一种抬头显示装置及机动车制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种抬头显示装置及机动车，属于HUD成像技术领域，该抬头显示装置包括像源、透反装置和光线控制装置，其中光线控制装置包括回反射元件和弥散元件，像源先出射用于形成图像的光线，该光线入射至透反装置,所述透反装置将入射过来的光线进行一次反射，该反射后的光线入射至光线控制装置，该光线首先经过弥散元件后出射至回反射元件，所述回反射元件将入射过来的光线沿入射方向的相反方向出射，该出射光线经过弥散元件，所述弥散元件将入射过来的光线进行扩散，该扩散后的光线入射至透反装置，所述透反装置将入射过来的光线进行二次反射，形成虚像，本发明专利技术能够实现HUD大尺寸成像。

【技术实现步骤摘要】
一种抬头显示装置及机动车本申请要求于2019年5月17日递交的中国专利申请第2019104144940号的优先权，在此全文引用上述中国专利申请公开的内容以作为本申请的一部分。
本专利技术属于HUD成像
，具体是涉及一种抬头显示装置及机动车。
技术介绍
交通工具成为现代社会生活必不可缺少的一部分，人们通过使用各类交通工具来提高自身的社会工作生活效率。其中各种可驾驶工具随着社会经济、人民生活水平的提高被广泛使用，例如各种汽车。但驾驶工具的使用也带来了一系列的问题，最突出的就是驾驶安全问题。通常驾驶员在驾驶过程中会通过密切关注驾驶工具仪表盘上相关驾驶信息来保证可靠驾驶，然而由于驾驶工具本身体积受限，如今市场上几乎所有的驾驶工具操控台空间都比较局促，一般情况下为了提高驾驶工具操作台面的利用率，驾驶工具的仪表盘均被设计在操控台下方，由此驾驶员在驾驶过程中需要通过低头看仪表盘上的相关信息，并且在实际驾驶中，这种低头查看仪表盘上信息的动作频率非常高，驾驶员在低头过程中很有可能会导致分心，从而引来交通事故。HUD(headupdisplay)技术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，从而能保证驾驶安全。具体是通过在驾驶工具中设置HUD相关产品，一方面能够提高驾驶安全系数；另一方面HUD相关产品的使用也能带来更好的驾驶体验，符合现如今高科技生活需求。传统的HUD产品有很多，比如HUD前装产品和HUD后装产品；HUD后装产品本身体积尺寸一定，HUD画像显示尺寸偏小，无法显示更加丰富的信息，例如其他复杂的安全信息。传统HUD前装产品主要是利用驾驶工具里的挡风玻璃成像，HUD画像显示尺寸相较HUD后装产品较大，但是基于挡风玻璃成像也有一定的缺陷，就是通常视场角(FieldofView)会很小，确切到数值的话一般只会在10°以内，这导致实际的HUD画像显示尺寸还是很小，一般也只能显示车速或方向信息，不能显示更加丰富的导航地图信息以及其他复杂的安全信息，难以满足驾驶员在驾驶工具行驶过程中各类信息的需求，所以使用驾驶工具挡风玻璃成像的大屏幕HUD正受到越来越多的关注。现有的显示成像技术并不能从根本上解决大尺寸HUD显示的问题，还带来了其他一系列的问题，但是该显示成像技术利用背光源成像时，背光源发出的光线只有极少一部分用于成像，导致成像亮度低，虽然可以通过提高光源功率来解决成像亮度低的问题，但是这相应会带来光源功耗高、且发热量大的问题，从而增加了对光源设备的散热要求，并不能从根本上解决光源光线利用率差的问题；现有的显示成像技术会产生畸变画面不稳定的问题。总之通过现有装置和现有技术无法实现HUD大尺寸显示，需要提出一种新型的抬头显示装置来满足HUD大尺寸显示。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中HUD显示技术存在的不足，主要是难以实现大尺寸HUD图像显示，本专利技术提供一种抬头显示装置及机动车，不仅可以实现HUD大尺寸成像，还可以实现HUD大尺寸成像。技术方案：为实现上述目的，本专利技术的抬头显示装置，包括像源、透反装置和光线控制装置，其中：像源，所述像源出射用于形成图像的光线；透反装置，所述透反装置将入射到其上的光线进行反射，且允许光线透射；光线控制装置，所述光线控制装置包括回反射元件和弥散元件；所述回反射元件将入射到其上的光线沿入射方向的相反方向反射；所述弥散元件将入射到其上的光线进行扩散；所述像源先出射用于形成图像的光线，该光线入射至透反装置,所述透反装置将入射过来的光线进行一次反射，该反射后的光线入射至光线控制装置，该光线首先经过弥散元件后出射至回反射元件，所述回反射元件将入射过来的光线沿入射方向的相反方向出射，该出射光线经过弥散元件，所述弥散元件将入射过来的光线进行扩散，该扩散后的光线入射至透反装置，所述透反装置将入射过来的光线进行二次反射，形成虚像。进一步地，所述弥散元件采用将入射光线进行扩散形成特定形状光束的装置。进一步地，所述弥散元件将入射光线进行扩散形成一束或多束特定形状光束。进一步地，所述光束的截面形状包括线形、圆形、椭圆形、正方形以及长方形中的至少一种。进一步地，所述回反射元件包括基材和分布在基材表面的若干个微结构。进一步地，所述基材与微结构之间设有反射层。进一步地，所述反射层的反射率为50％～95％，即入射光线的50％～95％被反射。进一步地，所述微结构为三个面两两相互垂直组成的空间结构，所述三个面均为反射面。进一步地，所述空间结构采用空心凹陷结构或由透明材料制作而成的实心结构。进一步地，所述微结构为三个三角形两两相互垂直组成的三角锥结构或三个矩形两两相互垂直组成的立方体结构。进一步地，所述反射面中至少有一面上设有反射层，该反射层的反射率为50％～95％，即入射光线的50％～95％被反射。进一步地，所述微结构采用球状结构。进一步地，所述球状结构采用由透明材料制作而成的实心结构。进一步地，所述透反装置表面为自由曲面或平面。进一步地，所述像源采用投影装置，所述透反装置采用交通工具的挡风玻璃，所述投影装置出射光线至交通工具的挡风玻璃，所述光线控制装置设于交通工具的挡风玻璃下方。进一步地，所述投影装置包括透镜部。本专利技术的另一方面还提供一种机动车，包括上述抬头显示装置。有益效果：本专利技术与现有技术比较，本专利技术专利的抬头显示装置及机动车，该装置包括像源、透反装置和光线控制装置，其中光线控制装置包括回反射元件和弥散元件，回反射元件用于将入射到其上的光线沿入射方向的相反方向进行反射；弥散元件用于将入射到其上的光线进行扩散，扩散后的光线存在扩散角；首先由像源出射用于形成图像的光线，该光线到达透反装置被透反装置一次反射，反射光线入射至弥散原件，通过弥散元件到达回反射元件，回反射元件将入射至其上的光线沿入射方向的相反方向出射，出射光线到达弥散元件，弥散元件将到达其上的光线进行扩散，扩散后的光线到达透反装置被透反装置进行二次反射形成虚像，光线照射在透反装置上的范围较大，从而扩大了视场角和显示区域，如此光线被透反装置反射后就可以形成大尺寸HUD图像，且被反射后的光线可出射至预定区域，预定区域即眼盒区域，这样可以保证观察到大尺寸HUD图像，在较低的功耗下就可以形成大尺寸画像。附图说明图1是实施例1中抬头显示装置示意图一。图2是光线控制装置结构示意图。图3是实施例1中抬头显示装置示意图二。图4是光线经过弥散元件后形成截面为线形或圆形或椭圆形或正方形或长方形的光束的光路侧视图。图5是光线经过弥散元件后形成截面为线形或圆形或椭圆形或正方形或长方形的光束的光路顶视图。图6是光线经过弥散元件后形成截面为长方形的光束的光路顶视图。图7是光线经过弥散元件后形成两束具有特定形状光束的俯视图。图8是光线经过弥散元件后形成两束截面均为长方形的光束的光路顶视图。图9是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抬头显示装置，其特征在于，包括像源、透反装置和光线控制装置，其中：/n像源，所述像源出射用于形成图像的光线；/n透反装置，所述透反装置将入射到其上的光线进行反射，且允许光线透射；/n光线控制装置，所述光线控制装置包括回反射元件和弥散元件；所述回反射元件将入射到其上的光线沿入射方向的相反方向反射；所述弥散元件将入射到其上的光线进行扩散；/n所述像源先出射用于形成图像的光线，该光线入射至透反装置,所述透反装置将入射过来的光线进行一次反射，该反射后的光线入射至光线控制装置，该光线首先经过弥散元件后出射至回反射元件，所述回反射元件将入射过来的光线沿入射方向的相反方向出射，该出射光线经过弥散元件，所述弥散元件将入射过来的光线进行扩散，该扩散后的光线入射至透反装置，所述透反装置将入射过来的光线进行二次反射，形成虚像。/n

