抬头显示装置及机动车的制作方法

1.本实用新型涉及显示技术领域，特别涉及一种抬头显示装置及机动车。


背景技术：

2.hud(head up display，抬头显示器)利用汽车挡风玻璃即可成像(虚像)，使得抬头显示器可以投出包含仪表盘信息的图像，驾驶员在观看挡风玻璃外部真实环境的同时，还可以观看到抬头显示器的成像，从而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，可以提高驾驶安全系数，同时也能带来更好的驾驶体验。
3.然而，本实用新型的发明人发现，现有技术中存在将hud虚像与实景、例如实景道路重合进行显示的应用，由于实景道路这种应用方法需要将hud 虚像成像在较远的位置，需要图像光线具有较长的光程，而光程的增加导致了hud体积的增加，提升了hud的安装难度，降低了hud的适用范围。


技术实现要素：

4.本实用新型实施方式的目的在于提供一种抬头显示装置及机动车，在保证图像光线光程的同时，缩小抬头显示装置的体积。
5.为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种抬头显示装置，包括：壳体；设置在所述壳体内的第一图像源以及反射结构；其中，所述壳体上设置有出光口，所述反射结构包括透反镜、第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜，所述第一反射镜为平面反射镜，所述第一图像源设置在所述透反镜远离所述出光口的一侧，所述第一反射镜和所述第三反射镜设置在透反镜靠近所述出光口的一侧，所述第一图像源用于出射第一图像光线，所述透反镜允许光线反射且允许光线透射，所述第一图像源发出的所述第一图像光线出射至所述透反镜，经由所述透反镜透射的光线出射至所述第一反射镜进行反射，经由所述第一反射镜反射后的光线出射至所述透反镜，经由所述透反镜反射的光线出射至所述第二反射镜，经由所述第二反射镜反射的光线出射至所述第三反射镜，经由所述第三反射镜反射的光线通过所述出光口出射，以使得通过所述出光口出射的光线经由外部成像装置成像。
6.本实用新型的实施方式还提供了一种机动车，包括：成像装置和前述的抬头显示装置，其中，所述成像装置用于对经由出光口出射的所述图像光线进行成像。
7.本实用新型实施方式相对于现有技术而言，将第一图像源设置在透反镜远离出光口的一侧，第一图像源发出的第一图像光线可以透射过透反镜后再次经第一反射镜、透反镜、第二反射镜和第三反射镜之间多次反射至出光口出射，从而保证图像光线的光程；此外，图像源设置在透反镜远离出光口的一侧，在需要的光程一定的情况下，可以更好的对图像源和出光口之间的空间进行利用，提升了空间利用率，从而缩小抬头显示装置的体积。
8.另外，还包括：第二图像源，所述第二图像源用于发出第二图像光线，所述第二图像源位于所述透反镜远离所述出光口的一侧；所述第二图像光线出射至所述透反镜，经由所述透反镜透射后的光线出射至所述第二反射镜，经由所述第二反射镜反射后的光线出射
至所述第三反射镜，经由所述第三反射镜反射的光线通过所述出光口出射，以使得通过所述出光口出射的光线经由外部成像装置成像。
9.另外，所述第二图像光线透射过所述透反镜后与所述第一图像光线重合。第一图像光线透射过透反镜后与第二图像光线重合，增大图像光线的强度，使得成像更清晰。
10.另外，光特性转换元件，所述光特性转换元件设置在所述第一反射镜和所述透反镜之间，所述透反镜用于透过第一特性的光线、并反射其它特性的光线，所述光特性转换元件用于转换透过的光线的特性；所述第一图像光线出射至所述透反镜，所述第一图像光线中具有第一特性的光线被透射至所述光特性转换元件，所述具有第一特性的光线透射过所述光特性转换元件后转换为具有第二特性的光线出射至所述第一反射镜，经由所述第一反射镜反射的所述具有第二特性的光线出射至所述光特性转换元件，所述具有第二特性的光线透射过所述光特性转换元件后转换为具有第三特性的光线出射至所述透反镜，经由所述透反镜反射的光线出射至所述第二反射镜；其中，所述第一特性、所述第二特性和所述第三特性均不相同。
