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車載インフォテインメント・統合コックピットとは？
自動車の未来とその実現課題
車載インフォテインメント、統合コックピットとは何か、車載インフォテインメントを実現するための車載用ディスプレイの課題は何か？その課題を解決するための具体策を解説。高解像度化、マルチディスプレイ、機能安全が要求される中、どう解決すべきかを解説しています。
車載インフォテインメント（IVI：In-Vehicle Infotainment）とは？
「車載インフォテインメント（英語：IVI）」とは、自動車のドライバーや同乗者が必要とする情報や娯楽を提供することで運転をサポートしたり、快適性を向上させたりするものです。
この考え方を理解するには、「インフォテインメント」という言葉について知っておく必要があります。「インフォテインメント」は「インフォメーション（情報）」と「エンターテインメント（娯楽）」を組み合わせた造語です。そして、これらを必要なときに提供するものが車載インフォテインメントになります。
ドライバーや同乗者が必要とする情報には、どのようなものがあるでしょうか。運転をサポートする情報としてはナビゲーションや道路交通情報が代表的です。一方、娯楽としては、音楽や映画といったコンテンツ再生がわかりやすいでしょう。
今後、自動車が高速インターネットに接続されている状態が一般的になると、さらに多くのことができるようになります。ニュースの表示や読み上げ、クラウド上に保存したファイルの取得、映画や音楽のダウンロード、音声認識による操作など、いまパソコンやスマートフォンでやっていることを自動車のなかでより快適に、シームレスにできるようになっていきます。
この考え方を理解するには、「インフォテインメント」という言葉について知っておく必要があります。「インフォテインメント」は「インフォメーション（情報）」と「エンターテインメント（娯楽）」を組み合わせた造語です。そして、これらを必要なときに提供するものが車載インフォテインメントになります。
ドライバーや同乗者が必要とする情報には、どのようなものがあるでしょうか。運転をサポートする情報としてはナビゲーションや道路交通情報が代表的です。一方、娯楽としては、音楽や映画といったコンテンツ再生がわかりやすいでしょう。
今後、自動車が高速インターネットに接続されている状態が一般的になると、さらに多くのことができるようになります。ニュースの表示や読み上げ、クラウド上に保存したファイルの取得、映画や音楽のダウンロード、音声認識による操作など、いまパソコンやスマートフォンでやっていることを自動車のなかでより快適に、シームレスにできるようになっていきます。
車載ディスプレイシステム開発を支援するエプソンディスプレイコントローラ
多様な車載ディスプレイシステム開発を支援するエプソンディスプレイコントローラの製品概要資料などをダウンロードできます
車載インフォテインメントシステム（In-Vehicle Infotainment System）とは？
「車載インフォテインメントシステム」とは、車載インフォテインメントを実現するためのさまざまな仕組みのことです。
つまりスイッチ、タッチパネル、または音声によるユーザーの操作を受け、必要な情報やコンテンツを選択・処理し、スピーカーへ出力したり、ディスプレイへ表示させたりという一連の流れを実現するための仕組みで、さまざまなハードウェア、ソフトウェアで構成されます。
そして、これら構成要素のなかで非常に重要な役割を担っているのが、各種の情報を表示するディスプレイです。
※一般的に「車載インフォテイメント」は“ナビゲーション等＋オーディオ・ビジュアル”を指しますが、ここでは、“メーター表示”まで含んでいます。
つまりスイッチ、タッチパネル、または音声によるユーザーの操作を受け、必要な情報やコンテンツを選択・処理し、スピーカーへ出力したり、ディスプレイへ表示させたりという一連の流れを実現するための仕組みで、さまざまなハードウェア、ソフトウェアで構成されます。
そして、これら構成要素のなかで非常に重要な役割を担っているのが、各種の情報を表示するディスプレイです。
※一般的に「車載インフォテイメント」は“ナビゲーション等＋オーディオ・ビジュアル”を指しますが、ここでは、“メーター表示”まで含んでいます。
センターインフォメーションディスプレイ（CID）とは？
