汽車HUD的案例
汽車知識科普之二：懸浮的“儀表盤”——HUD技術
其中WHUD和AR-HUD是利用汽車前擋風玻璃把虛像光線反射到駕駛員眼睛中，CHUD是利用一塊透明玻璃板反射虛像到駕駛員眼睛中，透明玻璃板正對駕駛員放置于汽車前擋風玻璃與儀表臺之間。其中把虛像反射到駕駛員眼睛中的汽車前擋風玻璃或者透明玻璃板叫做汽車 HUD 的組合器，其作用是使駕駛員能夠同時看到虛像與車外環境③。三種類型HUD的技術與功能優缺點對比如下表1：
平視顯示器技術目前仍處于研發與應用的早期階段，HUD 的發展仍面臨諸多技術難點。第一，圖像焦點到眼睛的距離仍然很短，這一參數極大的限制著HUD 的顯示效果。第二，溫升控制。HUD 一般布置在儀表的前方，完全暴露在太陽光下，因此HUD 雖然在駕駛艙內使用，但也經受著高溫環境的考驗。
未來HUD的研發將有以下幾大趨勢：第一，HUD 將不斷由C-HUD、W-HUD 向AR-HUD發展，AR-HUD可以追蹤人眼位置，引入補償算法將導航信息與地面結合；第二，基于波導技術的AR-HUD 其空間容量具有較大裝車優勢④，未來有望實現量產應用有源全息波導技術；第三，單一處理器是HUD 的技術趨向，具備強大計算能力的單一處理器支持一芯多屏，實現“中控液晶儀表+HUD+其他功能”的融合體驗。隨著人機工程、工業設計、交互設計等學科的不斷發展，HUD的設計要旨必然隨之發生變化。例如，在自動駕駛的情景下，HUD將不再需要出現在前擋風玻璃上，可能轉變為座位延展出的一塊半透明玻璃；具備手勢、語音甚至腦電波交互等功能。
展開 Zemax和其它光學軟件在汽車HUD設計中的應用
會議內容
汽車抬頭顯示器HUD能夠讓駕駛員安全有效地讀取行車過程中的重要信息，包括車速、警示信號、導航指示等ADAS信息，所以關于HUD的相關設計是汽車駕艙中的重要技術方向。對于如何更好地設計和分析HUD抬頭顯示器，光研科技南京有限公司特別為大家舉辦一場主題為《Ansys光學解決方案在HUD中的應用》的網絡研討會！
本次研討會將首先對HUD和其發展現狀及相關技術做簡單的介紹，然后再為大家講解Ansys光學解決方案中如何設計和分析HUD系統的問題，其中包含工作流中Zemax、Speos和Lumerical分別在HUD設計中的詳細應用，實現HUD微觀到宏觀的設計，并模擬真實環境下駕駛員視角的場景信息，以此衡量HUD的整體設計效果。歡迎大家預約報名！
會議時間
2023年3月16日10:00-11:00
講師介紹
劉寧寧|光研科技南京有限公司技術經理
哈爾濱工程大學光學工程碩士學位。負責光學解決方案項目、中國地區光學軟件的技術和培訓課程，在光學項目設計開發、技術指導、課程培訓等方面積累了大量的實戰和教學經驗。
先后主導了AR-HUD、汽車智能大燈、冬奧會定制項目、VR眼鏡、Tof鏡頭、VCSEL準直光路、熒光檢測系統等項目的開發和制作。在LED照明、激光、光通信等光學系統設計領域，也有著豐富的設計研發經驗，曾負責省科技廳支撐項目LED矩陣照明系統開發，教育照明系統項目設計開發，LED拷貝臺項目設計開發。同時在LED產品的光色電、安規檢測等方面有著豐富的經驗。
共發表相關專利7篇。曾受聘于南京理工大學電光院，作為兼職教師，為期五年。指導數名研究生畢業設計課題。
展開 Ansys SPEOS汽車抬頭顯示器（HUD）的設計與分析
HUD光學分析
Ansys SPEOS HUD光學分析是一種自動化功能，用戶只需要輸入PGU、反射器、擋風玻璃或者Combiner屏幕，就可以對汽車抬頭顯示器虛擬圖像的質量進行鑒定?？梢栽趲追昼姸皇菐滋靸?，快速提供一流的HUD反射器形狀設計，并進行設計和性能分析。
該功能方便了相關內部部門（負責HMI電氣、封裝、安裝玻璃和GD&T的部門)之間的溝通，方便了客戶和供應商之間的溝通。為力學和光學提供了統一的數字化樣機經驗，提升了全球層面的協作。
圖7 HUD圖像質量分析
自動化分析易于執行：這種智能嵌入式軟件無需用戶掌握光學專業的知識。它提供了描述系統性能的光學衡量指標，包括圖像失真、圖像清晰度、重像和視差。該分析還能提供直觀的可視化效果，以便更好地理解先進的光學和視覺概念。分析報告可以基于汽車標準，也可以根據特定汽車制造商的光學衡量指標定義和驗收標準定制。
