CN116931263A - 一种抬头显示装置、抬头显示方法及车辆 - Google Patents

Abstract

一种抬头显示装置、抬头显示方法及车辆，仅通过一个PGU来实现，可以将降低HUD装置的成本以及体积。抬头显示装置包括PGU和光学组件。PGU产生承载第一区域图像和第二区域图像的光束。光学组件的不同投射区域对应于不同的光焦度，从而使得经过光学组件反射或者透射出的第一区域图像的虚像和第二区域图像的虚像聚焦的位置不同。不需通过增加某个区域图像的光路的光程来达到聚焦不同位置的效果，因此不需要更多的反射组件，有助于简化HUD装置的装配体积，并且复杂度较低。

Description

一种抬头显示装置、抬头显示方法及车辆

技术领域

本申请涉及智能车技术领域，特别涉及一种抬头显示装置、抬头显示方法及车辆。

背景技术

抬头显示(head up display，HUD)技术又称平视显示技术，近年来逐步在汽车领域获得了广泛应用。HUD装置把汽车行驶中的重要信息投影到挡风玻璃上，经过挡风玻璃的反射，在驾驶员视线正前方形成虚像，使得驾驶员无需低头观看仪表盘或者控制屏就可以看到这些信息。相比于仪表盘、中控屏等需要驾驶员低头观察的显示方式，HUD避免了驾驶员低头观察时无法顾及路况可能引发的驾驶风险，是更安全的车载显示方式。

目前为了实现更大显示区域。比如仪表信息如车速、油量、水温等，近处2-3m处显示，把导航信息和现实融合，在7.5m～10m之间的远处显示。目前的HUD装置依靠多个图像生成单元(picture generation unit，PGU)实现，但实现成本较高，体积较大。

发明内容

本申请实施例提供一种抬头显示装置、抬头显示方法及车辆，仅通过一个PGU来实现，可以将降低HUD装置的成本以及体积。

第一方面，本申请实施例提供一种抬头显示装置，包括图像生成单元PGU和光学组件；PGU，用于产生承载待投射图像的光束，待投射图像包括第一区域图像和第二区域图像；发射第一区域图像的光束，使得第一区域图像的光束经过光学组件的第一投射区域；发射第二区域图像的光束，使得第二区域图像的光束经过光学组件的第二投射区域；光学组件中第一区域图像的光束的光路所经过部分的光焦度和第二区域图像的光束的光路所经过部分的光焦度不同。

光学组件中第一区域图像的光束的光路所经过部分的光焦度和第二区域图像的光束的光路所经过部分的光焦度不同，可以理解为，光学组件可以划分为两部分，第一部分对应于第一投射区域，第二部分对应于第二投射区域。第一部分与第二部分的光焦度不同。

通过上述HUD装置，通过一个PGU将第一区域图像和第二区域图像投射到光学组件的不同的投射区域，而由于光学组件的不同投射区域的部分具有不同的光焦度，从而使得从HUD装置输出的不同的区域图像可以聚焦在不同的深度处，即可以显示为两个不同虚像距的虚像。上述HUD仅需要使用单个PGU，并且不需通过增加某个区域图像的光路的光程，因此不需要更多的反射组件，有助于简化HUD装置的装配体积，并且复杂度较低。

在一种可能的设计中，装置还包括消重影组件，消重影组件用于对输入消重影组件的第一区域图像的光束和/或第二区域图像的光束进行调整，使得经过光学组件的第一投射区域发出的第一区域图像的光束与经过光学组件的第二投射区域发出的第二区域图像的光束不重叠。

上述设计中，通过消重影组件对光束进行调整，从而使得两个区域图像的光束在到达人眼时不会发生重叠，第一区域图像对应的虚像和第二区域图像对应的虚像聚焦后不会发生干扰，从而防止人眼看到的近焦面的图像中存在部分远焦面的图像，远焦面的图像中存在部分近焦面的图像。

在一种可能的设计中，消重影组件包括第一光楔和/或第二光楔；第一光楔位于PGU与第一投射区域的光路之间，用于对输入第一光楔的第一区域图像的光束的发射方向进行调整；或者，第二光楔位于PGU与第二投射区域的光路之间，用于对输入第二光楔的第二区域图像的光束的发射方向进行调整。可以理解的是，通过第一光楔对PGU投射到第一光楔的第一区域图像的光束的传播方向进行调整，和/或通过第二光楔对PGU投射到第二光楔的第二区域图像的光束的传播方向进行调整，从而使得第一区域图像的光束和第二区域图像的光束到达光学组件时，不存在重叠。

在一种可能的设计中，所述消重影组件包括至少一个第一半波片、第一膜层和第二膜层，所述第一膜层贴附于所述光学组件的第一投射区域，所述第二膜层贴附于所述光学组件的第二投射区域。

情形1，所述至少一个第一半波片位于所述PGU与所述第一投射区域的光路之间，经过所述至少一个第一半波片调整后的所述第一区域图像的光束的偏振方向与所述PGU投射出的所述第二区域图像的光束的偏振方向垂直；所述第一膜层的偏振方向与所述PGU投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向垂直，所述第一膜层的偏振方向与所述第二膜层的偏振方向垂直。第一膜层的偏振方向与至少一个半波片投射出的第一区域图像的光束的偏振方向相同，第二膜层的偏振方向与至少一个半波片投射出的第一区域图像的光束的偏振方向垂直，从而第一区域图像的光束到达第二膜层时，会被第二膜层吸收，相反第二区域图像的光束到达第一膜层时，会被第一膜层吸收。即可以理解为，光学组件的第一投射区域投射出的第一区域图像的光束与第二投射区域投射出的第二区域图像的光束之间互不干扰。

情形2，所述至少一个第一半波片位于所述PGU与所述第二投射区域的光路之间，经过所述至少一个半波片调整后的所述第二区域图像的光束的偏振方向与所述PGU投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向垂直；所述第一膜层的偏振方向与所述PGU投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向相同，所述第一膜层的偏振方向与所述第二膜层的偏振方向垂直。第二膜层的偏振方向与至少一个半波片投射出的第二区域图像的光束的偏振方向相同，第一膜层的偏振方向与至少一个半波片投射出的第二区域图像的光束的偏振方向垂直，从而第一区域图像的光束到达第二膜层时，会被第二膜层吸收，相反第二区域图像的光束到达第一膜层时，会被第一膜层吸收。即可以理解为，光学组件的第一投射区域投射出的第一区域图像的光束与第二投射区域投射出的第二区域图像的光束之间互不干扰。

在一种可能的设计中，所述PGU包括投影光机和散射片，所述投影光机用于产生所述承载待投射图像的光束；所述散射片包括第三投射区域和第四投射区域；所述散射片，用于将所述第三投射区域接收的所述第一区域图像的光束均匀投射到所述光学组件的第一投射区域，以及将所述第四投射区域接收的所述第二区域图像的光束均匀投射到所述光学组件的第二投射区域。

在一种可能的设计中，消重影组件部署于PGU中，消重影组件包括第三光楔和/或第四光楔；第三光楔位于投影光机与第三投射区域的光路之间，用于对输入第三光楔的第一区域图像的光束的发射方向进行调整；或者，第四光楔位于投影光机与第四投射区域的光路之间，用于对输入第四光楔的第二区域图像的光束的发射方向进行调整。可以理解的是，通过第三光楔对投影光机投射到第三光楔的第一区域图像的光束的传播方向进行调整，和/或通过第四光楔对投影光机投射到第四光楔的第二区域图像的光束的传播方向进行调整，从而使得第一区域图像的光束和第二区域图像的光束到达光学组件时，不存在重叠。

在一种可能的设计中，消重影组件包括至少一个第二半波片、第三膜层和第四膜层，第一膜层贴附于光学组件的第一投射区域，第二膜层贴附于光学组件的第二投射区域。

情形1，至少一个第二半波片位于投影光机与第三投射区域的光路之间，经过至少一个第二半波片调整后的第一区域图像的光束的偏振方向与投影光机投射出的第二区域图像的光束的偏振方向垂直；第一膜层的偏振方向与投影光机投射出的第一区域图像的光束的偏振方向垂直，第一膜层的偏振方向与第二膜层的偏振方向垂直。第二膜层的偏振方向与至少一个半波片投射出的第二区域图像的光束的偏振方向相同，第一膜层的偏振方向与至少一个半波片投射出的第二区域图像的光束的偏振方向垂直，从而第一区域图像的光束到达第二膜层时，会被第二膜层吸收，相反第二区域图像的光束到达第一膜层时，会被第一膜层吸收。即可以理解为，光学组件的第一投射区域投射出的第一区域图像的光束与第二投射区域投射出的第二区域图像的光束之间互不干扰。

