專(zhuān)利解密 | 新一代HUD出爐，歌爾HUD專(zhuān)利有何創(chuàng)新？

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“歌爾的抬頭顯示專(zhuān)利，通過(guò)在反射面板上設(shè)置液晶全息膜，在光線(xiàn)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(jī)可以以較小的面積發(fā)射光線(xiàn)，進(jìn)而減小了整個(gè)抬頭顯示裝置的體積，使其可以適用于小車(chē)型上，擴(kuò)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(chē)載AR-HUD，以加快在智能座艙光學(xué)業(yè)務(wù)的布局。

抬頭顯示裝置又稱(chēng)HUD（全稱(chēng)，Heads Up Display），現(xiàn)有技術(shù)中抬頭顯示裝置利用擋風(fēng)玻璃進(jìn)行反射，通過(guò)在擋風(fēng)玻璃在人眼前形成虛像，實(shí)現(xiàn)虛擬信息和現(xiàn)實(shí)的結(jié)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(pán)。然而這種方法會(huì)造成抬頭顯示裝置的體積非常大，尤其是埋在儀表盤(pán)下的圖像投影部分。這使得抬頭顯示裝置難以安裝上車(chē)或者無(wú)法配備到更緊湊的車(chē)型中，限制了其應(yīng)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(chē)，以解決或至少緩解上述技術(shù)缺陷。

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

圖1 抬頭顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 現(xiàn)有技術(shù)中抬頭顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(沒(méi)有液晶全息膜)

圖1和圖2分別為本專(zhuān)利提出的一種抬頭顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖以及現(xiàn)有技術(shù)中抬頭顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖（沒(méi)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(jī)1、反射面板2和液晶全息膜3，液晶全息膜3設(shè)置于反射面板2面對(duì)光機(jī)1的一側(cè)，以使得從光機(jī)1發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)液晶全息膜3衍射后匯聚到眼盒區(qū)域A。

參照?qǐng)D2現(xiàn)有技術(shù)中，是直接利用擋風(fēng)玻璃（也就是反射面板2）對(duì)光線(xiàn)進(jìn)行反射，由于受制于反射定律，會(huì)需要較大體積的光機(jī)1，造成整個(gè)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(chē)或者無(wú)法配備到更緊湊的車(chē)型中。尤其是在大視場(chǎng)要求下，例如HUD視場(chǎng)達(dá)到30°時(shí)，光機(jī)1的體積將會(huì)超過(guò)30L占據(jù)較大的車(chē)內(nèi)空間。由于車(chē)內(nèi)空間本身比較緊張，會(huì)使HUD無(wú)法安放或者只能裝配在少部分大型車(chē)，影響了大視場(chǎng)HUD的廣泛應(yīng)用。

而對(duì)于有液晶全息膜3的抬頭顯示裝置，請(qǐng)參照?qǐng)D1，光線(xiàn)能通過(guò)衍射的方式更自由的改變傳播方向。通過(guò)這種方式光機(jī)1可以以較小的面積發(fā)射發(fā)散光，在光線(xiàn)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(duì)比可知，對(duì)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(jī)1的體積顯著小于不帶有液晶全息膜3的光機(jī)1的體積。并且，采用本專(zhuān)利提出的抬頭顯示裝置，光機(jī)1照射的光可以是發(fā)散的光。

簡(jiǎn)而言之，歌爾的抬頭顯示專(zhuān)利，通過(guò)在反射面板上設(shè)置液晶全息膜，在光線(xiàn)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(jī)可以以較小的面積發(fā)射光線(xiàn)，進(jìn)而減小了整個(gè)抬頭顯示裝置的體積，使其可以適用于小車(chē)型上，擴(kuò)大了抬頭顯示裝置的使用范圍。

隨著汽車(chē)智能化的發(fā)展，汽車(chē)傳統(tǒng)的中控屏和儀表盤(pán)可能會(huì)被抬頭顯示設(shè)備所取代，歌爾憑借對(duì)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)趨勢(shì)的前瞻性判斷，早已開(kāi)始了相關(guān)領(lǐng)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(guó)內(nèi)外院校開(kāi)展了知名光學(xué)、聲學(xué)、人工智能等領(lǐng)域的前沿研究。

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