本實(shí)用新型屬于抬頭顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于抬頭顯示的散射器件及抬頭顯示系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

抬頭顯示系統(tǒng)(Head-Up Display，HUD)，又稱平視顯示器系統(tǒng)，是顯示于汽車前擋風(fēng)玻璃上的一種顯示系統(tǒng)，用于顯示汽車速度、轉(zhuǎn)速、油耗和簡單導(dǎo)航信息等，駕駛員不用低頭即可觀察到車輛的諸多信息，避免駕駛員低頭觀看儀表盤信息時(shí)可能存在的交通安全隱患，目前HUD多配置于高端汽車內(nèi)部。

主動(dòng)發(fā)光型透明顯示技術(shù)目前技術(shù)尚未達(dá)到實(shí)用階段，現(xiàn)有的抬頭顯示系統(tǒng)大多采用被動(dòng)的投影-散射的方式實(shí)現(xiàn)，如圖1所示，首先將攜帶有顯示圖像信息的光束投影至粘附于擋風(fēng)玻璃1上的顯示屏幕11，該顯示屏幕11再將投影光束進(jìn)行散射以使駕駛員可以看到。

但是，現(xiàn)有的抬頭顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本也較高，后續(xù)維護(hù)、更換時(shí)會(huì)有很多不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題為提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉且便于維護(hù)的用于抬頭顯示的散射裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種用于抬頭顯示的散射裝置，包括：

投影光作用組件，其具有多個(gè)投影光作用陣元，能夠呈現(xiàn)出部分投影光作用陣元處于可對(duì)投影光散射的霧狀散射狀態(tài)、而其他投影光作用陣元處于透明狀態(tài)；

驅(qū)動(dòng)電路，與所述投影光作用組件電連接，用于驅(qū)動(dòng)各投影光作用陣元以使各投影光作用陣元處于所述霧狀散射狀態(tài)或所述透明狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述投影光作用組件包括：第一透明基板以及附于所述第一透明基板內(nèi)側(cè)的第一透明電極層、第二透明基板以及附于所述第二透明基板內(nèi)側(cè)的第二透明電極層、位于所述第一透明電極層與所述第二透明電極層之間的功能層；

所述功能層上具有所述多個(gè)投影光作用陣元；

所述驅(qū)動(dòng)電路連接所述第一透明電極層與所述第二透明電極層，通過對(duì)所述第一透明電極層與所述第二透明電極層上施加電壓來實(shí)現(xiàn)對(duì)各投影光作用陣元的驅(qū)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述第一透明電極層與所述第二透明電極層均包括多個(gè)條狀電極，且所述第一透明電極層的條狀電極與所述第二透明電極層的條狀電極的排列方向相差90度，使得所述第一透明電極層與所述第二透明電極層的重疊部分呈點(diǎn)陣狀，各重疊部分作為所述投影光作用陣元；

當(dāng)所述第一透明電極層的條狀電極與所述第二透明電極層的條狀電極之間有電壓差時(shí)，所對(duì)應(yīng)的投影光作用陣元可處于所述透明狀態(tài)或所述霧狀散射狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述功能層為液晶層。

進(jìn)一步地，所述液晶層為聚合物穩(wěn)定型向列相液晶。

進(jìn)一步地，所述液晶層為表面穩(wěn)定型膽甾相液晶。

進(jìn)一步地，所述液晶層為聚合物穩(wěn)定型膽甾相液晶。

本實(shí)用新型還提供了一種抬頭顯示系統(tǒng)，包括：

投影裝置，用于投射出包含有圖像信息的投影光；

如上所述的用于抬頭顯示的散射裝置，用于散射所述投影光，使得所述投影光所包含的圖像信息能被人眼接收。

進(jìn)一步地，所述抬頭顯示系統(tǒng)還包括：

協(xié)同裝置，用于根據(jù)所要顯示的圖像信息，控制所述散射裝置中對(duì)應(yīng)所述圖像信息的投影光作用陣元處于所述霧狀散射狀態(tài)、而不與所述圖像信息對(duì)應(yīng)的其他投影光作用陣元處于所述透明狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述協(xié)同裝置還用于在空中所述散射裝置的同時(shí)，對(duì)所述投影裝置進(jìn)行協(xié)同控制，以使所述投影裝置所發(fā)出的投影光中攜帶圖像信息與所述散射裝置中處于所述霧狀散射狀態(tài)的投影光作用陣元相對(duì)應(yīng)。