【技术特征摘要】
20190517 CN 20191041449401.一种抬头显示装置，其特征在于，包括像源、透反装置和光线控制装置，其中：
像源，所述像源出射用于形成图像的光线；
透反装置，所述透反装置将入射到其上的光线进行反射，且允许光线透射；
光线控制装置，所述光线控制装置包括回反射元件和弥散元件；所述回反射元件将入射到其上的光线沿入射方向的相反方向反射；所述弥散元件将入射到其上的光线进行扩散；
所述像源先出射用于形成图像的光线，该光线入射至透反装置,所述透反装置将入射过来的光线进行一次反射，该反射后的光线入射至光线控制装置，该光线首先经过弥散元件后出射至回反射元件，所述回反射元件将入射过来的光线沿入射方向的相反方向出射，该出射光线经过弥散元件，所述弥散元件将入射过来的光线进行扩散，该扩散后的光线入射至透反装置，所述透反装置将入射过来的光线进行二次反射，形成虚像。


2.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述弥散元件采用将入射光线进行扩散形成特定形状光束的装置。


3.根据权利要求2所述的抬头显示装置，其特征在于，所述弥散元件将入射光线进行扩散形成一束或多束特定形状光束。


4.根据权利要求3所述的抬头显示装置，其特征在于，所述光束的截面形状包括线形、圆形、椭圆形、正方形以及长方形中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的抬头显示装置，其特征在于，所述回反射元件包括基材和分布在基材表面的若干个微结构。


6.根据权利要求5所述的抬头显示装置，其特征在于，所述基材与微...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐俊峰，吴慧军，方涛，
申请(专利权)人：未来北京黑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11