11.另外，光特性转换元件，所述光特性转换元件设置在所述第一反射镜和所述透反镜之间，所述透反镜用于透过第一特性的光线、并反射其它特性的光线，所述光特性转换元件用于转换透过的光线的特性；所述第一图像光线出射至所述透反镜，所述第一图像光线中具有第一特性的光线被透射至所述光特性转换元件，所述具有第一特性的光线透射过所述光特性转换元件后转换为具有第二特性的光线出射至所述第一反射镜，经由所述第一反射镜反射的所述具有第二特性的光线出射至所述光特性转换元件，所述具有第二特性的光线透射过所述光特性转换元件后转换为具有第三特性的光线出射至所述透反镜，经由所述透反镜反射的所述具有第三特性的光线出射到所述光特性转换元件上，所述具有第三特性的光线透射过所述光特性转换元件后转换为具有第四特性的光线出射至所述第二反射镜；其中，所述第一特性、所述第二特性、所述第三特性和所述第四特性均不相同。
12.另外，所述光特性转换元件为波片。
13.另外，所述第二反射镜为曲面反射镜，所述第三反射镜为平面反射镜。设置第二反射镜为曲面反射镜，可以放大图像并提供更远的成像距离。
14.另外，所述第一反射镜和/或所述第二反射镜和/或所述第三反射镜和/或所述透反镜可移动设置在所述壳体内。第一反射镜和/或第二反射镜和/或第三反射镜和/或透反镜可移动设置在壳体内可移动的设置在桥体内，通过第一反射镜和/或第二反射镜和/或第三反射镜和/或透反镜的移动，可以改变图像光线的光程和成像的位置，从而满足更多的使用需要，提升抬头显示装置的适用范围。
15.另外，所述第一反射镜沿第一预设方向可移动的设置在所述壳体内，所述第一预设方向为所述第一反射镜的入射主轴和反射主轴形成的夹角内的任意方向。
16.另外，所述第一预设方向为所述第一反射镜的入射主轴和反射主轴形成的所述夹角的角平分线方向。
17.另外，所述透反镜沿第二预设方向可移动的设置在所述壳体内，所述第二预设方向为所述透反镜的入射主轴和反射主轴形成的夹角内的任意方向。
18.另外，所述第二预设方向为所述透反镜的入射主轴和反射主轴形成的所述夹角的角平分线方向。
19.另外，所述图像源可移动的设置在所述壳体内。图像源可移动的设置在桥体内，通过图像源的移动，可以改变图像光线的光程和成像的位置，从而满足更多的使用需要，提升抬头显示装置的适用范围。
20.另外，还包括：遮光部；所述壳体的出光口处设置有封口件，所述遮光部用于对沿第三预设方向射向所述封口件的外界光线进行遮挡。设置遮光部，通过遮光部阻挡沿第一预设方向照射到出光口上的外界光线，从而避免设置在出光口上的封口件将外界光线反射到驾驶员的眼中，从而减少出光口上炫光的产生。
21.另外，所述第二反射镜至少部分延伸至所述壳体外形成所述遮光部。第二反射镜部分延伸至壳体外形成遮光部，可以无需额外设置遮光部，简化制备过程的同时，部分第二反射镜可以设置在壳体外，进一步的减小抬头显示装置的体积。
22.另外，所述图像源包括光源、背光组件和图像生成元件；所述背光组件用于将所述光源发出的光线进行传输；所述图像生成元件用于将经由所述背光组件传输后的光线转换为所述图像光线。
23.另外，所述背光组件包括反射导光元件、方向控制元件及弥散元件；所述反射导光元件用于对所述光源发出的光线进行收集；所述方向控制元件用于将经由所述反射导光组件后的光线进行会聚；所述弥散元件用于将经由所述方向控制元件会聚后的光线以预设角度进行发散。
24.另外，所述反射导光元件包括空心灯杯；所述空心灯杯包括由反光壁围成的中空外壳，所述空心灯杯的出光口朝向所述方向控制元件，所述光源设置在所述空心灯杯远离所述出光口的一端，所述光源发出的光线入射至所述反光壁时发生反射，以使得经由所述反光壁反射后的光线通过所述出光口出射至所述方向控制元件。
25.另外，还包括墨镜，包括：所述墨镜用于透过p偏振状态的光线并阻挡其它状态的光线。
26.另外，还包括设置在所述出光口和所述成像装置之间的相位延迟元件，通过所述出光口出射的图像光线为s偏振光，所述相位延迟元件用于将通过所述出光口出射的s偏振光转换为圆偏振光。在出光口的成像装置之间设置相位延迟元件将出光口出射的s偏振光转换为圆偏振光，圆偏振光具有p偏振分量，从而使得司乘人员在佩戴墨镜时仍可清晰的看见抬头显示装置所成的像。
27.另外，所述成像装置上设置有p偏振反射膜，通过出光口出射的图像光线为p偏振光。在成像装置上设置有p偏振反射膜，可以提升p偏振状态的图像光线在成像装置上的反射率，从而提升司乘人员在佩戴墨镜时观看抬头显示装置所成像的清晰度。
28.另外，所述成像装置为挡风玻璃，所述挡风玻璃内设置有楔形膜。在挡风玻璃内设置楔形膜，可以消除成像的重影，提升成像的清晰度。
