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2023-04-26 11:58 |
Ansys Zemax | 设计抬头显示器时要使用哪些工具 – 第一部分
本文演示了如何使用OpticStudio工具设计分析抬头显示器(HUD)性能,即全视场像差(FFA)和NSC矢高图。(联系我们获取文章附件) DJ?kQ MxMrLiqU6l 初始结构 ad^7t<a}< 2_@vSwC HUD简介 J
[}8&sn 以下为HUD的示意图。液晶显示器作为光源发光,光线被HUD的两个反射镜反射,然后通过风挡玻璃反射,最后进入驾驶员的眼睛。驾驶员将在道路上看到虚拟图像,比如给他指示此时的速度影像的投影。
s)Bmi ~A<1xszC 司机在开车时会转动头部导致视线的偏移,司机的视角我们可以使用眼盒代替。眼盒本质上是一个虚拟方框,表示驾驶员眼睛位置的范围。 l]Ozy@
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kfaRN^ 系统规格 '51DdTU •虚像距离:2米 ]O
Nf;RH •显示当前车速 UN{_f)E? •机械限制:HUD主要受到仪表板下可用空间的限制,风挡玻璃将充当一个分束器 8z&7wO •眼盒:驾驶员眼睛的位置在宽度为±50毫米、高度为±20毫米的眼盒范围内 QI*Y7R~< •瞳孔:在明亮的光线下直径为2至4毫米,在黑暗中直径为4至8毫米。对于该研究,它被设置为4毫米 D 3m4:z •液晶显示器尺寸宽为±12.5毫米,高为±5毫米 e(7F| G* •放大倍数=6 GtcY){7 wYnsd7@I 设计选择 eqz#KN`n# HUD的起始结构是一个折叠系统,在仪表板下保持足够小的尺寸。示例HUD由两个反射镜构成:一个平面,一个自由曲面。反射镜在成像系统中具有不增加任何色差的优点。系统中自由曲面反射镜需要被优化。 _[|~(lDJl #$p&J1 HUD设计流程 7\*_/[B •从虚像到显示器:设计在序列模式中反向进行。原因从驾驶员看到的虚像开始进行光学系统建模相对容易。然后可以将光阑表面放置在系统的前部,即眼盒所在的位置。在光阑表面上放置一个矩形孔径,以描述对眼睛位置的限制。 >r+Dl\R •从显示器到虚拟图像:系统将在序列模式下翻转。允许评估从显示器到虚像的“真实”性能,即正向性能。 3vx*gfr3 •最后,系统将转换为非序列(NSC)模式。这提供了一个更真实的模型,其中用户可以包括杂散光分析。它将显示驾驶员使用抬头显示器看到的真实图像。 "&;>l<V emp*j@9 步骤1:从虚像到显示器(逆向设计) ab? M\5aJ:cQ+ 初始结构 L&3Ak}sh 为了方便起见,已经构建了一个模板,其中包含所有的初始结构。在附件中即可看到。初始结构中包含整个风挡玻璃的自由曲面模型。风挡玻璃可视为一个扩展多项式表面。 sE87}Lz le%&r | |