随着智能汽车和自动驾驶技术的快速发展，汽车正逐步从传统的交通工具转型为集出行、办公、娱乐于一体的“第三生活空间”。在这一场技术变革中，信息密度的提升和交互方式的升级对车载显示技术提出了更高要求。
传统的车载显示技术已经无法满足未来智能座舱对于显示性能、设计自由度以及信息交互的需求。这促使创新显示解决方案成为行业关注的焦点，其中，全息技术以其独特的优势正在成为突破性的新型显示方案。在过去近180年来，一个叫蔡司的德国公司一直在引领世界光学技术的发展，而今年在上海车展上，其蔡司微光学事业部首次在中国亮相了基于全息技术的透明显示解决方案，让我们在突破现有HUD技术瓶颈以及实现差异化智能座舱人机交互体验以及更流畅的座舱设计方面看到了新的可能，引起了业界广泛的关注。
10月22日，在《中国汽车工程学会年会暨展览会》上我们有幸采访了蔡司微光学商务拓展高级副总裁Stephan Hoefer先生，为我们详细解读了全息技术的核心原理、应用场景与产业化进展。
全息技术：不同于传统镜面反射的衍射光学方案01
与传统的反射式光学系统不同，蔡司的全息显示技术利用激光干涉原理，在光聚合物材料中记录纳米级微结构。这些微结构能够对特定波长和角度的入射光产生衍射，将其精确引导向目标方向。
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"我们通过精确控制光波的传播路径，实现了高达95%的透光率，"蔡司微光学商务拓展及市场营销高级副总裁Stephan Hoefer解释道，"环境光可以几乎无损失地通过全息薄膜，而只有来自光机的特定光线会被衍射至目标区域。"
具体什么是全息技术 ？
其基本原理如下图所示，如果将一个激光分成两束，一束照射到物体上，经过物体的光就带有物体的3D信息，这一信息会被记录到全息薄膜里，而同时没有打到物体上的那束光，我们称之为参考光，也会记录到薄膜中。此时，以同样波长和方向的LED光源再次照射全息薄膜便可以复现物体的3D信息，这样就实现了信息记录。
02
全息HUD的技术优势：系统性突破
在现有的HUD产品技术方案中，阳光倒灌以及整机尺寸过大的问题对整体市场的进一步增长仍是一大限制。这是由于现有的HUD都是采用自由曲面镜将图像进行二次反射进而投影至挡风玻璃。一方面，太阳光能够通过光路逆向进入HUD影像源PGU从而导致发热严重的问题；另一方面，自由曲面镜的大尺寸必然会导致整机体积过大，进而影响主机厂的仪表板布局与设计。
全息显示方案则可以完美解决上述痛点，Stephan 先生从体积与集成优势、光学性能表现、定制化眼盒、光学设计自由度等多个角度为我们介绍了全息显示技术的应用优势：
1、精准控光实现超小体积
全息技术最核心的优势在于对光线传播方向的精准控制。现有的HUD系统（包括PHUD）是通过挡风玻璃本身的镜面反射来实现，而在反射过程中会损失很大一部分的光源，因此，需要更大功率的光机来实现目标亮度。而全息技术是直接将光机中的光投射至集成在挡风玻璃的HOE（全息光学元器件）上，通过衍射原理，精准引导光线的传播方向，从而显著提升光源利用效率。因此，透明全息显示仅需1.2L极小尺寸的光机，而需要将影像在内部先二次反射的现有HUD整机体积则高达15-20L。
2、不受环境光影响，全息膜具备95%的高透明度
据Stephan 先生介绍，全息膜只反射特定角度发出的指定波长的光，从而避免了对环境光的影响，因此对于普通的环境光它非常透明，透明度最高可以达到95%以上。
现有的宝马、小米的PHUD解决方案，为了保证最终的显示亮度，都是通过挡风玻璃底部的黑边来作为显示背景。而全息显示由于对PGU发射出的光线利用率很高，不需要黑底，透明度很高，所以在法律法规的允许之下，甚至可以在整个挡风玻璃上都能实现信息展示。
3、定制化眼盒设计与隐私保护
理论上，蔡司全息透明显示可以实现风挡全覆盖显示，但出于法规要求，驾驶员侧的显示面积和内容必须受限，以确保行车安全。但这并不意味着副驾驶就不能利用挡风玻璃观看信息娱乐内容。蔡司的全息显示技术通过灵活的眼盒定制设计，可让副驾驶侧的挡风玻璃显示仅对副驾驶可见，对驾驶员完全不可见，从而保证驾驶员的视线不被干扰。与此同时，对于导航等共用信息，则可以设计双眼盒，确保两人均能清晰看到内容。
“眼盒”指的是通过设计光反射的角度，形成一个可视区域，并不涉及任何硬件。全息显示通过微结构光学设计，将玻璃上的信息精准传递到人眼位置，只需要一个光机和集成在玻璃中的全息薄膜就可实现。而传统HUD只能将信息传递到驾驶员的眼盒，体积较大，若要覆盖左右、中间位置，则需要多个光机，导致系统体积更大。全息技术突破了这一限制，系统体积更小的同时，既可单独为主驾驶、副驾驶显示，也能为后排乘客提供独立的显示。
现在流行的PHUD也使用了多个光机，但仍受限于光的利用率，其必须借助黑色背景减少光需求。因此还是无法实现高显示亮度与小体积PGU之间的统一，而全息显示则不存在这一问题。
4、安装位置自由，打造个性化视觉体验
全息技术的衍射特性打破了镜面反射光学的路径限制，允许PGU在侧方、顶部等多个位置进行安装。这种灵活性为智能座舱布局提供了更多设计可能性。
03
蔡司全息技术核心与工业化量产
蔡司在全息光学领域已获得80余项核心专利，覆盖从母版设计到复制工艺的各个环节。据介绍，蔡司的全息技术相较于竞品而言，费用处于一个可接受范围，此外，通过后续的规模化生产，其成本还能进一步降低。
量产挑战：全息母版的制作与母版的高质量规模复制
全息母版的制作：全息母版的制作需要严格的微光学结构设计与雕刻工艺。蔡司微光学专长于此领域并能实现高质量、高精度的雕刻工艺。
母版的规模化复制：母版的高质量复制也是量产的一大难点。
与其他厂家的“数字全息”技术不同，蔡司采用“模拟全息”的制造技术。
在“数字全息”技术中，全息膜通过逐点像素记录信息，因像素间存在空隙导致光损失和分辨率受限。而“模拟全息”采用类似胶片摄影的一次性曝光方式，将完整的光学信息记录到全息膜，分辨率无上限，仅由光学投影设备的性能决定，从而实现更高的成像质量。随着光机技术的迭代，蔡司微光学的全息图像将越来越清晰。