29.另外，还包括设置在所述成像装置上的选择性反射膜，所述选择性反射膜用于反射所述图像光线。在成像装置上设置选择性反射膜对图像光线进行反射，避免图像光线在成像装置上形成二次成像，消除成像的重影，提升成像的清晰度。
附图说明
30.图1是本实用新型第一实施方式所提供的抬头显示装置的结构示意图；
31.图2是本实用新型第一实施方式所提供的抬头显示装置中图像源的结构示意图；
32.图3是本实用新型第一实施方式所提供的抬头显示装置中背光组件的结构示意图；
33.图4是本实用新型第一实施方式所提供的抬头显示装置中背光组件的结构示意图；
34.图5是本实用新型另一实施方式所提供的抬头显示装置中背光组件的结构示意图；
35.图6是本实用新型另一实施方式所提供的抬头显示装置中背光组件的结构示意图；
36.图7是本实用新型第二实施方式所提供的抬头显示装置的结构示意图；
37.图8是本实用新型第三实施方式所提供的抬头显示装置的结构示意图；
38.图9是本实用新型第四实施方式所提供的抬头显示装置的结构示意图；
39.图10是本实用新型第五实施方式所提供的抬头显示装置的结构示意图；
40.图11是本实用新型另一实施方式所提供的抬头显示装置的结构示意图；
41.图12是本实用新型第六实施方式所提供的机动车的结构示意图；
42.图13是本实用新型另一实施方式所提供的机动车的结构示意图。
具体实施方式
43.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
44.本实用新型的第一实施方式涉及一种抬头显示装置，具体结构如图1所示，包括：壳体10；设置在壳体10内的第一图像源20以及反射结构30；其中，壳体10上设置有出光口11，反射结构30包括透反镜31、第一反射镜 32、第二反射镜33及第三反射镜34，第一反射镜32为平面反射镜，第一图像源20设置在透反镜31远离出光口11的一侧，第一反射镜32和第三反射镜34设置在透反镜31靠近出光口11的一侧。第一图像源20用于出射第一图像光线，透反镜31允许光线反射且允许光线透射，第一图像源20发出的第一图像光线出射至透反镜31，经由透反镜31透射的光线出射至第一反射镜32进行反射，经由第一反射镜32反射后的光线出射至透反镜31，经由透反镜31反射的光线出射至第二反射镜33，经由第二反射镜33反射的光线出射述第三反射镜34，经由第三反射镜34反射的光线通过出光口11出射，以使得通过出光口11出射的光线经由外部成像装置成像。
45.与现有技术相比，本实用新型第一实施方式所提供的抬头显示装置将第一图像源20设置在透反镜31远离出光口11的一侧，第一图像源20发出的第一图像光线可以透射过透反镜31后再次经第一反射镜32、透反镜31、第二反射镜33和第三反射镜34之间的多次反射至出光口11出射，从而保证图像光线的光程；此外，图像源设置在透反镜31远离出光口11的一侧，在需要的光程一定的情况下，可以更好的对图像源和出光口11之间的空间进行利用，提升了空间利用率，从而缩小抬头显示装置的体积。
46.具体的，在本实施方式中，透反镜31可以透过部分照射到其表面的光线，并反射部分照射到其表面的光线。例如，透反镜31可以反射50％的光，可以透射50％的光，或者，透反镜31可以反射60％的光，可以透射40％的光，或者，透反镜31可以反射70％的光，可以透射30％的光等等。其中，常见的透反镜31材料可以包括玻璃、透明塑料等。即第一图像光线第一次照射到透反镜31上时，部分第一图像光线透射过透反镜31照射到反射镜32上，并被反射镜32反射后再次照射到透反镜31上，部分第一图像光线反射至第二反射镜33，并再次被第二反射镜33反射至第三反射镜34，最后被第三反射镜34反射至出光口11出射，以使得通过所述出光口11出射的光线经由外部成像装置成像。
47.在本实施方式，第二反射镜33为曲面反射镜，第三反射镜34为平面反射镜。设置第二反射镜33为曲面反射镜，可以放大图像并提供更远的成像距离。
