车载全息显示装置及车载全息显示方法

权利要求

1.一种车载全息显示装置，其特征在于，包括：

全息显示模块，用于在车辆后方形成用于观看全息再现图像的观看视区；

路况获取模块，用于获取所述车辆所在道路上的路况等级；

控制模块，所述控制模块分别与所述全息显示模块和所述路况获取模块相连，用于根据所述路况等级向所述全息显示模块发送相应的控制信号，所述全息显示模块根据所述控制信号形成相应的观看视区；

其中，所述路况获取模块包括：

预存单元，用于预先设置并存储多个路况等级以及各个路况等级所对应的路况信息范围，所述路况信息包括以所述车辆为中心，前后预定距离内的车辆密度和/或车辆速度信息；

实际信息获取单元，用于获取所述道路上的实际的路况信息；

判定单元，所述判定单元与所述预存单元和所述实际信息获取单元分别相连，用于根据所述实际的路况信息以及各个路况等级对应的路况信息范围判定所述车辆所在道路上的路况等级。

2.根据权利要求1所述的车载全息显示装置，其特征在于，不同路况等级对应的观看视区到所述全息显示模块的距离不同。

3.根据权利要求1所述的车载全息显示装置，其特征在于，所述全息显示模块包括：多个全息干板，所述全息干板上记录有由被拍摄物体的物光和参考光发生干涉而形成的全息图像，多个所述全息干板与所述预存单元存储的多个路况等级一一对应，且所述全息干板在发生干涉时到被拍摄物体的距离与相应路况等级所对应的观看视区到所述全息显示模块的距离成正比；

相干光源，用于发射相干光，所述相干光经过所述全息干板上的全息图像后形成所述观看视区；

位置调节单元，用于根据所述控制信号调节所述相干光源和/或多个所述全息干板的位置，以使所述相干光源的相干光仅照射至与所述路况获取模块所获取的路况等级相对应的全息干板，并形成与所述路况等级相对应的观看视区。

4.根据权利要求3所述的车载全息显示装置，其特征在于，所述位置调节单元包括与多个所述全息干板均相连的转轴，多个所述全息干板沿所述转轴的周向分布，所述转轴与所述控制模块相连，用于根据所述控制模块的控制信号绕其轴线转动，以使与所述路况获取模块所获取的路况等级相对应的全息干板位于所述相干光源的照射范围内，其余全息干板位于所述相干光源的照射范围外。

5.根据权利要求3所述的车载全息显示装置，其特征在于，所述相干光源包括激光发射器和扩束器，所述激光发射器用于朝向所述扩束器发射激光，所述扩束器包括朝向所述激光发射器设置的入光口和朝向其中一个所述全息干板设置的出光口，所述扩束器用于将其入光口接收到的激光扩束为平行光并将所述平行光从其出光口射出。

6.根据权利要求1所述的车载全息显示装置，其特征在于，所述全息显示模块包括：存储器，用于存储从多个采集位置采集到的被拍摄物体的全息图像的编码信息，多个采集位置采集到的编码信息与所述预存单元存储的多个路况等级一一对应，且所述采集位置到被拍摄物体的距离与相应的路况等级所对应的观看视区到全息显示模块的距离成正比；

空间光调制器，所述空间光调制器分别与所述存储器和控制模块相连，用于根据所述控制信号所对应的路况等级选择相应的编码信息，并根据所述编码信息显示相应的编码图像；

相干光源，用于发射相干光，所述相干光经过所述空间光调制器上的编码图像后形成所述观看视区。

7.根据权利要求6所述的车载全息显示装置，其特征在于，所述存储器内存储的在每个采集位置采集到的全息图像的编码信息均包括多帧不同的全息图像的编码信息，所述空间光调制器能够以预定频率根据多帧全息图像的编码信息依次显示相应的编码图像。

