CN114077052A - 多层图像显示装置、抬头显示器以及交通设备 - Google Patents

Abstract

一种多层图像显示装置、抬头显示器以及交通设备。该显示装置包括像源、第一反射元件以及第二反射元件。像源包括至少两个显示区；第一反射元件位于像源的显示侧，且被配置为反射至少两个显示区发出的图像光线；第二反射元件，位于第一反射元件面向像源的一侧，且被配置为反射从第一反射元件反射向第二反射元件的图像光线。从至少两个显示区出射至第二反射元件的图像光线的光学距离不同。本公开实施例提供的显示装置可以在不同距离处成像，有利于不同距离的图像与不同距离的实景进行匹配融合，以使用户无需在固定距离的图像与不同距离的实景之间来回切换，避免了视觉辐辏调节冲突，提高了显示装置的使用体验。

Description

多层图像显示装置、抬头显示器以及交通设备

技术领域

本公开至少一个实施例涉及一种多层图像显示装置、抬头显示器以及交通设备。

背景技术

抬头显示(Head Up Display，HUD)器可以利用反射式光学设计，通过将图像源发出的图像光(包括车速等车辆信息)投射到成像窗(例如挡风玻璃、成像板等结构)上，以使驾驶员在驾驶过程中无需低头看仪表盘就可以直接看到信息，既能提高驾驶安全系数，又能带来更好的驾驶体验。

抬头显示器在使用时显示的图像距离人眼的距离是固定的，而应用抬头显示器的车辆在行驶过程中，车辆周围的实景，如建筑、行人或其他车辆等，相对于该车辆是不断运动的，由此车辆周围的实景与驾驶员之间的距离在不停变化。

发明内容

本公开的至少一实施例提供一种多层图像显示装置、抬头显示器以及交通设备。

本公开的至少一实施例提供一种多层图像显示装置，该显示装置包括：像源、第一反射元件以及第二反射元件。像源包括至少两个显示区，所述至少两个显示区包括第一显示区和第二显示区；第一反射元件位于所述像源的显示侧，且被配置为反射所述至少两个显示区发出的图像光线；第二反射元件位于所述第一反射元件面向所述像源的一侧，且被配置为反射从所述第一反射元件反射向所述第二反射元件的所述图像光线。所述第一反射元件包括第一子反射元件和第二子反射元件，所述第一子反射元件被配置为将所述第一显示区发出的所述图像光线反射至所述第二反射元件，所述第二子反射元件被配置为将所述第二显示区发出的所述图像光线反射至所述第二反射元件，且从所述至少两个显示区出射至所述第二反射元件的图像光线的光学距离不同。

例如，在本公开的实施例中，所述第一显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离小于所述第二显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离。

例如，在本公开的实施例中，所述第二显示区位于所述第一显示区远离所述第二反射元件的一侧，所述第二子反射元件位于所述第一子反射元件远离所述第二反射元件的一侧，且所述第二子反射元件的中心与所述第二显示区之间的距离大于所述第一子反射元件的中心与所述第一显示区之间的距离。

例如，在本公开的实施例中，所述第一显示区和所述第二显示区平行，且所述第一子反射元件的反射面和所述第二子反射元件的反射面的角度差不大于20°。

例如，在本公开的实施例中，所述像源包括第一子像源，所述第一显示区和所述第二显示区均位于所述第一子像源上，且所述第一显示区和所述第二显示区之间设置遮光结构。

例如，在本公开的实施例中，所述第一显示区的面积小于所述第二显示区的面积。

例如，在本公开的实施例中，所述第一子反射元件和所述第二子反射元件为一体结构。

例如，在本公开的实施例中，所述至少两个显示区还包括第三显示区，所述第一反射元件还包括第三子反射元件，所述第三子反射元件被配置为将所述第三显示区发出的所述图像光线反射至所述第二反射元件，且所述第一显示区和所述第三显示区的夹角为5°～90°。

例如，在本公开的实施例中，所述第一显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离小于所述第三显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离，且所述第三显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离小于所述第二显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离。

例如，在本公开的实施例中，所述第三显示区位于所述第二显示区远离所述第二反射元件的一侧，所述第三子反射元件位于所述第二子反射元件远离所述第二反射元件的一侧，且所述第三子反射元件的中心与所述第三显示区之间的距离小于所述第一子反射元件的中心与所述第一显示区的距离。

例如，在本公开的实施例中，所述第一子反射元件、所述第二子反射元件和所述第三子反射元件均为平面反射镜。

例如，在本公开的实施例中，所述第三显示区位于所述第一显示区靠近所述第二反射元件的一侧，所述第三子反射元件位于所述第一子反射元件靠近所述第二反射元件的一侧，且所述第一子反射元件和所述第二子反射元件均为平面反射镜，所述第三子反射元件为透反元件，且被配置为透射所述第一子反射元件和所述第二子反射元件的至少之一反射向所述第二反射元件的所述图像光线。

例如，在本公开的实施例中，所述透反元件包括偏振透反元件，所述第三显示区发出第一偏振光，所述第一显示区和所述第二显示区至少之一发出第二偏振光，所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向垂直，所述透反元件被配置为反射所述第一偏振光且透射所述第二偏振光。

例如，在本公开的实施例中，所述透反元件为波长透反元件，所述第三显示区发出的所述图像光线所在波段为第一波段组，所述第一显示区和所述第二显示区至少之一发出的所述图像光线所在波段为第二波段组，所述透反元件被配置为反射所述第一波段组的图像光线且透射所述第二波段组的图像光线。

例如，在本公开的实施例中，所述像源还包括第二子像源，所述第三显示区位于所述第二子像源上。

本公开的至少一实施例提供一种抬头显示器，包括上述显示装置以及反射成像部。所述反射成像部位于所述第二反射元件的出光侧，且被配置为将从所述第二反射元件反射至所述反射成像部的图像光线反射至观察区，且透射环境光。

例如，在本公开的实施例中，所述第一显示区发出的所述图像光线被所述反射成像部反射所成的第一虚像与所述观察区之间的距离为2～4米，所述第二显示区发出的所述图像光线被所述反射成像部反射所成的第二虚像与所述观察区之间的距离为20～50米。

例如，在本公开的实施例中，所述至少两个显示区还包括第三显示区，所述第一反射元件还包括第三子反射元件，所述第三子反射元件被配置为将所述第三显示区发出的所述图像光线反射至所述第二反射元件，且所述第一显示区和所述第三显示区的夹角为5°～90°；所述第一显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离小于所述第三显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离，且所述第三显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离小于所述第二显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离。

例如，在本公开的实施例中，所述第三显示区发出的所述图像光线被所述反射成像部反射所成的第三虚像与所述观察区之间的距离为7～14米，所述第一虚像与所述第二虚像平行，且所述第三虚像与所述第一虚像之间的夹角为5°～90°。

例如，在本公开的实施例中，所述第一虚像和所述第二虚像垂直于地面，且所述第三虚像远离所述地面的一端比所述第三虚像靠近所述地面的一端距离所述观察区的距离更远。

例如，在本公开的实施例中，所述第二显示区被所述第二反射元件反射所成的虚像位于所述反射成像部的焦平面。

例如，在本公开的实施例中，抬头显示器还包括具有开口的封装壳体，其中，所述像源、所述第一反射元件和所述第二反射元件均位于所述封装壳体内，所述反射成像部位于所述封装壳体外部，从所述封装壳体的开口出射的图像光线被所述反射成像部反射至所述观察区。

例如，在本公开的实施例中，所述开口位置处设置有透明防尘膜以封装所述开口，所述透明防尘膜外侧设置有遮光罩，所述遮光罩不经过从所述开口出射至所述反射成像部的图像光线的光路，且所述遮光罩被配置为遮挡部分环境光。

本公开的至少一实施例提供一种交通设备，包括上述的抬头显示器。

例如，在本公开的实施例中，所述反射成像部为所述交通设备的挡风玻璃。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1为根据本公开一实施例的一示例提供的显示装置的局部结构示意图；

图2为根据本公开一实施例的另一示例提供的显示装置的局部结构示意图；

图3为图1所示的子像源的平面结构示意图；

图4为根据本公开一实施例的另一示例提供的显示装置的局部结构示意图；

图5为根据本公开一实施例的另一示例提供的显示装置的局部结构示意图；

图6为根据本公开另一实施例的一示例提供的抬头显示器的结构示意图；

图7为图6所示的抬头显示器中的封装壳体的结构示意图；

图8为根据本公开另一实施例的另一示例提供的抬头显示器的结构示意图；

图9A至图9D为根据本公开实施例提供的反射导光元件的结构示意图；

图10为根据本公开实施例提供的光束会聚元件与反射导光元件组合的结构示意图；

图11为根据本公开实施例提供的反射导光元件、光束会聚元件和光束扩散元件组合的光路示意图；

图12为根据本公开另一实施例的另一示例提供的抬头显示器的局部结构示意图；

图13为根据本公开另一实施例的另一示例提供的抬头显示器的局部结构示意图；

图14为根据本公开另一实施例的另一示例提供的抬头显示器的局部结构示意图；以及

图15为根据本公开另一实施例提供的交通设备的示例性框图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开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。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

