，有助于提高显示装置10出射光线的图像质量。成像光由自由曲面12反射后入射至平面反射镜13并经所述平面反射镜13反射至显示装置10的外部，平面反射镜13位于自由曲面反射镜12的出射光路，用于将自由曲面反射镜12出射的光线再次反射后出射至特定的方向。

其中，为了对成像光的反射路径进行折叠，减小显示装置10的占用空间，本申请对出光模组11出射的成像光入射与自由曲面反射镜12法线的夹角以及自由曲面反射镜12的法平面与平面反射镜13的夹角进行了限制。为便于阐述光路设计和相对位置关系，下面将成像光的路径进行分解说明。

请继续参考图1，出光模组11出射的成像光出射后入射到自由曲面反射镜12，成像光在这个过程的出射路径可以定义为第一路径L1；成像光经自由曲面反射镜12反射后入射到平面反射镜13，成像光在这个过程的反射路径可以定义为第二路径L2；成像光入射到平面反射镜13并经平面反射镜13反射后出射到显示装置的外部，成像光在这个过程的反射路径可以定义为第二路径L3。可以理解地，出光模组11出射成像光后，经过自由曲面反射镜12和平面反射镜13的两次反射后，形成光路折叠，复用了第一路径L1的光路空间，由于第一路径L1决定了显示装置10在水平方向上的最大尺寸，反射路径的折叠使得显示装置10在水平方向上的尺寸尽可能地压缩。进一步地，为了满足出光模组11成像光在自由曲面反射镜12的反射性能以及尽可能减少成像光的第一路径在竖直方向上的光路尺寸，限定了成像光的第一路径L1和自由曲面反射镜12的法线夹角θ1为0°，自由调整范围为±15°，如此大大减小了出光模组11和自由曲面反射镜12二者在竖直方向上的高度落差，由于反射光路的折叠需求，平面反射镜13设置在出光模组11和自由曲面反射镜12之间围设而成的光学空间中，限制第一路径L1和自由曲面反射镜12的法线夹角θ1在±15°的范围内使得显示装置10在竖直方向上的尺寸尽可能地压缩。更进一步地，由于平面反射镜13设置在出光模组11和自由曲面反射镜12之间，将自由曲面反射镜12的法平面和平面反射镜13的夹角θ2限定为70°，为适应第一路径L1、第二路径L2以及第三路径L3的具体设计，举例地，为适应显示装置10出光方向或成像位置的具体变换，可以在平面反射镜13背离第二路径L2的一面增加调节机构用于调整平面反射镜13与自由曲面反射镜12的法平面的夹角，θ2的自由调整范围为70°±20°，如此，平面反射镜13与自由曲面反射镜12能够在空间上折叠为直角或锐角，自由曲面反射镜12和平面反射镜13用于将成像光配置为沿预设的传输路径传播，本申请中预设的传输路径整体在光学空间上大致为“α”形状，通过折叠光路使得显示模组10的尺寸进一步压缩。

本申请提出的显示装置包括出光模组、自由曲面反射镜和平面反射镜，其中出光模组用于出射成像光，所述成像光经自由曲面反射镜和平面反射镜两次反射后引导至所述显示装置外，其中通过设置成像光的出射路径与自由曲面反射镜的法线所形成的角度为±15°，且所述自由曲面反射镜的法平面与所述平面反射镜所形成的角度为70°±20°，对成像光的反射光路折叠，复用了水平方向上的光学路径所占用的空间，同时较大程度地缩小了出光模组、自由反射曲面和平面反射镜在竖直方向上的相对位置落差，使得显示装置空间设计紧凑，大大减小了显示装置的整体体积，当显示装置用于在其他载体上显示成像时，使得安装结构可以灵活地设计。

在一些实施方式中，为避免显示装置10出射光线显示成像时与显示装置外部环境的自然光发生混淆造成干扰，出光模组11出射的成像光可以具有线偏振特性，比如成像光可以具有P偏振态，或者具有S偏振态，这里不做具体限制，为便于描述，成像光的偏振态定义为第一偏振态。

