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ヘッドアップディスプレイ 2024-2034:技術、プレーヤー、機会


Heads-up Displays 2024-2034: Technologies, Players, Opportunities

車載用ヘッドアップディスプレイ(HUD)は、車載ディスプレイ分野に革命を起こそうとしている。交通安全にプラスの影響を与え、車両のカスタマイズ性を高めるだけでなく、前席の乗員と車両間のコミュニケーシ... もっと見る

 

 

出版社 出版年月 電子版価格 ページ数 言語
IDTechEx
アイディーテックエックス
2024年2月27日 US$7,000
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267 英語

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サマリー

車載用ヘッドアップディスプレイ(HUD)は、車載ディスプレイ分野に革命を起こそうとしている。交通安全にプラスの影響を与え、車両のカスタマイズ性を高めるだけでなく、前席の乗員と車両間のコミュニケーションを強化する可能性がある。自動車の自律性が高まるにつれ、OEMは運転体験だけでなく乗員体験に重点を置いたソリューションを提供することに重点を移しつつあり、ヘッドアップディスプレイは後者を支援する一方で、将来的には運転により没入できるエンターテインメント体験を導入する可能性が大きい。
 
IDTechExのヘッドアップディスプレイに関する新レポートは、車載用ディスプレイに関する過去の調査結果を受け継ぎ、より没入型のインタラクションに特化している。このレポートでは、使用されているさまざまなディスプレイ技術、さまざまなタイプのヘッドアップディスプレイ、およびこれらの主な違いについてのより詳細な分析が含まれている。市場の主要プレーヤーへのインタビューがこの予測の策定に役立っており、市場は2034年までに100億米ドル以上に達し、年平均成長率は24%になると予測されている。
 
IDTechExによる今後10年間のHUD市場価値予測。出典 IDTechEx
 
前回の自動車用ディスプレイに関するレポートは、自動車用相手先商標製品メーカー(OEM)がどのように車内ディスプレイの将来像を描いているかを全体的に理解するための基礎的なものであった。しかし、HUDへの関心が高まる中、このトピックをより詳細に掘り下げることは重要である。このため、本レポートでは、技術やHUDの種類だけでなく、これらのディスプレイがどのように製造されるのか、主要な課題とともに取り上げている。また、フロントガラスなどの主要部品が、この増加傾向にどのように対応しなければならないかについても調査している。さらに、この技術の最適な性能を確保するために、さまざまなコーティングの重要性が高まっている。
 
現在この分野で主流となっている技術はTFT-LCDですが、他の用途とは異なり、HUDには耐久性と弾力性だけでなく、はるかに高い輝度レベルが要求されます。直射日光下など、周囲の照明条件が非常に高い場所に画像を投影することがあるため、輝度は非常に高くなければなりません。多くの場合、これらの画像はフロントガラスに直接投影されるため、暗い場所や曇り空の下ではバーチャル画像はまだ見えるかもしれませんが、非常に明るい日ではこれらを見ることは難しいかもしれません。さらに、自律走行車や先進運転支援システム(ADAS)の採用と普及が進むにつれ、視野(FOV)と奥行きがより広い、あるいは変化するHUDが必要とされている。こうした理由から、デジタル光処理(DLP)、コンピューター生成ホログラフィー(CGH)、レーザー走査型MEMS、マイクロLEDなどの性能を発揮できる代替技術にチャンスがあるかもしれない。特にCGHは、今後数年のうちに自動車に搭載される製品をリリースする企業によって、大きな注目を集めている。コヒーレント光源、つまりレーザーを必要とするため、この技術は非常に明るく、解像度を落とすことなく3次元の仮想画像を投影できるため、真の奥行きを手がかりに道路上の重要な障害物を強調した画像で、より快適な運転体験が可能になる。ドライバーは、日常的なオブジェクトと同じように、仮想オブジェクトにシームレスにフォーカスを合わせたり外したりすることができ、より楽しいドライビング体験を生み出すことができる。
 
ドライバーは仮想オブジェクトにシームレスに焦点を合わせたり外したりできる。出典 IDTechEx
 
HUDにホログラフィーを採用するメリットは注目に値するが、この技術がこれまでTFT-LCDに対抗できていない主な理由は2つある。TFT-LCDはかなり成熟しており、より多くのサプライヤーが最良の価格を提供するために競争しています。コストに関しては、CGHはこの技術に太刀打ちできない。次に、フォームファクターも重要な差別化要因です。ホログラフィック・ヘッドアップ・ディスプレイを組み立てるには、多くの光学部品と追加部品が必要になる。現在、この技術を採用するのに最も適しているのは、大型のプレミアムカーである。しかし、技術が成熟し、コストやフォームファクターが低下するにつれて、ホログラフィはより広範な車両、つまりより小型で安価な代替車両に採用され始めると予想される。
 
さらに本レポートでは、専用コンバイナーやフロントガラスHUDから、より没入感のあるAR(拡張現実)HUDまで、主なHUDのタイプについて考察している。この種のディスプレイの主な原動力のひとつは、交通安全を向上させる可能性にあると考えられている。ドライバーの注意散漫によって引き起こされる事故件数は増加の一途をたどっており、こうした注意散漫はテクノロジーによって引き起こされることが多い。重要な運転情報をドライバーの視線に直接表示することで、ドライバーがダッシュボードやセンター・インフォメーション・ディスプレイから重要な運転情報を得るために視線を道路から逸らす必要がなくなるため、注意散漫をある程度軽減できると考えられている。一方、注釈やバーチャル画像が多すぎると、道路の視認性が妨げられ、同乗者の安全に悪影響を及ぼす可能性がある。この技術はドライバーを助け、視界を妨げないものでなければならないため、没入感のレベルには節度がなければならない。
 