本實(shí)用新型所提供的用于抬頭顯示的散射裝置只要使投影光作用組件與投影光中圖像信息所對(duì)應(yīng)的投影光作用陣元處于可對(duì)投影光散射的霧狀散射狀態(tài)即可，而且這種投影光作用組件采用現(xiàn)有技術(shù)就可以很容易地實(shí)現(xiàn)，因此整體結(jié)構(gòu)更加簡單，制作成本低廉，且后續(xù)維護(hù)、更換也非常方便。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的基于投影-散射方式的抬頭顯示系統(tǒng)的原理圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的抬頭顯示系統(tǒng)的使用示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的抬頭顯示系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖；

圖4是圖3中散射裝置的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖5是圖4中投影光作用組件的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖6是圖5中第一、第二透明電極層的電極布設(shè)示意圖；

圖7是圖6中在第一、第二透明電極層的電極上進(jìn)行投影顯示的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D2、圖3，本實(shí)用新型提供的抬頭顯示系統(tǒng)可以應(yīng)用于汽車，包括投影裝置20和散射裝置21，其中，投影裝置20用于投射出包含有圖像信息的投影光，散射裝置21設(shè)于汽車的防風(fēng)玻璃上，用于散射所述投影光，使得所述投影光所包含的圖像信息能被人眼接收。

投影裝置20投射的投影光中所包含的圖像信息可以為汽車的速度、轉(zhuǎn)速、油耗和簡單導(dǎo)航信息等，可以從汽車的車載終端上實(shí)時(shí)獲取，也可以定時(shí)獲取，例如每隔5分鐘獲取一次上述信息，或者當(dāng)駕駛員想要了解上述信息的時(shí)候，在駕駛員的觸發(fā)之下獲取。

散射裝置21的結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括投影光作用組件211和驅(qū)動(dòng)電路212，投影光作用組件211具有多個(gè)投影光作用陣元，能夠呈現(xiàn)出部分投影光作用陣元處于霧狀散射狀態(tài)、而其他投影光作用陣元處于透明狀態(tài)，其中，霧狀散射狀態(tài)是指可以對(duì)投影裝置20的投影光中包含有圖像信息的部分予以散射，以被人眼接收，而透明狀態(tài)則是指可以投影光的其他部分不作可被人眼接收的散射、反射處理。

可以看出，本實(shí)用新型所提供的用于抬頭顯示的散射裝置可以將上述汽車的速度、轉(zhuǎn)速、油耗和簡單導(dǎo)航信息等顯示在汽車的擋風(fēng)玻璃的位置，駕駛員不用低頭即可觀察到車輛的諸多信息，避免駕駛員低頭觀看儀表盤信息時(shí)可能存在的交通安全隱患。并且只要使投影光作用組件與投影光中圖像信息所對(duì)應(yīng)的投影光作用陣元處于可對(duì)投影光散射的霧狀散射狀態(tài)即可。

上述的投影光作用組件211整體結(jié)構(gòu)更加簡單，制作成本低廉，且后續(xù)維護(hù)、更換也非常方便。具體結(jié)構(gòu)請(qǐng)參照?qǐng)D5，投影光作用組件211包括：第一透明基板2111以及附于第一透明基板2111內(nèi)側(cè)的第一透明電極層2112、第二透明基板2115以及附于第二透明基板2115內(nèi)側(cè)的第二透明電極層2114、位于第一透明電極層2112與第二透明電極層2115之間的功能層2113。

