苹果泰坦项目获新专利：光场平视显示器

据外媒报道，美国专利商标局（U.S. Patent and Trademark Office）授予了苹果公司一项泰坦项目专利：光场平视显示器（light-field head up display），可在挡风玻璃上向驾驶员投射信息。

（图片来源：patentlyapple.com）

汽车等交通工具有时会搭载平视显示器，可将图像投射到车辆的挡风玻璃上，因此驾驶员驾驶时无需将视线从前方道路上移开，就可看到投影图像，使驾驶更加安全。平视显示器通常用于显示车辆状态信息，例如车速表信息等。为了最大限度地提高在车辆环境中的实用性，平视显示器需要增强其为车辆乘员显示信息的能力。

苹果所获专利中就有一种平视显示器，可能会产生从其中一个车窗反射到观看者（例如驾驶员或车内其他乘客）的输出。

该平视显示器可能是光场平视显示器，可产生允许观看者在平视显示器上观察三维内容的光场输出。光场显示单元阵列和相应的透镜可用于将光场输出导向观看者。该透镜可将来自显示单元的重叠光场输出导向观看者，从而在车窗上生成扩大的无缝光场观看区域。

该平视显示器可能具有透射式显示器，例如液晶显示器或具有背光像素阵列的其他显示器。这些像素包括不同颜色的子像素。每个像素形状细长，可以沿给定维度延伸。与像素重叠的透射显示器中的双凸透镜可沿给定维度与细长像素平行地延伸。

定向背光可用来调整由光场显示器产生的光场输出方向。该定向背光还可被调整为交替向观看者的左眼和右眼，向两个观看者提供光场输出。

下图1为具有平视显示器的示例性车辆的侧视图；图2是具有平视显示器的说明性车辆或其他系统的示意图；图3是车辆中的说明性平视显示器的侧视图。

苹果专利图1、2、3（图片来源：patentlyapple.com）

具体而言，如图3所示，该平视显示器可以包括一个或多个显示单元，例如显示单元#40和一个或多个透镜，以形成光学系统，例如光学系统#58。显示单元#40可以是基于液晶显示器、有机发光二极管显示器、阴极射线管、等离子显示器、投影仪显示器（例如，基于微镜阵列的投影仪）或其他合适显示器打造的光场显示单元。

该光场显示单元可以生成与显示给观看者#6的三维内容相关的光场。该光学系统（#58）可用于将光场显示单元的光场输出呈现给观看者。例如，该光学系统可以将光场输出从显示单元引导到前挡风玻璃（#14F或车辆#10中的其他合适车窗）的内表面（#64）。透过挡风玻璃朝向#70的观察者可能会看到反射光（#66）。 此外，观看者还可以同时看到来自显示单元的内容和车辆外部物体#80。

数字图像传感器或其他传感器（例如摄像头#72）可用于跟踪观看者的头部（头部#74），和/或观看者的眼睛（眼睛#76）的位置。观看者跟踪信息可用于限制生成的光场输出量（例如，显示单元#40仅生成观看者可见的信息）。在使用平视显示器创建3D显示输出时，限制产生的光场输出量可以减少控制电路的处理负担。

在示例图3中，该光场显示单元是一个基于投影仪的系统。该系统包括光源#44等光源，可产生光源#48，而此光源会从分束器#46反射为反射光#50。该反射光被导向微镜阵列#42的表面。光从微镜阵列反射为光场输出#52。

下图8为观看者和相关联的平视显示器观看区域（观看框）的俯视图，该区域具有与观看者的左眼和右眼对齐的子区域。

苹果专利图8（图片来源：patentlyapple.com）