[發(fā)明專利]一種多焦圖像生成裝置、抬頭顯示裝置、相關(guān)方法及設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010415276.1
• 申請(qǐng)日: 2020-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN113671702A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛磊;李仕茂;常天海;黃志勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G02B27/01
• 分類號(hào): G02B27/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N多焦圖像生成裝置、抬頭顯示裝置、相關(guān)方法及設(shè)備，其中，該裝置包括圖像生成單元和焦距調(diào)節(jié)器。所述圖像生成單元，用于產(chǎn)生攜帶圖像信息的光束，并將所述光束照射至所述焦距調(diào)節(jié)器的表面；所述焦距調(diào)節(jié)器，用于對(duì)照射至所述焦距調(diào)節(jié)器表面的光束進(jìn)行焦距調(diào)節(jié)，以生成所述多焦圖像生成裝置的多個(gè)焦面。本申請(qǐng)的技術(shù)方案，通過焦距調(diào)節(jié)器靈活調(diào)節(jié)焦距，可以實(shí)現(xiàn)任意焦距連續(xù)可調(diào)，并且實(shí)現(xiàn)任意數(shù)量、任意位置的焦面(或成像面)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及圖像顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多焦圖像生成裝置、抬頭顯示裝置及相關(guān)方法。

背景技術(shù)

抬頭顯示(Head up display，HUD)，又稱為平行顯示系統(tǒng)，是指以駕駛員為中心的多功能儀表盤。它的作用是把時(shí)速、導(dǎo)航等重要的行車信息，投影到駕駛員前面的風(fēng)擋玻璃上，讓駕駛員盡量做到不低頭、不轉(zhuǎn)頭就能看到時(shí)速、導(dǎo)航等重要的駕駛信息。圖1為一種HUD的顯示界面示意圖，如圖1所示，HUD顯示的圖像包括時(shí)速“4km/h”，導(dǎo)航“20m右轉(zhuǎn)箭頭”等信息。

但是，由于普通HUD顯示的圖像和實(shí)際道路上的物體并不是在同一個(gè)焦平面，導(dǎo)致駕駛員的人眼需要在道路物體和HUD成像面之間來回切換，調(diào)整眼睛的焦點(diǎn)。當(dāng)前的HUD雖然解決了低頭的問題，但頻繁調(diào)整焦點(diǎn)也會(huì)導(dǎo)致視覺疲勞，降低了用戶體驗(yàn)。為了實(shí)現(xiàn)真正意義上的基于增強(qiáng)顯示(Augmented reality，AR)的HUD，需要解決圖像生成裝置多焦面成像的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N多焦圖像生成裝置、抬頭顯示裝置及相關(guān)方法，主要目的是解決圖像生成裝置多焦面成像的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)任意焦距連續(xù)可調(diào)。

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N多焦圖像生成裝置，該裝置包括：圖像生成單元和焦距調(diào)節(jié)器。所述圖像生成單元，用于產(chǎn)生攜帶圖像信息的光束，并將所述光束照射至所述焦距調(diào)節(jié)器的表面；所述焦距調(diào)節(jié)器，用于對(duì)照射至所述焦距調(diào)節(jié)器表面的光束進(jìn)行焦距調(diào)節(jié)，以生成所述多焦圖像生成裝置的多個(gè)焦面。

本申請(qǐng)的技術(shù)方案中，可以基于圖像生成單元光路改造升級(jí)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。通過焦距調(diào)節(jié)器靈活調(diào)節(jié)焦距位置，可以實(shí)現(xiàn)任意焦距連續(xù)可調(diào)，并且實(shí)現(xiàn)任意數(shù)量、任意位置的焦面(或成像面)。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述焦距調(diào)節(jié)器通過加載不同的相位信息，使得所述多焦圖像生成裝置生成多個(gè)焦面，其中，不同的相位信息對(duì)應(yīng)不同的焦面。

本申請(qǐng)的技術(shù)方案中，焦距調(diào)節(jié)器通過加載相位信息調(diào)節(jié)焦距，從而控制焦面的數(shù)量和位置，具有較高的靈活性。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述焦距調(diào)節(jié)器包括多個(gè)成像區(qū)域，不同的成像區(qū)域?qū)?yīng)不同的焦面。焦距調(diào)節(jié)器的成像區(qū)域可以通過軟件劃分，支持任意邊界形狀，靈活性高。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述不同的成像區(qū)域加載的相位信息不同。在不同的成像區(qū)域加載不同的相位信息，可以實(shí)現(xiàn)不同焦面的圖像分區(qū)顯示。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述焦距調(diào)節(jié)器設(shè)置于所述圖像生成單元的成像面之后，或者，所述焦距調(diào)節(jié)器設(shè)置于所述圖像生成單元的成像面處，或者，所述焦距調(diào)節(jié)器設(shè)置于所述圖像生成單元的成像面之前。焦距調(diào)節(jié)器的位置可靈活設(shè)置，只要圖像生成單元的產(chǎn)生的光束能夠被焦距調(diào)節(jié)器接收即可。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述焦距調(diào)節(jié)器加載的相位信息包括菲涅爾透鏡的相位分布或澤尼克透鏡的相位分布。通過改變焦距調(diào)節(jié)器上加載的菲涅爾透鏡或澤尼克透鏡的相位分布圖案，可以改變等效透鏡的焦距，從而控制多焦圖像生成裝置產(chǎn)生連續(xù)的多個(gè)焦面。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述焦距調(diào)節(jié)器為空間光調(diào)制器。該空間光調(diào)制器可以為相位型空間光調(diào)制器，可以基于液晶或微機(jī)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述焦距調(diào)節(jié)器的前方設(shè)置偏振片，所述偏振片用于使所述光束的偏振態(tài)對(duì)齊所述焦距調(diào)節(jié)器的配向?qū)臃较颉?/p>