本發(fā)明涉及顯示技術領域，具體涉及一種車載全息顯示裝置及車載全息顯示方法。

背景技術：

車輛在道路上行駛時，前后車輛之間需要保持一定的安全車距，且車速不同時，安全車距也不同。目前，駕駛員采用直接觀看的方式來判斷與前方車輛的距離是否大于所述安全車距，但是這種直接觀看的方式并不準確，而一旦真實距離小于所述安全車距，很容易導致追尾等交通事故的發(fā)生。

技術實現要素：

本發(fā)明旨在解決現有技術中存在的技術問題，提出了一種車載全息顯示裝置及車載全息顯示方法，以提醒后方駕駛員保持車距，減少追尾等交通事故。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種車載全息顯示裝置，包括：

全息顯示模塊，用于在車輛后方形成用于觀看全息再現圖像的觀看視區(qū)；

路況獲取模塊，用于獲取所述車輛所在道路上的路況等級；

控制模塊，所述控制模塊分別與所述全息顯示模塊和所述路況獲取模塊相連，用于根據所述路況等級向所述全息顯示模塊發(fā)送相應的控制信號，所述全息顯示模塊根據所述控制信號形成相應的觀看視區(qū)。

優(yōu)選地，不同路況等級對應的觀看視區(qū)到所述全息顯示模塊的距離不同。

優(yōu)選地，所述路況獲取模塊包括：

預存單元，用于預先設置并存儲多個路況等級以及各個路況等級所對應的路況信息范圍，所述路況信息包括以所述車輛為中心，前后預定距離內的車輛密度和/或車輛速度信息；

實際信息獲取單元，用于獲取所述道路上的實際的路況信息；

判定單元，所述判定單元與所述預存單元和所述實際信息獲取單元分別相連，用于根據所述實際的路況信息以及各個路況等級對應的路況信息范圍判定所述車輛所在道路上的路況等級。

優(yōu)選地，所述全息顯示模塊包括：

多個全息干板，所述全息干板上記錄有由被拍攝物體的物光和參考光發(fā)生干涉而形成的全息圖像，多個所述全息干板與所述預存單元存儲的多個路況等級一一對應，且所述全息干板在發(fā)生干涉時到被拍攝物體的距離與相應路況等級所對應的觀看視區(qū)到所述全息顯示模塊的距離成正比；

相干光源，用于發(fā)射相干光，所述相干光經過所述全息干板上的全息圖像后形成所述觀看視區(qū)；

位置調節(jié)單元，用于根據所述控制信號調節(jié)所述相干光源和/或多個所述全息干板的位置，以使所述相干光源的相干光僅照射至與所述路況獲取模塊所獲取的路況等級相對應的全息干板，并形成與所述路況等級相對應的觀看視區(qū)。

優(yōu)選地，所述位置調節(jié)單元包括與多個所述全息干板均相連的轉軸，多個所述全息干板沿所述轉軸的周向分布，所述轉軸與所述控制模塊相連，用于根據所述控制模塊的控制信號繞其軸線轉動，以使與所述路況獲取模塊所獲取的路況等級相對應的全息干板位于所述相干光源的照射范圍內，其余全息干板位于所述相干光源的照射范圍外。

優(yōu)選地，所述相干光源包括激光發(fā)射器和擴束器，所述激光發(fā)射器用于朝向所述擴束器發(fā)射激光，所述擴束器包括朝向所述激光發(fā)射器設置的入光口和朝向其中一個所述全息干板設置的出光口，所述擴束器用于將其入光口接收到的激光擴束為平行光并將所述平行光從其出光口射出。

優(yōu)選地，所述全息顯示模塊包括：

存儲器，用于存儲從多個采集位置采集到的被拍攝物體的全息圖像的編碼信息，多個采集位置采集到的編碼信息與所述預存單元存儲的多個路況等級一一對應，且所述采集位置到被拍攝物體的距離與相應的路況等級所對應的觀看視區(qū)到全息顯示模塊的距離成正比；

空間光調制器，所述空間光調制器分別與所述存儲器和控制模塊相連，用于根據所述控制信號所對應的路況等級選擇相應的編碼信息，并根據所述編碼信息顯示相應的編碼圖像；

相干光源，用于發(fā)射相干光，所述相干光經過所述空間光調制器上的編碼圖像后形成所述觀看視區(qū)。

優(yōu)選地，所述存儲器內存儲的在每個采集位置采集到的全息圖像的編碼信息均包括多幀不同的全息圖像的編碼信息，所述空間光調制器能夠以預定頻率根據多幀全息圖像的編碼信息依次顯示相應的編碼圖像。

