駕乘新未來:創新光源助力車(chē)載投影技術進化

 行業動态     |      2023-09-18 15:42:14

近年來,随着汽車(chē)智能化的發展,車(chē)載投影技術不斷演進,從最初的HUD(擡頭顯示)應用開(kāi)始,再到AR HUD、DLP大(dà)燈、艙内投影等等,投影技術逐漸在車(chē)載領域展現出無限的可能性。車(chē)載投影爲駕駛者和乘客提供了更加智能、便捷和安全的駕駛體(tǐ)驗。

作爲智能傳感器和發射器的全球領導者,艾邁斯歐司朗通過LED和激光兩大(dà)類不同的光源解決方案,緻力于爲汽車(chē)投影領域帶來持續的創新和突破,開(kāi)啓多彩駕乘新體(tǐ)驗。

車(chē)載投影,人機交互體(tǐ)驗升級

車(chē)載投影最核心的功能是提供人與車(chē)、以及車(chē)與外(wài)界的交互,對駕駛員(yuán)和乘客起到提示和警示的作用,從而打造一(yī)個更加安全、可靠和舒适性的用戶駕駛體(tǐ)驗。

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車(chē)載投影技術的目标應用主要可以分(fēn)爲三大(dà)類:第一(yī)類是人與車(chē)輛的溝通,類似于今天的AR HUD(增強現實擡頭顯示),通過投影将車(chē)載信息直接顯示在擋風玻璃上,方便司機查看。其次是内部投影,如天幕投影或商(shāng)務車(chē)内的投影,乘客可以在後排觀看電(diàn)影,通過投影技術可以節省空間,無需在前排放(fàng)置屏幕,隻在需要時打開(kāi)投影即可播放(fàng)電(diàn)影。第三類是外(wài)部投影(HTV),用于展示燈、信号燈等外(wài)部應用場景。

未來車(chē)載投影的應用将更加多樣化和智能化。例如地面靜态投影,供乘客或路人觀看,這種投影有望從靜态變爲動态。投影技術還可以用于與行人的溝通,将投影影像打到車(chē)窗或車(chē)身,不僅供車(chē)内人員(yuán)使用,也讓外(wài)面的行人能看到相關信息。舉例來說,當打車(chē)到達目的地時,車(chē)輛的車(chē)窗可以顯示乘客的手機号尾号,以便确認車(chē)輛身份,無需查看車(chē)牌,提高了用戶體(tǐ)驗的便利性和安全性。

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未來車(chē)載投影的應用(圖片來源:艾邁斯歐司朗

車(chē)載投影的幾種主流方案

車(chē)載投影技術實現的方案有多種,TFT方案是目前較成熟的一(yī)種方案,大(dà)約占據了車(chē)載投影市場90%的份額。采用LED+TFT LCD的方案,優點是價格低,PGU的設計也相對簡單,有不同的供應商(shāng)可供選擇。盡管TFT方案的對比度和分(fēn)辨率稍遜于LCoS和DLP方案,但它在市場上已經有較早的應用曆史。從後裝車(chē)載投影市場、到前裝車(chē)載投影市場,再到如今的AR HUD,TFT方案都展現了其靈活性和适用性。對于追求成熟穩定性和經濟效益的車(chē)載投影需求,TFT方案無疑是一(yī)個可靠的選擇。

DLP(數字光處理)是由德州儀器公司開(kāi)發的光學投影技術,其中(zhōng)車(chē)規的RGB LED+TI DLP方案以DLP芯片爲核心。DLP技術擁有多項優勢,包括廣泛的色彩表現範圍、卓越的對比度以及在視場角(FoV)和虛拟圖像距離(lí)(VID)等方面的出色性能。然而,DLP光機解決方案的價格相對較高,這可能會限制其在某些應用中(zhōng)的普及。此外(wài),供應鏈問題也需要考慮,因爲目前DLP芯片主要由唯一(yī)供應商(shāng)提供,供貨不足等一(yī)系列條件限制因素可能會引發市場部分(fēn)擔憂。

而LED+LCoS,屬于新型的反射式micro LCD投影技術。LCoS的芯片供應商(shāng)比DLP方案要多,國内外(wài)有不同的供應商(shāng)。LCoS的分(fēn)辨率、對比度和FOV、VID,和DLP的差不多,甚至更好。但相比DLP,LCoS的光轉換效率低一(yī)些。目前來看,兩者的成本相似,但未來LCoS解決方案的降價空間相對比較大(dà)。而就目前情勢分(fēn)析,現在能通過車(chē)規的LCoS選擇仍爲少數。