本公开实施例中使用的“平行”、“垂直”以及“相同”等特征均包括严格意义的“平行”、“垂直”、“相同”等特征，以及“大致平行”、“大致垂直”、“大致相同”等包含一定误差的情况，考虑到测量和与特定量的测量相关的误差(也就是，测量系统的限制)，表示在本领域的普通技术人员所确定的对于特定值的可接受的偏差范围内。例如，“大致”能够表示在一个或多个标准偏差内，或者在所述值的10％或者5％内。

在研究中，本申请的发明人发现：抬头显示器在使用时显示的图像距离人眼的距离一般都是固定的，例如，图像与人眼之间的距离在5～20米左右。在使用抬头显示器显示图像时，用户(例如驾驶员)需要在抬头显示器显示的具有固定距离的图像和距离不同的实景之间切换视线，容易出现视觉辐辏调节冲突，导致驾驶员出现诸如模糊、眩晕等视疲劳现象，从而严重降低了抬头显示器的使用体验。

本公开的实施例提供一种多层图像显示装置、抬头显示器以及交通设备。该显示装置包括像源、第一反射元件以及第二反射元件。像源包括至少两个显示区，至少两个显示区包括第一显示区和第二显示区；第一反射元件位于像源的显示侧，且被配置为反射至少两个显示区发出的图像光线；第二反射元件位于第一反射元件面向像源的一侧，且被配置为反射从第一反射元件反射向第二反射元件的图像光线。第一反射元件包括第一子反射元件和第二子反射元件，第一子反射元件被配置为将第一显示区发出的图像光线反射至第二反射元件，第二子反射元件被配置为将第二显示区发出的图像光线反射至第二反射元件，且从至少两个显示区出射至第二反射元件的图像光线的光学距离不同。本公开实施例提供的显示装置为多层图像显示装置，可以在不同距离处成像，有利于不同距离的图像与不同距离的实景进行匹配融合，以使该显示装置应用于抬头显示器时，用户无需在固定距离的图像与不同距离的实景之间来回切换，避免了视觉辐辏调节冲突，提高了显示装置的使用体验。

下面结合附图对本公开实施例提供的多层图像显示装置、抬头显示器以及交通设备进行描述。

图1为根据本公开一实施例的一示例提供的显示装置的局部结构示意图。如图1所示，显示装置包括像源100、第一反射元件200以及第二反射元件300。像源100包括至少两个显示区110。第一反射元件200位于像源100的显示侧，且被配置为反射至少两个显示区110发出的图像光线；第二反射元件300位于第一反射元件200面向像源100的一侧，且被配置为反射从第一反射元件200反射向第二反射元件300的图像光线。例如，像源100发出的图像光线被第一反射元件200反射向第二反射元件300。从至少两个显示区110出射至第二反射元件300的图像光线的光学距离不同。例如，从至少两个显示区110出射的图像光线经过第一反射元件200反射至第二反射元件300，该反射光路中，至少两个显示区110的图像光线的光学距离不同以使被第二反射元件300反射所成的至少两个虚像距用户的距离不同。上述“光学距离”指显示区发出的图像光线出射至第二反射元件的几何路程与传播介质的折射率的乘积。上述“像源的显示侧”指像源发出光线的一侧。

本公开实施例提供的显示装置中，从至少两个显示区出射至第二反射元件的图像光线的光学距离不同，由此可以在不同距离处成像，有利于不同距离的图像与不同距离的实景进行匹配融合，以使该显示装置应用于抬头显示器时，用户无需在固定距离的图像与不同距离的实景之间来回切换，避免了视觉辐辏调节冲突，提高了显示装置的使用体验。

例如，至少两个显示区110中各显示区可以显示不同的图像以满足用户想观看不同图像的需求。当然，本公开实施例不限于此，至少两个显示区中的部分显示区也可以显示相同的图像。

例如，第一反射元件200可以包括至少两个子反射元件，至少两个显示区110可以与至少两个子反射元件一一对应以使得不同子反射元件可以将不同显示区显示的图像光线反射向第二反射元件。本公开实施例不限于此，至少两个显示区出射的图像光线也可以均入射到同一个第一反射元件，只要至少两个显示区出射至第二反射元件的图像光线的光学距离不同即可。

如图1所示，至少两个显示区110包括第一显示区111和第二显示区112，第一反射元件200包括第一子反射元件210和第二子反射元件220，第一子反射元件210被配置为将第一显示区111发出的图像光线反射至第二反射元件300，第二子反射元件220被配置为将第二显示区112发出的图像光线反射至第二反射元件300。

例如，如图1所示，第一显示区111出射至第一子反射元件210的反射面的图像光线的几何路程为A1，从第一子反射元件210反射至第二反射元件300的反射面的图像光线的几何路程为A2，以第一显示区111出射的图像光线在空气(折射率n约为1)中传播为例，则第一显示区111出射至第二反射元件300的图像光线的光学距离为(A1+A2)。例如，第一显示区111出射至第二反射元件300的图像光线的光学距离等于第一显示区111出射至第一子反射元件210的主传输光线所经历的光学距离加上从第一子反射元件210反射至第二反射元件300的主传输光线所经历的光学距离。

例如，如图1所示，第二显示区112出射至第二子反射元件220的反射面的图像光线的几何路程为B1，从第二子反射元件220反射至第二反射元件300的反射面的图像光线的几何路程为B2，以第二显示区112出射的图像光线在空气(折射率n约为1)中传播为例，则第二显示区112出射至第二反射元件300的图像光线的光学距离为(B1+B2)，且(A1+A2)≠(B1+B2)。例如，第二显示区112出射至第二反射元件300的图像光线的光学距离等于第二显示区112出射至第二子反射元件220的主传输光线所经历的光学距离加上从第二子反射元件220反射至第二反射元件300的主传输光线所经历的光学距离。

本公开实施例可以通过调节第一子反射元件与第一显示区和第二反射元件之间的距离以及第二子反射元件与第二显示区和第二反射元件之间的距离实现从至少两个显示区出射至第二反射元件的图像光线的光学距离不同的目的。

例如，第二反射元件300可以为曲面反射镜，例如，曲面反射镜可以为凹面反射镜；此种情况下，凹面反射镜靠近显示区的表面为凹曲面。

例如，在曲面反射镜为凹面反射镜(也即，反射面为凹曲面的反射镜)的情况下，如果显示区与凹面反射镜之间的光学距离小于凹面反射镜的焦距，则凹面反射镜基于显示区输出的图像形成正立放大的虚像。例如，根据凹面反射镜的成像性质可知，在显示区与凹面反射镜之间的光学距离小于凹面反射镜的焦距情况下(也即，显示区位于凹面反射镜的一倍焦距以内)，凹面反射镜的像距随显示区与凹面反射镜之间的光学距离的增大而增大，也即，显示区与凹面反射镜之间的光学距离越大，则使用包括该显示装置的抬头显示器的用户与其观看到的图像之间的距离越大。

例如，第二反射元件300的反射面可以为自由曲面，也即，第二反射元件300的反射面不具有旋转对称特性，以提升显示装置的成像质量。

例如，如图1所示，第一显示区111和第二显示区112平行，且第一子反射元件210的反射面和第二子反射元件220的反射面的角度差不大于20°，由此，第一显示区和第二显示区显示的图像光线经过第二反射元件反射后所成的虚像大致为平行的。

例如，如图1所示，第一子反射元件210的反射面和第二子反射元件220的反射面的角度差不大于15°。例如，第一子反射元件210的反射面和第二子反射元件220的反射面的角度差不大于10°。例如，第一子反射元件210的反射面和第二子反射元件220的反射面的角度差不大于5°。例如，第一子反射元件210的反射面和第二子反射元件220的反射面平行设置。

例如，第一子反射元件210和第二子反射元件220可以为平面反射镜，则上述“第一子反射元件210的反射面和第二子反射元件220的反射面的角度差不大于15°”可以指两个平面反射面的角度差不大于15°。

例如，第一子反射元件210和第二子反射元件220还可以为曲面反射镜、非球面反射镜和球面反射镜的至少之一，则上述“第一子反射元件210的反射面和第二子反射元件220的反射面的角度差不大于15°”可以指反射面边缘围成的平面之间的角度差不大于15°。

例如，第一子反射元件210和第二子反射元件220可以为相同类型的反射镜也可以为不同类型的反射镜，本公开实施例示意性的示出第一子反射元件210和第二子反射元件220均为平面反射镜。通过采用平面反射镜不仅可以方便显示装置的制作，对显示装置内的光路起到折叠作用以节约空间，还可以避免给显示装置显示的图像带来额外的畸变、大小变化等问题。

