車輛中心 車電系統發展處 施淳耀

根據行政院內政部統計處之通報資料顯示，國人因交通事故造成的傷亡，大多是出自於駕駛人過失，除了酒駕外，其他大多是因未能注意車輛或道路狀況。有項研究針對商用車駕駛人分別做抬頭顯示器 (Head Up Display，HUD)及低頭顯示器(Head Down Display，HDD)之資訊反應時間的實驗，依結果顯示，HUD確實比HDD判讀時間還短，甚至一半不到，代表駕駛花較少的時間去注意車況，即可投入更多的注意於操控及路況。

於國外，HUD正蓬勃發展中，大多朝著高亮度、大或遠之虛像來改進，如自從PIONEER推出上置式後，JVC也推出類似性質的裝置，德儀(TI)也展示出以微型投影技術(DLP)為影像源的HUD。而國內則顯得保守許多，多以較簡易的架構，螢幕直接投射為主，光學設計成份不多，關鍵在於螢幕亮度或是反射鍍膜，缺乏如國外部份系統會運用虛像成像性質以改善人眼資料判讀時的舒適性。

依據Techno Systems Research市場調查顯示(圖1)，HUD整體市場會不斷向上發展，且預估虛像投影式系統將會從2012年開始逐年穩定成長，可見其為市場趨勢及具有需求。故車輛中心(ARTC)在HUD發展上，一開始便鎖定在具有光學設計成份的系統，即能投射出具有距離感、放大之虛像，相較於國內其他廠商，雖較複雜，但效果較好且更符合未來發展。

(資料來源： http://www.t-s-r.co.jp/e/ )

圖1 HUD 2010~2021年市場預測圖

車用HUD為了空間及成本考慮，通常會以凹面鏡為主，有的為加長視距，甚至會用多片凹面鏡，但亮度損失也較多。PIONEER近來推出AR-HUD(利用凸透鏡及凹面疊合鏡，營造出遠距離、大畫面的虛像)，將凹面鏡之功能整合進疊像片中，不僅可以省去凹面鏡，且對亮度及體積皆有助益；但不論是何種架構，都會在疊像片這個元件上損失大量的光，因為法規因素，有要求透光率要高於某一定值，而該元件反射率通常無法很高，因此除了用高亮度影像源，大多還會貼上反射膜來應對之，但這會遊走在法規模糊地帶。

對此，ARTC提出一個不同於前者之架構(圖2)，以稜鏡為折射光線的元件，將影像直接射進人眼，沒有因疊像片所造成的損失，故能夠更有效運用光源，再搭配前方光學元件之配置，可以營造出距人眼約3m之距離感的虛像。因有外界影像疊合需求，使該光路配合稜鏡做預先的轉折，並修正因稜鏡造成的單軸放大之現象，使之好像直接進入人眼，可減緩段差的感覺，並為了可以應對駕駛人行駛中，頭部微幅擺動，更可將結構以上下左右移動成像面去配合之。

圖2 ARTC HUD架構圖

在重視行車安全已成為主流的現今，HUD在未來市場是被看好的，不論是與車廠合作或是售後市場都不斷有新款式發表，目前台灣具有這類虛像投影系統的HUD，仍沒有市售量產品，大多還是以單純顯示螢幕直接投射出的形式，沒有進一步的光學設計，而這樣的產品，市面上已很多重覆性質，所以要跟上HUD的發展潮流，這類研究設計是必須投入的。