優(yōu)選地，所述空間光調制器包括可擦除式全息記錄干板或數字微鏡器件。

優(yōu)選地，所述相干光源包括激光發(fā)射器和擴束器，所述激光發(fā)射器用于朝向所述擴束器發(fā)射激光，所述擴束器包括朝向所述激光發(fā)射器設置的入光口和朝向所述空間光調制器設置的出光口，所述擴束器用于將其入光口接收到的激光擴束為平行光并將所述平行光從所述出光口射出。

相應地，本發(fā)明還提供一種車載全息顯示方法，包括：

獲取車輛所在道路上的路況等級；

在所述車輛后方形成與所述路況等級相對應的、用于觀看全息再現圖像的觀看視區(qū)。

優(yōu)選地，不同路況等級對應的觀看視區(qū)到所述車輛的距離不同。

優(yōu)選地，所述獲取所述車輛所在道路上的路況等級的步驟之前還包括：

預先設置并存儲多個路況等級以及各個路況等級所對應的路況信息范圍，所述路況信息包括以所述車輛為中心，前后預定距離內的車輛密度和/或車輛速度信息；

獲取所述車輛所在道路上的路況等級的步驟包括：

獲取所述道路上的實際的路況信息；

根據所述實際的路況信息以及各個路況等級對應的路況信息范圍判定所述車輛所在道路上的路況等級。

在本發(fā)明中，全息顯示模塊可以設置在車輛的后方，且全息顯示模塊形成的觀看視區(qū)與全息顯示模塊之間距離(即，與所述車輛之間距離)可以與當前路況等級下的安全車距一致，在該觀看視區(qū)前方或后方均不能看到立體的全息再現圖像或看到的圖像較模糊，從而使得當后方車輛的駕駛員到達該觀看視區(qū)時，就會看到立體感強的三維圖像，表明前后車輛之間的距離已達到安全車距，進而提醒后方駕駛員保持車距，防止追尾等交通事故。并且，由于不同路況等級下的安全車距是不同的，而本發(fā)明中，在不同的路況等級下形成的觀看視區(qū)與全息顯示模塊的距離也不同，因此，可以根據每個路況等級的安全車距控制觀看視區(qū)的形成距離，以使得全息顯示模塊在距離自身安全車距的位置處形成觀看視區(qū)，提醒后方達到該觀看視區(qū)的駕駛員保持車距，從而根據實際的路況減少交通事故的發(fā)生。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明的實施例中提供的車載全息顯示裝置的第一種結構示意圖；

圖2是圖1中的全息干板與轉軸的連接關系示意圖；

圖3是本發(fā)明的實施例中提供的車載全息顯示裝置的第二種結構示意圖；

圖4是本發(fā)明的實施例中提供的車載全息顯示裝置的應用場景示意圖；

圖5是本發(fā)明的實施例中提供的車載全息顯示方法的流程圖。

其中，附圖標記為：

10、全息顯示模塊；11、全息干板；12、相干光源；121、激光發(fā)射器；122、擴束器；13、位置調節(jié)單元；131、轉軸；14、存儲器；15、空間光調制器；20、路況獲取模塊；21、預存單元；22、實際信息獲取單元；23、判定單元；30、控制模塊。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

作為本發(fā)明的一方面，提供一種車載全息顯示裝置，如圖1和圖3所示，包括全息顯示模塊10、路況獲取模塊20和控制模塊30。

全息顯示模塊10用于在車輛后方形成用于觀看全息再現圖像的觀看視區(qū)。這里所述的“車輛”是指設置有所述車載全息顯示裝置的車輛。所述全息再現圖像是利用全息技術對物體進行再現而得到的物體的立體圖像，在所述觀看視區(qū)能夠看到逼真的三維立體圖像，在其他區(qū)域均不能看到圖像或看到的圖像較模糊。

路況獲取模塊20用于獲取所述車輛所在道路上的路況等級。所述路況等級可以為道路上擁堵等級，也可以為道路上的車輛速度等級，只要可以表明不同的路況即可。例如，所述路況等級可以包括：第一等級(即，非常擁堵或車輛速度很慢)、第二等級(即，一般擁堵或車輛速度一般)和第三等級(即，不擁堵或車輛速度很快)。