例如，第二反射元件300可以为曲面反射镜，例如，自由曲面反射镜。本公开实施例提供的显示装置应用于抬头显示器时，曲面反射镜的设置可以使得抬头显示器具有更远的成像距离和更大的成像尺寸，且曲面反射镜还可与曲面的反射成像部(后续提到)如挡风玻璃配合，以消除反射成像部造成的虚像畸变。

例如，从至少两个显示区110出射的图像光线在被第一反射元件200反射向第二反射元件300的光路中仅包括用于反射各自显示区110的图像光线的第一反射元件200。例如，第二子反射元件220不在从第一显示区111出射的图像光线出射至第二反射元件300的光路里，第一子反射元件210不在从第二显示区112出射至第二反射元件300的光路里。

例如，如图1所示，第一显示区111和第二显示区112可以位于同一平面，则通过调节第一子反射元件210和第二子反射元件220的位置以及角度可以实现从至少两个显示区出射至第二反射元件的图像光线的光学距离不同。本公开实施例不限于此，例如，第一显示区和第二显示区也可以位于不同的平面，第一子反射元件和第二子反射元件位于同一平面(或不同平面)，通过调节第一显示区和第二显示区的位置可以实现从至少两个显示区出射至第二反射元件的图像光线的光学距离不同。

例如，如图1所示，像源100包括第一子像源101，第一显示区111和第二显示区112均位于第一子像源101上，即第一显示区111和第二显示区112可以为位于同一子像源上的不同位置处的显示区，即同一个屏幕进行分区显示，以节省空间和成本。本公开实施例不限于此，第一显示区和第二显示区也可以分别位于不同子像源上，例如不同子像源的屏幕可以紧密靠近；例如不同子像源的显示面彼此平行以使第一显示区和第二显示区平行，此时可以将不同子像源之间的距离设置较大以防止两个显示区出射的图像光线互相影响。

例如，如图1所示，第一显示区111和第二显示区112位于同一子像源上时，第一显示区111和第二显示区112之间设置遮光结构400可以避免不同显示区发出的图像光线互相影响。例如，遮光结构400可以为挡光板。

例如，如图1所示，第一子反射元件210和第二子反射元件220可以为彼此独立的两个反射元件，以便于两者独立调节。例如，图2为本实施例另一示例提供的显示装置，如图2所示，第一子反射元件210和第二子反射元件220还可以为一体结构，例如台阶式反射镜，从而方便制作和设置。例如，在第一子反射元件和第二子反射元件为台阶式反射镜时，两个子反射元件之间的连接部201几乎不影响任一显示区发出的图像光线的传播。例如，连接部201的基底材料可与子反射元件的材料相同，例如玻璃等材料，连接部201的基底材料面向显示区的一侧可以贴合黑色绒布或喷涂黑色绒毛漆、深色磨砂等材料。本公开实施例不限于此，连接部还可与子反射元件的材料不同，例如采用塑料或金属结构件等连接并固定两端的第一子反射元件和第二子反射元件。

例如，如图1所示，第一显示区111出射至第二反射元件300的图像光线的光学距离(A1+A2)小于第二显示区112出射至第二反射元件300的图像光线的光学距离(B1+B2)，则第二反射元件对第二显示区出射至第二反射元件的图像光线所成的虚像比对第一显示区出射至第二反射元件的图像光线所成的虚像距离用户更远。

例如，如图1所示，第二显示区112位于第一显示区111远离第二反射元件300的一侧，即第二显示区112与第二反射元件300之间的最小距离大于第一显示区111与第二反射元件300之间的最小距离。例如，第二子反射元件220位于第一子反射元件210远离第二反射元件300的一侧，即，第二子反射元件220与第二反射元件300之间的最小距离大于第一子反射元件210与第二反射元件300之间的最小距离。例如，第二子反射元件220的中心与第二显示区112之间的距离大于第一子反射元件210的中心与第一显示区111之间的距离。例如，第二显示区112出射至第二子反射元件220的反射面的图像光线的几何路程B1大于第一显示区111出射至第一子反射元件210的反射面的图像光线的几何路程A1，且第二子反射元件220反射至第二反射元件300的反射面的图像光线的几何路程B2大于第一子反射元件210反射至第二反射元件300的反射面的图像光线的几何路程A2，由此(B1+B2)>(A1+A2)。

例如，第一显示区111可以显示近景画面，例如显示车辆仪表等关键驾驶数据，例如，显示车速、油量或转向等参数；第二显示区112可以显示远景画面，例如建筑等。例如，第二显示区112显示的远景画面可以包括银行，像源显示的银行的图像可以包括银行的标志，银行的标志图像可以和银行实景的位置匹配融合，从而用户可以看到远处的建筑物，例如银行时，显示画面中标识了银行的标志。

例如，图3示出了第一显示区和第二显示区的平面示意图。如图3所示，第一显示区111的面积小于第二显示区112的面积以使第二反射元件300反射第一显示区111发出的图像光线所成的虚像的成像尺寸小于第二反射元件300反射第二显示区112发出的图像光线所成的虚像的成像尺寸。例如，第一显示区被配置为显示近景画面，近景画面的显示内容可以是车辆仪表等关键驾驶参数，由此显示的近景画面的尺寸可以较小；第二显示区被配置为显示远景画面，远景画面的显示内容需要和车外的实景，例如建筑物等实景匹配融合，由此显示的远景画面的尺寸比近景画面的尺寸大。例如，尺寸较小的近景画面不会遮挡尺寸较大的远景画面。

例如，图4为根据本公开一实施例的另一示例提供的显示装置的局部结构示意图。如图4所示，与图1所示示例不同之处在于至少两个显示区110还包括第三显示区113，第一反射元件200还包括第三子反射元件230，第三子反射元件230被配置为将第三显示区113发出的图像光线反射至第二反射元件300。

例如，第一显示区111和第二显示区112平行，且第一子反射元件210的反射面和第二子反射元件220的反射面的角度差不大于20°，且第一显示区111和第三显示区113之间的夹角为5°～90°。由此，第一显示区和第二显示区显示的图像光线经过第二反射元件反射后所成的虚像大致为平行的，而第三显示区显示的图像光线经过第二反射元件反射后所成的虚像与第一显示区显示的图像光线经过第二反射元件反射后所成的虚像不平行，例如两个虚像之间的夹角可以为5°～90°。

例如，第一显示区111和第三显示区113之间的夹角为10°～80°。例如，第一显示区111和第三显示区113之间的夹角为30°～70°。例如，第一显示区111和第三显示区113之间的夹角为45°～60°。上述“第一显示区111和第三显示区113之间的夹角”可以指第一显示区所在平面和第三显示区所在平面之间的夹角。本公开实施例以第一显示区和第三显示区为平面显示区为例，但不限于此，第一显示区和第三显示区也可以为非平面显示区，则第一显示区和第三显示区的夹角可以指第一显示区边缘围成的平面与第三显示区边缘围成的平面之间的夹角。

例如，如图4所示，以第三显示区113为倾斜的显示区为例，则倾斜的第三显示区113具有靠近第二显示区112的第一端e1和远离第二显示区112的第二端e2。例如，沿垂直于第二显示区112的方向，第三显示区113的第一端e1与第二显示区112所在平面的距离大于第二端e2与该平面的距离。例如，第三显示区113的第二端e2可以位于上述平面上，第一端e1相对于第二端e2更靠近第一反射元件200所在区域。

例如，如图4所示，在第三显示区113为倾斜的显示区时，第三显示区113的第二端e2相比于第一端e1更远离第二反射元件300，以使第二端e2的物距更大。例如，第三显示区113的第一端e1与第三子反射元件230之间的距离小于第三显示区113的第二端e2与第三子反射元件230之间的距离。

例如，如图4所示，第一显示区111出射至第一子反射元件210的反射面的图像光线的几何路程为A1，从第一子反射元件210反射至第二反射元件300的反射面的图像光线的几何路程为A2，以第一显示区111出射的图像光线在空气(折射率n约为1)中传播为例，则第一显示区111出射至第二反射元件300的图像光线的光学距离为(A1+A2)。第二显示区112出射至第二子反射元件220的反射面的图像光线的几何路程为B1，从第二子反射元件220反射至第二反射元件300的反射面的图像光线的几何路程为B2，以第二显示区112出射的图像光线在空气(折射率n约为1)中传播为例，则第二显示区112出射至第二反射元件300的图像光线的光学距离为(B1+B2)。第三显示区113出射至第三子反射元件230的反射面的图像光线的几何路程为C1，从第三子反射元件230反射至第二反射元件300的反射面的图像光线的几何路程为C2，以第三显示区113出射的图像光线在空气(折射率n约为1)中传播为例，则第三显示区113出射至第二反射元件300的图像光线的光学距离为(C1+C2)。例如，第三显示区113出射至第二反射元件300的图像光线的光学距离等于第三显示区113出射至第三子反射元件230的主传输光线所经历的光学距离加上从第三子反射元件230反射至第二反射元件300的主传输光线所经历的光学距离。例如，上述三个显示区出射至第二反射元件300的图像光线的光学距离满足以下关系：(A1+A2)≠(B1+B2)≠(C1+C2)。

