HUD抬頭顯示器應用夯 DLP/雷射微投影成關鍵技術
- DIGITIMES企劃／被動智能行車系統，提高道路駕駛安全。
-
汽車科技結合最新顯示技術，已能為駕駛車輛的民眾分憂解勞，新一代的顯示與光學技術，可在車窗或是駕駛視野創造一透明顯示場域，避免駕駛因為低頭看儀表板或導航設備造成分心，甚至搭配主？被動智能行車系統，提高道路駕駛安全。
大多數的道路交通事故，發生肇因通常是駕駛分心導致，新一代的全自動或是半自動智慧駕駛技術，開發目的即是減少車主疏忽、分心狀況，同時搭配自動駕駛或主動行車安全提示改善操駕車輛的安全性。
發展智慧汽車 HUD技術備受關注
而在眾多自動駕駛技術發展脈絡上，在汽車全自動駕駛的開發領域，除了AI人工智慧與實際上路使用會牽涉到事故究責對象的問題外，以駕駛員為主的半自動或是主動式安全提示等智慧汽車應用，反而較容易導入現有的汽車設計，也是目前眾多智慧駕駛技術中較能落地發展的研發方向，而以駕駛員為核心的智慧汽車應用，其中HUD(Heads Up Display)抬頭顯示器研發，就成為相當重要關鍵的智能汽車拼圖之一。
以往HUD抬頭顯示器，多半用於軍事或航太設備，將繁複儀表板資訊顯示於駕駛頭盔玻璃護罩之上，省卻駕駛者還要低頭找對應儀表位置的麻煩，不僅實用性高，對於高壓力、快速反應的作戰場景中，也能發揮極佳的人機介面整合校用。HUD成本早期較高，但在新的顯示技術、光學技術改良下，HUD或進階顯示用途的設計方案成本持續壓縮，導入車用或其他商業用途可能性大增。
車載資通訊系統產出訊息 整合HUD呈現應用吸睛
尤其是各種智能輔助駕車技術推陳出新、車載資通訊(Telematics)系統應用需求大幅躍升，從衛星定位導航、定速跟隨、前方自動測距、車道偏移、視角盲區偵測等進階智能駕駛輔助技術，在新一代主？被動行車智能系統已是相對成熟的技術，只是在駕駛座內的指示、提示多半還是使用LED燈號或音效這類低科技的人機介面輔助，讓新科技的導入並未有令人眼睛為之一亮的效果。
為了讓這些先進駕駛技術更趨實用，HUD抬頭顯示器相關顯示技術開始受到造車業界的重視，尤其是針對駕駛的輔助駕車應用，如果能透過HUD顯示機制將指示畫面投映於前擋風玻璃呈現，或是運用透明的偏光玻璃呈現行車或提示訊息，透過相對不干擾行車駕駛的訊息提示方式，讓車輛駕駛可以在安全的基礎上享有更趨完整的行車資訊提供，同時也避免影響其注意力。
DLP微型投影機 成車用HUD熱門顯示方案
如前述，較入門的HUD設計為利用偏光處理的透明屏幕，在未投映顯示內容時屏幕為全透光、不阻礙視線狀態，即便呈現內容時，內容以車速、LBS(Location Based Service)資訊數據為主，屏幕在全透光狀態下顯示文字資料，對駕駛視野仍可維持極佳、不干擾狀態。
較進階的設計方案為使用投影式的設計，以微型投影模組直接將呈現內容投映在擋風玻璃成像，畫面本身預先針對投映面進行曲面校正，讓文字或資訊不會因為玻璃角度產生變形影響，同時因為呈現畫面均在駕駛者面前，車輛駕時自然不用頻頻低頭檢視，大幅提升行車安全。
而採行DLP(Digital Light Processing)方案的HUD車用抬頭顯示器，有相當實際的技術優勢，尤其是DLP本身的微型設計可以令光機機構大幅縮小，而新一代的光機將光源換用雷射光源，又可將原有個光學機構大幅簡化，自動對焦成像可以讓呈現畫面品質、銳利度、亮度與彩度提升，雷射光源搭配以MEMS為基礎的DLP架構，對於高震動的車用環境來說耐震效果也相對較好。
