設施設備信息

品名：車載AR-HUD TFT陽光倒灌檢光照測設備決方案

設備類型：KYF-TY01-0.3x0.4-3A-AM1.5G-01

設備廠商：科迎法電氣陽光倒灌檢光太陽能模擬器

技術參數：

光學指標

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%

設備技術參數

1)                      輻照強度：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

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

6)                      光譜匹配度:25%

7)                      準直半角≤1°

8)                      空間不均勻性：≤2%；

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

10)                      設備的功率為：5-7kw

應用領域

液晶顯示技術日益成熟，已成為目前顯示市場的主流產品，因其顯示品質，外形輕巧，壽命周期長，被廣泛應用于車載、移動設備、電腦、電視、醫療及戶外顯示等領域，隨著對顯示設備高亮度、低功耗和準確顯示顏色的不斷追求，以及高分辨率顯示面板的快速發展，RGB顯示產品成為近年來的熱門產品。

行業背景

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。抬頭顯示器HUD被認為是駕駛員與車輛溝通安全的方法。

HUD已經成為一種常見的汽車配置與功能，通過它來直觀顯示速度、發動機轉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，各大廠商在這一領域紛紛加碼。經過不斷的研發改善與技術突破，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，光學圖像經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

風擋式抬頭顯示器，直接使用汽車的擋風玻璃為顯示設備，顯示效果更為一體化。

03、AR-HUD

AR-HUD增強現實抬頭顯示系統。導航時可以融合實際的路況場景進行顯示，更加直觀形象生動，其代表了HUD的未來發展方向。

04、3D AR-HUD

基于一個3D虛擬顯示器可以投射到擋風玻璃前方，此時AR技術將根據目標的3D位置動態投影。

目前量產的車用抬頭顯示HUD正在從風擋型W-HUD 逐漸向增強現實型的AR-HUD 發展：從單純的信息展示屏幕，變成了具有在實際路況位置產生警示符號的增強現實(AR)效果。

智能汽車研究院監測數據顯示，2021年中國市場新車前裝標配搭載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。在剛剛結束的2022CES展上，AR-HUD也成為了各大廠商爭相發力的新賽道。

這是汽車增強現實技術新時代的開端，并從根本上改變導航、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產業鏈。

AR-HUD 技術壁壘

HUD整體結構主要包括主控PCB板，LED光源，投影顯示以及反射鏡，其實質是一個光學器件。投影單元(PGU)是HUD核心壁壘，其技術路線的選擇也是決定未來產業發展路線的核心，具體可分為:TFT-LCD、DLP和MEMS激光投影三種技術。當前TFT-LCD為成熟的主流方案，投影原理為LED背光源發光，電場控制兩片基板之間的液晶分支旋轉方向，改變光的行進方向和呈現顏色。

W-HUD/AR-HUD一直都依賴光學凹面鏡成像原理實現距離與視覺尺寸的放大，AR-HUD最大的技術挑戰在于: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的問題。要使用越小的體積產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重。

隨著使用TFT光機的技術不斷突破，TFT太陽光倒灌問題已經不再是問題。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分紅外線與可見光，按偏振方向區分為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窄帶濾光片來實現濾光片可實現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范圍。

博頓光電工藝試驗中心使用自主研發的鍍膜設備，配備自主研發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質，高低溫變化波長不漂移，惡劣環境下耐久性良好的RGB窄帶濾光片，為車載AR-HUD TFT防陽光倒灌提供了優質鍍膜解決方案。

某車載廠家用太陽倒灌光學方案驗證

1.       實驗目的

在發生太陽倒灌時，減小TFT端能量匯聚。

實驗方法:關機狀態，在TFT屏AA區安裝溫度測試2.頭，然后將樣機放在陽光下，模擬太陽倒灌發生情況，使得TFT段能量達到能量最大，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:

無保護方案

TFT AA區九點 MAX溫度(°C)探 頭 溫 度 MAX--187.65°C

數據分析:

從數據和圖表中可以看出，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，無保護方案導致TFT損壞。

實驗2:無窄帶濾波方案

TFT AA區九點MAX溫度(°C):探頭溫度MAX--191.35°C

數據分析:

從數據和圖表中可以看出，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

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熱損壞。