本示例提供的显示装置中，从三个显示区出射至第二反射元件的图像光线的光学距离均不同，由此可以在不同距离处成像，有利于不同距离的图像与不同距离的实景进行匹配融合，以使该显示装置应用于抬头显示器时，用户无需在固定距离的图像与不同距离的实景之间来回切换，避免了视觉辐辏调节冲突，提高了显示装置的使用体验。本公开实施例可以通过调节第一子反射元件与第一显示区和第二反射元件之间的距离、第二子反射元件与第二显示区和第二反射元件之间的距离以及第三子反射元件与第三显示区和第二反射元件之间的距离实现从三个显示区出射至第二反射元件的图像光线的光学距离不同的目的。

例如，第一子反射元件210、第二子反射元件220以及第三子反射元件230可以为相同类型的反射镜也可以为不同类型的反射镜，本公开实施例示意性的示出第一子反射元件210、第二子反射元件220以及第三子反射元件230均为平面反射镜。

例如，如图4所示，从至少两个显示区110出射的图像光线在被第一反射元件200反射向第二反射元件300的光路中仅包括用于反射各自显示区110的图像光线的第一反射元件200。例如，第二子反射元件220不在从第一显示区111出射至第二反射元件300的图像光线的光路以及从第三显示区113出射至第二反射元件300的图像光线的光路里；第一子反射元件210不在从第二显示区112出射至第二反射元件300的图像光线的光路以及从第三显示区113出射至第二反射元件300的图像光线的光路里；第三子反射元件230不在从第二显示区112出射至第二反射元件300的图像光线的光路以及从第一显示区111出射至第二反射元件300的图像光线的光路里。

例如，如图4所示，第一显示区111出射至第二反射元件300的图像光线的光学距离(A1+A2)小于第三显示区113出射至第二反射元件300的图像光线的光学距离(C1+C2)，且第三显示区113出射至第二反射元件300的图像光线的光学距离(C1+C2)小于第二显示区112出射至第二反射元件300的图像光线的光学距离(B1+B2)，由此(B1+B2)>(C1+C2)>(A1+A2)，则第二反射元件对第三显示区出射的图像光线所成的虚像位于对第一显示区和第二显示区出射的图像光线所成的两个虚像之间。

例如，第一显示区111可以显示近景画面，例如显示车辆仪表等关键驾驶数据，例如，显示车速、油量或转向等参数；第三显示区113可以显示中景画面，例如第三显示区113可以显示出车道画面，例如，画面相对于地面为倾斜状态时与实际车道匹配融合效果更好，从而用户可以看到车道被图像融合标记，指引用户走这条车道；第二显示区112可以显示远景画面，例如建筑等，第二显示区112显示的远景画面例如为银行，像源显示的银行的图像可以包括银行的标志，银行的标志图像可以和银行实景的位置匹配融合，从而用户可以看到远处建筑物，例如银行时，显示画面中标识了银行的标志。

例如，如图4所示，第一显示区111位于第二显示区112靠近第二反射元件300的一侧，第三显示区113位于第二显示区112远离第二反射元件300的一侧，第三子反射元件230位于第二子反射元件220远离第二反射元件200的一侧，且第三子反射元件230的中心与第三显示区113之间的距离小于第一子反射元件210的中心与第一显示区111之间的距离。

例如，第一显示区111和第三显示区113可以位于不同的像源上。例如，像源100包括第一子像源101和第二子像源102，第一显示区111和第二显示区112位于第一子像源101上，第三显示区113位于第二子像源102上，则第一显示区111和第三显示区113之间的夹角可以为第一子像源101和第二子像源102之间的夹角。本公开实施例通过将第一子像源与第二子像源设置为不平行，可以使得第二反射元件反射第一显示区发出的图像光线所成的虚像与第二反射元件反射第三显示区发出的图像光线所成的虚像不平行，以满足用户观看图像的需求。

例如，第三显示区113的面积可以大于第一显示区111的面积和第二显示区112的面积，以使第二反射元件300反射第三显示区113发出的图像光线所成的虚像的成像尺寸大于第二反射元件300反射第一显示区111和第二显示区112发出的图像光线所成的虚像的成像尺寸。例如，第三显示区显示的中景画面是倾斜的，通过设置倾斜画面可以有利于图像贴合路面，提高使用效果；同时，因为倾斜的画面需要与实际的路面匹配贴合，因此倾斜的中景画面的尺寸较大，至少可覆盖半个或整个车道，使驾驶员可以有更好的观看效果，例如倾斜的中景画面覆盖车道线以使驾驶员可以更容易看清楚图像标记后的车道线，可更好的提示驾驶员保持或更换车道，提升驾驶体验。

例如，图5为根据本公开一实施例的另一示例提供的显示装置的局部结构示意图。如图5所示，与图4所示的示例不同之处在于第一反射元件200中靠近第二反射元件300的子反射元件为透反元件，而不是平面反射镜。例如，如图5所示，第三显示区113位于第一显示区111靠近第二反射元件300的一侧，第三子反射元件230位于第一子反射元件210靠近第二反射元件300的一侧，且第一子反射元件210和第二子反射元件220均为平面反射镜，第三子反射元件230为透反元件，且被配置为透射第一子反射元件210和第二子反射元件220的至少之一反射向第二反射元件300的图像光线。

例如，第三子反射元件230被配置为透射第一子反射元件210和第二子反射元件220反射向第二反射元件300的图像光线。也就是，第三子反射元件230被配置为将第三显示区113发出的图像光线反射至第二反射元件300，且透射第一子反射元件210和第二子反射元件220反射向第二反射元件300的图像光线；第二显示区112发出的图像光线在被第二子反射元件220反射至第二反射元件300的过程中还经过了第三子反射元件230的透射；第一显示区111发出的图像光线在被第一子反射元件210反射至第二反射元件300的过程中还经过了第三子反射元件230的透射。

例如，第三子反射元件230对第三显示区113发出的图像光线的反射率可以为30％、40％、50％或其它适用的数值，对第一显示区111和第二显示区112至少之一发出的图像光线的透光率可以为70％、60％、50％或其它适用的数值。例如，第三子反射元件230对第一显示区111和第二显示区112发出的图像光线的透光率可以为70％、60％、50％或其它适用的数值。

例如，第三子反射元件230(即透反元件)包括偏振透反元件，第三显示区113发出第一偏振光，第一显示区111和第二显示区112至少之一发出第二偏振光，第一偏振光和第二偏振光的偏振方向垂直，透反元件被配置为反射第一偏振光且透射第二偏振光。例如，第一显示区111和第二显示区112均发出透过第三子反射元件230的第二偏振光。

例如，偏振透反元件可以是透明基板镀膜或贴膜形成的元件。例如，偏振透反元件可以是基板上镀设或贴覆具有反射第一偏振光、透射第二偏振光特性的透反膜，例如反射式偏光增亮膜(Dual Brightness Enhance Film,DBEF)或棱镜膜(BrightnessEnhancement Film,BEF)等。本公开实施例不限于此，例如，透反元件还可以是一体化元件。

例如，偏振透反元件可以是具有偏振透反功能的光学膜，例如偏振透反元件可以由多层具有不同折射率的膜层按照一定的堆叠顺序组合而成，每个膜层的厚度约在10～1000nm之间；膜层的材料可以选用无机电介质材料，例如，金属氧化物和金属氮化物；也可以选用高分子材料，例如聚丙烯、聚氯乙烯或聚乙烯。

例如，第一偏振光和第二偏振光之一包括S偏振态的光线，第一偏振光和第二偏振光的另一个包括P偏振态的光线。例如，第一偏振光和第二偏振光的偏振方向之间的夹角可以为大致90°。本公开实施例不限于此，例如，第一偏振光和第二偏振光还可以是非S偏振光或非P偏振光，只要第一偏振光和第二偏转光的偏振方向垂直即可，如第一偏振光和第二偏振光可以是偏振方向互相垂直的两种线偏振光，或者偏振方向互相垂直的两种圆偏振光，或者偏振方向互相垂直的两种椭圆偏振光等。

例如，透反元件为波长透反元件，第一显示区111发出的图像光线所在波段为第一波段组，第二显示区112发出的图像光线所在波段为第二波段组，透反元件被配置为反射第一波段组的图像光线且透射第二波段组的图像光线。

例如，上述第一波段组和第二波段组的图像光线均可以包括红绿蓝(RGB)三个波段的光线，RGB每个波段的光线的半高宽不大于50nm。例如，第一波段组和第二波段组均包括三个波段的图像光线，例如，这三个波段中的第一个波段的峰值位于410nm～480nm区间范围内，第二个波段的峰值位于500nm～565nm区间范围内，第三个波段的峰值位于590nm～690nm区间范围内。

