摘錄》抬頭顯示器 如何運作？

重要的行車資訊直接地投射於駕駛的視線範圍之內，讓訊息彷若浮現在引擎蓋前緣上，這聽起來就是值得深入研究的系統！


「想像一下，您正處在錯綜複雜的十字路口，試圖穿越重重車陣，或者正在倫敦的英皇十字街(Kings Cross)上，堵在車流壅塞的陌生街頭，導航系統又剛好不聽使喚…」BMW工程師岡納‧法蘭茲(Gunnar Franz)略為停頓一下，讓聽眾慢慢進入這樣的情境，「此刻您最需要關於週遭環境以及目的地的充份資訊」。
而且，這些資訊必須以迅速且避免讓駕駛分心的方式顯示，說得更具體一點，就是駕駛的視線不必離開路面也能接收訊息。法蘭茲與他的團隊成員已經成功地研發出市場上唯一符合上述需求的車輛顯示系統，BMW抬頭顯示器(Head-up Display)提供包含速度、導航、控制警示系統與定速控制設定等重要的行車資訊，駕駛完全不需要將目光由前方道路移開。


以上所提到的場景不僅證明此系統的好處，也代表這套BMW抬頭顯示器所具有的高度可行性。15年前的抬頭顯示功能，只是在駕駛的視線範圍內提供溫度與引擎轉速的數據；如今，駕駛的注意力很容易被路旁多樣的符號與物體所吸引，同時交通更加繁忙，而行車科技也相對變得成熟，只是短暫地一瞥儀錶控台根本無法過濾出重要的資訊；BMW導航系統或是主動式定速控制系統(Active Cruise Control)等駕駛輔助功能，皆需要更進步的顯示系統助益，以促使行車更加順暢，而BMW抬頭顯示器正是所有問題的答案。

自1980年代開始，BMW即著手車用顯示系統的研究計劃，而相同的系統只有應用在航空產業上，同時間在美國也僅有少數幾家汽車廠商自行投入研究。
儘管如此，這套在軍用飛機上製造假想地平線，以及在汽車上顯示一些模糊記號的抬頭顯示功能，並非BMW所要追求的。法蘭茲解釋道：「為了處理例如導航系統所顯示的複雜圖形，我們必需具備投射任何類型圖像的能力，且這些圖像還得擁有高亮度與適當大小，而最重要的一點是，我們要能夠將光學感應系統與空間有限的儀錶控台互相整合」。


由於娛樂家電產品、革命性LED顯示系統的技術突破，以及相關細節的廣泛研究，BMW終於能夠對於這項極具挑戰性的需求提出解答。目前為止，此套配備在BMW 5系列、6系列與全新X5上的抬頭顯示器，可以投射各類圖像並將其清晰地投影在駕駛的視線之內。

這些圖像是由儀錶控台內、媲美最新一代行動電話與影像攝影機科技的65,000畫素薄膜電晶體液晶顯示器(Thin Film Transistor)所產生，並且透過128組高效率、低熱度的LED發光二極體進行高亮度的背光投影，如此即與其他系統一般，可以避免在狹窄且密不通風的車室中發生過熱的現象。LED所發出的光束則透過與投影機相同的方式投射到前擋玻璃上，經過四面鏡子的折射後，影像將會放大成原圖像的六倍。

雖然這些資訊是直接地投影在前擋玻璃上，但是透過精密的光學科技則讓這些訊息看起來好像浮現在引擎蓋前緣兩公尺之處。如此一來，駕駛的視線便不需要在儀錶台與前方路況之間來回地更換，以此減少長途行車所造成的疲勞，並使駕馭反應更加敏捷。而且，若車輛駛入隧道或是行經陰暗區域，系統也不會受到光影變化的影響；因為系統內一具經過特殊設計的感應器會持續地偵測前方道路的亮度，在毫秒瞬間即可自動地調整顯示器，只有落日餘暉或迎面而來的車燈逆光才會影響顯示的清晰度。岡納‧法蘭茲說道：「這是不得不讓步的地方，我們認為在車外強光照耀下，實在沒道理再刺激駕駛的眼睛了」。


為了全面地研究相關科技，研發團隊主要的精力都投注於如何將抬頭顯示器整合在新型的車款上。直到最近，設計師與工程師才成功地運用前擋玻璃作為投影用的表面，且工程團隊必須確保投射出來的成像不會模糊或是變形，以達到更有效的顯示。將這套系統與儀錶台整合其實並不容易，因為相當於鞋盒大小的抬頭顯示系統，對原已裝滿電線與接頭的儀錶台來說過大，而會影響投影品質的顯示器與投射鏡的尺寸也不宜再縮小。

系統的研發成功激勵BMW持續向前，優異的抬頭顯示器目前正規劃配備於其他新車款上，全新BMW X5將會是最近受益的車款。未來的顯示系統將可以隨著駕駛的身高與坐姿進行調整，BMW的車主屆時便能夠全神貫注於前方的道路狀況。