左思汽車：2024年汽車HUD發(fā)展趨勢和TOP10分析報告

執(zhí)行摘要HUD技術(shù)1960年代從飛機應(yīng)用起步，1990年代開始上車，經(jīng)歷了漫長的技術(shù)迭代過程，目前已經(jīng)從高端車型應(yīng)用進入普及階段，中國市場逐步引領(lǐng)了全球HUD應(yīng)用的發(fā)展；從產(chǎn)業(yè)鏈角度來看，DLP技術(shù)路線受制于供應(yīng)鏈風(fēng)險會逐步被其他技術(shù)方案替代。其他各技術(shù)路線從芯片、光學(xué)零部件、屏幕、軟件與產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢2產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢21960年，平視顯示系統(tǒng)作為HUD1988年，通用汽車推出了首款應(yīng)用2020年奔馳S級發(fā)布ARHUD(增強現(xiàn)實型的前身成功運用于美國的A-5艦載AR技術(shù)令虛擬數(shù)字信息與實景道路直接疊1991年日本豐田公司在皇冠車型上搭2003年HUD開始在寶馬、奔馳、奧迪2021年至今中國市場HUD滲透率加速，產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢4ARAR-HUD技術(shù)逐步成為產(chǎn)品主流按照顯示屏不同，HUD產(chǎn)品可劃分為四類：C-HUD由于成像效果差、成像尺寸有限且存在安全隱患，正逐步被淘汰；W-HUD相比C-HUD在成像尺寸、成像質(zhì)量等方面均有所提升，技術(shù)相對成熟；AR-HUD利用了增強現(xiàn)實技術(shù)，極大擴展了HUD的使用場景，結(jié)合ADAS功能提供預(yù)警信息，此外還可將行車電腦中的車輛數(shù)據(jù)與道路實景有機結(jié)合，進行AR呈現(xiàn)。全景HUD利用涂層印刷技術(shù)可以橫跨整個A柱顯示，可以類別名稱成像距離透明樹脂玻璃前擋風(fēng)玻璃(部分)前擋風(fēng)玻璃前擋風(fēng)玻璃(特定涂層區(qū)域)成像大小6-8寸7-12寸近影9寸，遠影55寸分辨率1逐漸被市場淘汰市場主流HUD產(chǎn)品應(yīng)用車型逐漸增多暫未上車應(yīng)用主要優(yōu)點成本較低一體化顯示，包含更多信息顯示效果更加真實能夠與ADAS結(jié)合實景融合顯示畫面覆蓋副駕駛視野主要缺點投像區(qū)域不大，投影距離近車輛發(fā)生事故易對駕駛員造成二次傷害光學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜需對前擋風(fēng)玻璃進行特殊處理以避免重影技術(shù)難度大，制造成本高體積較大技術(shù)難度較高代表廠商大陸、日本精機、電裝、偉世通、松下、華陽多媒體等大陸、LG、松下、華為、華陽多媒體、大陸、華陽多媒體、馬瑞利等產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢5產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢5ARAR-HUD的主要構(gòu)成部件，PGU的價值占比最高曲面鏡)和Windshield(擋風(fēng)玻璃)。>PGU用以產(chǎn)生圖形、控制亮度；自由曲面鏡用以放大畫面，消除擋風(fēng)玻璃造成的畸變；擋風(fēng)玻璃負責(zé)再次放大畫面，消除重影(如通過楔形玻璃)后再將圖形反射至人眼。由于HUD畫面虛像由擋風(fēng)玻璃反射而來，所以給PGU(PictureGenerationUnit)成像單元是AR-HUD的關(guān)鍵部件，直接影響可達整機BOM的30%~50%。目前行業(yè)公認(rèn)的PGU技術(shù)路徑可以分為四條，主要包括TFT-LCD(ThinCrystalonSilicon)單模梨車身信息內(nèi)構(gòu)煙件0板玻填摩度1虛像正離0下視角H-FOV[v-fov圖像大小佐思汽研產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢資料來源：華安證券等6佐思汽研TFT-LCD顯示技術(shù)是目前HUD的主流應(yīng)用技術(shù)，存在較多性能挑戰(zhàn)玻璃基板黑色矩陣彩色濾光片玻璃基板黑色矩陣彩色濾光片框膠彩色濾光片液晶層液晶層液晶下偏光片佐思汽研產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢圖片來源：華泰證券7DLPDLP顯示技術(shù)成熟度高，但受限于TI專利壟斷，發(fā)展存在瓶頸DLP全稱DigitalLightProcession,是美國德州儀器公司以數(shù)字微鏡裝置(DMD)芯片作為成像器件，通過調(diào)節(jié)反射光實現(xiàn)投射圖像的一種顯示技術(shù)。