自动车の进化を牵引する天博体育官网HUD

天博体育官网 hud）は、将来の运転体験に革命をもたらすフォトニクスベースの技术の一つにすぎません。

2024年9月25日-coherent

自动车产业が进化していく中、安全性、利便性、全体的な运転体験を向上させるために、先进的な技术を组み込むことが极めて重要になっています。そうしたイノベーションの一つで、大きな注目を集めているのが、天博体育官网 hud）です。天博体育官网hud hud hud hud hud hudをどのように进化させていくかについて说明します。

ヘッドアップディスプレイの基础

天博体育官网 HUD拡张现実（ar（ar）ディスプレイの一种です。これによりドライバーは、视线を道路に向けたまま、重要な情报を読み取ることができます。车载用 hud hud は、ヘッドマウント式の arディスプレイと似ていますが、1点、非常に巧みに工夫されている箇所があります。ドライバーにメガネをかけさせる代わりに、车のフロントガラスをメガネとして利用し、ディスプレイの出力と実际の视界を融合させるのです。

その结果、 hud ディスプレイは、ドライバーの视线の先に浮かんでいるように见える仮想スクリーンとして出现し、通常は、フロントガラスの数フィート（ 1 ～2m（2m）先に见えるようになっています。hudディスプレイを実际の视界に统合すると、ドライバーの视线移动を减らすことができます。つまり、ダッシュボードに取り付けられたディスプレイを読み取るために道路から目を逸らす必要性が减少します。

ディスプレイエンジンが生成した画像は、各种のレンズまたはミラー（あるいはその両方）を使用して、フロントガラスに统合されたコンバイナーに投影されます。ドライバーは、フロントガラス越しの通常の视界と、投影されたディスプレイの映像を重ね合わせて见ることになります。

フォトニクス：hudの中心部

フォトニクスは、光の生成、操作、検出に关する科学であり、 hud hudの机能の中核を成しています。

光源	レーザダイオードとLED が主な光源です。特にレーザダイオードは、明るく、效率的で、コンパクトである点が支持されており、こうした特性が高解像度ディスプレイの制造を可能にしています。赤、绿、青のレーザダイオードを组み合わせることで、色域が広く、辉度レベルの高いフルカラーディスプレイが実现されます。
导波管	この光学构造物は、光源からディスプレイ表面まで光を导きます。先端材料と制造技术により、光の损失を最小限に抑え、画质を向上させます。
マイクロ光学系	これには、目的の画像を生成するために光を操作するレンズや镜が含まれています。回折光学素子（ doe）は、精密な光の成形と进行方向の制御を行うためによく使用されます。
ビームステアリング	微小电気机械システム（ mems）ミラーなどのソリッドステート

光学系：视覚体験の形成

明度とピントを维持しながら、 hud 画像をフロントガラス（およびその先のドライバーの目

投影レンズ	このレンズは、光源によって生成された画像を拡大し、ドライバーが简単に読み取れるサイズでフロントガラスに投影します。
コンバイナー光学系	コンバイナーとは、投影画像を実際の視界に重ね合わせる半透過式の反射面です。高度なコンバイナーでは、透過性を高め、歪みを最小限に抑えるために、ホログラフィック光学素子（HOE）が使用されています。
フリーフォーム光学系	この独自形状のレンズを使用することで、フロントガラスの曲面の形状をより简単に补正できます。これにより、より小型で效率的な hud の设计が可能となり、视界と画质を向上させることができます。

天博体育官网 HUD

従来のhud hud 2d の情报が表示されます。つまり、スマートフォンの画面やタブレットなどのフラットパネルディスプレイと同様です。 hud 开発の次の段阶は、より高い没入感とインタラクティブな体験を提供する天博体育官网（立体映像）ディスプレイです。天博体育官网hud では奥行き感が得られるため、ドライバーの状况认识能力が向上し、反応时间が短缩されます。また、より充実したコンテンツの提供も可能となります。

天博体育官网 HUD を実现するには、仅かに异なる 2 つの画像を生成し、左右の目にそれぞれ1つの画像を投影する必要があります。これは、人间の目が现実世界で奥行きを认识する方法を模仿したものです。技术的に难しい点は、たとえドライバーの目の位置が変わっても、それぞれの画像を该当する目（左の画像は左目、右の画像は右目）に投影し、これらの画像が常に1つの1つの天博体育官网

これを実现する一つの方法は、现在多くの车両にすでに搭载されている技术を利用することです。それは、特にドライバーの头部と目の动きを追迹するドライバーモニタリングシステム（dms）です。

このディスプレイには、それぞれの目に特定のピクセルのみが見えるようにする光学素子が搭載されています。具体的には、視差バリア、マイクロレンズアレイ、レンチキュラーレンズ、ホログラフィック光学素子（HOE）などの空間選択的な光学素子です。そしてディスプレイが、左目用のピクセルに左画像の情報、右目用のピクセルに右画像の情報を表示するように設定されます。

しかし、ドライバーの头部は静止していないため、それぞれの目だけに见えるピクセルセットは常に変化します。そのため、 dms の视线追迹データを使用してディスプレイを绝えず更新し、左右の目の视界を含むピクセルをシフトさせています。これにより、ドライバーの位置が変わっても、天博体育官网

最近使われ始めたより高度な手法が、いわゆる「ライトフィールドディスプレイ」です。この手法では、 2 つの画像（左右の目の视界）だけでなく、さらに多くの画像が同时に生成されます。また、特定の光学系を使用して、これらの视界のそれぞれを狭い角度范囲内に送ります。

その结果、どの観察位置であっても、それぞれの目には、1つの固有の视界が表示されます。これらの视界は、左右の目の视界が常に「ステレオペア」を形成するように生成されます。つまり、観察者が天博体育官网として解釈できるよう、适切な视差（奥行き）情报を持つ画像となっています。観察者には、头部が动くと异なる视界のペアが见えますが、それらは常に、観察者が天博体育官网

通常、ライトフィールド天博体育官网 HUD は、复数の视点から见ることができる、より自然で连続的な天博体育官网天博体育官网天博体育官网 HUD

より多くの情报を表示できる天博体育官网HUD

HUD ディスプレイに奥行き感を追加すると、ドライバーは、视覚的に圧倒されることなく、はるかに多くのデータを见ることができます。実际、私たちの脳は生まれつき奥行きを认识するように设计されているため、天博体育官网 HUD

将来の天博体育官网HUD では、どのようなことが期待できるのでしょうか。すぐに思いつく可能性の一つは、ナビゲーションデータです。これは、ほとんどの 2D HUD にすでに采用されています。ただし、缲り返しになりますが、表示を天博体育官网

LIDARデータでも天博体育官网HUD の机能を拡张できます。たとえば、障害物を识别したり、车両の进路を横切る可能性が高い他の车、人、动物などの动的な要素を强调表示したりできます。このリアルタイム情报を hud に投影することで、ドライバーは重要な状况を认识し、适切なタイミングかつ十分な情报に基づいて潜在的な危険に対応することができます。

ウェブからのデータを动的に表示することもできます。たとえば、视界に入ってきたレストランをハイライトする、空きスペースがある驻车场を示す、ガソリンスタンドのガソリン価格を表示する、 ev充电ステーションに关する情报を动的に提供するといった操作をhud