[发明专利]增强现实抬头显示器系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车电子技术领域，尤其涉及一种增强现实抬头显示器系统及方法。

背景技术

随着汽车消费的普及，人们对汽车产品驾乘时的智能化和安全性要求越来越高，抬头显示器(HUD)作为一种能够把行车信息投射在行驶方向上的显示技术，能够方便驾驶员在开车过程中观察车子信息，双眼不需要离开行驶方向，提高了驾驶的安全性。但目前市场上的HUD产品，存在着景深距离小的缺点，从驾驶员眼睛到实际显示的画面距离，只能达到2-3米的距离，故传统的HUD只能把信息简单的呈现在驾驶员前方2-3米处，不能实现加强现实效果，即投影信息和实际的路面相结合的效果。

发明内容

基于此，针对上述技术问题，提供一种增强现实抬头显示器系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种增强现实抬头显示器系统，包括:

用于投射光线的投影模块；

用于供所述光线经过形成实像并在光学平面镜上形成镜像的成像元件；

用于将所述镜像反射至凹面镜上的光学平面镜，所述成像元件以及光学平面镜依次设于所述投影模块的投射路径上；

用于放大所述光学平面镜反射的镜像并投射至全息光学膜上的凹面镜；

全息光学膜，所述全息光学膜固定于汽车挡风玻璃上，光线的行进方向与所述全息光学膜的光栅结构满足如下关系：

其中，n以及n'分别为入射边以及折射边的折射率，θ_i是光线的入射角，θ_d是光线的折射角，λv是光在真空中的波长，m是衍射级数，L为光栅的周期。

所述光学平面镜到凹面镜的距离大于该凹面镜的焦距，并小于该凹面镜的两倍焦距。

所述投影模块斜向上布置，其投射方向为斜向上，所述凹面镜设于光学平面镜的前侧，所述全息光学膜固定于汽车挡风玻璃的内侧。

所述投影模块为激光投影模块。

所述成像元件为透射率>80％、雾度>80的散射膜。

本发明还涉及一种增强现实抬头显示方法，包括：

设置用于投射光线的投影模块；

设置用于供所述光线经过形成实像并在光学平面镜上形成镜像的成像元件；

设置用于将所述镜像反射至凹面镜上的光学平面镜，所述成像元件以及光学平面镜依次设于所述投影模块的投射路径上；

设置用于放大所述光学平面镜反射的镜像并投射至全息光学膜上的凹面镜；

在汽车挡风玻璃上设置全息光学膜，光线的行进方向与所述全息光学膜的光栅结构满足如下关系：

其中，n以及n'分别为入射边以及折射边的折射率，θ_i是光线的入射角，θ_d是光线的折射角，λv是光在真空中的波长，m是衍射级数，L为光栅的周期。

所述光学平面镜到凹面镜的距离大于该凹面镜的焦距，并小于该凹面镜的两倍焦距。

所述投影模块斜向上布置，其投射方向为斜向上，所述凹面镜设于光学平面镜的前侧，所述全息光学膜固定于汽车挡风玻璃的内侧。

所述投影模块为激光投影模块。

所述成像元件为透射率>80％、雾度>80的散射膜。

本发明提高了景深距离的上限，能够实现虚拟指示信息和实际道路相结合的效果，并且提高了驾驶员的可视角。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式本发明进行详细说明：

图1为本发明的光路以及结构示意图；

图2为本发明的使用场景示意图；

图3为本发明的全息光学膜的光栅结构的示意图；

图4为本发明抬头显示器显示虚拟箭头的景深距离示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，一种增强现实抬头显示器系统，包括投影模块11、成像元件12、光学平面镜13、凹面镜14以及全息光学膜15。

投影模块11用于投射光线，其斜向上布置，投射方向为斜向上，源图像通过投影模块11投射至成像元件12上。

在本实施例中，投影模块11采用激光投影模块，可以提供比LED更高的亮度，并且具有单色性和相干性好的优势，在放大画面的情况下，面亮度损失比较小。

成像元件12以及光学平面镜13依次设于投影模块11的投射路径上。