情形2，至少一个第二半波片位于投影光机与第一投射区域的光路之间，经过至少一个第二半波片调整后的第二区域图像的光束的偏振方向与投影光机投射出的第一区域图像的光束的偏振方向垂直；第一膜层的偏振方向与投影光机投射出的第一区域图像的光束的偏振方向相同，第一膜层的偏振方向与第二膜层的偏振方向垂直。第二膜层的偏振方向与至少一个半波片投射出的第二区域图像的光束的偏振方向相同，第一膜层的偏振方向与至少一个半波片投射出的第二区域图像的光束的偏振方向垂直，从而第一区域图像的光束到达第二膜层时，会被第二膜层吸收，相反第二区域图像的光束到达第一膜层时，会被第一膜层吸收。即可以理解为，光学组件的第一投射区域投射出的第一区域图像的光束与第二投射区域投射出的第二区域图像的光束之间互不干扰。

在一种可能的设计中，所述消重影组件包括第四反射镜和第五反射镜；所述第四反射镜，用于将所述投影光机产生的第一区域图像光束投射到所述光学镜组的所述第一投射区域；所述第五反射镜，用于将所述投影光机的第二区域图像光束投射到所述光学镜组的所述第二投射区域；所述第四反射镜与所述第五反射镜的反射角度不同。

上述设计中，通过两个反射镜的反射角度不同，使得第一区域图像的光束和第二区域图像的光束在到达光学组件时拉开了一定的间距，从而使得两个区域图像的光束到达光学组件时互不干扰。

在一种可能的设计中，所述光学组件包括自由曲面主镜，所述自由曲面主镜包括所述第一投射区域和所述第二投射区域，所述自由曲面主镜中所述第一投射区域处和所述第二投射区域处的光焦度不同。

上述设计中，通过配置不同区域具有不同光焦度的自由曲面主镜，无需通过调整不同的区域图像的光程来达到远近焦面的效果，从而可以降低HUD装置的装配体积。

在一种可能的设计中，抬头显示装置还包括第一反射镜；第一反射镜，用于将PGU投射的第一区域图像的光束进行光路折叠，使得第一区域图像的光束反射到自由曲面主镜的第一投射区域；以及将PGU投射的第二区域图像的光束进行光路折叠，使得第二区域图像的光束反射到自由曲面主镜的第二投射区域。

上述设计中，通过反射镜来对光路进行折叠，组件之间装配更加紧凑，进一步降低HUD装置的装配体积。

在一种可能的设计中，抬头显示装置还包括风挡，光学组件包括全息光学元件HOE薄膜，HOE薄膜贴附于风挡或者HOE薄膜位于风挡的夹层，HOE薄膜包括第一投射区域和第二投射区域，HOE薄膜中第一投射区域处和第二投射区域处的光焦度不同。上述设计中，通过在风挡上设计具有不同光焦度的HOE薄膜，无需通过调整不同的区域图像的光程来达到远近焦面的效果，从而可以降低HUD装置的装配体积。

在一种可能设计中，所述光学组件包括第一透镜组和第二透镜组，所述第一透镜组的光焦度与所述第二透镜组的光焦度不同；所述第一透镜组位于所述光学组件的第三投射区域，所述第二透镜组位于所述光学组件的第四投射区域。上述设计中，通过透镜来实现远近焦面的效果，成本较低。

在一种可能的设计中，所述装置还包括第二反射镜和第三反射镜；所述第二反射镜，用于将所述PGU投射的所述第一区域图像的光束进行光路折叠，使得所述第一区域图像的光束反射到所述第一透镜组，经过所述第一透镜组的透射后到达所述第三反射镜，经过所述第三反射镜反射到风挡；以及，将所述PGU投射的所述第二区域图像的光束进行光路折叠，使得所述第二区域图像的光束反射到所述第二透镜组，经过所述第二透射组的透射后到达所述第三反射镜，经过所述第三反射镜反射到风挡。

上述设计中，通过反射镜来对光路进行折叠，组件之间装配更加紧凑，进一步降低HUD装置的装配体积。

第二方面，本申请实施例提供一种车辆，包括第一方面或者第二方面的任一设计所述的抬头显示装置。

第三方面，本申请实施例提供一种抬头显示方法，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图像生成单元PGU和光学组件；所述抬头显示方法，包括：通过所述PGU发射承载待投射图像的光束，所述待投射图像包括第一区域图像和第二区域图像，使得第一区域图像的光束经过所述光学组件的第一投射区域，第二区域图像的光束经过所述光学组件的第二投射区域；其中，所述光学组件中所述第一区域图像的光束的光路所经过部分的光焦度和所述第二区域图像的光束的光路所经过部分的光焦度不同，使得所述第一区域图像对应的虚像和所述第二区域图像对应的虚像聚焦在风挡外的不同的位置处。

在一种可能的设计中，所述抬头显示装置还包括消重影组件；

通过所述消重影组件对输入所述消重影组件的第一区域图像的光束和/或第二区域图像的光束进行调整，使得经过所述光学组件的第一投射区域发出的第一区域图像的光束与经过所述光学组件的第二投射区域发出的第二区域图像的光束不重叠。

在一种可能的设计中，所述消重影组件包括第一光楔和/或第二光楔；通过所述消重影组件对输入所述消重影组件的第一区域图像的光束和/或第二区域图像的光束进行调整，包括：

所述第一光楔位于PGU与所述第一投射区域的光路之间，通过所述第一光楔对所述PGU发射的第一区域图像的光束的发射方向进行调整；或者，

所述第二光楔位于所述PGU与所述第二投射区域的光路之间，通过所述第二光楔对所述PGU发射的第二区域图像的光束的发射方向进行调整。

在一种可能的设计中，所述消重影组件包括至少一个第一半波片、第一膜层和第二膜层，所述第一膜层贴附于所述光学组件的第一投射区域，所述第二膜层贴附于所述光学组件的第二投射区域；

通过所述消重影组件对输入所述消重影组件的第一区域图像的光束和/或第二区域图像的光束进行调整，包括：

所述至少一个第一半波片位于所述PGU与所述第一投射区域的光路之间，通过所述至少一个半波片调整所述PGU投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向与所述PGU投射出的所述第二区域图像的光束的偏振方向垂直；所述第一膜层的偏振方向与所述PGU投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向垂直，所述第一膜层的偏振方向与所述第二膜层的偏振方向垂直；或者，

所述至少一个第一半波片位于所述PGU与所述第一投射区域的光路之间，通过所述至少一个半波片调整后的所述第二区域图像的光束的偏振方向与所述PGU投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向垂直；所述第一膜层的偏振方向与所述PGU投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向相同，所述第一膜层的偏振方向与所述第二膜层的偏振方向垂直。

在一种可能的设计中，所述PGU包括投影光机和散射片，所述投影光机用于产生所述承载待投射图像的光束，所述散射片包括第三投射区域和第四投射区域；

所述方法还包括：

通过所述散射片将所述第三投射区域接收的所述第一区域图像的光束均匀投射到所述光学组件的第一投射区域，以及将所述第四投射区域接收的所述第二区域图像的光束均匀投射到所述光学组件的第二投射区域。

在一种可能的设计中，所述消重影组件部署于所述PGU中，所述消重影组件包括第三光楔和/或第四光楔；

通过所述消重影组件对输入所述消重影组件的第一区域图像的光束和/或第二区域图像的光束进行调整，包括：

所述第三光楔位于投影光机与所述第三投射区域的光路之间，通过所述第三光楔对所述投影光楔发射的第一区域图像的光束的发射方向进行调整；或者，

所述第四光楔位于所述投影光机与所述第四投射区域的光路之间，通过所述第四光楔对所述投影光机发射的第二区域图像的光束的发射方向进行调整。

在一种可能的设计中，所述消重影组件包括至少一个第二半波片、第三膜层和第四膜层，所述第一膜层贴附于所述光学组件的第一投射区域，所述第二膜层贴附于所述光学组件的第二投射区域；

通过所述消重影组件对输入所述消重影组件的第一区域图像的光束和/或第二区域图像的光束进行调整，包括：

所述至少一个第二半波片位于所述投影光机与所述第三投射区域的光路之间，通过所述至少一个第二半波片调整所述第一区域图像的光束的偏振方向与所述投影光机投射出的所述第二区域图像的光束的偏振方向垂直；所述第一膜层的偏振方向与所述投影光机投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向垂直，所述第一膜层的偏振方向与所述第二膜层的偏振方向垂直；或者，

所述至少一个第二半波片位于所述投影光机与所述第一投射区域的光路之间，通过所述至少一个第二半波片调整所述第二区域图像的光束的偏振方向与所述投影光机投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向垂直；所述第一膜层的偏振方向与所述投影光机投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向相同，所述第一膜层的偏振方向与所述第二膜层的偏振方向垂直。

在一种可能的设计中，所述消重影组件包括第四反射镜和第五反射镜；

通过所述消重影组件对输入所述消重影组件的第一区域图像的光束和/或第二区域图像的光束进行调整，包括：

通过所述第四反射镜将所述投影光机产生的第一区域图像光束投射到所述光学镜组的所述第一投射区域；

通过所述第五反射镜将所述投影光机的第二区域图像光束投射到所述光学镜组的所述第二投射区域；

所述第四反射镜与所述第五反射镜的反射角度不同。

在一种可能的设计中，所述光学组件包括自由曲面主镜，所述自由曲面主镜包括所述第一投射区域和所述第二投射区域，所述自由曲面主镜中所述第一投射区域处和所述第二投射区域处的光焦度不同。

