[实用新型]一种抬头显示装置及机动车

说明书

本实用新型提供一种抬头显示装置和机动车，该抬头显示装置包括光源、第一光线聚集元件、光扩散元件、液晶面板和第二光线聚集元件；光源出射光线，导光元件包括出光面，出光面朝向第一光线聚集元件，光线经导光元件内部传输，从出光面出射至第一光线聚集元件；第一光线聚集元件将光线聚集，并传输至液晶面板；液晶面板将光线转化为图像光线；第二光线聚集元件将图像光线聚集，并将图像光线反射至第一预定区域；光扩散元件将聚集至第一预定区域的光线扩散至第二预定区域；导光元件、第一光线聚集元件及液晶面板依次设置在光源与第二光线聚集元件之间，抬头显示装置可在提升图像亮度的同时降低功耗。

技术领域

本实用新型属于光学显示技术领域，具体涉及一种抬头显示装置，以及包括该抬头显示装置的机动车。

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。具体的，以基于平面反射镜和曲面反射镜反射成像的HUD为例，HUD像源发出的光线依次经平面反射镜、曲面镜反射后出射，出射的光线可以在透明成像窗上发生反射并保留在驾驶舱的一侧，进入驾驶员的眼睛。这些进入驾驶员眼睛的光线，使得驾驶员可以看到HUD像源上显示的画面在成像窗的另一侧空间呈现的虚像。与此同时，由于成像窗本身是透明的，成像窗另一侧的环境光线依然可以透过它传输到驾驶员眼睛里，使得驾驶员在看到HUD成像的同时，还不影响驾驶中观察车外的路况。

现有HUD的像源多数为液晶显示器(liquid crystal display，LCD)。若HUD采用传统的LCD像源，HUD通过成像窗上显示成像的亮度较低，一般通过提高LCD图像源的亮度来保证HUD在成像窗上显示成像的亮度。但现有图像源一般只是在背光光源的出光方向上设置简单的聚光装置如反光杯，仅依靠反光杯对光源发出的光线进行控制，但反光杯对光的控制效果较差，部分光线的出射角度较大，从而导致部分光线无法到达驾驶员的眼睛，而不能被有效利用，导致现有HUD装置的光线利用率低，整体光效较低，画面亮度不足，而要获得足够的画面的亮度就会产生较高的电功耗，这些都限制了HUD的进一步推广应用。

实用新型内容

为了克服现有技术中抬头显示装置光线利用率低的问题，本实用新型提供一种抬头显示装置，包括：光源、导光元件、第一光线聚集元件、光扩散元件、液晶面板和第二光线聚集元件；所述光源出射光线；所述导光元件包括出光面，所述出光面朝向所述第一光线聚集元件，光线经所述导光元件内部传输，从所述出光面出射至所述第一光线聚集元件；所述第一光线聚集元件将光线聚集，并传输至所述液晶面板；所述液晶面板将光线转化为图像光线；所述第二光线聚集元件将所述图像光线聚集，并将所述图像光线反射至第一预定区域；所述光扩散元件将聚集至所述第一预定区域的光线扩散至第二预定区域；所述导光元件、所述第一光线聚集元件及所述液晶面板依次设置在所述光源与所述第二光线聚集元件之间。

根据本实用新型的一些实施例提供的抬头显示装置，所述抬头显示装置还包括：透反元件；所述透反元件设置在所述第二光线聚集元件与所述第一预定区域之间；所述第二光线聚集元件聚集并反射的图像光线，经所述透反元件反射至所述第一预定区域。

根据本实用新型的一些实施例提供的抬头显示装置，所述光扩散元件设置在所述第一光线聚集元件与所述液晶面板之间。

根据本实用新型的一些实施例提供的抬头显示装置，所述光扩散元件贴合设置在所述液晶面板靠近所述第二光线聚集元件的一侧。

根据本实用新型的一些实施例提供的抬头显示装置，所述抬头显示装置还包括：反射元件；所述反射元件设置在所述第二光线聚集元件与所述透反元件之间；或所述反射元件设置在所述液晶面板与所述第二光线聚集元件之间。