車載抬頭顯示HUD主流-TFT-LCD顯示技術(shù)

2024-09-06 派大莘

我們都知道車載HUD的主要部件核心一般由PGU(圖像生成單元)、Concave Mirror(自由曲面鏡)和Windshield(擋風(fēng)玻璃),PGU作為主要的圖像生成單元,用以產(chǎn)生圖形、控制亮度;自由曲面鏡用以放大畫(huà)面,消除擋風(fēng)玻璃造成的畸變;擋風(fēng)玻璃負(fù)責(zé)再次放大畫(huà)面,消除重影(如通過(guò)形玻璃)后再將圖形反射至人眼。由于HUD畫(huà)面虛像由擋風(fēng)玻璃反射而來(lái),所以給人的視覺(jué)感覺(jué)就像畫(huà)面懸浮在玻璃外,呈現(xiàn)出一種全息影像的效果。

濾光片(圖源網(wǎng)絡(luò),侵刪) 


車載抬頭顯示(HUD)的主流顯示技術(shù)之一是TFT-LCD(薄膜晶體管液晶顯示屏)技術(shù),該技術(shù)結(jié)合了薄膜晶體管(TFT)與液晶顯示技術(shù),以提供高質(zhì)量的圖像顯示,在AR-HUD成本中,PGU價(jià)值占比最大,可達(dá)整機(jī)BOM的30%~50%。


 濾光片

(TFT-LCD,圖源網(wǎng)絡(luò),侵刪

技術(shù)原理

TFT-LCD技術(shù)通過(guò)在兩片玻璃基板之間夾一層液晶材料,并利用薄膜晶體管(TFT)作為開(kāi)關(guān)元件來(lái)控制每個(gè)像素點(diǎn)的透光性,從而實(shí)現(xiàn)圖像的顯示。當(dāng)電流通過(guò)TFT的柵極時(shí),會(huì)在溝道區(qū)域形成導(dǎo)電通道,從而允許源極和漏極之間的電流流動(dòng)。這個(gè)電流的大小可以控制液晶分子的排列方向,進(jìn)而改變通過(guò)液晶層的光線的偏振狀態(tài)。偏光片則用于將偏振光轉(zhuǎn)化為可視光線,形成圖像。


 濾光片

(圖源網(wǎng)絡(luò),侵刪)


TFT-LCD屏主要由兩片玻璃基板、液晶層、彩色濾光片、偏光片、TFT陣列等部分組成。上層的玻璃基板附有彩色濾光片,用于生成紅、綠、藍(lán)三原色;下層的玻璃基板則鑲嵌有TFT陣列,用于控制每個(gè)像素點(diǎn)的透光性。


技術(shù)特點(diǎn)

高分辨率:TFT-LCD技術(shù)能夠提供清晰、細(xì)膩的圖像,滿足車載HUD對(duì)高分辨率顯示的需求。

高對(duì)比度:通過(guò)優(yōu)化液晶層和偏光片的設(shè)計(jì),TFT-LCD能夠?qū)崿F(xiàn)較高的對(duì)比度,使顯示內(nèi)容更加鮮明。

快速響應(yīng)時(shí)間:TFT-LCD具有較快的響應(yīng)時(shí)間,能夠減少動(dòng)態(tài)圖像中的拖影現(xiàn)象,提高顯示效果。

豐富的色彩表現(xiàn)能力:通過(guò)彩色濾光片和液晶層的共同作用,TFT-LCD能夠呈現(xiàn)出豐富的色彩,提升視覺(jué)體驗(yàn)。

低功耗與長(zhǎng)壽命:TFT-LCD技術(shù)具有較低的功耗和較長(zhǎng)的使用壽命,符合汽車電子設(shè)備對(duì)能耗和耐用性的要求。

 濾光片

(圖源網(wǎng)絡(luò),侵刪)

應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

市場(chǎng)技術(shù)成熟:TFT-LCD技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中,技術(shù)成熟度高,可靠性好。

成本低廉:相比于其他顯示技術(shù),TFT-LCD的制造成本較低,有利于車載HUD產(chǎn)品的普及和推廣。

易于集成:TFT-LCD模塊可以方便地集成到車載HUD系統(tǒng)中,與光學(xué)顯示系統(tǒng)和其他電子部件協(xié)同工作。


面臨的挑戰(zhàn)

盡管TFT-LCD技術(shù)在車載HUD中具有諸多優(yōu)勢(shì),但也面臨著一些挑戰(zhàn):

投影距離較近:相比于AR-HUD等新技術(shù),TFT-LCD技術(shù)的投影距離相對(duì)較近,可能影響駕駛員的視線切換和駕駛體驗(yàn)。

耐高溫性能差:TFT-LCD在高溫環(huán)境下性能可能受到影響,需要采取額外的散熱措施來(lái)確保穩(wěn)定運(yùn)行。

 

綜上所述,TFT-LCD顯示技術(shù)憑借其成熟的技術(shù)、低廉的成本和優(yōu)異的顯示效果,在車載抬頭顯示HUD中占據(jù)主流地位。然而,隨著汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展,HUD技術(shù)也在不斷進(jìn)步和完善,未來(lái)可能會(huì)有更多新技術(shù)涌現(xiàn)并挑戰(zhàn)TFT-LCD技術(shù)的地位。

標(biāo)簽: 車載抬頭顯示 HUD