本技術涉及顯示，特別涉及一種顯示裝置和交通工具。

背景技術：

1、顯示裝置，例如抬頭顯示器(head-up?display，hud)等，廣泛應用于人們的日常生活中。

2、相關技術中，該顯示裝置通常包括圖像源、圖像傳輸組件和光學組件。圖像源用于出射圖像光。圖像傳輸組件用于將接收到的圖像光擴散后傳輸至光學組件。光學組件用于基于接收到的圖像光形成虛像。

3、當外界環(huán)境光(例如太陽光)較強時，可能存在光線倒灌現(xiàn)象。即大量光線沿著光學組件、圖像傳輸組件持續(xù)聚焦照射在圖像源上，導致圖像源的溫度過高，從而影響圖像源的顯示效果，甚至損壞圖像源。

技術實現(xiàn)思路

1、本技術提供了一種顯示裝置和交通工具，能夠減少外部環(huán)境光對顯示裝置的圖像源的損害。

2、第一方面，本技術提供了一種顯示裝置，該顯示裝置包括圖像源、圖像傳輸組件和光學組件。所述圖像源用于出射圖像光。所述圖像傳輸組件用于將所述圖像源出射的圖像光平移傳輸至所述圖像傳輸組件的出光面，以及將所述出光面出射的圖像光擴散傳輸至所述光學組件，所述光學組件用于將所述圖像光反射至擋風玻璃，以使所述圖像光經(jīng)所述擋風玻璃形成虛像。

3、在虛像的形成過程中，虛像的大小與物距和光學系統(tǒng)(包括光學組件和擋風玻璃)的有效焦距之間的大小關系相關，物距越接近光學系統(tǒng)的有效焦距，虛像的放大倍數(shù)越大且虛像距離越大。

4、在本技術中，所述圖像傳輸組件用于將所述圖像源出射的圖像光平移傳輸至所述圖像傳輸組件的出光面，以及將所述出光面出射的圖像光擴散傳輸至所述光學組件，相當于該出光面為該光學系統(tǒng)的物面，該出光面至光學組件之間的間距為光學系統(tǒng)的物距。當物距接近光學系統(tǒng)的有效焦距時，由于物面是圖像傳輸組件對圖像光平移傳輸?shù)玫降?，因此，圖像源與光學系統(tǒng)的焦點之間存在一定的間距。

5、當外部環(huán)境光經(jīng)過光學系統(tǒng)進入顯示裝置內(nèi)部之后，會在光學系統(tǒng)的焦點處聚焦，而圖像源與光學系統(tǒng)的焦點之間存在一定的間距，因此，可以避免圖像源被持續(xù)聚焦照射，進而避免圖像源的溫度過高，減少了外部環(huán)境光對顯示裝置的圖像源的損害。

6、在本技術中，平移傳輸是指將圖像源的任一子像素出射的光沿著圖像源的出光方向(即垂直于圖像源的出光平面的方向)傳播后擴散角度的變化值小于或者等于閾值，該閾值的大小取決于平移傳輸后圖像光的各個子像素之間的串擾情況，當擴散角度的變化值小于或者等于該閾值時，平移傳輸后圖像光的各個子像素之間的串擾情況較小，不會影響顯示效果。理想狀態(tài)下，該閾值為0。

7、擴散傳輸是指將出光面出射的圖像光以目標擴散角度傳輸至光學組件。該目標擴散角度可以根據(jù)實際需要設置。

8、在本技術中，該顯示裝置可以為hud，尤其是增強現(xiàn)實(augmented?reality，ar)-hud。這是由于對于ar-hud而言，產(chǎn)生的虛像的放大倍數(shù)較大，這樣，光學組件的光線匯聚能力對應較強，更加容易產(chǎn)生溫度升高的問題。

9、所述出光面與所述光學組件之間的間距小于光學系統(tǒng)的有效焦距，該光學系統(tǒng)包括光學組件和擋風玻璃。這樣，圖像光經(jīng)過光學組件以及擋風玻璃之后，能夠形成放大的虛像。出光面與所述光學組件之間的間距可以根據(jù)虛像的目標尺寸確定。

10、在本技術實施例中，所述圖像源和所述出光面之間的間距與所述出光面與所述光學組件之間的間距之和大于所述光學系統(tǒng)的有效焦距。即圖像源與光學組件之間的間距大于光學系統(tǒng)的有效焦距。通常，沿著圖像光的傳播路徑的逆向進入顯示裝置內(nèi)部的光線的聚焦在光學系統(tǒng)的有效焦距處，圖像源與光學組件之間的間距大于光學系統(tǒng)的有效焦距，可以避免沿著圖像光的傳播路徑的逆向進入顯示裝置內(nèi)部的光線聚焦在成像源上，從而避免溫度過高對成像源產(chǎn)生的不良影響。