例如，第一波段组中第一个波段的图像光线的波长不同于第二波段组中第一个波段的图像光线的波长；第一波段组中第二个波段的图像光线的波长不同于第二波段组中第二个波段的图像光线的波长；第一波段组中第三个波段的图像光线的波长不同于第二波段组中第三个波段的图像光线的波长。

例如，第一波段组中各波段的图像光线的波长均小于第二波段组中各波段的图像光线的波长。例如，第一波段组中，红光波长为620纳米，绿光波长为500纳米，蓝光波长为450纳米。例如，第二波段组中，红光波长为650纳米，绿光波长为530纳米，蓝光波长为470纳米。本公开实施例不限于此，例如，第一波段组中各波段的图像光线的波长均大于第二波段组中各波段的图像光线的波长。例如，第一波段组中，红光波长为670纳米，绿光波长为550纳米，蓝光波长为470纳米。例如，第二波段组中，红光波长为650纳米，绿光波长为530纳米，蓝光波长为450纳米。上述波段关系的设置可以方便波长透反元件的制作。

例如，上述第一波段组和第二波段组的图像光线可以包括多个波段的图像光线，例如至少包括上述RGB三个波段的光线以构成彩色图像光线，彩色图像光线可形成彩色图像。例如，上述第一波段组和第二波段组的图像光线可以包括一种颜色波段的图像光线，例如，图像光线包括上述RGB三个波段的光线中的一种；再例如，图像光线包括可见光范围内任意颜色的波段光线以形成单色图像光线，单色图像光线可以形成单色图像，与上述实现过程类似，只要第一波段组的图像光线与第二波段组的图像光线的波长不同即可。

例如，采用波长透反元件的第三子反射元件230对第三显示区113发出的图像光线的反射率可以为70％、80％、90％、95％或其它适用的数值，对第一显示区111和第二显示区112发出的图像光线的透光率可以为70％、80％、90％、95％或其它适用的数值。由此，可以提高经过第三子反射元件的图像光线的利用率，以使第一显示区、第二显示区和第三显示区出射的图像光线的光能损失降到最低。

例如，第一子像源101和第二子像源102为可发出RGB混合光线的像源，如发光二极管(LED)显示器，或者液晶显示器(LCD)等。

例如，上述波长透反元件可以包括由无机氧化物薄膜或高分子薄膜堆叠而成的选择性透反膜，该透反膜由至少两种具有不同折射率的膜层堆叠而成。这里的“不同折射率”指的是膜层在xyz三个方向上至少有一个方向上的折射率不同。例如，预先选取所需的不同折射率的膜层，并按照预先设置好的顺序对膜层进行堆叠，可以形成具备选择反射和选择透射特性的透反膜，该透反膜可以选择性反射某一特性的光线、透过另一特性的光线。例如，对于采用无机氧化物材料的膜层，该膜层的成分选自五氧化二钽、二氧化钛、氧化镁、氧化锌、氧化锆、二氧化硅、氟化镁、氮化硅、氮氧化硅、氟化铝中的一种或多种。例如，对于采用有机高分子材料的膜层，该有机高分子材料的膜层包括至少两种热塑性有机聚合物膜层。例如，两种热塑性聚合物膜层交替排列形成光学膜，且两种热塑性聚合物膜层的折射率不同。例如，上述有机高分子材料的分子为链状结构，拉伸后分子朝某个方向排列，造成不同方向上折射率不同，即通过特定的拉伸工艺即可形成所需的薄膜。例如，上述热塑性聚合物可以为不同聚合程度的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)及其衍生物、不同聚合程度的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)及其衍生物、不同聚合程度的聚对苯二酸丁二酯(PBT)及其衍生物等。

例如，图6为根据本公开另一实施例的一示例提供的抬头显示器的结构示意图。图6示意性的示出抬头显示器包括图4所示的显示装置以及反射成像部500为例，本公开实施例不限于此，抬头显示器还可以包括图1-图2所示的任一示例提供的显示装置以及反射成像部。例如，如图6所示，反射成像部500位于第二反射元件300的出光侧，且被配置为将从第二反射元件300反射至反射成像部500的图像光线反射至观察区600，且透射环境光。位于观察区600的用户可以观看到反射成像部500对显示装置发出的图像光线所成的多个虚像1110-1130以及位于反射成像部500远离观察区600一侧的环境景象。

例如，显示装置发出的图像光线入射至反射成像部500，被反射成像部500反射的光线入射至用户，例如驾驶员双眼所在的观察区600，用户就可观察到形成于例如反射成像部外侧的虚像，同时不影响用户对外界环境的观察。

例如，上述观察区600可为眼盒(eyebox)区域，该眼盒区域是指用户双眼所在的、可以看到抬头显示器显示的图像的平面区域。例如，用户的双眼相对于眼盒区域的中心偏离一定距离，如上下、左右移动一定距离时，只要用户双眼仍处于眼盒区域内，用户仍然可以看到抬头显示器显示的图像。

例如，反射成像部500可为机动车的挡风玻璃或成像窗，分别对应风挡式抬头显示器(W-HUD)和组合式抬头显示器(C-HUD)。

例如，如图6所示，第一子像源101中的第一显示区111出射的图像光线被第一子反射元件210反射至第二反射元件300，第二反射元件300将该图像光线反射至反射成像部500后形成第一虚像1110；第一子像源101中的第二显示区112出射的图像光线被第二子反射元件220反射至第二反射元件300，第二反射元件300将该图像光线反射至反射成像部500后形成第二虚像1120；第二子像源102中的第三显示区113出射的图像光线被第三子反射元件230反射至第二反射元件300，第二反射元件300将该图像光线反射至反射成像部500后形成第三虚像1130。

例如，第一虚像1110与观察区600之间的距离为2～4米，第二虚像1120与观察区600之间的距离为20～50米，第三虚像1130与观察区600之间的距离为7～14米。例如，第一虚像1110与观察区600之间的距离为2.5～3.5米，第二虚像1120与观察区600之间的距离为30～40米，第三虚像1130与观察区600之间的距离为10～12米。

例如，第一虚像1110可以为近景画面，例如显示车辆仪表等关键驾驶数据，例如，显示车速、油量或转向等参数；例如，第三虚像1130可以为中景画面，例如第三虚像可以为车道画面，例如，画面相对于地面为倾斜状态时与实际车道匹配融合效果更好，从而用户可以看到车道被图像融合标记，指引用户走这条车道；例如，第二虚像1120可以为远景画面，例如建筑等，例如为银行，第二虚像显示的银行的图像可以包括银行的标志，银行的标志图像可以和银行实景的位置匹配融合，从而用户可以看到远处建筑物，例如银行时，显示画面中标识了银行的标志。

例如，第一虚像1110和第二虚像1120平行于观察区600。例如当本实施例提供的抬头显示器应用于例如车辆等交通设备时，第一虚像1110和第二虚像1120可以为垂直于地面的像以实现与实景更好的融合。例如，第一显示区111和第二显示区112可以平行于地面。

例如，第三虚像1130与第一虚像1110之间的夹角为5°～90°，且第三虚像1130远离地面的一端比第三虚像1130靠近地面的一端距离观察区600的距离更远以实现画面的倾斜，从而与实际车道匹配融合效果更好。例如，第三虚像1130与第一虚像1110之间的夹角为10°～80°。例如，第三虚像1130与第一虚像1110之间的夹角为30°～70°。例如，第三虚像1130与第一虚像1110之间的夹角为45°～60°。

例如，第二子像源102与第一子像源101之间存在一定角度，使得第二子像源102形成的第三虚像1130与第一子像源101形成的第一虚像1110和第二虚像1120之间也存在一定角度。

例如，第三虚像1130朝向例如车辆等交通设备的行驶方向倾斜，倾斜的画面更有利于图像与路面的匹配贴合，例如第三虚像1130与路面之间的夹角可以为5°～90°。

例如，如图6所示，第二显示区112被第二反射元件300反射所成的虚像位于反射成像部500的焦平面，或上述虚像与反射成像部500之间的距离小于焦距且上述虚像接近反射成像部500的焦平面处。此情况下，根据曲面成像规律，第二虚像1120会形成在较远的距离乃至无穷远处，适合与远处的实景进行匹配贴合。

例如，本公开实施例提供的抬头显示器可形成多层图像(例如第一虚像、第二虚像以及第三虚像)，且不同图像的成像距离不同，不同的图像可以与不同距离的实景进行融合，用户(例如驾驶员)的视线无需在固定距离的图像和不同距离的实景之间来回切换，大大提高了抬头显示器的使用体验。

例如，如图6所示，抬头显示器还包括具有开口710的封装壳体700，像源100、第一反射元件200和第二反射元件300均位于封装壳体700内，反射成像部500位于封装壳体700外部，第二反射元件300将像源100发出的图像光线反射至封装壳体700的开口710的位置处以从封装壳体700的开口710出射，且从封装壳体700的开口710出射的图像光线被反射成像部500反射至观察区600。

