CN115128815B - 一种图像展示方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种图像展示方法、装置、电子设备及存储介质，涉及平视显示技术领域。包括：通过调整第一光路单元的焦距，调整第二光路单元的焦距，以使第一光路单元的总焦距大于等于第二光路单元的总焦距；调整第一光路单元的空间位置，调整第二光路单元的空间位置，以使第一光路单元和第二光路单元满足目标距离条件；在图像传输时，通过第一光路单元将第一图像反射至图像展示组件中，形成第一图像的第一虚像；通过第二光路单元将第二图像反射至图像展示组件中，形成第二图像的第二虚像；在图像展示组件中展示第一虚像和第二虚像。本技术方案，在AR‑HUD中同时呈现第一虚像和第二虚像时可以同时消除重影，提升用户的使用体验感受。

Description

一种图像展示方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及平视显示技术领域，尤其涉及一种图像展示方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

目前增强现实平视显示（Augmented Reality Head Up Display，AR-HUD）技术逐渐应用于汽车。为了提升用户体验，AR-HUD在驾驶员前方的图像展示组件（如汽车挡风玻璃）显示两幅不同成像距离的画面，分别为第一虚像和第二虚像。其中，第一虚像距离近，如2m~4m，可用于显示车速等基本车况信息；第二虚像距离远，如大于5m，可用于显示车道线、导航指示箭头等AR信息。

由于汽车风挡玻璃不可避免有一定厚度，AR-HUD光束在玻璃内表面、外表面反射，会出现如图1所示的重影现象。因此，如何消除HUD的图像重影成为了亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供了一种图像展示方法、装置、电子设备及存储介质，在AR-HUD中同时呈现第一图像的第一虚像和第二图像的第二虚像时，可以实现同时消除重影，提升用户的使用体验感受。

第一方面，本申请提供了一种图像展示方法，该方法可以应用于平视显示器，该平视显示器包括图像生成器、成像光路组件和图像展示组件，成像光路组件包括第一光路单元和第二光路单元，第一光路单元用于传输图像生成器生成的第一图像，第二光路单元用于传输图像生成器生成的第二图像，该方法包括：

调整所述第一光路单元的焦距，调整所述第二光路单元的焦距，以使所述第一光路单元的总焦距大于等于所述第二光路单元的总焦距；

调整所述第一光路单元的空间位置，调整所述第二光路单元的空间位置，以使所述第一光路单元和所述第二光路单元满足目标距离条件；

在图像传输时，通过所述第一光路单元将所述第一图像反射至所述图像展示组件中，形成所述第一图像的第一虚像；通过所述第二光路单元将所述第二图像反射至所述图像展示组件中，形成所述第二图像的第二虚像；

在所述图像展示组件中展示所述第一虚像和所述第二虚像。

本申请实施例提供了一种图像展示方法，包括：通过调整第一光路单元的焦距，调整第二光路单元的焦距，以使第一光路单元的总焦距大于等于第二光路单元的总焦距；调整第一光路单元的空间位置，调整第二光路单元的空间位置，以使第一光路单元和第二光路单元满足目标距离条件；在图像传输时，通过第一光路单元将第一图像反射至图像展示组件中，形成第一图像的第一虚像；通过第二光路单元将第二图像反射至图像展示组件中，形成第二图像的第二虚像；在图像展示组件中展示第一虚像和第二虚像。本申请通过对成像光路组件的焦距和空间位置进行调整之后，使得成像光路组件具备了消重影功能，在使用AR-HUD同时呈现第一图像的第一虚像和第二图像的第二虚像时，可以实现同时消除重影，提升用户的使用体验感受。

进一步的，所述第一光路单元包括第一反射镜，第二光路单元包括所述第一反射镜和第二反射镜；所述调整所述第一光路单元的焦距，调整所述第二光路单元的焦距，以使所述第一光路单元的总焦距大于等于所述第二光路单元的总焦距，包括：确定所述第一反射镜的面型公式中的第一变量，以及确定所述第二反射镜的面型公式中的第二变量；基于所述第一变量调整所述第一反射镜的焦距，以及基于所述第二变量和所述第一反射镜的焦距调整所述第二反射镜的焦距，使得所述第一光路单元的水平总焦距大于等于所述第二光路单元的水平总焦距，所述第一光路单元的竖直总焦距小于等于所述第二光路单元的竖直总焦距。

进一步的，所述调整所述第一光路单元的焦距，包括：基于所述第一变量调整所述第一反射镜的焦距，使得所述第一光路单元的水平总焦距小于等于所述第一光路单元的竖直总焦距。

进一步的，所述调整所述第一光路单元的空间位置，调整所述第二光路单元的空间位置，以使所述第一光路单元和所述第二光路单元满足目标距离条件，包括：调整所述第一反射镜的空间位置，以及调整所述第二反射镜的空间位置，使得满足第一距离小于等于第二距离，所述第一距离为所述图像生成器在所述第一光路单元中的物距，所述第二距离为所述图像生成器在所述第二光路单元中的物距；或者，使得所述第一距离、所述第二距离、所述第一光路单元的竖直总焦距和所述第二光路单元的竖直总焦距满足如下公式：

