創新平台／遠距多屏…汽車顯示器變聰明
2016/12/15 | By經濟日報 李珣瑛
車聯網時代來臨，眾多的汽車資訊該如何被駕駛人接收？工研院甫榮獲2016全球百大科技研發獎的「車用遠距浮空多屏抬頭顯示器」，將傳統抬頭顯示器的單屏螢幕直接擴充成三屏投影技術，影像清晰度與穩定性也全面進化，讓駕駛一眼就可獲得所需的資訊需求，大幅降低行車風險。
談到會有這樣的靈感，工研院智慧微系統科技中心經理陳易呈笑著說，「這來自某一天開車時的靈光乍現。」原來是同事某次開車時發現車子裡左邊裝有車速抬頭顯示器，中間方向盤位置的儀表板，再加上一台另外配備的汽車導航，心想「這也太忙了吧！」因此想做一台更聰明的車用顯示器。
這個想法在回到研究室和團隊討論時，開車上班的同仁全都「心有戚戚焉」，也正式開啟這項研發計畫。
計畫才剛開始不久立刻面臨挑戰，最大關鍵就是如何使用「一個」雷射微型投影機，展示三個水平排列的寬幅HUD影像。
陳易呈表示，「為了開發出精準的投影技術，研發團隊不知開了多少次的會，每天都在思考解決的方式。」
後來團隊在經濟部技術處科技專案研發支持下，開發出國際首創的「蝶式分光技術（Butterfly Beam-Splitter）」，終於成功地將26吋左右的寬幅畫面一分為三、投射在視線前方兩公尺範圍，這才化解研發過程的第一道難題。
一旦技術的重要關鍵獲得解決，後續的流程就是要思考如何「精雕細琢」雷射投影的亮度與清晰度，做到比市面上的傳統抬頭顯示器更佳的成像品質。基於使用者觀看人物成像畫面時的要求更高，畫面可不能扭曲失真，因為「好就是好，不好就是不好！」微系統中心研發工程師周明杰表示，「為了達到更精準的成像品質，我們發現精密光學鏡面的製程技術才是關鍵。」
他形容為了製作適合的塑膠光學透鏡，CNC的加工過程就像「王子在尋找掉落玻璃鞋的灰姑娘。」包括成像透鏡的表面精密度、非球面曲率等，幾乎不能有偏差，過程中為了做最精準的光學分析，團隊甚至還建立一套人的眼球模型，最終花了幾個月時間總算製作出符合要求的塑膠光學透鏡。
陳易呈強調，「技術研發很多時候得從使用者的心態來考量，如果亮度、解析度、對比度、畫面比例不符標準的話，對不常使用HUD的駕駛反而是一種干擾。」
在漫長的研發過程中，團隊成員為了提升亮度及影像清晰度調校了不下千次，最終運用已投入多年開發，並有15項以上專利的雷射微投影光機、雷射掃描控制系統，與遠距成像光學等技術，才達到穩定而清晰的圖像，就算拿到強烈的陽光下實測，也依舊清晰可視。
為了能讓這項技術達到更好的效果，工研院還掌握了HUD模組所需的成像擴散片技術，不僅可提升投影畫面的清晰度，還增加駕駛觀看遠距浮空畫面的可視範圍。
就在獲得全球百大科技研發獎殊榮後，這項創新的車用科技獲得業界不少關注，工研院已將此項技術技轉給廠商，預計相關商品將會先投入汽車後裝市場，也會進一步串聯各項關鍵元件的供應環節。
研發團隊期待未來能夠廣泛應用在車用市場，「只要能因此減少一些意外的發生，就是對我們做研究的最好回饋了。」