CN220983541U - 一种扩散屏、显示装置、交通工具和车载系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种扩散屏，可以应用在投影装置和交通工具上。本申请提供的扩散屏能够实现投影光线和图像光线的方向匹配，能够减小显示装置的体积，提升显示装置的成像质量。本申请提供的扩散屏的第一表面包括微结构阵列，该微结构阵列的多个微结构在第一方向上的曲率不同，使得扩散屏能够在第一方向上改变出射的图像光的方向。

Description

一种扩散屏、显示装置、交通工具和车载系统

技术领域

本申请实施例涉及显示技术领域以及智能汽车驾驶技术领域，并且更具体地，涉及一种扩散屏、显示装置和交通工具。

背景技术

汽车已经成为人们日常生活不可或缺的交通工具。随着汽车数量的增多，交通事故发生的频率也越来越高。为了提高驾驶安全性，抬头显示器(head up display，HUD)，特别是增强现实抬头显示器(augmented reality head up display，AR-HUD)成为了热门研究方向。

AR-HUD系统中常常使用以硅基液晶(liquid crystal on silicon，LCOS)、数字微镜设备(digital micro-mirror device，DMD)等为显示芯片的图像生成单元(picturegeneration unit，PGU)，并搭配扩散屏，使PGU投影的图像在扩散屏上生成中继像，进而使扩散屏成为HUD系统的显示图像源。为了实现高亮度、高效率、均匀性佳的光学显示效果，需要将PGU投影的主光线方向与后端成像主光线的方向尽可能地匹配，即要求入射扩散屏的光线和出射扩散屏的光线的角度尽可能一致。然而，出于HUD系统的小空间布置、防止阳光倒灌等原因，HUD系统在设计上存在限制，即投影主光线方向很难做到与后端成像的光线方向完美匹配。当前，通用的方案是在系统中加入场镜，利用场镜来调节光线的角度，如图1所示。但这种方案存在场镜体积过大、表面有杂散光风险、需要额外做增透处理，以及还会引起显示图像清晰度变差等诸多缺点。因此，如何提升投影主光线方向与后端图像光线的方向匹配程度，提升HUD系统的性能，是需要解决的问题。

实用新型内容

本申请提供一种扩散屏、显示装置和交通工具。本申请提供的扩散屏能够实现投影光线和图像光线的方向匹配，当用于显示装置时，能够减小显示装置的体积，提升显示装置的成像质量。

第一方面，本申请实施例提供一种扩散屏。其中，所述扩散屏的第一表面包括微结构阵列，所述微结构阵列的多个微结构在第一方向上的曲率不同，所述扩散屏用于在所述第一方向上改变出射的图像光的方向。

基于上述方案，本申请提供的扩散屏通过表面微结构的曲率实现对图像光出射方向的改变，当微结构的曲率不同时，可以实现不同微结构对图像光的不同偏折作用，进而实现对不同微结构处的出射图像光的控制，从而提高对光能的利用率。当该扩散屏用于显示装置中时，不仅能够实现扩散作用，还可以将出射图像光的方向调整为和入射光线的方向匹配，从而避免在光路中引入诸如场镜等调整光线方向的元件所导致的装置体积过大、能量损失和杂散光等问题，实现成像质量更优、体积更为紧凑的显示装置。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述微结构阵列的多个微结构在第二方向上的曲率不同，所述扩散屏用于在所述第二方向上改变出射的图像光的方向。

基于上述方案，本申请提供的扩散屏能够在第一方向和第二方向上实现对出射图像光方向的改变，可以使得本申请提供的扩散屏能够应用于多种显示装置中，增加了扩散屏的使用场景。同时，由于扩散屏能够在多个方向上改变图像光的出射方向，因此还可以使显示装置中其他元件的位置布局更为灵活，进而提升了显示装置设计的灵活性。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述微结构阵列的多个微结构在第三方向上的厚度不同。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述微结构阵列中任意两个相邻微结构的厚度不同。

通过将任意微结构的厚度设计为不相同，可以减小每个微结构所带来的衍射效应，从而达到提升成像品质的目的。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向中的两个方向相互垂直。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述微结构阵列为微透镜阵列。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述微透镜阵列的多个微透镜的面型包括凸面和凹面中的至少一种。

在本申请实施例中，当扩散屏的微结构阵列为微透镜阵列时，每个微透镜阵列的面形为自由曲面。同时，通过将微透镜阵列的面型设计为凸面或者凹面中的至少一种，增加了设计的多样性和灵活性。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述多个微透镜的边界形状不规则。

