

智能座艙交互變革,迎來了關鍵技術突破。
近期,蔡司對外展示了其基于全息技術打造的透明顯示解決方案,只需要在汽車玻璃中集成一張全息透明薄膜,即可將顯示與感知等諸多功能融入到汽車擋風玻璃、車窗等既有結構中,徹底打破傳統物理顯示屏幕的邊界限制。
蔡司微光學商務拓展及市場營銷高級副總裁Stephan Hoefer先生介紹,蔡司的全息顯示技術利用激光干涉原理,在光敏聚合物材料中雕刻納米級微結構,即可精準控制光的傳播方向,從而實現高達95%的透光率,打破HUD等現有顯示技術瓶頸。比如將全息技術集成到擋風玻璃中,在保持透明視野的同時,還可提供兼顧乘客隱私保護等多種功能需求的透明顯示系統。
很顯然,蔡司基于全息技術的透明顯示解決方案不僅解決了傳統交互方案的成本與體驗痛點,還將引領智能座艙進入新一輪的交互變革時代。
長期以來,“屏幕堆砌”成為智能座艙的主流升級路徑,不僅成本高企,屏幕的固定位置與現實邏輯,也使智能座艙很難做到真正意義上的“主動交互”。在AI智能座艙的大趨勢下,“屏幕堆砌”的升級模式已經觸及成本與體驗的雙重天花板。
蔡司基于全息技術的透明顯示解決方案將前擋風玻璃、側窗等直接轉化為全息顯示屏,不僅很好解決了當前智能座艙的體驗痛點,更引領了智能座艙進入“全息交互”的新階段。

不可否認,全息技術將重構智能座艙的交互變革。在蔡司看來,全息技術不僅能夠呈現圖像,還能在融合多種功能的情況下,依然保持玻璃的透明性。這一特性的實現,源于蔡司對“光波精準控制”的底層光學原理革新,也徹底擺脫了傳統HUD的技術桎梏。
“我們在全息薄膜里面設計了一系列微結構,可以精準控制特定角度、特定光波的反射方向,使得環境光幾乎無損地通過全息薄膜,同時只有指定角度與波長的光波會被衍射到目標區域。”Stephan Hoefer先生向《高工智能汽車》表示,全息透明顯示不僅大幅提升了光的利用效率,實現了高達95%的透明度,還大幅減少了光機的體積。

據了解,蔡司的全息技術由于基于衍射原理,對光源的利用率更高,所以無需很大的PGU就可以實現目標亮度,而且即便是在陽光直射、陰影變化等各種環境下,顯示內容依然清晰可見。
眾所周知,HUD(抬頭顯示系統)主要通過高精度投影單元生成圖像后,再利用半反射鏡或特殊鍍膜玻璃將圖像放大并投射到擋風玻璃上。它通常使用液晶或者DLP顯示屏作為投射光源產生所需的圖像光線,這些光線通過反射鏡的反射之后會被分散,導致最終達到人眼的有效亮度降低。
因此,傳統HUD的透明度普遍低于70%,顯示內容僅能覆蓋前方10-15米視野,且容易受強光干擾,出現陽光倒灌等問題。同時,傳統HUD如果要實現更大視場角與顯示距離的顯示畫面,往往需要增加透鏡組的數量,導致HUD模組體積龐大,無法適配小型車或簡約座艙設計。
“HUD依賴的是光的鏡面反射定律,而我們采用的是光的衍射定律,可以精準引導光線的傳播方向,所以光的利用率更高。”Stephan Hoefer表示,蔡司的全息技術可以將光機中的光投射到集成在擋風玻璃的HOE(全息光學元器件)上。正是如此,蔡司透明全息顯示所需的光機僅有1.2L,而目前需要將影像在內部進行二次反射的HUD整機體積大多高達15-20L。

另外,值得注意的是,Stephan Hoefer介紹,蔡司的全息透明薄膜無需單獨設計屏幕模組,僅需在汽車玻璃生產過程中集成光敏聚合物薄膜以及搭配與設計要求匹配的PGU即可,可以適配不同車型的玻璃尺寸與材料。
這就意味著,蔡司全系透明顯示技術可以應用到擋風玻璃、側窗乃至所有的玻璃區域,不僅可以完美解決HUD“體積與顯示效果不可兼得”的行業痛點,還可以徹底顛覆智能座艙的交互邏輯。一方面,由于蔡司全息顯示透明度很高,所以在法律法規允許之下,蔡司的全息透明顯示可以實現顯示畫面覆蓋整個擋風玻璃。