其中，当出光模组11为LCD模组或者LCOS模组时，由于空间光调制器为LCD或LCOS等液晶调制器，成像光出射时可以直接设置为第一偏振态，当出光模组11是DLP模组时，可以在出光模组11的第一路径L1上设置一个起偏器，用于对成像光起偏为第一偏振态，示例地，起偏器可以为透射型起偏器，成像光从出光模组11出射后经过第一路径L1的起偏器起偏为第一偏振态后入射到自由曲面反射镜12。

在一些实施方式中，为避免显示装置10外部环境中的自然光倒灌进行显示模组10，特别是沿着反射路径进入出光模组11，对显示模组11中的光学器件造成灼烧损伤，还在显示装置10中成像光的传输路径上设置了滤光件，滤光件设置在成像光的传输路径上，用于滤除成像光的传输路径上的成像光以外的光，具体地，滤光件用于设置在成像光的第三路径L3上，用于滤除从显示装置10外部倒灌进入并沿第三路径L3进入显示装置10内部的非成像光(如自然光)，当然，滤光件可以设置在出光模组11的出射路径上，避免倒灌的自然光沿着成像光的反射路径聚焦在出光模组11表面导致灼伤，使得成像光传输路径上避免非成像光的掺杂。更具体地，以显示装置10在成像光的第三路径L3上设置一滤光件为例，滤光件可以为透射型或反射型，以透射型为例，滤光件用于透射具有第一偏振态的成像光，反射或吸收非成像光，非成像光包括在反射路径中散射后改变偏振态的非成像光，也包括从显示装置10外部倒灌的自然光，在其他实施例中，滤光件也可以是针对成像光波长范围透射传输的镀有多层滤光膜层的器件，用于透射传输成像光，而反射或吸收非成像光波长范围的非成像光，从而滤除显示装置10外部倒灌的大部分自然光。进一步举例，当成像光的第一偏振态为S偏振态时，滤光件可以设置为透射S偏振态光线同时吸收或反射P偏振态光线；当成像光的第一偏振态为P偏振态时，滤光件可以设置为透射P偏振态光线反射其它光线。如此，可以防止显示装置10外部的环境自然光通过第三路径L3进行显示装置10的内部，避免环境自然光对出光模组11造成损坏。

本申请所提出的显示装置10通过折叠光路压缩了光学空间，特别是竖直方向上的尺寸大大减小了，但紧凑的空间设置可能会出现成像光从光学模组11出射后部分光线发散后直接从显示装置10的出光口出射，或者在自由曲面反射镜12或者平面反射镜13处反射时导致成像光在反射表面的泄露，这些地方的泄露的杂散光可能会与沿设定路径进入第三路径L3的成像光形成干扰，因此这部分非成像光如果从显示装置10的出光口处泄露可能会形成鬼影等现象，最后影响成像质量和视觉体验。值得注意的是，本申请提出的显示装置10通过反射路径的设定，使得成像光沿设定传输路径出射并在显示装置10外部的特定位置范围成像，不沿所述设定传输路径传输的光或者从显示装置10外部倒灌进入的环境自然光为非成像光。

为了解决显示模组漏光的问题，请参考图2，图2为本申请的显示装置一实施例的局部光路示意图。在本实施例中，在显示装置10中成像光的第三路径L3上设置盖板14，用于在显示装置10的出射路径上对显示装置10进行封装，防止不沿第三路径L3出射的杂光从显示装置10中溢出，对用于显示成像的第三光线造成干扰，同时还能防止部分环境光从显示装置10外部进入内部。盖板14包括透光部141，用于透射沿第三路径L3出射的成像光，其中透光部141为透光部件，可以由玻璃制作或者由树脂材料制作后通过胶水或者嵌合安装在盖板处。本实施例中，盖板14可以用于防止显示装置10内部的杂光向外逃逸，还可以防止显示装置10外部环境光倒灌进入内部，同时通过对显示装置10的封装，可以达到防尘的目的，避免外部环境的尘埃进入显示装置的内部光路，污染光学器件。

在一些实施例中，与成像光的第一偏振态相同偏振特性的滤光件142可以设置在透光部141上，可以理解地，滤光件142可以设置在透光部141朝向显示装置10内部的表面上，也可以设置在透光部141朝向显示装置10外部的表面上，如此仅与第一偏振态相同的成像光可以透过透光部141，避免外部环境光的倒灌。