DLP芯片是一個由數(shù)以萬計的微鏡片所組成的反射表面。每個微鏡片代表一個單獨的像素。來自光源的光線被定向到DLP芯片的表面，鏡片來回改變斜率，將光線反射到鏡頭路徑上來開啟該像素或使光線離開鏡頭路徑來關(guān)閉該像素。DLP相較于TFT光機，具有高亮度、高對比度、高可靠性的優(yōu)勢，在溫控領(lǐng)域存在顯著優(yōu)勢，可有效解決陽光倒灌問題。但是同時DLP光機也存在體積大、機械穩(wěn)定性較差以及支持2K分辨率較困難的問題。佐思汽研佐思汽研產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢資料來源：華泰證券、佐思汽研8LCoS(LiquidCrystalonSilicon)是一種新型的反射式微液晶顯示技術(shù)，其原理是利用半導(dǎo)體技術(shù)和鍍鋁膜技術(shù)，形成有源點陣反射CMOS基板，然后將基板與含有ITO透明電極的玻璃貼合，最后在基板和玻璃之間灌入液晶形成并封裝成LCoS器件。LCoS光機工作時，需要對入射光做啟偏處理形成偏振光(比如S光),光線進入LCoS面板到達反射層后全部原路返回。控制LCoS背板的電極可精確控制經(jīng)過每個液晶像素中的S光轉(zhuǎn)換為另一偏振方向的線偏振光(例如P光)的比例，成像光路中僅處理P光最終實現(xiàn)可視圖像生成。LCoS技術(shù)的主要優(yōu)勢是分辨率高、光效率較高，但技術(shù)仍處于發(fā)展過程中，需要照明單元導(dǎo)致模組體積大、存在背光、功耗高、低溫適應(yīng)性等。資料來源：華泰證券、佐思汽研9產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢資料來源：華泰證券、佐思汽研9公司乾崑乾崑89-100英寸64-80英寸75英寸17.5米//1近焦1920X236遠焦1920X7200亮度1定制化MEMS-LBS(MEMSLaserBeamScanningDisplay)利用MEMS微鏡的掃描和激光器光強的調(diào)制，實現(xiàn)激光掃描投影。MEMS-LBS主要由激光相比于傳統(tǒng)的DLP等投影技術(shù)，MEMSLBS具有色域大、體積小、光機>RGB三色激光從激光模組發(fā)出后，經(jīng)由光學(xué)元件做準(zhǔn)直和合光后抵達波導(dǎo)就像一般眼鏡的鏡片一樣，最終投影到使用者的眼睛中。激光器發(fā)佐思汽研佐思汽研產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢資料來源：龍馬璞芯11從性能看，從性能看，MicroLED可能是AR顯示下一階段的發(fā)展方向，但商業(yè)化仍須時日高密度集成，其陣列中的像素點間距為微米量級，不僅制造出來的設(shè)備更成像分辨率極高。其體積大小可達到主流LED的1%。在MicroLED領(lǐng)域布局并不落后，京東LED行業(yè)遵循海茲定律，即LED產(chǎn)業(yè)每18-24個月亮度提升1倍，每10年級路徑沿著成本下降、尺寸縮小以及發(fā)光效率提升的方向演進。MicroLED在海茲定律或?qū)崿F(xiàn)快速成本下降，引領(lǐng)下一代技術(shù)發(fā)展，在AR國內(nèi)公司在Micro-LED專利布局處于全球第一陣營。深天馬的7.6英寸HUD顯示器采用MicroLED技術(shù)，實現(xiàn)了5000nits的高亮度，且具有更薄結(jié)構(gòu)、更寬色域和更快響應(yīng)等優(yōu)勢。