專利解密 | 新一代HUD出爐，歌爾HUD專利有何創(chuàng)新？

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“歌爾的抬頭顯示專利，通過在反射面板上設置液晶全息膜，在光線照射到液晶全息膜后，可以以衍射的方式匯聚到人眼形成眼盒區(qū)域，使得光機可以以較小的面積發(fā)射光線，進而減小了整個抬頭顯示裝置的體積，使其可以適用于小車型上，擴大了抬頭顯示裝置的使用范圍?！?/strong>

近日歌爾推出了新一代車載AR-HUD，以加快在智能座艙光學業(yè)務的布局。

抬頭顯示裝置又稱HUD（全稱，Heads Up Display），現有技術中抬頭顯示裝置利用擋風玻璃進行反射，通過在擋風玻璃在人眼前形成虛像，實現虛擬信息和現實的結合，從而提供信息或者顯示圖像的功能，使得駕駛者不用低頭看儀表盤。然而這種方法會造成抬頭顯示裝置的體積非常大，尤其是埋在儀表盤下的圖像投影部分。這使得抬頭顯示裝置難以安裝上車或者無法配備到更緊湊的車型中，限制了其應用的范圍。鑒于此，有必要提供一種新的抬頭顯示裝置及汽車，以解決或至少緩解上述技術缺陷。

為此，歌爾于2021年11月30日申請了一項名為“抬頭顯示裝置及汽車”的發(fā)明專利（申請?zhí)枺?02111449559.9），申請人為歌爾股份有限公司。

圖1 抬頭顯示裝置的結構示意圖

圖2 現有技術中抬頭顯示裝置的結構示意圖(沒有液晶全息膜)

圖1和圖2分別為本專利提出的一種抬頭顯示裝置的結構示意圖以及現有技術中抬頭顯示裝置的結構示意圖（沒有液晶全息膜）。參考圖1，該抬頭顯示裝置主要由以下部分組成：光機1、反射面板2和液晶全息膜3，液晶全息膜3設置于反射面板2面對光機1的一側，以使得從光機1發(fā)出的光線經過液晶全息膜3衍射后匯聚到眼盒區(qū)域A。

參照圖2現有技術中，是直接利用擋風玻璃（也就是反射面板2）對光線進行反射，由于受制于反射定律，會需要較大體積的光機1，造成整個抬頭顯示裝置體積較大，這使得抬頭顯示裝置難以安裝上車或者無法配備到更緊湊的車型中。尤其是在大視場要求下，例如HUD視場達到30°時，光機1的體積將會超過30L占據較大的車內空間。由于車內空間本身比較緊張，會使HUD無法安放或者只能裝配在少部分大型車，影響了大視場HUD的廣泛應用。

而對于有液晶全息膜3的抬頭顯示裝置，請參照圖1，光線能通過衍射的方式更自由的改變傳播方向。通過這種方式光機1可以以較小的面積發(fā)射發(fā)散光，在光線照射到液晶全息膜3后，可以以衍射的方式匯聚到人眼形成眼盒區(qū)域A。有圖1和圖2的對比可知，對于形成同樣大小的眼盒區(qū)域A，帶有液晶全息膜3的光機1的體積顯著小于不帶有液晶全息膜3的光機1的體積。并且，采用本專利提出的抬頭顯示裝置，光機1照射的光可以是發(fā)散的光。

簡而言之，歌爾的抬頭顯示專利，通過在反射面板上設置液晶全息膜，在光線照射到液晶全息膜后，可以以衍射的方式匯聚到人眼形成眼盒區(qū)域，使得光機可以以較小的面積發(fā)射光線，進而減小了整個抬頭顯示裝置的體積，使其可以適用于小車型上，擴大了抬頭顯示裝置的使用范圍。

隨著汽車智能化的發(fā)展，汽車傳統(tǒng)的中控屏和儀表盤可能會被抬頭顯示設備所取代，歌爾憑借對產業(yè)和技術趨勢的前瞻性判斷，早已開始了相關領域的布局。此外，除了和高通等企業(yè)建立戰(zhàn)略合作整合軟硬件之外，歌爾還協(xié)同中科院、斯坦福、麻省理工等多所國內外院校開展了知名光學、聲學、人工智能等領域的前沿研究。