在一种可能的设计中，所述抬头显示装置还包括第一反射镜；

所述方法还包括：

通过所述第一反射镜将所述PGU投射的所述第一区域图像的光束进行光路折叠，使得所述第一区域图像的光束反射到所述自由曲面主镜的所述第一投射区域；以及将所述PGU投射的所述第二区域图像的光束进行光路折叠，使得所述第二区域图像的光束反射到所述自由曲面主镜的所述第二投射区域。

在一种可能的设计中，所述抬头显示装置还包括风挡，所述光学组件包括全息光学元件HOE薄膜，所述HOE薄膜贴附于所述风挡或者所述HOE薄膜位于所述风挡的夹层，所述HOE薄膜包括所述第一投射区域和所述第二投射区域，所述HOE薄膜中所述第一投射区域处和所述第二投射区域处的光焦度不同。

在一种可能的设计中，所述光学组件包括第一透镜组和第二透镜组，所述第一透镜组的光焦度与所述第二透镜组的光焦度不同；所述第一透镜组位于所述光学组件的第三投射区域，所述第二透镜组位于所述光学组件的第四投射区域。

在一种可能的设计中，所述装置还包括第二反射镜和第三反射镜；

所述方法还包括：

通过所述第二反射镜将所述PGU投射的所述第一区域图像的光束进行光路折叠，使得所述第一区域图像的光束反射到所述第一透镜组，经过所述第一透镜组的透射后到达所述第三反射镜，经过所述第三反射镜反射到风挡；以及，将所述PGU投射的所述第二区域图像的光束进行光路折叠，使得所述第二区域图像的光束反射到所述第二透镜组，经过所述第二透射组的透射后到达所述第三反射镜，经过所述第三反射镜反射到风挡。

上述第三方面中任一设计可以达到的技术效果可以参照上述第一方面中有益效果的描述，此处不再重复赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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要介绍。

图1为本申请提供的一种可能的应用场景示意图；

图2为一种可能的HUD系统架构示意图；

图3为本申请提供的一种可能的HUD装置结构示意图；

图4为本申请提供的另一种可能的HUD装置结构示意图；

图5A为本申请提供的一种可能的投影光机结构示意图；

图5B为本申请提供的另一种可能的投影光机结构示意图；

图5C为本申请提供的又一种可能的投影光机结构示意图；

图6为本申请提供的又一种可能的投影光机结构示意图；

图7A为本申请提供的又一种可能的投影光机结构示意图；

图7B为本申请提供的又一种可能的投影光机结构示意图；

图8为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图9为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图10为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图11为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图12为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图13为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图14为本申请提供的串扰场景示意图；

图15A为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图15B为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图16A为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图16B为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图16C为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图16D为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图16E为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图16F为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图17为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图18A为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图18B为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图18C为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图18D为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图18E为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图18F为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图19为本申请提供的又一种可能的HUD装置结构示意图；

图20为本申请提供的一种可能的HUD系统结构示意图；

图21为本申请提供的另一种可能的HUD系统结构示意图；

图22为本申请提供的又一种可能的HUD系统结构示意图；

图23为本申请提供的又一种可能的HUD系统结构示意图；

图24为本申请提供的又一种可能的HUD系统结构示意图；

图25为本申请提供的又一种可能的HUD系统结构示意图；

图26为本申请提供的又一种可能的HUD方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请实施例进行详细描述。

本申请实施例提供的抬头显示(head up display，HUD)装置，可以应用于车辆上，也可以应用于飞机、航天航空飞行器、轮船等其他交通工具上。为便于描述，在本申请中，均以车载HUD为例进行描述。但应理解，这并不能作为对本申请的限定。

参见图1所示，为车载HUD装置应用在车辆上的场景示意图，HUD系统用于将车辆上的仪表信息(车速、温度、油量等)和导航信息等通过车辆的风挡投射在驾驶员的视野范围内，其中，导航信息对应的虚像可以叠加在车辆外的真实环境上，使得驾驶员可获得增强现实的视觉效果，例如可用于AR导航、自适应巡航、车道偏离预警等。为了不干扰路况，仪表信息对应的虚像的虚像距通常为2米至3米左右。为了使导航信息对应的虚像与真实的路面能够更好的融合，导航信息对应的虚像的虚像距一般为7米至15米左右。虚像距可以理解为人眼到虚像中心的距离。

为了降低HUD装置的体积，可以通过使用一个PGU，通过不同物距来实现远近两个虚像距的虚像显示。物距是指物方焦平面到光学元件之间的距离。参见图2所示为一种可能的HUD装置结构示意图。PGU分成两个不同区域的图像A和图像B。图像A经过PGU发射出后，经过第一反射元件A、第二曲面反射元件A以及第二曲面反射元件B分别进行反射后到达风挡，参见图2中的实线。图像B经过PGU发射出后，经过第二曲面反射元件A以及第二曲面发射元件B进行反射后到达风挡，参见图2中的虚线。上述方案虽然能够减少PGU的使用数量，减少成本，但是不同物距导致需要引入更多的光学元件来折叠光路实现不同物距，因此光学元件多，装调难度加大。

基于此，本申请实施例提供一种HUD装置，仅使用一个PGU，不需要引入更多的光学元件来调整物距，使得HUD系统显示至少两个不同虚像距的虚像，有助于HUD装置的小型化。

参见图3所示，为本申请实施例提供的一种HUD装置的结构示意图。该HUD装置中包括图像生成单元PGU300和光学组件400。PGU300用于产生承载待投射图像的光束。待投射图像包括第一区域图像和第二区域图像。PGU300发送承载待透射图像的光束，使得第一区域图像的光束经过光学组件的第一投射区域，使得第二区域图像的光束经过光学组件的第二投射区域。也可以理解为，PGU300发射第一区域图像的光束，使得第一区域图像的光束经过光学组件的第一投射区域。PGU300发射第二区域图像的光束，使得第二区域图像的光束经过光学组件的第二投射区域。光学组件400中第一区域图像的光束的光路所经过部分的光焦度和第二区域图像的光束的光路所经过部分的光焦度不同。

此处，光学组件400中第一区域图像的光束的光路所经过部分的光焦度和第二区域图像的光束的光路所经过部分的光焦度不同。可以理解为，光学组件400可以划分为两部分，第一部分对应于第一投射区域，第二部分对应于第二投射区域。第一部分与第二部分的光焦度不同。也可以理解，光学组件400的第一投射区域和第二投射区域的光焦度不同。

光焦度是焦距的倒数，用于量度光学镜片的屈光能力，单位为D，焦距1m时光焦度为1D，即1m-1。焦距2m时的光焦度为0.5D，依次类推。焦距也称为焦长，是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指从透镜中心到光聚集之焦点的距离，又称有效焦距。

通过上述HUD装置，通过一个PGU将第一区域图像和第二区域图像投射到光学组件的不同的投射区域，而由于光学组件的不同投射区域的部分具有不同的光焦度，从而使得从HUD装置输出的不同的区域图像可以聚焦在不同的深度处，即可以显示为两个不同虚像距的虚像。上述HUD仅需要使用单个PGU，并且不需通过增加某个区域图像的光路的光程，因此不需要更多的反射组件，有助于简化HUD装置的装配体积，并且复杂度较低。

可选地，第一区域图像可与第二区域图像相同，即两个不同虚像距的虚像是相同的。如此，可以实现具有不同的虚像距的相同虚像，从而可以产生动态变焦的视觉效果。例如，一个向前方延伸的动态导航指针箭头，当此动态箭头的虚像进入远焦光路(形成第一虚像的光路可称为远焦光路)时，相当于箭头由近焦处的第二位置直接进入远焦光路的第一位置，对于驾驶员的视觉感受会是箭头由近向远延伸，整个显示具前后空间的立体感，即可产生类似动态变焦的视觉效果。第一区域图像与第二区域图像也可以不同。比如光学组件400的第一部分的光焦度小于第二部分的光焦度。第一区域图像携带导航图像信息，第二区域图像携带仪表图像信息。即，在距离驾驶员距离较近的位置呈现仪表信息，距离驾驶员较远的位置呈现导航信息。

下面对图3所示的各个功能组件和结构分别进行介绍说明，以给出示例性的具体实现方案。

一、PGU300：

PGU300可以采用主动式投影方案实现，也可以采用被动式投影方案实现，本申请实施例对此不作具体限定。

被动式投影方案采用被动式的投影光机。被动式的投影光机采用被动式图像源，需要额外的光源照射到图像调制器件。被动式图像源的技术可以采用硅基液晶(liquidcrystal on silicon，LCOS)技术方案、或者数字光处理(digital light processing，DLP)技术方案、或者发光二级管(light-emitting diode，LED)技术方案、或者激光束扫描(laser beam scanning，LBS)技术方案。其中，光源可以是普通的侧面发射的半导体激光光源，也可以是发光二级管(light-emitting diode，LED)光源，或者是垂直腔面发射激光器等。光源的波长可以是单色的也可以是混合光谱的白光。图像调制器件可以采用LCOS、数字微镜元件(digital micromirror device，DMD)、或者LCD以及微机电系统(micro-electromechanical system，MEMS)等器件。主动式投影方案可以采用主动式图像源。主动式图像源本身即为图像调制器件，可以通过熄灭和点亮不同的颜色像素来实现图像的调制，在主动式图像源的图像调制器件可以采用如有机发光二级管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)、或者微型有机发光二极管(Micro-OLED)，迷你发光二极管(Mini-LED)或者微型发光二极管(Micro-LED)阵列模块等。