佐思汽研產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢資料來源：華泰證券、義柏資本12佐思汽研LBS與Micro-LED技術(shù)在對比度、亮度、體積結(jié)構(gòu)、功耗及壽命方面有顯著優(yōu)勢，并能與最新技術(shù)結(jié)合，為遠期ARHUD的響應(yīng)時間ms(毫秒)us(微秒)ms(毫秒)ns(納秒)ns(納秒)對比度亮度高光源外部光源外部光源外部光源反射自發(fā)光結(jié)構(gòu)/體積復(fù)雜/大復(fù)雜/大復(fù)雜/大中等簡單/小功耗高中等高較低低使用壽命3-5萬小時10萬小時10萬小時4-6萬小時>10萬小時產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢13DLP芯片·德州儀器壟斷DLP芯片(2023年采用TIDLP產(chǎn)品的有46款車型，覆蓋15個品牌)LCOS芯片·華為、豪威科技、芯鼎微、安那律光電、SONY、HIMAX奇景光電、Syndiant、慧新辰、南京芯視元；·其中華為實現(xiàn)從芯片到模組全產(chǎn)業(yè)鏈自主研發(fā)；·豪威科技(OmniVision)客戶資源較多，與大部分主導(dǎo)體巨頭；·國內(nèi)歌爾微電子、瑞聲科技、海康微影、賽微電子全資子公司SilexMicrosystems、睿創(chuàng)微納等；·初創(chuàng)企業(yè)龍馬璞芯，客戶包括博世、安波福、華為、歐菲光、舜字Micro-LED芯片·熱點領(lǐng)域，國外主流半導(dǎo)體公司均有介入；技、思坦科技、麥法顯示、數(shù)字光芯、TLi、晶門半導(dǎo)體、南京芯視元、天宜微、SapienSemiconductor等。的形式整合進座艙域控制器，這將是AR-HUD軟硬分離的發(fā)展方向。在AR-HUD系統(tǒng)本身里只會保留圖像矯正的部分，GUI和AR引擎部分都會集成在域控制器內(nèi)。圖13:東軟集團ARForCARC行封裝形成軟件開發(fā)包，車廠可以使用該軟件開發(fā)包快速構(gòu)建HMI而不需要GuioEarwarebATArUSON48G006GTFNntononvew車載信息娛樂系統(tǒng)通過EBGUIDEStudio界面提器的測量結(jié)果，并外推以補償延遲；可視化子系統(tǒng)決定顯示哪些用戶界面元素，計算這些元素在何處>光學(xué)零件也是重要的技術(shù)壁壘，HUD內(nèi)置的自由曲面反射鏡，擋風(fēng)玻璃由于是不規(guī)則的自由曲面，正常投射的影像經(jīng)過擋風(fēng)玻璃反射后會形成畫面畸變，這時候就需要自由曲面鏡匹配汽車擋風(fēng)玻璃面型以消除靜態(tài)畸變、動態(tài)畸變、雙眼視差等問題。>自由曲面鏡模具需要用精密儀器制造，做成納米級，非球面鏡需要一次成形，材料一般為為PC或者COC塑料材質(zhì)，要求高面型精度，高反射率，良好的耐候性能。目前國內(nèi)具備自由曲面鏡生產(chǎn)能力的供應(yīng)商如舜宇光學(xué)、亮宇光學(xué)、福建富蘭光學(xué)等。圖15:圖像畸變示意圖圖15:圖像畸變示意圖產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢AR-HUD主要組成部分：PVB楔形膜>由于擋風(fēng)玻璃為自由曲面，內(nèi)外兩個反射面的反射光線不重疊，將HUD圖像直接投射在這樣的玻璃上會造成圖像存在重影的問題。目前消除重影的方案主要分為兩種：一種是前裝式楔形風(fēng)擋，通過在內(nèi)外兩片風(fēng)擋玻璃中間夾入一層楔形PVB薄膜，使得圖像光在楔形風(fēng)擋的內(nèi)外表面反射的兩圖像重疊在一起，消除風(fēng)擋重影；另一種方案是通過增大反射主像和副像的亮度差，降低人眼對副像的感知，一般可通過前裝式鍍膜風(fēng)擋或后裝式風(fēng)擋?PVB楔形膜主要由外資廠商把控。楔形PVB膜，由于形狀特殊，因此制造成本較高，目前帶有楔形PVB膜的前擋風(fēng)玻璃成本比普通前擋風(fēng)玻璃成本大約高350元左右。此外由于技術(shù)壁壘，目前楔形PVB膜主要由外資廠商供應(yīng)，如積水化學(xué)和伊士曼，國內(nèi)PVB膜供應(yīng)圖17:利用PVB楔形膜消除重影重影可明顯分辨佐思汽研產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢圖源：智云谷佐思汽研車載車載HUD產(chǎn)業(yè)鏈擋風(fēng)玻璃系統(tǒng)擋風(fēng)玻璃系統(tǒng)軟件能力光學(xué)零件上上游游mm3ai百度中游HUD供應(yīng)商中游SISI澤景電子澤景電子主機廠主機廠D產(chǎn)Y產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢18佐思汽研Y下游(廣汽他祖北汽集團長安冷車二2023年HUD