從2020年奔馳S級(jí)發(fā)布AR HUD開始,市面上陸陸續(xù)續(xù)出現(xiàn)十來(lái)款標(biāo)配或選配AR HUD的車型。2022年,國(guó)內(nèi)車企新增三款A(yù)R HUD相關(guān)車型:上汽飛凡R7,哪吒S,長(zhǎng)安深藍(lán)S385。從上述這些車型我們可以看到,國(guó)內(nèi)主機(jī)廠正在積極導(dǎo)入AR HUD,且相關(guān)車型價(jià)格正在下探,AR HUD出貨量將穩(wěn)步上升。

AR HUD車型匯總
雖然現(xiàn)在AR HUD已量產(chǎn),但還有很多方面有優(yōu)化的地步比如說(shuō)體積過(guò)大、陽(yáng)光倒灌的問(wèn)題較為嚴(yán)重,成本過(guò)高,此外由于算法方面不夠成熟導(dǎo)致AR 實(shí)際效果并不夠理想。因此,各廠商希望通過(guò)對(duì)AR HUD的不同技術(shù)路線進(jìn)行對(duì)比,從而選擇適合的方案實(shí)現(xiàn)AR HUD的量產(chǎn)。
作為ARHUD的核心,PGU單元中的創(chuàng)新是當(dāng)下的一個(gè)重點(diǎn)。就目前業(yè)界主要的四種方案TFT、DLP、LCoS、LBS來(lái)看:主流方案中TFT在陽(yáng)光倒灌、成像亮度等多方面有著比較大的劣勢(shì);DLP雖然效果更好,但是其是TI獨(dú)家產(chǎn)品,成本、采購(gòu)上處于劣勢(shì);LBS則缺少量產(chǎn)成熟度(激光光斑問(wèn)題等)。
??華為L(zhǎng)CoS方案的 AR HUD 實(shí)拍,來(lái)源華為光網(wǎng)bilibili相對(duì)來(lái)說(shuō),近來(lái)LCoS方案是一個(gè)很好的發(fā)展方向。隨著今年上半年上汽飛凡R7宣布采用華為的LCoS方案,該方案在車規(guī)級(jí)方面有了重大進(jìn)展。業(yè)界對(duì)LCoS技術(shù)開始越發(fā)關(guān)注。目前業(yè)界宣傳已經(jīng)開發(fā)出LCoS方案PGU的廠商有很多如華為、一數(shù)科技、瀚思通等,而華陽(yáng)、澤景、未來(lái)黑科技、疆程、怡利等大部分行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)也都在關(guān)注甚至著手研發(fā)這一技術(shù)。當(dāng)然,目前對(duì)LCoS方案PGU有著細(xì)節(jié)描述的企業(yè)僅有一數(shù)與華為。性能參數(shù) | 一數(shù)科技 | 華為 |
視場(chǎng)角FOV | 12°×4° | 13°×5° |
投影距離VID | 10m | 7.5m |
投影面積 | 100英寸 | 70英寸 |
分辨率 | 1920×1080 | 1920×640 |
亮度 | 8000~10000nits | 12 000nits |
產(chǎn)品體積 | 7.5L | 10L |
一數(shù)科技與華為發(fā)布采用LCoS技術(shù)的AR HUD參數(shù)
相信很多朋友還是對(duì)LCoS技術(shù)比較陌生,那么什么是LCoS技術(shù)?用在汽車AR HUD上又有著怎樣的優(yōu)劣勢(shì)呢?今天小編就帶大家一起來(lái)復(fù)習(xí)一下。? ? ? ?
?一數(shù)科技LCoS AR HUD結(jié)構(gòu)圖一、什么是LCoS技術(shù)
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LCoS(Liquid Crystal on Silicon),翻譯過(guò)來(lái)叫液晶附硅,也叫硅基液晶,是一種基于反射模式,尺寸比較小的矩陣液晶顯示裝置。這種矩陣采用CMOS技術(shù)在硅芯片上加工制作而成。它屬于新型的反射式micro LCD投影技術(shù)。? ? ? ?
