【技術實現步驟摘要】
本公開涉及抬頭顯示器，尤其涉及一種光學元件、抬頭顯示系統和交通工具。
技術介紹
1、hud(head?up?display，抬頭顯示器)也稱為平視顯示裝置。通過將hud的像源發出的光線投射到成像窗(后裝的成像板或者車輛的擋風窗等)上，用戶無需低頭就可以直接看到畫面，從而可以提高用戶體驗。例如，在一些情形中，可以避免駕駛員在駕駛過程中低頭看儀表盤所導致的分心，從而提高駕駛安全系數，同時也能帶來更好的駕駛體驗。
2、通常而言，抬頭顯示系統包括抬頭顯示器和反射式成像模組，其中，為了提高hud的顯示效果，hud的像源顯示模組一般包括彌散元件和方向控制元件兩部分，這樣導致光路復雜，占用空間較大，導致hud的整體體積較大。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題或者至少部分地解決上述技術問題，本公開提供了一種光學元件、抬頭顯示系統以和交通工具。
2、本公開提供了一種光學元件，包括基底透鏡，所述基底透鏡為片狀透鏡，且所述基底透鏡上設置有方向控制單元和彌散單元。
3、可選的，所述方向控制單元和所述彌散單元設置為一體結構單元，所述一體結構單元設置為微透鏡陣列且設在所述基底透鏡的至少一側面上。
4、可選的，所述一體結構單元設置為柱狀微透鏡陣列，每個所述柱狀微透鏡具有對入射光線的偏轉角，所述偏轉角由所述柱狀微透鏡的焦距f以及偏心距離d確定。
5、可選的，所述柱狀微透鏡陣列包括第一透鏡層和第二透鏡層，所述第一透鏡層設在所述基底透鏡的一側面上，所述
6、可選的，所述第一透鏡層包括多個沿第一方向連續設置的第一柱狀透鏡，至少部分所述第一柱狀透鏡的出光面為偏心的弧形面，所述第二透鏡層包括多個沿第二方向連續設置的第二柱狀透鏡，且至少部分所述第二柱狀透鏡的出光面為偏心的弧形面，所述第二方向與所述第一方向之間具有夾角。
7、可選的，所述第一方向與所述第二方向垂直。
8、可選的，所述一體結構單元設置為球面微透鏡陣列，每個所述球面微透鏡具有對入射光線的偏轉角，所述偏轉角由所述球面微透鏡的焦距f以及偏心距離d確定。
9、可選的，所述球面微透鏡陣列設在所述基底透鏡的一側面上，所述球面微透鏡陣列包括多個球面微透鏡，至少部分所述球面透鏡的出光面為偏心的弧形面。
10、可選的，所述微透鏡陣列中每個所述微透鏡的口徑范圍為大于或等于500nm且小于或等于500um，所述微透鏡為柱狀微透鏡時所述口徑為所述柱狀透鏡的寬度尺寸，所述微透鏡為球面微透鏡時所述口徑包括所述球面微透鏡沿第三方向的徑向尺寸和沿第四方向的徑向尺寸，所述第三方向與所述第四方向垂直。
11、可選的，所述微透鏡陣列中每個所述微透鏡的出光面為凸面或凹面。
12、可選的，所述偏轉角的范圍為大于或等于-30度且小于或等于+30度。
13、可選的，所述方向控制單元和所述彌散單元分別設置在所述基底透鏡相對的兩側面上。
14、可選的，所述彌散單元設置為彌散微透鏡陣列或賽爾紋，所述方向控制單元設置為方向控制透鏡陣列。
15、本公開還提供了一種抬頭顯示系統，包括
16、所述像源用于發出圖像光線，所述像源包括背光裝置、光線處理裝置和顯示屏，所述光線處理裝置包括如上述任一項所述的光學元件，所述光學元件設在所述背光裝置與所述顯示屏之間的光路中；
17、反射裝置，所述反射裝置將所述圖像光線反射至眼盒區域以形成虛像。
18、可選的，所述背光裝置包括背光燈燈板，所述背光燈燈板包括安裝基板、多個背光燈和驅動板，所述背光燈安裝于所述安裝基板，所述驅動板與所述背光燈電連接，所述驅動板或所述安裝基板設有走線電路，多個所述背光燈分別與對應的所述走線電路連接，以通過所述驅動板獨立控制至少部分所述背光燈的亮度。
19、本公開還提供了一種交通工具，包括上述抬頭顯示系統。
20、本公開實施例提供的技術方案與現有技術相比具有如下優點：
21、本公開實施例提供的光學元件，包括基底透鏡，基底透鏡為片狀透鏡，在基底透鏡上設置方向控制單元和彌散單元。通過一個光學元件即可實現對光路的方向控制和彌散效果，減小了光學元件的占用空間，從而便于控制抬頭顯示器的整體體積，同時，還可以降低光學元件的成本。
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1.一種光學元件，其特征在于，包括基底透鏡(1)，所述基底透鏡(1)為片狀透鏡，且所述基底透鏡(1)上設置有方向控制單元和彌散單元。
2.根據權利要求1所述的光學元件，其特征在于，所述方向控制單元和所述彌散單元設置為一體結構單元，所述一體結構單元設置為微透鏡陣列且設在所述基底透鏡(1)的至少一側面上。