例如，图7为图6所示的抬头显示器中的封装壳体的结构示意图。如图7所示，封装壳体700的开口710的位置处设置有透明防尘膜720以封装开口710。例如，透明防尘膜720可以避免灰尘和杂物进入封装壳体的内部，但不影响从开口710出射至反射成像部500的图像光线，因此透明防尘膜720采用透明的膜材。然而，在研究中，本申请的发明人还发现太阳光会在透明防尘膜表面发生强烈的眩光，因此本公开实施例的一示例中，透明防尘膜720外侧设置有遮光罩730，遮光罩730不经过从开口710出射至反射成像部500的图像光线的光路，且遮光罩730被配置为遮挡部分环境光01。例如，遮光罩730可以采用与封装壳体700相同的材料且与封装壳体700在同一步工艺中形成以节省工艺。

例如，如图7所示，遮光罩730可以为倾斜设置的斜面，用于防止眩光进入观察区中用户的眼睛里，进一步提升抬头显示器的使用体验。

例如，图8为根据本公开另一实施例的另一示例提供的抬头显示器的结构示意图。图8示意性的示出抬头显示器包括图5所示的显示装置以及反射成像部500为例，本公开实施例不限于此，抬头显示器还可以包括图1-图2所示的任一示例提供的显示装置以及反射成像部。图8和图6所示示例中的抬头显示器的区别仅在于图6采用的是图4所示的显示装置，而图8采用的是图5所示的显示装置，则本示例提供的抬头显示器与图6所示示例中的抬头显示器具有相同的特性，在此不再赘述。

例如，如图8所示，第一子像源101中的第一显示区111出射的图像光线被第一子反射元件210反射且经过所述第三子反射元件230的透射后，入射至第二反射元件300，第二反射元件300将该图像光线反射至反射成像部500后形成第一虚像1110；第一子像源101中的第二显示区112出射的图像光线被第二子反射元件220反射且经过所述第三子反射元件230的透射后，入射至第二反射元件300，第二反射元件300将该图像光线反射至反射成像部500后形成第二虚像1120；第二子像源102中的第三显示区113出射的图像光线被第三子反射元件230反射至第二反射元件300，第二反射元件300将该图像光线反射至反射成像部500后形成第三虚像1130。

例如，本示例中的第一虚像、第二虚像以及第三虚像与图6所示示例中的第一虚像、第二虚像以及第三虚像具有相同的特性，在此不再赘述。

例如，本公开实施例中的像源可以包括光源、背光组件以及图像生成部。

例如，光源可以包括至少一个电致发光器件，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(Organic Light-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(ColdCathode FluoreScent LamP，CCFL)、LED冷光源(Cold LED Light，CLL)、电激发光(ElectroLumineScent，EL)、电子发射(Field EmiSSion DiSPlay，FED)或量子点光源(Quantum Dot,QD)等。

例如，图像生成部可以包括液晶显示面板。例如，液晶显示面板可以包括阵列基板、对置基板、位于阵列基板和对置基板之间的液晶层以及封装液晶层的封框胶。例如，液晶显示面板还包括设置在阵列基板远离对置基板的一侧的第一偏振层和设置在对置基板远离阵列基板的一侧的第二偏振层。例如，光源被配置为向液晶显示面板提供背光，背光通过液晶显示面板后转变为图像光。

例如，第一偏振层的偏光轴方向和第二偏振层的偏光轴方向互相垂直，但不限于此。例如，第一偏振层可通过第一线偏振光，第二偏振层可通过第二线偏振光，但不限于此。例如，第一线偏振光的偏振方向垂直于第二线偏振光的偏振方向。

例如，背光组件可以包括反射导光元件、光束会聚元件和光束扩散元件，且反射导光元件、光束会聚元件和光束扩散元件依次设置在光源和图像生成部之间。反射导光元件设置在光源的出光方向上，光源发出的光线在反射导光元件内传播，出射至光束会聚元件，光束会聚元件出射的光线入射至光束扩散元件。

例如，图9A至图9D为根据本公开实施例提供的反射导光元件的结构示意图。图9A为图9B所示的反射导光元件的截面示意图。如图9A和图9B所示，反射导光元件60设置在光源10的出光方向上，光源10发出的光线在反射导光元件60内传播，然后出射至光束会聚元件。

例如，如图9A和图9B所示，反射导光元件60的内表面设置有反光面，光源10发出的大角度光线(相对于反射导光元件60的中心线的夹角)会经反光面的反射后聚拢，提高光源10发射的光线的利用率。例如，反射导光元件60可以为内部设置有反光面的中空壳体，壳体包括用于设置光源10的端部和用于出射光线的出光口60-1。例如，壳体的形状可为三棱锥形状、四棱锥形状或抛物面形状。例如，四棱锥形状的中空壳体，其出光口60-1和端部的形状可为矩形、正方形、梯形或平行四边形，出光口60-1和端部的形状可以相同也可以不同。

例如，如图9C所示，反射导光元件60可以包括实心透明部件，实心透明部件包括设置光源10的端部63，透明部件的折射率大于1，以使光源10发出的部分光线在实心透明部件的内反射面上发生全反射后出射，光源10发出的另一部分光线在透明部件内传输并出射。例如，实心透明部件设置光源10的端部63设有空腔62，空腔62靠近出光面60-1的一面设置有可将光源10发出的光线调整为平行光线的准直部61。例如，实心透明部件的内反射面可以是实心透明部件的内表面，该内表面的形状可以包括抛物面形状或自由曲面形状。

例如，如图9D所示，反射导光元件60可以包括实心透明部件，实心透明部件设置光源10的端部63设有空腔62，且实心透明部件的出光面60-1设有向端部63延伸的开孔60-2，开孔60-2靠近端部63的底面设置有可将光源10发出的光线调整为平行光线的准直部61。

例如，图10为根据本公开实施例提供的光束会聚元件与反射导光元件组合的结构示意图，图11为根据本公开实施例提供的反射导光元件、光束会聚元件和光束扩散元件组合的光路示意图。如图10所示，光束会聚元件70被配置为对从反射导光元件60出射的光线71进行方向控制，以将从光束会聚元件70出射的光线72聚集至一定范围，例如，像源的观察范围，以进一步聚拢光线，提高光线利用率。

例如，光束会聚元件70可包括透镜或透镜组合，如凸透镜、菲涅尔透镜或透镜组合等，图10中以凸透镜为例进行示意说明。例如，上述一定范围可以是一个点，比如凸透镜的焦点，也可以是一个面积较小的区域。在像源中设置光束会聚元件可以对光源出射的大角度光线进行进一步的聚拢，提高光线利用率。

例如，如图11所示，光束扩散元件80对入射光束72起扩散作用，且可以精确控制入射光束72的扩散程度，扩散后的光束81的光轴OA与入射光束72的光轴位于同一直线上，即经过光束扩散元件80的光束的光轴不变，扩散后的光束81的边缘光线沿其光轴扩散开一定的角度。上述“光轴”指光束的中心线。

例如，扩散后的光束81在第一方向的扩散角β1的范围可以为5°～20°，第二方向的扩散角β2的范围可以为5°～10°，扩散角是指两条最大视线轴之间的夹角。例如，入射光束72经光束扩散元件80后，光束沿传播方向的截面光斑可以为矩形，上述第一方向为矩形长边的延伸方向，第二方向为矩形短边的延伸方向，则上述第一方向的扩散角指与矩形光斑的长边两端连接的光线之间的夹角β1，上述第二方向的扩散角指与矩形光斑的短边两端连接的光线之间的夹角β2。例如，在光束经过光束扩散结构后，光束沿传播方向的截面形状为圆形时，扩散角为圆形截面边缘光线与光轴之间的夹角，且各方向扩散角均相同。光束的截面形状是指使用垂直于光束的中心线或者主传输轴线的平面剖切离开光束扩散元件的光线获得的截面，也即，光束的截面垂直于光束的中心线。

例如，入射光束72经过光束扩散元件80后，会扩散为沿传播方向具有特定大小和形状，且能量分布均匀化的光斑，光斑的大小和形状可以由光束扩散元件80的表面设计的特定的微结构精确控制。上述特定形状可以包括但不限于线形、圆形、椭圆形、正方形、和长方形。例如，光束扩散后的传播角度和光斑尺寸决定了最终成像的亮度及可视区域，扩散角度越小，成像亮度越高，可视区域也越小；反之亦然。

例如，光束扩散元件80可以为成本较低的散射光学元件，如匀光片、扩散片等，光束透过匀光片等散射光学元件时会发生散射，还会发生少量的衍射，但散射起主要作用，光束透过散射光学元件后会形成较大的光斑。