市場滲透率突破10%,已過市場零界點，2024,2025年市場滲透率仍將快速提升，預(yù)計2024年全年滲透率可能接近20%;2023年多聯(lián)屏滲透率17%,2024年H1多聯(lián)屏滲透率已經(jīng)超過202023年HUD市場滲透率突破10%,已過市場零界點，2024,2025年市場滲透率仍將快速提升，預(yù)計2024年全年滲透率可能接近20%;2023年多聯(lián)屏滲透率17%,2024年H1多聯(lián)屏滲透率已經(jīng)超過202021-2024H12021-2024H1多聯(lián)屏前裝裝機量和市場滲透率202120222002020-2024H1HUD市場前裝裝機量和市場滲透率產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢數(shù)據(jù)來源：佐思汽研20AR-HUD占比10.6%,W-HUD占比88.3%。C-HUD已經(jīng)逐步被市場淘汰，AR-HUD前裝裝配量快速增長，2024年H1占HUD整體市場的比例達到2023年1-6月2023年1-6月2023年1-6月2023年2022年02024年1-6月02024年1-6月產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢2024年1-6月HUD裝機量排名>華陽多媒體以234%的市場份額居于首位，其在HUD20.0%佐思汽研佐思汽研2024年1-6月2024年1-6月AR-HUD裝機量市占率排名如前所述，AR-HUD在HUD市場的整體占比在快速提升，裝機量增長和OEM競爭推動產(chǎn)品出貨價格快速下降，AR-HUD正快速從高端市場下沉；>水晶光電抓住了技術(shù)轉(zhuǎn)換的窗口期，23年下半年出貨量快速增長，最終以24.1%的市場份額處于24年H1裝機量首位，華為主要供應(yīng)鴻蒙智行體系；整體上，自主品牌崛起，技術(shù)換擋，國產(chǎn)廠商反應(yīng)更快，銷量排名前10企業(yè)僅有2家外企，市場份額合計5%。佐思汽研產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢數(shù)據(jù)來源：佐思汽研23佐思汽研ARAR-HUD分OEM滲透率：自主&合資20212022合資—自主2022年中國AR-HUD分技術(shù)類型裝配量占比產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢2023年中國AR-HUD分技術(shù)類型裝配量占比技術(shù)趨勢1:雙焦面技術(shù)趨勢1:雙焦面HUD產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)上車圖18:雙焦面HUD結(jié)構(gòu)示意圖分成兩個邏輯單元R1和R2)圖18:雙焦面HUD結(jié)構(gòu)示意圖分成兩個邏輯單元R1和R2)遠焦面的虛像距要大，為了避免虛擬圖像與真實對象(如車道線或前方車輛)的深度匹配造成的圖圖19:雙焦面HUD設(shè)計要求示意圖0如右圖所示，將單個PGU邏輯分隔為兩個區(qū)域，分別是0(9m,10°×3°)和一個近焦面(2.5m,6°×2°)。為了在儀表板下有限的空間內(nèi)折疊光路，R2的中繼光學(xué)裝置包括兩個平面鏡M1和M2,從而在中間依次形成了兩個中間像R2'和R2",R2"相當(dāng)于自由曲面M0的等效物面。這樣，R1和R2"在上方視場和下方視場分別形成了不同距離的虛像投影。產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢來源：耐德佳顯示公眾號27技術(shù)趨勢2:可連續(xù)變焦HUD產(chǎn)品處于發(fā)展中，量產(chǎn)處于起步階段>未來黑科技推出的光場ARHUD采取連續(xù)變焦的多焦面光場成像技術(shù)，配合空間運動姿態(tài)捕捉及延時補償算法，以及高幀率、高性能的實時渲染，能夠在轉(zhuǎn)彎近距離跟車等關(guān)鍵場景下實現(xiàn)HUD虛擬成像和真實世界的穩(wěn)定貼合，實現(xiàn)了更好的AR融合?可連續(xù)變焦HUD是指通過通過組合全息成像和幾何成像技術(shù)，實現(xiàn)了無機械移動的可調(diào)節(jié)像距在擋風(fēng)玻璃前3m-30m的HUD。這個調(diào)節(jié)范圍可通過改變SLM的調(diào)制度、凹面鏡的光焦度以及凹面鏡與SLM之間的距離來實現(xiàn)。