除此之外(wài),LBS(激光掃描投影)方案是一(yī)項前景廣闊的技術,預計2024年或2025年開(kāi)始滲透采用,目前其已在投影、AR眼鏡等應用中(zhōng)得到成熟應用,具有優越的色域和畫面品質。相比其他方案,LBS系統轉換效率高,激光功耗低,PGU的體(tǐ)積更小(xiǎo),功耗也低。然而,激光投影仍需解決散斑問題,光學設計較複雜(zá),整體(tǐ)系統價格相對較高,可能比DLP和LCoS更昂貴。

此外(wài),micro LED也可能成爲一(yī)種可行的解決方案,然而,未來micro LED是否能夠在車(chē)載投影領域通過車(chē)規認證,以及其價格是否能夠降低以提供有競争力的解決方案,目前還存在不确定性。

綜合各自的技術成熟度、成本、成像質量各因素來看,艾邁斯歐司朗認爲,從現在到未來的2—3年内,TFT、LCoS、DLP的方案将是市場主流。而在2025年之後,基于MEMS技術的LBS方案、micro LED等各種新方案可能被采用。

無論哪種投影方式,都需要光源,光源的穩定性、亮度和色彩表現是車(chē)載投影技術的關鍵要素。光源又(yòu)主要可以分(fēn)爲兩種:一(yī)種是基于LED的解決方案,另外(wài)一(yī)種是基于激光的解決方案。爲了推動車(chē)載投影的不斷發展,艾邁斯歐司朗持續提升光源解決方案,以滿足未來車(chē)載投影技術的持續發展趨勢。

LED光源解決方案

LED光源的優勢在于其節能、壽命長、成本低等特點,使得其在車(chē)載投影領域得到廣泛應用。LED光源主要配合LCD和DLP來使用。

針對LCD以及DLP不同的投影技術,艾邁斯歐司朗可分(fēn)别提供白(bái)光LED和彩光LED兩種解決方案:

• 白(bái)光LED針對不同的LCD尺寸,艾邁斯歐司朗可提供1/4mm2到1mm2芯片大(dà)小(xiǎo)的白(bái)光LED,分(fēn)别對應不同的光通量電(diàn)流和輸出。白(bái)光LED有3W、1W、0.5W等不同規格。同時,艾邁斯歐司朗計劃在2024年底推出一(yī)系列全新的白(bái)光LED;

• 彩光LED針對不同尺寸的DLP,艾邁斯歐司朗的彩光LED解決方案有三款産品:Q7WR/WP、Q8WP、CSL。它們根據發光面的大(dà)小(xiǎo)做了不同的等級,如CSL是1mm2的發光面,Q8WP是流行的2mm2的發光面,主要用于AR HUD。還有更大(dà)兩顆2mm2的發光面,一(yī)起組成總共4mm2的Q7系列芯片。

所有這些LED光源解決方案均已經通過車(chē)規認證,具有可靠性和穩定性。

激光光源解決方案

激光光源作爲一(yī)種具有巨大(dà)潛力的技術,爲車(chē)載投影帶來了全新的發展前景。激光光源的最大(dà)優勢在于其波長較窄,這使得在PGU(投影生(shēng)成單元)較大(dà)的情況下(xià),能夠有效降低光學設計的體(tǐ)積,更加适合在汽車(chē)這種相對狹小(xiǎo)的空間中(zhōng)使用。目前,激光光源已經應用于全息投影、MEMS掃描式投影等領域。

艾邁斯歐司朗可提供單模激光和多模激光這兩類激光光源解決方案:

• 單模激光解決方案:該類激光器功率相對較低,目前已經量産的有大(dà)約100mW左右的藍(lán)色和綠色激光方案,采用TO56封裝。雖然目前處于工(gōng)業級别,但計劃在明年将這兩種顔色的激光方案通過車(chē)規認證。同時,預計今年年底,公司将發布能夠通過車(chē)規認證的紅激光TO56産品,功率大(dà)約爲200mW。而到明年,我(wǒ)們還将推出一(yī)套完整的LGB激光(藍(lán)光、綠光、紅光),采用TO56單模封裝,并通過車(chē)規認證的解決方案;

• 多模激光解決方案:艾邁斯歐司朗提供藍(lán)激光芯片,并采用TO90封裝。目前,TO90激光器已經通過車(chē)規認證并量産。例如,德國某品牌已成功應用公司的TO96多模激光器于DLP投燈案例。未來,除了在DLP投燈領域的應用外(wài),艾邁斯歐司朗還将不斷開(kāi)發更多多模激光方案,用于AR HUD等領域。

艾邁斯歐司朗對激光光源技術的發展充滿信心,并将不斷推進研發和應用,以滿足不斷增長的市場需求。

結語

車(chē)載投影正成爲半導體(tǐ)光源的新晉旗艦應用。艾邁斯歐司朗将充分(fēn)發揮在光源技術的積累,爲車(chē)載投影技術的創新發展帶來更多的可能性,滿足用戶對于出行安全、舒适性和便捷性的不斷追求。