「センターインフォメーションディスプレイ」は言葉の通り、コックピットの中央部分にある大型のディスプレイです。ナビ情報やエンタメ情報などが表示されるもので、車載インフォテインメントの実現には欠かせません。今後はさらに大型化、高解像度化、マルチディスプレイ化が進んでいくと考えられています。
メーターディスプレイとは？
「メーターディスプレイ」は、ハンドルの後ろにあるディスプレイです。走行スピード、ガソリンやバッテリーの残量、エンジンやモーターの回転数、燃費、各種警告灯などが表示されます。運転の安全性にかかわる情報が多く、正しく表示されることを担保したうえで進化していくことが求められています。
ヘッドアップディスプレイ（HUD）とは？
「ヘッドアップディスプレイ」は、フロントガラスに投映することで情報を表示するディスプレイです。フロントガラス一部をそのままディスプレイのように扱うのだと考えるとわかりやすいかもしれません。
ヘッドアップディスプレイに表示されるものは、スピードやガソリン残量といった走行情報のほか、ナビを方向指示程度に簡略化した情報などが一般的です。ドライバーは視線を落とさずに運転を続けることができます。
近年、AR（拡張現実）技術の発達により、さらに進化したヘッドアップディスプレイが登場しています。たとえば、単純にナビ情報を投映するのではなく、フロントガラスの向こうに見える実際の道路に合わせて進行方向を表す矢印を表示することで、より直感的に認識できるようになっています。今後はこのような次世代のヘッドアップディスプレイが主流になっていくと考えられます。
ヘッドアップディスプレイに表示されるものは、スピードやガソリン残量といった走行情報のほか、ナビを方向指示程度に簡略化した情報などが一般的です。ドライバーは視線を落とさずに運転を続けることができます。
近年、AR（拡張現実）技術の発達により、さらに進化したヘッドアップディスプレイが登場しています。たとえば、単純にナビ情報を投映するのではなく、フロントガラスの向こうに見える実際の道路に合わせて進行方向を表す矢印を表示することで、より直感的に認識できるようになっています。今後はこのような次世代のヘッドアップディスプレイが主流になっていくと考えられます。
ヘッドアップディスプレイの最新トレンド「パノラマHUD」とは？
パノラマHUDとは？
最近話題の「パノラマHUD」について説明します。これは従来のHUDとは異なります。ウィンドシールドの下の部分に特殊な黒コーティングを行い、その部分にダッシュボードに埋め込まれたディスプレイ画像を高い光量で投映する新しいタイプのディスプレイです。HUDのような複雑な光学機構を必要とせず、かつ視線を前方に向けたまま必要な情報をコントラストの高い表示により視認できるため、最近にわかに注目されています。また、ウィンドシールドの全幅に渡って投映が可能の為、従来のメーターおよびHUDが行っていた表示に加え、様々なコンテンツの表示が可能となります。
車載インフォテインメントがもたらす自動車の未来像
車載インフォテインメントと先進運転支援システム（ADAS）の連携によって、すでに実現していることがあります。
たとえば、歩行者や別の自動車などの物体検知はその一つです。自動車に搭載したセンサーや高精度GPSを活用することで危険を察知。ディスプレイに表示するだけでなくブレーキをアシストします。また、運転中のドライバーをモニタリングして、安全をサポートするシステムも実現しています。センサーやシートなどに内蔵した心拍センサーによってドライバーの状態をリアルタイムで把握。眠気や不注意など危険があるとシステムが判断した場合、警告音やシートの振動などによって危険回避をうながすのです。
娯楽分野についても実現していることはあります。たとえば、スマホで高音質の音楽をダウンロード。ハイスペックのスピーカーをつないだカーオーディオで再生すれば、自動車のなかにいながらコンサートホールのような臨場感で音楽を楽しめます。
今後、車載インフォテインメントがさらに進化すれば、ますます多くのことが実現するでしょう。
あくまでも予想されることの例に過ぎませんが、自動車がドライバーのスマホに登録されたスケジュールを認識、自動でナビを設定してくれるといったようなことができるようになるかもしれません。AIの技術と融合することで、ドライバーが必要とするニュースを自動的に読み上げたり、好みの音楽を流したりすることも可能になるはず。さらに、自動運転の技術と組み合されれば、食事や談笑、ゲーム、仕事など自宅やオフィスにいるのと変わらない過ごし方ができるようになるかもしれません。
