汽车HUD行业专题研究：AR~HUD进阶，叩开车载元宇宙大门(8)

全息光学元件改变光的界面传播规则，光波导和 HOE 根本性解决 HUD 模组体积过 大问题。全息光学元件（HOE）是一种衍射光学元件，通过对表面或内部进行特殊 的处理，利用光的衍射原理，可打破光的全反射的界面规则，改变光的传播方向和 能量，若将其置于光波导部件中，则可以将光线耦入波导中传播，再在人眼附近耦 出成像，若将其贴覆于挡风玻璃上（HOE 膜），则可以直接实现成像。目前在 HUD 领域，玩家采用光波导、HOE 膜等方式打破 HUD 成像范围和模组体积同步提升的 桎梏。

（1）光波导：将光机“压扁”，充分减小模组体积。光波导器件可以让光在微小的光波导器件中实现传播、放大，进而省去多层反射的结构，大幅减小 HUD 体积并实 现远超现有光学结构的大视场角和远距离成像。目前国内、海外的客户均积极布局， 光波导明星初创企业 Digilens 就曾与大陆集团合作开发光波导 AR HUD，产品拥有 15°*5°的最大市场角，12000nit 亮度，但仅有 5L 的封装体积。2022 年 9 月，华阳集团与本土领先光波导创业公司珑璟光电签署合作协议，共同推进光波导技术在 HUD 领域的应用。
光波导技术仍有待成熟，产业齐发力上车进度有望加快。目前全球光波导技术按照 所采用的光栅种类不同可分为几何光波导、表面浮雕光栅波导和体全息光栅波导等 技术路线。整体而言，成像效果上几何阵列光波导优于浮雕光栅波导和体全息波导， 而在制备难度和稳定性上，几何光波导制需要制备阵列化的半透半反镜，工艺复杂， 表面镀膜、镜面平行度等要求高，成本高；表面浮雕光栅波导通常采用纳米压印或 光刻工艺生产，精密的光栅结构导致大规模高质量生产难度大；而体全息光栅波导 通常使用激光干涉曝光形成光栅结构，相对容易规模化制备，但对材料、系统设计 要求高。各类光波导技术各有优劣势，目前如国内珑璟光电、光粒科技、灵犀微光、 三极光电，海外 Lumus、Waveoptics、Digilens 等诸多玩家展开布局，由于光波导技 术在 AR 眼镜等市场均有广泛应用，需求拉动下，技术成熟产品有望加速到来。