本レポートでは、市場の主要プレーヤーを評価するとともに、2024年から2034年までの今後10年間の予測も行っている。予測はHUD技術とHUDのタイプ別に分類されている。地域別の内訳は、ディスプレイタイプの数量に対応している。
 
技術成熟度、競合状況、市場の進行中のトレンドだけでなく、促進要因と制約要因がレポート全体を通して考慮されている。ディスプレイメーカーとそのサプライヤーの両方から、この分野の多くのプレーヤーへのインタビューが実施され、調査結果が提示される。また、各企業の進捗状況や製品ラインの評価、競合他社との比較も行っている。
 
車載ディスプレイ市場レポートの主要な側面
本レポートの調査は、IDTechExのアナリストが、ディスプレイとフォトニクスから電気自動車と車両自律性まで、当社の既存の専門知識に従ってまとめたものです。本レポートをまとめるにあたっては、一次調査および二次調査を基本とし、この分野の複数の利害関係者に商業的および学術的な観点から話を聞いた。IDTechExは、市場を理解し、いくつかの仮説を検証するために、会議や見本市に出席した。収集した情報とデータは、この他に類を見ない包括的なレポートを構想する際に役立った。
 
本レポートは、車載用ディスプレイの全体的な評価を提供し、基本技術、製品ライン、アプリケーション、主要プレーヤーを網羅している。本レポートの主な特徴は以下の通り:
  • さまざまな車載ディスプレイ技術とディスプレイの種類の紹介。
  • 主要トレンドと業界の動き
  • 複数のインタビューや会議出席による業界分析
  • 主要技術を網羅した複数のSWOT分析
  • ディスプレイ技術以外の技術に関する分析 主要製造要件と、新規コーティングを追加したフロントガラスなどの主要コンポーネントの適応についての理解。
  • 複数のディスプレイ・タイプと技術にわたる10年間の市場予測。年間市場価値とディスプレイ台数予測を含む。主な対象地域:
  • ヨーロッパ
  • アメリカ
  • アジア/中東/オセアニア
  • アフリカ
  • 中南米
  • アメリカ
  • 中国
  • インド
  • 日本
  • 韓国
  • 個々の技術の現在の技術的・商業的実現可能性の評価。
  • 主要技術と製品ラインを網羅した企業プロフィール。収集した情報は、複数の利害関係者への広範なインタビューに基づいている。


