Du cockpit à l'automobile

La technologie d'« affichage tête haute » projette des informations importantes directement sur le pare-brise dans le champ de vision du conducteur, ce qui lui permet de garder les yeux sur la route pour plus de sécurité.

La technologie d'« affichage tête haute » trouve son origine dans l'aéronautique.

Grâce à l'interaction de l'unité d'imagerie, du module optique et de la surface de projection, des informations importantes sont directement projetées dans le champ de vision du conducteur.

Des informations telles que la vitesse, les limitations de vitesse, les instructions de navigation ou des messages d'avertissement sont affichées sur le pare-brise comme si un affichage se trouvait devant le capot du véhicule.

Le conducteur n'a pas à quitter la route des yeux, ce qui augmente la sécurité.

D'où le nom de la technologie ; Head-up-Display signifie en français « affichage tête haute ».

Évolution des affichages tête haute de l'aéronautique à la construction automobile

L'histoire des affichages tête haute remonte aux années 1940. Ils ont été utilisés pour la première fois dans les viseurs d'armes des avions de combat. Au fil du temps, ces systèmes ont évolué pour devenir des projecteurs de pare-brise complexes. Entre-temps, ils sont également devenus la norme dans les avions civils tels que l'Airbus A350 et le Boeing 787.

La technologie s'est étendue au secteur automobile.

En 1988, Nissan avait intégré l'affichage tête haute dans la Silvia S13 et General Motors dans l'Oldsmobile Cutlass Supreme.

Trois composants essentiels

Un affichage tête haute se compose de trois éléments principaux : une unité d'imagerie, un module optique et la surface de projection.

L'unité d'imagerie est un ordinateur équipé d'une source lumineuse à LED pour générer l'image.

Comment fonctionnent les affichages tête haute ?

La lumière frappe d'abord le module optique, la pièce maîtresse du système affichage tête haute. C'est dans ce que l'on appelle le collimateur que se trouve la physique simple mais précise. Une lentille ou un miroir asphérique décompose la lumière LED divergente en rayons parallèles. En raison de l'espace limité de montage, plusieurs lentilles et miroirs pliables sont utilisés.

Dans la technologie d'affichage tête haute, la surface de projection est également appelée combinateur. Il s'agit d'un miroir semi-transparent qui laisse passer la lumière ambiante et reflète la lumière de l'affichage tête haute, créant ainsi une vue commune de l'environnement et de l' affichage tête haute. Si le combinateur est intégré au pare-brise, on parle d'affichage tête haute de pare-brise. S'il est réalisé sous la forme d'une plaque en matière plastique externe insérée entre le conducteur et le pare-brise, le système est appelé combinateur d'affichage tête haute.

Vue d'ensemble de la fabrication des principaux éléments de l'affichage tête haute

La vitre externe du combinateur est en matière plastique et de forme asphérique. Elle présente des tolérances étroites afin de permettre une représentation nette et non déformée de l'image. Le bord de la vitre est fraisé de manière à être invisible pour le conducteur. Elle est résistante aux rayures et revêtue d'un traitement anti-reflets.

Si le combinateur est intégré au pare-brise, c'est le film de sécurité en verre feuilleté qui fait office de film de sécurité. La vitre se compose de deux couches de verre et d'un film PVB intermédiaire qui empêche le verre de se briser en cas d'accident. Pour une projection nette sans image double, elle est conçue en forme de coin car cela compense les réflexions entre les différentes couches de vitre ainsi que l'inclinaison du pare-brise par rapport au conducteur et au module optique.

Des optiques de précision en polymères techniques sont intégrées dans ce module. Le Cyclo Oléfine Polymère (COP) est un groupe de matières plastiques répandu dans l'industrie optique. Il est utilisé là où le verre peut être remplacé par du plastique. C'est la cas dans les objectifs d'appareils photo des téléphones portables ou dans les affichages tête haute.

Le procédé de moulage par injection permet de fabriquer des lentilles avec un risque minimisé de défauts tels que des stries ou des retassures. Après le moulage, les optiques sont meulées et polies, puis recouvertes de revêtements diélectriques et antireflets.

Les composants finis sont soumis à un contrôle de qualité rigoureux. Des instruments de mesure de haute précision tels que des interféromètres et des microscopes électroniques à balayage sont utilisés à cet effet. Un dernier étalonnage et une dernière vérification de l'ensemble du module permettent de s'assurer qu'il répond aux normes de qualité élevées avant qu'il ne soit finalement intégré dans le système d'affichage tête haute complet.

Perspectives : l'avenir des affichages tête haute

Plus de 30 marques automobiles proposent des affichages tête haute.

Sur les modèles haut de gamme, les dits affichages tête haute sont montés en série.

L'avenir des affichages tête haute automobiles est prometteur. Alors que jusqu'à présent, une voiture neuve sur dix seulement était équipée d'un affichage tête haute, ce taux devrait atteindre près de 40 % d'ici 2030. Dans le cadre de cette évolution, les affichages tête haute de pare-brise sont mis en avant.

Mais les affichages tête haute à réalité augmentée gagnent du terrain. Les avertissements sont directement intégrés dans la situation de conduite réelle.

Les futures générations des affichages tête haute fourniront non seulement des informations complètes en temps réel, mais pourront également servir d'interface centrale entre l'homme et la machine dans le contexte des véhicules autonomes.

Source: Surplex