不规则的边界形状能够降低扩散屏成像时所引入的像差，例如球差或者畸变等，从而达到提升成像质量的目的。同时，微透镜的边界形状不规则对加工精度要求较低，能够降低加工的难度，对加工精度要求较低。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述微结构阵列中的每个微结构的表面呈现凹凸的纹理。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述微结构阵列中第一微结构的曲率通过入射所述第一微结构的所述图像光的入射角、所述第一微结构出射的所述图像光的偏折角和所述第一微结构出射的所述图像光的扩散角确定，所述第一微结构为所述微结构阵列中的任意一个微结构。

通过入射光线的入射角以及出射光线的目标偏折角和出射光线的扩散角确定每个微结构的曲率，可以实现对图像光的精准调控，提升光能的利用率，当应用于显示装置中时，能够保证成像的亮度和显示装置的性能。

第二方面，本申请实施例提供一种显示装置。该显示装置包括投影模块、第一反射元件、第二反射元件和如上述第一方面以及第一方面中任一种可能实现方式中的扩散屏。其中，所述投影模块，用于向所述扩散屏投射图像光；所述扩散屏，用于改变所述入射光的出射方向，并将不同位置出射的图像光以不同的偏折角投射至所述第一反射元件上；所述第一反射元件，用于将所述扩散屏出射的图像光反射至所述第二反射元件；所述第二反射元件，用于向人眼反射所述第一反射元件反射的图像光。

第三方面，本申请实施例提供一种交通工具，该交通工具包括如上述第二方面实现方式中的显示装置。

第四方面，本申请实施例提供一种车载系统，该车载系统包括如上述第二方面实现方式中的显示装置。

附图说明

图1是一种利用场镜将HUD装置的投影光线和图像光线的方向进行匹配的方案。

图2是本申请实施例提供的HUD设备的一种应用场景的示意图。

图3为本申请实施例提供的一种扩散屏300的侧视图。

图4为本申请实施例提供的一种扩散屏400的侧视图。

图5为本申请实施例提供的一种扩散屏500的主视图。

图6为本申请实施例提供的另一种扩散屏的侧视图。

图7为本申请实施例提供的一种显示装置700的示意图。

图8为本申请实施例提供的投影模块701的一种可能的结构。

图9为本申请实施例提供调制模块712为DMD的投影模块701的一种可能的结构。

图10为本申请实施例提供的显示装置700应用于交通工具的光路1000的示意图。

图11为本申请实施例提供的显示装置的电路示意图。

图12为本申请实施例提供的一种交通工具的一种可能的功能框架示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

为了便于理解本申请实施例，作出以下说明。

第一、在下文示出的本申请实施例中的文字说明或者附图中的术语，“第一”、“第二”等以及各种数字编号仅为描述方便进行的区分，而不必用于描述特定的顺序或者先后次序，并不用来限制本申请实施例的范围。例如，区分不同方向的曲率等。

第二、下文示出的本申请实施例中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可以包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或者单元。

第三、在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示例子、例证或说明，被描述为“示例性的”或者“例如”的实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念，便于理解。

第四、在本申请实施例中，图像光是指携带有图像(或图像信息)的光，用于生成图像。

第五、在本申请的附图中，为了便于说明，已经稍微夸大了各个光学元件的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示出的光学元件形状通过实施例的方式示出，例如，本申请中的扩散屏的形状不限于附图中示出的形状。并且，附图仅为示例而非严格按照比例绘制。

第六、除非另外限定，否则本申请中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

本申请实施例提供的扩散屏能够应用于HUD设备。图2是本申请实施例提供的HUD设备的一种应用场景的示意图。如图2所示，HUD设备设置在汽车上。HUD设备用于将车辆的状态信息、外界物体的指示信息和导航信息等通过车辆的挡风玻璃投射在驾驶员的视野范围内。状态信息包括但不限于行驶速度、行驶里程、燃油量、水温和车灯状态等信息。外界物体的指示信息包括但不限于安全车距、周围障碍物和倒车影像等。导航信息包括但不限于方向箭头、距离和行驶时间等。

其中，导航信息和外界物体的指示信息对应的虚像可以叠加在车辆外的真实环境上，使得驾驶员可获得增强现实的视觉效果，例如可用于增强现实(augmented reality，AR)导航、自适应巡航、车道偏离预警等。由于导航信息对应的虚像可以与实景结合，因此HUD设备通常与汽车的高级驾驶辅助系统(advanced driving assistant system，ADAS)系统配合。为了不干扰路况，仪表信息对应的虚像距离人眼通常为2米至3米左右。为了使导航信息对应的虚像与真实的路面能够更好的融合，导航信息对应的虚像距离人眼一般为7米至15米左右。其中，导航信息的虚像所在的位置称为远焦面，仪表信息的虚像所在的平面称为近焦面。