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目次

1. 要旨
1.1. ヘッドアップディスプレイの一般的な説明
1.2. ヘッドアップディスプレイの歴史的概観
1.3. HUD要求事項
1.4. 自動車用HUDの進化
1.5. なぜ自動車用ヘッドアップディスプレイなのか?
1.6. HUDの主な要求事項
1.7. 様々なHUD技術とタイプの分類
1.8. 主なPGU技術の比較
1.9. HUD技術準備レベル
1.10. 各種PGU技術の主な利点と欠点
1.11. HUDの開発動向
1.12. HUD申請概要
1.13. ヨーロッパのキーパーソン
1.14. 北米の主要プレーヤー
1.15. アジア/中東の主要プレーヤー
1.16. HUD搭載の自動車
1.17. 自動車用HUDサプライヤーチェーン
2. 市場予測
2.1. 予測方法
2.2. 製品および技術トレンド曲線の可視化
2.3. HUDタイプ別世界数量予測
2.4. HUD技術別世界数量予測
2.5. 世界のHUD市場価値予測
2.6. 欧州のHUDタイプ別数量予測
2.7. アメリカHUDタイプ別数量予測
2.8. アジア/中東/オセアニア HUDタイプ別数量予測
2.9. アフリカのHUDタイプ別数量予測
2.10. セントラル&サウスアメリカHUDタイプ別数量予測
2.11. 米国のHUDタイプ別数量予測
2.12. HUDタイプ別中国数量予測
2.13. 日本のHUDタイプ別数量予測
2.14. 韓国のHUDタイプ別数量予測
2.15. インドHUDタイプ別数量予測
2.16. 予想説明
3. HUDテクノロジー
3.1. HUDの種類と技術
3.2. HUDの動作原理
3.3. プロジェクションヘッドアップディスプレイ(HUD)とは?
3.4. HUDシステムはどのように機能するのか?1
3.5. HUDシステムはどのように機能するのか?2
3.6. メインHUD仕様イラスト
4. ピクチャー・ジェネレーション・ユニット(PGU)
4.1.1. ピクチャー・ジェネレーション・ユニット(PGU)のセットアップ
4.2. レーザー走査型MEMS
4.2.1. レーザースキャンMEMSの紹介
4.2.2. ーレーザー走査型MEMSは生ずるHUDへの生への生
4.3. TFT-LCD
4.3.1. 概要TFT-LCD
4.3.2. 薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ(TFT-LCD)の台頭
4.3.3. レガシーバリアント - ツイストネマティック液晶
4.3.4. TFTベースのIPS(インプレーン・スイッチング)技術
4.3.5. 垂直アライメント(VA)液晶ディスプレイ
4.3.6. TN対IPS対VA
4.3.7. TFT-LCD自動車用ディスプレイの価値提案
4.3.8. 自動車用ディスプレイ部品組立
4.3.9. TypicalTFT-LCD based display component layout
4.3.10. 偏光サングラスの効果
4.3.11. TFT-LCD主な特徴
4.3.12. TFT-LCDPGU
4.3.13. LCDは自動車分野に何をもたらすのか?
4.3.14. TFT-LCD
4.3.15. ディスプレイ用発光ダイオード(LED)
4.3.16. 固体照明の歴史
4.3.17. LEDとは?
4.3.18. LEDの仕組みは?
4.3.19. ホモ接合とヘテロ接合の比較
4.3.20. LEDサイズ定義
4.3.21. ミニLED
4.3.22. ディスプレイ用LEDの比較
4.3.23. LED比較
4.3.24. MiniLED - LEDを超え、フルアレイ・ローカルディミングへ
4.3.25. ミニLEDHDRとより高い画像コントラストを実現するために、LCDのローカルディミングが促進されている。
4.3.26. バックライト調光
4.3.27. エッジライト・ローカル調光
4.3.28. フルアレイ・ローカルディミング
4.4. DLP
4.4.1. Use ofDLP in combiner HUDs
4.4.2. 変形ミラー
4.4.3. DMDの基本動作原理
4.4.4. DMD光の相互作用
4.4.5. DMD:光効率
4.4.6. の長所と短所DLP
4.4.7. Do3DPGU make sense for combiner HUDs?
4.4.8. 振幅ホログラフィーの課題
4.4.9. Why is a diffuser in aDLP not suitable for3D imaging?
4.4.10. DLPSWOT分析
4.5. マイクロLEDディスプレイ
4.5.1. 従来のLEDから...
4.5.2. ...マイクロLEDへ
4.5.3. ミニLEDとマイクロLED
4.5.4. マイクロLEDディスプレイ:サイズは重要な特徴
4.5.5. マイクロLEDディスプレイ:サイズを超えて
4.5.6. より良い定義?
4.5.7. マイクロLEDディスプレイパネルの構造
4.5.8. AMマイクロLEDマイクロディスプレイの利点
4.5.9. マイクロLEDの価値提案リスト
4.5.10. マイクロLEDのコアバリュー提案:長寿命
4.5.11. マイクロLEDのコアバリュー提案:高輝度
4.5.12. Micro-LEDのコア・バリュー・プロポジション:透明性
4.5.13. Micro-LEDのコアバリュー提案:シームレスな接続
4.5.14. 透明ディスプレイの例
4.5.15. MicroLEDPGU for the future?
4.5.16. マイクロLEDは自動車分野に何をもたらすのか?
4.6. ライトフィールドディスプレイ(LFD)
4.6.1. 近眼用ライトフィールドディスプレイ
4.6.2. ニアフィールドLFDの構築
4.6.3. ライトフィールドの取得
4.6.4. ライトフィールドディスプレイ
4.6.5. ライトフィールドディスプレイの種類
4.6.6. 空間ライトフィールドディスプレイ
4.6.7. シーケンシャル・ライトフィールド・ディスプレイ
4.6.8. ライトフィールドディスプレイディスプレイの分野では、真の3D画像を生成する有効なメカニズムとして成長している。
4.6.9. 空間LFDを採用する理由
4.7. コンピュータ生成ホログラフィー(CGH)
4.7.1. コンピューター生成ホログラフィーは解像度の低下は見られないが、画質は劣る
4.7.2. ホログラフィーは物体を可視化するプロセスを第一原理から再現する
4.7.3. ホログラフィーは回折に依存する - ヤングの二重スリット実験からの前進
4.7.4. なぜフル3Dディスプレイなのか?
4.7.5. 回折 - 波面近似
4.7.6. コンピュータ生成ホログラフィーは記録段階を必要とせず、デジタルで計算されたホログラムが得られる。
4.7.7. デジタル・ホログラフィックHUD
4.7.8. ヘッドアップディスプレイ(HUD)におけるコンピューター生成ホログラフィーの使用
4.7.9. CGHがディスプレイにもたらすもの
4.8. シリコン上液晶(LCOS)
4.8.1. 空間光変調器の紹介
4.8.2. LCOSデバイスの構造
4.8.3. 反射LCOSパネル
4.8.4. LCOS SLMの性能要因
4.8.5. 製造方法LCoS
4.8.6. LCOSの平坦化
4.8.7. HUD用LCOS SLM
4.8.8. 動的位相のみホログラフィー
4.8.9. 位相ホログラフィーの利点
4.8.10. 車載HUD用LCOS
