本技术实施例涉及光显示领域，尤其涉及一种光路折叠魔抗和相关设备。
背景技术：
1、抬头显示技术(head up display，hud)通过成像光向反射元件(例如车辆上的风挡玻璃等)的投射实现显示。ar hud是一种常用的hud类型，具有视场角(field of view，fov)大、投影距离远等优势。
2、在不同的应用场景中，对hud有不同的要求。例如，在车辆、桌面显示、桌面投影等应用场景中，对hud的体积要求较为严格。示例地，车辆上使用的hud需要避开仪表板横梁(car cross beam，ccb)、转向管柱、风管等车辆内部的结构。
3、通常来说，ar hud的投影距离、视场角等参数与ar hud的体积成正相关的关系。导致ar hud的投影距离、视场角等性能与体积无法兼顾。
技术实现思路
1、本技术实施例提供了一种光路折叠模块和相关设备，用于减小抬头显示设备的体积。
2、第一方面，本技术实施例提供了一种光路折叠模块。该光路折叠模块包括图像生成单元(picture generation unit，pgu)镜头、偏振分光器、波片和扩散屏。其中，pgu镜头用于输出第一偏振光，该第一偏振光从pgu镜头输出后投射至偏振分光器。偏振分光器用于将第一偏振光反射至波片。波片用于反射第一偏振光并改变第一偏振光的偏振方向，得到第二偏振光。其中，第一偏振光与第二偏振光的偏振方向相互垂直。来自波片的第二偏振光投射至偏振分光器。由于第二偏振光与第一偏振光的偏振方向相互垂直，因此偏振分光器可以透射第二偏振光。第二偏振光经偏振分光器后投射至扩散屏。扩散屏用于对第二偏振光成像。
3、在本技术实施例中，由于波片可以改变偏振光的偏振方向，偏振分光器可以将不同偏振方向的偏振光的光路折叠。因此通过波片结合偏振分光器的结构，可以使得偏振方向改变前后的偏振光的光路高度重叠。使用了该光路折叠模块的显示设备(例如hud)，可以在光程不变(画幅不用减小)的情况下减小体积，或者在减小体积的情况下维持光程的水平(画幅不用减小)，使得显示设备(例如hud)兼具小体积与大画幅的优势。
4、在一种可选的实现方式中，光路折叠模块还包括至少一个反射镜。第二偏振光从偏振分光器出射后，经该至少一个反射镜反射至扩散屏。
5、在本技术实施例中，通过至少一个反射镜实现对光路的进一步折叠，从而可以进一步减小显示设备(例如hud)的体积。
6、在一种可选的实现方式中，至少一个反射镜为相互平行的多个反射镜，偏振分光器与多个反射镜之间的夹角大于或等于20°，小于或等于30°。
7、在本技术实施例中，使多个反射镜之间相互平行，可以使一块反射镜被多次利用(多次反射成像光)，从而将较长的光路变成盒式的结构，使应用了该光路折叠模块的显示设备(例如hud)结构更加紧凑，可以较大程度压缩光路折叠模块乃至整个显示设备的体积。偏振分光器与反射镜之间的夹角可以影响成像光从扩散屏出射的角度。从实际经验来看，使得偏振分光器与反射镜之间的夹角在20°至30°的范围之内，偏振分光器的反射率和透过率更好，可以提升成像光的显示效果。
8、在一种可选的实现方式中，光路折叠模块还包括第一微调元件，第一微调元件用于固定至少一个反射镜。第一微调元件可以用于调整至少一个反射镜的方向。
9、在本技术实施例中，通过第一微调元件，可以实现对反射镜方向的调整，从而可以在不同的显示设备中，使第二偏振光以不同的角度从扩散屏出射，从而适配不同的显示设备(以及对应的光路结构)。因此，通过第一微调元件，使得光路折叠模块可以适配不同显示设备的不同光路，扩展了光路折叠模块与显示设备的适用场景。
10、在一种可选的实现方式中，光路折叠模块还包括第二微调元件，第二微调元件用于固定偏振分光器。第二微调元件可以用于调整偏振分光器的方向。
11、在本技术实施例中，通过第二微调元件，可以实现对偏振分光器方向的调整，从而可以在不同的显示设备中，使第二偏振光以不同的角度从扩散屏出射，从而适配不同的显示设备(以及对应的光路结构)。因此，通过第二微调元件，使得光路折叠模块可以适配不同显示设备的不同光路，扩展了光路折叠模块与显示设备的适用场景。
12、在一种可选的实现方式中，第二偏振光以第一角度投射至扩散屏。其中，第一角度不等于90°。
13、在本技术实施例中，阳光可以90°入射至扩散屏进入光路折叠模块内部，从而经光路元件投射至pgu镜头附近。若第二偏振光以90°投射至扩散屏，则成像光(即第一偏振光和第二偏振光)与阳光的光路重合，来自外部的阳光可以投射至pgu镜头，再沿成像光的光路投射至人眼，造成眩光。本技术实施例使第二偏振光投射至扩散屏的角度不等于90°，可以使得成像光路与太阳光的光路分离，防止产生眩光。
14、在一种可选的实现方式中，光路折叠模块还包括第一反射镜，第一反射镜用于将来自pgu镜头的第一偏振光反射至偏振分光器。