48.进一步的，在本实施方式中，第一反射镜32可移动的设置在壳体10内，例如，设置导轨，在导轨上可移动设置滑块，将第一反射镜32与滑块固定，从而实现第一反射镜32可移动的设置在壳体10内。可以理解的是，通过导轨和滑块实现第一反射镜32可移动的设置在壳体10内仅为一种具体的实现方式的举例说明，并不构成限定，在实际生产中，也可以是通过其它方式实现第一反射镜32可移动的设置在壳体10内，例如通过马达驱动、通过电磁驱动等。第一反射镜32可移动的设置在壳体10内，通过移动第一反射镜32，可以改变图像光线的光程和成像的位置，从而满足更多的使用需要，提升抬头显示装置的适用范围。可以理解的是，前述第一反射镜32可移动的设置在壳体10内仅为本实施方式中的一种具体的举例说明，并不构成限定，在实际生产和使用过程中，也可以是透反镜31可移动的设置在壳体10内，或者反射镜32和透反镜31均可移动的设置在壳体10内，又或者是第二反射镜33 和第三反射镜34可移动的设置在壳体10内，具体可以根据实际需要进行灵活的设置。
49.具体的，在本实施方式中，第一反射镜32沿第一预设方向可移动的设置在壳体10内。第一预设方向为第一反射镜32的入射主轴和反射主轴形成的夹角的角平分线方向。其中，入射主轴为入射光束的中心线，反射主轴为反射光束的中心线。可以理解的是，前述第一预设方向为第一反射镜32的入射主轴和反射主轴形成的夹角的角平分线方向仅为本实施方式中的一种具体的举例说明，并不构成限定，在本实用新型的其它实施方式中，第一预设方向也可以是第一反射镜32的入射主轴和反射主轴形成的夹角内的任意方向，具体可以根据实际需要进行灵活的设置。
50.可以理解的是，在本实施方式中，透反镜31沿第二预设方向可移动的设置在壳体10内。第二预设方向为透反镜31的入射主轴和反射主轴形成的夹角的角平分线方向。其中，入射主轴为入射光束的中心线，反射主轴为反射光束的中心线。可以理解的是，前述第二预设方向为透反镜31的入射主轴和反射主轴形成的夹角的角平分线方向仅为本实施方式中的一种具体的举例说明，并不构成限定，在本实用新型的其它实施方式中，第二预设方向也可以是透反镜31的入射主轴和反射主轴形成的夹角内的任意方向，具体可以根据实际需要进行灵活的设置。
51.进一步的，在本实施方式中，第一图像源20可移动的设置在壳体10内，例如，设置导轨，在导轨上可移动设置滑块，将第一图像源20与滑块固定，从而实现第一图像源20可移动的设置在壳体10内。可以理解的是，通过导轨和滑块实现第一图像源20可移动的设置在壳体10内仅为一种具体的实现方式的举例说明，并不构成限定，在实际生产中，也可以是通
过其它方式实现第一图像源20可移动的设置在壳体10内，例如通过马达驱动、通过电磁驱动等。第一图像源20可移动的设置在壳体10内，通过移动第一图像源20，可以改变图像光线的光程和成像的位置，从而满足更多的使用需要，提升抬头显示装置的适用范围。
52.具体的，在本实施方式中，第一图像源20沿图像光线的主轴延伸方向可移动的设置在壳体10内。可以理解的是，前述第一图像源20沿图像光线的主轴延伸方向可移动的设置在壳体10内仅为本实施方式中的一种具体的举例说明，并不构成限定，在本实用新型的其它实施方式中，也可以是第一图像源20沿其它方向移动设置在壳体10内，具体可以根据实际需要进行灵活的设置。
53.具体的，在本实施方式中，如图2、图3所示，第一图像源20包括用于产生光线的光源21、用于将所述光源21发出的光线进行传输的背光组件22 及用于将经由背光组件22传输后的光线转换为图像光线的图像生成元件23。其中，背光组件22可以包括依次设置在光源21出光侧的反射导光元件221、方向控制元件222以及弥散元件223，反射导光元件221用于对所述光源21 发出的光线进行收集、并将收集到的光线传导至方向控制元件222，方向控制元件222用于将经由所述反射导光组件收集后的光线进行会聚、并将汇聚后的光线传导至弥散元件223，弥散元件223用于将经由所述方向控制元件 222会聚后的光线以预设角度进行发散、并将弥散后的光线传导至图像生成元件23。具体的，反射导光元件221设置在光源21的出光侧，方向控制元件222设置在反射导光元件221的出光侧且位于反射导光元件221的出光侧，弥散元件223设置在反射导光元件221的出光侧。
54.其中，光源21用于产生光线，其可以包括至少一个电致发光元件，通过电场激发产生光线，如发光二极管(light emitting diode,led)、有机发光二极管(orgnic light