控制模塊30分別與全息顯示模塊10和路況獲取模塊20相連，用于根據所述路況等級向全息顯示模塊10發(fā)送相應的控制信號，全息顯示模塊10能夠根據所述控制信號形成相應的觀看視區(qū)。

在本發(fā)明中，全息顯示模塊10可以設置在車輛的后方(如圖4所示)，且全息顯示模塊10形成的觀看視區(qū)與全息顯示模塊10之間距離(即，與所述車輛之間距離)可以與當前路況等級下的安全車距S一致，在該觀看視區(qū)前方或后方均不能看到立體的全息再現圖像或看到的圖像較模糊，從而使得當后方車輛的駕駛員到達該觀看視區(qū)時，就會看到立體感強的三維圖像，表明前后車輛之間的距離已達到安全車距，進而提醒后方駕駛員保持車距，防止追尾等交通事故。

由于安全車距與道路上的擁堵程度、車輛速度有關，因此，不同道路等級下的安全車距是不同的，優(yōu)選地，在本發(fā)明中，不同的路況等級對應的觀看視區(qū)到全息顯示模塊10的距離不同，因此，可以根據每個道路等級的安全車距控制觀看視區(qū)的形成距離，以使得全息顯示模塊10在距離自身安全車距的位置處形成觀看視區(qū)，提醒后方達到該觀看視區(qū)的駕駛員保持車距，從而根據實際的路況有效減少交通事故的發(fā)生。

可以理解，路況等級越高(即，越擁堵或車輛速度越慢)，形成的觀看視區(qū)與全息顯示模塊10的距離越小；路況等級越低(即，越不擁堵或車輛速度越快)，形成的觀看視區(qū)與全息顯示模塊10的距離越大。另外，在實際應用中，全息顯示模塊10所再現的立體圖像可以為具有警示效果的立體文字或其他景象，以起到提醒后方車輛的駕駛員注意保持車距的作用。

在本發(fā)明中，所述路況等級可以根據道路上的車輛密度來判斷，車輛密度越大，路況等級越高；也可以根據車輛速度來判斷，車輛速度越小，路況等級越高。

如圖1和圖3所示，路況獲取模塊20包括預存單元21、實際信息獲取單元22和判定單元23。預存單元21用于預先設置并存儲多個路況等級以及各個路況等級所對應的路況信息范圍，所述路況信息包括以所述車輛為中心，前后預定距離內的車輛密度和/或車輛速度信息。所述車輛速度可以為車輛前方預定距離和車輛后方預定距離內的所有車輛的平均速度，具體可以通過GPS導航進行獲取。實際信息獲取單元22用于獲取所述道路上的實際的路況信息，即，以所述車輛為中心，前后預定距離內的實際車輛密度和/或車輛的實際速度信息。判定單元23與預存單元21和實際信息獲取單元22分別相連，用于根據所述實際的路況信息以及各個路況等級對應的路況信息范圍判定所述車輛所在道路上的路況等級。

需要說明的是，全息顯示技術分為全息記錄和全息再現兩個過程，而本發(fā)明中的全息顯示模塊可以僅用于實現全息再現，即，全息顯示模塊10中已記錄或存儲有物體全息圖像的信息，在進行全息再現時，直接利用衍射原理對物體的全息圖像進行再現，形成立體圖像。其中，全息顯示模塊10可以利用全息干板記錄或利用存儲器來存儲物體的全息圖像的信息。

下面結合圖1和圖2描述全息顯示模塊的第一種結構，其包括多個全息干板11、相干光源12和位置調節(jié)單元13。

全息干板11上記錄有由被拍攝物體的物光和參考光發(fā)生干涉而形成的全息圖像，該全息圖像為干涉條紋形成的圖像，多個全息干板11與預存單元21存儲的多個路況等級一一對應，且全息干板11在發(fā)生干涉時到被拍攝物體的距離與相應的路況等級所對應的觀看視區(qū)到全息顯示模塊10的距離成正比。即，所需形成的觀看視區(qū)到全息顯示模塊10的距離越遠，那么在進行全息記錄時，被拍攝物體到全息干板11的距離越遠。

相干光源12用于發(fā)射相干光，所述相干光經過全息干板11上的全息圖像后形成觀看視區(qū)，可以理解，在觀看視區(qū)觀看到的立體圖像是被拍攝物體的景象。相干光源12包括激光發(fā)射器121和擴束器122，激光發(fā)射器121用于朝向擴束器122發(fā)射激光，擴束器122包括朝向激光發(fā)射器121設置的入光口和朝向其中一個全息干板11置的出光口，擴束器122用于將其入光口接收到的激光擴束為平行光并將所述平行光從其出光口射出。應當說明的是，擴束器122所擴束形成的平行光的應能夠覆蓋其中任意一個全息干板11上的全息圖像。

