HUD研究：AR-HUD上演“技术争霸”，谁将摘得量产桂冠？

您现在的位置 :

HUD研究：AR-HUD上演“技术争霸”，谁将摘得量产桂冠？

时间 :2023-08-15 11:31:52 来源 : 互联网

佐思汽研发布《2023年汽车HUD产业研究报告》。

车载抬头显示系统（Head Up Display，即HUD）又叫平视显示系统，是利用光学原理，将车速、导航、ADAS等信息实时显示在车辆前方，主要作用：一是避免因驾驶员低头、转移视线等带来安全隐患；二是提升智能座舱使用体验，使导航更加智能化，车况显示更丰富和便利。

【资料图】

按照显示屏的不同，HUD可分为C-HUD（Combiner HUD）、W-HUD（Windshield HUD）、AR-HUD（Augmented Reality HUD）三种类型，其中，AR-HUD（增强抬头显示）是继C-HUD、W-HUD之后的第三代HUD产品。

01、乘用车HUD装配量正在加速

根据佐思汽研统计，2023年1-6月中国市场（不含进出口）前装装配HUD的乘用车为87.9万辆，同比增长45.6%；渗透率为9.5%，同比增加2.7个百分点。其中，2023年二季度，前装装配HUD的乘用车为50.4万辆，同比增长65%；渗透率为9.7%，同比增加3.5个百分点。

佐思汽研在《2023Q2 HUD数据与公司跟踪分析报告》中预计2023年第二季度中国乘用车市场HUD装配量达到46.4万台，根据实际数据统计，二季度中国乘用车HUD装配量为50.4万，高于预期。HUD上车正在加速。

2021-2023年各季度中国乘用车新车HUD装配量及同比增长

来源：佐思汽研数据库

其中，2022年国内装配AR-HUD的乘用车超过10万辆，较2021年增长195.4%；2023年1-6月为6.35万辆，同比增长81.4%，全年总量有望翻番。

主机厂AR-HUD上车时间表

来源：佐思汽研《2023年汽车HUD产业研究报告》

02、光源技术多样，TFT、DLP率先进入规模量产

AR-HUD按照成像方式可分为TFT、DLP、LCoS，以及基于MEMS技术的LBS 四种技术。究竟哪一种技术更适合规模应用，一直未有定论。

TFT技术成熟且具成本优势，是当前主流方案，已应用在大众、奥迪、吉利、长安、长城、红旗等十多款车型上。其中，多款车型采用3.1英寸TFT技术，视场角（FOV）约为8°×3°。为使画面效果更佳（如FOV 10°×4°，分辨率80pix/°以上），LCD尺寸甚至要做到4.1英寸，但需要有效解决阳光倒灌问题。

2023年6月，疆程率先推出新一代独家TFT技术 AR-HUD方案，LCD尺寸约3.6英寸，视场角（FOV）突破了之前TFT方案的技术瓶颈，最高可达12°x5°；是一款具备高性价比——即产品性能优异、整车布置方便、产品成本更平价的AR-HUD。

该方案采用疆程全定制专用TFT和独创背光耦合透镜系统，结合疆程独创的低动态畸变光学仿真软件，实现了成像效果的显著提升，以10°x4°为例，有效可视像素较3.1英寸方案提升50%以上。同时，该方案也有效解决了阳光倒灌问题，具有体积小、参数性能好、成本低、性价比高等优势。

DLP具备高亮度，也适合大视场AR-HUD，且能应对阳光倒灌问题，缺点是受制于 TI 专利限制，成本偏高、体积偏大。奔驰S级就搭载日本精机的DLP AR-HUD，体积超过25升。采用DLP技术方案的国内车型有广汽传祺GS8、北京魔方、哪吒S等。

其中，广汽传祺GS8 是国内首个搭载DLP技术的AR-HUD车型，方案提供商为华阳多媒体。该方案选用TI DLP3030技术，FOV可达10°×4°，VID达8m 、画面尺寸为60英寸；北汽魔方搭载的AR-HUD也是60英寸，方案提供商为疆程。与TFT技术相比，DLP显示效果更优，但体积较大。

2023年上海车展，TI 推出了最新一款AR-HUD用DLP 技术：DLP4620S-Q1 ，与上一代DLP5530相比，视场角更大（12.8°×4°），分辨率更高（100 pix/°）、亮度更高（15,000cd/㎡）；PGU体积仅0.3L，较同类型产品减少约10%-15%，整体成本有望较上一代降低15%以上。此外，还支持下一代显示技术，如光波导、全息光学元件 (HOE) 和不同的薄膜技术。

来源：TI

基于DLP4620，歌尔快速布局，2023年2月率先推出新一代车载AR-HUD PGU模组PGU4620，7月又迭代到Gen2。相较第一代，PGU4620 Gen2 增加了多色温可调节功能，亮度提升80%，达到200lm；结合最新DLPC技术，可实现高刷新率120Hz，高对比度1800:1，使AR-HUD整机的显示效果更优。