8.根据权利要求6所述的车载全息显示装置，其特征在于，所述空间光调制器包括可擦除式全息记录干板或数字微镜器件。

9.根据权利要求6所述的车载全息显示装置，其特征在于，所述相干光源包括激光发射器和扩束器，所述激光发射器用于朝向所述扩束器发射激光，所述扩束器包括朝向所述激光发射器设置的入光口和朝向所述空间光调制器设置的出光口，所述扩束器用于将其入光口接收到的激光扩束为平行光并将所述平行光从所述出光口射出。

10.一种车载全息显示方法，其特征在于，包括：

预先设置并存储多个路况等级以及各个路况等级所对应的路况信息范围，所述路况信息包括以车辆为中心，前后预定距离内的车辆密度和/或车辆速度信息；

获取所述车辆所在道路上的路况等级；

在所述车辆后方形成与所述路况等级相对应的、用于观看全息再现图像的观看视区；

其中，获取所述车辆所在道路上的路况等级的步骤包括：

获取所述道路上的实际的路况信息；

根据所述实际的路况信息以及各个路况等级对应的路况信息范围判定所述车辆所在道路上的路况等级。

11.根据权利要求10所述的车载全息显示方法，其特征在于，不同路况等级对应的观看视区到所述车辆的距离不同。

说明书

车载全息显示装置及车载全息显示方法

技术领域

[0001] 本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种车载全息显示装置及车载全息显示方法。

背景技术

[0002] 车辆在道路上行驶时，前后车辆之间需要保持一定的安全车距，且车速不同时，安全车距也不同。目前，驾驶员采用直接观看的方式来判断与前方车辆的距离是否大于所述安全车距，但是这种直接观看的方式并不准确，而一旦真实距离小于所述安全车距，很容易导致追尾等交通事故的发生。

发明内容

[0003] 本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提出了一种车载全息显示装置及车载全息显示方法，以提醒后方驾驶员保持车距，减少追尾等交通事故。

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种车载全息显示装置，包括：

[0005] 全息显示模块，用于在车辆后方形成用于观看全息再现图像的观看视区；

[0006] 路况获取模块，用于获取所述车辆所在道路上的路况等级；

[0007] 控制模块，所述控制模块分别与所述全息显示模块和所述路况获取模块相连，用于根据所述路况等级向所述全息显示模块发送相应的控制信号，所述全息显示模块根据所述控制信号形成相应的观看视区。

[0008] 优选地，不同路况等级对应的观看视区到所述全息显示模块的距离不同。

[0009] 优选地，所述路况获取模块包括：

[0010] 预存单元，用于预先设置并存储多个路况等级以及各个路况等级所对应的路况信息范围，所述路况信息包括以所述车辆为中心，前后预定距离内的车辆密度和/或车辆速度信息；

[0011] 实际信息获取单元，用于获取所述道路上的实际的路况信息；

[0012] 判定单元，所述判定单元与所述预存单元和所述实际信息获取单元分别相连，用于根据所述实际的路况信息以及各个路况等级对应的路况信息范围判定所述车辆所在道路上的路况等级。

[0013] 优选地，所述全息显示模块包括：

[0014] 多个全息干板，所述全息干板上记录有由被拍摄物体的物光和参考光发生干涉而形成的全息图像，多个所述全息干板与所述预存单元存储的多个路况等级一一对应，且所述全息干板在发生干涉时到被拍摄物体的距离与相应路况等级所对应的观看视区到所述全息显示模块的距离成正比；

[0015] 相干光源，用于发射相干光，所述相干光经过所述全息干板上的全息图像后形成所述观看视区；

[0016] 位置调节单元，用于根据所述控制信号调节所述相干光源和/或多个所述全息干板的位置，以使所述相干光源的相干光仅照射至与所述路况获取模块所获取的路况等级相对应的全息干板，并形成与所述路况等级相对应的观看视区。

[0017] 优选地，所述位置调节单元包括与多个所述全息干板均相连的转轴，多个所述全息干板沿所述转轴的周向分布，所述转轴与所述控制模块相连，用于根据所述控制模块的控制信号绕其轴线转动，以使与所述路况获取模块所获取的路况等级相对应的全息干板位于所述相干光源的照射范围内，其余全息干板位于所述相干光源的照射范围外。