4.9. 薄膜エレクトロルミネッセンス(TFEL)ディスプレイ
4.9.1. 薄膜エレクトロルミネッセンス(TFEL)ディスプレイ
4.9.2. TFELの主な利点と欠点
4.9.3. 薄膜エレクトロルミネッセンス(TFEL)ディスプレイ車載ディスプレイの代替品と比較するとニッチである
4.9.4. TFELはディスプレイ市場でどのように競争しているか
5. 拡張現実ヘッドアップディスプレイ(AR-HUD)
5.1. AR-HUDの紹介
5.1.1. 拡張現実ヘッドアップディスプレイ(AR-HUD)とは何ですか?
5.1.2. AR-HUDが提供する主な差別化ポイント
5.1.3. AR-HUDの主な利点
5.1.4. HUDのセールスポイント - 状況認識能力の向上
5.1.5. なぜHUDでは没入感を高めることが重要なのでしょうか?
5.1.6. 従来のHUDの課題
5.1.7. AR-HUDの欠点
5.1.8. AR-HUDの持続可能性への影響
5.1.9. 従来のHUDとAR-HUDの比較
5.2. AR-HUD主要プレーヤー
5.2.1. エンビジックスがHUDにCGHを導入
5.2.2. エンビジックス' HUD
5.2.3. CGHを用いたWayRay
5.2.4. WayRay'の提供
5.2.5. Ceres Holographics 薄膜HOEをスケーリングし、AR-HUDをさらに可能にする
5.2.6. コンチネンタルとデジレンズの組み合わせ
5.2.7. FUTURUSがAR-HUDにLFDをもたらす
5.2.8. ヴァレオのAR-HUD
5.2.9. パナソニック
5.2.10. ファーウェイAR HUD
6. コンバイナーズ
6.1.1. ディスプレイメディア別HUDタイプ
6.2. 専用コンバイナー
6.2.1. コンバイナーHUD - 半反射ガラスに映像を映し出す
6.2.2. コンバイナーHUDは運転体験に限定的な没入感を与える
6.2.3. コンバイナー・ガラスまたはガラスのようなスクリーン
6.2.4. 反射防止コーティング
6.2.5. インデックスマッチングARコーティング
6.2.6. 単層ARコーティング
6.2.7. 多層ARコーティング
6.2.8. モスアイARコート
6.2.9. 従来のスクリーン - 追加コーティングとフィルム
6.2.10. PGUと光学ユニットを保護する3Mの薄膜ソリューション
6.2.11. 従来のコンバイナースクリーン - 反射防止コーティングを超える
6.3. Key Players of専用コンバイナー HUD
6.3.1. 日本精機 - 液晶ディスプレイをコンバイナーガラスに反射させる
6.3.2. ヴァレオはコンパクト性と幅広い車両設計への適用性を重視している
6.3.3. コンチネンタルの製品ポートフォリオにはコンバイナーHUDも含まれる。
6.3.4. ハドウェイ
6.3.5. ハドウェイドライブ - ユーザーマウント可能な新しいコンバイナーHUD
6.3.6. ハドウェイアプリ - 携帯電話とコンバイナー・ユニットの効果的なペアリング方法
6.3.7. ビステオン・コンバイナーHUD
6.3.8. ユニマックスもコンバイナーHUDを発表した
6.4. ウインドシールド・コンバイナー
6.4.1. フロントガラスのヘッドアップディスプレイ(HUD)とは?
6.4.2. フロントガラスHUD - 独自のセールスポイント
6.4.3. フロントガラスHUDの主な欠点
6.4.4. ウインドシールドHUD - ウインドシールドとリレー光学系の最適化
6.5. ー風防ガラス
6.5.1. フロントガラスHUDアーキテクチャ
6.5.2. フロントガラスHUDコーティング
6.5.3. ラゲートコーティング
6.5.4. フロントガラスへの薄膜コーティングの課題
6.5.5. フロントガラス製造とリサイクル
6.5.6. 現代のフロントガラスにおける光学的透明性の課題
6.5.7. フロントガラスの強度と耐久性を強化する
6.5.8. フロントガラス製造工程1
6.5.9. フロントガラス製造工程2
6.5.10. フロントガラス製造工程3
6.5.11. フロントガラス技術の例:自動車外装用コーニング・ゴリラガラス
6.5.12. コーニングの外装ガラス用フュージョン・テクノロジー
6.5.13. コーニングのオートグレード・ゴリラガラス - 室内ディスプレイ用
6.5.14. コーニングの自動車用ゴリラガラスの製造と成形 - 車載ディスプレイ用
6.5.15. コーニングのColdFormガラス成形技術
6.5.16. 次世代HUDに最適化されたサンゴバンのセキュリット・ウィンドシールド
6.5.17. 3M'ウィンドスクリーンコンバイナーフィルム
6.6. フロントガラスHUDの主要プレーヤー
6.6.1. コンチネンタルは、フロントガラスHUDを利用可能にするために投資している。
6.6.2. コンチネンタルのフロントガラスHUD
6.6.3. フツルスはLCDベースのフロントガラスHUDもリリースしている
6.6.4. FUTURUS ウインドシールドHUDスペック
6.6.5. LGディスプレイのフロントガラスHUDソリューション
6.6.6. ルミネックは、フロントガラスHUDだけでなく、よりニッチな自動車用ディスプレイ・アプリケーションにも投資している。
6.6.7. ルミネックのICEBriteテクノロジー
6.6.8. 日本精機のフロントガラスHUDへの取り組み
6.6.9. デンソーのフロントガラスHUD
7. ヘッドアップディスプレイの光学系
7.1.1. ポストPGU光学系
7.2. ポストPGUオプティクス
7.2.1. リレー光学と結像光学
7.2.2. 光学収差
7.2.3. 光学収差の実験例
7.2.4. 球面収差
7.2.5. コマティック収差
7.2.6. 乱視収差
7.2.7. デフォーカス収差
7.2.8. 収差の影響を軽減するためのゼルニケ多項式の使用
7.2.9. 光学的歪みの種類
7.2.10. 自由空間光学系のさまざまなデザイン - 自由曲面ミラーの使用でよりコンパクトなHUDユニットを実現
7.2.11. 自由空間光学系のさまざまな設計 - 自由曲面鏡にシリンドリカルレンズを使用
7.2.12. コーニングはヘッドアップディスプレイ用ミラーの最適化を検討している
7.3. ホログラフィック光学素子
7.3.1. HUDのパッケージ容積を削減するために、従来のミラーを置き換える
7.3.2. ホログラフィック光学素子(HOE)コンバイナー
7.3.3. フロントガラスにHOEを印刷し、AR-HUDを実現する
7.3.4. これらのHOEはどのように拡大され、ウインドシールドの中で実施されるのか?
7.3.5. HOE付きフロントガラス製造の課題
7.4. 導波管
7.4.1. 導波管テクノロジー
7.4.2. 導波路基板材料の屈折率
7.4.3. 導波管基材:ガラスとポリマー
7.4.4. ったな導波管設計
7.4.5. 導波管基板用ガラス・サプライヤーの比較
7.4.6. 一般的な導波管構造 - 動作原理
7.4.7. はじめに回折導波路
7.4.8. 回折導波管操作方法
7.4.9. 表面浮き彫りグレーティング導波路
7.4.10. ホログラフィック・グレーティング導波路
7.4.11. 反射導波路
7.4.12. 導波管における出口瞳の拡大
7.4.13. コンチネンタルのデモ
7.4.14. HOEと導波路を組み合わせた現代光学
8. ヘッドアップディスプレイの持続可能性への影響
8.1. サステナビリティ入門
8.2. HUDの社会的影響
8.3. HUDの経済的影響
8.4. HUDの環境への影響