图3为本申请实施例提供的一种扩散屏300的侧视图。如图3所示，扩散屏300包括第一表面310和第二表面320，其中，扩散屏300的第一表面310包括微结构阵列311，沿扩散屏300的第一方向(图3中为x方向)，微结构阵列311的多个微结构的曲率不同。扩散屏300用于在第一方向上改变出射的图像光的方向。

需要说明的是，在HUD系统中，扩散屏可以利用PGU出射的图像光生成中继图像，并将入射的图像光进行充分色散以产生光学扩散的效果，即扩散屏能够增大出射图像光的扩散角。而在本申请方案中，扩散屏300不仅具有上述作用，还具备在第一方向上改变出射图像光方向的作用。具体地，由于扩散屏300在第一方向上的多个微结构的曲率不同，因此不同曲率微结构对入射的图像光的偏折作用不同，使得入射不同曲率的微结构图像光的出射方向不同。其中，不同曲率微结构对入射的图像光的偏折作用是指，不同曲率的微结构能够改变入射的图像光中主光线的方向，使主光线方向发生偏折，从而使不同微结构出射的光线的弥散斑的光斑中心相对于入射时发生偏折。示例性地，如图3所示，沿扩散屏的x方向，扩散屏300的第一表面310的微结构阵列311包含4个微结构(如图3所示的微结构#1、微结构#2、微结构#3和微结构#4)，该4个微结构的曲率各不相同，因此，入射至该4个微结构的图像光经过该4个微结构后，主光线的方向相对于入射时均发生了偏折，且偏折角(如图3中的α1、α2、α3、α4)各不相同。

此外，还需要说明的是，微结构阵列中每个微结构的曲率通过入射各个不同微结构的图像光的入射角、各个微结构出射的图像光的偏折角以及各个微结构出射的图像光的扩散角确定。示例性地，对于微结构#1来说，其曲率通过入射角β1、偏折角α1和扩散角γ1确定。具体地，当系统要求通过微结构#1的主光线的偏折角为α1，扩散角为γ1时，可结合HUD系统中PGU出射的图像光入射微结构#1时的入射角β1，在光路模拟系统(例如zemax或者codeV)中预设上述角度参数，并通过优化获得微结构#1沿第一方向的曲率。同理，确定微结构#2、微结构#3和微结构#4的曲率过程与确定微结构#1的是相同的。当获取了各个微结构的曲率后，可进一步生成扩散屏300的表面加工参数，进行加工。

需要说明的是，在图3中，仅是以扩散屏300作为透射元件来说明其对于图像光的偏折作用的，在一些实施例中，扩散屏300还可以作为反射元件用于使出射的图像光的方向发生偏折，此时，扩散屏300使反射的图像光的主光线的反射角与图像光的入射角不同，即扩散屏300使反射的图像光的主光线相对于入射时的入射方向发生偏折。当扩散屏作为反射元件使用时，每个微结构的通过入射各个不同微结构的图像光的入射角、各个微结构反射的图像光的偏折角以及各个微结构出射的图像光的扩散角确定。

可选地，扩散屏300的材料为聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、光学玻璃等，本申请不做限定。

可选地，微结构阵列311是微透镜阵列或者表面呈现凹凸的纹理的微结构阵列，本申请对此不做限定。示例性地，当微结构阵列311为微透镜阵列时，该微透镜阵列中的每个微透镜的面型可以是自由曲面的凸透镜或者凹透镜，即该微透镜阵列的多个微透镜的面型包括凸面和凹面中的至少一种，如下述图5所示。当微结构阵列311为表面呈现凹凸的纹理的微结构阵列时，扩散屏的侧视图可以如图6所示。

可选地，为了进一步降低微结构引入的像差，提升成像质量，每个微结构的边界设计为不规则形状。

在一些实施例中，为了进一步提升对图像光能量的利用率，可以将微结构阵列311中的多个微结构的厚度设计为不同。为了进一步减小微结构阵列311中每个微结构透射图像光时产生的衍射效应，提升成像质量，更为严格的场景中，可以将任意两个微结构的厚度设计为不同厚度。其中，微结构的厚度是指沿着光的扩散屏的光轴方向(或者HUD装置的主光轴方向)上微透镜的长度，例如图3所示的z轴方向。

可以理解的是，在扩散屏300中，仅是以微结构阵列311沿x方向的4个微结构的曲率各不相同为例进行说明的。在另一些实施例中，本申请方案提供的扩散屏的微结构阵列沿第一方向的多个微结构存在曲率不同，即微结构阵列的多个微结构在第一方向上存在变化即可，并不严格要求第一方向上的每个微结构的曲率各不相同。示例性地，可以是第一方向上任意相邻的两个微结构的曲率不同，或者，可以是第一方向上任意周期间隔的微结构之间的曲率不同等。