参见图4所示，采用被动式投影方案的PGU300的结构示意图。PGU300包括投影光机310，散射片(diffuser)320。散射片320包括第三投射区域和第四投射区域。投影光机310用于产生承载待投射图像的光束。散射片320将第三投射区域接收到的第一区域图像的光束均匀投射到光学组件400的第一投射区域。散射片320将第四投射区域接收到的第二区域图像均匀投射光学组件400的第二投射区域。

具体的，散射片320负责将投影光机310发射的承载第一区域图像的光束和承载第二区域图像的光束按照不同的角度投射出去，使得第一区域图像的光束和第二区域图像的光束分别投射到光学组件400的不同的投射区域。也就是说，散射片320的第三投射区域320-1和第二投射区域320-2采用不同的投射角度。散射片320可以是反射型散射片或者透射型散射片。本申请实施例对此不作具体限定。

如下例举几种投影光机310的结构。

参见图5A所示，为一种可能的采用被动式图像源的投影光机310结构示意图。投影光机310包括照明组件311和成像组件312。照明组件311用于发射光束。成像组件312用于将包括第一区域图像和第二区域图像的待投射图像调制到光源发射的光束上。

参见图5B所示，照明组件311可以包括光源3111-1以及透射式照明光路3112-1。成像组件312包括图像调制器件3121-1和投影镜头3122-1。光源3111-1发出的光束经过透射式照明光路3112-1后，光束透射到图像调制器件3121-1上，再经过投影镜头3122-1投射出去。图像调制器件3121-1可以采用透射式调制芯片，比如LCD。图像调制器件3121-1可以包括两个区域，其中一个区域用于调制第一区域图像，另一种区域用于调制第二区域图像。

参见图5C所示，照明组件311包括光源3111-2、反射式照明光路3112-2。成像组件312包括图像调制器件3121-2和投影镜头3122-2。光源3111-2发出的光束经过反射式照明光路3112-2反射到图像调制器件3121-2上，再经过投影镜头3122-2投射出去。图像调制器件3121-2可以采用透射式调制芯片，比如LCOS、DMD、或者LCD等器件。图像调制器件3121-2可以包括两个区域，其中一个区域用于调制第一区域图像，另一种区域用于调制第二区域图像。

一些实施例中，透射式调制芯片通过照明组件311对光束入射角度进行控制，按照一定的角度入射到图像调制器件3121-2，使得图像调制器件3121-2处于最佳工作状态。

参见图6、图7A和图7B所示，为另一种可能的采用被动式图像源的投影光机310结构示意图。投影光机310包括照明组件311、成像组件312以及反射镜313。图6所示的投影光机310的结构与图5A所示的投影光机的结构的区别在于，图6所示的投影光机310的结构中在成像组件312之后增加了反射镜313。反射镜313用于执行光路折叠，以获得更紧凑的体积。反射镜313可以曲面反射镜也可以是平面反射镜，本申请实施例对此不作具体限定。图7A和图7B是在图6的基础上，照明组件311和成像组件312采用图5B和图5C的结构得出的。

参见图8所示，为采用主动发光图像源的HUD装置结构示意图。PGU300可以采用主动发光图像源330，主动发光图像源330可以是OLED/Micro-OLED或者Micro/Mini-LED阵列的面板，进行分区域的调控来显示得到包括第一区域图像和第二区域图像的图像源。参见图8所示，主动发光图像源330包括第一分区330-1和第二分区330-2。主动式图像源的PGU300的结构相比于被动式图像源的PGU300的结构来说，主动式图像源的结构简单，不需要投影系统即可实现。主动式图像源的亮度相比被动式图像源的亮度较低。

二、光学组件400。

第一种可能的方式中，参见图9所示的HUD装置，光学组件400可以采用自由曲面主镜410。自由曲面主镜410包括第一曲面反射区域410-1(可以理解为第一投射区域)和第二曲面反射区域410-2(可以理解为第二投射区域)。所述自由曲面主镜中第一曲面反射区域410-1处和第二曲面反射区域410-2处的光焦度不同。

第二种可能的方式中，参见图10所示，光学组件400可以包括全息光学元件(holographic optical element，HOE)薄膜420，HOE薄膜420贴附于风挡，HOE薄膜420包括投射区域420-1和投射区域420-2，所述HOE薄膜420中投射区域420-1处和投射区域420-2处的光焦度不同。HOE薄膜420可以贴附于风挡外侧，也可以贴附于风挡内侧，或者还可以作为风挡的夹层，本申请对此不做限定。

HOE薄膜420具体可以是体布拉格光栅(volume bragg grating，VBG)，或者表面浮雕光栅(surface relief grating，SRG)。其中，VBG的内部折射率周期性变化，SRG的表面结构周期性变化，使得通过内部的折射率光栅或者浮雕光栅，可以对入射的光线进行调制，以实现对光线的反射和聚焦。

第三种可能的方式中，参见图11所示的HUD装置，光学组件400中包括第一透镜组470、第二透镜组480。第一透镜组470包括一个或者多个透镜。第二透镜组480包括一个或者多个透镜。所述第一透镜组470的光焦度与所述第二透镜组480的光焦度不同。PGU300将第一区域图像的光束投射到第一透镜组470。PGU300将第二区域图像的光束投射到第二透镜组480。

一些实施例中，HUD装置中还可以部署反射镜来执行光路折叠，以减少HUD装置的体积。反射镜的位置本申请实施例不作具体限定。

比如，参见图12所示的HUD装置，HUD装置中还包括反射镜430。图12中以光学组件400采用自由曲面主镜410为例。PGU300将第一区域图像的光束和第二区域图像的光束投射到反射镜430。反射镜430将接收到所述第一区域图像的光束反射到所述自由曲面主镜的第一曲面反射区域410-1；以及将接收到所述第二区域图像的光束反射到所述自由曲面主镜的第二曲面反射区域410-2。反射镜430可以是平面反射镜也可以是曲面反射镜，本申请实施例对此不作具体限定。自由曲面主镜410将所述第一曲面反射区域410-1(对应于光学组件400的第一投射区域)接收到的所述第一区域图像的光束投射至风挡；以及将所述第二曲面反射区域410-2(对应于光学组件400的第二投射区域)接收到的所述第二区域图像的光束投射至风挡。

再比如，参见图13所示的HUD装置，HUD装置中包括反射镜450、反射镜460。PGU300发射待投射图像的光束，所述待投射图像包括第一区域图像和第二区域图像。可以理解为投影光机310发射承载第一区域图像的光束和承载第二区域图像的光束。PGU300将第一区域图像的光束和第二区域图像的光束投射到反射镜450。反射镜450将接收到所述第一区域图像的光束反射到所述第一透镜组470，经过所述第一透射组470的透射后到达所述反射镜460的第一反射区域，经过所述第一反射区域反射到风挡。反射镜450将接收到所述第二区域图像的光束反射到所述第二透镜组480，经过所述第二透射组480的透射后到达所述反射镜460的第二反射区域，经过所述第二反射区域反射到风挡。

一些场景中，由于PGU300通过两个区域的同一平面投射第一区域图像和第二区域图像，并且两个区域的距离较近，导致第一区域图像的光束和第二区域图像的光束到达光学组件400时可能会发生重叠，会导致显示的第一区域图像和第二区域图像之间存在串扰。作为一种举例，以采用被动式的图像发光源为例，光学组件400采用自由曲面主镜410为例。散射片320的第三投射区域320-1和第四投射区域320-2处于同一平面，并且距离较近，使得经过第三投射区域320-1发射出去到达自由曲面主镜410的光束和经过第四投射区域320-2发射出去到达自由曲面主镜410的光束在发生重叠，从而导致第一区域图像的虚像和第二区域图像的虚像之间存在串扰，即近虚像距处(或者称为近焦面)的画面包含远虚像距处(或者称为远焦面)的部分内容，远虚像距处的画面包含近虚像距处的部分内容。参见图14所示，以散射片320的第一投射区域320-1对应近焦面的画面，第二投射区域320-2对应远焦面的画面为例。参见图14中(a)所示，近焦面的图像和远焦面的图像的处于一个平面上，并且距离较近，在分别向自由曲面主镜410的两个投射区域投射时，近焦面图像的部分光线入射到光学组件400上属于远焦面图像的区域，导致从而造成近远虚像面会出现串扰。图14中(a)以远焦面通过201标注，近焦面通过202来标注为例。参见图14中(b)所示，远焦面201的图像中包含了部分近焦面202的图像。