[0018] 优选地，所述相干光源包括激光发射器和扩束器，所述激光发射器用于朝向所述扩束器发射激光，所述扩束器包括朝向所述激光发射器设置的入光口和朝向其中一个所述全息干板设置的出光口，所述扩束器用于将其入光口接收到的激光扩束为平行光并将所述平行光从其出光口射出。

[0019] 优选地，所述全息显示模块包括：

[0020] 存储器，用于存储从多个采集位置采集到的被拍摄物体的全息图像的编码信息，多个采集位置采集到的编码信息与所述预存单元存储的多个路况等级一一对应，且所述采集位置到被拍摄物体的距离与相应的路况等级所对应的观看视区到全息显示模块的距离成正比；

[0021] 空间光调制器，所述空间光调制器分别与所述存储器和控制模块相连，用于根据所述控制信号所对应的路况等级选择相应的编码信息，并根据所述编码信息显示相应的编码图像；

[0022] 相干光源，用于发射相干光，所述相干光经过所述空间光调制器上的编码图像后形成所述观看视区。

[0023] 优选地，所述存储器内存储的在每个采集位置采集到的全息图像的编码信息均包括多帧不同的全息图像的编码信息，所述空间光调制器能够以预定频率根据多帧全息图像的编码信息依次显示相应的编码图像。

[0024] 优选地，所述空间光调制器包括可擦除式全息记录干板或数字微镜器件。

[0025] 优选地，所述相干光源包括激光发射器和扩束器，所述激光发射器用于朝向所述扩束器发射激光，所述扩束器包括朝向所述激光发射器设置的入光口和朝向所述空间光调制器设置的出光口，所述扩束器用于将其入光口接收到的激光扩束为平行光并将所述平行光从所述出光口射出。

[0026] 相应地，本发明还提供一种车载全息显示方法，包括：

[0027] 获取车辆所在道路上的路况等级；

[0028] 在所述车辆后方形成与所述路况等级相对应的、用于观看全息再现图像的观看视区。

[0029] 优选地，不同路况等级对应的观看视区到所述车辆的距离不同。

[0030] 优选地，所述获取所述车辆所在道路上的路况等级的步骤之前还包括：

[0031] 预先设置并存储多个路况等级以及各个路况等级所对应的路况信息范围，所述路况信息包括以所述车辆为中心，前后预定距离内的车辆密度和/或车辆速度信息；

[0032] 获取所述车辆所在道路上的路况等级的步骤包括：

[0033] 获取所述道路上的实际的路况信息；

[0034] 根据所述实际的路况信息以及各个路况等级对应的路况信息范围判定所述车辆所在道路上的路况等级。

[0035] 在本发明中，全息显示模块可以设置在车辆的后方，且全息显示模块形成的观看视区与全息显示模块之间距离(即，与所述车辆之间距离)可以与当前路况等级下的安全车距一致，在该观看视区前方或后方均不能看到立体的全息再现图像或看到的图像较模糊，从而使得当后方车辆的驾驶员到达该观看视区时，就会看到立体感强的三维图像，表明前后车辆之间的距离已达到安全车距，进而提醒后方驾驶员保持车距，防止追尾等交通事故。并且，由于不同路况等级下的安全车距是不同的，而本发明中，在不同的路况等级下形成的观看视区与全息显示模块的距离也不同，因此，可以根据每个路况等级的安全车距控制观看视区的形成距离，以使得全息显示模块在距离自身安全车距的位置处形成观看视区，提醒后方达到该观看视区的驾驶员保持车距，从而根据实际的路况减少交通事故的发生。