此外，还可以理解的是，图3仅是以x轴作为第一方向进行说明的，在本申请方案中，若扩散屏300用于在第一方向上改变出射图像光的方向时，该第一方向可以是任意方向，即该第一方向包括但不限于图3所示的x轴方向，例如还可以是y轴方向等。需要说明的是，本申请提供的扩散屏的微结构阵列是布满扩散屏第一表面的，即微结构密排于扩散屏的第一表面，如下图5中所示。

基于本申请提供的扩散屏，通过第一方向上微结构的不同曲率，可以将第一方向上入射的图像光的方向进行改变，当应用于HUD装置中时，可以在装置中避免使用诸如场镜等调整图像光方向的元件，从而达到降低HUD装置体积的目的。同时，可避免场镜等元件带来的成像质量降低的问题，从而达到提升成像质量的效果，进而实现提升HUD装置性能的目的。

图4为本申请实施例提供的一种扩散屏400的侧视图。其中，图4中的(a)为扩散屏400在xoz平面的侧视图，图4中的(b)为扩散屏400在yoz平面的侧视图。扩散屏400包括第一表面410和第二表面420，其中，扩散屏400的第一表面410包括微结构阵列411，沿扩散屏400的第一方向(即图4中的(a)所示的x方向)，微结构阵列411的多个微结构的曲率不同，同时，沿扩散屏400的第二方向(图4中的(b)所示的y方向)，微结构阵列411的多个微结构的曲率不同，扩散屏400用于在第一方向和第二方向上同时改变出射的图像光的方向。

与图3所示的扩散屏300相比，扩散屏400的不同之处在于扩散屏400可以在两个方向上实现对出射图像光的方向的改变。可以理解的是，当图4扩散屏400在两个方向上改变出射图像光的方向时，则扩散屏400包括的微结构阵列沿两个方向的多个微结构的曲率存在不同。每个微结构对图像光的偏折作用可参考上述图3中的相关说明，此处不再赘述。还可以理解的是，图4仅示出了每个微结构所引起的主光线方向的改变。

需要说明的是，图4是以第一方向为x方向，第二方向为y方向为例的示出的扩散屏400，即仅示出了第一方向和第二方向相互垂直的实施例，在其他一些实施例中，第一方向和第二方向可以是其他任意不重合的方向，本申请不做限定。

可以理解的是，当扩散屏400沿第一方向或沿第二方向上的多个微结构的曲率未发生变化，即扩散屏400沿第一方向或沿第二方向上的多个微结构的曲率相同时，扩散屏400可以认为是在一个方向上对图像光的方向进行改变，此时，扩散屏400可以看作是图3所示的扩散屏300，即扩散屏300可以看作是图4所示的扩散屏400的特殊形态。

还可以理解的是，根据扩散屏400的不同使用场景，可以将扩散屏400设计为，沿第一方向上的多个微结构对图像的偏折角度与沿第二方向上的多个微结构对图像的偏折角度相同或者不同，本申请不做限定。

此外，对于扩散屏400的微结构阵列411包括的每个微结构的面型、边界形状、厚度的说明，以及扩散屏400的材料等其他说明，均可以参考上述图3中的相关部分，此处不再赘述。

基于上述方案，本申请提供的扩散屏能够实现两个方向的图像光方向的改变，增加了扩散屏的使用场景。当应用于HUD装置中时，还可以使其他元件的位置布局更为灵活，进而提升了HUD装置设计的灵活性。

图5为本申请实施例提供的一种扩散屏500的主视图。具体地，扩散屏500能够同时在x方向和y方向改变出射图像光的方向，即扩散屏500在x方向和y方向上的多个微结构的曲率存在变化。如图5所示，扩散屏500的表面上存在由凹面和凸面至少一种自由曲面密排形成的微透镜阵列，其中，每个微透镜的边界形状不规则，且相邻透镜的厚度不同。当图像光由z轴出射时，每个微透镜可以在x个方向和y方向上同时对出射的图像光的方向进行改变。即出射后形成中心方向沿x方向和y方向同时离轴的扩散光斑。

可以理解的是，图5仅示出了当扩散屏在两个垂直方向上对图像光的出射方向进行改变的实施例，同时该两个方向与微结构的厚度方向两两垂直，但本申请不限定与此。

需要说明的是，上述图3至图6中所示的扩散屏仅是以扩散屏的截面形状为矩形进行示出的，本申请提供的扩散屏的形状并不限定于此，在其他一些实施例中，扩散屏的截面形状还可以是圆形(例如扩散屏为厚度较薄的圆柱体)、异形等。