为了解决显示装置10可能存在的漏光问题，本申请提出的显示装置10加入偏振转换元件，并将偏振转换元件设置在成像光的传输路径上，用于将成像光由第一偏振态转换为第二偏振态，同时在显示装置10的成像光经平面反射镜13反射至显示装置10外的第三路径L3上设置有偏振膜层143，所述偏振膜层143用于对所述具有第二偏振态的成像光以外的光进行反射或者吸收，如此能够保证只有沿预设传输路径行进的成像光能够通过第三路径L3上的偏振膜层143向显示装置10外部传输，而具有第二偏振态的成像光以外的非成像光会被所述偏振膜层143吸收或反射，从而保证显示成像的质量。

请参考图3，图3为本申请提出的显示装置另一实施例的局部光路示意图。在本实施例中，上述偏振转换元件为四分之一波片131。出光模组11出射的成像光具有第一偏振态，成像光的第二路径上L2和第三路径L3之间设置了四分之一波片，同时在成像光的第三路径L3出射路径上设置了偏振膜层143，值得注意的是，此时的偏振膜层143的偏振特性与成像光从出光模组11出射时的第一偏振态相对，即透射相对的第二偏振态光且反射或吸收第二偏振态的光，同时防止环境光倒灌进入显示装置10。如此，假设成像光具有S偏振态时，从出光模组11出射后入射到自由曲面反射镜12的第一路径上仍为S偏振态，从自由曲面反射镜12反射后入射至平面反射镜13的L2路径上经过四分之一波片，从平面反射镜再次反射出射时，L3再次经过四分之一波片，即成像光在第二路径L2和第三路径L3变换时两次经过四分之一波片，因此成像光从S偏振态变换为P偏振态，P偏振态的成像光经过第三路径L3出射，由于第三路径L3上设置了与第一偏振态相对偏振特性的偏振膜层143，即透射P偏振态光反射S偏振态光的偏振态膜层，因此两次反射路径上在自由曲面反射镜12或平面反射镜13处逃逸的反射杂光被阻挡在偏振膜层143处反射回到显示装置10内部，仅沿着第三路径L3出射的P偏振态的成像光通过偏振膜层143出射到显示装置10外部，同时阻挡了成像光未沿第一路径L1入射到自由曲面反射镜12的发散光直接出射到显示装置10外，避免了显示装置10漏光的问题，保证了成像显示质量。

具体地，请参考图1至图3，出光模组11出射具有第一偏振态(如S偏振态)的成像光，成像光沿着第一路径L1入射到自由曲面反射镜12，经由自由曲面反射镜12反射后的成像光沿着第二路径L2入射到平面反射镜13，在本实施例中，平面反射镜13包括设置在其反射面表面的四分之一波片131，四分之一波片131可以是通过镀膜工艺设置在平面反射镜13的表面，也可以是四分之一波片131通过胶水等粘胶剂粘贴设置于平面反射镜13的表面，成像光沿着第二路径L2传输进入四分之一波片，然后被平面反射镜13的反射面反射后再次传输至四分之一波片131，也就是具有第一偏振态的成像光在第二路径L2和第三路径L3的变换过程中，前后经过两次四分之一波片131，从而从平面反射镜13出射的成像光从第一偏振态转换为与第一偏振态相对的第二偏振态(P偏振态)，因此具有第二偏振态的成像光沿着第三路径L3出射，显示装置10的出光口处还设置了用于封装显示装置10的盖板14，盖板14在成像光的第三路径L3上设置有透光部141，相应地，透光部141设置有透第二偏振态光反第一偏振态光的偏振膜层143，具有第二偏振态的成像光从透光部141的偏振膜层143穿透出射，成像显示于显示装置10的外部载体上。由此，在本实施例中，出光模组11出射的具有第一偏振态的成像光，经由自由曲面反射镜12反射后进入平面反射镜13，在平面反射镜13处经过两次四分之一波片131的传输转换为与第一偏振态相反的第二偏振态，也即用于成像显示的成像光在显示装置10的内部由第一偏振态转变为第二偏振态通过相应的偏振膜层143出射至显示装置10外，避免在反射路径中平面反射镜13反射面或者自由曲面反射面12的反射面处逃逸的具有第一偏振态的杂散光进入出射路径，导致对成像质量造成影响，同时出光口处的偏振膜层143也避免了显示装置10外部的自然光倒灌进入显示装置10，对内部的出光模组11造成灼伤损坏。