 

 

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Summary

この調査レポートでは、市場の主要プレーヤーを評価し、2024年から2034年までの今後10年間の予測も行っています。
 
主な掲載内容(目次より抜粋)
  • 市場予測
  • HUDテクノロジー
  • ピクチャー・ジェネレーション・ユニット(PGU)
  • 拡張現実ヘッドアップディスプレイ(AR-HUD)
  • ヘッドアップディスプレイ
 
Report Summary
Automotive heads-up displays (HUDs) are set to revolutionize the automotive display sector. The potential to positively impact road safety, increase vehicle customization as well as enhance the communication between the front seat passengers and the vehicle. The rise in vehicle autonomy is being a shift in focus from OEMs in delivering solutions emphasizing on passenger experience rather than solely the driving experience and while heads-up displays can help with the latter, it can in the future greatly introduce a more immersive entertainment experience to driving.
 
IDTechEx's new report on heads-up displays follows previous work carried out on automotive displays and specializes on the more immersive type of interaction. This report includes a more in-depth analysis of the different display technologies used as well as the various types of heads-up displays and key distinctions between these. Interviews with key players in the market helped shape this forecast with the market expected to reach over US$10 billion by 2034 with a CAGR of 24%.
 
IDTechEx forecast for HUDs market value in next decade. Source: IDTechEx
 
The previous automotive displays report was fundamental in obtaining an overall understanding of how automotive original equipment manufacturers (OEMs) are envisioning the future of displays within their vehicles. However, with the growing interest in HUDs it is important to delve into this topic in a more detailed manner. For this reason, this report not only covers technology and HUD types, but also how these displays are manufactured, along with key challenges. It also investigates how key components such as the windshield must adapt to conform with this growing trend. Furthermore, various coatings are now of increased importance to ensure this technology's optimal performance.
 
The current dominant technology in this space is the TFT-LCD but unlike other applications, HUDs require much higher brightness levels as well as durability and resilience. Brightness must be very high since images may be projected to areas where the ambient lighting conditions are very elevated, i.e. under direct sunlight, and HUDs must suitably display these images under any environment. Often these images are projected directly to the windshield, and while the virtual images could still be visible under dark or overcast conditions, seeing these could be a challenge on very bright days. In addition, the increasing adoption and popularity of autonomous vehicles and advanced driver-assistance systems (ADAS) require HUDs with larger or even varied field of view (FOV) and depth. For these reasons, there could be an opportunity for alternative technologies that could perform such as digital light processing (DLP), computer-generated holography (CGH), laser-scanned MEMS and MicroLEDs. CGH, in particular, has been gaining a lot of traction with companies set to release products into vehicles in the coming years. Its coherent light source requirement, i.e. a laser means that this technique is very bright, and the possibility of projecting three-dimensional virtual images without a loss in resolution means a more comfortable driving experience is possible with images highlighting key obstacles on the road with true depth cues. Drivers can seamlessly focus and defocus on virtual objects as they do with everyday objects, and this creates a more enjoyable driving experience.
 
Drivers can seamlessly focus and defocus on virtual objects. Source: IDTechEx
 
While these are notable benefits to adopting holography into HUDs, there are two key reasons why this technology has so far remained unsuccessful in challenging TFT-LCDs: cost, and form factor. TFT-LCDs are significantly more mature and have many more suppliers competing to provide the best price. CGH cannot compete with this technology when it comes to cost. Secondly, form factor is another key differentiator. There are a lot of optics and additional components required to assemble a holographic heads-up display. Currently, large premium vehicles are most suited to adopt this technology. However, as technologies matures, and the cost as well as its form factor decreases, it is expected holography will start being adopted to a wider range of vehicles, i.e. smaller and more inexpensive alternatives.
 
