AR扩增实境抬头显示器设计解决方案

抬头显示器的光学应用有不同的种类，如TFT (Thin Film Transistor)、DLP (Digital Light Processing)、LBS (Laser Beam Scanning)。这些技术的特性如下：

•  TFT：亮度为800~12000nits，影像放大时投影变得模糊。光利用率低，容易产生废热，需要更多散热设计与空间。
•  DLP：亮度150lm@12W、200lm@16W，投影尺寸大。光利用率低，容易产生废热，需要更多散热设计与空间。
•  LBS：激光光束扫描仪，亮度25~50lm @3.7~6W，投影尺寸大。散热问题较容易解决。

这些光学投影技术已经应用到汽车抬头显示器中，如目前市场上的HUD、W-HUD与未来的AR HUD。HUD (2013~2018)使用TFT-LED面板转换投射信息影像到车辆挡风玻璃上。图像为2D平面，显示车速、时间、来电通知及路线导航，但显示讯息无距离感，在开车时显示的图像会遮住前方视线。W-HUD Display (2017~2019)使用TFT-LED面板或DLP投影技术，直接投放图像在挡风玻璃上，然而较不足的亮度及对比度可能导致图像模糊，亦无法与前视图融合，缺乏与驾驶环境相关的AR视觉效果。FIC LASER AR HUD (2019~NOW)采用LBS投影，高亮度的特性投射出的影像在自然光下清晰可见，并提供远距离感知(VID 2~20公尺)，能够在不受前视图的阻挡下直接看到虚拟图像。

HUD依靠投影装置、光学科技与光源将清晰正确的讯息投射到汽车挡风玻璃上。而FIC LASER AR HUD以激光为光源、结合光学玻璃设计，产生丰富的虚拟图像。

光学成像组件决定了AR HUD图像的形状、距离和大小。让图像似乎在道路上自由飘浮，挡风玻璃作为偏转投放光源的作用。AR HUD由以下组件所组成：保护玻璃、曲面镜、平面镜、扩散器(投影显示器)、LBS、光学校正软件、PCB/PCB组件、软件流程图以及外壳/盒体建构。

FIC开发AR HUD经过层层设计开发、验证、分析流程，并与汽车制造商、挡风玻璃供货商、光学系统供货商合作。为了提供更佳的产品使用经验，设计团队透过与汽车供货商合作定义显示器在投放时的成像位置、大小、显示信息与图像，后续设计造型、定义其空间及电路系统，最后侦测系统和测试软件。

对于AR HUD图像融合部份，IP结构设计的大小和投影角度影响投射图像的大小与距离。投影的角度分为5度、10度及20度。当FOV角度越大、投放出的影像能在距离越远的地方形成影像。例如，在FOV角度为5度时，虚像显示小且距离近，需要设计的IP结构设计为最小尺寸。在FOV角度为20度时，远视图像显示需要大尺寸的IP结构设计，最远可以在距离驾驶者视线14公尺的前方显示虚拟图像。

FIC大众电脑集团拥有40年的设计与制造经验，提供设计工程能力如POC订制设计、系统构建和系统集成。我们还提供NRE、NPI、MP、产品开发、供应链管理、一站式解决方案和电子制造服务解决方案。

By First International Computer Inc.

2020/04/21