【专利解密】新一代HUD出炉，歌尔HUD专利有何创新？

【爱集微点评】歌尔的抬头显示专利，通过在反射面板上设置液晶全息膜，在光线照射到液晶全息膜后，可以以衍射的方式汇聚到人眼形成眼盒区域，使得光机可以以较小的面积发射光线，进而减小了整个抬头显示装置的体积，使其可以适用于小车型上，扩大了抬头显示装置的使用范围。

集微网消息，近日歌尔推出了新一代车载AR-HUD，以加快在智能座舱光学业务的布局。

抬头显示装置又称HUD（全称，Heads Up Display），现有技术中抬头显示装置利用挡风玻璃进行反射，通过在挡风玻璃在人眼前形成虚像，实现虚拟信息和现实的结合，从而提供信息或者显示图像的功能，使得驾驶者不用低头看仪表盘。然而这种方法会造成抬头显示装置的体积非常大，尤其是埋在仪表盘下的图像投影部分。这使得抬头显示装置难以安装上车或者无法配备到更紧凑的车型中，限制了其应用的范围。鉴于此，有必要提供一种新的抬头显示装置及汽车，以解决或至少缓解上述技术缺陷。

为此，歌尔于2021年11月30日申请了一项名为“抬头显示装置及汽车”的发明专利（申请号：202111449559.9），申请人为歌尔股份有限公司。

图1 抬头显示装置的结构示意图

图2 现有技术中抬头显示装置的结构示意图(没有液晶全息膜)

图1和图2分别为本专利提出的一种抬头显示装置的结构示意图以及现有技术中抬头显示装置的结构示意图（没有液晶全息膜）。参考图1，该抬头显示装置主要由以下部分组成：光机1、反射面板2和液晶全息膜3，液晶全息膜3设置于反射面板2面对光机1的一侧，以使得从光机1发出的光线经过液晶全息膜3衍射后汇聚到眼盒区域A。

参照图2现有技术中，是直接利用挡风玻璃（也就是反射面板2）对光线进行反射，由于受制于反射定律，会需要较大体积的光机1，造成整个抬头显示装置体积较大，这使得抬头显示装置难以安装上车或者无法配备到更紧凑的车型中。尤其是在大视场要求下，例如HUD视场达到30°时，光机1的体积将会超过30L占据较大的车内空间。由于车内空间本身比较紧张，会使HUD无法安放或者只能装配在少部分大型车，影响了大视场HUD的广泛应用。

而对于有液晶全息膜3的抬头显示装置，请参照图1，光线能通过衍射的方式更自由的改变传播方向。通过这种方式光机1可以以较小的面积发射发散光，在光线照射到液晶全息膜3后，可以以衍射的方式汇聚到人眼形成眼盒区域A。有图1和图2的对比可知，对于形成同样大小的眼盒区域A，带有液晶全息膜3的光机1的体积显著小于不带有液晶全息膜3的光机1的体积。并且，采用本专利提出的抬头显示装置，光机1照射的光可以是发散的光。

简而言之，歌尔的抬头显示专利，通过在反射面板上设置液晶全息膜，在光线照射到液晶全息膜后，可以以衍射的方式汇聚到人眼形成眼盒区域，使得光机可以以较小的面积发射光线，进而减小了整个抬头显示装置的体积，使其可以适用于小车型上，扩大了抬头显示装置的使用范围。

随着汽车智能化的发展，汽车传统的中控屏和仪表盘可能会被抬头显示设备所取代，歌尔凭借对产业和技术趋势的前瞻性判断，早已开始了相关领域的布局。此外，除了和高通等企业建立战略合作整合软硬件之外，歌尔还协同中科院、斯坦福、麻省理工等多所国内外院校开展了知名光学、声学、人工智能等领域的前沿研究。

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（校对/赵月）