圖20:有可調(diào)像距的HUD結(jié)構(gòu)(紅色綠色圖案代表全息成像的兩個極限位置)可變焦HUD的基本原理如下：首先，用全息成像在近場產(chǎn)生位置可調(diào)的圖像，使其在特定范圍內(nèi)具有一定縱深；然后，用幾何成像將縱向范圍放大到所需要的可調(diào)范圍。已知縱向放大率是橫向放大率的平方，根據(jù)物像距公式，當(dāng)物距大小無限接近焦距時，像距快速趨具體設(shè)置為：用SLM生成全息圖像，其同時也作為幾何成像的物；兩個全息圖像的位置在凹面鏡的焦距內(nèi)，用凹面鏡放大圖像尺寸以及縱向可調(diào)范圍，人看到的是擋風(fēng)玻璃前方的虛像；在產(chǎn)生全息圖像的迭代優(yōu)化過程中采用了近場衍射公式，用迭代傅里葉變換算法(IFTA)來優(yōu)化SLM調(diào)制圖案。因為在SLM上只有相位調(diào)制可用，并且期望的目標(biāo)圖案是用強度分布佐思汽研產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢佐思汽研技術(shù)趨勢3:多家廠商展示斜投影技術(shù)方案，有望很快量產(chǎn)技術(shù)趨勢3:多家廠商展示斜投影技術(shù)方案，有望很快量產(chǎn)>水晶光電在2024年北京車展上展示的斜投影AR-HUD,基于4.1英寸TFT技術(shù)，分辨率1280*640,FOV達到13°5°.華陽斜投影技術(shù)首次引入景深的概念，采佐思汽研佐思汽研產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢29技術(shù)趨勢4:裸眼3D即將量產(chǎn)上車圖23:寶馬預(yù)計2025年推出3DHead-upDisplay圖22:裸眼3D原理與傳統(tǒng)的HUD系統(tǒng)相比，3D圖23:寶馬預(yù)計2025年推出3DHead-upDisplay圖22:裸眼3D原理EMWPenoomeVsonEMWPenoomeVson佐思汽研產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢30技術(shù)趨勢5:光波導(dǎo)技術(shù)解決技術(shù)趨勢5:光波導(dǎo)技術(shù)解決ARHUD中的FOV與體積兼得問題>ARHUD安裝體積過大、成本過高是行業(yè)的痛點所在。部分HUD廠商正在嘗試一些新的技術(shù)路線，德國大陸與Degilens合作光波導(dǎo)方案。而國內(nèi)也有很多光波導(dǎo)廠商正在進入大家光波導(dǎo)的原理是在光機成像后，耦入?yún)^(qū)域?qū)⒐鈾C的光束耦入到波導(dǎo)片中，光束在光導(dǎo)片中全反射后，通過耦出區(qū)域傳到人眼。光波導(dǎo)方案輕薄小巧、透光度高、視場角大、顯示效果好，是目前公認(rèn)的終極光學(xué)顯示方案。目前AR-HUD實現(xiàn)的主流方案中使用圖像生成單元PGU投影圖像至擴散膜后經(jīng)兩級自由曲面反射鏡反射至擋風(fēng)玻璃后反射，圖像光進入人眼。該HUD系統(tǒng)的體積大，一般在10L以上，大的光學(xué)系統(tǒng)體積影響了AR-HUD的廣泛應(yīng)用進程。光波導(dǎo)HUD憑借其平板光波導(dǎo)超薄的結(jié)構(gòu)圖24:現(xiàn)有AR圖24:現(xiàn)有AR-HUD結(jié)構(gòu)圖25:光波導(dǎo)AR-HUD結(jié)構(gòu)佐思汽研產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢31技術(shù)趨勢6:光波導(dǎo)技術(shù)是公認(rèn)的下一代光學(xué)顯示技術(shù)方案，但技術(shù)路徑較多圖26:AR光波導(dǎo)技術(shù)類別圖27:光波導(dǎo)方案原理簡圖幾何光波導(dǎo)衍射光波導(dǎo)鋸齒光波導(dǎo)陣列光波導(dǎo)表面浮雕光柵波導(dǎo)體全息光柵波導(dǎo)耦入?yún)^(qū)域一維光柵二維光柵反射式體全息透射式體全息微投影光機佐思汽研產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢32優(yōu)勢劣勢“衍射光柵”取代，光的傳導(dǎo)從立體變?yōu)槠矫孢^程。良率較高，提升產(chǎn)品穩(wěn)定性。