功能層2113上具有所述多個(gè)投影光作用陣元，各個(gè)投影光作用陣元可以被單獨(dú)控制，這樣就可以組合顯示出想要的圖像。

驅(qū)動(dòng)電路212連接第一透明電極層2112與第二透明電極層2115，通過對(duì)第一透明電極2112層與第二透明電極層2115上施加電壓來實(shí)現(xiàn)對(duì)各投影光作用陣元的驅(qū)動(dòng)。

作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，圖6示出了第一透明電極層2112和第二透明電極層2115的電極布設(shè)圖案，第一透明電極層2112上布設(shè)有沿第一方向排列的多個(gè)條狀電極21121，第二透明電極層2115上布設(shè)有沿第二方向排列的多個(gè)條狀電極21151，且第一方向與第二方向的位置關(guān)系為相差90度，使得第一透明電極層2112與第二透明電極層2115的重疊部分呈點(diǎn)陣狀，各重疊部分作為所述投影光作用陣元。

當(dāng)?shù)谝煌该麟姌O層2112的條狀電極21121與第二透明電極層2115的條狀電極21151之間有電壓差時(shí)，所對(duì)應(yīng)的投影光作用陣元可處于所述透明狀態(tài)或所述霧狀散射狀態(tài)。

作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，上述投影光作用組件211可采用現(xiàn)有的LCD即可實(shí)現(xiàn)，此時(shí)，功能層2113為液晶層，本實(shí)用新型現(xiàn)提供三種實(shí)現(xiàn)方式，具體如下：

第一種-----

使用聚合物穩(wěn)定型向列相液晶(PSLC)作為可在電場(chǎng)控制下在透明狀態(tài)和霧狀散射狀態(tài)之間進(jìn)行切換的功能層103。聚合物穩(wěn)定型液晶由可聚物與向列相液晶的混合物在紫外光照射下發(fā)生聚合反應(yīng)形成的液晶膜層，其中可聚合物重量百分比不超過8％。在未施加電壓時(shí)聚合物穩(wěn)定型液晶處于散射態(tài)，此時(shí)可作為投影成像的散射層；當(dāng)有超過閾值電壓的電壓施加時(shí)，聚合物穩(wěn)定型液晶層將轉(zhuǎn)化為透明態(tài)，此時(shí)光線可正常透過。由于聚合物含量較少，聚合物穩(wěn)定型液晶適用于本實(shí)用新型；

第二種-----

使用表面穩(wěn)定型膽甾相液晶(SSCT)作為可在電場(chǎng)控制下在透明狀態(tài)和霧狀散射狀態(tài)之間進(jìn)行切換的功能層103。表面穩(wěn)定型膽甾相液晶是在向列相液晶中添加一定比例的手性劑所形成的一種液晶態(tài)。在膽甾相液晶內(nèi)部存在許多小疇，在每個(gè)疇內(nèi)部液晶層的螺旋軸方向是一樣的。在沒有表面作用時(shí)，膽甾相液晶內(nèi)部的疇與疇所對(duì)應(yīng)的螺旋軸方向是隨機(jī)的。當(dāng)表面存在取向時(shí)，由于表面的錨定作用，膽甾相液晶中的疇中對(duì)應(yīng)的液晶層螺旋軸基本超一個(gè)方向排列，由于螺旋軸的存在，當(dāng)光線入射至膽甾相內(nèi)部時(shí)，將發(fā)生布拉格反射，所反射光為圓偏振光，反射波長與液晶層螺旋的螺距成正比，與膽甾相液晶的平均折射率成正比。通過調(diào)整膽甾相液晶的螺距，可使反射光的波長處于紅外區(qū)域，此時(shí)，對(duì)于可見光來說膽甾相液晶層為透明狀態(tài)，此時(shí)膽甾相液晶處于平面態(tài)。當(dāng)有超過閾值電壓施加于膽甾相液晶層時(shí)，液晶分子沿電場(chǎng)方向一致排列，呈場(chǎng)致向列相，此時(shí)液晶層對(duì)所有波長的光線均為透明態(tài)。當(dāng)調(diào)整電壓下降的趨勢(shì)，可使液晶層馳豫至焦錐態(tài)，在焦錐態(tài)中，膽甾相液晶內(nèi)部的疇與疇所對(duì)應(yīng)的螺旋軸方向是隨機(jī)的，由于疇與疇之間的界面存在，每個(gè)疇將作為一個(gè)散射體，光線將向不同方向進(jìn)行反射射，此時(shí)為毛玻璃狀態(tài)的散射態(tài)。這種散射可用于投影成像。