附图说明

[0036] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

[0037] 图1是本发明的实施例中提供的车载全息显示装置的第一种结构示意图；

[0038] 图2是图1中的全息干板与转轴的连接关系示意图；

[0039] 图3是本发明的实施例中提供的车载全息显示装置的第二种结构示意图；

[0040] 图4是本发明的实施例中提供的车载全息显示装置的应用场景示意图；

[0041] 图5是本发明的实施例中提供的车载全息显示方法的流程图。

[0042] 其中，附图标记为：

[0043] 10、全息显示模块；11、全息干板；12、相干光源；121、激光发射器；122、扩束器；13、位置调节单元；131、转轴；14、存储器；15、空间光调制器；20、路况获取模块；21、预存单元；22、实际信息获取单元；23、判定单元；30、控制模块。

具体实施方式

[0044] 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

[0045] 作为本发明的一方面，提供一种车载全息显示装置，如图1和图3所示，包括全息显示模块10、路况获取模块20和控制模块30。

[0046] 全息显示模块10用于在车辆后方形成用于观看全息再现图像的观看视区。这里所述的“车辆”是指设置有所述车载全息显示装置的车辆。所述全息再现图像是利用全息技术对物体进行再现而得到的物体的立体图像，在所述观看视区能够看到逼真的三维立体图像，在其他区域均不能看到图像或看到的图像较模糊。

[0047] 路况获取模块20用于获取所述车辆所在道路上的路况等级。所述路况等级可以为道路上拥堵等级，也可以为道路上的车辆速度等级，只要可以表明不同的路况即可。例如，所述路况等级可以包括：第一等级(即，非常拥堵或车辆速度很慢)、第二等级(即，一般拥堵或车辆速度一般)和第三等级(即，不拥堵或车辆速度很快)。

[0048] 控制模块30分别与全息显示模块10和路况获取模块20相连，用于根据所述路况等级向全息显示模块10发送相应的控制信号，全息显示模块10能够根据所述控制信号形成相应的观看视区。

[0049] 在本发明中，全息显示模块10可以设置在车辆的后方(如图4所示)，且全息显示模块10形成的观看视区与全息显示模块10之间距离(即，与所述车辆之间距离)可以与当前路况等级下的安全车距S一致，在该观看视区前方或后方均不能看到立体的全息再现图像或看到的图像较模糊，从而使得当后方车辆的驾驶员到达该观看视区时，就会看到立体感强的三维图像，表明前后车辆之间的距离已达到安全车距，进而提醒后方驾驶员保持车距，防止追尾等交通事故。

[0050] 由于安全车距与道路上的拥堵程度、车辆速度有关，因此，不同道路等级下的安全车距是不同的，优选地，在本发明中，不同的路况等级对应的观看视区到全息显示模块10的距离不同，因此，可以根据每个道路等级的安全车距控制观看视区的形成距离，以使得全息显示模块10在距离自身安全车距的位置处形成观看视区，提醒后方达到该观看视区的驾驶员保持车距，从而根据实际的路况有效减少交通事故的发生。

[0051] 可以理解，路况等级越高(即，越拥堵或车辆速度越慢)，形成的观看视区与全息显示模块10的距离越小；路况等级越低(即，越不拥堵或车辆速度越快)，形成的观看视区与全息显示模块10的距离越大。另外，在实际应用中，全息显示模块10所再现的立体图像可以为具有警示效果的立体文字或其他景象，以起到提醒后方车辆的驾驶员注意保持车距的作用。

[0052] 在本发明中，所述路况等级可以根据道路上的车辆密度来判断，车辆密度越大，路况等级越高；也可以根据车辆速度来判断，车辆速度越小，路况等级越高。

[0053] 如图1和图3所示，路况获取模块20包括预存单元21、实际信息获取单元22和判定单元23。预存单元21用于预先设置并存储多个路况等级以及各个路况等级所对应的路况信息范围，所述路况信息包括以所述车辆为中心，前后预定距离内的车辆密度和/或车辆速度信息。所述车辆速度可以为车辆前方预定距离和车辆后方预定距离内的所有车辆的平均速度，具体可以通过GPS导航进行获取。实际信息获取单元22用于获取所述道路上的实际的路况信息，即，以所述车辆为中心，前后预定距离内的实际车辆密度和/或车辆的实际速度信息。判定单元23与预存单元21和实际信息获取单元22分别相连，用于根据所述实际的路况信息以及各个路况等级对应的路况信息范围判定所述车辆所在道路上的路况等级。

