背光模组、抬头显示设备及汽车的制作方法

本申请实施例涉及投影装置，尤其涉及一种背光模组、抬头显示设备及汽车。

背景技术：

1、抬头显示设备(head-up display，hud)是一种可以增强辅助驾驶安全的车载投影装置，它可以把时速、导航等重要的行车信息，投影到驾驶员前面的风挡玻璃上，从而使得驾驶员尽量做到不低头、不转头就能看到时速、导航等重要的驾驶信息，进而提高驾驶安全性。

2、现有hud基于发光二极管(light-emitting diode，led)或者led阵列光源，采用透镜或者全内反射透镜来实现光源的收集，然后将收集的光源打到液晶显示屏(liquidcrystal display，lcd)上，再经过反射镜反射后，在风挡玻璃上显示图像。由于lcd具有低耗电量、体积小且零辐射的优点，使得带有lcd的hud具备很好的应用前景。

3、但由于led发散角较大，而lcd的透过率又相对较低，使得以led为光源、以lcd为屏显的hud设备在风挡玻璃上显现的虚像亮度底，成像效果差，严重影响用户的使用体验。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种背光模组、抬头显示设备及汽车，用以解决由于led发散角较大，而lcd的透过率又相对较低，使得以led为光源、以lcd为屏显的hud设备在风挡玻璃上显现的虚像亮度底，成像效果差，严重影响用户的使用体验的技术问题。

2、本申请实施例为解决上述技术问题提供如下技术方案：

3、一种背光模组，包括多个激光光源、合束组件、发散元件、整形组件和匀光膜；

4、所述多个激光光源产生的光束依次经合束组件、发散元件和整形组件后打到匀光膜上产生背光；

5、所述合束组件，用于将所述多个激光光源合束形成一束激光光束；

6、所述发散元件，用于将合束后的激光光束匀光和/或调整发散角度；

7、所述整形组件，用于将发散后的光束整形，以使打到所述匀光膜上的整形后的光束适应所述匀光膜的尺寸。

8、在一种可能的设计中，所述合束组件包括合束器，所述合束器包括一条耦合输出通道，以及多条波导输入通道；

9、其中，所述多个激光光源中的每一个激光光源连接所述多条波导输入通道中的一条波导输入通道；

10、所述多条波导输入通道将每个激光光源产生的光束汇集至所述耦合输出通道后射出。

11、在一种可能的设计中，所述合束组件包括多条分光纤、至少一条光纤合束器和至少一条总光纤；

12、每一条所述分光纤分别连接一个激光光源；

13、多条所述分光纤将每个激光光源产生的光束汇集至所述光纤合束器后，并通过一条总光纤射出。

14、在一种可能的设计中，所述激光光源包括红色激光器、绿色激光器以及蓝色激光器，所述合束组件包括至少一个透射蓝光反射绿光的第一二向色镜、至少一个透射蓝光和绿光反射红光的第二二向色镜以及至少一个反射镜或棱镜，光束经第一二向色镜、第二二向色镜汇集至反射镜或棱镜后射出。

15、在一种可能的设计中，还包括准直镜，用于对所述合束组件合成的激光光束准直，以形成准直后的光束；所述多个激光光源产生的光束依次经合束组件、准直镜、发散元件和整形组件后打到匀光膜上产生背光。

16、在一种可能的设计中，所述整形组件包括单透镜或透镜组，所述透镜组包括至少两个单透镜。

17、在一种可能的设计中，还包括：

18、移动组件，用于驱动所述整形组件对光束进行整形，所述整形组件固定于所述移动组件上。

19、在一种可能的设计中，所述发散元件包括用于将平行光发散为平顶光束的匀光片；

20、所述匀光片与所述激光光源的波长相匹配。

21、本申请实施例还提供了一种抬头显示设备，包括背光模组、液晶显示屏、至少一个反射镜以及凹面反射镜，所述背光模组的光透过所述液晶显示屏后，依次经反射镜和凹面反射镜后反射至汽车风挡玻璃内侧成像，所述背光模组采用如上实施例所述的背光模组。

22、本申请实施例还提供了一种汽车，包括车体和固定于车体内的抬头显示设备，所述抬头显示设备包括如上实施例所述的背光模组。

23、本申请实施例提供的背光模组、抬头显示设备及汽车，通过设置多个激光光源、合束组件、准直镜、发散元件、整形组件和匀光膜；所述多个激光光源产生的光束依次经合束组件、准直镜、发散元件和整形组件后打到匀光膜上产生背光；所述合束组件，用于将所述多个激光光源合束形成一束激光光束；所述准直镜，用于对所述一束激光光束准直，以形成准直后的光束；所述发散元件，用于将所述准直后的光束匀光，并增加发散角度；所述整形组件，用于将发散后的光束整形，以使打到所述匀光膜上的整形后的光束适应所述匀光膜的尺寸。与现有技术中以led为光源的背光模组相比，本申请通过采用出光角度小的激光光源来增强光的亮度，从而在保证功耗较低的前提下提高背光亮度，同时利用合束组件、准直镜、发散元件和整形组件的配合来提高背光整体亮度和均匀度，进而提升lcd在风挡玻璃上的虚像成像效果。

24、除了上面所描述的本申请解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本申请提供的背光模组、抬头显示设备及汽车所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种背光模组，其特征在于，包括多个激光光源、合束组件、发散元件、整形组件和匀光膜；

2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述合束组件包括合束器，所述合束器包括一条耦合输出通道，以及多条波导输入通道；

3.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述激光光源包括红色激光器、绿色激光器以及蓝色激光器，所述合束组件包括至少一个透射蓝光反射绿光的第一二向色镜、至少一个透射蓝光和绿光反射红光的第二二向色镜以及至少一个反射镜或棱镜，光束经第一二向色镜、第二二向色镜汇集至反射镜或棱镜后射出。

5.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，还包括准直镜，用于对所述合束组件合成的激光光束准直，以形成准直后的光束；所述多个激光光源产生的光束依次经合束组件、准直镜、发散元件和整形组件后打到匀光膜上产生背光。

6.根据权利要求1至3任一所述的背光模组，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的背光模组，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，

9.一种抬头显示设备，其特征在于，包括背光模组、液晶显示屏、至少一个反射镜以及凹面反射镜，所述背光模组的光透过所述液晶显示屏后，依次经反射镜和凹面反射镜后反射至汽车风挡玻璃内侧成像，所述背光模组采用如权利要求1-8任一所述的背光模组。

10.一种汽车，其特征在于，包括车体和固定于车体内的抬头显示设备，所述抬头显示设备包括如权利要求1-8任一所述的背光模组。

技术总结
本申请提供一种背光模组、抬头显示设备及汽车，涉及投影装置技术领域，包括多个激光光源、合束组件、准直镜、发散元件、整形组件和匀光膜；多个激光光源产生的光束依次经合束组件、准直镜、发散元件和整形组件后打到匀光膜上产生背光。与现有技术相比，本申请通过采用出光角度小的激光光源来增强光的亮度，从而在保证功耗较低的前提下提高背光亮度，同时利用合束组件、准直镜、发散元件和整形组件的配合来提高背光整体亮度和均匀度，进而提升风挡玻璃上的虚像成像效果。

技术研发人员：许强
受保护的技术使用者：合肥疆程技术有限公司
技术研发日：20230630
技术公布日：2024/2/1