第三種-----

使用聚合物穩(wěn)定型膽甾相液晶(PSCT)作為可在電場(chǎng)控制下在透明狀態(tài)和霧狀散射狀態(tài)之間進(jìn)行切換的功能層103。聚合物穩(wěn)定型膽甾相液晶是在膽甾相液晶中添加可聚合物，然后在紫外光照射下發(fā)生聚合反應(yīng)，形成比例不超過8％的聚合物網(wǎng)絡(luò)。聚合物網(wǎng)絡(luò)作為界面存在于膽甾相液晶中，由于界面的隨機(jī)性，使得膽甾相液晶疇的液晶螺旋軸方向也隨機(jī)分布，因此，在未施加電壓時(shí)，聚合物穩(wěn)定型膽甾相液晶呈毛玻璃狀的散射態(tài)，此時(shí)可用于投影成像。當(dāng)有電壓施加于聚合物穩(wěn)定型膽甾相液晶時(shí)，液晶分子沿電場(chǎng)方向一致排列，呈場(chǎng)致向列相，此時(shí)液晶層對(duì)所有波長的光線均為透明態(tài)。

圖7以數(shù)字“2”為例示出了在第一、第二透明電極層所構(gòu)成的投影光作用陣元上的投影顯示，其中，數(shù)字“2”所占用的投影光作用陣元為霧狀散射狀態(tài)，而數(shù)字“2”之外的其他投影光作用陣元為透明狀態(tài)。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所提供的投影光作用陣元還可以包括一協(xié)同裝置，用于根據(jù)所要顯示的圖像信息，控制散射裝置21中對(duì)應(yīng)圖像信息的投影光作用陣元處于霧狀散射狀態(tài)(例如圖7中數(shù)字“2”所占用的投影光作用陣元)、而不與所述圖像信息對(duì)應(yīng)的其他投影光作用陣元處于透明狀態(tài)(例如圖7中數(shù)字“2”之外的部分所占用的投影光作用陣元)。

具體地，可以是投影裝置20的投影光中不含圖像信息，而只是一束單純的投影光，僅靠上述協(xié)同裝置控制散射裝置21中對(duì)應(yīng)圖像信息的投影光作用陣元處于霧狀散射狀態(tài)即可。這種方式全部依賴對(duì)散射裝置21的精確控制來實(shí)現(xiàn)具體圖像內(nèi)容的顯示。

具體地，還可以是投影裝置20的投影光中含有圖像信息，此時(shí)需要上述協(xié)同裝置在對(duì)散射裝置21控制的同時(shí)，再對(duì)投影裝置20進(jìn)行協(xié)同控制，以使投影裝置20所發(fā)出的投影光中攜帶圖像信息與散射裝置21中處于霧狀散射狀態(tài)的投影光作用陣元相對(duì)應(yīng)，而投影裝置20所發(fā)出的投影光中沒有攜帶圖像信息的部分又能與散射裝置21中處于透明狀態(tài)的投影光作用陣元也對(duì)應(yīng)上。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。