本申请实施例中可以在HUD装置中部署消重影组件500。消重影组件500通过对光束进行调整，使得两个区域图像的光束能够经过光学组件400的第一投射区域的光束和第二投射区域光束互不干扰。即消重影组件500对输入消重影组件500的第一区域图像的光束和/或第二区域图像的光束进行调整，使得经过所述光学组件400的第一投射区域发出的第一区域图像的光束与经过所述光学组件400的第二投射区域发出的第二区域图像的光束互不干扰(比如不发生重叠)。

参见图15A和图15B所示，消重影组件500可以部署于PGU300内部，也可以部署于PGU300与光学组件400的光路之间。

如下对消重影组件的结构进行说明。

第一种可能的实现方式中，以消重影组件采用光楔为例。

示例1：

消重影组件500包括光楔510。光楔510位于第一区域图像的光束到达光学组件400之前。

参见图16A所示，以采用被动式图像发光源的PGU300为例。该光楔510可以部署于散射片320的第三投射区域与第一投射区域的光路之间。

投影光机310发出承载第一区域图像和第二区域图像的光束，光束分区投射到散射片320的第三投射区域和第四投射区域，即承载第一区域图像的光束投射到散射片320的第三投射区域320-1，承载第二区域图像的光束投射到散射片320的第四投射区域320-2。第三投射区域320-1投射出的承载第一区域图像的光束经过光楔510折射后，承载第一区域图像的光束向远离第二投射区域的方向发生偏转，使得经过光楔510折射后，第一区域图像的光束和第二区域图像的光束之间拉开了间距，从而避免串扰的产生。

需要说明的是，该光楔510属于PGU300，即部署于PGU300内部，也可以不属于PGU300，即部署于PGU300外部。

参见图16B所示，以采用被动式图像发光源的PGU300为例。光楔510位于投影光机310与散射片320的第一投射区域的光路之间。投影光机310发出承载第一区域图像和第二区域图像的光束，承载第一区域图像的光束经过光楔510后，承载第一区域图像的光束的发射方向发生偏转，使得承载第一区域图像的光束与第二区域图像的光束在到达散射片320之前拉开一定的间距，从而散射片320的第一投射区域320-1将第一区域图像的光束投射到光学组件400的第三投射区域，以及散射片320的第一投射区域320-2将第二区域图像的光束投射到光学组件400的第四投射区域。由于承载第一区域图像的光束与第二区域图像的光束在到达散射片320之前已经拉开一定的间距，使得第一区域图像的光束和第二区域图像的光束在到达光学组件400后不会发生重叠，从而可以避免远近焦面的画面串扰的产生。

示例2：

消重影组件500包括光楔520。光楔520位于第二区域图像的光束到达光学组件400之前。

参见图16C所示，以采用被动式图像发光源的PGU300为例。该光楔520可以部署于散射片320的第四投射区域与光学组件400的第二投射区域的光路之间。图16C中，光楔520对经过散射片320的第四投射区域投射出承载第二区域图像的光束向远离光学组件400的第一投射区域的方向偏转，使得经过光楔520折射后，到达光学组件400的第二区域图像的光束和第一区域图像的光束之间拉开了间距，从而避免远近焦面的画面串扰的产生。

参见图16D所示，以采用被动式图像发光源的PGU300为例。光楔520位于投影光机310与散射片320的第四投射区域的光路之间。投影光机310发出承载第一区域图像和第二区域图像的光束，承载第二区域图像的光束经过光楔520后，承载第二区域图像的光束的发射方向发生偏转，使得承载第二区域图像的光束与第一区域图像的光束在到达散射片320之前拉开一定的间距，从而散射片320的第三投射区域320-1将第一区域图像的光束投射到光学组件400的第一投射区域，以及散射片320的第四投射区域320-2将第二区域图像的光束投射到光学组件400的第二投射区域。由于承载第二区域图像的光束与第一区域图像的光束在到达散射片320之前已经拉开一定的间距，使得第一区域图像的光束和第二区域图像的光束在到达光学组件400后不会发生重叠，从而可以避免远近焦面的画面串扰的产生。

一些实施例中，可以在第一区域图像的光束的光路上以及第二区域图像的光束的光路上分别部署一个光楔，比如消重影组件500包括光楔510和光楔520，参见图16E和图16F所示。图16E中光楔510和光楔520部署于散射片320与光学组件400之间。图16F中光楔510和光楔520部署于投影光机310和散射片320之间。

第二种可能的实现方式中，消重影组件采用多个反射镜，反射镜可以采用平面反射镜也可以采用曲面反射镜。例如，在PGU300内部署两个平面反射镜，分别为平面反射镜530和平面反射镜540。平面反射镜530和平面反射镜540可以部署在到达第三投射区域和第四投射区域之前的光路的不同位置，用于拉开到达光学组件400的第一区域图像的光束与第二区域图像的光束之间的间距。参见图17所示，平面反射镜530将投影光机310产生的第一区域图像光束投射到所述散射片320的第三投射区域；平面反射镜540将投影光机310产生的第二区域图像光束投射到所述散射片320的第四投射区域。

第三种可能的实现方式中，消重影组件500也可以通过调整第一区域图像的光束和第二区域图像的光束的偏振方向，比如第一区域图像光束的偏振方向与第二区域图像光束的偏振方向垂直，从而即使第一区域图像的光束与第二区域图像的光束存在重叠部分，但由于偏振方向的不同，也可以避免串扰。

消重影组件500采用至少一个半波片和贴附于光学组件400的第一投射区域和第二投射区域的膜层。至少一个半波片可以部署在到达第一投射区域和第二投射区域之前的光路的不同位置。膜层可以是反射型膜或者透射型膜。比如膜层的偏振方向为A，则反射型膜反射偏振方向为A的光，遮蔽其它偏振方向的光。而透射型膜透射偏振方向为A的光，遮蔽其它偏振方向的光。

方式1：

消重影组件500中包括半波片550和膜层560-1和膜层560-2。膜层560-1贴附于光学组件400的第一投射区域，膜层560-2贴附于光学组件400的第二投射区域。半波片550可以部署于第一区域图像的光束到达膜层560-1的光路之前。膜层560-1的偏振方向与膜层560-2的偏振方向垂直。

参见图18A所示，以PGU300采用被动式发光源为例，半波片550位于散射片320的第三投射区域与膜层560-1的光路之间。投影光机310发出承载第一区域图像和第二区域图像的光束，光束分区投射到散射片320的第三投射区域和第四投射区域，即承载第一区域图像的光束投射到散射片320的第三投射区域320-1，承载第二区域图像的光束投射到散射片320的第四投射区域320-2。第三投射区域320-1投射出的承载第一区域图像的光束经过半波片550后，半波片550对第一区域图像的光束的偏振方向进行了调整，使得半波片550发射的第一区域图像的光束的偏振方向与第四投射区域320-2投射出的第二区域图像的光束的偏振方向垂直。膜层560-1的偏振方向与所述第四投射区域投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向垂直，即膜层560-1的偏振方向与半波片550输出的第一图像区域的光束的偏振方向相同。膜层560-1的偏振方向与膜层560-2的偏振方向垂直。如果第二区域图像的光束进入到膜层560-1后，会被膜层560-1吸收。如果第一区域图像的光束进入到膜层560-2后，会被膜层560-2吸收。

参见图18B所示，以PGU300采用主动式图像发光源为例。半波片550位于主动式图像发光源330的投射区域330-1与膜层560-1的光路之间。膜层560-1的偏振方向与分区330-2投射出的所述第二区域图像的光束的偏振方向垂直，膜层560-1的偏振方向与半波片550输出的第一图像区域的光束的偏振方向相同。

参见图18C所示，以PGU300采用被动式发光源为例。半波片550位于投影光机310与散射片320的第三投射区域320-1的光路之间。半波片550调整经过投影光机310发出的第一区域图像的光束的偏振方向与所述投影光机310发出的第二区域图像的光束的偏振方向垂直。膜层560-1的偏振方向与第三投射区域320-1投射出的第一区域图像的光束的偏振方向相同，膜层560-1的偏振方向与半波片550输出的第一图像区域的光束的偏振方向相同。膜层560-1的偏振方向与膜层560-2的偏振方向垂直。如果第二区域图像的光束进入到膜层560-1后，会被膜层560-1吸收。如果第一区域图像的光束进入到膜层560-2后，会被膜层560-2吸收。

参见图18D所示，以PGU300采用被动式发光源为例。半波片550位于散射片320的第四投射区域320-2与膜层560-2的光路之间。与图18A不同的，第二区域图像的光束的偏振方向经过半波片550后发生了变化，使得经过半波片550的第二区域图像的光束的偏振方向与第一投射区域投射出的第一区域图像的光束的偏振方向垂直。膜层560-1的偏振方向与所述第三投射区域320-2投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向相同，膜层560-2的偏振方向与半波片550输出的第二图像区域的光束的偏振方向垂直。膜层560-1的偏振方向与膜层560-2的偏振方向垂直。如果第二区域图像的光束进入到膜层560-1后，会被膜层560-1吸收。如果第一区域图像的光束进入到膜层560-2后，会被560-2吸收。

