HUD

HUD (ingliskeelne lühend sõnadest Head-Up Display või Heads-Up Display) on tehnoloogia, mis võimaldab igasugusel läbipaistval ekraanil kuvada andmeid nii, et vaataja ei pea nende nägemiseks oma peamisest vaatepunktist kõrvale vaatama.

Nimetus "Head-Up Display" tuleneb sellest, et juht või piloot saab kuvatavat informatsiooni näha pead otse hoides, selle asemel, et ta peaks vaatama mujal asuvaid näidikuid.

Kuigi see tehnoloogia töötati kõigepealt välja sõjaväe õhujõudude jaoks, on HUD nüüdseks saadaval ka paljudes tsiviilsõidukites – reisilennukites, autodes ja mujal.

Ülevaade

HUD monteeritud PZL TS-11 Iskra õppelennukile koos kombinaatori ja kumera läätsega

Tüüpiline HUD sisaldab kolme põhilist komponenti: projekteeriv üksus, kombinaator ja arvuti.^[1]

Projekteeriv üksus tüüpilises HUD-süsteemis on optiline kollimaator: kumer lääts või nõgus lääts koos kineskoobiga (CRT – Cathode Ray Tube), valgusdioodiga (LED – Light Emitting Diode) või vedelkristallkuvariga (LCD – Liquid Crystal Display). Selline seadistus kuvab pildi, kus valgus on paralleelne, st tajutakse olevat lõpmatu.

Kombinaator on tavaliselt nurga all olev lame klaas (valgusejaotur), mis asetseb otse vaataja ees – see suunab projekteeritud pildi nii, et piloodi jaoks paistaks see nii nagu oleks kujutis sõiduki ees õhus. Kombinaatorid sisaldavad spetsiaalset katet, mis peegeldavad monokroomse valguse projektorilt klaasile, samal ajal lastes läbi teised valguse lainepikkused. Mõnede kombinaatorite puhul kasutatakse ka kumerat pinda, et taasfokuseerida projektorilt tulev kujutis.

Arvuti moodustab liidese projekteeriva üksuse ja kuvatava süsteemi/andmete vahel ning genereerib pildid ja sümbolid, mis projekteeritakse klaasile.

Tüübid

Lisaks statsionaarselt paigaldatud HUD-le on olemas ka HMD (Head-Mounted Display või Helmet-Mounted Display). HMD on üks HUD tüüpe, mis võimaldab pildil/ekraanil liikuda kaasa piloodi nägemisväljaga.

Paljud nüüdisaegsed hävituslennukid (näiteks F/A-18, F-16 ja Eurofighter) kasutavad mõlemat, HUD ja HMD, tehnoloogiat samaaegselt. F-35 Lightning II disainiti ilma HUD-süsteemita, toetudes ainult HMD-tehnoloogiale, mis teeb sellest esimese nüüdisaegse hävituslennuki, millel puudub täielikult statsionaarselt paigaldatud HUD.

Põlvkonnad

HUD-ekraanid on jaotatud nelja põlvkonda, kajastades tehnoloogiaid, mida on kasutatud kujutiste projekteerimiseks.

Esimene põlvkond – kasutab katoodkiiri (CRT) genereerimiseks pilti fosforekraanile, mille puuduseks on see, et fosfor kattega ekraan kulub aja jooksul. Enamikus tänapäevastes HUD-ides on kasutusel seda tüüpi tehnoloogia.
Teine põlvkond – kasutab tahkes olekus valgusallikat, nagu näiteks valgusdiood (LED), mis on moduleeritud vedelkristallekraanil (LCD) pildi kuvamiseks. Need süsteemid ei tuhmu ega vaja nii kõrgeid pingeid nagu esimese põlvkonna HUDid.
Kolmas põlvkond – kasutab optilisi lainejuhtmeid, mis loovad pildi otse kombinaatorile – ei kasutata enam projekteerivat üksust.
Neljas põlvkond – kasutab skaneerivat laserit fotode või isegi video kuvamiseks selgel läbipaistval pinnal.

Uuematel mikroekraanitehnoloogiatel, sh vedelkristallekraanidel (LCD), on kasutusele võetud ka vedelkristall räni (LCoS – Liquid Crystal on Silicon), digitaalne mikropeegliseade (DMD – Digital Micro-mirror Device) ja orgaaniline valgusdiood (OLED – Organic Light-Emitting Diode).

Autod

General Motors võttis HUD-ekraanid kasutusele 1988. aastal, kui esimesed seda tüüpi värvilised ekraanid paigaldati Corvette C5-le. Nissan pakkus HUD-ekraane Nissan 240SX-le aastatel 1989–1994^[2]. Toyota avaldas selle süsteemi Toyata Crow Majestal 1991, mida müüdi ainult siseturul. 2003. aastal sai BMW-st esimene Euroopa autotootja, mis pakkus HUD-ekraane. HUD on muutunud järjest kättesaadavamaks lisavarustuseks autoturul, mis tavaliselt võimaldavad autoklaasidele kuvada spidomeetrit, tahhomeetrit ja navigatsioonisüsteemi. Öise nägemise informatsiooni on võimalik kuvada mõnedel General Motorsi, Honda, Toyota ja Lexuse sõidukimudelitel. Mõned autotootjad nagu Audi, Citroën, Saab, Nissan ja Kia pakuvad HUD-süsteeme vaid üksikutes sõidukimudelites.

HUD-tehnoloogia on tulnud müügile ka mootorratturikiivrite jaoks.^[3]

Viited

↑ "Spatial disorientation in aviation By Fred H. Previc, William R. Ercoline".
↑ "Nissan 240 Review".
↑ "Mike, Werner. "Test Driving the SportVue Motorcycle HUD". Motorcycles in the Fast Lane". Originaali arhiivikoopia seisuga 30. märts 2010. Vaadatud 9. detsember 2012.

[1] "Spatial disorientation in aviation By Fred H. Previc, William R. Ercoline".

[2] "Nissan 240 Review".

[3] "Mike, Werner. "Test Driving the SportVue Motorcycle HUD". Motorcycles in the Fast Lane". Originaali arhiivikoopia seisuga 30. märts 2010. Vaadatud 9. detsember 2012.

[1]

[2]

[3]