“蔡司的全息顯示技術可以通過眼盒大小和位置的靈活設計,讓副駕駛側的擋風玻璃顯示僅對副駕駛可見,駕駛員是完全看不到的、不受干擾。”Stephan Hoefer表示,如果要投射GPS導航等共用信息,則要設計兩個眼盒,確保駕駛員和副駕駛員都能看到。

另一方面,蔡司通過在全息薄膜中嵌入微型光學傳感器,還可實現“顯示+感知”一體化。因此,蔡司的全息技術除了應用到HUD領域,還可以應用在側窗顯示、隱形攝像頭等多個應用場景。其中,隱形攝像頭技術支持DMS、OMS等功能的無感集成,側窗顯示則可為后排乘客提供獨立的娛樂界面。

一直以來,智能座艙的交互主要依賴物理顯示屏,屏幕尺寸和數量不斷刷新記錄,不僅成本高企,也難以做到真正意義上的“主動交互”。蔡司將全息透明顯示技術融入玻璃,無疑將推動智能座艙告別“屏幕競爭”時代,重新定義了智能座艙的空間價值。
當前,智能座艙已經從“功能堆棧”進入了體驗升級的新時代,智能座艙的交互重心開始從單一屏幕轉向“HUD+視覺+聽覺+觸覺”等的多模態融合體系,從而實現“所見即所得、所想即所得”的無感體驗。
在這樣的背景之下,各大主機廠和零部件廠商都在積極探索“下一代創新技術”在智能座艙的應用。根據《高工智能汽車》了解,三星、華為等科技巨頭,以及寶馬等主機廠已經開始部署3D全息數字人交互技術、全息投影解決方案等全新技術,以推動智能座艙進入“無界交互”時代。
業內人士一致認為,未來,伴隨著AI大模型、5G-V2X與全息技術的深度融合,智能座艙將演變成透明、自然、主動交互的“第三生活空間”。
很顯然,蔡司率先突破的全息透明技術,將成為引領未來智能座艙交互變革的重要推手。
資料顯示,全息技術的核心在于激光束的精準操控與分割。當激光射向物體,通過一系列精密的光學元件,將物體的精確信息傳遞給光敏聚合物。光敏聚合物接收激光分束并與參考光束結合,從而在物體不在原位時,依然能夠通過提供參考光來再現物體的全息影像。蔡司的微光學研發團隊,不僅掌握了這一技術,還依托卷對卷工藝、特定硬件等創新,實現了全息圖母版的標準化復制,從而具備了規模化量產能力,成功破除了全息母版規模化復制的難題與痛點。

蔡司是德國有近180年歷史的知名光學與光電技術巨頭,在光學領域已經擁有了深厚的專業知識和卓越的技術實力積累,這種技術優勢為蔡司推動全息技術在汽車上面的應用提供了有效助力。
截至目前,蔡司在全息光學領域已經斬獲了80多項核心專利,覆蓋從母版設計到復制工藝(全息薄膜的批量復制技術)的各個環節,形成了嚴密的技術壁壘。比如蔡司自主研發的“全息光刻復制技術”,可將納米級微結構的誤差控制在±5納米以內,確保了每一片全息薄膜的光學性能一致性。
“全息技術的落地離不開生態的支撐。”Stephan Hoefer介紹,蔡司已經完成了重要的生態系統構建:一是母版的批量復制技術合作伙伴;二與全球主流汽車玻璃廠商合作,將全息薄膜融入到玻璃生產流程;三是跟PGU、HMI供應商的集成,比如蔡司已經與粘合解決方案廠商德莎、現代摩比斯、LG化學等達成了合作,共同推動全息技術在汽車領域的應用。
這種“全產業鏈協同”的生態模式,不僅加速了全息技術的量產進程,更確保了技術落地后的兼容性與穩定性。Stephan Hoefer表示,“目前,我們的全息透明技術已經基本上接近量產狀態,預計在不久將實現量產上車。”
毋庸置疑,在未來,全息交互技術有望成為智能座艙的主流配置,推動汽車真正從“交通工具”進化為“移動智能空間”。而蔡司的全息透明技術突破,無疑為這場變革按下了“加速鍵”。

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