華為AR HUD光路圖

上汽飛凡關(guān)于LCoS方案AR HUD的光路簡(jiǎn)介
1、LCoS的結(jié)構(gòu)
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從結(jié)構(gòu)上看,LCoS硅基液晶通常包含以7層(由下至上):
印刷電路板(PCB):顯示器基底層,用于將指令和電力傳送給設(shè)備
硅層(芯片或傳感器):硅層利用來(lái)自設(shè)備像素驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)來(lái)控制液晶體,通常每個(gè)像素使用1個(gè)晶體管
反光涂層:用于反射入射光
液晶層:用于控制到達(dá)反光涂層并允許反射回去的光量
對(duì)位層:用于使液晶層保持正確對(duì)位,以確保液晶層能夠準(zhǔn)確地引導(dǎo)光線
透明電極:與硅層和液晶體共同構(gòu)成電路
蓋玻片:保護(hù)和密封系統(tǒng)
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典型LCoS微型顯示器的組成。(圖片:, CC 3.0 Unported)
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2、LCoS與LCD
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與LCD類似,LCoS顯示器的工作原理是,液晶體使光的偏振發(fā)生旋轉(zhuǎn),而電場(chǎng)中的波動(dòng)則用于控制液晶體的旋轉(zhuǎn)量,這決定了穿過(guò)液晶層的光量。換言之就是光源“穿過(guò)偏振濾光片到達(dá)設(shè)備上,液晶體充當(dāng)閘門或閥門,控制到達(dá)反光表面的光量。特定像素的晶體接收的電壓越高,晶體允許通過(guò)的光量則越多。而與LCD不同的是,LCD屬于穿透式,也就是說(shuō)光源發(fā)出的光是直接穿過(guò)LCD面板,光利用效率只有3%左右而且分辨率不易提高。LCoS屬于反射式投射,光利用效率可達(dá)40%以上。據(jù)行業(yè)人士表示,目前LCoS的反射率在65%下一代將提升到80%。? ? ?
透射型LCD面板與反射型LCoS顯示面板技術(shù)之比較其最大的優(yōu)勢(shì)是可利用最廣泛使用、最便宜的CMOS制程,毋需額外的投資,并可隨半導(dǎo)體制程快速的微細(xì)化,易于提高解析度。3、小結(jié):
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LCoS最初是在21世紀(jì)初開發(fā)的,當(dāng)時(shí)主要應(yīng)用于投影電視,現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用,包括:波長(zhǎng)選擇切換、結(jié)構(gòu)化照明(例如:光束成形)、近眼顯示器、光脈沖成形等。? ? ??
華為AR HUD,來(lái)源華為而在熱點(diǎn)話題“元宇宙”中,LCoS硅基液晶技術(shù)也是目前AR 眼鏡的重要投影技術(shù)之一,具有高分辨率、視覺清晰度高、低能耗、小尺寸等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)液晶材料的不同,LCoS分為振幅型和相位型,其中振幅型應(yīng)用廣泛,常見的AR、微投等應(yīng)用上都是振幅型的LCoS;另外一種相位型,就是常說(shuō)的SLM空間光調(diào)制器(華為),可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)三維全息顯示。目前在HUD領(lǐng)域常用的還是實(shí)現(xiàn)二維顯示的振幅型LCoS,而在未來(lái)需要做3D AR HUD時(shí),便需要使用相位型LCoS。? ? ? ?
? ? ? ? ?在汽車AR HUD方面,LCoS具備以下一些優(yōu)缺點(diǎn):1、分辨率高,DLP能做到1920×1080的真實(shí)分辨率,而LCoS則能夠做到4k甚至8k的真實(shí)分辨率。2、體積小,0.69英寸的LCoS已經(jīng)可以對(duì)標(biāo)3.1英寸的TFT3、成本合適,借用群友的說(shuō)法是,TFT物美價(jià)廉,LCoS端莊秀麗,DLP貴氣逼人4、芯片供應(yīng)商相較于DLP更多,交期與降本可能性更高因?yàn)橐壕Р牧?,LCoS只會(huì)反射偏振光,如果用LED光源的話,光效會(huì)直接減半,所以未來(lái)肯定還是需要使用激光作為光源。但目前來(lái)看激光不僅能實(shí)現(xiàn)車規(guī)級(jí)廠商主要是日亞、艾邁斯歐司朗少數(shù),且在LCoS應(yīng)用中還存在散斑的問(wèn)題。二、LCoS微顯示器芯片廠商