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emitting diode,oled)、迷你发光二极管(mini led)、微发光二极管(micro led)、冷阴极荧光灯管(cold cthode fluorescent lmp， ccfl)、led冷光源21(cold led light，cll)、电激发光(electroluminescent，el)、电子发射(field emission disply，fed)或量子点光源 21(quntum dot,qd)等。图像生成元件23包括液晶面板，液晶面板可将光源21发出的光线转化为图像光线。
55.如图3所示，本实施方式中，反射导光元件221为空心灯杯，空心灯杯包括由反光壁2211围成的中空外壳，中空外壳包括出光开口2212，出光开口 2212朝向方向控制元件222设置，光源21设置在空心灯杯远离出光开口2212 的一端，光源21发出的光线入射至反光壁2211时发生反射，以使得经由反光壁反射后的光线通过出光开口2212出射至方向控制元件222。也就是说，光源21发出的光线中，射向出光开口2212的光线直接照射到方向控制元件 222上，射向反光壁2211的光线则经反光壁2211的反射后从出光开口2212 照射到方向控制元件222上，从而提高了光源21光线的利用率。
56.需要说明的是，反射导光元件221的外形可以是三棱锥形状、四棱锥形状或抛物面形状(类似于碗状态)。本实施方式中，如图4所示，反射导光元件221的外形为四棱锥形状，反射导光元件221的出光开口2212和底部的形状可为圆形、椭圆形、矩形、正方形、梯形或平行四边形，出光开口2212 和底部的形状可以相同或不同。
57.方向控制元件222设置在所述出光开口2212处，即，方向控制元件222 可以紧贴出光开口2212或与出光开口2212保持一定距离，方向控制元件222 对反射导光元件221出射的光线进行方向控制，将光线聚集至预定范围，可进一步聚拢光线，提高光线利用率。方向
控制元件222可为透镜或透镜组合，如凸透镜、菲涅尔透镜或透镜组合等，本实施方式中，方向控制元件222为凸透镜。可以理解，预定范围可以是一个点，比如凸透镜的焦点，也可以是一个较小的区域，设置方向控制元件222的目的在于对光源21出射的大角度光线进行聚拢，提高光线利用率。
58.弥散元件223将光线扩散为具有一定分布角度的光束，弥散角度越小，光束的亮度越高，反之亦然。弥散元件223将聚集后的光线以一定角度进行弥散，增加光线的扩散程度，可以在一定区域内使光线均匀分布。弥散元件223 可为衍射光学元件，如光束整形元件(bem shper)，光线经过弥散元件223 之后，会弥散开来并且形成一个具有特定截面形状的光束，截面形状包括但不限于线形、圆形、椭圆形、正方形或长方形。通过控制弥散元件223的微观结构，可以精准控制光线的弥散角和截面形状等，实现对弥散作用的精确控制。
59.需要指出的是，反射导光元件221并不局限于前述的空心灯杯结构，也可以是其他结构。例如图5所示，导光元件为实心透光部件，其折射率大于1，包括出光面2213、光反射面2214、光源收容槽2215。出光面2213邻近方向控制元件222，光反射面2214自出光面2213周缘朝背离方向控制元件222 (图未示出)的方向延伸，光源收容槽2215位于光反射面2214背离出光面 2213的一侧、并自该侧的光反射面2214边缘朝靠近出光面2213一侧凹陷。光源收容槽2215包括正对出光面2213设置的底壁2215a、以及将底壁2215a 周缘连接至光反射面2214的侧壁，底壁2215a和侧壁均为导光元件的入光面。如此一来，光源21设置在光源收容槽2215内，并朝向光源收容槽2215的底壁2215a。底壁2215a为朝背离出光面2213的方向凸起的凸面，该凸面用于入射光源21发出的光线、并在光线经由该凸面入射时将其转换为准直光线。准直光线是指光线发散角很小或几乎为0，平行或近乎平行的光线，准直的光线入射至图像生成元件23时，光线的一致性较好，更有利于光线转化成像。
60.优选的，底壁2215a将入射的光线转换为准直光线后，该准直光线垂直于出光面2213。当然，可以理解的，经由底壁2215a入射的光线在被转换为准直光线之后，不一定垂直于出光面2213，也可以是基于特定考量而与出光面 2213成特定的夹角(0度与90度之间)。需要说明的是，光反射面2214是导光元件的内表面，由于导光元件的折射率大于1，光源21发出的大角度光线经由侧壁入射至光反射面2214上之后，满足全反射条件的光线会在导光元件的光反射面2214上发生全反射并经由出光面2213出射，光源21发出的小角度光线经由底壁2215a入射至导光元件内但不入射至光反射面2214、而是直接入射至出光面2213而经由出光面2213出射。