接下来，结合上述图3至图6中所示的扩散屏，对本申请提供的显示装置的一些可能结构进行说明。

图7为本申请实施例提供的一种显示装置700的示意图。如图7所示，显示装置700包括投影模块701、扩散屏702、第一反射元件703和第二反射元件704。其中，投影模块701用于向扩散屏702投射图像光。扩散屏702用于改变入射图像光的出射方向，并将不同位置出射的图像光以不同的偏折角投射至第一反射元件上。第一反射元件703用于将扩散屏702出射的图像光反射至第二反射元件704。第二反射元件704用于向人眼反射第一反射元件703反射的图像光。

可选地，显示装置700还可以包括防尘罩705。防尘罩705具备隔绝外界高温，避免显示装置700内部温度过高，或者避免外界灰尘进入装置内等作用。

在本申请实施例中，投影模块701可以采用LCoS显示器、有机发光二极管(OrganicLight-Emitting Diode，OLED)显示器、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、数字光处理(Digital Light Procession，DLP)显示器或微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems，MEMS)显示器等，本申请不做限定。

需要说明的是，在图7所示的显示装置700中，第一反射元件703可以是表面面形为自由曲面的凹面镜、凸面镜或者平面镜，本申请不做限定。

可以理解的是，显示装置700中包括的反射元件的个数并不限于图7所示，可根据需求相应的调整。

作为一种示例，图8为本申请实施例提供的投影模块701的一种可能的结构。其中，投影模块701包括光源711、调制模块712、投影器件713。根据投影模块701采用的不同显示技术，调制模块712可以为LCoS调制器，或者DMD，或者为透射型的空间光调制器LCD等。示例性地，当调制模块712为LCoS调制器时，光源711可以是红、绿、蓝三色发光二极管(lightemitting diode)光源，与LCoS调制器共同构成LCoS显示器。当调制模块712为DMD时，可以是MEMS控制下的DMD调制器，并搭配激光光源或者LED光源构成DLP显示器。或者，当调制模块712为LCD调制器时，光源711可以采用红、绿、蓝三色冷阴极荧光管的线状光源，并与LCD调制器构成LCD显示器。其中，投影器件713可以是投影镜头。

可选地，为了提高投影质量和/或减小投影模块701的体积，在一些实施例中，投影模块701中还包括折光模块714，或者，投影模块701中还包括偏振转换模块714。当投影模块701中包括折光模块714时，折光模块714可以是一个或多个透镜(用于对光束的能量聚焦，保证光束的能量或者对光斑实现扩散，增大投影的视场角)，和/或一个或者多个棱镜(用于实现对光路的折叠，减小投影模块体积)等，本申请不做限定。当投影模块701中包括偏振转换模块714时，偏振转换模块714用于改变图像光的偏振态。

作为一种示例，图9为本申请实施例提供调制模块712为DMD的投影模块701的一种可能的结构。如图9所示，光源711包括第一单色光阵列911、第二单色光阵列912、第三单色光阵列913、二色滤光片921和922，以及透镜组933。该三个单色光阵列可分别对应三原色的单色光，包括红光、蓝光和绿光。为了提升光能利用率，在一些实施例中，单色光阵列后还布置有准直透镜，分别如图9中的准直透镜9111、准直透镜9112和准直透镜9113。折光模块714包括透镜组和棱镜。具体地，当投影模块701用于图7所示的显示装置700中时，第一单色光阵列911、第二单色光阵列912、第三单色光阵列913分别出射对应的单色光，三种单色光经过二色滤光片921和922入射至折光模块的透镜组中，从透镜组出射后，通过棱镜入射至DMD712，DMD 712基于输入图像的数据信息，对输入的光束进行调制，并输出图像光，该图像光透射棱镜后入射至投影镜头713中，并经过投影镜头713向扩散屏出射图像光。

当显示装置700应用于交通工具时，图10为本申请实施例提供的显示装置应用于交通工具的光路1000的示意图。具体地，投影模块701生成图像光并向扩散屏702投射图像光，扩散屏702将来自投影模块701的图像光出射方向改变，并出射改变方向后的图像光至第一反射元件703上，随后第一反射元件703将扩散图像光反射至第二反射元件704，图像光经过704反射后透射遮光罩705后经由挡风玻璃1001反射至人眼成像。其中，图像光生成的图像可以是增强现实显示图像，用于显示外界物体的指示信息和导航信息等信息。或者，图像光生成的图像可以是状态显示图像，用于显示交通工具的状态信息。以汽车为例，交通工具的状态信息包括但不限于行驶速度、行驶里程、燃油量、水温和车灯状态等信息。

