2014年5月2日

生活科學-光學-抬頭顯示器

開車時,行車速率上的感覺可以由身體感覺出來,徐行時與疾駛時的生理反應大不相同,受器、神經、肌肉與動器如同牽一髮而動全身般,稍有一點小小的不對就會釀成大狀況。尤其是注意力集中在前方的路面很重要,眼睛不但要直視,還要利用後照鏡來輔助觀察,讓視角範圍更大。

不過隨著速度增快,視角會受限制而越來越小,這時候如果有抬頭顯示器(HUD)將行車資訊投射在擋風玻璃上,駕駛人就只要專心在前方的路況,而不需要低頭讀取儀表板上的資訊了。
抬頭顯示器將資訊投射到擋風玻璃上,免去駕駛人往下看的麻煩
為了讓資訊更明確,影像投射區須額外處理才能讓更多光線反射

影像之所以可以投射到擋風玻璃上,需要經過幾道光學上的設計。車況資訊經過內建的行車電腦運算後讓內部光源製作出影像,經過凸透鏡的折射形成實像,再由面鏡的反射並放大再投射到擋風玻璃上,這樣子一來,駕駛人就不用一邊開車一邊低頭在意自己有沒有在特定路段超過速限。

如果是等級再高一點的內建抬頭顯示器,為了讓駕駛人觀察得更清楚,通常會使用一小片凹面鏡讓經過凸透鏡投影出來的實像放得更大,接著再經過擋風玻璃的反射而形成正立的像。

一般來說,在擋風玻璃上加裝一塊顏色稍深一點點的投射區有助於觀察,這一塊反射膜可以讓更多的光線被反射進入駕駛人眼睛,而不是讓大部分的光線從玻璃穿透而出。反射膜的亮度若能增加,即使是白天,車外的強烈光源也不會干擾觀察,而夜間能讓影像更明確。
反射膜位在擋風玻璃玻璃內,即使窗外有水滴、髒污也不會干擾觀察
另外可隨使用者的設定而呈現不同的行車資訊

抬頭顯示器最早是被開發成讓戰鬥機飛行員所使用,隨著飛機的飛行速率越來越快,前文也提過可辨識的視野角度會變得狹隘許多,更不可能在低空高速飛行時還低頭看著儀表板,萬一有一點小擦撞就會出現危害人機的大災難,所以現在已經成為飛機的標準配備之一。

而且像google眼鏡也已經問世,讓所有資訊呈現在鏡片上,眼睛前方所呈現的跟在電腦所看到的並沒有太大的不同,是真實世界中的便利工具之一。而漫畫中阿笠博士給予柯南使用的眼鏡,其中一種功能就是雷達追蹤呢!

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