知識文章

開拓新視界,頭戴式顯示系統(HMD)

2014 / 05 / 15

車輛中心 車電系統發展處 鄭舜文

隨著科技快速發展資訊爆炸時代的來臨,近兩年來許多大廠皆發表了穿戴式的科技裝置,以符合個人化及即時性的資訊需求,而穿戴式裝置傳達資訊的方式有很多種,因人類約有80%的訊息接收來自於視覺,故頭戴式顯示系統(Head-mounted display,HMD)是被視為最貼近人性的智慧穿戴式科技。

HMD原是普遍使用於航空系統的輔助儀器,近年來逐漸應用於車輛及眼鏡上(圖1),依據IHS iSuppli公司預估, 2016年HMD出貨量將高達660萬台, 2014年至2020年的複合年均增長率將高達57%,帶動了國際大廠積極投入資源,搶佔市場先機;自2013年起陸續見到HMD的相關產品,如Google Glass 以LCOS作為影像來源,並採用全反射稜鏡(TIR Prism)的特性,讓光線進入眼睛,在視網膜上成像,再結合拍照、上網、導航、撥打電話等功能,是一具備智慧功能的頭戴式顯示裝置。

圖1、頭戴式顯示系統發展趨勢
(資料來源:http://bbs.big5.voc.com.cn/topic-205261-1-1.html、Pioneer、Nuviz、Google、Innovega)

HMD除了眼鏡式的應用外,採用安全帽式的系統也備受重視,主要原因為機車發生交通事故的死亡率高達52%,又以駕駛者疏忽道路情況為多,且研究指出,配戴安全帽會造成騎士的視野遮蔽(3/4罩式安全帽損失3%視點、全罩式的安全帽損失7.3%的視點),容易在低頭觀看資訊時導致危險;為了解決上述問題, NUVIZ發表了一款搭載於全罩式安全帽上的HMD概念雛型,採用LCOS 投影並結合半穿半反的鍍膜片,將資訊顯示在視野的右下方,讓機車騎士在觀看行車資訊的同時,亦可密切注意前方路?;SKULLY於去年底也發表安全帽式的頭戴式顯示系統,其光學架構與Google Glass類似,採用稜鏡式的方式進行設計,系統除了提供導航指示外,也可顯示車子後方的情況,以降低危險事故的發生。隨著安全性及穿戴式顯示的需求趨勢,REEVU、LiveMap等也開始投入此技術開發與市場競爭(圖2)。

 圖2、安全帽式HMD雛型介紹
(資料來源: Nuviz、Skully、Livemap、Reevu)

大多數HMD尚屬概念性產品,仍面臨許多技術上的挑戰,除了需具備虛像光學設計技術(解析度、容眼距、虛像大小、距離及光學品質)外,還需針對有限的裝置空間及重量進行考量;而多功能資訊的擷取及傳輸亦是技術開發的重點,未來HMD不僅可應用於車輛資訊顯示,亦可擴大應用在各種多媒體娛樂、資通訊及醫療等領域,漸漸地以智慧及人性化的方式融入到每人的生活當中。

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