AR-HUD市場發展及技術趨勢介紹

大陸(lu)集(ji)團主題(ti)為2020年10月12日 抬(tai)頭(tou)(tou)顯(xian)示(shi)系統 來自媒(mei)體在線(xian)研(yan)(yan)討(tao)會的(de)(de)熱烈(lie)召開 大陸(lu)集(ji)團人機界面事業(ye)部抬(tai)頭(tou)(tou)展(zhan)示(shi)中國區研(yan)(yan)發負(fu)責人楊晶 先生重點介紹(shao)了(le)大陸(lu)集(ji)團的(de)(de)抬(tai)頭(tou)(tou)顯(xian)示(shi)系統，詳細分享了(le)抬(tai)頭(tou)(tou)顯(xian)示(shi)系統的(de)(de)技術原理(li)，展(zhan)示(shi)了(le)大陸(lu)集(ji)團的(de)(de)抬(tai)頭(tou)(tou)顯(xian)示(shi)產品組合(he)，同(tong)時(shi)，逐一闡述了(le)系統的(de)(de)應用(yong)場景和未來的(de)(de)挑戰。 NE現在時(shi)代(dai)特(te)別針對AR-HUD產品進行了(le)相關(guan)的(de)(de)和系統梳理(li)。

HUD大量裝(zhuang)車已經開始(shi)

HUD能有效(xiao)改善駕駛員在駕駛過程中偏離(li)路面的(de)視野，提(ti)高安全(quan)性，導(dao)航ADAS實現(xian)信息與周圍(wei)環境(jing)的(de)融合，提(ti)升(sheng)駕駛體驗。

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圖片來源：大陸集團

從(cong)搭(da)載的角度來(lai)看，主(zhu)要用于國外品牌車型，自主(zhu)品牌正(zheng)在(zai)逐步實現(xian)應(ying)用。

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可分為產品形式C-HUD(集(ji)成(cheng)抬(tai)頭(tou)顯示器)和W-HUD(擋(dang)風玻(bo)璃抬(tai)頭(tou)顯示器)。

相比于(yu)C-HUD，WH-UD圖(tu)像直接投影(ying)到前(qian)擋風玻璃上，不(bu)影(ying)響內(nei)飾風格，但設計(ji)和布局不(bu)夠靈(ling)活。目前(qian)，安裝(zhuang)HUD配置均為W-HUD。AR-HUD(實際增強型抬頭顯(xian)示(shi)器)W-HUD技術的延伸將(jiang)圖(tu)像與(yu)前(qian)方環境融為一體(ti)，具有更強的立體(ti)感。

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奔馳S級（W223)正式(shi)上(shang)市(shi)，AR-HUD已逐漸從公(gong)司宣傳視頻走向(xiang)量產。

未來的產品類型主(zhu)要是W-HUD和AR-HUD。根據大陸(lu)集團抬頭顯(xian)示器市場發(fa)展(zhan)預測數據，預計2025年全球發(fa)展(zhan)HUD裝機量達(da)到1500萬臺。W-HUD2030年接近3500萬臺，AR-HUD份(fen)額將迅速增長。

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成(cheng)本是制約HUD大規模(mo)應(ying)用的主要因素(su)

豪(hao)華品牌(pai)車型HUD選(xuan)擇(ze)價(jia)格介于(yu)微信(xin)元(yuan)之間(攬(lan)勝極光最低選(xuan)擇(ze)價(jia)6000元(yuan)，奧迪品牌(pai)最高價(jia)微信(xin)元(yuan))。

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數(shu)據來源：NE時代數(shu)據庫(單位:元)

以光反射式(shi)HUD產(chan)品(pin)為例，HUD可大致分為三個部(bu)分：上(shang)蓋板、光學部(bu)件和圖像生(sheng)成器。

傳統HUD由于(yu)結構原因(yin)，光路采用多級發射技術(一般為兩級)追求更廣泛(fan)。FOV角度，二級非(fei)球面反射鏡需要(yao)很(hen)大(da)，導致整體HUD體積(ji)很(hen)大(da)，尤其是(shi)AR-HUD，體積(ji)甚至可以達(da)到(dao)15L。

此(ci)外(wai)，HUD成像位(wei)置為(wei)前擋風玻璃(li)，擋風玻璃(li)為(wei)自由曲面。為(wei)了(le)形(xing)成不失真(zhen)的(de)圖像，一(yi)方(fang)面需要適當優(you)化擋風玻璃(li)的(de)設計(ji)，另一(yi)方(fang)面需要HUD中間的(de)光學部分發出(chu)非(fei)常準確的(de)圖像。

因(yin)此，在制作大(da)鏡片的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)，對(dui)容(rong)差的(de)要求非常嚴格， 大(da)陸集(ji)團HUD塑料注塑法生產非球面反(fan)射鏡，整個表面的(de)容(rong)差在 5 微米(mi) (karrylady.cn mm) 以下是10萬(wan)級或1萬(wan)級無塵(chen)室車間(jian)。

