一、背景
HUD——head up display抬头显示器,最早出现在战斗机上,为了让飞行员不用频繁低头看仪表集中注意力,将重要信息在视线前方的一块透明玻璃上显示。这项技术在几年前也被引入了汽车里,但目前标配这一技术的量产车却寥寥无几,显示效果差、成本高,让HUD技术一直不温不火甚至被部分消费者评为鸡肋。直到去年下半年,随着AR技术的出现,HUD才重新回到人们的视野,阿里巴巴1800万美元投资WayRay,更是让人引发遐想。
奥迪A6 HUD拆解
二、HUD分类
由于这项技术的原理非常简单,现在去网上搜索HUD,会有几百到几千多种价位几百款产品,甚至有的app可以将手机屏幕反射到车窗上变成HUD。透明显示屏+投影技术就可以实现抬头显示功能,基本与投影仪的工作原理相同,只是由于所选投影技术和屏幕的差别,会有一些实现方法上的不同。
三、HUD技术原理
按照显示屏的不同,HUD可分为CHUD (Combiner HUD 组合型)和WHUD (Windshield HUD 挡风玻璃HUD)。CHUD显示屏为放置于仪表上方的一块透明树脂玻璃,一般会根据成像条件对这块玻璃进行特殊处理,通常做成楔形来避免玻璃两面的反射重影,可以有效控制成本,提高显示效果。
CHUD
WHUD显示屏直接使用汽车的挡风玻璃,显示效果更为一体化,也有助于造型布置。但由于挡风玻璃一般为曲面玻璃,因此WHUD一定要根据挡风玻璃的尺寸和曲率去适配高精度非球面反射镜,这也直接导致了WHUD成本的升高。
WHUD
四、技术难点和局限
1、VID
VID(Virtual Image Distance)虚拟图像距离,可以理解为图像焦点到眼睛的距离。实际驾驶情况下,HUD的显示图像和道路并不是在一个平面, 人眼在道路和HUD之间也需要来回切换,调整眼睛的焦点,虽然解决了低头的问题,但频繁调整焦点也会导致视觉疲劳,并不能做到百分之百的融合显示。
VID
2、高温和散热
HUD一般布置在仪表的前方,完全暴露在太阳光下,因此HUD虽然在驾驶舱内使用,但也经受着高温环境的考验。加之高亮度投影本身就需要大光源的支持,灯泡的合理散热也是需要考虑的因素。德州仪器在其HUD样机中将结构做成了全金属来辅助散热,这也无形中增加了成本。
五、成本
由于汽车级产品的高要求,原装的HUD产品始终没办法把成本降到合理的区间,只能在现实效果上进行妥协,这也就导致目前很多HUD产品的使用效果不尽如人意,加上使用情景有限,多数厂商不愿意增加这项配置。后装HUD产品也就应运而生,智能车载HUD,是经多方面因素考虑,在保证平视显示的基础上,辅以独立导航系统,便捷的语音操控,相对前装HUD产品,有着更多的拓展空间和延伸。
六、未来前景
随着智能驾驶技术的不断发展,驾驶汽车所要判断和提醒的信息也越来越多,如今的仪表盘显然不能满足这些需求,将驾驶信息和道路信息显示在挡风玻璃上已经是一个必然的趋势,科幻电影中的场景终将到来。如今越来越多的厂商已经投入到这一领域,汽车厂商也已经明确看到了HUD的必要性,相信在今后两年就会出现越来越多标配HUD的车型。后装HUD产品也会在现在的基础上,有着更好的突破,不断完善市场产品的需求。更可以相信,挡风玻璃全息显示也会在未来实现。