式中，f 1y表示所述第一光路单元的竖直总焦距；f 2y表示所述第二光路单元的竖直总焦距；La1表示所述第一距离；La2表示所述第二距离。

进一步的，在图像传输之前，所述成像光路组件需要满足如下条件：第三距离与第四距离的差值在预设范围内，所述第三距离为所述第一虚像与所述图像展示组件中第一反射点之间的距离，所述第四距离为所述第二虚像与所述图像展示组件中第二反射点之间的距离，所述第一反射点为通过所述第一光路单元将所述第一图像反射至所述图像展示组件的点，所述第二反射点为通过所述第二光路单元将所述第二图像反射至所述图像展示组件的点。

进一步的，所述通过所述第一光路单元将所述第一图像反射至所述图像展示组件中，包括：将所述第一图像通过光束入射至所述第一反射镜；通过所述第一反射镜将所述第一图像投影至所述图像展示组件；相应的，通过所述第二光路单元将所述第二图像反射至所述图像展示组件中，包括： 将所述第二图像通过光束入射至所述第二反射镜；通过所述第二反射镜将所述第二图像反射至所述第一反射镜；通过所述第一反射镜将所述第二图像投影至所述图像展示组件。

进一步的，所述第一光路单元还包括第三反射镜，所述第二光路单元还包括所述第三反射镜，所述第二反射镜位于所述第一反射镜的后方；所述通过所述第一光路单元将所述第一图像反射至所述图像展示组件中，包括：将所述第一图像通过光束入射至所述第一反射镜；通过所述第一反射镜将所述第一图像反射至所述第三反射镜；通过所述第三反射镜将所述第一图像投影至所述图像展示组件；相应的，通过所述第二光路单元将所述第二图像反射至所述图像展示组件中，包括： 将所述第二图像通过光束透过所述第一反射镜之后入射至所述第二反射镜；通过所述第二反射镜将所述第二图像再透过所述第一反射镜之后反射至所述第三反射镜；通过所述第三反射镜将所述第二图像投影至所述图像展示组件。

进一步的，所述成像光路组件中至少有一个反射镜为自由曲面镜，所述图像展示组件为具有预设角度的楔形角的图像展示组件。

第二方面，本申请提供了一种图像展示装置，该装置可以集成于平视显示器，该平视显示器包括图像生成器、成像光路组件和图像展示组件，成像光路组件包括第一光路单元和第二光路单元，第一光路单元用于传输图像生成器生成的第一图像，第二光路单元用于传输图像生成器生成的第二图像，该装置包括：焦距调整模块，用于调整所述第一光路单元的焦距，调整所述第二光路单元的焦距，以使所述第一光路单元的总焦距大于等于所述第二光路单元的总焦距；

位置调整模块，用于调整所述第一光路单元的空间位置，调整所述第二光路单元的空间位置，以使所述第一光路单元和所述第二光路单元满足目标距离条件；

图像传输模块，用于在图像传输时，通过所述第一光路单元将所述第一图像反射至所述图像展示组件中，形成所述第一图像的第一虚像；通过所述第二光路单元将所述第二图像反射至所述图像展示组件中，形成所述第二图像的第二虚像；

图像展示模块，用于在所述图像展示组件中展示所述第一虚像和所述第二虚像。

第三方面，本申请提供了一种电子设备，该电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本申请任意实施例所述的图像展示方法。

第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本申请任意实施例所述的图像展示方法。

需要说明的是，上述计算机指令可以全部或者部分存储在计算机可读存储介质上。其中，计算机可读存储介质可以与图像展示装置的处理器封装在一起，也可以与图像展示装置的处理器单独封装，本申请对此不做限定。

本申请中第二方面、第三方面以及第四方面的描述，可以参考第一方面的详细描述；并且，第二方面、第三方面以及第四方面的描述的有益效果，可以参考第一方面的有益效果分析，此处不再赘述。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其他特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

可以理解的是，在使用本申请各实施例公开的技术方案之前，均应当依据相关法律法规通过恰当的方式对本申请所涉及个人信息的类型、使用范围以及使用场景等告知用户并获得用户的授权。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的重影现象示意图；

图2为本申请实施例提供的一种图像展示装置的光路示意图；

图3为本申请实施例提供的一种图像展示方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的成像光路组件中包括两个反射镜的图像展示示意图；

