歷經(jīng) 7 年，奔馳新一代 S 級即 W223 即將于今年秋季上市，新一代 S 級搭載第二代 MBUX，同時也搭載了全球首個 AR-HUD 抬頭顯示系統(tǒng)。第二個搭載 AR-HUD 的量產(chǎn)車型將會是奧迪的 Q4 E-tron。

目前有不少車型都配備有 HUD，但實際意義甚微。HUD 的初衷有兩點，一是減少低頭看儀表和導航的次數(shù)。但目前 HUD 顯示內(nèi)容簡單，還是需要低頭看儀表或導航。二是減少眼睛疲勞。人眼有兩個參數(shù)，遠點和近點，眼睛在放松的情況下，即在不使用調節(jié)時所能看清楚目標的距離稱之為遠點；而最大限度使用調節(jié)所能看清最近目標的距離稱之為近點。遠點和近點之間需要眼睛調節(jié)焦距，這個調節(jié)過程容易造成眼睛疲勞。

正常視力的遠點在 5 米以外，近點在 8 厘米。為了看清近距離的目標，通過眼內(nèi)肌肉——睫狀肌的收縮，使眼內(nèi)晶狀體彎曲度增加，從而增強了眼的屈光力，使近距離物體在視網(wǎng)膜上形成清晰的圖像，這種為看清近物而改變眼的屈光力的功能稱為眼的調節(jié)功能。這個調節(jié)能力近似于調節(jié)焦距，每個人的調節(jié)都是可以做到主動主觀實現(xiàn)。只是有些人調節(jié)反應快，有些人調節(jié)反應比較慢，也就是調節(jié)靈活度的問題。調節(jié)靈活度大的人，調節(jié)比較快，靈活度小的人，調節(jié)比較慢。年紀大的人調節(jié)就比較慢，也容易出現(xiàn)眼睛疲勞。目前傳統(tǒng) HUD 的虛像距離（VID）不超過 2 米，在遠點之內(nèi)，人眼就需要調節(jié)，調節(jié)就會感覺疲勞。VID 越遠，人感覺會越輕松。

傳統(tǒng) HUD 的 FOV 很窄，這樣就使得虛擬圖像集中在眼正中間，虛擬圖像的高亮度也吸引了人的視線，虛擬圖像就像貼在擋風玻璃上，影響司機視線，無法及時識別危險，如前方出現(xiàn)低矮障礙物或前車突然剎車，有可能造成安全隱患。寬視角 HUD 讓虛擬圖像與真實世界融為一體，特別適合加入 ADAS 信息和導航信息。

真正安全且不會疲勞的 HUD 必須是寬視角，VID 超過 5 米的 AR-HUD，只有 AR-HUD 才具備實用價值。寬視角的主要挑戰(zhàn)是陽光負載，或者說陽光倒灌。

寬視角帶來陽光倒灌，陽光倒灌會導致成像面板溫度快速上升，同時干擾成像。窄視角情況下，TFT 尚能承受陽光倒灌導致的溫度上升，寬視角下就無法承受。TFT 的溫度上限是 105 度，而 DLP 系統(tǒng)使用 Diffuser，溫度上限是 150 度。

TFT 對陽光中可見光譜的吸收高達 95%，這就導致其溫度上升速度遠高于 DLP，由于陽光負載導致的薄膜晶體管（TFT）面板的溫升比基于 DLP 技術的系統(tǒng)中所用的透射式微透鏡陣列散射屏快 6 倍，從而使 TFT 面板更易受到太陽輻照度的損害。在 85°C 的環(huán)境溫度下，由于其低光譜吸收和高工作溫度的特性，HUD 系統(tǒng)中采用 DLP 技術的 Kuraray 散射屏可以承受高達 82kW/m2 的太陽輻照度。這種熱性能使 DLP 技術能夠支持 AR HUD 中的長虛像距離。

DLP 投影的優(yōu)勢還有更高的亮度和對比度，能源效率更高，可靠性更高。同時能夠支持激光二極管做光源，支持各種光波導和 HOE（Holographic optical element）。能夠進一步增強其性能。

奔馳新 S 級自然采用了 DLP 做 AR HUD，不過使用 DLP 技術做 HUD，奔馳并非第一家。林肯大陸和導航員也都使用了 DLP 做 HUD，但仍然是傳統(tǒng) HUD，都由德國大陸汽車提供。林肯大陸和導航員使用的是德州儀器早期 DMD 芯片 DLP3030，只有 40 萬像素。

奔馳 ARHUD 使用德州儀器最新的 DMD 芯片 DLP5531（2018 年下半年量產(chǎn)），有 130 萬像素，F(xiàn)OV 為 10X5°，VID 距離為 33 英尺即 10 米，奔馳稱這相當于 77 英寸顯示器。不僅在 HUD 上使用了 DLP 投影，在車大燈上，奔馳還極盡奢華使用了 DLP 投影，也是 DLP5531。

未來 AR HUD 將進一步進化，加入光波導和 HOE。挑戰(zhàn)傳統(tǒng)儀表的存在。

光波導和 HOE 不僅能縮小 AR HUD 尺寸，也能增加 FOV。不過這兩種技術都需要激光光源，成本較高。HOE 即全息膜技術還有一個獨特之處，可以將整個擋風玻璃做投影屏，傳統(tǒng)的需要多次反射或光波導，HOE 可以像投影機那樣直接投影，這稱之為 IP（In Plane），這種方法有助于進一步縮小 AR HUD 體積，顯示更多內(nèi)容，更廣視角。國內(nèi)阿里巴巴投資的俄羅斯企業(yè) WayRay 就是如此。2017 年 WayRay 獲得阿里巴巴 1800 萬美元投資，2018 年 8 月，WayRay 獲得 C 輪 8 千萬美元融資，德國大眾汽車旗下汽車制造商保時捷領投，現(xiàn)代、阿里巴巴、招商資本（中國）、Jvckenwood 以及主權財富基金財團（日本國際協(xié)力銀行及其合作伙伴）參投。

傳統(tǒng)儀表在調節(jié)時間，下看角度方面表現(xiàn)最差，容易導致眼睛疲勞，AR HUD 各項性能都是最佳，但體積最大，典型 AR HUD 體積 8-15 升，IP HOE HUD 體積只有 1 升，光波導技術有助于縮小體積。

IP 型顯示不僅可以用于正面的擋風玻璃，也可以用于側面玻璃和后玻璃，側面玻璃可以顯示駕駛者問候和狀態(tài)，對于無人駕駛則可以給有人駕駛車更多提示，有助于高效溝通和交通安全。當然了，中國人肯定最想做廣告。
責任編輯：tzh