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幸运农场复试车载显示器配备超越以往“2DIN”规

幸运农场复试车载显示器配备超越以往“2DIN”规

  随着液晶面板价格不断降低,车载显示器配备超越以往“2DIN”规格的大型显示屏的动向开始加速。另外,高级驾驶辅助系统(ADAS)的多功能化、采用后摄像头的后方视野显示系统在美国的推广,以及侧视镜和后视镜配备摄像头的规定放宽等,都要求汽车具备新的显示功能。车载显示器市场会如何扩大?本连载将向大家介绍一些车载液晶显示器和HUD等的最新动向。

  戴姆勒的“梅赛德斯奔驰S级”在仪表板上采用了两块12.3英寸的液晶面板。大众“XL1”则用摄像头代替了外后视镜,在车内为其设置了液晶显示器。通用汽车的“Cadillac Elmiraj Concept”在仪表部分和中控台配置了多台显示器。

  不只是这些,在2013年9月于德国举行的“法兰克福车展”上,江森自控展示了新一代驾驶舱模块,博世展示了采用有机EL屏的仪表模块,都可以看出汽车厂商开始采用丰富多彩的显示器的动向(图1)。

  在2013年9月举行的法兰克福车展上,体现车载显示器多样用途的展示接二连三。

  尤其是欧美汽车厂商,已经开始积极活用液晶面板,很多业内相关人士指出,“日本汽车厂商在这一领域起步晚了”。日本厂商过去凭借内置型导航仪率先在车内导入了大型显示器,但遗憾的是这种方式之后基本再没有什么发展。

  而欧洲厂商则通过在驾驶员旁边配置操作用输入开关、改良用户接口(UI),早早地确立了将手边的操作开关与仪表板上的高精细大型显示器组合的方向,并稳步扩大采用这种方式的车型。

  另外,驾驶席前的仪表部分(仪表群)全面配备液晶面板的车型在欧美也呈增加趋势。将来“可能会在驾驶席、副驾驶席以及后座分别配置专用大型显示器,用来取代在安装有车载导航仪等的中控台上配置的显示器”(康奈可)。

  目前,车载显示器的用途可分为三类:(1)配置在中控台部分的“CID(中央信息显示器)”、(2)驾驶席前的仪表部分“仪表群”、(3)在驾驶员前方视野显示信息的“HUD(平视显示器)”(图2)。

  CID显示器实现大型化,仪表群采用液晶面板,HUD越来越多地得到采用。此外,内外后视镜也开始采用显示器。

  CID方面,随着智能手机和平板电脑的迅速普及,用户对于在车内访问智能手机等配备的多种功能的需求高涨,CID需要强化与这些终端的联动。而且,消费者习惯了高精细液晶面板,因此汽车内采用更大尺寸的高精细液晶面板的时机已经成熟。

  而仪表群则是需要实现多样化显示。因为各国均在实施的汽车安全评估“NCAP(新车碰撞测试)”开始推荐采用显示系统的安全功能。

  例如,美国NHTSA(高速公路交通安全管理局)2013年9月宣布,将把车辆后退时的后方视野显示系统作为推荐项目追加到NCAP中。欧洲方面,作为推荐项目,将从2013年开始在“Euro NCAP”中追加限速标志识别系统,2014年开始追加车道保持功能和自动刹车功能,2016年开始追加应对行人的自动刹车功能,为了在仪表群显示信息,车载显示器的采用会越来越多。

  HUD方面,随着汽车内的信息激增,HUD将作为向驾驶员提供驾驶所需信息的显示器得到普及。以后方和后侧方的碰撞检测为首,带有全车速追踪功能的巡航控制(自适应巡航控制:ACC)等高级驾驶辅助系统(ADAS)越来越多地得到采用,汽车厂商开始重视HUD无需驾驶员移开向前的视线就能提供信息的优点。

  此外,预计2014年中期欧洲将放宽关于内后视镜和外后视镜配备摄像头的规定。这样一来,内外后视镜配备显示器的步伐也将加快。估计前面提到的用摄像头替代外后视镜的大众XL1在该许可下达后将限量销售100辆。

