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汽车HUD图像杂散光分析及改善方案
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HUD (Head-up Display),抬头显示或平视显示系统。最早来源于军用战斗机的显示系统,现在已经成为汽车智能座舱的一个重要部件。目前HUD 有C-HUD、W-HUD和AR-HUD,但不论是哪一种HUD,都是集合了光学、机械、电子、软件于一体的高技术产物。


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HUD是目视成像系统,它的效果主要是靠人的主观目视,而杂散光是影响HUD成像效果的关键原因,直接会对成像效果造成瑕疵,使得产品评价最终难以受到客户认可。故减弱及消除杂散光是非常有必要的。


HUD杂散光是指外界光源/PGU通过非成像路径,可反射进入用户观察位置,影响正常图像显示的光线


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HUD成像光路从LCD屏-小镜片-大镜片-风挡玻璃-眼盒,所成虚像为红色区域,当存在某一路径杂散光如上图黑色光路所示时,直接会对HUD成像效果造成瑕疵,此时需进行杂散光优化,提升HUD成像效果。


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针对HUD设备杂散光,依据杂散光发生在HUD内部/HUD外部,分为两大类:外部杂散光和内部杂散光。


常见HUD外部杂散光:IP cover杂散光、防尘板外侧杂散光。


常见HUD内部杂散光:LCD屏多次反射杂散光、LCD边框杂散光、反射镜边缘杂散光、防尘板内侧杂散光、阳光倒灌杂散光、近光区域结构件杂散光。

  

部分杂散光原理及实际效果图示:


防尘板外侧产生杂散光


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产生原因:外界光线照亮防尘板弧面,反射光线通过风挡进入眼盒范围,产生杂散光。


反射镜边缘产生杂散光


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产生原因:外界光线照亮大镜片棱边,大镜片边缘因为工艺等问题存在毛刺,光线照射后会形成高亮亮点,通过风挡玻璃反射进入眼盒范围,产生杂散光。


阳光倒灌产生杂散光


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产生原因:外界光线通过大小反射镜聚焦在LCD屏上产生亮斑,再通过大小反射镜,风挡玻璃进入眼盒范围,产生杂散光。


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常规对于HUD杂散光的处理方式有以下几种方式

1. 遮挡杂散光路径

2. 调整杂散光光路

3. 调整反射区域材质,降低杂散光亮

 

以防尘板杂散光举例说明的杂散光改善措施:

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针对于防尘板的杂散光处理方式常规有如下两种:


1.通过整车周边件遮拦入射防尘板光线,根据实际设计空间决定调整IP 面高度,或者下沉HUD位置,避免杂散光产生。


如下图,通过结构件遮光(黑色方块),避免防尘板杂散光入射眼盒范围。


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2.调整防尘板弧面形状,避免防尘板杂散光入射眼盒范围。


如下图,针对实际杂散光发生位置,将原本平滑的杂散光发生位置的防尘板,增大斜率改变杂散光光路,使经过风挡反射的出射光线远离眼盒范围。


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图片HUD杂散光测试设备介绍

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随着客户对于虚像显示效果要求的日益提升,泽景已经将HUD杂散光标准已经作为重要设计要求。相信通过泽景的不懈努力,会用技术让人们看到更精彩的世界。


关注HUD,关注泽景,一起向未来!


文章内容来源泽景公众号-泽景 NEW VISION


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