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2023-04-26 11:58 |
Ansys Zemax | 設計抬頭顯示器時要使用哪些工具 – 第一部分
本文演示了如何使用OpticStudio工具設計分析抬頭顯示器(HUD)性能，即全視場像差(FFA)和NSC矢高圖。(聯(lián)系我們獲取文章附件) hS<x+|'l
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初始結(jié)構(gòu) ~omX(kPzK
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HUD簡介 ^>]p4Q3 6
以下為HUD的示意圖。液晶顯示器作為光源發(fā)光，光線被HUD的兩個反射鏡反射，然后通過風擋玻璃反射，最后進入駕駛員的眼睛。駕駛員將在道路上看到虛擬圖像，比如給他指示此時的速度影像的投影。 |n* I}w^
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司機在開車時會轉(zhuǎn)動頭部導致視線的偏移，司機的視角我們可以使用眼盒代替。眼盒本質(zhì)上是一個虛擬方框，表示駕駛員眼睛位置的范圍。 ~sk 4v:-
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系統(tǒng)規(guī)格 G?YKm1:w
•虛像距離：2米 5a4;d+
•顯示當前車速 n?:s/6tP
•機械限制：HUD主要受到儀表板下可用空間的限制，風擋玻璃將充當一個分束器 _`ot ||J
•眼盒：駕駛員眼睛的位置在寬度為±50毫米、高度為±20毫米的眼盒范圍內(nèi) E+[K?W5
•瞳孔：在明亮的光線下直徑為2至4毫米，在黑暗中直徑為4至8毫米。對于該研究，它被設置為4毫米 N{oD 1%
•液晶顯示器尺寸寬為±12.5毫米，高為±5毫米 kjjO<x?&*
•放大倍數(shù)=6 .pG_j]
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設計選擇 yg/.=M
HUD的起始結(jié)構(gòu)是一個折疊系統(tǒng)，在儀表板下保持足夠小的尺寸。示例HUD由兩個反射鏡構(gòu)成：一個平面，一個自由曲面。反射鏡在成像系統(tǒng)中具有不增加任何色差的優(yōu)點。系統(tǒng)中自由曲面反射鏡需要被優(yōu)化。 aq[kKS`
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HUD設計流程 ,zz+s[ZH7O
•從虛像到顯示器：設計在序列模式中反向進行。原因從駕駛員看到的虛像開始進行光學系統(tǒng)建模相對容易。然后可以將光闌表面放置在系統(tǒng)的前部，即眼盒所在的位置。在光闌表面上放置一個矩形孔徑，以描述對眼睛位置的限制。 L?<V KT
•從顯示器到虛擬圖像：系統(tǒng)將在序列模式下翻轉(zhuǎn)。允許評估從顯示器到虛像的“真實”性能，即正向性能。 6u R :/PTG
•最后，系統(tǒng)將轉(zhuǎn)換為非序列(NSC)模式。這提供了一個更真實的模型，其中用戶可以包括雜散光分析。它將顯示駕駛員使用抬頭顯示器看到的真實圖像。 \*a7DuVw
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步驟1：從虛像到顯示器(逆向設計) ZShRE"`
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