点击图片加入爱邦HUD群好友通讯录
车载抬头显示系统(HUD)是利用光学原理,将车速、导航等行驶信息的虚拟图像投射到前挡风玻璃方向的产品。 该产品的主要目的是减少驾驶员因操作车内其他部件而分心,使驾驶员的视线保持在路面上,提高驾驶安全性。
大众途锐HUD,源自搜狐汽车,珠海华熙进口
前置HUD主要有两种,W HUD/C HUD(之前介绍过,添加链接)。 由于成本问题,主要用在一些中高端车型上。 直接显示在挡风玻璃上的W形HUD在光学设计和结构上成本较高。 基本应用于豪华车型,如宝马5系、7系、奔驰S级、奥迪A8、雷克萨斯LS、RX、大众辉等。 昂和新途锐均标配WHUD。
豪华车型配备W HUD(部分品牌车型)
当然,目前业界比较流行的是将HUD AR技术与ADAS系统、娱乐系统融合,以获得更好的驾驶体验,产生更多组合应用,进一步提升驾驶安全性和体验。 AR HUD这种科技感十足的先进技术,可能会在未来一两年内正式推出。
现代概念车上的 AR HUD 来源
HUD 是一个复杂的光学系统。 无论是W形HUD还是ARHUD,都是直接投射在汽车前挡风玻璃上。 然而,前挡风玻璃是自由曲面,会带来很多光学设计和生产困难。 今天我想谈谈目前的难点之一:挡风玻璃鬼影问题及其解决方案——楔形PVB中间膜。
什么是前挡风玻璃重影?
HUD的光学原理简单描述就是:光源将要显示的光图案投射到挡风玻璃上玻璃膜包装设计,然后反射到人眼中。光路如下图所示
放大
HUD光路缩略图,图片来源:zemax
但实际上,挡风玻璃的反射并不像简化图中所示的那样。 挡风玻璃有内侧和外侧两个侧面,都会产生反射光。 普通车窗玻璃的内表面和外表面是平行的。 同一束入射光在玻璃上会形成两条反射光线。 当它们同时被人眼接收时,就会形成重影,出现两个图形。 这种现象我们称之为重影(如下图)
在平板电脑上使用HUD软件实现平视显示功能时,会出现重影(文章来源:中关村在线)
消除重影 - PVB 楔形中间膜
据了解,消除WHUD前挡风玻璃鬼影的解决方案有很多,但目前主流的解决方案(量产、成熟)是采用楔形PVB薄膜夹层玻璃来调节反射光。
普通前风挡玻璃内外层之间的PVB薄膜厚度均匀。 通过将这种薄膜替换为楔形薄膜,通过调整楔形薄膜的角度和玻璃的厚度,我们可以使两个表面的反射光更加靠近。 这消除了重影效应。 目前,福耀玻璃、圣戈班、旭硝子、康宁等国际汽车玻璃巨头也开发了这种楔形玻璃。
一般来说,楔形PVB薄膜夹层玻璃的开发难度大、耗时长(不同车型的挡风玻璃角度和形状不同,需要重新开发)。 这种夹层玻璃的成本是普通玻璃的数倍。 成本限制是目前W HUD应用于中端车型的关键问题之一,因此很多中端价位车型都会采用投影在替换屏幕上的C HUD。 对于大多数豪华车型来说,成本限制并没有那么严格,基本上都是楔形PVB薄膜层压挡风玻璃。
林肯大陆的 W HUD 配备 DLP 技术
PVB楔形中间膜供应商
楔形截面PVB膜由于形状特殊,制造成本较高。 因此玻璃膜包装设计,楔形截面PVB膜的价格是厚度均匀的普通PVB膜的数倍。 由于技术壁垒,生产这种PVB楔形膜的厂家很少。 据小编所知,真正开发出这种楔形PVB膜的只有积水化学和伊士曼(如有错误,欢迎加入爱邦HUD交流群讨论)
积水化学工业
2008年,积水化学开发了一种适用于平视显示器(HUD)系统的中间膜,可在挡风玻璃上显示信息。
通过将中间膜做成楔形来控制光的折射,使显示的图像更加清晰。 图片来源积水化学
伊士曼
伊士曼苏州工厂成立于2007年,旨在满足亚洲汽车行业对PVB不断增长的需求。 2012年,伊士曼提高了其用于汽车和建筑应用的PVB中间膜的产能。 此次升级将提高伊士曼隔音夹层产品的产能。
PVB中间膜还将从多方面提高汽车夹层玻璃的性能,包括平视显示技术、隔热、降噪、安全、安保和紫外线隔离等
国内相关厂家主要生产普通PVB中间膜。 当然,在火热的HUD市场氛围下,他们也可能会开发楔形薄膜,比如中南朗杰膜科技(江苏)有限公司和浙江德斯特新材料有限公司
当然,目前楔形薄膜的应用并不是最完美的解决方案。 楔形膜除了成本高之外,还有一个小问题就是楔形膜只有一个方向是楔形的,有时另一个方向会出现重影。 许多制造商还开发了新技术来解决这些问题。 例如,3M公司开发的前挡风玻璃复合膜(WCF)和福耀玻璃开发的镀膜挡风玻璃。
艾邦目前拥有汽车抬头显示HUD微信群、大陆电子、未来黑科技、泽晶、马瑞利、华阳多媒体、法雷奥、前海智云谷、613所、亿利电子、矢崎仪器、江城、乐嘉科技、银欧科技、均胜电子、驰云科技、瑞思华创、舜宇光学、光晶、宝沃汽车、北汽、日产、比亚迪、一汽、上汽、蔚来、吉利、3M、积水、福耀玻璃、富兰光学、良宇光学、京瓷、瑞飞光电等.欢迎扫描二维码加入。 加入前请转发本文。