参见图18E所示，以PGU300采用主动式图像发光源为例。半波片550位于主动式图像发光源330的投射区域330-2与膜层560-2的光路之间。膜层560-1的偏振方向与分区330-1投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向相同，膜层560-2的偏振方向与半波片550输出的第二图像区域的光束的偏振方向相同。

参见图18F所示，以PGU300采用被动式发光源为例。半波片550位于投影光机310与第四投射区域320-2的光路之间。半波片550调整经过所述投影光机310发出的第二区域图像的光束的偏振方向与所述投影光机310发出的第一区域图像的光束的偏振方向垂直。膜层560-1的偏振方向与所述第三投射区域320-1投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向相同，膜层560-2的偏振方向与半波片550输出的第二图像区域的光束的偏振方向相同。膜层560-1的偏振方向与膜层560-2的偏振方向垂直。如果第二区域图像的光束进入到膜层560-1后，会被膜层560-1吸收。如果第一区域图像的光束进入到膜层560-2后，会被膜层560-2吸收。

第四种示例中，本申请实施例中散射片320可以采用两个光楔结构的散射片，分别包括散射片321和散射片322。参见图19所示，采用光楔结构的散射片321和散射片322，使得散射片321输出的第一区域图像的光束和散射片322输出的第二区域图像的光束之间具有一定的间距，使得第一区域图像的光束和第二区域图像的光束在到达光学组件400后不会发生重叠，从而可以避免远近焦面的画面串扰的产生。

基于上述内容，下面结合具体的硬件结构，给出一种应用于车辆的HUD系统架构示意图。HUD系统包括上述HUD装置和风挡。以便于进一步理解上述HUD装置及HUD装置用于显示不同虚像距的虚像的实现过程。

参见图20所示，为本申请实施例提供的一种HUD系统结构示意图。HUD系统中包括HUD装置以及风挡。图20中，以图像生成单元PGU300采用被动式图像源为例。消重影组件采用光楔为例。光学组件400采用自由曲面主镜为例。自由曲面主镜410的第一曲面反射区域410-1对应于近焦面，自由曲面主镜410的第二曲面反射区域410-2对应于远焦面为例。为了便于描述此处将第一曲面反射区域称为自由曲面近焦区域201，将第二曲面反射区域410-2称为自由曲面远焦区域202。HUD系统包括投影光机310、散射片320、光楔510、自由曲面主镜410以及风挡600。投影光机310发出承载待投射图像的光束。待投射光束包括第一区域图像和第二区域图像。即投影光机310发出承载第一区域图像的光束和承载第二区域图像光束。光束分区投射到散射片320的两个区域，分别为第三投射区域320-1(可以称为近焦面区域)和第四投射区域320-2(远焦面区域)。光楔510部署的位置可以参见图16A-图16F所示，此处不再赘述。图20中以光楔510部署于近焦面区域与自由曲面主镜410之间。近焦面区域121投射出的第一区域图像的光束经过光楔510后，使得第一区域图像的光束发生偏转，并投射第二区域图像的光束至自由曲面主镜410的第一曲面反射区域410-1和第二曲面反射区域410-2。为了便于描述此处将第一曲面反射区域称为自由曲面近焦区域201，将第二曲面反射区域410-2称为自由曲面远焦区域202。进一步地，自由曲面近焦区域201将承载第一区域图像的光束投射至风挡，自由曲面远焦区域202将承载第二区域图像的光束投射至风挡。第一区域图像和第二区域图像的光束经过风挡反射至人眼。最终，人眼呈现如近焦面501和远焦面502两个对应的画面。第一区域图像显示在近焦面501的画面中，第二区域图像显示在远焦面502的画面中。

参见图21所示，为本申请实施例提供的另一种HUD系统结构示意图。图21中，以图像生成单元PGU300采用被动式图像源为例。消重影组件采用两个平面反射镜为例。光学组件采用自由曲面主镜为例。自由曲面主镜410的第一曲面反射区域410-1对应于近焦面，自由曲面主镜410的第二曲面反射区域410-2对应于远焦面为例。为了便于描述此处将第一曲面反射区域称为自由曲面近焦区域201，将第二曲面反射区域410-2称为自由曲面远焦区域202。HUD系统包括投影光机310、散射片320、平面反射镜530、平面反射镜540、光楔510、自由曲面主镜410以及风挡600。投影光机310发出承载待投射图像的光束。待投射光束包括第一区域图像和第二区域图像。即投影光机310发出承载第一区域图像的光束和承载第二区域图像光束。平面反射镜530将投影光机310产生的第一区域图像光束投射到所述散射片320的第三投射区域320-1(可以称为近焦面区域)；反射镜540将投影光机310产生的第二区域图像光束投射到所述散射片320的和第四投射区域320-2(远焦面区域)。近焦面区域投射出的第一区域图像的光束至自由曲面近焦区域201，远焦面区域投射出的第二区域图像的光束至自由曲面远焦区域202。进一步地，自由曲面近焦区域201将承载第一区域图像的光束投射至风挡600，自由曲面远焦区域202将承载第二区域图像的光束投射至风挡600。第一区域图像和第二区域图像的光束经过风挡反射至人眼。最终，人眼呈现如近焦面和远焦面两个对应的画面。第一区域图像显示在近焦面的画面中，第二区域图像显示在远焦面的画面中。

参见图22所示，为本申请实施例提供的另一种HUD系统结构示意图。图22中，以图像生成单元PGU300采用主动式图像源330为例。光学组件采用自由曲面主镜为例。自由曲面主镜410的第一曲面反射区域410-1对应于近焦面，自由曲面主镜410的第二曲面反射区域410-2对应于远焦面为例。为了便于描述此处将第一曲面反射区域称为自由曲面近焦区域201，将第二曲面反射区域410-2称为自由曲面远焦区域202。HUD系统包括主动式图像源330、自由曲面主镜410以及风挡600。主动式图像源330发射承载待投射图像的光束。待投射光束包括第一区域图像和第二区域图像。主动式图像源330包括两个分区，在图22中称为分区330-1和分区330-2。分区330-1发出承载第一区域图像的光束，分区330-2发射承载第二区域图像的光束。HUD系统还包括光楔。光楔部署的位置可以参见图16A-图16F所示，此处不再赘述。图22中以HUD系统包括光楔510为例。分区330-1投射出的第一区域图像的光束经过光楔510后，使得第一区域图像的光束发生偏转并投射到至自由曲面主镜410的自由曲面近焦区域201。分区330-2投射出的第二区域图像的光束至自由曲面主镜410的自由曲面远焦区域202。进一步地，自由曲面近焦区域201将承载第一区域图像的光束投射至风挡600，自由曲面远焦区域202将承载第二区域图像的光束投射至风挡600。第一区域图像和第二区域图像的光束经过风挡反射至人眼。最终，人眼呈现如近焦面和元焦面两个对应的画面。第一区域图像显示在近焦面的画面中，第二区域图像显示在远焦面的画面中。

参见图23所示，为本申请实施例提供的又一种HUD系统结构示意图。图23中，以图像生成单元PGU300采用被动式图像源为例。光学组件400以采用17中所示的结构为例。消重影组件采用光楔为例。HUD系统中包括投影光机310、散射片320、光楔、光学组件400。以HUD系统包括光楔510为例。光学组件400包括反射镜450、反射镜460、第一透镜组470、第二透镜组480为例。第一透镜组470包括一个或者多个透镜。第二透镜组480包括一个或者多个透镜。所述第一透镜组470的光焦度与所述第二透镜组480的光焦度不同。投影光机310发射待投射图像的光束，所述待投射图像包括第一区域图像和第二区域图像。可以理解为投影光机310发射承载第一区域图像的光束和承载第二区域图像的光束。光束分区投射到散射片320的两个区域，分别为第三投射区域320-1(可以称为近焦面区域)和第四投射区域320-2(可以称为远焦面区域)。近焦面区域投射出的第一区域图像的光束经过光楔510后，使得第一区域图像的光束发生偏转投射至反射镜450。远焦面区域投射第二区域图像的光束至反射镜450。反射镜450将接收到所述第一区域图像的光束反射到所述第一透镜组470，经过所述第一透射组的透射后到达所述反射镜460的第一反射区域，经过所述第一反射区域反射到风挡。反射镜450将接收到所述第二区域图像的光束反射到所述第二透镜组480，经过所述第二透射组480的透射后到达所述反射镜460的第二反射区域，经过所述第二反射区域反射到风挡。第一区域图像和第二区域图像的光束经过风挡反射至人眼。最终，人眼呈现如近焦面和元焦面两个对应的画面。第一区域图像显示在近焦面的画面中，第二区域图像显示在远焦面的画面中。