生态合作与标准建立
"我们离量产非常接近，"Stephan Hoefer透露，"现在已基本完成了量产所需的生态合作伙伴构建。"蔡司定位为二级或三级供应商，负责核心的母版设计与雕刻，以及如何复刻的流程技术；我们的合作伙伴则负责实现全息膜的大批量复刻、与玻璃厂商进行集成最后供应给主机厂。此外全息技术也需要与PGU、HMI进行集成，比如说蔡司与现代摩比斯已官宣合作，实现了光机与全息膜的完美匹配。
在全息技术所涉及的行业标准方面，由于这是一项非常创新的技术。蔡司期望通过与OEM厂商的协作，了解行业需求，推动行业标准的订立。
本土化与全球化战略
对于重要的中国市场，蔡司表示，尽管母版设计与核心研发仍集中在德国，母版复刻与玻璃集成环节将积极推进本土化，以更好地响应中国客户需求，支持中国智能汽车产业链的升级与创新。
04
不仅仅是汽车：全息显示的无限可能
从汽车到航空航天、轨道交通，甚至工业机械与消费类产品，全息显示技术展现了广泛的应用前景。
在汽车领域，全息技术除前挡风玻璃HUD外，还可应用于侧窗显示、隐形摄像头集成等多个场景。侧窗显示可为后排乘客提供独立的娱乐界面，同时确保车外视角的隐私性；隐形摄像头技术则支持DMS、OMS等功能的无感集成。
不仅仅是乘用车，在大型卡车、农业车辆等商用车领域均可应用。特别是在玻璃厚度较大的特种车辆中，传统反射式HUD面临技术挑战，而全息技术的衍射特性能够有效解决这些问题。
在未来2—3年内，汽车市场仍将是蔡司全息技术的核心发力点，而航空航天和消费市场也成为重点关注领域。例如，在消费电子、智能家居等高科技产品中，全息显示技术的微结构设计和光学性能优势同样能够发挥重要作用。随着行业标准的逐步建立，全息技术也将为其他领域的视觉交互设计提供推动力。
结语
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No. |
议题 |
拟邀请企业 |
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1 |
汽车智能内饰CMF设计趋势 | 上汽乘用车 |
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2 |
汽车智能座舱多模态交互创新 | 同济大学智能汽车交互实验室 |
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3 |
汽车智能表面与空气高压成型 | Niebling |
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4 |
高效环保的完美表面效果-ColorForm模内上漆技术 | 克劳斯玛菲 |
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5 |
车载光学器件PVD工艺解决方案 | 广东汇成真空 |
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6 |
触控及压力感应技术在汽车行业及未来座舱应用趋势 | touchnetix |
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7 |
零重力智能座椅:舒适性与安全性的双重考量(待定) | 舒茨曼座椅 |
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8 |
隐藏显示技术的工艺创新介绍 | 拟邀请 天马 |
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9 |
氛围灯设计：从功能性到个性化体验 | 拟邀请睿博光电、上海宇宙电器 |
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10 |
智能表面的开发与设计挑战 | 拟邀请安通林、佛吉亚 |
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11 |
生物基材料在汽车内饰的应用革新 | 拟邀请 佛吉亚、材料供应商等 |
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12 |
IME模内电子与智能座舱内饰创新 | 拟邀请银宝山新、合盛创杰等 |
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13 |
创新薄膜技术在汽车智能内饰的应用 | 拟邀请薄膜供应商 |
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14 |
水晶工艺材料在汽车智能内饰应用的新趋势 | 拟邀请水晶玻璃加工供应商 |
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15 |
微电机控制技术提升内饰功能性与舒适性 | 拟邀请微电机供应商 |
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16 |
创新皮革技术在汽车智能内饰的应用案例 | 拟邀请透光革&超纤材料供应商 |
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17 |
可透光真木纹理效果工艺技术方案在内饰智能表面的应用 | 拟邀请真木或者INS等内饰供应商 |
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智能内饰真木真铝&碳纤维等高级表面技术与结合的科技属性 | 拟邀请 昆山金运、宁波华翔等 |
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