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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
- 2022-09-25
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
性
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。
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。
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。
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。
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。
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。
DLP 影像源結構原理圖
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
的
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
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。
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
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。
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。
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
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)
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
月
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
月
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
月
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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