[0054] 需要说明的是，全息显示技术分为全息记录和全息再现两个过程，而本发明中的全息显示模块可以仅用于实现全息再现，即，全息显示模块10中已记录或存储有物体全息图像的信息，在进行全息再现时，直接利用衍射原理对物体的全息图像进行再现，形成立体图像。其中，全息显示模块10可以利用全息干板记录或利用存储器来存储物体的全息图像的信息。

[0055] 下面结合图1和图2描述全息显示模块的第一种结构，其包括多个全息干板11、相干光源12和位置调节单元13。

[0056] 全息干板11上记录有由被拍摄物体的物光和参考光发生干涉而形成的全息图像，该全息图像为干涉条纹形成的图像，多个全息干板11与预存单元21存储的多个路况等级一一对应，且全息干板11在发生干涉时到被拍摄物体的距离与相应的路况等级所对应的观看视区到全息显示模块10的距离成正比。即，所需形成的观看视区到全息显示模块10的距离越远，那么在进行全息记录时，被拍摄物体到全息干板11的距离越远。

[0057] 相干光源12用于发射相干光，所述相干光经过全息干板11上的全息图像后形成观看视区，可以理解，在观看视区观看到的立体图像是被拍摄物体的景象。相干光源12包括激光发射器121和扩束器122，激光发射器121用于朝向扩束器122发射激光，扩束器122包括朝向激光发射器121设置的入光口和朝向其中一个全息干板11置的出光口，扩束器122用于将其入光口接收到的激光扩束为平行光并将所述平行光从其出光口射出。应当说明的是，扩束器122所扩束形成的平行光的应能够覆盖其中任意一个全息干板11上的全息图像。

[0058] 位置调节单元13用于根据所述控制信号调节相干光源12和/或多个全息干板11的位置，以使相干光源12的相干光仅照射至与路况获取模块20所获取的路况等级相对应的全息干板11，并形成与所述路况等级相对应的观看视区。具体地，位置调节单元13包括与多个全息干板11均相连的转轴131，如图2所示，多个全息干板11沿转轴131的周向分布，转轴131与控制模块30相连，用于根据控制模块30的控制信号绕其轴线转动，以使相应的全息干板11位于相干光源12的照射范围内，其余全息干板11位于相干光源12的照射范围外。利用转轴131可以方便地根据所述控制信号调节全息干板11的位置。

[0059] 例如，预存单元21内预先存储有三个路况等级：第一等级(即，非常拥堵或车辆速度很慢)、第二等级(即，一般拥堵或车辆速度一般)和第三等级(即，不拥堵或车辆速度很快)；还预先存储有各路况等级对应的路况信息范围，全息显示模块10包括三个全息干板11，第一个全息干板11上发生干涉而形成全息图像时，该全息干板11到被拍摄物体的距离为L1；第二个全息干板11上发生干涉而形成全息图像时，该全息干板11到被拍摄物体的距离为L2；第三个全息干板11上发生干涉而形成全息图像时，该全息干板11到被拍摄物体的距离为L3；其中，L1

[0060] 下面结合图3描述全息显示模块的第二种结构，其包括存储器14、空间光调制器15和相干光源12。

[0061] 存储器14用于存储从多个采集位置采集到的被拍摄物体的全息图像的编码信息，多个采集位置采集到的编码信息与预存单元21存储的多个路况等级一一对应，且所述采集位置到被拍摄物体的距离与相应的路况等级所对应的观看视区到全息显示模块10的距离成正比。和全息显示模块10第一种结构中的全息干板11类似地，所需形成的观看视区到全息显示模块10的距离越远，那么在进行全息图像采集时，被拍摄物体到采集器件(例如，电荷耦合元件CCD)的距离越远。

