目前市場上的抬頭顯示器(HUD)系統多半顯示冗餘資訊，如一些在車內其他設備也能取得的資訊。不同於既有產品，新世代抬頭顯示器技術HUD2.0則是將抬頭顯示器定位為專為高級輔助駕駛系統(ADAS)設計的顯示器，透過加裝車內感測器、攝影機與車對車/架構通訊技術(V2X)，汽車所能感知的四周環境資訊就會倍數激增(表1)。
HUD2.0成ADAS一級顯示平台
這種技術面臨的挑戰在於如何有效地將汽車所得知的關鍵資訊傳達給駕駛員，而在半自動與全自動駕駛功能逐漸成熟之際，這些資訊勢必將隨之成長。
HUD2.0的技術能夠實現以自然且直覺的訊息傳遞方式來擴充駕駛的視野，顯示的內容會隨車外實境調整(World-fixed)，以適形繪圖影像(Conformal Graphics)顯示車輛所得知的訊息，而導航指示、車道偏離警告(LDW)與主動式車距維持定速系統(ACC)等指示資訊，會在最適合駕駛的自然影像距離顯示出來。
借助HUD2.0技術，駕駛視野中的實境能夠加以擴充，即時提供有用資訊，且影像色彩鮮明，並以自然距離重疊在實體物件之上，如此駕駛就能輕鬆取得關鍵資訊，並將干擾降至最低。除此之外，有別於現行抬頭顯示器多半用來顯示使用者介面中的次級資訊，HUD2.0技術可以成為人機介面(HMI)策略的重心，肩負起顯示主要資訊的功能。因此，優異的影像品質及在不同光線狀況下的可閱讀性，是新世代HUD技術必須具備的要項。
擴增虛擬影像距離 HUD2.0滿足高顯示亮度需求
相較於傳統抬頭顯示器的設計，HUD2.0在許多層面上都必須滿足新的需求，如圖1所示，視野(FOV)與虛擬影像距離(VID)都對駕駛所見虛擬影像的大小扮演關鍵角色。傳統抬頭顯示器只能覆蓋車道的一小部份，HUD2.0則以更大的視野和更長的虛擬影像距離，讓駕駛可以看見單一車道以外的影像。要加大視野並拉長虛擬影像距離有幾項必要條件--更高的顯示亮度、更加飽和的色彩、更高效的電力使用，以及對陽光照射更強的耐受度。
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| 圖1 FOV與VID影響抬頭顯示器影像大小 |
在達成這些新參數要求的同時，HUD2.0還是要滿足所有汽車環境既有一貫的需求，表2即是針對HUD2.0與傳統抬頭顯示器部分參數的比較。
亮度與能源效率
更大的視野加上更高的亮度能給予駕駛更易於觀看的影像。此外，為確保在不同光線狀況下資訊皆清晰可讀，抬頭顯示器必須能實現亮度介於每平方公尺15,000～30,000燭光的虛擬影像。
然而顯示影像時產生的絕對功率仍應維持低水準－除了達到最低數值以利熱管理，也必須在光源(LED)的有效運作範圍內維持光通量(Luminous Flux)，不過要同時達到大視野與高亮度且不致增加耗電，需要效率更高的成像器。
市面上的DLP 0.3吋WVGA Type A100數位微鏡裝置(DMD)的效率超過66%，可大幅提升系統效率，進而達到上述參數的需求，其採用DLP技術搭配RGB LED光源的抬頭顯示器系統，可在確保效率提升的前提下，實現必要的亮度及更大的視野。
舉例來說，在系統設計上採用0.3吋WVGA數位微鏡裝置搭配歐司朗(OSRAM)Q8WP RGB LED，只須6.0瓦(W)LED能耗就能達到每平方公尺15,000燭光以上的亮度，且視野可達10度，能耗比市場上現有小型次級抬頭顯示器系統還低，整套系統的效率為每瓦10.6流明(lm/W)。
色彩飽和度
許多傳統TFT/LCD抬頭顯示器都使用白色LED，並利用濾光片濾出紅、綠、藍三種顏色。相較之下，採用DLP技術的抬頭顯示器系統則是運用紅色、綠色與藍色的LED，呈現更加飽和的色彩。這種做法能提升抬頭顯示器上顯示影像的可讀性。此外也可利用關鍵效能度量標準來評斷系統的色彩效能，包括跟NTSC色域(Color Gamut)進行比較以測量色域大小，或以其主波長與色彩飽和度來定義每一種顏色的色調(Hue)。
表3比較了TFT/LCD白色LED架構與採用DLP技術搭配RGB LED的抬頭顯示器架構，結果顯示採用RGB LED可大幅提升效能，不僅色域大於NTSC，紅藍兩色也更深層飽和。
陽光照射下的熱負載
當抬頭顯示器系統的視野加大，顯示器光學元件所匯集的太陽熱能也隨之增加；同時為了讓駕駛能夠以最合適的角度觀看隨實境調整的影像，虛擬影像距離因而加大，導致來自陽光的熱能更加集中在抬頭顯示器的內部成像器上。如此一來，系統吸收更多陽光，且熱能都集中在面積更小的內部影像上，可能對系統造成傷害。
DLP技術的抬頭顯示器系統是以漫射(Diffusing)螢幕材質生成抬頭顯示器系統的內部影像；而傳統的抬頭顯示器系統，則是由成像器(典型的TFT面板)直接發出影像。
漫射螢幕這種被動元件具有兩大優勢。第一，它不會吸收陽光熱能－而是將光線擴散；第二，漫射螢幕本身不會產生熱能。這些屬性讓採用DLP技術的抬頭顯示器系統更能因應大視野與較長的虛擬影像距離，而這兩者都是擴充實境抬頭顯示器系統的必要條件。
偏光太陽眼鏡
抬頭顯示器呈現的虛擬影像除了必須具備足夠的亮度，並且能在各種自然光線狀況下清楚顯示之外，當駕駛戴上偏光太陽眼鏡時也要能夠清晰可讀。DLP技術因為能發射非偏光(Unpolarized Light)，相關製造廠商便可基於該技術優化抬頭顯示器，使其適用於偏光太陽眼鏡。
嚴苛環境
應用於車用抬頭顯示器系統的成像技術，必須在嚴苛的環境條件下也能可靠運轉，例如高濕度，氣溫劇烈變化、極端氣溫、陡震或振動。數位微鏡裝置是一種微機電系統，有些人可能會質疑它是否能適應汽車環境下的溫度循環、陡震與振動。
事實上，新款DLP數位微鏡裝置即有能力應付這些狀況。由於反射鏡的振動頻率遠超過100kHz，即使遭遇陡震或振動(小於5kHz的範圍內)，機械結構仍能保持穩固。
汽車導入高級輔助駕駛系統已然蔚為潮流，車用抬頭顯示器也隨之成為汽車人機介面策略的重要元素之一，而DLP技術憑藉過去近20年在消費及商業市場廣為應用所奠定的基礎，將有助打造新世代車用抬頭顯示器。
(本文作者Alan Rankin為德州儀器DLP產品部門業務開發經理，Jason Thompson為應用工程經理)