[发明专利]抬头显示装置

权利要求书

1.一种抬头显示装置，其特征在于，所述抬头显示装置用于投影第一影像光束以及第二影像光束至目标元件上，所述抬头显示装置包括显示单元、偏振分光模块以及光学模块，其中，

所述显示单元用于提供具有第一偏振方向的所述第一影像光束及具有第二偏振方向的所述第二影像光束；

所述偏振分光模块接收来自所述显示单元的所述第一影像光束及所述第二影像光束，并将所述第一影像光束及所述第二影像光束传递至所述光学模块，其中，所述偏振光分模块包括偏振分光层、第一反射单元及第二反射单元，所述偏振分光层用以导引所述第二影像光束离开所述偏振分光模块并导引所述第一影像光束至所述第一反射单元及所述第二反射单元，所述第一反射单元以及所述第二反射单元不位于所述第二影像光束的光路径上；以及

所述光学模块包括自由曲面反射镜，用以接收来自所述偏振分光模块的所述第一影像光束及所述第二影像光束，所述第一影像光束及所述第二影像光束分别被所述光学模块反射至所述抬头显示装置外，再被传递至所述目标元件，以形成第一虚像及第二虚像，其中，经由所述偏振分光模块，所述第一影像光束从所述显示单元至其所形成的所述第一虚像的位置的光程大于所述第二影像光束从所述显示单元至其所形成的所述第二虚像的位置的光程。

2.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述第一偏振方向及所述第二偏振方向互相垂直。

3.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述抬头显示装置还包括感测器以及控制器，其中，

所述感测器用以感测眼睛的位置；以及

所述控制器与所述感测器电连接，并与所述光学模块耦接，所述控制器接收来自所述感测器的信号，并对应所述眼睛的位置变化调整所述自由曲面反射镜的偏摆角度，以使所述第一虚像及所述第二虚像被清楚呈现。

4.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述第一反射单元包括第一反射镜以及第一四分之一波片，所述第二反射单元包括第二反射镜以及第二四分之一波片，其中，所述第一四分之一波片配置于所述第一反射镜与所述偏振分光层之间，所述第二四分之一波片配置于所述第二反射镜与所述偏振分光层之间。

5.根据权利要求4所述的抬头显示装置，其特征在于，所述偏振分光模块包括：

第一区，配置于自所述显示单元的所述第一影像光束及所述第二影像光束入射及出射；以及

第二区，与所述第一区相邻，并配置成使所述第一影像光束入射并多次反射后再出射至所述第一区；

其中，所述偏振分光层设置在所述第一区与所述第二区之间，并用以使具有所述第一偏振方向的所述第一影像光束穿透，且使具有所述第二偏振方向的所述第二影像光束反射。

6.根据权利要求5所述的抬头显示装置，其特征在于，所述第一反射单元及所述第二反射单元配置于所述第二区旁且所述第一反射镜及所述第二反射镜互相垂直；

来自所述显示单元的所述第一影像光束依序穿透所述第一区与所述偏振分光层后进入所述第二区，所述第一影像光束再依序借由穿透所述第一四分之一波片、被所述第一反射镜反射、穿透所述第一四分之一波片、被所述偏振分光层反射、穿透所述第二四分之一波片、被所述第二反射镜反射、穿透所述第二四分之一波片及穿透所述偏振分光层后，再穿透所述第一区而传递至所述光学模块；

来自所述显示单元的所述第二影像光束进入所述第一区后，再被所述偏振分光层反射而传递至所述光学模块。

7.根据权利要求5所述的抬头显示装置，其特征在于，所述显示单元具有相邻配置的第一有效成像区及第二有效成像区，用以分别产生所述第一影像光束以及所述第二影像光束，且于所述抬头显示器外所形成的所述第一虚像及所述第二虚像呈现不同的影像内容。

8.根据权利要求7所述的抬头显示装置，其特征在于，所述第一反射镜在所述显示单元的正投影的范围与所述显示单元的所述第二有效成像区不互相重叠。