图5为本申请实施例提供的消重影之后的图像展示示意图；

图6为本申请实施例提供的成像光路组件中包括三个反射镜的图像展示示意图；

图7为本申请实施例提供的一种图像展示装置的结构示意图；

图8是用来实现本申请实施例的一种图像展示方法的电子设备的框图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“目标”以及“原始”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够实施除了在这里图示或描述之外的顺序。此外，术语“包括”、“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在介绍本申请实施例之前，先对本申请的应用场景以及现有缺陷进行介绍。平视显示器包括图像生成器、成像光路组件和图像展示组件（如汽车挡风玻璃）。由于汽车挡风玻璃不可避免有一定厚度（一般≥4mm，典型值为4.76mm）。车用安全玻璃有三层：存在玻璃内表面、PVB膜和玻璃外表面，由两层玻璃中间夹一层PVB膜。如图2所示，附图标记6为汽车挡风玻璃，汽车挡风玻璃6与空气交界面，玻璃内表面61，玻璃外表面62，PVB膜63。PVB膜与玻璃的折射率接近，近似认为光束在玻璃内部的光束方向不发生变化，按照光束方向不发生变化进行分析，不影响本方案的说明。

图像生成器产生的第一图像和第二图像通过光束，经成像光路组件投射，以及玻璃内表面反射后进入驾驶员视野，在驾驶员前方形成处于不同位置的第一虚像和第二虚像。同时，成像光路组件投射光束，经玻璃内表面折射至玻璃外表面，再经玻璃外表面反射后，形成处于不同位置的第三虚像和第四虚像。第三虚像和第四虚像分别为第一虚像和第二虚像的重影像。相对驾驶员视角夹角，假如第一虚像和第三虚像之间的重影夹角大于预设阈值（如图2中的A1>2′）很容易察觉到两幅虚像不重叠；假如第二虚像和第四虚像之间的重影夹角大于预设阈值（如>2′）很容易察觉到两幅虚像不重叠。

图2中仅示出了第一图像的传输路径，其中，附图标记1为第一虚像；附图标记3为第三虚像；附图标记5为驾驶员眼点范围，即观看图像展示组件中所展示图像的位置；附图标记6为汽车挡风玻璃，附图标记710为图像生成器的一部分区域，用于产生第一图像；附图标记8为成像光路组件；附图标记101为第一虚像的观看视线；附图标记301为第三虚像的观看视线。

图3为本申请实施例提供的一种图像展示方法的流程示意图，本实施例可适用于通过对成像光路组件的焦距和空间位置进行调整，使得在图像展示组件中所展示的第一图像和第二图像不会出现重影现象。本实施例提供的一种图像展示方法可以由本申请实施例提供的图像展示装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，并集成在执行本方法的电子设备中。本方法应用于平视显示器，平视显示器包括图像生成器、成像光路组件和图像展示组件，成像光路组件包括第一光路单元和第二光路单元，第一光路单元用于传输图像生成器生成的第一图像，第二光路单元用于传输图像生成器生成的第二图像。

参见图3，本实施例的方法包括但不限于如下步骤：

S110、调整第一光路单元的焦距，调整第二光路单元的焦距，以使第一光路单元的总焦距大于等于第二光路单元的总焦距。

在本实施例中，成像光路组件中至少包括两个反射镜。以成像光路组件中仅包括两个反射镜为例，如图4所示成像光路组件中包括两个反射镜的图像展示示意图，第一光路单元包括第一反射镜，第二光路单元包括第一反射镜和第二反射镜。成像光路组件中至少有一个反射镜为自由曲面镜。优选的，第一反射镜为凹面镜，具体面型为自由曲面，第二反射镜为非球面柱面。

需要说明的是，本申请中反射镜的坐标系均以本领域技术人员惯用的坐标系，即为右手坐标系轴，Z轴为与镜面垂直的方向。

本步骤中焦距调整的过程为：第一步，确定第一反射镜的面型公式中的第一变量，以及确定第二反射镜的面型公式中的第二变量。

其中，第一反射镜为凹面镜，具体面型为自由曲面，在x方向和y方向有不同的曲率半径，如下公式（1）为第一反射镜的面型公式：

（1）

式中，P为法面矢高；C为中心点曲率；K为二次项系数；x、y为曲面上坐标点；

为关于x和y的多项式，N为多项式的数量，i为多项式的索引号；A_i为多项式系数。 其中，第一变量包括中心点曲率（即C）、二次项系数（即K）和多项式系数（即A_i）。优选的，C= 1/750.802，K=-0.916，与

对应的多项式系数A_i的取值如下表：

其中，第二反射镜为非球面柱面，如下公式（2）为第二反射镜在x方向的面型公式：

（2）

式中，P为法面矢高；C为中心点曲率；K为二次项系数；y为曲面上坐标点；A₄、A₆和A₈为多项式系数，其中，第二变量包括中心点曲率（即C）、二次项系数（即K）和多项式系数A_i（即A₄、A₆ 和A₈）。优选的，C=1/5564.679，K=0，A₄=1.216E-7，A₆=-1.138E-10，A₈=4.019E-14。