  夏普预测,到2020年,车载显示器市场中面向CID和仪表群的显示屏的配备数量将超过1亿个/年(图3)。这个数字超过了汽车的年产量,也就是说,一辆车将普遍配备多台车载显示器。其中的主角是液晶面板,不过部分HUD和CID也出现了采用DLP(数字光处理)投影仪的动向。

  预计车载显示器的年配备量到2020年将达到1亿个以上,超过汽车的年产量。

  尤其是在CID用途,显示器厂商一致表示将“使液晶屏成为标配”。虽然10英寸以上的液晶屏由于价格方面的原因主要以高档车为中心,但“3.5~7英寸液晶屏已经形成了可轻松采用的环境”(康奈可)。

  HUD方面,电装认为“2020年将形成每年1000万台规模的市场”,这样的话,约有一成的新车配备HUD。

  车载用途对显示器特性的要求与消费类用途相同,包括省电、高亮度、高精细度、幸运农场复试高对比度等。不过,车载显示器不能直接利用消费类产品。

  因为车载显示器对工作温度和抗振性的要求比消费类用途更加严格。例如,工作温度要保证在-40~+85℃之间。为此,必须采用不同于消费类显示器的材料。另外,作为车载用途特有的要求,强烈要求显示器提高设计性并能提供不妨碍驾驶的信息(图4)。

  车载显示器需要具备不同于消费类用途的性能。除了基本性能参数外,提高了设计性、可提供不妨碍驾驶的信息的车载显示器备受期待。将来,以可实现三维形状的显示器为首,估计还将在驾驶席和副驾驶席分别配备显示器。

  其中,省电、高亮度、高精细度和高对比度方面,显示器厂商计划采用消费类用途积累的技术来应对。例如,日本显示器在车载显示器中应用了通过在液晶面板像素中追加白色的“RGBW方式”省电的“WhiteMagic”,以及可实现广视角和高对比度显示的IPS(in-plane switching)方式液晶面板“IPS-NEO”等新技术。

  夏普今后也将在车载显示器的TFT部分采用“IGZO”,由此降低耗电量并提高亮度。另外,夏普还面向车载用途开发出了采用MEMS快门取代液晶快门的MEMS显示器注1)。

  注1)夏普与高通的全资子公司Pixtronix共同开发了组合使用IGZO和MEMS快门的MEMS显示器,计划2015年度在消费类用途实现800亿日元的销售额。

  这款显示屏无需偏光板和彩色滤光片,背照灯的光利用效率可提高至普通液晶屏的约10倍。透射率方面,普通液晶屏为6~8%,而采用MEMS快门时高达60%以上,能节省电力、提高亮度。另外,通过LED的时分驱动,该显示屏可实现120%的色彩表现性,而且是机械式开关快门,响应时间不容易随温度变化。

  关于高精细化能发展到什么程度,业界对此有各种各样的讨论。从人眼的视认性来看,CID约为120ppi、仪表群约为170ppi是没有问题的。但针对副驾驶席和后座的显示器则需要实现全高清(full HD)。夏普正面向仪表群开发167ppi的12.3英寸(1920×780像素)液晶屏,面向CID开发158ppi(1920×1080像素)的14型液晶屏(图5)。

  很多部件厂商指出,“欧洲汽车厂商已经开始要求全高清”,而且还听说今后会继续推进高精细化,“高档车可能还会采用4K产品”。

  液晶屏用于车载用途时存在的课题低温特性方面,需要在低于-20℃的环境下也能高速响应的显示技术。尤其是在严冬时节启动发动机后立即要使用的后方视野显示系统和夜间监控系统等,采用液晶屏时,可能无法显示人和自行车等移动物体。

  针对这一课题,夏普开发出了在-30℃的低温环境也能在150ms启动的液晶面板(图6)。据该公司介绍,通过在开/关液晶屏时强制加载电场,缩短了液晶屏的响应时间注2)。

  夏普开发出了低温时也能高速响应的液晶屏。在-30℃也能实现150ms的响应性。这样就可以消除车辆在低温环境启动时的摄像头安全系统故障。(图由《日经电子》根据夏普的资料制作)

  另外,德州仪器(TI)表示,通过为HUD等采用利用MEMS反光镜机械驱动的DLP,可解决低温特性的课题。

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