はじめに
HUD
HUDは、ドライバーの前方視界に遠方の虚像（速度やナビゲーション表示などの各種情報を含む）を映し出す車載表示システムです。このシステムは、運転中のドライバーの目の動きを最小限に抑え、従来の表示パネルに伴う目と視界の移動を回避し、注意力散漫や疲労を回避します。注意力散漫や疲労を回避しながら、ドライバーは車両支援に関する関連情報を迅速かつリアルタイムで取得できるようになります。
HUDは車両とドライバーとのインターフェースとして安全運転を支援する先進運転支援システム（ADAS：Advanced Driver Assistance Systems）であり、急速に普及が進んでいます。

AR HUD
フロントガラス

3D HUD

アイポイント

コレクションミラー
ヴァーチャルイメージ

凹面ミラー
HUDモジュール

フロントグラス HUD
画像生成ユニット

バーチャルイメージ (20m～100m）
バーチャルイメージ (10m）

ニアフィールド
イメージ (2m）

引用元 ： E-LEAD、日本精機

コンバイナー型 HUD

規格：車載用光学式HUD
SURFACE VEHICLE
STANDARD

J1757TM-2
発行日

ソフトウェアNov.2018+UPRtek
2D イメージング測色計

2018年11月

Standard - Optical System HUD for Automotive
車載用光学式HUDSAE J 1757-2 「自動車用光学式HUD」
ドライバーの視点から HUD ディスプレイの視認性を評価し、生産ラインを検査するために、
UPRtek 2Dイメージング輝度計は、SAE J 1757-2 で定義されている各評価項目の迅速な高解像度測定を提供します。このPCソフトウェアは、米国に本拠を置く AR光学測定システムメーカーと共同で開発されました。

� ソフトウェアで可能なテスト項目
VID (仮想画像距離)

虚像距離

FOV (視野)

視野(Vertical & Horizon)

輝度均一性

輝度均一性
(Eyebox指定位置にて)

コントラスト比 (CR)

輝度のコントラスト

色
回転測定

色度(u’, v’) &色度均一性 (⊿u’v’)
回転 (虚像と目標イメージとのねじれ歪み

ゴーストイメージ

ゴースト像/二重像

バーチャルイメージ距離

不透明パネル(表面)

バーチャルイメージ

フロントガラス

dov = dh-ov
バーチャルイメージサイズ

δCV 514

観察者目線の中心線

測定方向

UV

2CV 536

観察者(目視または測定器)

CE

5dｌ-ｍ
HUDおよび
HUD光学エンジン

1UE 234

CE 5677

LV

89

ヴァーチャルイメージ&ポイント

9LE 8
アイボックス&ポイント

回転角度で、水平と垂直も注目)

MTF (変調伝達関数) HUD虚像の解像度(コントラスト変調の事で、解像度に大いに影響)

アイボックス

像を視認できる範囲

HUD の光学測定要件
輝度ユニフォーミティ

ディストーションゴースト

LNU = [(Lmax - Lmin)/Lmax] x 100%
0.2H

0.3H

0.3H

0.2H

0.2V

0.3V
V

図6-C ポイント5に表示されるHUDの垂直歪み

0.3V

0.2V

H

図７ - 測定ポイントのゴースト測定例

図6-B ポイント5に表示されるHUDの水平方向の歪み

ローテーション

ゴーストMTF
プロット1. ラインペアのコントラストを示しています

フロントガラス

中間フィルムｄｖ

ゴーストイメージ線
主画像線

ｄh

HUDユニット
図6A HUDローテーション

プロット2. コントラスト（各ラインペアの水平 FOV/水平解像度）

HUDのトレンド
レポートリンカー:「世界の自動車用HUD市場規模は、2021年の8億8,000万ドルから2026年までに26億2,000万ドルに成長し、CAGR(年間平均成長率)は約24%になるでしょう。」
AAモータリング調査:「HUD市場は2025年まで年率12%で成長すると予想されており、AR HUD市場は2025年の100万台から2030年には1,200万台に成長すると予想されています。」
BMW CEO、Oliver Zipse @ CES 2023:「大きなダッシュボードのディスプレイは今後 10 年以内に消えるかもしれない」

