設(shè)施設(shè)備信息

品名：車載AR-HUD TFT陽光倒灌檢光照測設(shè)備決方案

設(shè)備類型：KYF-TY01-0.3x0.4-3A-AM1.5G-01

設(shè)備廠商：科迎法電氣陽光倒灌檢光太陽能模擬器

技術(shù)參數(shù)：

光學(xué)指標(biāo)

1)                      440-460nm@T>90%

2)                      520-540nm@T>90%

3)                      620-640nm@T>90%

4)                      400-425nm@T<1%

5)                      480-500nm@T<1%

6)                      560-600nm@T<1%

7)                      660-1100nm@T<1%

設(shè)備技術(shù)參數(shù)

1)                      輻照強(qiáng)度：800-1300W/m2

2)                      波段：380nm~1100nm

3)                      輻照面積：300mm×400mm

4)                      工作距離：光源至被測物900mm-1200mm可調(diào)

5)                      出光方向：左打光，下打光，右打光（方向調(diào)節(jié)：電動控制）

6)                      光譜匹配度:25%

7)                      準(zhǔn)直半角≤1°

8)                      空間不均勻性：≤2%；

9)                      輸出功率不穩(wěn)定性：≤± 2%

10)                      設(shè)備的功率為：5-7kw

應(yīng)用領(lǐng)域

液晶顯示技術(shù)日益成熟，已成為目前顯示市場的主流產(chǎn)品，因其顯示品質(zhì)，外形輕巧，壽命周期長，被廣泛應(yīng)用于車載、移動設(shè)備、電腦、電視、醫(yī)療及戶外顯示等領(lǐng)域，隨著對顯示設(shè)備高亮度、低功耗和準(zhǔn)確顯示顏色的不斷追求，以及高分辨率顯示面板的快速發(fā)展，RGB顯示產(chǎn)品成為近年來的熱門產(chǎn)品。

行業(yè)背景

如今車輛逐漸電氣化、智能化、自動化，但車輛與駕駛員間的溝通永遠(yuǎn)。抬頭顯示器HUD被認(rèn)為是駕駛員與車輛溝通安全的方法。

HUD已經(jīng)成為一種常見的汽車配置與功能，通過它來直觀顯示速度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速或其他懸停在駕駛員視野中的信息，減少因低頭查看儀表盤而造成的分心，提升駕駛安全。

隨著市場接受度、顯示效果的提升，各大廠商在這一領(lǐng)域紛紛加碼。經(jīng)過不斷的研發(fā)改善與技術(shù)突破，汽車HUD也隨之更新迭代：

01、C-HUD

組合式抬頭顯示，它被安裝在一塊透明玻璃上，光學(xué)圖像經(jīng)過三次折射反射到這塊玻璃片里。在離駕駛員視線1.8-2.5米的位置形成一個虛像，顯示不同信息。

02、W-HUD

風(fēng)擋式抬頭顯示器，直接使用汽車的擋風(fēng)玻璃為顯示設(shè)備，顯示效果更為一體化。

03、AR-HUD

AR-HUD增強(qiáng)現(xiàn)實抬頭顯示系統(tǒng)。導(dǎo)航時可以融合實際的路況場景進(jìn)行顯示，更加直觀形象生動，其代表了HUD的未來發(fā)展方向。

04、3D AR-HUD

基于一個3D虛擬顯示器可以投射到擋風(fēng)玻璃前方，此時AR技術(shù)將根據(jù)目標(biāo)的3D位置動態(tài)投影。

目前量產(chǎn)的車用抬頭顯示HUD正在從風(fēng)擋型W-HUD 逐漸向增強(qiáng)現(xiàn)實型的AR-HUD 發(fā)展：從單純的信息展示屏幕，變成了具有在實際路況位置產(chǎn)生警示符號的增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)效果。

智能汽車研究院監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，2021年中國市場新車前裝標(biāo)配搭載HUD（W/AR）上險量為109.45萬輛，同比增長57.96%。其中，AR HUD前裝搭載量超過5萬輛。2021年，隨著長城摩卡、吉利星越L等自主品牌新車搭載AR HUD上市，中國市場也迎來了AR-HUD的元年。在剛剛結(jié)束的2022CES展上，AR-HUD也成為了各大廠商爭相發(fā)力的新賽道。

這是汽車增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)新時代的開端，并從根本上改變導(dǎo)航、娛樂和自動輔助駕駛的體驗。而對于AR-HUD來說，未來將形成一個完整的閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。