表面浮雕光柵通過納米壓印技術(shù)在薄膜層上“壓”產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢33產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢33產(chǎn)業(yè)案例產(chǎn)業(yè)案例A:水晶光電與DigiLens合作將VHOE技術(shù)引入AR眼鏡和HUD領(lǐng)域體全息光學(xué)元件(VHOE)能夠在材料內(nèi)部形成復(fù)雜3D微納結(jié)構(gòu)，具有高透過率、高衍射效率、波長選擇性強、僅存在一級衍射光等特點。通過在風(fēng)擋中嵌入體全息光柵透鏡，與投影系統(tǒng)結(jié)合實現(xiàn)小體積的AR-HUD。此時嵌入的vHOE具有高衍射效率，可達到90%以上，相比于直接風(fēng)擋玻璃反射率15%左右的反射光而言，能量利用率大大提升。另外嵌入的VHOE具有圖像放大的功能，從而減少投影系統(tǒng)中大尺寸曲面反射鏡DigiLens是全球首家實現(xiàn)批量化生產(chǎn)的體全息技術(shù)方在國內(nèi)的獨家授權(quán)生產(chǎn)商，水晶光電目前已經(jīng)完成3的技術(shù)升級。與DigiLens的合作為各種光學(xué)解決方案的質(zhì)量制造打下了基礎(chǔ)，這些解決方案可供水晶光電AR開發(fā)人員使用Crystal波導(dǎo)制造低成圖28:體全息光柵行射效應(yīng)圖28:體全息光柵行射效應(yīng)圖29:體全息光柵一次擴瞳GeneratesimageAngutarContentt率先自主研制全息衍射光波導(dǎo)、85度超大視場角視網(wǎng)膜投影HOE、超大面積全息波導(dǎo)等產(chǎn)品，能效高、對比度高成像清晰，處于國際領(lǐng)先地位。尤其是可以廣泛擴展ARHUD整體性能的大面積全息衍射光波導(dǎo)具有成像更清晰、耐候性更好的突出優(yōu)勢。自2019年開始，三極光電就在積極布局大面積全息光波導(dǎo)，也一直在積2020年10月份，三極光電建立起6500m的中國標(biāo)準(zhǔn)最高、規(guī)模最大的全息衍射光學(xué)器件(全息光波導(dǎo)是其中一種)制造工廠。圖30:三極光電全息衍射光學(xué)器件制造車間圖30:三極光電全息衍射光學(xué)器件制造車間圖31:三極光電全息衍射光波導(dǎo)圖31:三極光電全息衍射光波導(dǎo)佐思汽研產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢資料來源：三極光電35佐思汽研技術(shù)趨勢7:去楔形膜的消除重影方案推出技術(shù)趨勢7:去楔形膜的消除重影方案推出在目前各類汽車抬頭顯示器(HUD)系統(tǒng)的設(shè)計過程中，重影是普遍會遇到的問題。之所以會產(chǎn)生重影，是因為前擋風(fēng)玻璃玻璃中間夾膠，實質(zhì)為雙層玻璃，HUD的光投影到雙層擋風(fēng)玻璃上，會形成兩次光學(xué)反射。重影是各HUD供應(yīng)商都需要應(yīng)對的問題，目前HUD行業(yè)解決此問題一般從重影成像的關(guān)鍵因素即前擋風(fēng)玻璃入手，傳統(tǒng)的解決辦法是給帶HUD功能的車型配置專用楔形膜擋風(fēng)玻璃。此專用玻璃夾層內(nèi)部的PVB膜呈楔形，即玻璃呈上厚下薄的狀態(tài)，起到類似于光學(xué)棱鏡的作用，改變第二次反射光的傳播方向，與第一次反射光入眼角度相同，這樣就不會形成圖像重影。PVB楔形膜玻璃需要根據(jù)不同車型來定制，楔形膜的關(guān)鍵技術(shù)掌握在日企手中，周期長，成本高。在降本增效的大環(huán)境下，這個額外成本是影響主機廠決策是否搭載HUD的重要因素之一。圖32:內(nèi)外兩層玻璃的兩次反射引起重影圖32:內(nèi)外兩層玻璃的兩次反射引起重影66產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢佐思汽研產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢智云谷通過一系列的光學(xué)預(yù)調(diào)制技術(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計，幫助主機廠智云谷通過一系列的光學(xué)預(yù)調(diào)制技術(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計，幫助主機廠拿掉“楔形膜”,僅用普通風(fēng)擋玻璃成像，帶來HUD配套成本的降低。