15、在本技术实施例中，pgu出射的光经过第一反射镜后改变方向，可以在纵向上(即上下方向)减小显示设备的尺寸大小，使得显示设备可以适配于该方向(即光从pgu出射的方向)上尺寸要求更高的场景。
16、在一种可选的实现方式中，光路折叠模块还可以包括偏振片。偏振片用于从来自pgu的光束中分离出第一偏振光，并将第一偏振光投射至pgu镜头。
17、在本技术实施例中，在pgu镜头后设置偏振片，通过偏振片从来自pgu的光束中分离出第一偏振光，仅允许第一偏振光进入光路折叠模块，从而提升光束的纯度，防止第一偏振光中掺杂其他偏振方向的光，提升显示效果。具体的，第一偏振片的光轴可以根据pgu实际装调情况进行调整，从而提升光束的纯度，提高图像对比度。
18、在一种可选的实现方式中，pgu镜头用于输出来自pgu的光束，来自pgu的光束中包括第一偏振光。光路折叠模块还包括偏振片，偏振片用于从来自pgu镜头的光束中分离出第一偏振光，并将第一偏振光投射至偏振分光器。
19、在本技术实施例中，在pgu镜头前设置偏振片，通过偏振片从来自pgu的光束中分离出第一偏振光，仅允许第一偏振光进入光路折叠模块，从而提升光束的纯度，防止第一偏振光中掺杂其他偏振方向的光，提升显示效果。
20、在一种可选的实现方式中，第一偏振光为s光，第二偏振光为p光。或者，第一偏振光为p光，第二偏振光为s光。
21、在一种可选的实现方式中，偏振分光器包括线栅和/或偏振分光棱镜(polarizingbeam splitter，pbs)。
22、第二方面，本技术实施例还提供了一种显示设备，该显示设备包括pgu、反射元件和第一方面所述的光路折叠模块。其中，pgu用于通过pgu镜头输出包括第一偏振光的光束。反射元件用于对来自扩散屏的第二偏振光进行反射。
23、在一种可选的实现方式中，偏振分光器的反射面朝向pgu的上表面，或者朝向pgu的下表面。
24、在一种可选的实现方式中，光路折叠模块包括多个反射镜。该多个反射镜中任一反射镜与pgu的上表面之间的夹角小于或等于第一阈值，与pgu的下表面之间的夹角小于或等于第一阈值。其中，第一阈值为5°。
25、在本技术实施例中，使得反射镜与pgu上表面之间的夹角小于或等于5°，可以使得成像光投射至扩散屏的位置尽量靠近扩散屏的中心，提升显示效果。在本技术实施例中，第一阈值也可以是更大或更小的数值，本技术对此不做限定。
26、第三方面，本技术实施例还提供了一种车辆。该车辆包括第二方面所述的显示设备，该显示设备安装在车辆上。
27、第二方面和第三方面的有益效果参见第一方面，此处不再赘述。
1.一种光路折叠模块，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，还包括至少一个反射镜：
3.根据权利要求2所述的模块，其特征在于，所述至少一个反射镜为相互平行的多个反射镜，所述偏振分光器与所述多个反射镜之间的夹角大于或等于20°，小于或等于30°。
4.根据权利要求2或3所述的模块，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求1至4中任一项所述的模块，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求1至5中任一项所述的模块，其特征在于，所述第二偏振光以第一角度投射至所述扩散屏，所述第一角度不等于90°。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的模块，其特征在于，还包括：
8.根据权利要求1至7中任一项所述的模块，其特征在于，还包括：
9.根据权利要求1至7中任一项所述的模块，其特征在于，所述pgu镜头用于输出来自pgu的光束，所述来自pgu的光束包括所述第一偏振光；
10.根据权利要求1至9中任一项所述的模块，其特征在于，所述第一偏振光为s光，所述第二偏振光为p光；或者，所述第一偏振光为p光，所述第二偏振光为s光。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的模块，其特征在于，所述偏振分光器包括线栅和/或偏振分光棱镜。
12.一种显示设备，其特征在于，包括pgu、反射元件和权利要求1至11中任一项所述的光路折叠模块；
13.根据权利要求12所述的显示设备，其特征在于，所述偏振分光器的反射面朝向所述pgu的上表面，或者朝向所述pgu的下表面。
14.根据权利要求12或13所述的显示设备，其特征在于，所述光路折叠模块包括多个反射镜；
15.一种车辆，其特征在于，包括权利要求12至14中任一项所述的显示设备，所述显示设备安装在所述交通工具上。