以上反射镜面型可以采用其他面型公式，如泽尼克多项式，具体第一变量、第二变量为对应的面型公式中的参数。

第二步，对于第一光路单元，基于第一变量调整第一反射镜的焦距；对于第二光路单元，在调整了第一反射镜的焦距的基础上，基于第二变量和第一反射镜的焦距调整第二反射镜的焦距，从而使得第一光路单元的水平总焦距大于等于第二光路单元的水平总焦距，第一光路单元的竖直总焦距小于等于第二光路单元的竖直总焦距。进一步的，基于第一变量调整第一反射镜的焦距，以使第一光路单元的水平总焦距小于等于第一光路单元的竖直总焦距。

在本步骤中，第一光路单元水平方向的焦距（即水平总焦距）为f1x，竖直方向的焦距（即竖直总焦距）为f1y。第二光路单元水平方向的焦距（即水平总焦距）为f2x，竖直方向的焦距（即竖直总焦距）为f2y。对成像光路组件的焦距进行调整的标准为：可选的，f2x≤f1x，f1y≤f2y；优选方案可以是：f2x=f1x，f1y＜f2y；优选方案还可以是：f2x＜f1x，f1y=f2y。此外，满足上述要求的同时，进一步的，第一光路单元满足f1x≤f1y。

较佳的，在本步骤中，调整第一光路单元的焦距，调整第二光路单元的焦距，所述焦距为水平方向焦距，也就是，可以只调整水平方向焦距，水平方向为平行于前轮车轴的方向，即驾驶员左右两眼对应的水平方向。

S120、调整第一光路单元的空间位置，调整第二光路单元的空间位置，以使第一光路单元和第二光路单元满足目标距离条件。

在本申请实施例中，调整第一反射镜的空间位置，以及调整第二反射镜的空间位置，具体可以是：先获取第一距离以及获取第二距离，其中，第一距离为图像生成器在第一光路单元中的第一物距，第二距离为图像生成器在第二光路单元中的第二物距；第一物距为图像生成器与第一光路单元焦点的距离与第一光路单元焦距之和，第二物距为图像生成器与第二光路单元焦点的距离与第二光路单元焦距之和。再基于第一距离和第二距离之间的大小关系，对第一反射镜的空间位置和第二反射镜的空间位置进行调整，从而使得满足第一距离小于等于第二距离。

较佳的，对第一反射镜的空间位置和第二反射镜的空间位置进行调整，使得第一距离、第二距离、第一光路单元的竖直总焦距和第二光路单元的竖直总焦距满足如下公式（3）：

（3）

式中，f 1y表示第一光路单元的竖直总焦距；f 2y表示第二光路单元的竖直总焦距；La1表示第一距离；La2表示第二距离。

结合上述步骤S110对成像光路组件的焦距进行调整，对成像光路组件的焦距和空 间位置进行调整的标准为：可选的，f2x≤f1x，f1y≤f2y，La1≤La2或者

；优选方案可以是：f2x=f1x，f1y＜f2y，（La1＜La2或者

）；优选方案还可以是：f2x＜f1x，f1y=f2y，La1=La2。此外，满足上 述要求的同时，进一步的，第一光路单元满足f1x≤f1y。

经上述步骤S110对成像光路组件的焦距进行调整和本步骤对成像光路组件的空间位置进行调整之后，最终成像光路组件就会满足如下条件： 第三距离与第四距离的差值在预设范围内，第三距离为第一虚像与图像展示组件中第一反射点之间的距离，第四距离为第二虚像与图像展示组件中第二反射点之间的距离，第一反射点为通过第一光路单元将第一图像反射至图像展示组件的点，第二反射点为通过第二光路单元将第二图像反射至图像展示组件的点。

具体的：假如要求第一虚像和第三虚像（第三虚像为重影像）之间的重影夹角，以及第二虚像和第四虚像（第四虚像为重影像）之间的重影夹角等于0时，即无重影，那么需要令第三距离等于第四距离；假如要求第一虚像和第三虚像之间的重影夹角，以及第二虚像和第四虚像（第四虚像为重影像）之间的重影夹角小于预设阈值（即<2′）时，即允许两者有轻微偏离，肉眼看不到重影，那么需要令第三距离大于等于第一倍数的第四距离且小于等于第二倍数的第四距离，第一倍数略小于1，如0.7，第二倍数略大于1，如1.3。

成像光路组件需要满足上述条件的好处在于，可以同时对第一图像和第二图像进行消重影，也就是，在图像展示组件中，不仅第一图像对应的第一虚像与第三虚像（第三虚像为重影像）之间的重影夹角小于预设阈值（即<2′）；而且第二图像对应的第二虚像与第四虚像（第四虚像为重影像）之间的重影夹角也小于预设阈值（即<2′）。