在一些实施例中，四分之一波片131还可以设置在自由曲面反射镜12的反射面，即自由曲面反射镜12朝向出光模组11的表面上，成像光沿着第一路径L1入射到自由曲面反射镜12，自由曲面反射镜13包括设置在其反射面的四分之一波片，成像光沿着第一路径L1传输进入四分之一波片，然后被自由曲面反射镜12的反射面反射后再次传输至四分之一波片，也就是具有第一偏振态的成像光在第一路径L1和第二路径L2的变换过程中，前后经过两次四分之一波片，从而从自由曲面反射镜12出射的成像光从第一偏振态转换为与第一偏振态相反的第二偏振态，再经过平面反射镜13反射后出射至设置有透光部141的出光口处。四分之一波片设置在自由曲面反射镜12与设置在平面反射镜13相比，设置有四分之一波片的自由曲面反射镜12直接接收来自出光模组11的成像光且位于第一路径L1上，配合出光处的透光部141以及设置在透光部141的偏振膜层142，可以直接过滤掉出光模组11未沿第一路径L1进入自由曲面反射镜12的发散光，以及在自由曲面反射镜12处产生的未沿第二路径L2进入平面反射镜13的杂散光，仅沿着第二路径L2传输的成像光能进入平面反射镜13，因此在反射路径的上游就能减少杂散光的传播，避免在平面反射镜13或透光部141处因杂散光的发热增加散热负荷。而四分之一波片设置在平面反射镜13的表面优势是工艺较为简单，造价成本低。

在一些实施例中，四分之一波片可以设置在自由曲面反射镜12的反射面邻近处或者设置在平面反射镜13的反射面邻近处。如此，虽然在成像光的反射路径上增加了独立光学元件的设置，但是由于与平面反射镜13或自由曲面反射镜12分离设置，可以根据需求调整四分之一波片为反射型或者透射型，在维修时也可以随时更换，方便售后工作。

除了上述例子中增加两次四分之一波片的传输改变成像光的偏振态以避免显示装置10漏光影响成像质量的实施举例，在本申请提出的显示装置10的另一实施例中还给出了类似的思路。请参考图4，图4为本申请提供的显示装置再一实施例的局部光路示意图。本实施例中，上述偏振转换元件是二分之一波片111。在出光模组11出射成像光的第一路径L1上设置有二分之一波片111，所述二分之一波片111用于将成像光的第一偏振态转换为第二偏振态，配合第三路径L3上设置的透光部141以及偏振膜层143，避免出光模组11出射成像光未沿第一路径L1进入自由曲面反射镜12的发散光直接进入显示模组10，对沿特定光学路径行进的成像光造成干扰，进而影响成像显示的质量。

具体地，请参考图1、图2和图4，出光模组11出射具有第一偏振态(如S偏振态)的成像光后，透射经过二分之一波片111，在本实施例中，二分之一波片111设置在成像光学从出光模组11到自由曲面反射镜12的传输路径上与第一路径L1的成像光光轴相对垂直的位置上，成像光从二分之一波片111透射后转换为相对的第二偏振态(如P偏振态)，然后具有第二偏振态的成像光入射到自由曲面反射镜12并被反射，反射后沿着第二路径L2进入平面反射镜13，经由平面反射镜13反射后沿第三路径L3出射，同样地，显示装置10设置有用于封装其光学架构的盖板14，盖板14设置有透光部141，所述透光部141设置在第三路径L3上，所述盖板14可以阻挡不沿着预设的第三路径L3出射的杂散光出射到显示装置10外，对显示成像造成影响，另外透光部141处设置有偏振膜层143，偏振膜层143用于透射第二偏振态的光线并用于反射或吸收非第一偏振态的光线，因此仅有沿预设光学路径行进的成像光可以从透光部141出射，并在显示装置10的外部载体处显示成像，保证了成像质量。