61.需要说明的是，本实施方式中，将底壁2215a设置为凸面，从而利用凸起的底壁2215a形成平凸透镜结构，起到用于将小角度光线条调整为准直光线的功能，图6中仅仅是以凸面形成的平凸透镜为例进行示意，而在其他变更实施方案中，该种凸面还可用来形成具有光线准直功能的准直透镜，如菲涅尔透镜或透镜组合等，并且，凸面可以单独设置并安装在实心透光件上，也可与实心透光件一体成型。光反射面2214的形状包括曲面面形，如抛物面形状、自由曲面形状或圆锥曲面形状等，如此设置可以有效增加前述大角度光线入射至光反射面2214上的入射角，从而更容易满足光线传播的全反射临界条件，以最大限度保证尽可能多的光线被光反射面2214反射向出光面2213 而出射，以供成像所用，从而提高光线利用效率。另外，光源收容槽2215 的底壁2215a也不局限于前述的凸面结构，其还可以是其他结构，只要能够保证“将入射至导光元件转变为准直光线、并出射导光元件”即可。例如
图 6所示，出光面2213上设置有朝向底壁2215a凹陷的盲孔2216，盲孔2216 的底面2216a为朝出光面2213一侧凸起的凸面，该凸面用于出射经由底壁 2215a入射的光线、并在该光线经由凸面出射时将其转换为准直光线，凸面的具体实施方式与上述实施方式中底壁2215a的凸面类似，此处不再赘述。在该种设置之下，底壁2215a为平行于出光面2213的平面，当然，除此之外，底壁2215a的形状设计方案还存在多种其他可能，在此不再一一赘述。
62.本实用新型的第二实施方式涉及一种抬头显示装置。如图7所示，第二实施方式与第一实施方式大致相同，都具备壳体10，图像源20，反射结构30；主要区别之处在于：在本实施方式中，还包括：遮光部40和封口件50。其中，封口件50设置在出光口11处，遮光部40设置在壳体10上、用于对沿第三预设方向a射向封口件50的外界光线进行遮挡。
63.具体的，在本实施方式中，第三预设方向a为外界光线的照射方向，例如，当车辆迎着太阳光行驶时，太阳光直接从前挡风玻璃照射到封口件50 上，进而在封口件50表面形成镜面反射，在驾驶员眼中形成炫光光点，影响驾驶员正常驾驶，此时的第一预设方向即为太阳光照射向车辆的前挡风玻璃方向。
64.与现有技术相比，本实用新型第二实施方式所提供的抬头显示装置在保留第一实施方式的全部技术效果的同时，在出光口11上设置封口件50，可以有效的防止外界的灰尘和杂质进入到抬头显示装置内部，提升抬头显示装置的可靠性；此外，在壳体10上设置遮光部40对沿第三预设方向照射到封口件50上的太阳光进行阻挡，可以有效的避免封口件50将太阳光直接反射到人眼中，消除太阳光可能在封口件50上形成的高亮区域。
65.优选的，在本实施方式中，遮光部40可移动的设置在壳体10上。遮光部 40可移动的设置在壳体10上，从而可以根据外界光线的入射方向进行相应的调整，更好的对外界光线起到阻挡的作用，进一步的防止外界光线在封口件50上形成高亮区域。例如，在出光口11周围设置环形导轨，在环形导轨上可移动的设置滑块，将遮光部40固定在滑块上等。可以理解的是，前述仅为本实施方式中实现遮光部40可移动的设置在壳体10上上的一种具体实现方式的举例说明，并不构成限定。
66.本实用新型的第三实施方式涉及一种抬头显示装置。如图8所示，第三实施方式与第二实施方式大致相同，都具备壳体10，图像源20，反射结构30，封口件50；主要区别之处在于：在本实施方式中，第二反射镜32部分延伸至壳体10外部形成遮光部40。
67.与现有技术相比，本实用新型第三实施方式所提供的抬头显示装置在保留第一实施方式的全部技术效果的同时，将第二反射镜32设置为部分延伸到壳体10外形成遮光部40，在消除强光区域的同时，可以进一步的减小抬头显示装置的体积。
68.本实用新型的第四实施方式涉及一种抬头显示装置。如图9所示，第四实施方式与第一实施方式大致相同，都具备壳体10，第一图像源20，反射结构 30，主要区别之处在于：在本实施方式中，还包括第二图像源60，第二图像源60设置于透反镜31远离出光口11的一侧，用于发出第二图像光线。
