在HUD,特别是现在最为流行的AR-HUD来看,要真正实现量产还有很多难点需要解决:体积过大、成本过高、成像质量需提升等问题。


为了带动AR-HUD的量产与普及,在降成本的同时,要具备性对更好的显示效果,简单点说就是提升产品的性价比。而在HUD中其核心组件在投影光机PGU模组,因此,光机部分的降本增效,更能提升产品整体性价比。

目前应用于AR-HUD的主要投影方式有四种:TFT、DLP、LCOS、LBS,其中LBS其实相对于TFT及DLP算是一种性能更优,成本可在二者之间的一种方案,虽还未过车规级,但后续过车规不会太远。本文就聊聊LBS技术。


汽车AR-HUD高性价比解决方案:激光扫描投影LBS

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一、什么是LBS?


激光扫描投影(LBS)技术即Laser Beam Scanning,是一种“MEMS微激光投影”方案。是将RGB三基色激光模组与微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystems,MEMS)结合的投影显示技术方案。
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MEMS激光投影


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MEMS激光投影利用MEMS微镜扫描,结合RGB激光束的光强调制来成像 ,采用激光光源,色彩更丰富(色域更大)。而由于是利用激光束扫描成像,无需聚焦,可以投影到任何表面。
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上图源于TI

二、LBS技术的优点与当下难点
 

LBS的优点:

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  1. MEMS激光投影利用MEMS微镜扫描,结合RGB激光束的光强调制来成像 ,采用激光光源,色彩更丰富(色域更大)

  2. MEMS振镜激光扫描微投技术采用激光束扫描成像,无须聚焦,可以投射到任何表面

  3. 根据图像亮度信息,调节激光光源的亮度,更节能,更高对比度。

  4. 通过对光束的反射扫描成像,光学系统简单,体积小,光机效率高,更容易实现较大的FOV

  5. 利用半导体批量制造工艺生产MEMS芯片和合束芯片,批量制造成本低。

  6. 无阳光倒灌隐忧


当下难点:


1、光源成本较高。激光二极管中红色激光器对温度较敏感,实现车规级还有困难需克服。目前日亚的激光光源较为成熟。
2、激光投影散斑问题
 
这里我们可以将LBS与目前常用的TFT与DLP方案做一个简单对比:
 
HUD PGU 技术方案比较

LCD
DLP
MEMS-LBS
优点
普及率高
亮度高
激光光源 亮度高
成本低
对比度比较好(1000:1)
色彩好
供应链成熟
大FOV
光效率>75%,功耗低

供应链比较成熟
对比度高(10000:1)


大FOV


结构简单,体积小
技术难点
亮度低
体积大

对比度低
价格高
激光投影散斑问题
散热和高温
光效率<25%,功耗大

体积大
散热和阳光倒灌

光效率<10%,功耗大


 

三、LBS技术代表企业


LBS芯片企业:龙马璞芯


龙马璞芯是国内LBS方面的领先企业,针对AR HUD,目前已开发出完整的基于LBS的解决方案LM-PGU-1000提供给合作伙伴。


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关于龙马璞芯:


苏州龙马璞芯芯片科技有限公司,总部位于苏州高新区新一代信息产业园区,专注于MEMS芯片和激光扫描微型显示模组(Laser Beam Scanning Microdisplay, LBS)的研制、产业化应用的高科技企业。

 

致力于为下游AR眼镜,AR抬头显示系统厂商提供性价比更好的微型显示器产品。

 

龙马璞芯具有中科院MEMS扫描微镜相关知识产权/以色列color chip工艺技术整体植入,在MEMS芯片、激光扫描微投影(LBS)模组设计和生产,拥有十余年的技术积累,具有自主知识产权。


公司致力于将MEMS芯片、LBS微显等前瞻技术应用到移动消费显示、穿戴显示、 车载显示等领域。



LBS  PGU模组&整机-锐思华创

2022年8月,锐思华创发布了基于LBS的口袋尺寸的PGU模组——Optical Core@。


2023年4月,上海车展期间,锐思华创发布了全球首个以LBS为光源的AR-HUD。


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LBS技术路线具备色域大,功耗低,体积小、发热量小、无阳光倒灌隐忧的优势,但由于LBS基于激光光源的原因,目前市面上普遍的LBS方案存在散斑的问题,而锐思华创自主创新研发的基于LBS技术路线的Optical Core@光源模组,通过锐思华创技术团队的不断创新,已将产品发展至第三代,是业界内首个可达车规级的LBS成像模组,独创的多光源微合光通过Diffuser成像是目前唯一成功解决LBS散斑问题的方案,为市场提供了一条可真正大规模应用的光源路径。


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图源:锐思华创

锐思华创表示其LBS可以在放大VID和FOV的同时,将硬件体积减小,很好的解决AR-HUD当下“卡脖子”的问题。另外,LBS技术成像画面对比度更高,大于288200:1,无光窗效应;由于LBS的投影方式是针对画面中每一个像素进行颜色与亮度的控制,在车用AR-HUD的投影上可以更有效地突显特定的对象;且其产生热量较少,可实现更好的散热设计,同时无阳光倒灌隐忧;还能有效降低功耗,进一步促进整车电源优化。