Furthermore, this report looks at the main types of HUDs from dedicated combiner and windshield HUDs to the more immersive augmented reality (AR) HUD. It is believed one of the main drivers for these types of displays is the potential to improve road safety. The number of accidents caused by driver distractions has been rising and often these distractions are caused by technology. It is believed that by displaying key driving information directly to the driver's line of sight, some level of distraction can be mitigated since drivers no longer have to deviate their gaze from the road to obtain key driving information from the dashboard or center information displays. On the other hand, too many annotations and virtual images could hinder the visibility of the road and could be detrimental to passenger safety. There must be moderation in the level of immersiveness, as this technology must aid drivers and not hinder visibility.
 
This report also assesses key players in the market, as well as forecasts into the next decade covering 2024-2034. The forecasts are broken down by HUD technology and type of HUD. A regional breakdown is provided covering display type volumes.
 
Drivers and constraints are considered throughout the report, as well as technology maturity, competitive landscape, and ongoing trends in the market. Interviews to numerous players in this space both display manufacturers and their suppliers are conducted, and findings are presented giving the reader insight into where the market is placed and where it is moving. The progress of individual companies is outlined in the report and their product lines assessed and compared with similar competition.
 
Key aspects of the automotive displays market report
The research in this report has been compiled by IDTechEx analysts following our existing expertise in displays and photonics to electric vehicles and vehicle autonomy. Primary and secondary research was fundamental when putting together this report, speaking to multiple stakeholders in the sector with both a commercial and academic focus on the subject. IDTechEx has attended conferences and tradeshows, to understand the market and validate some hypotheses. The information and data gathered was helpful when conceiving this uniquely comprehensive report.
 
This report provides an overall assessment of the automotive display landscape and covers fundamental technologies, product lines, applications, and key players. Key features of this report include:
  • An introduction to different types of automotive display technologies and types of displays.
  • Discussion of key trends and sector movements.
  • Industry analysis from multiple interviews conducted and conferences attended.
  • Several SWOT analyses covering key technologies.
  • Analysis into technologies beyond display technologies. An understanding of key manufacturing requirements, and adaptation of key components such as the windshield, with the addition of novel coatings.
  • 10-year market forecast, across multiple display types and technologies. Includes annual market value and display volume forecasts. Key regions covered:
  • Europe
  • America
  • Asia/Middle East/Oceania
  • Africa
  • Central and South America
  • USA
  • China
  • India
  • Japan
  • South Korea
  • Evaluation into individual technologies' current technical and commercial feasibility.
  • Company profiles, covering key technologies and product lines. The information gathered follows extensive interviews conducted to multiple stakeholders.

 



