泽景课堂 | HUD之重影
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HUD机体自带PGU(成像单元)成像,通过内部多次光路折返,将图像投射至前风挡玻璃并反射进入人眼,驾驶员便能在前方看到一个远距离并放大的虚像。HUD投射出来的虚像,可以根据需要显示车辆、娱乐、ADAS、导航等各种信息,并且清晰地呈现在车辆前方,驾驶员无需低头即可快速便捷地获取这些信息,极大提升驾驶安全性和舒适性。


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在HUD系统的成像光路中,前风挡玻璃是一个重要的光学元件,其设计与虚像的显示效果密切相关。前风挡玻璃由内外两层玻璃和PVB中间膜构成,其有内外两个面,都会反射光线。普通前风挡玻璃PVB中间膜的厚度是均匀的,即内外两个面是平行的,同一个入射光线会在玻璃上形成两个反射光线,被人眼同时接收时,便会形成重影,出现两个虚像,这种现象我们称之为重影(图1图2)。重影的出现,使得HUD的成像质量大打折扣,给驾驶员带来不适的目视效果。


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目前,多采用楔形PVB膜夹层玻璃,这种玻璃的内外表面有一定的夹角,整体呈上厚下薄的状态,通过合适的楔形角设计使得玻璃内外表面的反射光线接近重合,从而避免出现目视可见的重影(图3)。这种重影改善方案使用前后的效果如图4图5所示。不过楔形PVB膜夹层玻璃需要针对不同的车型进行定制,因此开发周期长、成本高。除此之外,还存在其他技术,如镀膜风挡玻璃、算法优化等,也能在一定程度上减轻重影。


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重影是HUD的一项重要评价项目,需在实验室进行测试评估是否满足产品标准,除人眼主观评价外,一般使用全站仪测试重影,批量化测试可以用摄像头替代。


1) 通过测试软件发送命令,输入重影测试图(图6),使HUD输出重影界面(图7),亮度(占空比)调为50,高度调为中心眼盒的高度;


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2) 全站仪(图8)调至中心眼盒中心位置,调整全站仪目镜使十字叉丝清晰,调节调焦手轮,直到虚像最清晰;


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3) 目视图像,寻找虚像重影量较大的几个位置;


4) 旋转全站仪,将全站仪十字叉丝对准目视重影量较大的位置;


5) 锁死全站仪水平旋转钮,微调竖直旋转钮,将全站仪十字叉丝对准上重影直线的中心,读出此时的竖直角度(VA);


6) 向下微调全站仪竖直旋钮,将全站仪十字叉丝对准下直线的中心,读出此时的竖直角度(VA);


7) 将步骤5与步骤6的角度相减得b’;


8) 重影量=tan(b'/60)×成像距离;


9) 调节光学台架的竖直调节摇杆至上、下眼盒中心位置,将虚像调至上、下眼盒位置,重复步骤2-8,可得上、下眼盒的重影量。


重影是HUD成像效果的影响因素,也是泽景设计评审规范中的重要指标,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。


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原文始发于微信公众号(泽景 NEW VISION):泽景课堂 | HUD之重影

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