如图5所示为消重影之后的图像展示示意图，图5中附图标记1为第一虚像；附图标记2为第二虚像；附图标记3X为消重影之后的第三虚像；附图标记4X为消重影之后的第四虚像；附图标记61为玻璃内表面；附图标记62为玻璃外表面；附图标记710为生成第一图像的图像生成器；附图标记720为生成第二图像的图像生成器；附图标记8为成像光路组件（图中未示出各个反射镜）附图标记301为第一虚像和消重影之后的第三虚像的观看视线；附图标记401为第二虚像和消重影之后的第四虚像的观看视线。可以看出，驾驶员从驾驶员眼点范围处看到的第一图像和第二图像均未有重影现象。

需要解释说明的是，图5为侧视图，可以看到第三距离与第四距离的差值在预设范围内，即第三距离差不多等于第四距离。但是，并不影响驾驶员从驾驶员眼点范围处看到第一虚像距离近，如2m~4m，第二虚像距离远，如大于5m。这是因为光的像散。

S130、在图像传输时，通过第一光路单元将第一图像反射至图像展示组件中，形成第一图像的第一虚像；通过第二光路单元将第二图像反射至图像展示组件中，形成第二图像的第二虚像。

在本申请实施例中，将上述步骤对成像光路组件的焦距和空间位置进行调整之后，使得成像光路组件具备了消重影功能。然后，在图像传输时，通过第一光路单元将第一图像反射至图像展示组件中，形成第一图像的第一虚像；通过第二光路单元将第二图像反射至图像展示组件中，形成第二图像的第二虚像。

示例性的，当成像光路组件中仅包括两个反射镜时，通过第一光路单元传输第一图像的过程为：将第一图像通过光束入射至第一反射镜，通过第一反射镜将第一图像投影至图像展示组件。通过第二光路单元传输第二图像的过程为： 将第二图像通过光束入射至第二反射镜；通过第二反射镜将第二图像反射至第一反射镜；通过第一反射镜将第二图像投影至图像展示组件。

S140、在图像展示组件中展示第一虚像和第二虚像。

在本申请实施例中，相对驾驶员视角夹角，在图像展示组件中展示的第一虚像与第三虚像之间的夹角小于预设阈值或者等于0；在图像展示组件中展示的第二虚像和第四虚像之间的夹角小于预设阈值或者等于0。因而，驾驶员察觉不到两幅第一图像和第二图像存在重影现象。

可选的，图像展示组件可以为具有预设角度的楔形角的图像展示组件。

较佳的，为了尽可能简化光路使本领域人员理解，以上方案中图像展示组件（即风挡玻璃）采用平面镜。实际设计中，图像展示组件还可以替换为凹面镜，那么图像展示组件就成为了成像光路组件中的一个光路元件，也就是，第一光路单元还包括图像展示组件，第二光路单元还包括图像展示组件，成像光路组件的整体焦距仍然满足上述要求，即第一光路单元的总焦距小于等于第二光路单元的总焦距。

本实施例提供的技术方案，通过调整第一光路单元的焦距，调整第二光路单元的焦距，以使第一光路单元的总焦距大于等于第二光路单元的总焦距；调整第一光路单元的空间位置，调整第二光路单元的空间位置，以使第一光路单元和第二光路单元满足目标距离条件；在图像传输时，通过第一光路单元将第一图像反射至图像展示组件中，形成第一图像的第一虚像；通过第二光路单元将第二图像反射至图像展示组件中，形成第二图像的第二虚像；在图像展示组件中展示第一虚像和第二虚像。本申请通过对成像光路组件的焦距和空间位置进行调整之后，使得成像光路组件具备了消重影功能，在AR-HUD中同时呈现第一图像的第一虚像和第二图像的第二虚像时，可以实现同时消除重影，提升用户的使用体验感受。

在一种具体的实施例中，在AR-HUD中，第一虚像的视场角为6°×1°，第二虚像的视 场角为11°×3°。第一光路单元的水平总焦距f1x=344.6mm，第一光路单元的竖直总焦距f1y =387.7mm，第二光路单元的水平总焦f2x=344.6mm，第二光路单元的竖直总焦距f2y= 424.1mm。第一距离La1=325.7mm，第二距离La2=348.3。驾驶员眼点范围至风挡玻璃距离 832.9mm。两虚像一近，一远。第一虚像距离L11=3540mm，第二虚像距离L21=6620mm。为实现 消重影要求，第三距离L13=6600-918=5680mm，第四距离L23=6570mm-833=5740mm。

，满足第三距离与第四距离的差值在预设范围内的要求。风挡玻璃 厚度5mm，楔形角为0.7mrad，按照本领域人员现有重影计算方法，得到第一虚像与第三虚像 的重影夹角≤2′，第二虚像与第四虚像的重影夹角≤2′，重影小于要求的阈值，满足消重影 要求。