需要说明的是，上述图7所示的显示装置700仅为本申请提供的扩散屏作为透射元件应用于显示装置中的一个实施例，在其他一些显示装置的实施例中，本申请提供的扩散屏还可以作为反射元件，此时，扩散屏表面的微结构阵列的不同曲率的微结构使反射的图像光的主光线的反射角与图像光的入射角不同，即扩散屏使反射的图像光的主光线相对于入射时的入射方向发生偏折。

可以理解的是，本申请方案可以应用的交通工具包括但不限于汽车、飞机、火车或者轮船等。

此外，本申请实施例还提供了一种交通工具，该交通工具前述任一种显示设备。交通工具包括但不限于汽车、飞机、火车或者轮船等。

图11为本申请实施例提供的显示装置的电路示意图。如图11所示，显示装置中的电路主要包括包含主处理器(host CPU)1201，外部存储器接口1202，内部存储器1203，音频模块1204，视频模块1205，电源模块1206，无线通信模块1207，I/O接口1208、视频接口1209、显示电路1210和调制器1212等。其中，主处理器1201与其周边的元件，例如外部存储器接口1202，内部存储器1203，音频模块1204，视频模块1205，电源模块1206，无线通信模块1207，I/O接口1208、视频接口1209、显示电路1210可以通过总线连接。主处理器1201可以称为前端处理器。

另外，本申请实施例示意的电路图并不构成对显示装置的具体限定。在本申请另一些实施例中，显示装置可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

其中，主处理器1201包括一个或多个处理单元，例如：主处理器1201可以包括应用处理器(Application Processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(GraphicsProcessing Unit，GPU)，图像信号处理器(Image Signal Processor，ISP)，控制器，视频编解码器，数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(Neural-Network Processing Unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。

主处理器1201中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。在一些实施例中，主处理器1201中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存主处理器1201刚用过或循环使用的指令或数据。如果主处理器1201需要再次使用该指令或数据，可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取，减少了主处理器1201的等待时间，因而提高了系统的效率。

在一些实施例中，显示装置还可以包括多个连接到主处理器1201的输入输出(Input/Output，I/O)接口1208。接口1208可以包括集成电路(Inter-Integrated Circuit，I2C)接口，集成电路内置音频(Inter-Integrated Circuit Sound，I2S)接口，脉冲编码调制(Pulse Code Modulation，PCM)接口，通用异步收发传输器(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，UART)接口，移动产业处理器接口(Mobile Industry ProcessorInterface，MIPI)，通用输入输出(General-Purpose Input/Output，GPIO)接口，用户标识模块(Subscriber Identity Module，SIM)接口，和/或通用串行总线(Universal SerialBus，USB)接口等。上述I/O接口1208可以连接鼠标、触摸板、键盘、摄像头、扬声器/喇叭、麦克风等设备，也可以连接显示装置上的物理按键(例如音量键、亮度调节键、开关机键等)。

外部存储器接口1202可以用于连接外部存储卡，例如Micro SD卡，实现扩展显示装置的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口1202与主处理器1201通信，实现数据存储功能。

内部存储器1203可以用于存储计算机可执行程序代码，所述可执行程序代码包括指令。内部存储器1203可以包括存储程序区和存储数据区。其中，存储程序区可存储操作系统，至少一个功能所需的应用程序(比如通话功能，时间设置功能等)等。存储数据区可存储显示装置使用过程中所创建的数据(比如电话簿，世界时间等)等。此外，内部存储器1203可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件，闪存器件，通用闪存存储器(Universal Flash Storage，UFS)等。主处理器1201通过运行存储在内部存储器1203的指令，和/或存储在设置于主处理器1201中的存储器的指令，执行显示装置的各种功能应用以及数据处理。

显示装置可以通过音频模块1204以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放，通话等。

音频模块1204用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出，也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块1204还可以用于对音频信号编码和解码，例如进行放音或录音。在一些实施例中，音频模块1204可以设置于主处理器1201中，或将音频模块1204的部分功能模块设置于主处理器1201中。

视频接口1209可以接收外部输入的音视频信号，其具体可以为高清晰多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)，数字视频接口(Digital VisualInterface，DVI)，视频图形阵列(Video Graphics Array，VGA)，显示端口(Display port，DP)等，视频接口1209还可以向外输出视频。当显示装置作为抬头显示使用时，视频接口1209可以接收周边设备输入的速度信号、电量信号，还可以接收外部输入的AR视频信号。当显示装置作为投影仪使用时，视频接口1209可以接收外部电脑或终端设备输入的视频信号。

