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重磅好文:10分鐘搞懂4種汽車AR HUD成像技術方案

簡介DLP不使用偏振光,因此即使戴著太陽鏡也能看到顯示內容支援光波導和全息的AR HUD設計缺點:成本相對較高,但TI已開發出低成本的車規級產品為德州儀器TI專利產品,供應商只有一家DLP技術廠商:德州儀器TIDLP PGU廠家:廣景視睿、水晶

lbs是什麼意思的縮寫

在抬頭顯示行業,傳統的

W HUD顯示畫面小,資訊不夠直觀。因此能實現虛擬影象與道路實景相結合,在擋風玻璃直接進行AR 導航的AR HUD被行業熱捧。ARHUD需要整合各種車輛感測器資訊(包括ADAS資訊),給駕乘人員帶來更智慧的體驗,因此,AR HUD被認為是智慧汽車概念的完美契合產品。

自賓士

S級,到前段時間廣州車展上的北京魔方,已量產或是預量產的AR HUD已有近十款。AR HUD產業之所以如此快速的增長,除了顯示效果更好,以下兩個原因也不可忽視:一是經過這些年的技術積累,產業鏈的進一步成熟,各AR HUD廠商在技術與成本控制方面均有著很大的提升;而另一方面,新生代消費者對待新的科技

事物

有著更好的包容度,AR HUD這種酷炫的產品更容易被大家所接受。

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言歸正傳,我們來回到今天的主題:成像方式。大家都知道,

AR HUD是一個光學投影系統,其影像源部分(PGU,也就是光機部分)是一個核心所在,佔據了極大比例的產品硬體成本。這裡所說的成像方式便說的是影像源成像的技術方案。

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根據影像源的硬體與原理的不同,目前主流的成像方式分為四種:

TFT、DLP、LCOS、以及基於MEMS技術的LBS方案。就目前的市場現狀來看,走向量產的僅有TFT與DLP兩種方案。而隨著華為、一數科技等廠商在LCOS方案上的發力,這一技術路線也正在被行業重點關注。

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四種主流

AR HUD成像方案對比

接下來,我們便來具體瞭解一下這四種成像方式是什麼:

TFT

TFT是TFT-LCD的簡寫,這種方案是目前HUD行業最常見,技術最成熟的投影技術。其原理是LED發出的光透過液晶單元后將螢幕上的資訊投射出去。

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TFT LCD光路:1、LED燈,2、透鏡,3、TFT LCD,4、反射鏡1,5、反射鏡2,6擋風玻璃,7、眼盒

優點:

方案成熟、成本相對較低

缺點:

投影距離變長,解決陽光倒灌難度大

光線為偏振光,太陽眼鏡問題

光效低,產品亮度欠缺。

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長城汽車

WEY摩卡TFT AR HUD

TFT-LCD 顯示屏:京瓷、JDI、天馬、京東方、信利

HUD廠家:TFT是目前主流AR HUD廠商的技術路線,絕大多數在各自領域都有著特色方案

DLP

DLP即Digital Light Processing的縮寫,採用的是TI的專利產品-DMD晶片(DigitalMicromirror Device,中文意思為數字微型反射鏡元件)。DMD由數百萬個高反射的鋁製獨立微型鏡片組成,每個鏡片可以透過數量龐大的超小型數字光開關控制角度。這些開關可以接受電子訊號代表的資料位元組,然後產生光學位元組輸出。

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DLP 影像源結構原理圖

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優點:

相較於

TFT,DLP更容易獲得高亮度,TI官網的介紹是大於15K cd/m2 ,此外DLP在不同溫度下也可以保持一致的影象質量

由於

DLP本身材質以及結構方面的優勢,能更好

應對太陽光倒灌問題。

DLP不使用偏振光,因此即使戴著太陽鏡也能看到顯示內容

支援光波導和全息的

AR HUD設計

缺點:

成本相對較高,但

TI已開發出低成本的車規級產品

為德州儀器

TI專利產品,供應商只有一家

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DLP技術廠商:德州儀器TI

DLP PGU廠家:廣景視睿、水晶光電、舜宇等

HUD廠商:目前主流的AR HUD方式,如:日本精機(量產)、華陽(量產)、疆程、京龍睿信等

LCOS

LCoS(Liquid Crystal on Silicon),翻譯過來叫液晶附矽,也叫矽基液晶,是一種基於反射模式,尺寸比較小的矩陣液晶顯示裝置。這種矩陣採用CMOS技術在矽晶片上加工製作而成。它屬於新型的反射式micro LCD投影技術。

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LCOS 結構原理圖,來源網路

優點:

解析度高,

DLP能做到1920×1080的真實解析度,而LCoS則能夠做到4k甚至8k的真實解析度。

體積小,

0。69英寸的LCoS已經可以對標3。1英寸的TFT

成本合適

晶片供應商相較於

DLP更多,交期與降本可能性更高。此外更重要的是晶片可國產化替代

更低的功耗

缺點:

光源是偏振光,太陽眼鏡問題

LED光源時,光效較低,因此亮度不夠。後續需要採用鐳射光源,而鐳射光源目前車規級廠商少,且價格貴

散斑問題

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華為

AR HUD 實拍,來源華為光網bilibili

LOCS晶片:Ominivision、奇景光電、南京芯視元、Syndiant等

LCOS PGU廠商:華為、一數,但尚未量產

LBS-MEMS鐳射投影

LBS即Laser Beam Scanning縮寫,是 “MEMS微鐳射投影”方案。這種方案是將RGB三基色鐳射模組與微機電系統(Micro-Electro-MechanicalSystems,MEMS)結合的投影顯示技術方案。從驅動的角度來說,MEMS微鐳射投影屬於掃描式投影顯示,應用微機電二維微型掃描振鏡及RGB三基色鐳射,以鐳射掃描的方式成像,其輸出解析度取決於MEMS微鏡的掃描頻率。

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MEMS微鐳射投影裝置結構圖

優點:

光學引擎大幅度簡化,體積可以最佳化

產品對比度高,可以輕鬆達到

7000:1,遠超DLP

高亮度

色域廣(

>150%),功耗更低(

MEMS鐳射顯示純黑畫素時是可以關掉的,因此更易提高對比度,且零紗窗效應。

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MEMS投影原理,圖片來源點石創新官網

缺點:

解析度不高,約

720P,提高解析度需要比較高的成本,但可透過量產降成本。

鐳射二極體對溫度較敏感,實現車規級還有困難需克服。目前鐳射光源僅有日亞較為成熟

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上圖為先鋒在

2012年推出的HUD,結合了鐳射掃描與AR,售價高達4000美元。(圖片來源:佐思汽車研究)

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松下鐳射掃描

HUD原型(圖片來源:佐思汽車研究)

MEMS晶片:英飛凌、龍馬璞芯等

LBS PGU廠家:上海豐寶電子、浙江視鏡感測科技、FIC、MicroVision

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資訊釋出:

6

13

日:某一線主機廠尋求可以提供

hud

硬體控制驅動的供應商

6

13

日:某汽車產業鏈公司尋求可以提供

HUD

及車燈透鏡的模組供應商

6

13

日:某汽車產業鏈公司尋求可以提供

HUD

電機和減速機構的供應商

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