在一种具体的应用场景中，以成像光路组件中包括三个反射镜为例，如图6所示成像光路组件中包括三个反射镜的图像展示示意图，第一光路单元包括第一反射镜和第三反射镜，第二光路单元包括第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜。成像光路组件中至少有一个反射镜为自由曲面镜。优选的，第一反射镜为平面镜（也可以为曲面镜，此例选用平面镜），第二反射镜为曲面镜（也可以为平面镜，此例选用曲面镜），第三反射镜为凹面反射镜。当第一反射镜为平面镜时，调整第一光路单元的焦距可以是调整第三反射镜的焦距，调整第二光路单元的焦距可以是调整第二反射镜的焦距，以使第一光路单元的总焦距大于等于第二光路单元的总焦距；调整第一光路单元的空间位置可以是调整第一反射镜与图像生成器之间的第一距离，调整第二光路单元的空间位置可以是调整第二反射镜与图像生成器之间的第二距离，以使第一光路单元和第二光路单元满足上述的目标距离条件。

示例性的，当成像光路组件中包括三个反射镜时，可以配置第二反射镜位于第一反射镜的后方。通过第一光路单元传输第一图像的过程为：将第一图像通过光束入射至第一反射镜；通过第一反射镜将第一图像反射至第三反射镜；通过第三反射镜将第一图像投影至图像展示组件。通过第二光路单元传输第二图像的过程为：将第二图像通过光束透过第一反射镜之后入射至第二反射镜；通过第二反射镜反射后将第二图像再透过第一反射镜之后入射至第三反射镜；通过第三反射镜将第二图像投影至图像展示组件。

示例性的，成像光路组件中各反射镜参数以及其之间的安装位置可以是如下表所示：

其中，各反射镜之间安装位置的坐标系中X轴为平行于前轮车轴的方向； Z轴为垂直于前轮车轴且平行于车身的方向；Y轴为垂直于前轮车轴且垂直于车身的方向。

需要说明的是，成像光路组件中至少包括两个反射镜，根据AR-HUD的实际情况可以选择反射镜的数量，本申请实施例仅仅对反射镜为两个和三个的情况进行了解释，当反射镜为多个时也可以采用上述图像展示方法同时消除第一图像和第二图像的重影，也在本申请的保护范围之内。

图7为本申请实施例提供的一种图像展示装置的结构示意图，所述装置集成于平视显示器，所述平视显示器包括图像生成器、成像光路组件和图像展示组件，所述成像光路组件包括第一光路单元和第二光路单元，所述第一光路单元用于传输所述图像生成器生成的第一图像，所述第二光路单元用于传输所述图像生成器生成的第二图像，如图7所示，该装置700可以包括：

焦距调整模块710，用于调整所述第一光路单元的焦距，调整所述第二光路单元的焦距，以使所述第一光路单元的总焦距大于等于所述第二光路单元的总焦距；

位置调整模块720，用于调整所述第一光路单元的空间位置，调整所述第二光路单元的空间位置，以使所述第一光路单元和所述第二光路单元满足目标距离条件；

图像传输模块730，用于在图像传输时，通过所述第一光路单元将所述第一图像反射至所述图像展示组件中，形成所述第一图像的第一虚像；通过所述第二光路单元将所述第二图像反射至所述图像展示组件中，形成所述第二图像的第二虚像；

图像展示模块740，用于在所述图像展示组件中展示所述第一虚像和所述第二虚像。

可选的，所述第一光路单元包括第一反射镜，第二光路单元包括所述第一反射镜和第二反射镜；

进一步的，上述焦距调整模块710，可以具体用于：确定所述第一反射镜的面型公式中的第一变量，以及确定所述第二反射镜的面型公式中的第二变量；基于所述第一变量调整所述第一反射镜的焦距，以及基于所述第二变量和所述第一反射镜的焦距调整所述第二反射镜的焦距，使得所述第一光路单元的水平总焦距大于等于所述第二光路单元的水平总焦距，所述第一光路单元的竖直总焦距小于等于所述第二光路单元的竖直总焦距。

进一步的，上述焦距调整模块710，还可以具体用于：基于所述第一变量调整所述第一反射镜的焦距，使得所述第一光路单元的水平总焦距小于等于所述第一光路单元的竖直总焦距。

进一步的，上述焦距调整模块710，还可以具体用于：调整所述第一反射镜的空间位置，以及调整所述第二反射镜的空间位置，使得满足第一距离小于等于第二距离，所述第一距离为所述图像生成器在所述第一光路单元中的第一物距，所述第二距离为所述图像生成器在所述第二光路单元中的第二物距；或者，使得所述第一距离、所述第二距离、所述第一光路单元的竖直总焦距和所述第二光路单元的竖直总焦距满足如下公式：