為了更廣(guang)的FOV，需要更大(da)的非球面反(fan)射鏡，容差越大(da)，成本越高。復(fu)雜精(jing)密光學(xue)元件的添加(jia)也使(shi)組裝成本更高。

機械方面(mian)，HUD產品(pin)(pin)(pin)應滿足汽車等級(ji)的要求。此外，由于光路設(she)計(ji)，光學(xue)部(bu)件(jian)體積大，實際(ji)裝載(zai)時(shi)需(xu)要考慮空間(jian)布局。因(yin)此，在(zai)(zai)實際(ji)裝載(zai)中(zhong)，大多集中(zhong)在(zai)(zai)外國(guo)品(pin)(pin)(pin)牌上(shang)，獨立品(pin)(pin)(pin)牌受成本(ben)因(yin)素的影響，應用(yong)緩慢。

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未來AR-HUD發展方向-低(di)成本和光波導技(ji)術

反射式的(de)(de)AR-HUD有基(ji)于(yu)(yu)DLP技術(shu)和(he)基(ji)于(yu)(yu)TFT技術(shu)。就產品性能(neng)而言(yan)，DLP技術(shu)的(de)(de)ARHUD大小可(ke)達(da)12°X 5°，超(chao)過(guo)(guo)10個投影距(ju)離(li)m，路面覆蓋范圍可(ke)達(da)1000m， 在高速環境(jing)下滿足車輛使用(yong)要(yao)求的(de)(de)性能(neng)遠(yuan)遠(yuan)超(chao)過(guo)(guo)TFT式ARHUD。但DLP式ARHUD體積超(chao)過(guo)(guo)15L，遠(yuan)高于(yu)(yu)TFT式技術(shu)的(de)(de)7-8L，因此，實際應用(yong)難度(du)較大，目前仍在TFT式AR-HUD技術(shu)為主。

大陸(lu)集團TFT式AR-HUD基于大陸(lu)集團完善的供(gong)應(ying)鏈，本土化團隊完成開發(fa)，實現(xian)快(kuai)速(su)適應(ying)和平臺降(jiang)本。

中(zhong)國(guo)(guo)的開(kai)發團隊(dui)和(he)(he)生產(chan)線主要在安徽省(sheng)蕪湖。中(zhong)國(guo)(guo)大陸在不同地區和(he)(he)國(guo)(guo)家設立的抬頭顯示(shi)產(chan)品中(zhong)心面(mian)臨著(zhu)不同地區和(he)(he)國(guo)(guo)家客(ke)戶的需求。中(zhong)國(guo)(guo)的團隊(dui)主要是中(zhong)國(guo)(guo)OEM客(ke)戶提(ti)供抬頭顯示(shi)器的開(kai)發、設計和(he)(he)生產(chan)。

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圖片來源：大陸集團

性(xing)能更高(gao)AR-HUD該行(xing)業開始研究全息光(guang)波導(dao)技術。與反射(she)式相比HUD光(guang)波導(dao)技術只需增加(jia)光(guang)機投影表面(mian)積(ji)，大大降低(di)立體體積(ji)。全息光(guang)波導(dao)技術源于(yu)AR眼睛領域。

目前正(zheng)在研究AR-HUD有幾何光波(bo)(bo)導(dao)(dao)和衍(yan)射光波(bo)(bo)導(dao)(dao)，衍(yan)射光波(bo)(bo)導(dao)(dao)和表面浮雕光柵波(bo)(bo)導(dao)(dao)采用光刻技術(shu)制造(zao)(zao)(Su ** ce Relief Grating)全(quan)息光柵波(bo)(bo)導(dao)(dao)是(shi)基于全(quan)息干(gan)涉技術(shu)制造(zao)(zao)的VHG(VolumetricHolographic Grating)或HOE（Holographicoptical element）。

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以色列代表(biao)幾何光波導Lumus，但由于工藝復(fu)雜(za)，目前還沒有量(liang)產。

表(biao)面浮(fu)雕(diao)光(guang)柵波(bo)導代表(biao)Waveoptics，與國內水晶光(guang)電合作，歌(ge)爾承擔產品化工(gong)作，主要用于(yu)AR目前，眼鏡領域正逐漸過(guo)渡(du)到(dao)車(che)載領域。全(quan)息(xi)干涉技術制造的(de)全(quan)息(xi)體光(guang)柵波(bo)導代表(biao)企業(ye)Digilens、sony和Akonia(蘋果收購)。在工(gong)業(ye)應用領域Digilens領先，已通過(guo)美國聯邦航(hang)空管理局認證，在巴西航(hang)空業(ye)Legacy450、500和寶(bao)***摩托車(che)商用。

目前，大陸(lu)集(ji)團已經參與其中Digilens，按照(zhao)預期(qi)計劃，大陸(lu)集(ji)團有望在(zai)2023年中旬將激光(guang)投資(zi)三輪，持股(gu)比例(li)達到18%。 光(guang)波導技術(shu)AR-HUD在(zai)車載領域(yu)實現商(shang)業化(hua)。

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