视频模块1205可以对视频接口1209输入的视频进行解码，例如进行H.264解码。视频模块还可以对显示装置采集到的视频进行编码，例如对外接的摄像头采集到的视频进行H.264编码。此外，主处理器1201也可以对视频接口1209输入的视频进行解码，然后将解码后的图像信号输出到显示电路1210。

显示电路1210和调制器1212用于显示对应的图像。在本实施例中，视频接口1209接收外部输入的视频源信号，视频模块1205进行解码和/或数字化处理后输出一路或多路图像信号至显示电路1210，显示电路1210根据输入的图像信号驱动调制器1212将入射的偏振光进行成像，进而输出图像光。此外，主处理器1201也可以向显示电路1210输出一路或多路图像信号。

在本实施例中，显示电路1210以及调制器1212属于上述图8所示的调制单元712中的电子元件，显示电路1210可以称为驱动电路。

电源模块1206用于根据输入的电力(例如直流电)为主处理器1201和光源1200提供电源，电源模块1206中可以包括可充电电池，可充电电池可以为主处理器1201和光源1200提供电源。光源1200发出的光可以传输到调制器1212进行成像，从而形成图像光信号。

无线通信模块1207可以使得显示装置与外界进行无线通信，其可以提供无线局域网(Wireless Local Area Networks，WLAN)(如无线保真(Wireless Fidelity，Wi-Fi)网络)，蓝牙(Bluetooth，BT)，全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)，调频(Frequency Modulation，FM)，近距离无线通信技术(Near FieldCommunication，NFC)，红外技术(Infrared，IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块1207可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块1207经由天线接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到主处理器1201。无线通信模块1207还可以从主处理器1201接收待发送的信号，对其进行调频，放大，经天线转为电磁波辐射出去。

另外，视频模块1205进行解码的视频数据除了通过视频接口1209输入之外，还可以通过无线通信模块1207以无线的方式接收或从外部存储器中读取，例如显示装置可以通过车内的无线局域网从终端设备或车载娱乐系统接收视频数据，显示装置还可以读取外部存储器中存储的音视频数据。

上述显示装置可以安装在交通工具上，请参见图12，图12为本申请实施例提供的一种交通工具的一种可能的功能框架示意图。

如图12所示，交通工具的功能框架中可包括各种子系统，例如图示中的传感器系统12、控制系统14、一个或多个外围设备16(图示以一个为例示出)、电源18、计算机系统20和抬头显示系统22。可选地，交通工具还可包括其他功能系统，例如为交通工具提供动力的引擎系统等等，本申请这里不做限定。

其中，传感器系统12可包括若干检测装置，这些检测装置能感受到被测量的信息，并将感受到的信息按照一定规律将其转换为电信号或者其他所需形式的信息输出。如图示出，这些检测装置可包括全球定位系统(global positioning system，GPS)、车速传感器、惯性测量单元(inertial measurement unit，IMU)、雷达单元、激光测距仪、摄像装置、轮速传感器、转向传感器、档位传感器、或者其他用于自动检测的元件等等，本申请并不做限定。

控制系统14可包括若干元件，例如图示出的转向单元、制动单元、照明系统、自动驾驶系统、地图导航系统、网络对时系统和障碍规避系统。可选地，控制系统14还可包括诸如用于控制车辆行驶速度的油门控制器及发动机控制器等元件，本申请不做限定。

外围设备16可包括若干元件，例如图示中的通信系统、触摸屏、用户接口、麦克风以及扬声器等等。其中，通信系统用于实现交通工具和除交通工具之外的其他设备之间的网络通信。在实际应用中，通信系统可采用无线通信技术或有线通信技术实现交通工具和其他设备之间的网络通信。该有线通信技术可以是指车辆和其他设备之间通过网线或光纤等方式通信。

电源18代表为车辆提供电力或能源的系统，其可包括但不限于再充电的锂电池或铅酸电池等。在实际应用中，电源中的一个或多个电池组件用于提供车辆启动的电能或能量，电源的种类和材料本申请并不限定。

交通工具的若干功能均由计算机系统20控制实现。计算机系统20可包括一个或多个处理器2001(图示以一个处理器为例示出)和存储器2002(也可称为存储装置)。在实际应用中，该存储器2002也在计算机系统20内部，也可在计算机系统20外部，例如作为交通工具中的缓存等，本申请不做限定。其中，

处理器2001可包括一个或多个通用处理器，例如图形处理器(graphicprocessing unit，GPU)。处理器2001可用于运行存储器2002中存储的相关程序或程序对应的指令，以实现车辆的相应功能。