式中，f 1y表示所述第一光路单元的竖直总焦距；f 2y表示所述第二光路单元的竖直总焦距；La1表示所述第一距离；La2表示所述第二距离。

可选的，在图像传输之前，所述成像光路组件需要满足如下条件：第三距离与第四距离的差值在预设范围内，所述第三距离为所述第一虚像与所述图像展示组件中第一反射点之间的距离，所述第四距离为所述第二虚像与所述图像展示组件中第二反射点之间的距离，所述第一反射点为通过所述第一光路单元将所述第一图像反射至所述图像展示组件的点，所述第二反射点为通过所述第二光路单元将所述第二图像反射至所述图像展示组件的点。

进一步的，上述图像传输模块730，可以具体用于：将所述第一图像通过光束入射至所述第一反射镜；通过所述第一反射镜将所述第一图像投影至所述图像展示组件；相应的，通过所述第二光路单元将所述第二图像反射至所述图像展示组件中，包括： 将所述第二图像通过光束入射至所述第二反射镜；通过所述第二反射镜将所述第二图像反射至所述第一反射镜；通过所述第一反射镜将所述第二图像投影至所述图像展示组件。

可选的，所述第一光路单元还包括第三反射镜，所述第二光路单元还包括所述第三反射镜，所述第二反射镜位于所述第一反射镜的后方；

进一步的，上述图像传输模块730，还可以具体用于：将所述第一图像通过光束入射至所述第一反射镜；通过所述第一反射镜将所述第一图像反射至所述第三反射镜；通过所述第三反射镜将所述第一图像投影至所述图像展示组件；相应的，通过所述第二光路单元将所述第二图像反射至所述图像展示组件中，包括： 将所述第二图像通过光束透过所述第一反射镜之后入射至所述第二反射镜；通过所述第二反射镜将所述第二图像再透过所述第一反射镜之后反射至所述第三反射镜；通过所述第三反射镜将所述第二图像投影至所述图像展示组件。

可选的，所述成像光路组件中至少有一个反射镜为自由曲面镜，所述图像展示组件为具有预设角度的楔形角的图像展示组件。

本实施例提供的图像展示装置可适用于上述任意实施例提供的图像展示方法，具备相应的功能和有益效果。

图8是用来实现本申请实施例的一种显示方法的电子设备的框图。电子设备10旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备（如头盔、眼镜、手表等）和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本申请的实现。

如图8所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器（ROM）12、随机访问存储器（RAM）13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器（ROM）12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器（RAM）13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出（I/O）接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器（DSP）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如图像展示方法。

在一些实施例中，图像展示方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的图像展示方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行图像展示方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本申请的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本申请的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，CRT（阴极射线管）或者LCD（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算系统（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算系统（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims (9)

1.一种图像展示方法，其特征在于，所述方法应用于平视显示器，所述平视显示器包括图像生成器、成像光路组件和图像展示组件，所述成像光路组件包括第一光路单元和第二光路单元，所述第一光路单元用于传输所述图像生成器生成的第一图像，所述第二光路单元用于传输所述图像生成器生成的第二图像，所述方法包括：

调整所述第一光路单元的焦距，调整所述第二光路单元的焦距，以使所述第一光路单元的总焦距大于等于所述第二光路单元的总焦距；

调整所述第一光路单元的空间位置，调整所述第二光路单元的空间位置，以使所述第一光路单元和所述第二光路单元满足目标距离条件；

在图像传输时，通过所述第一光路单元将所述第一图像反射至所述图像展示组件中，形成所述第一图像的第一虚像；通过所述第二光路单元将所述第二图像反射至所述图像展示组件中，形成所述第二图像的第二虚像；

在所述图像展示组件中展示所述第一虚像和所述第二虚像；

其中，所述第一光路单元包括第一反射镜，所述第二光路单元包括所述第一反射镜和第二反射镜；所述调整所述第一光路单元的焦距，调整所述第二光路单元的焦距，以使所述第一光路单元的总焦距大于等于所述第二光路单元的总焦距，包括：

确定所述第一反射镜的面型公式中的第一变量，以及确定所述第二反射镜的面型公式中的第二变量；

基于所述第一变量调整所述第一反射镜的焦距，以及基于所述第二变量和所述第一反射镜的焦距调整所述第二反射镜的焦距，使得所述第一光路单元的水平总焦距大于等于所述第二光路单元的水平总焦距，所述第一光路单元的竖直总焦距小于等于所述第二光路单元的竖直总焦距；

基于所述第一变量调整所述第一反射镜的焦距，使得所述第一光路单元的水平总焦距小于等于所述第一光路单元的竖直总焦距。

2.根据权利要求1所述的图像展示方法，其特征在于，所述第一光路单元包括第一反射镜，所述第二光路单元包括所述第一反射镜和第二反射镜；所述调整所述第一光路单元的空间位置，调整所述第二光路单元的空间位置，以使所述第一光路单元和所述第二光路单元满足目标距离条件，包括：