MEMS振镜是一类芯片,由专业的MEMS晶圆代工厂代工,这和车载芯片的供应链是完全一致的。由于LBS方案基于MEMS光学系统实现,可以借鉴MEMS成熟工艺,这也在一定程度上意味着,LBS技术距离通过车规认证并不遥远。

本文结合龙马璞芯在2021年第三届车载抬头显示HUD高峰论坛上的分享以及锐思华创公众号相关信息整理。

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Recommended activity one:第五届车载抬头显示HUD技术论坛(8月16日 上海)

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时间安排 Topic 拟邀请演讲嘉宾
08:45-09:00 welcome speech Jiang Yaogui, founder of Aibang
09:00-09:30 汽车智能化趋势下HUD技术趋势及市场分析 佐思
09:30-10:00 DLP数字光学处理技术在抬头显示器HUD的应用介绍 TI
10:00-10:30 tea break
10:30-11:00 车载抬头显示HUD行业团体标准工作进展与解读 CATARC
11:00-11:30 高性能胶带在HUD的应用 德莎
11:30-12:00 华阳ARHUD的软硬件与算法介绍 华阳
12:00-13:30 Lunch
13:30-14:00 利龙抬头显示器HUD创新应用案例介绍 利龙
14:00-14:30 精密光学PVD镀膜工艺解决方案 汇成真空 项目经理 覃志伟
14:30-15:00 COC材料在HUD产品架构中的应用介绍 拓烯科技
15:00-15:30 LCOS技术在AR-HUD上的突破及其落地应用 深圳市瀚思通汽车电子
15:30-16:00 tea break
16:00-16:30 精密光学赋能,助推AR-HUD 产业发展 南阳利达光电有限公司副总经理刘维娜
16:30-17:00 车载抬头显示HUD曲面反射镜技术解决方案 长信
17:00-17:30 渗透率快速提升,AR-HUD的机遇与挑战 睿维视
17:30-18:00 大画面小体积低成本AR HUD创新解决方案 智云谷
18:00-18:30 圆桌会议:(嘉宾和议题策划中)
当下HUD产品的市场是在红海还是蓝海?
新四化下HUD产品还有哪些新的市场机遇与挑战?
HUD产业链的国产供应商的崛起,如何走向全球化?
HUD激烈的竞争的环境下如果做好产业链的降本增效?
多种HUD的技术路径碰撞,技术是差异化还是共存?
HUD市场规模日益增大,还有多少增量市场的空间?
主机厂OEM,HUD一级供应商,材料或者设备专业供应商等完整的产业链专家
18:30-20:00 dinner


Registration method one:


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Activity recommendation two:第四届车载显示新技术产业论坛(8月17日 上海)

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时间安排 Topic  拟邀请演讲嘉宾
08:45-09:00 welcome speech Jiang Yaogui, founder of Aibang
09:00-09:30 汽车新四化带来的车载创新产品的发展和需求 一汽红旗 产品经理 李明徽
09:30-10:00 Mini LED背光源技术在汽车显示屏上的应用 瀚达美 研发经理 曹俊威
10:00-10:30 茶歇
10:30-11:00 车载Mini LED背光驱动芯片方案探讨 Lumissil络明芯
11:00-11:30 浅析车载显示屏光学贴合技术与材料发展趋势(暂定) 派乐玛
11:30-12:00 创新显示技术在汽车驾驶舱的发展应用案例 海微科技 副总经理 汪杨刚
12:00-13:30 午餐
13:30-14:00 TFT基板在Micro-LED车载显示技术上的应用 天马新型显示技术研究院(厦门)有限公司 技术规划专家 李傲文
14:00-14:30 PLASMA等离子在车载及汽车电子的应用 晟鼎精密
14:30-15:00 Local Dimming产品在汽车智能表面和氛围灯产品的应用 艾迈斯欧司朗
15:00-15:30 车载显示盖板及光学贴合在创新显示产品的技术挑战 康宁玻璃 王剑波
15:30-16:00 茶歇
16:00-16:30 OLED产品在汽车显示产品的应用案例介绍 翌光
16:30-17:00 空中非接触式技术在车载显示的应用介绍 东超科技
17:00-17:30 皮下显示及透明显示产品在车载应用的可行性研究 启视洵睿(苏州)科技 谷雪莲
17:30-18:00 创新显示技术在汽车智能驾驶舱的发展趋势 华阳通用
18:00-18:30 Roundtable: Guests and topics are being planned
Mini/Micro LED等新型显示产品在车载的市场机遇与挑战;
Mini/Micro LED等新型显示产品产业链的国产片进程;
Mini/Micro LED等新型显示产品产品降成增效的技术路径;
Mini/Micro LED等新型显示产品当下技术与良品率的挑战;
主机厂OEM,一级供应商,材料或者设备专业供应商等完整的产业链专家
18:30-20:00 晚宴

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