[发明专利]抬头显示装置及汽车

说明书

本发明提供一种抬头显示装置及汽车，抬头显示装置包括光源、光波导和耦出离轴全息元件；光波导包括基体和分别设置于基体两端的耦入端和耦出端，光源设置于靠近耦入端的一侧，耦出离轴全息元件设置于靠近耦出端的一侧；光源发出的光线从耦入端进入基体，以发散的方式在基体内全反射至耦出端，并经耦出离轴全息元件衍射耦出。该抬头显示装置通过光线在光波导内发散传播的方式实现了扩瞳功能，使得光线集中从可以被有效利用的耦出端射出，提高了光的利用效率。

技术领域

本发明涉及抬头显示技术领域，尤其涉及一种抬头显示装置及汽车。

背景技术

现有的抬头显示装置中，采用传统的光栅光波导，由于需要较长的出瞳距离和较大的眼盒区域，所以光栅光波导的面积需要比较大才能满足应用要求。这将会导致光功率在耦出光栅区域被平摊分布，致使大量的光功率在传播到眼盒区域处时被浪费。如图1所示，现有技术中，光线从光栅面或全息面射出到人眼处，而只有眼盒区域内的光线才可以被有效利用。因此，对于传统的光栅光波导，光线会从整个出栅面出射，但对于一个视场，能够利用的光线却只有一小部分，造成光栅光波导光效低，进而导致整体抬头显示装置的效率难以达到较高水平。

鉴于此，有必要提供一种新型的抬头显示装置及汽车，以解决或至少改善上述技术缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种抬头显示装置及汽车，旨在解决现有技术的抬头显示装置光效低的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，本发明提供一种抬头显示装置，包括光源、光波导和耦出离轴全息元件；

所述光波导包括基体和分别设置于所述基体两端的耦入端和耦出端，所述光源设置于靠近所述耦入端的一侧，所述耦出离轴全息元件设置于靠近所述耦出端的一侧；

所述光源发出的光线从所述耦入端进入所述基体，以发散的方式在所述基体内全反射至所述耦出端，并经所述耦出离轴全息元件衍射耦出。

在一实施例中，所述耦入端面对所述光源的一侧为斜切面，从所述光源发出的光线从所述斜切面射入所述光波导。

在一实施例中，所述抬头显示装置还包括设置于所述光波导与所述光源之间的棱镜，所述棱镜的入射面为所述棱镜的长边，所述棱镜的长边面向所述光源设置，所述棱镜的出射面为所述棱镜的短边，所述棱镜的短边贴合所述光波导的耦入端，所述光源发出的光线从所述棱镜的长边射入，经过所述棱镜短边进入所述耦入端。

在一实施例中，所述抬头显示装置还包括耦入离轴全息元件，所述耦入离轴全息元件设置于所述光波导背离所述光源的一侧，从所述光源发出的光线从所述耦入端进入，经过所述耦入离轴全息元件后被衍射进入所述基体，以发散的方式在所述基体内反射传播至所述耦出端，并经所述耦出离轴全息元件衍射耦出。

在一实施例中，所述抬头显示装置还包括耦入离轴全息元件，所述耦入离轴全息元件和所述光源设置于所述光波导的同一侧，从所述光源发出的光线经所述耦入离轴全息元件后衍射后从所述耦入端进入所述基体，并以发散的方式在所述基体内反射传播至所述耦出端，并经所述耦出离轴全息元件衍射耦出。

在一实施例中，所述抬头显示装置还包括反射面板，所述反射面板设置于所述光波导的耦出端背离所述光源的一侧，自所述耦出端出射的光线经所述耦出离轴全息元件调整后形成反射光线射入所述反射面板，以使得经所述反射面板反射后的光线平行射出。

在一实施例中，所述基体内的光线包括第一光束和第二光束，所述第一光束的传播方向和所述第二光束的传播方向不平行。

在一实施例中，所述耦出离轴全息元件设置于所述光波导背离所述光源的一侧。

在一实施例中，所述光源包括图像发送装置和调制光路模块，所述图像发送装置发出的光线经所述调制光路模块调制后射出。