调整所述第一反射镜的空间位置，以及调整所述第二反射镜的空间位置，使得满足第一距离小于等于第二距离， 所述第一距离为所述图像生成器在所述第一光路单元中的物距，所述第二距离为所述图像生成器在所述第二光路单元中的物距；

或者，使得所述第一距离、所述第二距离、所述第一光路单元的竖直总焦距和所述第二光路单元的竖直总焦距满足如下公式：

式中，f 1y表示所述第一光路单元的竖直总焦距；f 2y表示所述第二光路单元的竖直总焦距；La1表示所述第一距离；La2表示所述第二距离。

3.根据权利要求1所述的图像展示方法，其特征在于，在图像传输之前，所述成像光路组件需要满足如下条件：

第三距离与第四距离的差值在预设范围内，所述第三距离为所述第一虚像与所述图像展示组件中第一反射点之间的距离，所述第四距离为所述第二虚像与所述图像展示组件中第二反射点之间的距离，所述第一反射点为通过所述第一光路单元将所述第一图像反射至所述图像展示组件的点，所述第二反射点为通过所述第二光路单元将所述第二图像反射至所述图像展示组件的点。

4.根据权利要求1所述的图像展示方法，其特征在于，所述通过所述第一光路单元将所述第一图像反射至所述图像展示组件中，包括：

将所述第一图像通过光束入射至所述第一反射镜；

通过所述第一反射镜将所述第一图像投影至所述图像展示组件；

相应的，通过所述第二光路单元将所述第二图像反射至所述图像展示组件中，包括：

将所述第二图像通过光束入射至所述第二反射镜；

通过所述第二反射镜将所述第二图像反射至所述第一反射镜；

通过所述第一反射镜将所述第二图像投影至所述图像展示组件。

5.根据权利要求1所述的图像展示方法，其特征在于，所述第一光路单元还包括第三反射镜，所述第二光路单元还包括所述第三反射镜，所述第二反射镜位于所述第一反射镜的后方；所述通过所述第一光路单元将所述第一图像反射至所述图像展示组件中，包括：

将所述第一图像通过光束入射至所述第一反射镜；

通过所述第一反射镜将所述第一图像反射至所述第三反射镜；

通过所述第三反射镜将所述第一图像投影至所述图像展示组件；

相应的，通过所述第二光路单元将所述第二图像反射至所述图像展示组件中，包括：

将所述第二图像通过光束透过所述第一反射镜之后入射至所述第二反射镜；

通过所述第二反射镜将所述第二图像再透过所述第一反射镜之后反射至所述第三反射镜；

通过所述第三反射镜将所述第二图像投影至所述图像展示组件。

6.根据权利要求1所述的图像展示方法，其特征在于，所述成像光路组件中至少有一个反射镜为自由曲面镜，所述图像展示组件为具有预设角度的楔形角的图像展示组件。

7.一种图像展示装置，其特征在于，所述装置集成于平视显示器，所述平视显示器包括图像生成器、成像光路组件和图像展示组件，所述成像光路组件包括第一光路单元和第二光路单元，所述第一光路单元用于传输所述图像生成器生成的第一图像，所述第二光路单元用于传输所述图像生成器生成的第二图像，所述装置包括：

焦距调整模块，用于调整所述第一光路单元的焦距，调整所述第二光路单元的焦距，以使所述第一光路单元的总焦距大于等于所述第二光路单元的总焦距；

位置调整模块，用于调整所述第一光路单元的空间位置，调整所述第二光路单元的空间位置，以使所述第一光路单元和所述第二光路单元满足目标距离条件；

图像传输模块，用于在图像传输时，通过所述第一光路单元将所述第一图像反射至所述图像展示组件中，形成所述第一图像的第一虚像；通过所述第二光路单元将所述第二图像反射至所述图像展示组件中，形成所述第二图像的第二虚像；

图像展示模块，用于在所述图像展示组件中展示所述第一虚像和所述第二虚像；

所述第一光路单元包括第一反射镜，第二光路单元包括所述第一反射镜和第二反射镜；

所述焦距调整模块，具体用于确定所述第一反射镜的面型公式中的第一变量，以及确定所述第二反射镜的面型公式中的第二变量；基于所述第一变量调整所述第一反射镜的焦距，以及基于所述第二变量和所述第一反射镜的焦距调整所述第二反射镜的焦距，使得所述第一光路单元的水平总焦距大于等于所述第二光路单元的水平总焦距，所述第一光路单元的竖直总焦距小于等于所述第二光路单元的竖直总焦距；

所述焦距调整模块，还具体用于基于所述第一变量调整所述第一反射镜的焦距，使得所述第一光路单元的水平总焦距小于等于所述第一光路单元的竖直总焦距。

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至6中任一所述的图像展示方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1至6中任一所述的图像展示方法。

Images