[发明专利]抬头显示装置、抬头显示方法及车辆

权利要求书

1.一种抬头显示装置，其特征在于，包括：全息光学元件HOE薄膜和图像投射装置；

所述HOE薄膜贴附于透光平面上，所述HOE薄膜包括N个薄膜区域，所述N个薄膜区域的焦距不同，其中，N为大于或等于2的正整数；

所述图像投射装置包括一个图像生成模块PGU和光学镜组，所述PGU用于生成投射图像，所述投射图像包括N个图像区域，所述光学镜组用于将所述N个图像区域分别投射至所述N个薄膜区域，经过所述N个薄膜区域的反射，使得所述N个图像区域对应的虚像聚焦到所述透光平面外的不同深度处。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光学镜组包括：

第一曲面反射镜和第二曲面反射镜，所述第一曲面反射镜和所述第二曲面反射镜位于所述HOE薄膜与所述PGU之间，所述N个图像区域中的每个图像区域依次经所述第一曲面反射镜和所述第二曲面反射镜反射到所述N个薄膜区域中的对应区域。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述N个图像区域包括：

第一图像区域和第二图像区域，所述第一图像区域用于显示仪表信息，所述第二图像区域用于显示增强现实图像信息。

4.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述HOE薄膜的制备方法包括：

将全息干板按照所述N个薄膜区域划分为N个待处理区域；

在所述N个待处理区域中的每个待处理区域处用一束聚焦激光和一束平行激光共同照射，所述每个待处理区域处所采用的聚焦激光的焦距不同。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述全息干板采用光敏材料制作。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述光敏材料包括：光致聚合物、卤化银、重铬酸盐明胶以及光折变晶体中的至少一种。

7.如权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述HOE薄膜的厚度小于或等于1mm。

8.如权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述HOE薄膜为体布拉格光栅或表面浮雕光栅。

9.如权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述HOE薄膜通过曝光法、电子束光刻法或纳米压印法中任一种方式制备。

10.如权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

控制器，所述控制器用于控制所述PGU生成投射图像，所述投射图像包括所述N个图像区域。

11.一种抬头显示方法，其特征在于，所述抬头显示方法在抬头显示装置中实现，所述抬头显示装置包括：全息光学元件HOE薄膜和图像投射装置；

所述HOE薄膜贴附于透光平面上，所述HOE薄膜包括N个薄膜区域，所述N个薄膜区域的焦距不同，其中，N为大于或等于2的正整数；

所述图像投射装置包括一个图像生成模块PGU和光学镜组，所述PGU用于生成投射图像，所述投射图像包括N个图像区域；

所述抬头显示方法包括：

将所述N个图像区域通过所述光学镜组分别投射至所述N个薄膜区域，经过所述N个薄膜区域的反射，使得所述N个图像区域对应的虚像聚焦到所述透光平面外的不同深度处。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述光学镜组包括：

第一曲面反射镜和第二曲面反射镜，所述第一曲面反射镜和所述第二曲面反射镜位于所述HOE薄膜与所述PGU之间，所述N个图像区域中的每个图像区域依次经所述第一曲面反射镜和所述第二曲面反射镜反射到所述N个薄膜区域中的对应区域。

13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述N个图像区域包括：

第一图像区域和第二图像区域，所述第一图像区域用于显示仪表信息，所述第二图像区域用于显示增强现实图像信息。