存储器2002可以包括易失性存储器(volatile memory)，例如RAM；存储器也可以包括非易失性存储器(non-vlatile memory)，例如ROM、快闪存储器(flash memory)、HDD或固态硬盘SSD；存储器2002还可以包括上述种类的存储器的组合。存储器2002可用于存储一组程序代码或程序代码对应的指令，以便于处理器2001调用存储器2002中存储的程序代码或指令以实现车辆的相应功能。本申请中，存储器2002中可存储一组用于车辆控制的程序代码，处理器2001调用该程序代码可控制车辆安全行驶，关于如何实现车辆安全行驶具体在本申请下文详述。

可选地，存储器2002除了存储程序代码或指令之外，还可存储诸如道路地图、驾驶线路、传感器数据等信息。计算机系统20可以结合车辆功能框架示意图中的其他元件，例如传感器系统中的传感器、GPS等，实现车辆的相关功能。例如，计算机系统20可基于传感器系统12的数据输入控制交通工具的行驶方向或行驶速度等，本申请不做限定。

抬头显示系统22可包括若干元件，例如图示出的前挡玻璃，控制器和抬头显示器。控制器222用于根据用户指令生成图像(例如生成包含车速、电量/油量等车辆状态的图像以及增强现实AR内容的图像)，并将该图像发送至抬头显示器进行显示；抬头显示器可以包括图像生成单元、反射镜组合，前挡玻璃用于配合抬头显示器以实现抬头显示系统的光路，以使在驾驶员前方呈现目标图像。其中，抬头显示系统中的部分元件的功能也可以由车辆的其它子系统来实现，例如，控制器也可以为控制系统中的元件。

其中，本申请图12示出包括四个子系统，传感器系统12、控制系统14、计算机系统20和抬头显示系统22仅为示例，并不构成限定。在实际应用中，交通工具可根据不同功能对车辆中的若干元件进行组合，从而得到相应不同功能的子系统。在实际应用中，交通工具可包括更多或更少的系统或元件，本申请不做限定。

上述交通工具可以为轿车、卡车、摩托车、公共汽车、船、飞机、直升飞机、割草机、娱乐车、游乐场车辆、施工设备、电车、高尔夫球车、火车、和手推车等，本申请实施例不做特别的限定。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

以上所述仅为本申请一个实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的基础上所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种扩散屏，其特征在于，包括：

所述扩散屏的第一表面包括微结构阵列，所述微结构阵列的多个微结构在第一方向上的曲率不同，所述扩散屏用于在所述第一方向上改变出射的图像光的方向。

2.根据权利要求1所述的扩散屏，其特征在于，所述微结构阵列的多个微结构在第二方向上的曲率不同，所述扩散屏用于在所述第二方向上改变出射的图像光的方向。

3.根据权利要求1或2所述的扩散屏，其特征在于，所述微结构阵列的多个微结构在第三方向上的厚度不同。

4.根据权利要求3所述的扩散屏，其特征在于，所述微结构阵列中任意两个相邻微结构的厚度不同。

5.根据权利要求3所述的扩散屏，其特征在于，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向中的两个方向相互垂直。

6.根据权利要求1所述的扩散屏，其特征在于，所述微结构阵列为微透镜阵列。

7.根据权利要求6所述的扩散屏，其特征在于，所述微透镜阵列的多个微透镜的面型包括凸面和凹面中的至少一种。

8.根据权利要求6或7所述的扩散屏，其特征在于，所述多个微透镜的边界形状不规则。

9.根据权利要求1所述的扩散屏，其特征在于，所述微结构阵列中的每个微结构的表面呈现凹凸的纹理。

10.根据权利要求1所述的扩散屏，其特征在于，所述微结构阵列中第一微结构的曲率通过入射所述第一微结构的所述图像光的入射角、所述第一微结构出射的所述图像光的偏折角和所述第一微结构出射的所述图像光的扩散角确定，所述第一微结构为所述微结构阵列中的任意一个微结构。

11.一种显示装置，其特征在于，包括投影模块、第一反射元件、第二反射元件和如权利要求1至10中任一项所述的扩散屏，其中，

所述投影模块，用于向所述扩散屏投射图像光；

所述扩散屏，用于改变来自所述投影模块的所述图像光的出射方向，并将不同位置出射的所述图像光以不同的偏折角投射至所述第一反射元件上；

所述第一反射元件，用于将所述扩散屏出射的图像光反射至所述第二反射元件；

所述第二反射元件，用于向人眼反射所述第一反射元件反射的图像光。

12.一种交通工具，其特征在于，包括如权利要求11所述的显示装置。

13.一种车载系统，其特征在于，包括权利要求11所述的显示装置。