11、可選地，目標擴散角度可以根據(jù)顯示效果和虛像大小決定。在一些示例中，該目標擴散角度可以大于所述圖像源出射的圖像光的擴散角度且小于或者等于60度。

12、示例性地，成像源為直接成像像源。直接成像像源包括液晶顯示屏(liquidcrystal?display，lcd)、有機發(fā)光二極管(organic?light-emitting?diode，oled)顯示屏或者發(fā)光二極管(light-emitting?diode，led)顯示屏等2d成像器件。

13、在一種可能的實施方式中，所述圖像傳輸組件包括擴散片和圖像平移介質(zhì)，所述圖像平移介質(zhì)位于所述圖像源和所述擴散片之間，所述出光面為所述擴散片的靠近所述光學組件的側面，所述圖像平移介質(zhì)用于將所述圖像光以平移傳輸至所述出光面。

14、可選地，所述圖像平移介質(zhì)包括均勻介質(zhì)。均勻介質(zhì)的折射率為1～2，例如1～1.6。當圖像光經(jīng)過折射率在該范圍內(nèi)的均勻介質(zhì)時，擴散角度基本不變。

15、在一些示例中，均勻介質(zhì)可以為空氣。在另一些實例中，均勻介質(zhì)可以為玻璃等。

16、可選地，為了提升系統(tǒng)光效，均勻介質(zhì)的透過率可以在90％以上。

17、在該實施方式中，圖像源出射的圖像光為準直光，該準直光并不是意義上的準直光，可以是擴散角度為0°～5°的光。例如，圖像源出射的圖像光的擴散角度小于或者等于1°，以更好地保證平移傳輸后的圖像光對應的顯示質(zhì)量。

18、在另一種可能的實施方式中，所述圖像源包括陣列布置的多個子像素。所述圖像傳輸組件包括光纖陣列，所述光纖陣列包括陣列布置的多根光纖。每個子像素發(fā)出的光經(jīng)過所述多根光纖中的至少一根光纖傳輸。且不同子像素發(fā)出的光經(jīng)過的光纖不同。

19、光在光纖中的傳播是依賴于光在光纖中的全反射實現(xiàn)，當圖像光在光纖中傳播時，入射角大于全反射角的光線無法通過光纖，因此，可以通過光纖的屬性來抑制圖像光的擴散角度的變化，實現(xiàn)圖像光的平移傳輸。

20、示例性地，每個子像素對應多根光纖，每個子像素發(fā)出的光從對應的多根光纖傳輸至前述出光面。這里，每根光纖在圖像源的表面的正投影位于對應的子像素的發(fā)光區(qū)域內(nèi)。即每根光纖的口徑均小于圖像源中對應的子像素的寬度。

21、在一些示例中，每個子像素發(fā)出的光經(jīng)過的所述多根光纖的截面積之和與該子像素的發(fā)光面積的比例為70％～90％。滿足該條件時，每個子像素發(fā)出的光能夠盡可能的通過對應的光纖傳輸，有利于提高光效。

22、可選地，所述光纖的數(shù)值孔徑大于或者等于圖像光的擴散角度的二分之一的正弦值，且所述光纖的數(shù)值孔徑小于外部環(huán)境光進入顯示裝置內(nèi)部后的聚光角度的二分之一的正弦值。當光纖的數(shù)值孔徑滿足該關系時，可以顯著降低聚焦到圖像源的光強。

23、在該實施方式中，圖像源出射的圖像光為準直光，擴散角度為0°～40°。由于光纖對圖像光的擴散角度的變化起到抑制作用，因此，對于圖像光的準直程度要求較低。圖像光的擴散角度可以做得比較大，例如5°～30°。在一些示例中，圖像源出射的圖像光的擴散角度為10°～25°。

24、當圖像源為lcd時，圖像源包括背光源和液晶顯示面板，所述液晶顯示面板位于所述背光源和所述圖像傳輸組件之間，圖像光的擴散角度即背光源的準直角度。

25、可選地，所述顯示裝置還包括三維顯示器件，所述三維顯示器件位于所述圖像傳輸組件的出光面與所述光學組件之間。通過設置三維顯示器件，可以使顯示裝置具有三維顯示功能。

26、可選地，所述三維顯示器件包括柱面透鏡陣列，或者，視差屏障。

27、示例性地，光學組件包括至少一個反射鏡，該至少一個反射鏡用于將來自所述圖像光傳輸組件的所述圖像光經(jīng)過一次或多次反射，使得圖像光能夠出射至擋風玻璃，從而形成虛像。

28、可選地，該顯示裝置還包括主處理器。所述主處理器用于向圖像源發(fā)送圖像數(shù)據(jù)，所述圖像源用于基于接收到的圖像數(shù)據(jù)提供圖像光。

29、在一些示例中，該顯示裝置還包括為所述主處理器和所述圖像源供電的電源。

30、第二方面，本技術提供了一種交通工具，該交通工具包括前述任一種顯示裝置。所述顯示裝置安裝在所述交通工具上。示例性地，交通工具包括但不限于汽車、飛機、火車或者輪船等。