在一些实施例中，显示装置10的盖板14的透光部141还设置有四分之一波片，四分之一波片与偏振膜层143沿成像光的路径上依次设置，用于将成像光由第二偏振态转换为第三偏振态。具体地，偏振膜层143设置在透光部141朝向显示装置10内部光路的一面，用于透射第二偏振态的光线并用于反射或吸收非第一偏振态的光线，而四分之一波片设置在透光部141朝向显示装置外部的一面，用于将具有第二偏振态的成像光转换为第三偏振态，即，圆偏振态。举例地，当显示装置10出射的成像光为P偏振态时，在车载场景下，如果显示装置10安装的位置使得成像光光轴与挡风玻璃界面的入射角接近布鲁斯特角，则此入射角下P偏振态的光线反射率相对S偏振态的光线反射率偏低，或者驾驶员若佩戴适合P偏振态或S偏振态成像光的眼镜时，可能导致成像光被眼镜滤掉而驾驶员观察不到图像，因此可以在显示装置10的出光口增加四分之一波片，使得成像光由线偏振态转换为圆偏振态，而圆偏振态可以分解为P偏振态和S偏振态，这样保证了驾驶员至少能接收到部分成像光，避免成像质量降低。在一些实施例中，显示装置10还包括扩散件和偏振器件，扩散件和偏振器件依次设置在成像光从出光模组11入射到自由曲面反射镜12的传输路径上，其中扩散件用于调整所述成像光的扩散角度，偏振器件用于反射或吸收第一偏振态的成像光以外的光。举例地，扩散件可以是包括多个微结构的透明部件，用于将成像光的截面光斑在二维方向的某一方向调整为扩散角度范围为10-60°，另一方向上的扩散角度范围为2-30°。当出光模组11出射具有第一偏振态的成像光时，经扩散件调整为具有特定形状光斑的成像光出射，扩散后的部分成像光偏振态可能发生改变，因此设置了偏振器件用于透射具有第一偏振态的成像光，反射或吸收第一偏振态的成像光以外的光。值得注意的是，在应于于图4的实施例时，上述扩散件和偏振器件设置于二分之一波片111的上游光路中。如此，通过在出光模组11出光处设置扩散件，能够调整成像光的扩散角度以适应于外部显示的特定需求，减少不沿第一路径L1行进形成的杂散光，提高了显示装置10的显示增益，提高了光能利用率。

在一些实施例中，透光部141也可以是电控液晶层，透光部141控制电路可以与出光模组11组成并联电路，当出光模组11开关接通时，控制电路也接通，电控液晶层在电路接通时为透明状态，显示装置10可以对外成像，在电路断开时为雾状状态，阻挡光路出射，避免不使用时自然光倒灌或者影响用户使用的其他情况。

在一些实施例中，显示装置10还可以包括散热件，散热件可以连接于出光模组11背离自由曲面反射镜12的一侧，散热件可以对出光模组11进行散热，有助于避免出光模组11工作时温度过高，影响显示装置10的正常工作。

在一些实施方式中，显示装置10还可以包括外置连接件，外置连接件连接于显示模组10外，例如在车载场景中，显示装置10可以通过外置连接件可拆卸地连接于车辆100，如此有助于保证显示装置10的安装配置。

请参阅图5，本实用新型实施例提供一种车辆100，图5示出了本实用新型提供的车辆100的局部结构示意图。车辆100可以为采用汽油、柴油等传统能源为动力的车辆100，也可以为混合动力电动车辆、纯电动车辆、燃料电池电动车辆等新能源车辆。在其他实施方式中，车辆100也可以为其他类型的车辆。

车辆100包括车窗玻璃15以及上述任一实施例的显示装置10，车窗玻璃15位于显示装置10的出射光路中，显示装置10出射的成像光成像显示在车窗玻璃15上，车窗玻璃15可以是驾驶室的挡风玻璃处，此时显示装置10安装于车辆100的中控台内部，由于显示装置10光学架构紧凑小型，可以节省中控台预留体积，也可以根据车辆具体设计灵活调整安装配置，如此驾驶员可以通过挡风玻璃观察路况信息等，有助于保证驾驶员掌握路况等信息以更好地驾驶车辆100。车窗玻璃15也可以是侧车窗玻璃，用于投影成像于侧车窗玻璃上，增加乘客乘车体验，车窗玻璃15也可以是后车窗，可以用于投放媒体广告，增加车辆的媒介交互。