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Table of Contents

1. EXECUTIVE SUMMARY
1.1. Generic description of heads-up displays
1.2. Historical overview of heads-up displays
1.3. HUD requirements
1.4. Evolution of automotive HUDs
1.5. Why automotive heads-up displays?
1.6. HUD key requirements
1.7. Classifications of various HUD technologies and types
1.8. Major PGU technology comparison
1.9. HUD technology readiness level
1.10. Key benefits and drawbacks of various PGU technologies
1.11. HUD development trend
1.12. Summary of HUD application
1.13. European key players
1.14. North American key players
1.15. Asia/Middle East key players
1.16. A selection of automotive with HUDs
1.17. Automotive HUD supplier chain
2. MARKET FORECASTS
2.1. Forecasting methodology
2.2. Visualizing product and technology trend curves
2.3. Global volume forecast by HUD type
2.4. Global volume forecast by HUD technology
2.5. Global HUD market value forecast
2.6. Europe volume forecast by HUD type
2.7. America volume forecast by HUD type
2.8. Asia/Middle East/Oceania volume forecast by HUD type
2.9. Africa volume forecast by HUD type
2.10. Central & South America volume forecast by HUD type
2.11. US volume forecast by HUD type
2.12. China volume forecast by HUD type
2.13. Japan volume forecast by HUD type
2.14. South Korea volume forecast by HUD type
2.15. India volume forecast by HUD type
2.16. Forecast explanation
3. HUD TECHNOLOGIES
3.1. HUD types and technologies
3.2. HUD working principle
3.3. What is a projection heads-up display (HUD)
3.4. How does a HUD system work? 1
3.5. How does a HUD system work? 2
3.6. Main HUD specification illustration
4. PICTURE GENERATION UNIT (PGU)
4.1.1. The picture generation unit (PGU) setup
4.2. Laser-Scanned MEMS
4.2.1. Introduction to laser-scanned MEMS
4.2.2. What can laser-scanned MEMS bring to HUDs
4.3. TFT-LCD
4.3.1. Overview of TFT-LCD
4.3.2. The rise of thin-film transistor liquid crystal displays (TFT-LCDs)
4.3.3. The legacy variant - twisted nematic liquid crystal
4.3.4. TFT-based in-plane switching (IPS) technology
4.3.5. Vertical alignment (VA) LCDs
4.3.6. TN vs IPS vs VA
4.3.7. TFT-LCD automotive display value propositions
4.3.8. Automotive display component assembly
4.3.9. Typical TFT-LCD based display component layout
4.3.10. Effects of Polarized Sunglasses
4.3.11. TFT-LCDs key features
4.3.12. TFT-LCD PGUs
4.3.13. What do LCDs offer to the automotive sector?
4.3.14. TFT-LCD
4.3.15. Light Emitting Diodes (LEDs) For Displays
4.3.16. History of solid-state lighting
4.3.17. What is an LED?
4.3.18. How does an LED work?
4.3.19. Homojunction vs heterojunction
4.3.20. LED size definitions
4.3.21. MiniLEDs
4.3.22. Comparisons of LEDs for displays
4.3.23. LED comparison
4.3.24. MiniLED - Moving past LED and towards full-array local dimming
4.3.25. MiniLEDs are facilitating local dimming in LCDs to achieve HDR and higher image contrasts
4.3.26. Back-lit dimming
4.3.27. Edge-lit local dimming
4.3.28. Full-array local dimming
4.4. DLP
4.4.1. Use of DLP in combiner HUDs
4.4.2. Deformable Mirrors
4.4.3. Basic working principle of DMD
4.4.4. DMD light interactions
4.4.5. DMD: Light efficiency
4.4.6. Pros and cons of DLP
4.4.7. Do 3D PGUs make sense for combiner HUDs?
4.4.8. Amplitude holography challenges
4.4.9. Why is a diffuser in a DLP not suitable for 3D imaging?
4.4.10. DLP SWOT analysis
4.5. MicroLED Displays
4.5.1. From traditional LEDs...
4.5.2. ...to Micro-LEDs
4.5.3. Mini-LEDs and Micro-LEDs
4.5.4. Micro-LED displays: Size is an important feature
4.5.5. Micro LED displays: Beyond the size
4.5.6. A better definition?
4.5.7. Micro-LED display panel structure
4.5.8. Advantages of AM micro-LED micro-displays
4.5.9. Micro-LED value proposition list
4.5.10. Micro-LED's core value proposition: Long lifetime
4.5.11. Micro-LED's core value proposition: High luminance
4.5.12. Micro-LED's core value proposition: Transparency
4.5.13. Micro-LED's core value proposition: Seamless connection
4.5.14. Transparent display examples
4.5.15. MicroLED PGUs for the future?
4.5.16. What do microLEDs bring to the automotive sector?
4.6. Light Field Displays (LFDs)
4.6.1. Near-eye light field displays
4.6.2. Constructing the near-field LFD
4.6.3. Light field acquisition
4.6.4. Light field display
4.6.5. Types of light field displays
4.6.6. Spatial light field displays
4.6.7. Sequential light field displays
4.6.8. Light field displays is growing in the display sector as a viable mechanism to generate true 3D images
4.6.9. Why adopt spatial LFDs
4.7. Computer-generated holography (CGH)
4.7.1. Computer-generated holography shows no loss in resolution but has poorer image quality
4.7.2. Holography recreates the process of visualizing objects from first principles
4.7.3. Holography relies in diffraction - moving further from Young's double slit experiment
4.7.4. Why full 3D displays?
4.7.5. Diffraction - Wavefront approximations
4.7.6. Computer-generated holography does not require the recording stage and holograms computed digitally
4.7.7. Digital holographic HUDs
4.7.8. Computer-generated holography use in heads-up displays (HUDs)
4.7.9. What CGH brings to displays
4.8. Liquid Crystal on Silicon (LCOS)
4.8.1. Introduction to spatial light modulator
4.8.2. Structure of LCOS devices
4.8.3. Reflective LCOS panel
4.8.4. LCOS SLM performance factors
4.8.5. Manufacturing Methods: LCoS
4.8.6. Planarization for LCOS
4.8.7. LCOS SLMs for HUD applications
4.8.8. Dynamic phase only holography
4.8.9. Advantages of phase-only holography
4.8.10. LCOS for automotive HUDs
4.9. Thin-Film Electroluminescent (TFEL) Displays
4.9.1. Thin-film electroluminescent (TFEL) displays
4.9.2. TFELs key benefits and drawbacks
