ansys顯示部分范圍的案例
Ansys Zemax | 設計抬頭顯示器時要使用哪些工具 – 第三部分
本文為使用OpticStudio工具設計優(yōu)化HUD抬頭顯示器系統(tǒng)的第三部分，主要包含演示了如何使用OpticStudio非序列模式工具正向分析HUD系統(tǒng)的性能以及后續(xù)可能的擴展分析。
上兩篇文章中(第一部分點此查看，第二部分點此查看)，我們主要介紹了如何以逆向方式對于HUD系統(tǒng)進行建模，以及根據(jù)分析系統(tǒng)的初始性能，并結(jié)合具體設計指標了解如何對系統(tǒng)進行控制與優(yōu)化。本篇文章將主要結(jié)合OpticStudio非序列模式功能進行正向HUD系統(tǒng)性能的整體評估。（聯(lián)系我們獲取文章附件）
最終步驟：從顯示器到虛像(正向)
翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)
翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)不是直接一步到位的。鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中的元件翻轉(zhuǎn)工具有一些限制，HUD系統(tǒng)肯定會破壞這些限制，因為該系統(tǒng)包含坐標間斷和非標準表面。
棘手的部分是Z軸是“翻轉(zhuǎn)的”。對于像HUD這樣的非對稱系統(tǒng)，該工具無法正常工作。
另一種解決方案如下所述：
?在鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中，選擇Make Double Pass工具：
該系統(tǒng)在表面12上包含一個反射面，該反射就是LCD。只有我們系統(tǒng)的之后部分才值得關(guān)注。
?表面24是新的STOP表面。首先可以固定表面24的半直徑，將“孔徑”更改為“按光闌大小浮動”，然后將“STOP”表面設置為表面24。
?系統(tǒng)需要整理：刪除從“虛像”到“顯示器”中定義的所有表面；從表面1到11。設計結(jié)果可以在表面13上移除，表面13的厚度是固定值2000mm。“物面厚度(表面0)”設置為0mm。
?表面13即STOP面可以設置為全局坐標參考表面。
展開 Ansys Zemax | 設計抬頭顯示器時要使用哪些工具 – 第二部分
用于以下結(jié)果的視場是總視場，它表示駕駛員看到的最大角度范圍，允許頭部在HUD眼盒內(nèi)垂直和水平移動。它還顯示了兩只眼睛所看到的視差。
整個視場的平均值為：
像散的范圍從80減少到11 waves。下圖使用的是相對比例(顯示設置)，從絕對值中減去平均值。它可以更好地了解整個視場的像差變化：
· 畸變：略高于2%
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)
初始結(jié)構(gòu)
HUD簡介
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。
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。
系統(tǒng)規(guī)格
?虛像距離：2米
?顯示當前車速
?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
?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)
?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
?液晶顯示器尺寸寬為±12.5毫米，高為±5毫米
?放大倍數(shù)=6
設計選擇
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。
HUD設計流程
?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。
?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。
?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。
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