来源：歌尔

LCoS可满足高分辨率、大视场角、小体积需要，但技术开发难度较大。当前，华为、疆程、一数科技等是该方案的主要推动者。2022年9月，华为自主研发的LCoS AR-HUD已率先应用在飞凡R7上。

2023年上海车展，华为再次升级LCoS技术，推出HUAWEI xHUD AR-HUD，采用车规级LCoS（微米级像素单元、2K级分辨率）、三色LED光源（入眼亮度12000nits，色域NTSC＞85%），短焦镜头（成像更清晰、畸变＜2%），偏振组件（光能量利用率90%，对比度1200:1），可实现量产最大画幅（7.5 米处 70 英寸、10 米处 96 英寸）和最高分辨率（1920x730 像素）。该产品将于2023年内搭载在问界M9上，后续还将在更多车型上应用。

来源：华为

相比之下，LBS尚处于研发阶段，但已有PGU 推出，如龙马璞芯的LM-PGU-1000，锐思华创的微型激光全彩高清显示模组Opticalcore®。

可以预见，未来2-3年内，TFT依然会是量产主流方案；DLP或在未来5年快速放量，稳居高端市场；LCoS技术将持续迭代，有望“后来者居上”；LBS技术可能1-2年内实现量产上车。

03、显示技术持续演进，双/多焦面方案量产在即

迄今，国内已量产的AR-HUD产品多为单焦面2D显示。为了提升显示效果，大众、奥迪等车型采用了双焦面3D显示方案。其中，上部区域显示导航等信息，VID可达10 米，下部显示车速和车辆状态等信息，VID约 3m。

奥迪基于TFT技术的双焦面AR-HUD产品

国内的华阳多媒体、泽景电子、怡利电子、未来黑科技等也纷纷开发出了双焦面 AR-HUD 量产解决方案。其中，华阳的双焦面AR-HUD 采用单光机双光路方案，基于DLP 5530 打造，近距为2米，视场角为12°×1°；远距可达10米，视场角为12°×3°。该方案已获定点，即将量产。

来源：华阳多媒体；佐思汽研《2023年汽车HUD产业研究报告》

泽景电子的双焦面AR-HUD同样搭载DLP 5530方案，并采用自研AR Cyber软件系统技术等，可适配不同规格、不同数据源、不同应用场景的光学系统，达到虚实融合的视觉效果。该产品已获订单，计划2023年量产。

疆程的双焦面AR-HUD方案最早完成于2017年，实现了远距7.5m、近2.2m的可上车AR-HUD方案，且体积控制在10L以下，属当时国内最早双焦面方案；但受限于当时AR-HUD在国内尚未普及，疆程于近两年开始基于车厂需求重新提供双焦面量产方案。

除了双焦面，部分企业开始探索多焦面（2个以上）显示技术。未来黑科技在研的光场AR-HUD就具备多焦面光学成像能力，计划2024年量产；正在开发的空间光场AR-HUD，可实现连续变焦效果，将不同位置的真实物体与HUD虚拟影像在视觉上融合。

HUD显示技术演进历程

来源：睿维视

04、新一代光波导HOE+CGH技术将打开AR-HUD量产新通道

目前，国内量产的AR-HUD基本采用自由曲面反射镜系统，受离轴反射镜组光学原理限制，FOV、VID与系统体积一直存在难以平衡的矛盾。然而，光波导技术的引入，打破了这一固有矛盾，可在有限体积下获得大FOV和VID。

AR光波导技术分为几何光波导和衍射光波导，其中衍射光波导又分为表面浮雕光栅波导和体全息光栅波导。当前，体全息光栅波导HOE是业界普遍看好的技术方向。该技术的领军者是DigiLens，已获得大陆多轮投资。

国内的三极光电、苏大维格、至格科技、珑璟光电、灵犀微光等光波导企业也受到广泛关注。2022年9月，华阳多媒体与珑璟光电建立战略合作关系，将共同促进光波导技术与AR-HUD市场的深度融合。

此外，WayRay 基于DLP激光投影+HOE全息薄膜打造了一款AR-HUD产品（Deep Reality Display®），较传统AR-HUD相比，体积可做到更小，画面尺寸FOV可更大。2023年5月，WayRay表示已成功将全息技术应用于特斯拉Model 3 车型，将率先进入瑞士，后续将在美国发售。

来源：WayRay

与光波导、HOE（静态全息）不同，计算全息CGH技术（动态全息）不需要传统光学结构的参与，利用计算机和算法生成全息图像，能在任意焦平面成像，且在封装尺寸上具有显著优势。

基于此，多家主机厂和供应商布局，如大众投资SeeReal，松下和摩比斯投资Envisics，电装投资CY Vision。在国内，珑璟光电、睿维视也在推进CGH计算全息AR-HUD技术的开发。

2023年3月，Envisics获得5000万美元C轮融资，投资方为现代摩比斯、捷豹路虎旗下风投机构InMotion Ventures和Stellantis等。2024款凯迪拉克车型Lyriq将集成Envisics的二代AR-HUD（双焦面，最高亮度可达 25000 cd/m² ）。

标签：

您现在的位置 :