說明

本文介紹了HUD設(shè)計(jì)實(shí)例。

實(shí)例說明

規(guī)格如下：
顯示器尺寸：24*8mm
眼盒尺寸：100*40mm
放大倍率：5 （虛像尺寸 120*40mm）
虛像距離：1.8m

最終光學(xué)系統(tǒng)的整體布局如下圖所示。
從HUD發(fā)出的光被擋風(fēng)玻璃反射并到達(dá)司機(jī)的眼睛。
司機(jī)看到擋風(fēng)玻璃后的虛像。

下圖是HUD局部放大圖。
離開液晶面板（LCD）的光線被一個(gè)平面鏡反射，進(jìn)入一個(gè)自由曲面鏡。
由自由曲面鏡反射的光線再次被平面鏡反射，然后進(jìn)入擋風(fēng)玻璃。

在這樣的光學(xué)系統(tǒng)中，入瞳是駕駛員的眼睛。
如果光線從LCD開始，光瞳位于許多鏡面之外，這就很難找到光瞳的位置。出于這個(gè)原因，在這種情況下使用了逆向追跡。
如果光束是從駕駛員看到的虛像開始的，入瞳的位置就不會(huì)受到光學(xué)器件的影響。然而，需要注意的是，逆向追跡的慧差，畸變以及垂軸色差跟原系統(tǒng)是互逆關(guān)系。
鏡頭數(shù)據(jù)編輯器如下所示。
平面鏡被照亮了兩次，因此平面9的坐標(biāo)斷點(diǎn)的參數(shù)拾取了平面7。
入瞳被設(shè)定為圓周直徑為108毫米，這是駕駛員眼睛位置的變化范圍。
定義一個(gè)100×40毫米的矩形孔徑，只提取必要的光線。
視場尺寸由虛像的大小來定義。

優(yōu)化是通過設(shè)置優(yōu)化向?qū)磉M(jìn)行的，具體方法如下。
對于這個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，將 "光瞳積分法 "設(shè)置為 "矩形陣列"，因?yàn)槿胪蔷匦蔚摹?
勾選 "刪除漸暈光線 "以刪除光圈平面內(nèi)漸暈的光線。

評價(jià)函數(shù)設(shè)置如下：第12行定義了Y方向的放大率，第16行定義了X方向的放大率。

進(jìn)行優(yōu)化后，設(shè)置每個(gè)面的有效直徑。
你可以在光跡圖中檢查通過每個(gè)表面的光通量直徑。

在目前的光學(xué)系統(tǒng)中，面6和面10的孔徑必須相等。

圖像模擬是一個(gè)很有效的評估成像系統(tǒng)的質(zhì)量。

設(shè)置如下：

結(jié)果如下，顯示了圖像的模糊和畸變。
這是整個(gè)眼盒的光線的成像效果。
由于人類瞳孔的直徑約為2-8毫米，實(shí)際可見的模糊度將小于這個(gè)數(shù)字。