3.根據權利要求2所述的光學元件，其特征在于，所述一體結構單元設置為柱狀微透鏡陣列，每個柱狀微透鏡具有對入射光線的偏轉角，所述偏轉角由所述柱狀微透鏡的焦距f以及偏心距離d確定。
4.根據權利要求3所述的光學元件，其特征在于，所述柱狀微透鏡陣列包括第一透鏡層和第二透鏡層，所述第一透鏡層設在所述基底透鏡(1)的一側面上，所述第二透鏡層設在所述基底透鏡(1)的同一側或相對側。
5.根據權利要求4所述的光學元件，其特征在于，所述第一透鏡層包括多個沿第一方向連續設置的第一柱狀透鏡(2)，至少部分所述第一柱狀透鏡(2)的出光面為偏心的弧形面，所述第二透鏡層包括多個沿第二方向連續設置的第二柱狀透鏡(3)，且至少部分所述第二柱狀透鏡(3)的出光面為偏
6.根據權利要求5所述的光學元件，其特征在于，所述第一方向與所述第二方向垂直。
7.根據權利要求2所述的光學元件，其特征在于，所述一體結構單元設置為球面微透鏡陣列，每個球面微透鏡具有對入射光線的偏轉角，所述偏轉角由所述球面微透鏡的焦距f以及偏心距離d確定。
8.根據權利要求7所述的光學元件，其特征在于，所述球面微透鏡陣列設在所述基底透鏡(1)的一側面上，所述球面微透鏡陣列包括多個球面微透鏡，至少部分所述球面透鏡的出光面為偏心的弧形面。
9.根據權利要求2所述的光學元件，其特征在于，所述微透鏡陣列中每個所述微透鏡的口徑范圍為大于或等于500nm且小于或等于500um，所述微透鏡為柱狀微透鏡時所述口徑為所述柱狀透鏡的寬度尺寸，所述微透鏡為球面微透鏡時所述口徑包括所述球面微透鏡沿第三方向的徑向尺寸和沿第四方向的徑向尺寸，所述第三方向與所述第四方向垂直。
10.根據權利要求2所述的光學元件，其特征在于，所述微透鏡陣列中每個所述微透鏡的出光面為凸面或凹面。
11.根據權利要求3或7所述的光學元件，其特征在于，所述偏轉角的范圍為大于或等于-30度且小于或等于+30度。
12.根據權利要求1所述的光學元件，其特征在于，所述方向控制單元和所述彌散單元分別設置在所述基底透鏡(1)相對的兩側面上。
13.根據權利要求11所述的光學元件，其特征在于，所述彌散單元設置為彌散微透鏡陣列或賽爾紋，所述方向控制單元設置為方向控制透鏡陣列。
14.一種抬頭顯示系統，其特征在于，包括：
15.根據權利要求14所述的抬頭顯示系統，其特征在于，所述背光裝置包括背光燈燈板，所述背光燈燈板包括安裝基板、多個背光燈和驅動板，所述背光燈安裝于所述安裝基板，所述驅動板與所述背光燈電連接，所述驅動板或所述安裝基板設有走線電路，多個所述背光燈分別與對應的所述走線電路連接，以通過所述驅動板獨立控制至少部分所述背光燈的亮度。
16.一種交通工具，其特征在于，包括權利要求14或15所述的抬頭顯示系統。
...【技術特征摘要】
1.一種光學元件，其特征在于，包括基底透鏡(1)，所述基底透鏡(1)為片狀透鏡，且所述基底透鏡(1)上設置有方向控制單元和彌散單元。
2.根據權利要求1所述的光學元件，其特征在于，所述方向控制單元和所述彌散單元設置為一體結構單元，所述一體結構單元設置為微透鏡陣列且設在所述基底透鏡(1)的至少一側面上。
3.根據權利要求2所述的光學元件，其特征在于，所述一體結構單元設置為柱狀微透鏡陣列，每個柱狀微透鏡具有對入射光線的偏轉角，所述偏轉角由所述柱狀微透鏡的焦距f以及偏心距離d確定。
4.根據權利要求3所述的光學元件，其特征在于，所述柱狀微透鏡陣列包括第一透鏡層和第二透鏡層，所述第一透鏡層設在所述基底透鏡(1)的一側面上，所述第二透鏡層設在所述基底透鏡(1)的同一側或相對側。
5.根據權利要求4所述的光學元件，其特征在于，所述第一透鏡層包括多個沿第一方向連續設置的第一柱狀透鏡(2)，至少部分所述第一柱狀透鏡(2)的出光面為偏心的弧形面，所述第二透鏡層包括多個沿第二方向連續設置的第二柱狀透鏡(3)，且至少部分所述第二柱狀透鏡(3)的出光面為偏心的弧形面，所述第二方向與所述第一方向之間具有夾角。
6.根據權利要求5所述的光學元件，其特征在于，所述第一方向與所述第二方向垂直。
7.根據權利要求2所述的光學元件，其特征在于，所述一體結構單元設置為球面微透鏡陣列，每個球面微透鏡具有對入射光線的偏轉角，所述偏轉角由所述球面微透鏡的焦距f以及偏心距離d確定。
8.根據權利要求7所述的光學元件，其特征在于，所述球面微透鏡陣列設在所述基底透鏡(1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳慧軍，薛高磊，徐俊峰，
申請(專利權)人：未來北京黑科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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