7,990

単位：万台

4,9782022

5,522

2023

デュアルイメージプレーン- 2.5mの近距離画像と20～100mの遠距離画像で道路をカバー

2024

2025

2026

2027

2028

2029

解像度、明るさ、彩度など優れた画質

自己補正：ソフトウェアが歪みを補正50%の電力効率向上

2030

40%小型化図1. 世界のコネクティッドカー出荷予測
出典：ITRI IEK

3車線の道路をカバー

UPRtek 2Dイメージング測色計 ー HUD用
PC用ソフトウェア

測定結果：FOV

米国のAR光学計測システムメーカーと開発したPCソフトをご用意しております。これは、AR（拡張現実）と同様のHUDアプリケーション向けの光学検査ソリューションを提供できることを意味します。ご要望に応じて、カスタマイズされたPCソフトウェア開発も可能です。
測定項目
センターカラーと輝度
色域面積
MTFとコントラスト
Full On/Full Offコントラスト
シーケンシャルコントラスト
チェッカーボードコントラスト
色均一性
輝度均一性
視野角(FOV)
幾何学的歪み色収差
フリッカー
ANSIコントラスト

仮想画像輝度均一プロファイル、cd/m2

HUD光学測定用PCソフトウェア
仕様書に定められたテスト項目の提供に加え、お客様のご要望に応じてソフトウェアの追加開発や二次開発などのカスタマイズサービスも提供いたします。

UPRtek 2Dイメージング測色計 ー HUD用モデル

解像度(MP) アクティブピクセル ピクセルサイズ

センサーサイズMA120シリーズ

12MP

4096 x 3000

3.45 μm1.1” diagonal

MA310S

３１MP6464 x 4852

3.45 μm27.9 mm diagonal

MA650S

６５MP9344 x 7000

3.2 μm37.36 mm diagonal

UPRtek 2D 測色計は SAE J 1757-2「自動車用光学システム HUD」に準拠しています。

オートメーションとの統合も可能
フロントガラス

アイポイント

コレクションミラー
ヴァーチャルイメージ

凹面ミラー
HUDモジュール

画像生成ユニット

２Dイメージング測色計

UPRtek 2Dイメージング測色計 ー 光学的構造
迅速かつ高精度な2D画像計測システムを実現しました
XYZへ補正CIE等色関数に合致

Lvx/y

2.0ｘ（λ)
y（λ)

1.5

相対感度�

計算z（λ)
1.00.50.0400500600700波長

標準CIE等色関数を満たすように校正され、人間の標準比視感度に合致します。

： 35mm/F1.4

オプション ：100mm / 50mm / 10mm

組込み型
分光放射輝度計

レンズ

XYZフィルター

XYZフィルターが内蔵分光放射輝度計とアライメントを取り、カメラがより正確なデータを取得できるようにします。

減光フィルター

分解能 : １２MP，31MP、65MP

カメラ最大500,000cd/m2まで輝度レンジを拡大可能。
結果*NDフィルター(Neutral-density �lter)を搭載。
ND(25%/10%/1%/0.1%)の4段階から選択可能。

白色光源
ディフューザー

回折格子

センサーアレイ光学的構造の比較
UPRtek2Dイメージング測色計

より少ない誤差XYZフィルターを内蔵分光放射計に合わせる

Lvx/y

結果

XYZへ補正白色光源
ディフューザー

回折格子

センサーアレイ

CIE等色関数に合致
2.0ｘ（λ)y（λ)

相対感度1.5z（λ)
1.00.50.0400

500600700

波長

他社製
2Dイメージング測色計

より大きい誤差

誤差のリスクあり
XYZ誤差でリスク大

カラーフィルターホイールのみ

他社製システム応答（点線）VS
CIE 等色関数 (実線)。

Lvx/y光学的構造の比較
UPRtek2Dイメージング測色計

より少ない誤差XYZフィルターを内蔵分光放射計に合わせる
結果

XYZへ補正白色光源
ディフューザー

回折格子

センサーアレイ

Lvx/y

UPRtek２Dイメージング測色計の構造

CIE等色関数に合致
2.0ｘ（λ)y（λ)