HUD銜接車聯網應用 台廠紛紛投入參與研發
尤其是新一代的車聯網應用商機，駕駛資訊平台所要提供的資訊越來越龐雜，使用LCD或是大屏幕顯示器會有阻礙視線、干擾駕駛的疑慮，若將高度內容整合的屏幕設於中控台或是駕駛儀表板區，也會導致駕駛過程還要頻頻低頭才能確認資訊，這對駕駛安全都是新的隱憂，而透過透明半穿透式的屏幕顯像、或是直接投映於車主前發，在提供豐沛行駛資訊的同時也增加了駕駛專注度，兼顧行車安全與資料擷取需求。
以車用資訊平台來講，目前已有TI、ARTC、中華汽車、帷享科技、揚明光學、晨云軟件等投入「次世代駕駛資訊平台研發聯盟」，開發進階次世代的駕駛資訊座艙，相較以往車艙電控科技多半以視聽娛樂應用為主，新一代的車艙數據整合需求，已進一步擴展至智能化與安全應用為輔的實用設計，對於先進半導體、顯示技術的需求會越來越高。
而在新一代智慧駕駛、車聯網應用需求下，除了抬頭顯示技的顯示技術外，也額外帶動幾個汽車傳統零件進階數位化升級，例如，在駕駛中空儀錶板方面，已經全面進階至數位儀錶板，以進一步提供駕駛更豐富、完整的車輛資訊，例如早期的純電動車，就已導入LCD或AMOLED屏幕至主儀錶板，作為呈現車輛電機現況掌握的呈現載具，甚至導入動態GUI(Graphical User Interface)呈現營造更科技的用車體驗。
中控平台、儀錶板全面數位化 迎接智能車時代
傳統車室大多會配置的視聽娛樂系統，通常會配置於汽車的中央控制區，新一代的智慧車艙設計也將中控大幅數位化，例如Tesla Motors則率先將車輛中控以17吋LCD大型屏幕取代，而更先進的中央控制台設計，甚至將整個中控區以觸控玻璃取代，在觸控玻璃之後設置DLP投影光機處理中控人機介面呈現與動畫、資訊顯示，整個中控區的操控人機介面改用虛擬按鍵、圖示取代實體機械式按鈕，以更直覺、直觀與前衛的全觸控屏幕呈現。
而中控全面曲面屏幕化的結果，不但所有操作介面都可用視覺虛擬圖標進行外，在播放影音多媒體內容時，也可善用全屏幕成像優勢，提供更大的顯示區塊供乘客觀賞，提升乘車感受。
至於在安全性方面，在智能車艙的概念下，將車室外的前後左右透過電子攝影機即時擷取投映在抬頭顯示器或是數位儀錶板、中控台，作為行車指引參考，同時，與前安全距離、側車異常警示、盲區警告提示等資訊，均透過不干擾駕駛的方式投映資訊在重點位置，提示車主應注意這些行車安全注意重點，進而主動避開可能的道路安全問題，實現進階先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance Systems；ADAS)應用環境。
以現在最熱門的DLP抬頭顯示器方案，DLP方案的要是在於數位光源處理投影技術，可以提供比LCD屏幕更大的視角呈現，投映畫面也可以整合更多資訊至駕駛的平視區塊來作呈現，提供絕佳、安全的行車狀態。
藉由DLP晶片組整合的微投影模組，視野寬度可以達到12度(field of view；FOV)，跟其他車用電子顯示器來進行比較，會發現搭配DLP方案可不用配戴偏光眼鏡、一邊駕駛，駕時同時直視前方路況與型車數位資訊，目前已有歐？美高級車種採用DLP為基礎的HUD技術。
而HUD以微投影機進行整合，一般業界評估車用市場仍大有可為，因未DLP加上MEMS？雷射光源方案，雖然光機尺寸導入智慧手機、行動裝置仍嫌太大，但設置於車艙中空間綽綽有餘，未來銜接如新一代車用人機介面，為車艙擴充如夜視輔助、衛星導航、路況即時訊息、環車顯影等功能呈現，協助駕駛專注於路況。