69.具体的，第二图像光线出射至透反镜31，经由透反镜31投射后的光线出射至第二反射镜33，经由第二反射镜33反射后的光线出射至第三反射镜34，经由第三反射镜34反射的光线通过出光口11出射，以使得通过出光口11 出射的光线经由外部成像装置成像。
70.具体的，在本实施方式中，第二图像光线透射过透反镜31后与第一图像光线重合。
71.与现有技术相比，本实用新型第四实施方式所提供的抬头显示装置中设置第一光
源和第二图像源，第二图像光线透射过透反镜31后与第一图像光线重合，可以有效的增强图像光线的强度，提升成像的清晰度。
72.本实用新型的第五实施方式涉及一种抬头显示装置。如图10所示，第五实施方式与第一实施方式大致相同，都具备壳体10，第一图像源20，反射结构30，主要区别之处在于：在本实施方式中，还包括光特性装换元件70，光特性转换元件设置在第一反射镜32和透反镜31之间，透反镜31为偏振透反镜31、用于透过第一特性的光线、并反射其它特性的光线，光特性转换元件用于转换透过的光线的特性；第一图像光线出射至透反镜31，第一图像光线中具有第一特性的光线被透射至光特性转换元件，具有第一特性的光线透射过光特性转换元件后转换为具有第二特性的光线出射至第一反射镜32，经由第一反射镜32反射的具有第二特性的光线出射至光特性转换元件，具有第二特性的光线透射过光特性转换元件后转换为具有第三特性的光线出射至透反镜31，经由透反镜31反射的光线出射至第二反射镜33，经由第二反射镜 33反射的光线入射第三反射镜34，经由第三反射镜34反射的光线通过出光口11出射，以使得通过出光口11出射的光线经由外部成像装置成像；其中，第一特性、第二特性和第三特性均不相同。
73.与现有技术相比，本实用新型第五实施方式在保留第一实施方式的全部技术效果的同时，设置透反镜31为偏振透反镜31，设置光特性转换元件，将投射过透反镜31的第一特性的光线转换为第二特性的光线在偏振透反镜31 上进行反射，减少光损耗，提升成像的清晰度。
74.具体的，在本实施方式中，光特性转换元件为波片，例如1/4波片或1/2 波片等。在此对光特性转换元件为1/4波片进行举例说明，具有第一特性的第一图像光线举例为垂直偏振的光线，垂直偏振的光线，第一次透射过1/4 波片后转变第二特性的光线、即圆偏振光，圆偏振光在第一反射镜32反射后再次经过1/4波片，转化为第三特性的光线、即水平偏振光线，水平偏振光线照射到透反镜31上后，由于偏振透反镜31仅可透射第一特性的光线、即垂直偏振的光线，因此水平偏振光线被全部反射至出光口11出射。从而减少第一图像光线的损耗，提升成像的清晰度。可以理解的是，前述仅为本实施方式中的一种具体的举例说明，并不构成限定，在本实用新型的其它实施方式中，也可以是如图11所示，第一图像光线出射至透反镜31，第一图像光线中具有第一特性的光线被透射至光特性转换元件，具有第一特性的光线透射过光特性转换元件后转换为具有第二特性的光线出射至第一反射镜32，经由第一反射镜32反射的具有第二特性的光线出射至光特性转换元件，具有第二特性的光线透射过光特性转换元件后转换为具有第三特性的光线出射至透反镜31，经由透反镜31反射的具有第三特性的光线出射到光特性转换元件上，具有第三特性的光线透射过光特性转换元件后转换为具有第四特性的光线入射到第二反射镜33上，经由第二反射镜33反射的光线入射第三反射镜 34，经由第三反射镜34反射的光线通过出光口11出射，以使得通过出光口 11出射的光线经由外部成像装置成像；其中，第一特性、第二特性、第三特性和第四特性均不相同。
75.本实用新型的第六实施方式提供一种机动车，如图12所示，其包括具有成像装置100，以及如第一实施方式所提供的抬头显示装置，成像装置100 用于对经由出光口11出射的所述图像光线进行成像。抬头显示装置包括壳体 10、出光口11、图像源20、反射结构30。
76.图像源20发出的图像光线投射至成像装置100后，会被反射向驾驶员双眼所在的
区域(也即眼盒区域200)，从而驾驶员可以看到hud图像。需要说明的是，眼盒区域200具有一定的尺寸，驾驶员双眼相对于眼盒区域200 中心偏离一定距离，如上下、左右移动，只要仍处于眼盒区域内，就都可以看到hud的图像。由于图像源20包括如图4所示的弥散元件223，本实施方式可以通过弥散元件223将光线精准弥散，使弥散后的光束在经过反射结构30和成像装置100反射可以覆盖眼盒区域，本实施方式中为恰好覆盖眼盒区域，以实现高光效的同时也不会影响正常的观察。可以理解，弥散的光束可大于眼盒区域，只要保证完全覆盖眼盒即可；优选地，设置弥散元件223 后，弥散的光束恰好覆盖眼盒区域，此时系统光效最高。
