說明

本文介紹了HUD設計實例。

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實例說明

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

最終光學系統(tǒng)的整體布局如下圖所示。

從HUD發(fā)出的光被擋風玻璃反射并到達司機的眼睛。

司機看到擋風玻璃后的虛像。

下圖是HUD局部放大圖。

離開液晶面板（LCD）的光線被一個平面鏡反射，進入一個自由曲面鏡。

由自由曲面鏡反射的光線再次被平面鏡反射，然后進入擋風玻璃。

在這樣的光學系統(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，入瞳的位置就不會受到光學器件的影響。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的坐標斷點的參數(shù)拾取了平面7。

入瞳被設定為圓周直徑為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)化是通過設置優(yōu)化向?qū)磉M行的，具體方法如下。

對于這個光學系統(tǒng)，將 "光瞳積分法 "設置為 "矩形陣列"，因為入瞳是矩形的。

勾選 "刪除漸暈光線 "以刪除光圈平面內(nèi)漸暈的光線。

評價函數(shù)設置如下：

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。

進行優(yōu)化后，設置每個面的有效直徑。

你可以在光跡圖中檢查通過每個表面的光通量直徑。

在目前的光學系統(tǒng)中，面6和面10的孔徑必須相等。

圖像模擬是一個很有效的評估成像系統(tǒng)的質(zhì)量。

設置如下：

結(jié)果如下，顯示了圖像的模糊和畸變。

這是整個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，實際可見的模糊度將小于這個數(shù)字。