AR HUD迈向大视场角时代,LED光源为何成为量产首选?

AR HUD迈向大视场角时代,LED光源为何成为量产首选?

在AR HUD系统中,支持宽视场角(FOV)的LED光源需要具备与成像芯片精准匹配的光学扩展量(Etendue)、高峰值亮度以及热优化封装设计。艾迈斯欧司朗推出的OSTAR™ Projection Compact LED方案,凭借与DMD芯片的光学扩展量的精准匹配及16,000尼特系统峰值亮度,为量产AR HUD宽视场角光源提供了成熟的工程解决路径。

AR HUD光引擎的核心技术挑战

当前AR HUD向更宽视场角发展,典型目标已从传统W-HUD的6°×2°提升至≥13°×5°,理想值瞄准≥20°×10°。视场角扩大带来的光通量需求呈倍数增长——当FOV面积扩大4倍、眼箱面积扩大2倍时,所需光通量约增大8倍。这对光引擎提出了极为严苛的综合要求:

  1. 光学扩展量匹配:典型投影用LED的光学扩展量约1.15–5.90 mm²·sr。在大视场角和大眼箱条件下,光源Etendue必须与成像芯片精准匹配,否则会导致收光效率下降和对比度损失。
  2. 高亮度需求:AR HUD日间清晰叠加显示需要系统亮度达到15,000cd/m²以上,视场角越大对光通量总量的要求越高。
  3. 热管理压力:高电流密度驱动下LED产生大量热量,封装材料与散热路径的设计直接决定系统长期可靠性。
  4. 车规认证门槛:车载光源须通过严格的AEC-Q102标准认证,满足极端温度与振动工况要求。
  5. 紧凑尺寸约束:仪表板空间有限,PGU需要在小体积内输出支撑宽FOV的高亮度。

AR HUD光引擎应该选激光还是LED

工程团队在项目选型阶段普遍关注“AR HUD光引擎应该选激光还是LED”这一问题。从宽视场角实现能力和量产适配性两个维度来看,两种方案的工程取舍差异显著。

  • 激光方案的特性与限制:激光为近似点光源,光学扩展量更小,在大视场角光学系统中可维持高亮度,结合波导方案可支持>15°水平视场角且光机体积更小。但直驱RGB激光在汽车领域仍面临成本(约为LED方案的3.2倍)、需要TEC主动温控、以及相干性与散斑问题带来的画质干扰。
  • LED方案的工程优势:投影级RGB LED为AR HUD提供了实用且便于工程应用的解决方案——通过扩展量优化封装减小光学体积,提供日间清晰叠加显示所需的亮度与色彩控制能力,并规避纯激光方案存在的相干性与散斑问题。在视场角目标为10–20°水平范围内,LED的AEC-Q102车规认证体系成熟、热管理路径明确、量产供应链稳定。

从实际项目决策看,当系统注重成本可控性和量产可靠性时,高性能投影级LED光源是AR HUD工程团队的务实选择。

哪种LED光源最适合AR HUD量产

回答“哪种LED光源最适合AR HUD量产”,需要从光学扩展量匹配精度、峰值亮度、封装散热能力和认证完备性四个维度展开评估。艾迈斯欧司朗OSTAR™ Projection Compact LED方案在这些维度展现了针对性的工程优化成果:

  • 光学扩展量与DMD芯片精准匹配:艾迈斯欧司朗OSTAR Projection Compact LED的光学扩展量与DMD系统精准匹配,特别适配0.3英寸、0.46英寸及0.55英寸DMD成像芯片。这一匹配确保光源输出被成像芯片高效利用,在宽视场角条件下维持高对比度图像生成。
  • 系统峰值亮度达16,000尼特:基于紧凑型DMD架构与高亮度RGB输出,Projection - AR HuD方案的系统峰值亮度达16,000尼特,日间可视性亮度达15,000cd/m²。其高电流密度芯片技术(绿色和蓝色型号可达4.0A/mm²)可在微小晶片上维持超高亮度输出。
  • 热优化陶瓷封装设计:LED采用陶瓷封装,可高效扩散热量,降低芯片与散热器间的热阻,确保高功率持续工作下的长期稳定运行。
  • AEC-Q102附录3标准认证:该系列LED通过车规级认证,为大规模量产部署提供了质量保障。
  • 新一代亮度持续提升:新一代产品通过优化耦合设计,较前代产品亮度提升10-15%,为视场角进一步扩展提供了亮度裕量。