参见图24所示，为本申请实施例提供的又一种HUD系统结构示意图。图24中，以图像生成单元PGU300采用被动式图像源为例。光学组件400以采用自由曲面主镜410为例。消重影组件采用光楔510为例。HUD系统中包括投影光机310、散射片320、光楔510、反射镜430、自由曲面主镜410以及风挡600。以散射片320采用透射型散射片为例。投影光机310发出承载待投射图像的光束。待投射光束包括第一区域图像和第二区域图像。即投影光机310发出承载第一区域图像的光束和承载第二区域图像光束。光束分区投射到散射片320的两个区域，分别为第三投射区域320-1(可以称为近焦面区域)和第四投射区域320-2(可以称为远焦面区域)。近焦面区域将第一区域图像的光束透射后，经过光楔510对第一区域图像的光束进行偏转并投射至反射镜430。远焦面区域将第二区域图像的光束透射至反射镜430。反射镜430将接收到所述第一区域图像的光束反射到所述自由曲面主镜410的第一曲面反射区域410-1；以及将接收到远焦面区域透射所述第二区域图像的光束反射到所述自由曲面主镜的第二曲面反射区域410-2。自由曲面主镜410将所述第一曲面反射区域410-1接收到的所述第一区域图像的光束投射至风挡；以及将所述第二曲面反射区域410-2接收到的所述第二区域图像的光束投射至风挡。所述自由曲面主镜410中所述第一曲面反射区域410-1处的光焦度与所述第二曲面反射区域410-2处的光焦度不同。第一区域图像和第二区域图像的光束经过风挡反射至人眼。最终，人眼呈现如近焦面和远焦面两个对应的画面。第一区域图像显示在近焦面的画面中，第二区域图像显示在远焦面的画面中。

参见图25所示，为本申请实施例提供的又一种HUD系统结构示意图。图25中以反射型散射片为例。光学组件400以采用自由曲面主镜410为例。消重影组件采用光楔为例。以消重影组件500包括光楔510为例。HUD系统中包括投影光机310、散射片320、光楔510、反射镜430、自由曲面主镜440以及风挡500。以散射片320采用透射型散射片为例。投影光机310发出承载待投射图像的光束。待投射光束包括第一区域图像和第二区域图像。即投影光机310发出承载第一区域图像的光束和承载第二区域图像光束。光束分区投射到散射片320的两个区域，分别为第三投射区域320-1(可以称为近焦面区域)和第四投射区域320-2(可以称为远焦面区域)。图25中以光楔510部署于近焦面区域与反射镜430之间为例。近焦面区域将第一区域图像的光束反射后，经过光楔510对第一区域图像的光束进行偏转并投射至反射镜430。远焦面区域将第二区域图像的光束反射至反射镜430。反射镜430将接收到所述第一区域图像的光束反射到所述自由曲面主镜的第一曲面反射区域410-1；以及将接收到所述第二区域图像的光束反射到所述自由曲面主镜的第二曲面反射区域410-2。自由曲面主镜410将所述第一曲面反射区域410-1接收到的所述第一区域图像的光束投射至风挡；以及将所述第二曲面反射区域410-2接收到的所述第二区域图像的光束投射至风挡。所述自由曲面主镜410中所述第一曲面反射区域410-1处的光焦度与所述第二曲面反射区域410-2处的光焦度不同。第一区域图像和第二区域图像的光束经过风挡反射至人眼。最终，人眼呈现如近焦面和远焦面两个对应的画面。第一区域图像显示在近焦面的画面中，第二区域图像显示在远焦面的画面中。

基于上述内容和相同的构思，本申请提供一种虚像的位置调节方法，请参阅图26的介绍。该抬头显示方法可应用于上述任一实施例中的HUD装置。如图26所示，该抬头显示方法包括以下步骤：

2601，通过PGU发射承载待投射图像的光束，待投射图像包括第一区域图像和第二区域图像，使得第一区域图像的光束经过光学组件的第一投射区域，第二区域图像的光束经过光学组件的第二投射区域。光学组件中第一区域图像的光束的光路所经过部分的光焦度和第二区域图像的光束的光路所经过部分的光焦度不同。

2602，通过光学组件的第一投射区域投射出第一区域图像的光束，以及通过第二投射区域投射出第二区域图像的光束，使得第一区域图像对应的虚像和第二区域图像对应的虚像聚焦在风挡外的不同的位置处。

在本申请的各个实施例中，如果没有特殊说明以及逻辑冲突，不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用，不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。

本申请实施例中“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。在本申请的文字描述中，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。在本申请的公式中，字符“/”，表示前后关联对象是一种“相除”的关系。另外，在本申请中，“示例性地”一词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。或者可理解为，使用示例的一词旨在以具体方式呈现概念，并不对本申请构成限定。

可以理解的是，在本申请中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定。术语“第一”、“第二”等类似表述，是用于分区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“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。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。

尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述，显而易见的，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的方案进行示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本发明的范围。这样，倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (27)

1.一种抬头显示装置，其特征在于，包括图像生成单元PGU和光学组件；

所述PGU，用于产生承载待投射图像的光束，所述待投射图像包括第一区域图像和第二区域图像；发射第一区域图像的光束，使得第一区域图像的光束经过所述光学组件的第一投射区域；发射第二区域图像的光束，使得第二区域图像的光束经过所述光学组件的第二投射区域；

所述光学组件中所述第一区域图像的光束的光路所经过部分的光焦度和所述第二区域图像的光束的光路所经过部分的光焦度不同。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括消重影组件，所述消重影组件用于对输入所述消重影组件的第一区域图像的光束和/或第二区域图像的光束进行调整，使得经过所述光学组件的第一投射区域发出的第一区域图像的光束与经过所述光学组件的第二投射区域发出的第二区域图像的光束不重叠。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述消重影组件包括第一光楔和/或第二光楔；

所述第一光楔位于PGU与所述第一投射区域的光路之间，用于对输入所述第一光楔的第一区域图像的光束的发射方向进行调整；或者，

所述第二光楔位于所述PGU与所述第二投射区域的光路之间，用于对输入所述第二光楔的第二区域图像的光束的发射方向进行调整。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述消重影组件包括至少一个第一半波片、第一膜层和第二膜层，所述第一膜层贴附于所述光学组件的第一投射区域，所述第二膜层贴附于所述光学组件的第二投射区域；

所述至少一个第一半波片位于所述PGU与所述第一投射区域的光路之间，经过所述至少一个第一半波片调整后的所述第一区域图像的光束的偏振方向与所述PGU投射出的所述第二区域图像的光束的偏振方向垂直；所述第一膜层的偏振方向与所述PGU投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向垂直，所述第一膜层的偏振方向与所述第二膜层的偏振方向垂直；或者，

所述至少一个第一半波片位于所述PGU与所述第二投射区域的光路之间，经过所述至少一个半波片调整后的所述第二区域图像的光束的偏振方向与所述PGU投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向垂直；所述第一膜层的偏振方向与所述PGU投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向相同，所述第一膜层的偏振方向与所述第二膜层的偏振方向垂直。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述PGU包括投影光机和散射片，所述投影光机用于产生所述承载待投射图像的光束；

所述散射片包括第三投射区域和第四投射区域；

所述散射片，用于将所述第三投射区域接收的所述第一区域图像的光束均匀投射到所述光学组件的第一投射区域，以及将所述第四投射区域接收的所述第二区域图像的光束均匀投射到所述光学组件的第二投射区域。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述消重影组件部署于所述PGU中，所述消重影组件包括第三光楔和/或第四光楔；

所述第三光楔位于投影光机与所述第三投射区域的光路之间，用于对输入所述第三光楔的第一区域图像的光束的发射方向进行调整；或者，

所述第四光楔位于所述投影光机与所述第四投射区域的光路之间，用于对输入所述第四光楔的第二区域图像的光束的发射方向进行调整。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述消重影组件包括至少一个第二半波片、第三膜层和第四膜层，所述第一膜层贴附于所述光学组件的第一投射区域，所述第二膜层贴附于所述光学组件的第二投射区域；

所述至少一个第二半波片位于所述投影光机与所述第三投射区域的光路之间，经过所述至少一个第二半波片调整后的所述第一区域图像的光束的偏振方向与所述投影光机投射出的所述第二区域图像的光束的偏振方向垂直；所述第一膜层的偏振方向与所述投影光机投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向垂直，所述第一膜层的偏振方向与所述第二膜层的偏振方向垂直；或者，

所述至少一个第二半波片位于所述投影光机与所述第一投射区域的光路之间，经过所述至少一个第二半波片调整后的所述第二区域图像的光束的偏振方向与所述投影光机投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向垂直；所述第一膜层的偏振方向与所述投影光机投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向相同，所述第一膜层的偏振方向与所述第二膜层的偏振方向垂直。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述消重影组件包括第四反射镜和第五反射镜；

所述第四反射镜，用于将所述投影光机产生的第一区域图像光束投射到所述光学镜组的所述第一投射区域；

所述第五反射镜，用于将所述投影光机的第二区域图像光束投射到所述光学镜组的所述第二投射区域；

所述第四反射镜与所述第五反射镜的反射角度不同。

9.如权利要求1-8任一项所述的装置，其特征在于，所述光学组件包括自由曲面主镜，所述自由曲面主镜包括所述第一投射区域和所述第二投射区域，所述自由曲面主镜中所述第一投射区域处和所述第二投射区域处的光焦度不同。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述抬头显示装置还包括第一反射镜；