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隨著各廠商車規(guī)級(jí)LCoS芯片的發(fā)布,激光光源問(wèn)題的解決,LCoS方案將更具優(yōu)勢(shì)。下面小編就帶大家一起盤點(diǎn)下LCoS的芯片廠家。目前LCoS芯片的廠商有Ominivision、奇景光電、南京芯視元、Syndiant等。后續(xù)這幾家廠商應(yīng)該會(huì)先后推出車規(guī)級(jí)產(chǎn)品。OmniVision
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豪威科技2018年推出了行業(yè)首款具集成驅(qū)動(dòng)和存儲(chǔ)功能的1080p液晶覆硅(LCoS)微顯示器——OP02220。該微顯示器具有緊湊設(shè)計(jì)、低功耗以及具性價(jià)比等特點(diǎn),專為如眼鏡和頭戴式顯示等需持久性,緊湊和輕量等要求的AR應(yīng)用而設(shè)計(jì)。
韋爾股份表示,豪威科技的OP02220可用于AR 眼鏡、高速通訊、微型投影儀、抬頭顯示系統(tǒng)HUD。據(jù)悉,OmniVision車規(guī)級(jí)LCoS芯片明年一季度就量產(chǎn)了。
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圖為OP02220產(chǎn)品圖
HIMAX 奇景光電
今年5月,奇景光電推出了其最新的硅基液晶(LCoS)技術(shù)、相位調(diào)制LCoS,用于AR抬頭顯示器(“AR HUD”),可用于全息汽車顯示器。
奇景以相位調(diào)變LCoS作為全息影像顯示的車用AR抬頭顯示器平臺(tái),展現(xiàn)了比一般抬頭顯示器方案 更引人注目的視覺體驗(yàn)。不僅可達(dá)到更明亮、更高對(duì)比度度的影像質(zhì)量,而且還可以 同時(shí)顯示多個(gè)焦點(diǎn)平面影像,并具有更低功耗、更低成本和更小外形尺寸等特點(diǎn)。
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以提供兩個(gè)焦平面的車載AR 抬頭顯示器為例,使用奇景LCoS相位調(diào)變技術(shù)的AR抬頭顯示器,可將汽車儀表板信息,直接投射在駕駛視線內(nèi)的汽車擋風(fēng)玻璃上,顯示在焦點(diǎn)50公分處的焦點(diǎn)平面;并可同時(shí)投 射導(dǎo)航地圖或?qū)崟r(shí)導(dǎo)航等訊息在擋風(fēng)玻璃上,顯示在焦點(diǎn)約10m處的焦點(diǎn)平面上,將虛擬信息融入實(shí)際環(huán)境,從而更自然與安全的接收各種駕駛輔助訊息。
南京芯視元
南京芯視元電子有限公司是一家專注于智慧顯示芯片研發(fā)的高新技術(shù)企業(yè),公司坐落于“芯片之城”南京江北新區(qū)核心地帶。公司產(chǎn)品主要有硅基LCoS微顯示芯片、硅基OLED微顯示芯片、硅基Micro LED微顯示芯片、空間光調(diào)制器。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于AR/VR/MR眼鏡、車載HUD、頭戴顯示器、光通訊LCoS-WSS,激光雷達(dá)、光計(jì)算、3D打印等領(lǐng)域。
目前南京芯視元有多款量產(chǎn)LCoS芯片,而后續(xù)的4K分辨率以上芯片目前已在研發(fā)階段。
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南京芯視元目前的多款量產(chǎn)LCoS芯片
Syndiant
Syndiant 為近眼、超便攜和高亮度投影系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造世界上最具創(chuàng)新性的全數(shù)字 LCoS 微顯示技術(shù)。? ? ? ?
?慧新辰
上?;坌鲁綄?shí)業(yè)有限公司是一家高新技術(shù)企業(yè),專業(yè)從事LCoS(硅基液晶)芯片的開發(fā)、核心器件生產(chǎn)、應(yīng)用方案開發(fā)和產(chǎn)業(yè)整合?;坌鲁皆趶V東深圳設(shè)立了芯片研發(fā)中心,在廣東東莞設(shè)立了生產(chǎn)線。
LCoS芯片廣泛應(yīng)用于近眼設(shè)備(尤其是AR)、投影儀和光通信(特別是LCoS SLM)?;坌鲁街铝τ谙蛉蚩蛻籼峁墓璞嘲宓絃CoS模組的整體解決方案。
其他可能參與到汽車AR HUD的LCOS芯片制造商如濱松光電等。以上為小編的簡(jiǎn)單理解,如有不足之處歡迎加入艾邦A(yù)R HUD交流群探討。本文部分資料參考賢集網(wǎng)、相關(guān)資訊,感謝群友南京芯視元、OmniVision等群友支持在接下來(lái)的7月15號(hào),《第四屆車載抬頭顯示HUD高峰論壇》上,瀚思通、豪威等業(yè)內(nèi)知名廠商將為大家介紹LCoS技術(shù)在AR HUD上的應(yīng)用及最新進(jìn)展,歡迎各位參與。原文始發(fā)于微信公眾號(hào)(艾邦VR產(chǎn)業(yè)資訊):AR HUD 成像方案之LCoS技術(shù)與相關(guān)供應(yīng)商簡(jiǎn)介