車載インフォテインメントが進化すると、いままで移動のために使っていた時間を好きなことに充てられるようになるのです。
たとえば、歩行者や別の自動車などの物体検知はその一つです。自動車に搭載したセンサーや高精度GPSを活用することで危険を察知。ディスプレイに表示するだけでなくブレーキをアシストします。また、運転中のドライバーをモニタリングして、安全をサポートするシステムも実現しています。センサーやシートなどに内蔵した心拍センサーによってドライバーの状態をリアルタイムで把握。眠気や不注意など危険があるとシステムが判断した場合、警告音やシートの振動などによって危険回避をうながすのです。
娯楽分野についても実現していることはあります。たとえば、スマホで高音質の音楽をダウンロード。ハイスペックのスピーカーをつないだカーオーディオで再生すれば、自動車のなかにいながらコンサートホールのような臨場感で音楽を楽しめます。
今後、車載インフォテインメントがさらに進化すれば、ますます多くのことが実現するでしょう。
あくまでも予想されることの例に過ぎませんが、自動車がドライバーのスマホに登録されたスケジュールを認識、自動でナビを設定してくれるといったようなことができるようになるかもしれません。AIの技術と融合することで、ドライバーが必要とするニュースを自動的に読み上げたり、好みの音楽を流したりすることも可能になるはず。さらに、自動運転の技術と組み合されれば、食事や談笑、ゲーム、仕事など自宅やオフィスにいるのと変わらない過ごし方ができるようになるかもしれません。
車載インフォテインメントが進化すると、いままで移動のために使っていた時間を好きなことに充てられるようになるのです。
統合コックピットとは？
統合コックピットとは、従来はメーターディスプレイで表示していた情報（車速、エンジンやモーターの回転数、ガソリンやバッテリーの残量、ギアシフト、各種警告灯など）と、センターインフォメーションディスプレイやヘッドアップディスプレイで表示していた情報、さらには先進運転支援システム（ADAS）やドライバー監視システム（DMS）なども含めた様々な情報を統合的に管理・表示することをいい、今後普及することが想定されています。これまでメーター、インフォテインメントはそれぞれ別のユニットで構成されていましたが、「統合コックピット」は、全てがひとつのECUで制御されます。これにより、必要なタイミングで必要な情報を最適なディスプレイで表示できるようになり、ドライバー及び同乗者の安全性や利便性向上に寄与するでしょう。
車載インフォテインメントにおける車載用ディスプレイの課題
車載インフォテインメントの進化に伴って、使用するディスプレイに課題が出てきました。
※一般的に「車載インフォテイメント」は“ナビゲーション等＋オーディオ・ビジュアル”を指しますが、ここでは、“メーター表示”まで含んでいます。
ディスプレイの大型化と高解像度化
まずは、ディスプレイの大型化と高解像度化です。かつて自動車のディスプレイと言えば、時刻やナビ、音楽の曲名など限られた情報を表示するものでした。それがバックモニターの映像、モーターバッテリーの残量、ドライバーの運転操作の傾向など、表示対象が増えていくのにしたがって、ディスプレイの大型化・高解像度化が進んでいます。
高い解像度でディスプレイに情報を表示するには、システム全体をハイスペック化する必要があります。このようにディプレイの大型化と高解像度化にどう対応していくかが課題となっています。
ディスプレイの複数化（マルチディスプレイ）
ディスプレイの複数化も課題の一つです。センターインフォメーションディスプレイ、メーターディスプレイのほかに、ヘッドアップディスプレイが搭載されるなど、自動車には複数のディスプレイがあります。もちろん、表示される情報が増えたことで利便性は大幅に高まりました。ただ、どのディスプレイにどんな情報が表示されるのかがわかりづらくなってしまった面もあるかもしれません。
また、複数のディスプレイを組み合わせることで一つの大きなディスプレイを構築するケースも増えています。たとえばセンターインフォメーションディスプレイには、一台のディスプレイが使われるのが普通でした。ところが表示する情報が増えたことで、いくつかのディスプレイを組み合わせて一つのディスプレイとして表示するようになったわけです。ユーザーの利便性は上がりましたが、一つの映像信号を複数のディスプレイに分配する技術面の問題はクリアしなければなりません。
メーターディスプレイの液晶化に伴う安全対策