相対感度1.5z（λ)
1.0

0.5

0.0
400

500

600

700

波長

レンズ

組込み型
分光放射輝度計XYZフィルター

Risky with XYZ Error
減光フィルター

カメラ

レンズ

分光放射輝度計無し

XYZフィルター

減光フィルター

カメラ

他社製
2Dイメージング測色計

より大きい誤差

誤差のリスクあり
XYZ誤差でリスク大

別途分光放射計が必要
カラーフィルターホイールのみ色のパフォーマンスを向上させるためには、外部分光放射計と調整する必要があります

他社製システム応答（点線）VS
CIE 等色関数 (実線)。

Lvx/y

一般的な２Dイメージング測色計の構造

従来の 2D イメージング測色計に分光放射計が必要な理由
他社製 z

従来の2Dイメージング測色計は、その固有の光学構造設計により、光の色の取得と計算の基礎としてXYZフィルターのみを使用します。CIE等色関数と比較すると、XYZフィルターには依然として大きな誤差があり、最終的に計算された輝度と色度(x,y)値の正確さに影響します。

CIE z

他社製 y

他社製 x

CIE y

380420460色の取得にXYZフィルターのみに依存する従来の2Dイメージング測色計とは異なり、UPRtek
2Dイメージング測色計は内部光路設計を特徴としており、優れた柔軟性と効率を保証します。

CIE x

500540波長 (nm)

580620660

PCソフトウェアによる校正により、内蔵分光放射輝度計と内部XYZフィルターが直接調整され、操作を合理化しながら正確な色精度が保証されます。UPRtekソリューションは、全体的な設備
700 建設コストのために追加の分光放射計を購入する必要がなく、オンサイト校正を実行するプロセスがシンプルかつ効率的です。

一般的な２Dイメージング測色計の構造

レンズ
例: 従来の2Dイメージング測色計を分光放射計と連携させる必要がありますが、この組み合わせは非常に高価です。

分光放射輝度計無し

XYZフィルター

従来の2Dイメージング測色は、さらに分光放射計と調整する必要があります。

Risky with XYZ Error
減光フィルター

他社製
2Dイメージング測色計

カメラより大きい誤差

誤差のリスクあり
XYZ誤差でリスク大

カラーフィルターホイールのみ

複雑で非常に高価

他社製システム応答（点線）VS
CIE 等色関数 (実線)。

Lvx/y

比較
輝度と色の精度が高いため、装置の総コストは必要な調整のために新しい分光放射計を購入する必要がなく、現場での校正を実行するプロセスはシンプルかつ効率的です。UPRtek 2Dイメージング測色計は、輝度およびカラー イメージング測定に適しています。
モデル

UPRtek 2D イメージング測色計

一般的なイメージング測色計

主要光学構造輝度・色精度用

分光放射輝度計 + XYZフィルターXYZフィルターのみ

輝度/色度精度

良い

誤差のリスク有り

校正機能

簡単
内蔵分光光度計をPCソフトウェアで直接操作

複雑
外部分光放射計の校正はメーカー返送が多数

ソフトウェアサポート

より良い、より速いレスポンスタイム- UPRtekエンジニアによる顧客への直接サポート- アルゴリズム、ソフトウェア、U/Iをユーザーに合わせて柔軟に変更・最適化可能

不便で応答時間が長い- メーカーから直接S/Wサポートは利用できません- ユーザー向けのアルゴリズム、ソフトウェア、U/Iの変更と最適化が困難

UPRtek2Dイメージング測色計

他社製
2Dイメージング測色計

UPRtek 2Dイメージング測色計
� 特長•uImage PCソフトウェアを備えた
2Dイメージング測色計

輝度(cd/m2)、CIE色度(x、y、u’、v’)、CCT(K)、duv、λD(nm)の2D画像測定• 輝度均一性と色均一性と明るさの分布マップ• データキャリブレーション(Dark & Badピクセル/フラットフィールド/直線性/カラーマトリックス(4色))• CCDと内蔵分光放射計の位置合わせの精度が向上• ROIとプログラム可能な領域の多様性(単一/複数/カスケード/自動)• オートフォーカス• XYZの生データ、画像データ、ユーザー指定のレポートフォームによるデータ出力• 高速測定（1ショットあたり約5秒）

UPRtek 2Dイメージング測色計用ソフトウェア
uImage PCソフトウェアを備えた
2Dイメージング測色計

uImage PCソフトウェアは、2Dイメージング測色計から、Lv、x、y、u'、v'、CCT、duv、λD（主波長）、ユニフォーミティなどの多様な測光データを多点またはROIに提供します。
光学文字、シンボル、照明付きグラフィックの測定に適しています。

