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Bientôt dans nos voitures, l'afficheur tête haute holographique

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Un nouveau type de projecteur, basé sur l'holographie, vient de montrer ses avantages : petite taille, image toujours nette et fabrication bon marché. Une des premières applications pourrait être l'affichage d'informations en « tête haute », sur le pare-brise voire, c'est nouveau, dans les rétroviseurs.

Schéma de principe. Une lumière cohérente (donc venant d'un laser), ici notée ʎ, traverse un hologramme dessiné sur un écran transparent LCOS (huv. L'image ainsi créée est reprise par une lentille de focale f et visible à une distance f. © Light Blue Optics

Venu de l'aviation, le principe de l'affichage tête haute (HUD, pour head-up display) est apparu en automobile il y a longtemps (Pontiac le proposait sur sa Grand Prix en 1998) mais reste réservé à des modèles haut de gamme. La technique a peu varié, si ce n'est l'adoption des LED comme source de lumière.

Le procédé est resté le même. Un projecteur, inclus dans le tableau de bord, envoie une image sur une partie semi-réfléchissante du pare-brise et le conducteur voit les indications (au moins la vitesse) par transparence.

Plutôt volumineux, l'ensemble a semble-t-il un peu de mal à s'intégrer dans un petit tableau de bord. On peut penser que les picoprojecteurs, dont certains parviennent à s'insinuer à l'intérieur d'un téléphone ou un appareil photo, pourrait constituer une solution mais leur puissance est sans doute un peu faible.

Dans le rétroviseur extérieur, des informations sur les vitesses des autres véhicules. © Light Blue Optics

Une entreprise britannique, Light Blue Optics (LBO), vient de présenter une technique de projection bien plus compacte. Le prototype a été montré au symposium Society for Information Display's Vehicles and Photons 2009 et prend la forme d'un rétroviseur, intégrant le système de projection complet. Ce choix démontre surtout le faible encombrement de l'appareil, qui forme une image semblant flotter à 2,5 mètres de la vitre.

Un procédé utilisable, sans doute, en dehors des rétroviseurs...

LBO utilise une technique holographique qui, en soi, n'est pas nouvelle. Il ne s'agit pas de former un hologramme, c'est-à-dire une image tridimensionnelle flottant dans l'espace. Ici, la lumière, provenant de trois lasers (un par couleur primaire), traverse un écran LCD sur lequel a été dessiné un hologramme 2D (c'est-à-dire un motif d'interférences) représentant l'image à afficher. Cet écran, transparent, ressemble à celui des classiques projecteurs LCD, mais utilise des cristaux liquides gravés sur le silicium (LCOSLiquid crystal on silicon), déjà utilisés sur certains projecteurs. Après réfraction au sein de cet écran, l'image définitive est formée et peut être agrandie par une lentille classique.

Le hologramme (à gauche), affiché sur l'écran LCD, produit une image fixe (au milieu, Video Subframe). A raison d'une image toutes les 40 millisecondes, le logiciel peut construire une image, qui paraîtra fixe pour l'œil, dans laquelle le bruit a été fortement réduit (Video Frame). © Light Blue Optics

Avec un tel principe, chaque pixel de l'écran LCD participe - un peu - à créer toute l'image. La première conséquence est une certaine robustesse. Si un pixel de l'écran LCD est défectueux, il affectera très peu l'image et en tout cas ne produira pas une tache. Par ailleurs, avec une lumière laser, l'image, explique LBO, est toujours au point et il est même possible de la projeter sur une surface courbe. Enfin, elle est visible selon un angle de 100°, ce qui permet de l'installer latéralement, dans un rétroviseur par exemple, alors que les afficheurs tête haute classiques ne peuvent être installés que devant les yeux du conducteur.

La principale difficulté de la méthode est de générer ce hologramme en temps réel sur l'écran LCD, ce qui exige une électronique rapide. C'est cet écueil qu'a franchi LBO grâce notamment à une puce spécialisée. Le résultat est un système de projection si compact qu'il peut être installé à l'intérieur d'un rétroviseur, extérieur et même intérieur, le volume total étant d'environ 0,5 décimètre cube.

Un tel système pourrait surimposer diverses informations, explique LBO, comme la vitesse et la distance du véhicule vu dans le rétroviseur. L'innovation pourrait aussi inaugurer une nouvelle famille de projecteurs légers et compacts.

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