傳統(tǒng)車(chē)載HUD因虛像距離短、顯示畫(huà)面尺寸小，容納信息較少，實(shí)用性受限。隨著技術(shù)的進(jìn)步及生態(tài)發(fā)展，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)ARHUD開(kāi)始出現(xiàn)并為各大車(chē)廠所重視：更大的FOV（10°*3°以上）、更大的虛擬屏幕尺寸（70寸以上），因此顯示信息更豐富，結(jié)合更遠(yuǎn)的虛像距離（10米以上），從而具備更好的交互效果。ARHUD可以成為車(chē)載智能座艙的信息平臺(tái)載體，近年來(lái)開(kāi)始上升到智能座艙的戰(zhàn)略層面。

    傳統(tǒng)ARHUD光路，體積大

    傳統(tǒng)HUD是一個(gè)幾何光學(xué)投影產(chǎn)品，F(xiàn)OV持續(xù)擴(kuò)展、投影距離的持續(xù)增加，將導(dǎo)致其體積會(huì)不斷變大。由傳統(tǒng)幾何光學(xué)投影演變過(guò)來(lái)的ARHUD，其越來(lái)越大的體積將影響整車(chē)廠商的儀表板前期布局。在此背景下，能縮小ARHUD整機(jī)體積的全息光波導(dǎo)解決方案是愈發(fā)為各大廠商所重視。

    什么是全息光波導(dǎo)

    全息光波導(dǎo)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是光波導(dǎo)+體全息光柵。在AR領(lǐng)域，各種玻璃板都可以作為光波導(dǎo)本體，體全息光柵是指用全息曝光干涉方式制造的衍射光柵。

    通過(guò)貼附在光波導(dǎo)表面的體全息光柵，可以打破光波導(dǎo)本體全反射的界面規(guī)則，改變光信息傳播的方向和能量，進(jìn)而引導(dǎo)光信息從波導(dǎo)內(nèi)部傳輸?shù)饺搜邸Ｍㄋ椎恼f(shuō)，全息光波導(dǎo)就是改變光信息傳輸方向的器件。其核心和難點(diǎn)在于出瞳處均勻的復(fù)制N次入射光瞳（姑且簡(jiǎn)單理解為入射投影儀出口尺寸），使出瞳面積（出光面積）大幅度增大，這種設(shè)計(jì)極大的優(yōu)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使得AR光學(xué)成像系統(tǒng)體積急劇縮小，引起產(chǎn)業(yè)的矚目。

    三極光電全息衍射光波導(dǎo)傳輸示意圖

    具體情況來(lái)看，類(lèi)似的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，全息光波導(dǎo)可以把傳統(tǒng)幾何光學(xué)ARHUD包絡(luò)體積縮小到五分之一到十分之一，極大的降低了HUD對(duì)汽車(chē)座艙體積的占用。此外，主要成像模塊還可以標(biāo)準(zhǔn)化，同等指標(biāo)可以節(jié)約其他車(chē)型的預(yù)研經(jīng)費(fèi)及研制周期。

    三極光電全息光波導(dǎo)ARHUD示意圖

北汽、TCL華星光電與三極光電協(xié)力推進(jìn)全息光波導(dǎo)ARHUD

    據(jù)悉，前不久北汽集團(tuán)技術(shù)規(guī)劃與智能研究院聯(lián)袂TCL華星光電中小尺寸市場(chǎng)與戰(zhàn)略規(guī)劃中心、TCL武漢華星光電研發(fā)中心相關(guān)負(fù)責(zé)人拜訪了國(guó)內(nèi)全息光波導(dǎo)企業(yè)三極光電科技，協(xié)力推進(jìn)全息光波導(dǎo)ARHUD落地。

    三極光電AR全息衍射光波導(dǎo)ARHUD投影測(cè)試圖1

    三極光電全息衍射光波導(dǎo)ARHUD投影測(cè)試2

    在此前數(shù)月的方案基礎(chǔ)上，北汽集團(tuán)、TCL華星光電、三極光電三方再次系統(tǒng)評(píng)估了全息光波導(dǎo)方案，并就商務(wù)和合作模式，產(chǎn)能規(guī)劃及價(jià)格、二三級(jí)物料及可供應(yīng)，質(zhì)量要求及質(zhì)量保障介紹、三方的協(xié)同分工等達(dá)成共識(shí)。

    三極光電全息衍射光波導(dǎo)ARHUD示意圖1

    關(guān)于三極光電

    三極光電科技（蘇州）有限公司是由從事全息衍射光學(xué)30年研發(fā)生產(chǎn)的兵總高級(jí)工程師領(lǐng)銜業(yè)內(nèi)資深團(tuán)隊(duì)，三極光電在全息光場(chǎng)信息記錄材料、全息衍射核心光學(xué)技術(shù)、AR衍射成像光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具有極雄厚的研發(fā)工藝沉淀。率先自主研制全息衍射光波導(dǎo)、85度超大視場(chǎng)角視網(wǎng)膜投影HOE、超大面積全息波導(dǎo)等產(chǎn)品，能效高、對(duì)比度高成像清晰，處于國(guó)際領(lǐng)先地位。尤其是可以廣泛擴(kuò)展ARHUD整體性能的大面積全息衍射光波導(dǎo)，更是全球第二家，中國(guó)首家，對(duì)比國(guó)際同行，具有成像更清晰、耐候性更好的突出優(yōu)勢(shì)。

    全息衍射光波導(dǎo)是現(xiàn)今全球AR光學(xué)的主流光學(xué)解決方案，是下一代計(jì)算交互平臺(tái)，下一個(gè)三十年文明的核心鑰匙，是AR的基礎(chǔ)核心部件，在AR領(lǐng)域是比芯片戰(zhàn)略級(jí)更高的光學(xué)元件，廣泛應(yīng)用于工業(yè)和消費(fèi)級(jí)AR智能眼鏡、單兵作戰(zhàn)頭盔、交巡警頭盔顯示器、裝甲車(chē)及飛行360度環(huán)視瞄準(zhǔn)頭盔、車(chē)載和機(jī)載HUD等廣大領(lǐng)域。