AR-HUD 技術(shù)壁壘

HUD整體結(jié)構(gòu)主要包括主控PCB板，LED光源，投影顯示以及反射鏡，其實質(zhì)是一個光學(xué)器件。投影單元(PGU)是HUD核心壁壘，其技術(shù)路線的選擇也是決定未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線的核心，具體可分為:TFT-LCD、DLP和MEMS激光投影三種技術(shù)。當(dāng)前TFT-LCD為成熟的主流方案，投影原理為LED背光源發(fā)光，電場控制兩片基板之間的液晶分支旋轉(zhuǎn)方向，改變光的行進(jìn)方向和呈現(xiàn)顏色。

W-HUD/AR-HUD一直都依賴光學(xué)凹面鏡成像原理實現(xiàn)距離與視覺尺寸的放大，AR-HUD最大的技術(shù)挑戰(zhàn)在于:高放大倍率所衍生的高倍率畸變差暈眩問題與太陽光倒灌燒毀光機(jī)的問題。要使用越小的體積產(chǎn)生同樣的長虛像距離(VID)距離，放大倍率就得越大。放大倍率越大，陽光倒灌與暈畸變差眩就越嚴(yán)重。

隨著使用TFT光機(jī)的技術(shù)不斷突破，TFT太陽光倒灌問題已經(jīng)不再是問題。其中，可以從“去除部分陽光的熱能"角度考慮:

陽光輻射熱依波長區(qū)分紅外線與可見光，按偏振方向區(qū)分為S波與P波;HUD 只使用到可見光的S波，因此光路組件只讓可見光的S波通過，其他的紅外線P波，紅外線S波，可見光P波都被HUD內(nèi)的光路做阻斷，從而讓太陽光倒灌到TFT的熱能剩下1/4，大幅降低熱沖擊。

其中，防陽光倒灌濾光片可通過RGB窄帶濾光片來實現(xiàn)濾光片可實現(xiàn)可見光波段的高透過率，同時截止近紅外和紫外波段，獲得高的亮度測量靈敏度和動態(tài)范圍。

博頓光電工藝試驗中心使用自主研發(fā)的鍍膜設(shè)備，配備自主研發(fā)射頻離子源輔助鍍膜通過測驗，得到具有高透過率、高匹配精度、膜層致密度和牢固度優(yōu)質(zhì)，高低溫變化波長不漂移，惡劣環(huán)境下耐久性良好的RGB窄帶濾光片，為車載AR-HUD TFT防陽光倒灌提供了優(yōu)質(zhì)鍍膜解決方案。

某車載廠家用太陽倒灌光學(xué)方案驗證

1.       實驗?zāi)康?/span>

在發(fā)生太陽倒灌時，減小TFT端能量匯聚。

實驗方法:關(guān)機(jī)狀態(tài)，在TFT屏AA區(qū)安裝溫度測試2.頭，然后將樣機(jī)放在陽光下，模擬太陽倒灌發(fā)生情況，使得TFT段能量達(dá)到能量最大，等TFT屏溫度升到最高。

實驗過程:

太陽光輻照度和太陽光倒灌在TFT情況I

實驗1:

無保護(hù)方案

TFT AA區(qū)九點 MAX溫度(°C)探 頭 溫 度 MAX--187.65°C

數(shù)據(jù)分析:

從數(shù)據(jù)和圖表中可以看出，溫度傳感器上3個探頭的最高溫度為187.65°C，TFT理論承受溫度為105°C，無保護(hù)方案導(dǎo)致TFT損壞。

實驗2:無窄帶濾波方案

TFT AA區(qū)九點MAX溫度(°C):探頭溫度MAX--191.35°C

數(shù)據(jù)分析:

從數(shù)據(jù)和圖表中可以看出，溫度傳感器上10個探頭的最高溫度為191.35°℃，TFT理論承受溫度為105℃℃，方案不可行。

總 結(jié)

采用RGB窄帶濾光片的方案，TFT實際最高溫度86.8°C，低于TFT理論承受溫度105°C，RGB窄帶濾光片方案可行:

無保護(hù)方案和無RGB窄帶濾光片的方案，TFT實際最高溫度分別為187.65°C和191.35°C，遠(yuǎn)高于TFT理論承受溫度105°C，TFT實際使用過程中會被陽光倒灌發(fā)熱損壞。