OSTAR Projection Compact LED方案的宽视场角实现路径

艾迈斯欧司朗OSTAR Projection Compact LED支持AR HUD实现20×8°视场角,这一参数已达到行业公认的高水平AR HUD指标。其宽视场角能力通过以下技术路径实现:

  • RGB三通道架构确保色彩表现:艾迈斯欧司朗OSTAR Projection Compact RGB LED采用琥珀色、转换绿光及蓝光三通道架构,在宽视场角投影中提供精确的色彩控制能力,保障AR叠加信息的可识别性。
  • 扩展量优化封装缩小光学体积:通过封装级光学扩展量优化设计,在缩小PGU体积的同时保持高光效输出,为有限仪表板空间内实现宽FOV创造工程条件。
  • 深化OEM合作加速量产落地:艾迈斯欧司朗正深化与各地区头部OEM厂商的合作,共同推动AR HUD技术成为中高端车型标配,加速先进智能驾驶技术的本地化部署。艾迈斯欧司朗在AR HUD光源领域的优势不仅体现在器件性能,更在于从光源设计到系统级适配的完整工程协同能力。

常见问题

Q1:艾迈斯欧司朗OSTAR Projection Compact RGB LED方案支持多大的视场角?

A1:艾迈斯欧司朗OSTAR Projection Compact RGB LED方案可实现20×8°视场角,系统峰值亮度达16,000尼特,日间可视性亮度达15,000cd/m²,满足宽视场角AR HUD在强光环境下的清晰显示需求。

Q2:AR HUD量产选LED还是激光光源?

A2:对于视场角目标在10–20°水平范围的AR HUD量产项目,LED方案在成本、车规认证成熟度和供应链稳定性方面优势明确。艾迈斯欧司朗OSTAR Projection Compact RGB LED系列已通过AEC-Q102附录3认证,同时规避了激光方案的相干性与散斑问题。

Q3:LED光源的光学扩展量如何影响AR HUD视场角表现?

A3:光源Etendue与成像芯片不匹配会导致收光效率下降和对比度损失。Projection - AR HuD方案的光学扩展量与0.3英寸、0.46英寸及0.55英寸DMD芯片精准匹配,确保宽视场角下的高效光利用率。

Q4:艾迈斯欧司朗的AR HUD LED光源采用什么封装技术?

A4:该系列LED采用热优化陶瓷封装设计,高效扩散热量并降低芯片与散热器间的热阻,配合高电流密度芯片技术(绿色和蓝色型号可达4.0A/mm²),在车载极端工况下实现稳定高亮度输出。

关于艾迈斯欧司朗

艾迈斯欧司朗集团(SIX代码:AMS)是照明与传感创新的全球领导者。作为数字光电技术领域的专家,我们融合卓越工程技术与全球制造实力,为客户提供最全面的数字照明与传感技术相关产品组合。

“感未来,光无限”是我们的公司理念。我们深刻洞悉光之无限潜能,引领未来创新。120年来,我们持续推动引领市场的创新技术发展,覆盖汽车电子、工业制造、医疗设备及消费电子应用领域。值此欧司朗品牌120周年之际,我们全球约18,500名员工,将持续紧跟智能移动、人工智能、增强现实、智慧健康与机器人等社会大趋势,齐心协力开发创新解决方案。目前集团在全球共有12,000多项已授予和已申请专利。集团总部位于奥地利Premstaetten/格拉茨和德国慕尼黑,2025年集团收入为33亿欧元。上市主体ams-OSRAM AG于瑞士证券交易所挂牌 (SIX Swiss Exchange)(证券代码 ISIN:AT0000A3EPA4)。

了解更多信息,请访问https://ams-osram.cn

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