2025年AR-HUD技术突破：光波导显示

智能汽车俱乐部 2025年06月11日 19:21 广东

在奔驰S级的带动下以及HUD产业链生态特别是当下国内产业链的快速发展，增强现实AR-HUD正在被各大主机厂所重视并积极量产：更大的FOV（10°*3°以上）、更大的虚拟屏幕尺寸（50寸以上），因此显示信息更丰富，结合更远的虚像距离（7.5米以上），从而具备更好的交互效果。

AR-HUD进一步可以成为车载智能座舱的信息平台载体，成为人车互动的一个核心界面。而在整个AR-HUD市场蒸蒸日上之时，其实在量产中也还是有着许多问题点还未得到根本的解决。

一、AR-HUD应用痛点：体积影响仪表板布置

当前，许多配备AR-HUD的车辆主要集中在空间充裕的C级车及更高级别的车型上，因为它们能够为较大型设备提供足够的仪表板内部空间。然而，这种状况对大众市场上的A级和B级车来说，仍然是一个挑战。由于这些级别的车型内部设计通常更加紧凑，因此很难为AR-HUD的安装腾出必要的空间。

现有AR-HUD产品的体积一般较大，在10L甚至更大。为什么AR-HUD的体积无法做小呢？这就要从现有的AR-HUD的光学原理说起：目前AR-HUD是通过PGU+自由曲面的方案实现信息投影，是在早先W-HUD技术方案上的升华。

AR-HUD是一个精密的光电系统，为了获得更舒适的使用体验，则其画面必须要足够大，才能做到显示画面覆盖驾驶员前方多车道视野，实现真正的虚拟现实AR显示。因此，作为反射放大影像的自由曲面镜，必然会导致其尺寸更大，进而加大了整机尺寸。

为了在A级和B级车辆中更广泛地应用AR-HUD技术，制造商需要专注于开发更紧凑的HUD系统，以便在有限的空间内实现高效的整合。但上述的矛盾，以现有的技术方案基本无解，因此，各家厂商只能在材料、光学设计上进行创新，从而实现集成技术上的突破，确保HUD设备既能满足体积上的严格要求，又不牺牲其显示性能。

二、光学革新：新思路-光波导替代自由曲面反射方案

由于前述的显示画面与现有自由曲面镜二次放大方案的根本矛盾，因此，替代自由曲面的新方案开始被各HUD厂商调研并尝试应用。目前来看，替代方案是光波导方案与全息膜方案，相对来说光波导的量产进展更快。

光波导显示技术是一种可打破传统光学显示系统中拉赫不变量限制的新型显示技术，能够实现大视场角的同时，保证大的eye-box，且光学系统具有体积小和能量利用率高等特点，在AR智能眼镜及车载抬头显示AR-HUD等方面具有重大的市场应用前景。

光波导总体上可分为几何光波导和衍射光波导两种，而衍射光波导又可以分为表面浮雕光栅波导与体全息光栅波导。目前车载领域主要应用的是体全息光波导方案。

2024北京车展上泽景展出的光波导HUD

全息光波导，简单来说，就是光波导+体全息光栅。在AR领域，各种玻璃板都可以作为光波导本体，体全息光栅是指用全息曝光干涉方式制造的衍射光栅。

通过贴附在光波导表面的体全息光栅，可以打破光波导本体全反射的界面规则，改变光信息传播的方向和能量，进而引导光信息从波导内部传输到人眼。通俗的说，全息光波导就是改变光信息传输方向的器件。其核心和难点在于出瞳处均匀的复制N次入射光瞳（姑且简单理解为入射投影仪出口尺寸），使出瞳面积（出光面积）大幅度增大，这种设计极大的优化了系统结构，使得AR光学成像系统体积急剧缩小，引起产业的瞩目。

全息光波导原理简图，图源三极光电

图片来源三极光电公众号

三、光波导方案的优势

光波导明显的体积优势：光波导一般都是一块扁平形状的板状不仅仅是体积相较于自由曲面的二次反射方案更小。且规则的形状更有利于设计师们腾挪出仪表板内的空间。当下业内采用光波导方案的Digilens的AR-HUD样机据称可以做到5L，当然技术成熟之后有望做到更小。

水晶光电在第二届智能车载光峰会上的演讲

光波导企业三极光电认为：从具体情况来看，类似的参数标准，全息光波导可以把传统几何光学ARHUD包络体积缩小到五分之一到十分之一，极大的降低了HUD对汽车座舱体积的占用。此外，主要成像模块还可以标准化，同等指标可以节约其他车型的预研经费及研制周期。

光波导凭借其平板光波导超薄的结构和二维扩瞳能力极大减小对光机体积的需求，是未来HUD发展的重要方向。

光波导的难点：目前体全息光波导方案还没有正式应用到车载领域的量产案例。部分行业专家表示，这可能是受制于光波导方案的亮度问题（因此对光源会有一定要求）、色彩问题（目前业界实现彩色光波导的企业是少数）、光波导的大尺寸量产方案难题、整体光波导材料的车规级要求（耐高温、耐候）、以及量产稳定性与良率问题等等。

2023年光博会上奥提赞光晶展台展出的光波导AR-HUD样机

2024年光博会上奥提赞光晶AR-HUD大尺寸全息光波导主要参数

目前业内已经涌现了一大波正积极切入车载市场的光波导企业。比如说大陆投资合作的Digilens，国内的瀚思通、泽景、华阳、疆程、水晶光电等等或已完成光波导HUD产品的开发、有相关demo、或积极开发中；此外还有光波导企业也在不断完善并推进比如说苏大维格、三极光电、奥提赞光晶、灵犀微光、至格、驭光等。

四、光波导行业突破：吉利全球首发车载光波导显示技术

2025年4月18日，吉利汽车研究院在宁波杭州湾举办车载光波导显示技术品鉴会。全球首发车载光波导显示技术，这一里程碑式的创新成果在产品体积与光学性能层面实现了跨代式突破，重新定义了车载显示标准，为全球车载显示技术发展树立全新标杆，也将为用户带来更安全，更智能，更舒适的驾乘新体验。

在车载显示系统的空间革命中，吉利汽车通过底层光学技术创新实现跨越式突破：其全新光波导技术体系以微纳光学架构重构光路传输逻辑，开创性解决了智能座舱显示系统小体积与沉浸视觉体验的长期矛盾。

AR-HUD系统体积革命：通过光路传输逻辑的颠覆性设计，将整机体积压缩至6L以下；使得整机体积较行业主流方案实现倍数级压缩，空间利用率跃升200%以上，为座舱布局释放更多设计潜能。

吉利光波导ARHUD产品性能，来源公众号吉利tech

AR-HUD系统体积革命：通过光路传输逻辑的颠覆性设计，将整机体积压缩至6L以下；使得整机体积较行业主流方案实现倍数级压缩，空间利用率跃升200%以上，为座舱布局释放更多设计潜能。

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