圖32:內(nèi)外兩層玻璃的兩次反射引起重影圖32:內(nèi)外兩層玻璃的兩次反射引起重影圖32:內(nèi)外兩層玻璃的兩次反射引起重影圖32:內(nèi)外兩層玻璃的兩次反射引起重影技術(shù)趨勢8:技術(shù)趨勢8:AR-HUD進一步促進艙駕融合寶馬發(fā)布無儀表VisionNeueKlasse概念車。傳統(tǒng)儀表盤被全勢就可以把中控屏上的內(nèi)容移到全景視域橋上。在全景視域顯示屏，可以編輯全景視域橋和3D平視系統(tǒng)的顯示內(nèi)容。華為認(rèn)為，采用小儀表/無儀表+HUD正在成為新的趨勢。過去以屏為中心，未來以人為中心，HUD有望成為主駕第一屏。良性循環(huán)，使智能駕駛系統(tǒng)越用越聰明。AR-HUD的運作依賴于多個關(guān)鍵組件的協(xié)同工作，包括IMU(慣性測量單元)、輪速計、GPS、SD地圖、ADS算法、AR構(gòu)圖引擎、數(shù)據(jù)處理與構(gòu)圖算法、圖像渲染、智駕系統(tǒng)-佐思汽研產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢資料來源：寶馬、華為佐思汽研車載HUD供應(yīng)鏈企業(yè)TOP10車載車載HUDTOP10之華陽多媒體：HUD2024年H1裝機量第一，產(chǎn)品線布局全面作為國內(nèi)HUD產(chǎn)品的領(lǐng)軍者，華陽多媒體持續(xù)華陽融合HUD光學(xué)顯示及車載屏幕顯示技術(shù)在國內(nèi)率先推出VPD(VirtualPanoramicDisplay虛擬全景顯示)產(chǎn)品，擁有更大的顯示視場角(FOV),信息顯示區(qū)域橫跨整個擋產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢39車載HUDTOP10之澤景電子：HUD產(chǎn)品裝機量領(lǐng)先，掌握AR-HUD多技術(shù)路線產(chǎn)品開發(fā)能力澤景科技自2011年進入HUD領(lǐng)域，如今已掌握HUD產(chǎn)品全系技術(shù)，其開發(fā)鏈已經(jīng)完成從設(shè)計到仿真再到檢驗的閉環(huán)，可將大量技術(shù)KNOW-HOW固化到了自主開發(fā)的工具中，開發(fā)模式已經(jīng)進入設(shè)計結(jié)果可視化、效果實時HUD協(xié)作檢測HUD,ADAS檢測及標(biāo)性檢測臺架針對HUD產(chǎn)業(yè)鏈上下游客戶的差異化需求，澤景可以提供測試驗證標(biāo)準(zhǔn)和工具。目前，公司已向多家國內(nèi)外主機廠客戶、汽車玻璃供應(yīng)商等客戶和生態(tài)伙伴提供HUD澤景掌握AR-HUD多技術(shù)路線產(chǎn)品開發(fā)能力，雙焦面AR-采用了TI尖端器件DLP5530,具備130萬像素的視網(wǎng)膜級超清顯示，超高刷新頻率和超寬NTSC色域，可將影院體驗帶到車內(nèi)。產(chǎn)業(yè)研究產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢40特點畫面亮度5英寸屏幕立體顯示，前擋內(nèi)有感光元件，可自動調(diào)境等實時信息特點>透視鏡頭搭配光學(xué)雷達技飽和度技術(shù)特點?將為乘客呈現(xiàn)虛擬資訊(增強圖像)增加到車輛體積小，可顯示在前方任何位置>非觸控手勢控制設(shè)計空間成像精準(zhǔn)實時>眼睛離路時間(EORT)最小化特點>為乘客提供個性化資訊娛樂不再影響視線(特殊反光吸光材料設(shè)計)>畫面亮度自動調(diào)節(jié)可導(dǎo)入多元化行車資訊，如行人、摩托車、汽車、別等>支持搭配語音控制，在HUD內(nèi)標(biāo)注相關(guān)位置?體積小、耗電低，無需楔形玻璃車載車載HUDTOP10之水晶光電：2024H1AR-HUD裝機量第一水晶光電在車載光電領(lǐng)域，發(fā)展十分迅速，智能座艙HUD產(chǎn)品覆蓋LCOS、TFT、DLP等多種技術(shù)路線，具備從光學(xué)、結(jié)構(gòu)、硬件、軟件算法等一體化全棧自研能力，光波導(dǎo)技術(shù)布局多年。