UPRtek 2Dイメージング測色計用ソフトウェア
� uImage PCソフトウェアの基本ユーザーインターフェース
接続ステータス
接続
制御モード
露光時間設定露光時間単位
プレビュー画像
平均時間
測定時間
測定ボタン
画像保存
画像読み込みXYZデータエクスポート
自動保存
測定データ
分光データ
メッセージ入力

設定

画像の拡大・縮小
UI上の画像の明るさ調整
クロスライン幅
クロスラインUPRtek 2Dイメージング測色計用ソフトウェア
uImage PCソフトウエアは異なるフォーカス方法を提供します。
① マニュアルフォーカス（レンズの手動調整）② ハーフオートフォーカス(ソフトウエアで手動調整)③ オートフォーカス(ボタン一つでソフトウェアによるオートフォーカス)� オートフォーカスは、クリアな画像を得るために最適なフォーカシングをソフトウェアが自動的に計算します。
フォーカス調整前

オートフォーカス機能使用時

推奨UPRtek 2Dイメージング測色計用ソフトウェア
uImage PCソフトウェアは、2Dイメージング測定用のROIを定義するさまざまな方法を提供します

ROI タイプ
ROI サイズ
ROI 形状有効なROI値
L v し き い値 に 基 づ いてさまざまなタイプのDUTに適合しますUPRtek 2Dイメージング測色計用ソフトウェア
uImage PC ソフトウェアは、定義されたROIと、さまざまなタイプのDUTに適合するしきい値に従って、各ROIの結果を計算します。
輝度のしきい値を設定して、結果に影響を与える輝度の低いピクセルを選別します。

マルチ ROI例： 7x5

カスケード ROI
例： 3 col x 3 row

自動 ROI
バイナリしきい値(0～255)、オブジェクトの最小サイズ、ROI 間のギャップをピクセルごとに設定すると、ソフトウェアは自動的に ROI を計算して生成します。

1) LvTH 平均:輝度によるしきい値。
例： 輝度が100nit未満の場合は有効画素として計算されません。

2) %TH 平均:
しきい値 = 最大輝度 x N % TH
例： 最大輝度 = 100nits & 割り当てられた31%
しきい値 = 100nits x 31% = 31nits
その場合、輝度が 31nits より低いピクセルは、ROIの関連データを計算するための有効なピクセルとはみなされません。

3) エリア:
DUT を測定するときに画像サイズを定義し、画像の寸法を補正するのに役立ちます。

UPRtek 2Dイメージング測色計用ソフトウェア
uImage PC ソフトウェアは、各 ROI に従って計算し、各結果を 1 回生成します。
測定データ

分布: ユ ー ザ ー は 線 を 自 由 にドラッグして、この線のすべてのピクセルの輝度分布を確認できます。

分光分布：（画像の中心位置による）

UPRtek 2Dイメージング測色計用ソフトウェア
ユーザーは「上限」と「下限」を設定して、明るさまたは輝度の分布を確認しやすくすることができます。これは、ユーザーがDUTの画像全体の明るさ/輝度の均一性または均一性を監視するのに役立ちます。
また、下図のように「下限値」の数値を大きくすることで、マーキングやグラフィック、文字などの非照射領域を選別することも可能です。一部のクライアントは光漏れを監視するためにそれを使用しています。
輝度分布マップ
上限 ：表示する輝度の最大値を調整します。

光漏れをしっかりコントロール

光漏れが見つかった場合
下限 ：表示する輝度の最小値を調整します。
色：• チェック: カラーマップ• チェックを外す: グレーレベルのマップ

UPRtek 2Dイメージング測色計用ソフトウェア
ユーザーは、割り当てられた各 ROI の CIE 1931 x/y または CIE 1976 u’/v’ 色度値と座標を監視できます。
ユーザーが色の均一性または均質性を監視するのに役立つ、チャート内の割り当てられた各 ROI の色度座標

CIE 1931 x/y および CIE 1976 u’/v’ の両方の色度座標が使用可能です。

ROI No. ROI ポジション

CIE1931x,y値 CIE1976 u',v'値