[0062] 空间光调制器15分别与存储器14和控制模块相连，用于根据所述控制信号所对应的路况等级选择相应的编码信息，并根据所述编码信息显示相应的编码图像，该编码图像可以为灰度图像。

[0063] 相干光源12用于发射相干光，所述相干光经过空间光调制器15上的编码图像后形成所述观看视区。相干光源12可以和第一种结构中相同，包括激光发射器121和扩束器122，激光发射器121用于朝向扩束器122发射激光，扩束器122包括朝向激光发射器121设置的入光口和朝向空间光调制器15设置的出光口，扩束器122用于将其入光口接收到的激光扩束为平行光并将所述平行光从其出光口射出。扩束器122所扩束形成的平行光的应覆盖空间光调制器15所显示的编码图像。

[0064] 可以看出，在进行全息再现时，第一种结构中的每个全息干板11所记录的全息图像是固定的，为了形成不同的观看视区，需要使用不同的全息干板11；在第二种结构中，空间光调制器15可以根据不同的编码信息显示不同的编码图像，从而形成不同的观看视区。为了使得空间光调制器15显示不同的图像，空间光调制器15可以包括可擦除式全息记录干板或数字微镜器件(Digital Micromirror Device，DMD)。

[0065] 进行全息图像采集时，采集器件可以在每个采集位置仅采集一帧图像，相应地，存储器14内存储的每个采集位置采集到的图像的编码信息为单帧图像的编码信息。为了改善显示效率，优选地，采集器件在每个采集位置采集多帧图像，存储器14内存储的在每个采集位置采集的全息图像的编码信息均包括多帧不同的全息图像的编码信息，空间光调制器15能够以预定频率根据多帧全息图像的编码信息依次显示相应的编码图像。因此，当路况获取模块20获取到当前的道路上的路况等级时，空间光调制器15能够依次显示多帧编码图像，因此，当相干光经过多帧编码图像后形成的观看视区时，在该观看视区可以看到动态的全息再现图像，从而改善全息显示的效果，提高车载全息显示装置的警示作用。

[0066] 同样以预存单元21预先存储上述三个路况等级为例，存储器14内存储有利用采集器件从三个采集位置采集被拍摄图像的全息图像的编码信息，形成第一数据包、第二数据包和第三数据包，其中，第一数据包是在距离被拍摄物体L1的位置处采集的，第二数据包是在距离被拍摄物体L2的位置处采集的，第三数据包是在距离被拍摄物体L3的位置处采集的，L1

[0067] 作为本发明的另一方面，提供一种车载全息显示方法，如图5所示，所述车载全息显示方法包括：

[0068] S1、获取车辆所在道路上的路况等级；

[0069] S2、在所述车辆后方形成与所述路况等级相对应的、用于观看全息再现图像的观看视区。所述观看视区可以利用上文所述的全息显示模块形成，具体形成方式这里不再赘述。其中，不同路况等级对应的观看视区到所述车辆的距离不同。

[0070] 为了获取所述车辆所在道路上的路况等级，步骤S1之前还包括：

[0071] S0、预先设置并存储多个路况等级以及各个路况等级所对应的路况信息范围，所述路况信息包括以所述车辆为中心，前后预定距离内的车辆密度和/或车辆速度信息。

[0072] 步骤S1具体包括：

[0073] S11、获取所述道路上的实际的路况信息，即，以所述车辆为中心，前后预定距离内的实际车辆密度和/或车辆的实际速度信息；

[0074] S12、根据所述实际的路况信息以及各个路况等级对应的路况信息范围判定所述车辆所在道路上的路况等级。

[0075] 通过上述对车载全息显示装置和车载全息显示方法的描述可以看出，本发明提供的车主显示装置能够在车辆后方形成观看视区，当后方车辆的驾驶员位于该观看视区时，能够看到逼真的三维立体图像，从而提醒驾驶员注意保持车距，防止追尾；并且，当道路上的路况等级不同时，形成观看视区的距离也不同，从而能够结合实际的路况减少交通事故的发生。

[0076] 可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。