4.9.3. Thin-film electroluminescent (TFEL) displays are niche compared to alternatives in automotive displays
4.9.4. How is TFEL competing in the display market
5. AUGMENTED REALITY HEAD-UP DISPLAY (AR-HUD)
5.1. Introduction to AR-HUD
5.1.1. What is an Augmented Reality heads-up display (AR-HUD)?
5.1.2. Major differentiations provided by AR-HUDs
5.1.3. Key benefits in AR-HUDs
5.1.4. HUD selling factors - Enhanced situational awareness
5.1.5. Why is greater immersion important in HUDs?
5.1.6. Challenges with traditional HUDs
5.1.7. Drawbacks in using AR-HUDs
5.1.8. AR-HUD sustainability implications
5.1.9. Comparison between traditional- and AR-HUDs
5.2. AR-HUD Key Players
5.2.1. Envisics bring CGH to HUDs
5.2.2. Envisics' HUD
5.2.3. WayRay using CGH
5.2.4. WayRay's offering
5.2.5. Ceres Holographics scaling thin-film HOEs and further enabling AR-HUDs
5.2.6. Continental paired with DigiLens
5.2.7. FUTURUS brings LFDs to AR-HUDs
5.2.8. Valeo's AR-HUD
5.2.9. Panasonic
5.2.10. Huawei AR HUD
6. COMBINERS
6.1.1. HUD types by display media
6.2. Dedicated Combiner
6.2.1. Combiner HUD - projecting images on a semi-reflective glass
6.2.2. Combiner HUDs offer limited immersion to the driving experience
6.2.3. Combiner glass or glass-like screen
6.2.4. Combiners anti-reflection coatings
6.2.5. Index-matching AR coating
6.2.6. Single-layer AR coating
6.2.7. Multi-layered AR coatings
6.2.8. Moth-eye AR coating
6.2.9. Conventional screens - Additional coatings and films
6.2.10. 3M's thin film solution protecting PGU and optical unit
6.2.11. Conventional combiner screens - going beyond anti-reflection coatings
6.3. Key Players of Dedicated Combiner HUD
6.3.1. Nippon Seiki - Reflecting LCD displays to a combiner glass
6.3.2. Valeo is emphasizing on compactivity and applicability to wide range of vehicle designs
6.3.3. Continental's product portfolio includes combiner HUDs - although they emphasize more on AR-HUDs
6.3.4. HUDWAY
6.3.5. HUDWAY Drive - New user-mountable combiner HUD
6.3.6. HUDWAY App - An effective way to pair your phone with the combiner unit
6.3.7. Visteon combiner HUDs
6.3.8. Unimax has also released a combiner HUD
6.4. Windshield Combiner
6.4.1. What is a windshield heads-up display (HUD)?
6.4.2. Windshield HUDs - Unique Selling Points
6.4.3. Windshield HUDs main drawbacks
6.4.4. Windshield HUDs - Optimizing the windshield and the relay optics
6.5. Windshield Glass
6.5.1. Windshield HUDs architecture
6.5.2. Windshield HUD coatings
6.5.3. Rugate coatings
6.5.4. Challenges in applying thin film coatings to windshields
6.5.5. Manufacturing and recycling the windshield glass
6.5.6. Optical clarity challenges for modern windshields
6.5.7. Re-enforcing windshield strength and durability
6.5.8. Windshield manufacturing process 1
6.5.9. Windshield manufacturing process 2
6.5.10. Windshield manufacturing process 3
6.5.11. Windshield technology example: Corning Gorilla glass for vehicle exterior
6.5.12. Corning Fusion technology for exterior glass
6.5.13. Corning's Auto-Grade Gorilla Glass - For interior displays
6.5.14. Manufacturing and forming of Corning's auto-grade Gorilla glass - for interior automotive displays
6.5.15. Corning's ColdForm glass moulding technology
6.5.16. Saint-Gobain's Sekurit windshield is optimized for next-generation HUDs
6.5.17. 3M's windscreen combiner film
6.6. Key Players of Windshield HUD
6.6.1. Continental are invested in making windshield HUDs available
6.6.2. Continental's scenic view windshield HUD
6.6.3. Futurus has also released LCD-based windshield HUDs
6.6.4. FUTURUS windshield HUD specs
6.6.5. LG Display's windshield HUD solution
6.6.6. Lumineq is invested in windshield HUDs as well as other more niche automotive display applications
6.6.7. Lumineq's ICEBrite technology
6.6.8. Nippon Seiki's approach to windshield HUDs
6.6.9. Denso's windshield HUD
7. OPTICS IN HEAD-UP DISPLAYS
7.1.1. Post PGU optics
7.2. Post PGU Optics
7.2.1. Relay optics and imaging optics
7.2.2. Optical Aberrations
7.2.3. Experimental examples of optical aberrations
7.2.4. Spherical Aberrations
7.2.5. Comatic Aberrations
7.2.6. Astigmatism aberrations
7.2.7. Defocus aberrations
7.2.8. Use of Zernike polynomials to mitigate effect of aberrations
7.2.9. Types of optical distortions
7.2.10. Different designs of free space optics - using freeform mirrors for more compact HUD unit
7.2.11. Different designs of free space optics - use of cylindrical lens over freeform mirror
7.2.12. Corning is looking at optimizing the heads-up display mirrors
7.3. Holographic Optical Elements
7.3.1. Replacement of traditional mirrors for reduced package volume of a HUD
7.3.2. Holographic optical element (HOE) combiners
7.3.3. Printing HOEs within windshields to enable AR-HUDs
7.3.4. How are these HOEs scaled and implemented within windshields
7.3.5. Challenges with manufacturing windshields with HOEs
7.4. Waveguide
7.4.1. Waveguide technology
7.4.2. Refractive index for waveguide substrate materials
7.4.3. Waveguide substrate materials: glass vs polymers
7.4.4. Matching substrates with waveguide designs
7.4.5. Comparing glass suppliers for waveguide substrates
7.4.6. Common waveguide architectures - operating principle
7.4.7. Introduction: Diffractive waveguides
7.4.8. Diffractive waveguides: Method of operation
7.4.9. Surface relief grating waveguides
7.4.10. Holographic grating waveguides
7.4.11. Reflective waveguides
7.4.12. Exit pupil expansion in waveguides
7.4.13. Continental's demo
7.4.14. Modern optics pairing HOEs with waveguides
8. HEADS-UP DISPLAY SUSTAINABILITY IMPACT
8.1. Introduction to sustainability
8.2. Social impacts of HUDs
8.3. Economic impacts of HUDs
8.4. Environmental impact of HUDs

 

 

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