增強現實型抬頭顯示器擁有比傳統抬頭顯示器更加豐富的顯示內容。理想的增強現實型抬頭顯示器需要顯示多個不同深度的虛像來呈現基礎與交互信息，但傳統的解決方案多為通過高速旋轉反射鏡或光學變焦系統來顯示兩種深度的內容，可靠性較低，存在駕駛安全隱患。提出了一種采用兩塊圖像生成單元和單塊自由曲面鏡實現雙焦面顯示的離軸反射式光學結構，通過添加一塊平面反射鏡增加遠場光路物距，從而實現雙焦面的顯示，最終得到一個視野盒大小為130 mm×50 mm、視場角分別為5°×1°和10°×5°、虛像距離分別為2.5 m和7.5 m的雙焦面抬頭顯示器系統。該研究結果不僅滿足了近場基礎信息與遠場交互信息同時顯示的需求，景深的顯示效果也同樣得到了改善。
