蓋世汽車訊 據外媒報導,近日,美國專利商標局(U.S. Patent and Trademark Office)授予了蘋果公司一項與車輛抬頭顯示器(HUD)相關的專利。該抬頭顯示器採用全息光學元件,可將圖像投射到乘客一側的擋風玻璃或車輛側窗。
(圖片來源:https://www.patentlyapple.com/)
在蘋果的專利背景中,車輛有時會配備抬頭顯示器。典型的抬頭顯示器會將圖像投影到車輛的擋風玻璃上,以便駕駛員可以在駕駛時觀看投影圖像。抬頭顯示器通常用於顯示車輛狀態信息,如速度表信息,使駕駛員安全地查看信息,而無需將視線從前方道路移開。
常規的抬頭顯示器使用儀錶板中的顯示器,以給定的入射角將光投射到車輛的前擋風玻璃上來創建虛擬圖像,然後將其以與入射角匹配的反射角,反射到駕駛員的視線中。由於前擋風玻璃的位置通常具有固定的設計參數,因此儀錶板中的顯示器需要精確地安裝在特定位置,以特定的入射角將光導向前擋風玻璃,從而使光正確地從擋風玻璃反射向駕駛員。
但此類傳統抬頭顯示器的安裝位置具有限制性。例如,常規的抬頭視顯示器可能與車輛側窗不兼容,不符合反射定律,從而導致顯示器從側窗反射的光無法順利到達用戶的視野範圍。因此,蘋果期望能夠提供改進的抬頭顯示器以便在更大範圍內為乘員顯示信息。
蘋果的抬頭顯示器包括生成顯示信息的顯示單元,以及位於車窗的光學組合器,該合成器可將顯示信息導向用戶。此種光學組合器可以是全息或衍射光學元件,也可以是成角度的反射器陣列,如嵌入在折射率匹配材料中的微鏡。
由全息元件組成的光學組合器可以進行配置,以一定的反射角反射光,如有需要,該反射角可以不同於入射角,這樣即使抬頭顯示器將光反射到車窗上,用戶也可以看到光。
全息光學元件的衍射級間距可以進行控制,將給定的輸入角反射到期望的輸出角。全息光學元件可能包括體全息介質,例如光敏聚合物或全息聚合物分散液晶,其中已寫有反射全息圖(例如,利用兩個雷射的幹涉)。
全息元件可以是已經用一種或多種顏色書寫的單層,或者可以是其中每一層已經用一種或多種顏色書寫的多層。此外,全息光學元件可以是不可切換的(例如,可以包括永久編碼的全息圖),也可以是可切換的(例如,可以通過施加電場進行調整)。
由成角度的反射器組成的光學組合器也可以進行配置,即使光學組合器安裝在車輛側窗上,也可將光導向用戶。光學組合器中的每個反射器都可以呈一定角度,以使光根據反射定律從每個獨立的反射器反射出來,並指向用戶的眼睛。
如下蘋果專利圖FIG. 1 是具有抬頭顯示器的示例車輛的側面圖。專利圖FIG. 3是在車輛側窗示例抬頭顯示器的側面圖。
(圖片來源:https://www.patentlyapple.com/)