真正的AR顯示需要有至少10度的寬視場(FOV)以及7.5米或更大的虛擬圖像距離(VID)。FOV表示以度為單位的顯示大小,而VID表示圖像投影的距離。在汽車HUD中,VID表示圖像出現(xiàn)在道路上的距離。
AR技術(shù)背后的理念是在現(xiàn)實世界之上疊加數(shù)字信息,增強駕駛員對當(dāng)下情景的了解并改善其駕駛體驗。FOV越大,虛擬圖像距離越長,顯示的效果也就越好。
一直以來,設(shè)計AR顯示面臨的兩項最大挑戰(zhàn)是亮度和太陽能負載的問題。AR顯示需要盡可能寬和亮,這就需要成像儀發(fā)出大量光。駕駛員還需要盡可能遠地將圖像投射到道路上。當(dāng)今的HUD可達到的FOV為7到8度或更小,并且可以在前方2.0到2.5米的道路上“投射”圖像。這些圖像看起來像漂浮在汽車的引擎蓋上。人們希望通過AR HUD使圖像投射到更遠的地方,使圖像真正做到增強并與駕駛員的視野互動。
為了延長虛擬圖像的距離,設(shè)計放大倍數(shù)為25到30倍的系統(tǒng)已屢見不鮮,但這樣的設(shè)計弊端是太陽能負載(即太陽能)集中于HUD成像儀面板上極小塊區(qū)域時會產(chǎn)生過大負荷熱量。這種高倍數(shù)放大會將成像儀面板移向距離HUD光學(xué)器件焦點更近的地方,從而提高單位面積太陽能的集中度。
請注意,這不是環(huán)境溫度問題,而是由于太陽能得到聚焦以及進入系統(tǒng)的光線更多(由于AR HUD的眩光陷波器較大),從而產(chǎn)生了過熱的技術(shù)問題。
利用DLP?技術(shù)獨特的中間散射屏結(jié)構(gòu),可以設(shè)計出能夠承受由太陽光放大所產(chǎn)生熱負荷的HUD。基于DLP技術(shù)的HUD可以將圖像投射到散射屏上,然后HUD光學(xué)器件將其放大并投射到擋風(fēng)玻璃上,從而呈現(xiàn)在駕駛員的視線中。在TFT HUD中,TFT面板連接到HUD光學(xué)器件,取代了散射屏和輔助電子器件。