例如，光束扩散元件80也可以为对扩散效果控制更加精确的衍射光学元件(Diffractive Optical Elements,DOE)，例如光束整形片(Beam Shaper)等。例如，衍射光学元件通过在表面设计特定的微结构，从而通过衍射起到光扩束作用，光斑较小，且光斑的大小和形状可控。

例如，光源10出射的光线在经过光束会聚元件70以及光束扩散元件80后，显示装置出射的光线经过反射成像部500的反射后到达第一预定区域，该第一预定区域指一平面观察区域，该第一预定区域内聚集了大部分光(例如入射到第一预定区域所在的平面的光束中的90％以上光强的光聚集在了第一预定区域，入射到第一预定区域所在的平面的光束中的80％以上光强的光聚集在了第一预定区域，或者入射到第一预定区域所在的平面的光束中的60％以上光强的光聚集在了第一预定区域)，且入射到第一预定区域的光遍布于第一预定区域。而在显示装置的光路中去除光束扩散元件800的情况下，显示装置出射的光线经过反射成像部500的反射后到达位于第一预定区域内的第二区预定区域。例如，第二预定区域可以为面积很小的区域。例如，第二预定区域可能为一个点。例如，第二预定区域可以为上述光束会聚元件70将光线聚集的一定范围。例如，上述第一预定区域可以包括眼盒区域，即观察区600，上述第二预定区域可以为观察区600中的一个面积很小的区域，例如一个点，例如中心。由此，通过在图像源中设置光束扩散元件，可以保证入射至观察区的图像光至少完全覆盖观察区，在实现高光效的同时也不会影响正常的观察。

例如，图12为根据本公开另一实施例的另一示例提供的抬头显示器的局部结构示意图。如图12所示，反射成像部500包括第一层20-1、第二层20-2以及位于第一层20-1和第二层20-2之间的间隙(后面称之为夹层)；楔形膜21位于反射成像部500的夹层(也即，第一层20-1和第二层20-2之间的间隙)中。显示装置1000入射到反射成像部500的光可以因反射成像部500中设置楔形膜而起到消除重影的效果。

以反射成像部500为对交通工具的挡风玻璃(例如，前挡风玻璃)设置了楔形膜21的反射成像部500以及图12所示的抬头显示器具有消重影功能进行示例性说明。例如，挡风玻璃采用双层玻璃结构，在两层玻璃之间利用特殊的工艺嵌入楔形的聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB)层，通过使得反射成像部500实现为设置了楔形膜21的挡风玻璃，可以使得玻璃内外表面反射的图像(也即，第一层20-1反射的图像和第二层20-2反射的图像)重叠成一个影像，由此使得抬头显示器具有重影抑制(例如，消重影)功能。

例如，楔形膜21具有薄的一端和厚的一端，还具有一定的角度，楔形膜21的角度需要根据抬头显示器的要求来设置。本公开实施例通过在反射成像部设置楔形膜，可以使反射成像部靠近显示装置以及远离显示装置的表面反射的图像重叠成一个影像以解决重影问题。

例如，图13为根据本公开另一实施例的另一示例提供的抬头显示器的局部结构示意图。如图13所示，反射成像部500面向显示装置的表面设置有选择性反射膜501、P偏振光反射膜501或者第一相位延迟部501。

例如，反射成像部500面向显示装置的表面设置有选择性反射膜501，选择性反射膜501被配置为对显示装置出射的图像光线所在波段的反射率大于除显示装置出射的图像光线所在波段以外波段的光线的反射率。例如，选择性反射膜501对显示装置出射的图像光线所在波段的反射率可以大于80％、90％、95％、99.5％或其它适用的数值。例如，选择性反射膜501对除显示装置出射的图像光线所在波段以外波段的光线的反射率可以小于30％、20％、10％、5％、1％、0.5％或其它适用的数值。

例如，选择性反射膜501被配置为反射显示装置出射的图像光线，且透过除显示装置出射的图像光线所在波段以外波段的光线。例如，选择性反射膜501只反射显示装置发出的图像光线，如图像光线包括红绿蓝(RGB)三个波段的光线，则选择性反射膜501只反射RGB三个波段的光线并透过其他波段的光线。由此，图像光线就不会在反射成像部远离显示装置的表面发生二次反射，进而消除重影。

例如，上述选择性反射膜501可以包括由无机氧化物薄膜或高分子薄膜堆叠而成的选择性透反膜，该透反膜由至少两种具有不同折射率的膜层堆叠而成。这里的“不同折射率”指的是膜层在xyz三个方向上至少有一个方向上的折射率不同。例如，预先选取所需的不同折射率的膜层，并按照预先设置好的顺序对膜层进行堆叠，可以形成具备选择反射和选择透射特性的透反膜，该透反膜可以选择性反射某一特性的光线、透过另一特性的光线。例如，对于采用无机氧化物材料的膜层，该膜层的成分选自五氧化二钽、二氧化钛、氧化镁、氧化锌、氧化锆、二氧化硅、氟化镁、氮化硅、氮氧化硅、氟化铝中的一种或多种。例如，对于采用有机高分子材料的膜层，该有机高分子材料的膜层包括至少两种热塑性有机聚合物膜层。例如，两种热塑性聚合物膜层交替排列形成光学膜，且两种热塑性聚合物膜层的折射率不同。例如，上述有机高分子材料的分子为链状结构，拉伸后分子朝某个方向排列，造成不同方向上折射率不同，即通过特定的拉伸工艺即可形成所需的薄膜。例如，上述热塑性聚合物可以为不同聚合程度的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)及其衍生物、不同聚合程度的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)及其衍生物、不同聚合程度的聚对苯二酸丁二酯(PBT)及其衍生物等。

例如，显示装置出射的图像光线可以包括P偏振态的光线，反射成像部500面向显示装置的表面设置有P偏振光反射膜501以反射显示装置射向反射成像部500的P偏振态的光线(即P偏振光)，P偏振光反射膜501对P偏振态的光线的反射率大于对S偏振态的光线的反射率。

例如，反射成像部500的表面通过设置P偏振光反射膜501可以使P偏振态的图像光线经P偏振光反射膜501反射后入射到观察区600。例如，反射成像部500的材料包括玻璃时，玻璃对P偏振光的透射率较高，反射率较低，因此除被P偏振光反射膜501反射的P偏振光外，透射过玻璃的P偏振光被反射成像部500外表面反射向观察区600的亮度很低，进而可以消除重影。

例如，P偏振光反射膜的结构与上述选择性反射膜的结构类似，都可通过多层膜堆叠的方式来实现，可以是有机膜堆叠或者无机膜堆叠而成的结构。例如，P偏振光反射膜可以为反射式偏光镜(Reflecting polarizer mirror，RPM)，即RPM膜。

例如，反射成像部500面向显示装置的表面设置有第一相位延迟部501，显示装置出射的光线包括S偏振态的光线(即S偏振光)，第一相位延迟部501被配置为将射入第一相位延迟部501的S偏振态的光线转换为非S偏振态的光线，例如P偏振态的光线、圆偏振光或椭圆偏振光。

例如，显示装置出射的图像光包括S偏振态的光线，第一相位延迟部501可以为1/2波片，入射到第一相位延迟部501的S偏振态的光线的一部分可以被反射成像部500反射至观察区600，另一部分经过第一相位延迟部501后被转换为P偏振态的光线，P偏振态的光线在反射成像部500外侧内表面的反射率很低，基本都会透射出去，进而消除重影。

例如，显示装置出射的图像光包括S偏振态的光线，第一相位延迟部501可以为1/4波片，入射到第一相位延迟部501的S偏振态的光线的一部分可以被反射成像部500反射至观察区600，另一部分经过第一相位延迟部501后被转换为圆偏振光，圆偏振光在反射成像部500外侧内表面的反射率很低，进而可以消除重影。

需要说明的是，为方面说明，第一相位延迟部501和反射成像部500之间具有间隙，但在实际应用中，第一相位延迟部501的表面紧贴反射成像部500的表面；图13中也放大了反射成像部500。例如，放大了反射成像部500的厚度。

本公开实施例提供的抬头显示器中，通过在反射成像部设置楔形膜、选择性反射膜、P偏振光反射膜或者第一相位延迟部可以有效消除重影。

例如，反射成像部，例如机动车的挡风玻璃对S偏振态的光线(S偏振光)的反射率较高，因此抬头显示器的显示装置出射的光线一般包括S偏振光，此时，若用户，例如驾驶员佩戴墨镜时，墨镜是过滤S偏振光的，因此驾驶员佩戴墨镜时就无法看到抬头显示器的图像。本公开实施例的一示例中，在抬头显示器中的反射成像部500面向显示装置的一侧设置P偏振光反射膜，且显示装置出射的图像光线包括P偏振态的光线时，反射成像部500可以将P偏振态的图像光线反射至观察区600以使双眼位于观察区600的戴墨镜的用户依然可以看到显示装置显示的图像，从而提高用户的使用体验。

