汽车抬头显示HUD未来两年即将爆发,产业链地图

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在艾邦的一份调查中,39%的人士认为,HUD将在近1~2年内爆发,认为3~5年内爆发的有30%,两者累计,认为HUD将在几年内爆发达近70%。

汽车上引入HUD抬头显示器(Head up Display)其主要是为了保证司机安全稳定的驾驶。使驾驶员不用低头就可以看到相关信息,将更多的精力放到观察路面情况上,与此同时其也可以减少驾驶员观察远处道路情况与近距离查看导航、车辆信息视线频繁转换引发的视觉疲劳。而对于那些经常使用手机导航软件的车主来说,一款功能齐全品质可靠的抬头显示器,可以更为直观的显示导航信息,从而提高的行车安全性。

HUD是集跨专业学科集成,涉及光学,AR算法,材料科学等。今天我们从产业的角度来看WHUD参与的企业主要有以下几种:

1:主机厂

首先是主机厂,目前宝马、奔驰、奥迪、丰田、本田、吉利、蔚来、奇点等都有相关车型推出,我们将在后续的文章里面列举出。主机厂的装机意愿,成本控制决定HUD是否能普及的关键因素。总体上装配率不高,汽车市场低迷,价格战越演越烈,对于新技术在汽车上的应用比较缓慢,同时还有很多人是不了解HUD的,能够让更多人了解以及增加对它的关注度是一个问题,只有需求才能带动技术的发现和产品的完善。

2:HUD生产厂商

HUD主要供应商有:大陆电子、日本电装、日本精机、博世集团、伟世通、法雷奥、马瑞利,还有热门的新瑞士初创公司WayRay。

电装介绍什么是HUD

国内的如华阳多媒体、怡利电子、舜宇光学、宁波均胜、泽景、未来黑、智云谷等,有不少后装的HUD企业欲进入前装领域,也有不少雄心勃勃的汽配企业,如福耀玻璃。主机厂的装配率将决定有实力供应商们,在HUD的投资力度,不过,均胜、舜宇、福耀等都把HUD视做未来重点方向,大陆电子亦是如此。

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3:HUD相关供应商

HUD的原理类似于幻灯片投影。由摄影仪发出光信息,经过“反射镜”反射到“投影镜”上,再由“投影镜”反射到“挡风玻璃”,人眼看到的是位于眼前2-2.5米处的虚像,给人的感觉就是信息悬浮在前方路上。

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WHUD原理图,来自大陆电子网站

从这句话我们看出HUD系统供应商包括图像生成单元PGU (Picture Generation Unit) ,如国内的广景视睿。当然投影仪需要投影和显示芯片,用于色彩和混光,德州仪器TI是这个领域的佼佼者。

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德州仪器汽车解决方案

HUD的是使用背光光源将TFT投影显示屏的图像投射到挡风玻璃上,实现图像显示。选择TFT屏至关重要,直接影响显示效果。

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这类厂商如日本京瓷(KYOCERA),作为汽车显示屏领先的供应商,早在2014年就开始研发HUD显示屏。经过多年的研发,目前已推出多款HUD显示屏方案。

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日本京瓷LCD介绍

光源模组的匀光片,PC或者是PET基材,能够最大限度提高光源的利用率。国外的Brightview就是生产这类材料。文末我们也将把涉及到相关产业的群友资源以列表形式给大家,也欢迎加入HUD产业群,关注本公众号回复“hud”即可。

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平时如果大家留意就会知道,我们在教室里面的投影仪,发热量是很大的,特别需要一个散热风扇。而在HUD体积小,散热要求高,相关的散热材料,热管理相关企业也会参与其中。

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讲完了光源,显示成像后,我们这里有几个关键的光学产品,根据HUD原理光学元件有,透镜,曲面镜;

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HUD光路示意图(来源网络)

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HUD光路放大示意图

从光路图中可以看到,需要多块曲面镜,HUD爆发将给透明注塑带来新的增长。

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HUD曲面镜(来自苏州亮宇光学)

镀膜、镀铝等相关工艺也是光学元件必要工艺,可实现半反半透的特性,准确的将有效信息显示在成像板上。

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HUD相关曲面镜(来自富兰光学)

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光学透镜(此处仅举例,并不是真实hud案例)

还有就是从车前挡风玻璃往里面看,可以看到像一面镜子(实际上也是),也不能没有遮挡,因此需要透明聚碳酸酯PC防尘罩。为了调节反射率,也有企业专门供HUD的涂料,如湖北锦拓。

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HUD防尘罩示意图

除了HUD基本构件之外,可能还需要调整曲屏角度,因此也有HUD传动模组厂商(见文末表格)

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接下来我们来介绍下成像相关的供应商。WHUD在挡风玻璃上成像,不得不提到行业巨头福耀玻璃。福耀玻璃有特别生产用于HUD的前挡玻璃。

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一般的前挡风玻璃均为夹层玻璃,其是由至少两片具有 一定曲率的玻璃基板中间夹设热塑性聚合物膜片(如聚乙烯醇缩丁醛即PVB)构成,抬头显示系统的投影光源发出的光经过夹层玻璃与空气接触的两个表面时会发生反射,两个表 面上的反射影像会产生偏移从而形成两个相互干扰的重影,特别是在夹层玻璃的厚度较厚 的情况下会更加明显,这极大地限制了投影显示图像的清晰度。

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3M的挡风玻璃组合膜(3M™ WCF),可增加HUD视野,几乎消除二次图像。此款膜将两个玻璃层对齐,使各种身高的乘客都能在相应的高度看到一个图像。除了3M,还有日本积水也有类似产品,下图是关于夹层玻璃用中间膜和HUD用楔形PVB中间膜的介绍。

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通过中间膜制成的楔形控制光的折射,从而使显示的图像更加清晰

4:其他相关

除了光源,光学元件,成像之外,还有企业做光学软件、地图、导航、AR、以及测试设备和软件等。这里总结下整个产业链:

主机厂(外资,合资,自主品牌,新势力)

HUD生产(国内,国外,前装,后装,创业型,传统汽配)

颜色和图片混合芯片,图像生成:PGU…

光源模组、显示器、扩散膜、散热相关…

光学元件(曲面镜、透镜)、涂料、镀膜…

防尘罩、挡风玻璃、楔形PVB…

AR、地图、导航、软件设计、测试软件及设备…

(未完,待续,待补充)

本文只是简单的介绍了下WHUD的相关产业,由于小编知识水平有限,还请各位留言建议或者指出错误。HUD在前进的道路上有很多问题需要解决:成本、算法、高精地图、清晰度、分辨率、反应速度、人车交互、应用场景、体积、散热等.

诚邀您关注公众号智能汽车俱乐部(ID:smartautoclub),公众号对话框内回复关键词 “HUD加入“,申请加入。

江耀贵

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