位置調節(jié)單元13用于根據所述控制信號調節(jié)相干光源12和/或多個全息干板11的位置，以使相干光源12的相干光僅照射至與路況獲取模塊20所獲取的路況等級相對應的全息干板11，并形成與所述路況等級相對應的觀看視區(qū)。具體地，位置調節(jié)單元13包括與多個全息干板11均相連的轉軸131，如圖2所示，多個全息干板11沿轉軸131的周向分布，轉軸131與控制模塊30相連，用于根據控制模塊30的控制信號繞其軸線轉動，以使相應的全息干板11位于相干光源12的照射范圍內，其余全息干板11位于相干光源12的照射范圍外。利用轉軸131可以方便地根據所述控制信號調節(jié)全息干板11的位置。

例如，預存單元21內預先存儲有三個路況等級：第一等級(即，非常擁堵或車輛速度很慢)、第二等級(即，一般擁堵或車輛速度一般)和第三等級(即，不擁堵或車輛速度很快)；還預先存儲有各路況等級對應的路況信息范圍，全息顯示模塊10包括三個全息干板11，第一個全息干板11上發(fā)生干涉而形成全息圖像時，該全息干板11到被拍攝物體的距離為L1；第二個全息干板11上發(fā)生干涉而形成全息圖像時，該全息干板11到被拍攝物體的距離為L2；第三個全息干板11上發(fā)生干涉而形成全息圖像時，該全息干板11到被拍攝物體的距離為L3；其中，L1<L2<L3。這種情況下，當路況獲取模塊20獲取到道路上的路況等級為第一等級時，通過位置調節(jié)單元13的調節(jié)(具體可以通過轉軸131的轉動)，使得相干光源12的相干光僅經過第一個全息干板11，并在到全息顯示模塊10的距離為D1的位置處形成觀看視區(qū)；當路況獲取模塊20獲取到道路上的路況等級為第二等級時，通過位置調節(jié)單元13的調節(jié)，使得相干光源12的相干光僅經過至第二個全息干板11，并在到全息顯示模塊10的距離為D2的位置處形成觀看視區(qū)；當路況獲取模塊20獲取到道路上的路況等級為第三等級時，通過位置調節(jié)單元13的調節(jié)，使得相干光源12的相干光僅經過第三個全息干板11，并在到全息顯示模塊10的距離為D3的位置處形成觀看視區(qū)；其中，D1<D2<D3。

下面結合圖3描述全息顯示模塊的第二種結構，其包括存儲器14、空間光調制器15和相干光源12。

存儲器14用于存儲從多個采集位置采集到的被拍攝物體的全息圖像的編碼信息，多個采集位置采集到的編碼信息與預存單元21存儲的多個路況等級一一對應，且所述采集位置到被拍攝物體的距離與相應的路況等級所對應的觀看視區(qū)到全息顯示模塊10的距離成正比。和全息顯示模塊10第一種結構中的全息干板11類似地，所需形成的觀看視區(qū)到全息顯示模塊10的距離越遠，那么在進行全息圖像采集時，被拍攝物體到采集器件(例如，電荷耦合元件CCD)的距離越遠。

空間光調制器15分別與存儲器14和控制模塊相連，用于根據所述控制信號所對應的路況等級選擇相應的編碼信息，并根據所述編碼信息顯示相應的編碼圖像，該編碼圖像可以為灰度圖像。

相干光源12用于發(fā)射相干光，所述相干光經過空間光調制器15上的編碼圖像后形成所述觀看視區(qū)。相干光源12可以和第一種結構中相同，包括激光發(fā)射器121和擴束器122，激光發(fā)射器121用于朝向擴束器122發(fā)射激光，擴束器122包括朝向激光發(fā)射器121設置的入光口和朝向空間光調制器15設置的出光口，擴束器122用于將其入光口接收到的激光擴束為平行光并將所述平行光從其出光口射出。擴束器122所擴束形成的平行光的應覆蓋空間光調制器15所顯示的編碼圖像。