综上，本实用新型提供的显示装置10和车辆100，显示装置10包括出光模组11、自由曲面反射镜12和平面反射镜13，其中出光模组11用于出射成像光，所述成像光经所述自由曲面反射镜12反射后入射至所述平面反射镜13并经所述平面反射镜13反射至所述显示装置10外，其中成像光的出射路径与自由曲面反射镜的法线所形成的角度为±15°，且所述自由曲面反射镜的法平面与所述平面反射镜所形成的角度为70°±20°。通过对成像光入射到自由曲面反射镜以及自由曲面反射镜与平面反射镜的角度限制，使得显示装置使用较少的中间元件即可完成成像光的反射光路折叠，减小了复杂光路设计导致的空间占用，同时较大程度地缩小了出光模组、自由反射曲面和平面反射镜在竖直方向上的相对位置落差，使得显示装置空间设计紧凑，大大减小了显示装置的整体体积。如此，在显示装置应用于车载显示的情况下，避免显示装置占用空间过大，安装结构也可以更灵活地设计。

在本实用新型中，除非另有明确的规定或限定，术语“装配”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，或一体连接；可以是机械连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通，也可以是仅为表面接触，或者通过中间媒介的表面接触连接。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实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为特指或特殊结构。术语“一些实施方式”的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本实用新型中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本实用新型中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。

以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施方式技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

出光模组，用于出射成像光；

以及沿成像光的路径上依次设置的自由曲面反射镜和平面反射镜，所述成像光经所述自由曲面反射镜反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显示装置外；其中，

所述成像光的出射路径与所述自由曲面反射镜的法线所形成的角度为±15°，且所述自由曲面反射镜的法平面与所述平面反射镜所形成的角度为70°±20°，所述自由曲面反射镜以及所述平面反射镜用于将所述成像光配置为沿预设的传输路径传播。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述出光模组出射的成像光具有第一偏振态。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括滤光件，所述滤光件设置于所述成像光的传输路径上，用于滤除所述成像光的传输路径上的非成像光。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述平面反射镜设置于所述出光模组与所述自由曲面反射镜围设的光学空间内。

5.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括偏振转换元件，所述偏振转换元件设置在所述成像光的传输路径上，用于将所述成像光由第一偏振态转换为第二偏振态。

6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述偏振转换元件为四分之一波片，所述四分之一波片设置在所述平面反射镜的反射面或者所述自由曲面反射镜的反射面，用于将经由所述平面反射镜或者所述自由曲面反射镜反射的所述成像光由第一偏振态转换为第二偏振态。

7.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述偏振转换元件为二分之一波片，所述二分之一波片设置于所述成像光从出光模组到自由曲面反射镜的传输路径上，用于将所述成像光由第一偏振态转换为第二偏振态。

8.根据权利要求5~7任一项所述的显示装置，其特征在于，所述成像光经所述平面反射镜反射至所述显示装置外的传输路径上设置有偏振膜层，所述偏振膜层用于透射具有第二偏振态的成像光，对所述具有第二偏振态的成像光以外的光进行反射或者吸收。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括盖板，所述盖板包括透光部。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述偏振膜层设置在所述透光部上。

11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述透光部还设置有四分之一波片，所述四分之一波片与所述偏振膜层沿成像光的路径上依次设置，用于将所述成像光由第二偏振态转换为第三偏振态。

12.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括扩散件和偏振器件，所述扩散件和所述偏振器件依次设置在所述成像光从出光模组入射到所述自由曲面反射镜的传输路径上，其中所述扩散件用于调整所述成像光的扩散角度，所述偏振器件用于透射具有第一偏振态的成像光，反射或吸收第一偏振态的成像光以外的光。

13.一种车辆，其特征在于，包括：

车窗玻璃；以及

根据权利要求1-12任一项所述的显示装置，所述车窗玻璃位于所述显示装置的出射光路。

14.根据权利要求13所述的车辆，其特征在于，所述显示装置设置于所述车辆的中控台。