2023年AR-HUD產(chǎn)品出貨量國內(nèi)排名第一，并成為國內(nèi)首家取得海水晶光電成立二十多年來，一直潛心于光學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品制造，成為國內(nèi)光學(xué)領(lǐng)域的核心力量。圍繞著信息的獲取及呈現(xiàn)兩個端口，在消費類電子產(chǎn)品光學(xué)、車載光電、元宇宙光學(xué)三大應(yīng)用場景布局了五大業(yè)務(wù)板塊，沉淀了覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)支撐體系的八大核心技術(shù)，在前沿光學(xué)技術(shù)研究、產(chǎn)品光學(xué)開發(fā)設(shè)計以及光學(xué)加工制造56+AM能“完7交h0滿箱+星現(xiàn))附代信印輸出(深晚)50AI并社比建光片學(xué)8八大前技術(shù)數(shù)件法自動化技術(shù)精監(jiān)光學(xué)工技術(shù)理既發(fā)光股車牌服，及智水晶光電目前擁有多條高度自動化的HUD產(chǎn)線，年產(chǎn)能目前產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢42>在規(guī)格方面，華為AR-HUD擁有業(yè)界量產(chǎn)最大畫幅，可實現(xiàn)7.5米處70英寸、10米處96英寸畫幅尺寸。華為AR-HUD為國內(nèi)首個2K車規(guī)級光學(xué)成像模組，其短焦鏡頭畸變小于2%,成像更為清晰，偏振組件的光能量利用率達90%。此外該成像模組搭載車規(guī)級LcoS,通過微米級像素單元實現(xiàn)2K分辨率，同時三色LED光源入眼亮度達12000nits,色域NTSC>85%,畫面呈現(xiàn)更加明亮生動。替代儀表超越儀表更多創(chuàng)新應(yīng)用光學(xué)元件、光波導(dǎo)、裸眼3D等相關(guān)領(lǐng)域，并取HOE全息技術(shù)是下一代AR-HUD的關(guān)鍵路徑，相對華為協(xié)同產(chǎn)業(yè)鏈伙伴，已在全息膜材、大面積曝光、光波導(dǎo)二維擴瞳光波導(dǎo)是華為探索AR-HUD的另外一條重要技術(shù)路線，通過二維擴瞳及全反射光路折疊，可在相同畫幅下實現(xiàn)更小體積(~5L),更遠成像(>20m)。目前光波導(dǎo)樣機已突破二維擴瞳光波導(dǎo)設(shè)計加工技術(shù)難題，并積極推動大尺寸光波導(dǎo)器件走向規(guī)模量產(chǎn)。佐思汽研佐思汽研產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢43車載車載HUDTOP10之日本精機：全球HUD龍頭，但中國市場份額下降按照HUD出貨量和專利申請量(截止2021年),日本精機長期處于全球第一的位置，截止2022年底，日本精機在全球有6個HUD生產(chǎn)基地。日本精機于日本精機于1987年開始開發(fā)HUD,90年代后期開始大規(guī)模量產(chǎn)，迄今公司HUD已經(jīng)實現(xiàn)多次迭代，并應(yīng)用在寶馬、奔馳、奧迪、凱迪拉克等全球豪華品牌車型上，與通用、馬自達、吉利汽車等也有深度合作。日本精機日本精機HUD出貨量(干臺)千臺2020年度2021年度2022年度2019年度HUDHUD全球研發(fā)專利排名(截止2021年)產(chǎn)業(yè)研究戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)咨詢資料來源：Markerlines,智慧芽44光■示設(shè)備光■示設(shè)備中望光學(xué)HUD類tCo激光DLP光波導(dǎo)光波導(dǎo)Waveguide(光波導(dǎo))和HOE(HolographicOpticalElement)屬排名2023年營收(億美元)2采埃孚(ZFFriedrichshafen)德國德國加拿大4寧德時代(CATL)中國5電裝(DensoCorp.)日本6現(xiàn)代摩比斯(HyundaiMobis)韓國7愛信精機(AisinCorp.)8大陸(Continental)9佛瑞亞(Forvia)10李爾(LearCorp.)日本德國法國美國車載車載HUDTOP10之未來黑科技：光場HUD產(chǎn)品即將量產(chǎn)FUTURUSHUD產(chǎn)品包括智能W-HUD、光場AR-HUD、空間光場AR-HUD、計劃2024年量產(chǎn)；空間光場AR-HUD也正在開