77.在本实施方式中，成像装置100可以是汽车的挡风玻璃，因挡风玻璃对 s偏振光的反射率较高，因此包括有背光模组和成像模组的图像源20出射的光线一般为s偏振光，如图像源20为发出s偏振光的lcd (liquidcrystaldisplay)模组。但驾驶员在佩戴墨镜时，墨镜是过滤s偏振光的，即阻挡s偏振光而透过p偏振光，因此佩戴墨镜时就可能无法看到hud 图像。因此，优选的，在出光口11与挡风玻璃(也即成像装置100)之间可以设置相位延迟元件300，如1/4波片，以将s偏振的图像光线转为圆偏振光，产生p偏振光分量，这样驾驶员在佩戴墨镜时就还可以看到hud图像。当然，相位延迟元件300并不局限于设置在挡风玻璃和出光口11之间，还可以设置在图像光线传播光路中的任意其它位置，如：a.设置在第一反射镜31 和出光口11之间；b.设置在封口件50靠近第一反射镜31的一侧表面，等等。可以理解的，如果将图像源20调整为出射p偏振的图像光线，就可以不设置相位延迟元件300而保证驾驶员在佩戴墨镜时能够看到图像，但因挡风玻璃对p偏振光反射率很低，所以，如图12所示，可以在挡风玻璃(也即成像装置100)上配套设置p偏振反射膜400以增强p偏振光的反射，提升图像的清晰度。另外，部分图像光线透射过p偏振反射膜400后，因玻璃对p 偏振光的透射率较高，因此透射的p光也会透射出挡风玻璃(即成像装置 100)，在挡风玻璃(即成像装置100)外侧的内表面的反射率很低，进而消除重影。
78.此外，可以理解的是，本实用新型第四实施方式提供的机动车，其所包含的抬头显示装置也可以替换为如第二、三实施方式中任一者提供的抬头显示装置。
79.需要说明的是，透反装置为挡风玻璃时，因挡风玻璃一般为曲面面形，图像源20经过曲面反射镜反射所成的虚像的位置，位于挡风玻璃为的焦平面处，或小于挡风玻璃的一倍焦距且接近挡风玻璃的焦平面处。此情况下，根据曲面成像规律，图像源20经反射元件、挡风玻璃后所成的虚像(图12中虚线矩形所示)会形成在较远的距离乃至无穷远处，如20米、30米、50米、甚至是无穷远处，适合ar
‑
hud使用，与车外实景具有更好的增强显示贴合效果。
80.优选的，当成像装置100为挡风玻璃时，在成像装置100的夹层内可增设楔形膜，楔形膜可消除重影。
81.另外，在成像装置100上，如内表面(挡风玻璃朝向反射元件一侧的表面)也可增设选择性反射膜，选择性反射膜只反射图像源20发出的图像光线，如图像光线包括rgb三个波段的光线，则选择性反射膜只反射rgb光线并透过其他的光线，图像光线就不会在挡风玻璃外侧(挡风玻璃背离反射元件的一侧)的内表面发生二次反射，进而消除重影。
82.此外，还可在挡风玻璃内表面增设1/2波片或1/4波片，配合可发出s 偏振光的图像源20，s偏振的图像光线经反射膜反射后，透射的光线经过波片转为圆偏振光或者p偏振
光，在挡风玻璃外侧的内表面的反射率很低，进而消除重影。另外，还可以在挡风玻璃内表面增设p偏振光反射膜，配合可发出p偏振光的图像源20，p偏振的图像光线经反射膜反射后，因玻璃对p 偏振光的透射率较高，因此透射的p光也会透射出挡风玻璃，在挡风玻璃外侧的内表面的反射率很低，进而消除重影。
83.不难发现，本实施方式为与前述抬头显示装置的实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与前述抬头显示装置的实施方式互相配合实施。前述抬头显示装置的实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在前述抬头显示装置的实施方式中。
84.本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor) 执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括： u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
85.本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。