例如，图14为根据本公开另一实施例的另一示例提供的抬头显示器的局部结构示意图。如图14所示，在抬头显示器的显示装置和反射成像部500之间设置第二相位延迟部502，例如四分之一波片。上述的第二相位延迟部502是不紧贴设置在抬头显示器的反射成像部500上的，即第二相位延迟部502与反射成像部500之间具有一定距离，使得显示装置出射的光线经过第二相位延迟部502后，经反射成像部500反射后，不会再次经过第二相位延迟部502，而是直接出射至观察区600。例如，显示装置出射的光线包括S偏振态的光线，第二相位延迟部502被配置为将入射至第二相位延迟部502的S偏振态的光线转换为圆偏振态的光线(圆偏振光)或椭圆偏振态的光线(椭圆偏振光)，圆偏振光或椭圆偏振光被反射成像部500反射后射向观察区600，因圆偏振光或椭圆偏振光包括P偏振分量，经过墨镜过滤后，P偏振态的光线使双眼位于观察区600的戴墨镜的用户依然可以看到显示装置显示的图像，从而提高用户的使用体验。

例如，第二相位延迟部502可以设置在封装壳体700的开口710位置处。

例如，图15为根据本公开另一实施例提供的交通设备的示例性框图。如图15所示，该交通设备包括本公开的至少一个实施例提供的抬头显示器。交通设备的前窗(例如，前挡风玻璃)被复用为抬头显示器的反射成像部500。例如，在上述抬头显示器应用于交通设备时，图6、图8、图13或图14所示的第一虚像1110和第二虚像1120垂直于地面，第三虚像1130远离地面的一端比第三虚像1130靠近地面的一端距离观察区600的距离更远以使各虚像均与相应的实景进行匹配融合。

本公开实施例提供的交通设备应用上述抬头显示器，可以使驾驶员在不同距离处观看到图像，有利于不同距离的图像与不同距离的实景进行匹配融合，以使驾驶员无需在固定距离的图像与不同距离的实景之间来回切换，避免了视觉辐辏调节冲突，提高了交通设备的使用体验。

例如，该交通设备可以是各种适当的交通工具，例如可以包括各种类型的汽车等陆上交通设备，或可以是船等水上交通设备，只要其驾驶位置设置前窗且通过车载显示系统将图像投射到前窗上即可。

需要说的是，为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。

虽然上文中已经用一般性说明及具体实施方式，对本公开作了详尽的描述，但在本公开实施例基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本公开精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本公开要求保护的范围。

有以下几点需要说明：

(1)本公开的实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(2)在不冲突的情况下，本公开的同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。

以上所述仅是本公开的示范性实施方式，而非用于限制本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (25)

1.一种显示装置，包括：

像源，包括至少两个显示区，所述至少两个显示区包括第一显示区和第二显示区；

第一反射元件，位于所述像源的显示侧，且被配置为反射所述至少两个显示区发出的图像光线；

第二反射元件，位于所述第一反射元件面向所述像源的一侧，且被配置为反射从所述第一反射元件反射向所述第二反射元件的所述图像光线，

其中，所述第一反射元件包括第一子反射元件和第二子反射元件，所述第一子反射元件被配置为将所述第一显示区发出的所述图像光线反射至所述第二反射元件，所述第二子反射元件被配置为将所述第二显示区发出的所述图像光线反射至所述第二反射元件，且从所述至少两个显示区出射至所述第二反射元件的图像光线的光学距离不同。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离小于所述第二显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述第二显示区位于所述第一显示区远离所述第二反射元件的一侧，所述第二子反射元件位于所述第一子反射元件远离所述第二反射元件的一侧，且所述第二子反射元件的中心与所述第二显示区之间的距离大于所述第一子反射元件的中心与所述第一显示区之间的距离。

4.根据权利要求2或3所述的显示装置，其中，所述第一显示区和所述第二显示区平行，且所述第一子反射元件的反射面和所述第二子反射元件的反射面的角度差不大于20°。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述像源包括第一子像源，所述第一显示区和所述第二显示区均位于所述第一子像源上，且所述第一显示区和所述第二显示区之间设置遮光结构。

6.根据权利要求2-5任一项所述的显示装置，其中，所述第一显示区的面积小于所述第二显示区的面积。

7.根据权利要求2-6任一项所述的显示装置，其中，所述第一子反射元件和所述第二子反射元件为一体结构。

8.根据权利要求2-7任一项所述的显示装置，其中，所述至少两个显示区还包括第三显示区，所述第一反射元件还包括第三子反射元件，所述第三子反射元件被配置为将所述第三显示区发出的所述图像光线反射至所述第二反射元件，且所述第一显示区和所述第三显示区的夹角为5°～90°。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其中，所述第一显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离小于所述第三显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离，且所述第三显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离小于所述第二显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述第三显示区位于所述第二显示区远离所述第二反射元件的一侧，所述第三子反射元件位于所述第二子反射元件远离所述第二反射元件的一侧，且所述第三子反射元件的中心与所述第三显示区之间的距离小于所述第一子反射元件的中心与所述第一显示区的距离。

11.根据权利要求10所述的显示装置，其中，所述第一子反射元件、所述第二子反射元件和所述第三子反射元件均为平面反射镜。

12.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述第三显示区位于所述第一显示区靠近所述第二反射元件的一侧，所述第三子反射元件位于所述第一子反射元件靠近所述第二反射元件的一侧，且所述第一子反射元件和所述第二子反射元件均为平面反射镜，所述第三子反射元件为透反元件，且被配置为透射所述第一子反射元件和所述第二子反射元件的至少之一反射向所述第二反射元件的所述图像光线。

13.根据权利要求12所述的显示装置，其中，所述透反元件包括偏振透反元件，所述第三显示区发出第一偏振光，所述第一显示区和所述第二显示区至少之一发出第二偏振光，所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向垂直，所述透反元件被配置为反射所述第一偏振光且透射所述第二偏振光。

14.根据权利要求12所述的显示装置，其中，所述透反元件为波长透反元件，所述第三显示区发出的所述图像光线所在波段为第一波段组，所述第一显示区和所述第二显示区至少之一发出的所述图像光线所在波段为第二波段组，所述透反元件被配置为反射所述第一波段组的图像光线且透射所述第二波段组的图像光线。

15.根据权利要求8-14任一项所述的显示装置，其中，所述像源还包括第二子像源，所述第三显示区位于所述第二子像源上。

16.一种抬头显示器，包括权利要求2-7任一项所述的显示装置以及反射成像部，

其中，所述反射成像部位于所述第二反射元件的出光侧，且被配置为将从所述第二反射元件反射至所述反射成像部的图像光线反射至观察区，且透射环境光。

17.根据权利要求16所述的抬头显示器，其中，所述第一显示区发出的所述图像光线被所述反射成像部反射所成的第一虚像与所述观察区之间的距离为2～4米，所述第二显示区发出的所述图像光线被所述反射成像部反射所成的第二虚像与所述观察区之间的距离为20～50米。

18.根据权利要求17所述的抬头显示器，其中，所述至少两个显示区还包括第三显示区，所述第一反射元件还包括第三子反射元件，所述第三子反射元件被配置为将所述第三显示区发出的所述图像光线反射至所述第二反射元件，且所述第一显示区和所述第三显示区的夹角为5°～90°；所述第一显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离小于所述第三显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离，且所述第三显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离小于所述第二显示区出射至所述第二反射元件的所述图像光线的光学距离。

19.根据权利要求18所述的抬头显示器，其中，所述第三显示区发出的所述图像光线被所述反射成像部反射所成的第三虚像与所述观察区之间的距离为7～14米，所述第一虚像与所述第二虚像平行，且所述第三虚像与所述第一虚像之间的夹角为5°～90°。

20.根据权利要求19所述的抬头显示器，其中，所述第一虚像和所述第二虚像垂直于地面，且所述第三虚像远离所述地面的一端比所述第三虚像靠近所述地面的一端距离所述观察区的距离更远。

21.根据权利要求17-20任一项所述的抬头显示器，其中，所述第二显示区被所述第二反射元件反射所成的虚像位于所述反射成像部的焦平面。

22.根据权利要求17-21任一项所述的抬头显示器，还包括具有开口的封装壳体，其中，所述像源、所述第一反射元件和所述第二反射元件均位于所述封装壳体内，所述反射成像部位于所述封装壳体外部，从所述封装壳体的开口出射的图像光线被所述反射成像部反射至所述观察区。

23.根据权利要求22所述的抬头显示器，其中，所述开口位置处设置有透明防尘膜以封装所述开口，所述透明防尘膜外侧设置有遮光罩，所述遮光罩不经过从所述开口出射至所述反射成像部的图像光线的光路，且所述遮光罩被配置为遮挡部分环境光。

24.一种交通设备，包括权利要求17-23任一项所述的抬头显示器。

25.根据权利要求24所述的交通设备，其中，所述反射成像部为所述交通设备的挡风玻璃。

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