メーターディスプレイはかつて、スピードやエンジンの回転数などがアナログ的に表示されるものでした。最近では、メーターの一部または全面に配置された液晶画面にデジタル表示するのが主流となっています。
そこで注意しなければならないのが、ガソリンやバッテリー残量、シートベルト、半ドア、サイドブレ―キといった安全に関わる警告灯の表示です。万一、不具合の生じたディスプレイが間違った情報を表示し続けると、ドライバーや同乗者の安全に重大な危険を及ぼします。こうしたことが起きないよう、ディスプレイに異常が起きていることをシステム全体が検知する仕組みが必要になります。
車載インフォテインメント・統合コックピットに貢献する、エプソンの車載ディスプレイコントローラの特長
エプソンは車載インフォテインメント・統合コックピットの実現に貢献する、さまざまな機能を備えた車載ディスプレイコントローラをラインナップしています。大きな特長は、多様化するディスプレイのニーズに対応できることです。
そもそもディスプレイの映像は、SoC（System on a Chip）からの映像信号をディスプレイへ出力することで表示されます。ところが車載インフォテインメントの進化に伴って、SoCが出力する信号とディスプレイに入力できる信号のギャップや規格の不一致などが起きるようになりました。エプソンの車載ディスプレイコントローラをSoCとディスプレイの間に配置することで、こうした問題を解決できます。
ディスプレイの大型化や高解像度化に対応
「S2D13V52 スケーラIC」は、映像の拡大や縮小をおこなうディスプレイコントローラです。
たとえば2880x1080の解像度のディスプレイを表示させたい場合、SoCが出力する映像信号の解像度が最大1920x720の場合、適切な表示はできないため、2880x1080の信号を出力できるSoCを用意しなければなりません。
このギャップを埋めるのが、スケーラICの役割です。SoCとディスプレイのあいだにスケーラICを配置することで、劣化の少ないアルゴリズムで1920×720の信号を2880x1080の信号に変換してディスプレイに送ります。これにより既存のSoCを流用して、より高解像度で高品位のディスプレイシステムを実現します。
映像信号のエラーを察知して、ドライバーへ警告
「S2D13V02 警告灯モニタリングIC」は、映像信号にエラーがないかを監視します。エラーを検知するとSoCに通知するのと同時に、必要な画像処理を施してディスプレイに信号を送ります。
自動車のメーターディスプレイは、ハイエンド車を中心に全面液晶が増えてきましたが、万一メーターディスプレイの警告灯表示に誤りがあると、ドライバーや同乗者の安全性に重大な危険を及ぼします。そこで何らかの原因で映像信号にトラブルが発生した場合は、ディスプレイを黒表示にしたりエラーメッセージを出したりするのです。これによってドライバーは問題が起きていることにいち早く気付くことができます。また警告灯OSDにより必要な警告灯を表示させることも可能です。
映像信号規格の異なるSoCとディスプレイをブリッジ
「S2D13V70 eDP/OpenLDIブリッジIC」は、SoCが出力する映像信号規格とディスプレイに入力できる映像信号規格のミスマッチを解消するブリッジICです。
SoCが出力する映像信号の規格としては「DPまたはeDP」が多くなってきました。その一方、ディスプレイに入力できる信号の規格については、従来の「Open LDI」が主流です。ブリッジICをSoCとディスプレイのあいだに配置することで、こうした規格のミスマッチを解消できます。
ディスプレイの複数化が必要となる場面でもS2D13V70は有効です。SoCからの映像信号を分割し、2つのディスプレイへ別々の映像を出力するスプリッタとして使うことが可能です。
S2D13V40 ヘッドアップディスプレイコントローラ
ヘッドアップディスプレイは、フロントガラスの一部をディスプレイ化する手段です。主にスピード、ナビ情報、ガソリンやバッテリーの残量などが表示されます。ただ、SoCが出力した信号をそのまま投映するだけでは、適切に表示できません。フロントガラスは曲面であるため、歪みが生じてしまうからです。
ヘッドアップディスプレイコントローラは、この問題を解決します。コントローラのなかであらかじめ補正することで、フロントガラスに歪みのない映像を映し出します。
車載ディスプレイシステム開発を支援するエプソンディスプレイコントローラ
多様な車載ディスプレイシステム開発を支援するエプソンディスプレイコントローラの製品概要資料などをダウンロードできます