所述第一反射镜，用于将所述PGU投射的所述第一区域图像的光束进行光路折叠，使得所述第一区域图像的光束反射到所述自由曲面主镜的所述第一投射区域；以及将所述PGU投射的所述第二区域图像的光束进行光路折叠，使得所述第二区域图像的光束反射到所述自由曲面主镜的所述第二投射区域。

11.如权利要求1-8任一项所述的装置，其特征在于，所述抬头显示装置还包括风挡，所述光学组件包括全息光学元件HOE薄膜，所述HOE薄膜贴附于所述风挡或者所述HOE薄膜位于所述风挡的夹层，所述HOE薄膜包括所述第一投射区域和所述第二投射区域，所述HOE薄膜中所述第一投射区域处和所述第二投射区域处的光焦度不同。

12.如权利要求1-8任一项所述的装置，其特征在于，所述光学组件包括第一透镜组和第二透镜组，所述第一透镜组的光焦度与所述第二透镜组的光焦度不同；所述第一透镜组位于所述光学组件的第三投射区域，所述第二透镜组位于所述光学组件的第四投射区域。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二反射镜和第三反射镜；

所述第二反射镜，用于将所述PGU投射的所述第一区域图像的光束进行光路折叠，使得所述第一区域图像的光束反射到所述第一透镜组，经过所述第一透镜组的透射后到达所述第三反射镜，经过所述第三反射镜反射到风挡；以及，将所述PGU投射的所述第二区域图像的光束进行光路折叠，使得所述第二区域图像的光束反射到所述第二透镜组，经过所述第二透射组的透射后到达所述第三反射镜，经过所述第三反射镜反射到风挡。

14.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1～13任一项所述的抬头显示装置。

15.一种抬头显示方法，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图像生成单元PGU和光学组件；所述抬头显示方法，包括：

通过所述PGU发射承载待投射图像的光束，所述待投射图像包括第一区域图像和第二区域图像，使得第一区域图像的光束经过所述光学组件的第一投射区域，第二区域图像的光束经过所述光学组件的第二投射区域；

其中，所述光学组件中所述第一区域图像的光束的光路所经过部分的光焦度和所述第二区域图像的光束的光路所经过部分的光焦度不同，使得所述第一区域图像对应的虚像和所述第二区域图像对应的虚像聚焦在风挡外的不同的位置处。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述抬头显示装置还包括消重影组件；

通过所述消重影组件对输入所述消重影组件的第一区域图像的光束和/或第二区域图像的光束进行调整，使得经过所述光学组件的第一投射区域发出的第一区域图像的光束与经过所述光学组件的第二投射区域发出的第二区域图像的光束不重叠。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述消重影组件包括第一光楔和/或第二光楔；通过所述消重影组件对输入所述消重影组件的第一区域图像的光束和/或第二区域图像的光束进行调整，包括：

所述第一光楔位于PGU与所述第一投射区域的光路之间，通过所述第一光楔对所述PGU发射的第一区域图像的光束的发射方向进行调整；或者，

所述第二光楔位于所述PGU与所述第二投射区域的光路之间，通过所述第二光楔对所述PGU发射的第二区域图像的光束的发射方向进行调整。

18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述消重影组件包括至少一个第一半波片、第一膜层和第二膜层，所述第一膜层贴附于所述光学组件的第一投射区域，所述第二膜层贴附于所述光学组件的第二投射区域；

通过所述消重影组件对输入所述消重影组件的第一区域图像的光束和/或第二区域图像的光束进行调整，包括：

所述至少一个第一半波片位于所述PGU与所述第一投射区域的光路之间，通过所述至少一个半波片调整所述PGU投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向与所述PGU投射出的所述第二区域图像的光束的偏振方向垂直；所述第一膜层的偏振方向与所述PGU投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向垂直，所述第一膜层的偏振方向与所述第二膜层的偏振方向垂直；或者，

所述至少一个第一半波片位于所述PGU与所述第一投射区域的光路之间，通过所述至少一个半波片调整后的所述第二区域图像的光束的偏振方向与所述PGU投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向垂直；所述第一膜层的偏振方向与所述PGU投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向相同，所述第一膜层的偏振方向与所述第二膜层的偏振方向垂直。

19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述PGU包括投影光机和散射片，所述投影光机用于产生所述承载待投射图像的光束，所述散射片包括第三投射区域和第四投射区域；

所述方法还包括：

通过所述散射片将所述第三投射区域接收的所述第一区域图像的光束均匀投射到所述光学组件的第一投射区域，以及将所述第四投射区域接收的所述第二区域图像的光束均匀投射到所述光学组件的第二投射区域。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述消重影组件部署于所述PGU中，所述消重影组件包括第三光楔和/或第四光楔；

通过所述消重影组件对输入所述消重影组件的第一区域图像的光束和/或第二区域图像的光束进行调整，包括：

所述第三光楔位于投影光机与所述第三投射区域的光路之间，通过所述第三光楔对所述投影光楔发射的第一区域图像的光束的发射方向进行调整；或者，

所述第四光楔位于所述投影光机与所述第四投射区域的光路之间，通过所述第四光楔对所述投影光机发射的第二区域图像的光束的发射方向进行调整。

21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述消重影组件包括至少一个第二半波片、第三膜层和第四膜层，所述第一膜层贴附于所述光学组件的第一投射区域，所述第二膜层贴附于所述光学组件的第二投射区域；

通过所述消重影组件对输入所述消重影组件的第一区域图像的光束和/或第二区域图像的光束进行调整，包括：

所述至少一个第二半波片位于所述投影光机与所述第三投射区域的光路之间，通过所述至少一个第二半波片调整所述第一区域图像的光束的偏振方向与所述投影光机投射出的所述第二区域图像的光束的偏振方向垂直；所述第一膜层的偏振方向与所述投影光机投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向垂直，所述第一膜层的偏振方向与所述第二膜层的偏振方向垂直；或者，

所述至少一个第二半波片位于所述投影光机与所述第一投射区域的光路之间，通过所述至少一个第二半波片调整所述第二区域图像的光束的偏振方向与所述投影光机投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向垂直；所述第一膜层的偏振方向与所述投影光机投射出的所述第一区域图像的光束的偏振方向相同，所述第一膜层的偏振方向与所述第二膜层的偏振方向垂直。

22.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述消重影组件包括第四反射镜和第五反射镜；

通过所述消重影组件对输入所述消重影组件的第一区域图像的光束和/或第二区域图像的光束进行调整，包括：

通过所述第四反射镜将所述投影光机产生的第一区域图像光束投射到所述光学镜组的所述第一投射区域；

通过所述第五反射镜将所述投影光机的第二区域图像光束投射到所述光学镜组的所述第二投射区域；

所述第四反射镜与所述第五反射镜的反射角度不同。

23.如权利要求15-22任一项所述的方法，其特征在于，所述光学组件包括自由曲面主镜，所述自由曲面主镜包括所述第一投射区域和所述第二投射区域，所述自由曲面主镜中所述第一投射区域处和所述第二投射区域处的光焦度不同。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述抬头显示装置还包括第一反射镜；

所述方法还包括：

通过所述第一反射镜将所述PGU投射的所述第一区域图像的光束进行光路折叠，使得所述第一区域图像的光束反射到所述自由曲面主镜的所述第一投射区域；以及将所述PGU投射的所述第二区域图像的光束进行光路折叠，使得所述第二区域图像的光束反射到所述自由曲面主镜的所述第二投射区域。

25.如权利要求15-22任一项所述的方法，其特征在于，所述抬头显示装置还包括风挡，所述光学组件包括全息光学元件HOE薄膜，所述HOE薄膜贴附于所述风挡或者所述HOE薄膜位于所述风挡的夹层，所述HOE薄膜包括所述第一投射区域和所述第二投射区域，所述HOE薄膜中所述第一投射区域处和所述第二投射区域处的光焦度不同。

26.如权利要求15-22任一项所述的方法，其特征在于，所述光学组件包括第一透镜组和第二透镜组，所述第一透镜组的光焦度与所述第二透镜组的光焦度不同；所述第一透镜组位于所述光学组件的第三投射区域，所述第二透镜组位于所述光学组件的第四投射区域。

27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述装置还包括第二反射镜和第三反射镜；

所述方法还包括：

通过所述第二反射镜将所述PGU投射的所述第一区域图像的光束进行光路折叠，使得所述第一区域图像的光束反射到所述第一透镜组，经过所述第一透镜组的透射后到达所述第三反射镜，经过所述第三反射镜反射到风挡；以及，将所述PGU投射的所述第二区域图像的光束进行光路折叠，使得所述第二区域图像的光束反射到所述第二透镜组，经过所述第二透射组的透射后到达所述第三反射镜，经过所述第三反射镜反射到风挡。