可以看出，在進行全息再現時，第一種結構中的每個全息干板11所記錄的全息圖像是固定的，為了形成不同的觀看視區(qū)，需要使用不同的全息干板11；在第二種結構中，空間光調制器15可以根據不同的編碼信息顯示不同的編碼圖像，從而形成不同的觀看視區(qū)。為了使得空間光調制器15顯示不同的圖像，空間光調制器15可以包括可擦除式全息記錄干板或數字微鏡器件(Digital Micromirror Device，DMD)。

進行全息圖像采集時，采集器件可以在每個采集位置僅采集一幀圖像，相應地，存儲器14內存儲的每個采集位置采集到的圖像的編碼信息為單幀圖像的編碼信息。為了改善顯示效率，優(yōu)選地，采集器件在每個采集位置采集多幀圖像，存儲器14內存儲的在每個采集位置采集的全息圖像的編碼信息均包括多幀不同的全息圖像的編碼信息，空間光調制器15能夠以預定頻率根據多幀全息圖像的編碼信息依次顯示相應的編碼圖像。因此，當路況獲取模塊20獲取到當前的道路上的路況等級時，空間光調制器15能夠依次顯示多幀編碼圖像，因此，當相干光經過多幀編碼圖像后形成的觀看視區(qū)時，在該觀看視區(qū)可以看到動態(tài)的全息再現圖像，從而改善全息顯示的效果，提高車載全息顯示裝置的警示作用。

同樣以預存單元21預先存儲上述三個路況等級為例，存儲器14內存儲有利用采集器件從三個采集位置采集被拍攝圖像的全息圖像的編碼信息，形成第一數據包、第二數據包和第三數據包，其中，第一數據包是在距離被拍攝物體L1的位置處采集的，第二數據包是在距離被拍攝物體L2的位置處采集的，第三數據包是在距離被拍攝物體L3的位置處采集的，L1<L2<L3，并且，每個數據包可以單幀圖像的編碼信息或多幀圖像的編碼信息。這種結構下，當路況獲取模塊20獲取到道路上的路況等級為第一等級時，空間光調制器15根據第一數據包的信息顯示相應的一幀編碼圖像或多幀編碼圖像，從而使得相干光經過空間光調制器15顯示的編碼圖像后，在到全息顯示模塊10的距離為D1的位置處形成觀看視區(qū)；當路況獲取模塊20獲取到道路上的路況等級為第二等級時，空間光調制器15根據第二數據包的信息顯示相應的一幀編碼圖像或多幀編碼圖像，從而使得相干光經過空間光調制器15顯示的編碼圖像后，在到全息顯示模塊10的距離為D2的位置處形成觀看視區(qū)；當路況獲取模塊20獲取到道路上的路況等級為第三等級時，空間光調制器15根據第三數據包的信息顯示相應的一幀編碼圖像或多幀編碼圖像，從而使得相干光經過空間光調制器15顯示的編碼圖像后，在到全息顯示模塊10的距離為D3的位置處形成觀看視區(qū)；其中，D1<D2<D3。

作為本發(fā)明的另一方面，提供一種車載全息顯示方法，如圖5所示，所述車載全息顯示方法包括：

S1、獲取車輛所在道路上的路況等級；

S2、在所述車輛后方形成與所述路況等級相對應的、用于觀看全息再現圖像的觀看視區(qū)。所述觀看視區(qū)可以利用上文所述的全息顯示模塊形成，具體形成方式這里不再贅述。其中，不同路況等級對應的觀看視區(qū)到所述車輛的距離不同。

為了獲取所述車輛所在道路上的路況等級，步驟S1之前還包括：

S0、預先設置并存儲多個路況等級以及各個路況等級所對應的路況信息范圍，所述路況信息包括以所述車輛為中心，前后預定距離內的車輛密度和/或車輛速度信息。

步驟S1具體包括：

S11、獲取所述道路上的實際的路況信息，即，以所述車輛為中心，前后預定距離內的實際車輛密度和/或車輛的實際速度信息；

S12、根據所述實際的路況信息以及各個路況等級對應的路況信息范圍判定所述車輛所在道路上的路況等級。

通過上述對車載全息顯示裝置和車載全息顯示方法的描述可以看出，本發(fā)明提供的車主顯示裝置能夠在車輛后方形成觀看視區(qū)，當后方車輛的駕駛員位于該觀看視區(qū)時，能夠看到逼真的三維立體圖像，從而提醒駕駛員注意保持車距，防止追尾；并且，當道路上的路況等級不同時，形成觀看視區(qū)的距離也不同，從而能夠結合實際的路況減少交通事故的發(fā)生。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。