Technologie průhledových displejů (anglicky: head-up display, HUD) má svůj původ v letectví a v současnosti se používá především v automobilech. Díky spolupráci zobrazovací jednotky, optického modulu a projekční plochy se důležité informace promítají přímo do zorného pole řidiče. Jak přesně to funguje? A jak se vyrábějí jednotlivé komponenty?

Průhledový displej (anglicky: head-up display, HUD) znamená promítání informací do zorného pole řidiče. Například automobil: Na čelním skle se zobrazují informace jako rychlost, navigační pokyny nebo varovná hlášení, jakoby se před kapotou nacházel displej. Řidič nemusí spouštět oči ze silnice, což zvyšuje bezpečnost. Odtud pochází i název; head up displej znamená v překladu displej pro vzpřímenou hlavu.

Vývoj displejů HUD od letectví k výrobě automobilů

Historie displejů HUD sahá do 40. let minulého století, kdy byly poprvé použity v zaměřovačích bitevních letounů. Postupem času se z těchto systémů vyvinuly komplexní projektory na čelní sklo. Stal se z nich standard i v civilních letadlech, např. v Airbusu A350 a v Boeingu 787.

Technologie se rychle rozšířila do automobilového průmyslu. HUD displej použil již v roce 1988 Nissan v modelu Silvia S13 a General Motors v Oldsmobilu Cutlass Supreme.

Tři základní komponenty: Jak fungují HUD displeje?

HUD se skládá ze tří hlavních komponent: zobrazovací jednotky, optického modulu a projekční plochy. Zobrazovací jednotka je počítač se světelným zdrojem LED pro vytváření obrazu.

Toto světlo dopadá nejdříve na optickým modul, který je srdcem HUD. Tento tzv. kolimátor obsahuje jednoduché, ale přesné fyzické prvky. Čočka nebo asférické zrcadlo lámou divergentní rozbíhavé světlo do paralelních paprsků. Kvůli omezenému montážnímu prostoru se používá několik čoček a sklopných zrcadel. Pokud nesplňují nejvyšší požadavky, nelze na sklo promítat čistý obraz.

V technologii HUD se projekční plocha také nazývá slučovač. Jedná se o polopropustné zrcadlo, které propouští okolní světlo, odráží světlo HUD a vytváří tak společný pohled na okolí a HUD. Jestliže je slučovač integrován v čelním skle, hovoříme o HUD na čelním skle. Pokud je realizován jako externí plastová destička namontovaná mezi řidičem a čelním sklem, nazývá se kombinovaný HUD.

Přehled výroby důležitých prvků HUD

Externí destička slučovače je z plastu a má asférický tvar. Má přísné tolerance, které umožňují vytvoření ostrého a nezkresleného obrazu. Hrana destičky je frézovaná tak, aby byla pro řidiče neviditelná. Je také odolná proti poškrábání a je opatřená vrstvou proti odleskům.

Jestliže je slučovač integrován do čelního skla, plní jeho funkci často bezpečnostní fólie vrstveného skla. Sklo se skládá ze dvou skleněných vrstev a PVB fólie mezi nimi, která v případě nehody zabraňuje vytváření střepin. Má klínový tvar, který zajišťuje ostrou projekci bez zdvojených obrazů, vyrovnává odrazy mezi jednotlivými vrstvami skla a sklon čelního skla vůči řidiči a optickému modulu.

V tomto modulu je namontována přesná optika z technických polymerů. Cyklické olefinové kopolymery (COP) je skupina plastů hojně využívaných v optickém průmyslu. Používá se tam, kde lze sklo nahradit plasty: například v objektivech fotoaparátů mobilních telefonů nebo v HUD.

Vstřikováním lze vyrábět čočky s minimálním rizikem vzniku vad, jako jsou šmouhy nebo bubliny. Po odlití se optika brousí a leští a opatří se dielektrickou a antireflexní povrchovou úpravou.

Hotové komponenty procházejí přísnou kontrolou kvality. Při ní se používají vysoce přesné měřicí přístroje, jako jsou interferometry a rastrovací elektronové mikroskopy. Poslední kalibrace a kontrola celého modulu zajišťují, aby splňoval vysoké kvalitativní standardy, než bude integrován do hotového systému HUD.

Výhled: Budoucnost HUD

Budoucnost automobilových displejů HUD je slibná a inovativní. Zatímco doposud byl technologií HUD vybaven pouze každý desátý automobil, má tento podíl do roku 2030 vzrůst na téměř 40 %. V rámci tohoto vývoje se do popředí dostávají především displeje HUD na čelním skle. Rozšiřuje se však i použití technologie HUD s rozšířenou realitou. Přímo do reálné jízdní situace se například nahrávají výstražné pokyny. Dalším impulzem jsou rostoucí nároky koncových zákazníků. Budoucí generace displejů HUD nebudou nabízet pouze rozsáhlé informace v reálném čase, jsou myslitelné také v kontextu autonomních vozidel jako hlavní rozhraní mezi člověkem a strojem.

Co to však přinese pro aftermarket? Budou mít nezávislé autoservisy přístup k těmto technologiím a budou se náhradní díly vůbec nabízet na aftermarketu? To se pravděpodobně dozvíme až za několik let.