此外，SPEOS HUD光學分析能夠分析具有基于三維NURBS或測量網格表面的幾何定義的HUD的性能。您可以執行抬頭顯示器的逆向工程來評估已經制造出來的擋風玻璃的性能，以提出校正畸變設計變更方案。
可視化HUD外殼材質對投影圖像的影響。通過改變外殼材質，可消除左側圖片上可見的明顯的雜散光，如右圖所示。左右圖對比表明，即使在掠射角下，也能保證極低反射率。
最后，分析功能可以生成彎曲變形數據，以對預失真圖像校正進行反饋。也可以導入彎曲變形信息。在這兩種情況下，通過仿真車輛嵌入式軟件的變形過程來計算光學衡量指標，以反映整個HUD系統的光學性能。
CNC兼容性
SPEOS HUD Design & Analysis與計算機數控(CNC)加工兼容。用戶可以直接將有關SPEOS生成的光學表面的信息導出為多項式系數。
展開 抬頭顯示系統HUD（一）：HUD系統概述
作者 | HYZY
出品 | 焉知
知圈 | 進“芯片社群”請加微信13636581676，備注芯片
一、 HUD技術起源
抬頭顯示系統HUD（Head-up display）是一項從反射器瞄準器中演變而來的技術，二戰前用在q械瞄具和戰斗機瞄具上。二戰之后，HUD技術開始逐步應用到戰斗機上，可將速度、高度、雷達信息、瞄準器等顯示在戰斗機的座艙罩或透明板上，飛行員不必低頭，即可看到所需要的重要信息。
到了現代，戰斗機上的HUD逐漸被頭盔式顯示器（HMDS）取代，包括美軍的F35和我軍的J20都已應用HMDS。
圖 1 戰斗機及汽車上的HUD
到了上世紀八十年代，通用汽車收購了航天和國防制造公司Hughes Aircraft，之后HUD技術開始在汽車上出現。1988年，通用汽車在Oldsmobile Cutlass Supreme Indy 500 Pace Car上應用了HUD，是世界上首款采用HUD技術的汽車。最初的汽車HUD系統顯示的信息有限并且顏色單一。
自此之后，HUD系統開始逐漸裝備在跑車和高檔轎車中，且其技術開始朝著信息化、數字化的方向發展：
1991年，豐田在皇冠Majesta上搭載了HUD；
1997年，通用在其車型“Corvette”第五代車型上首次搭載了彩色顯示HUD；
2003年，寶馬成為了歐洲第一家使用HUD技術的汽車公司，奔馳、奧迪也隨后開始使用HUD技術。
在HUD技術發展的前期階段，因為顯示效果差、成本高，一直沒有得到廣泛應用，甚至被認為是雞肋。直到2020年，奔馳S級發布AR-HUD（增強現實型抬頭顯示系統），HUD再次得到廣泛關注。
展開 
領取視頻 | 使用 Zemax OpticStudio 設計汽車抬頭顯示器（HUD）
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Zemax OpticStudio 如何模擬抬頭顯示（HUD）系統
通過這篇文章我們了解到如何在 OpticStudio 中創建抬頭顯示系統。抬頭顯示系統是一個透視顯示系統，它的作用在于在用戶不改變視角的情況下為用戶提供數據，最大程度的讓駕駛員的視線保持在路面上。為了實現透視顯示，系統必須在擋風玻璃前形成一個虛像。該虛像的尺寸必須與儀表盤相近且不阻礙駕駛員的視線。另外，駕駛員應該在一定空間內都能看到該虛像，這個空間也叫視窗 (eyebox)。抬頭顯示系統有多種光路結構，這篇文章和我們分享了其中一種。
今天我們為大家準備了使用 Zemax OpticStudio 設計汽車抬頭顯示器（HUD）的學習視頻，方便大家學習交流。
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視頻內容
HUD 設計概述
序列模式反向光路系統搭建。
展開 光學設計軟件技術應用教程：Ansys Zemax 與 Speos 關于汽車投影燈解決方案
Ansys Zemax是一套綜合性的光學設計軟件，它能夠快速準確的完成光學成像及照明設計等工作，在汽車HUD等應用方面，Ansys Zemax具有很多的設計輔助功能。
光研科技南京有限公司是國內可靠的光學軟件和儀器光電供應商，公司擁有一支高素質、高水平、實戰經驗豐富的管理，銷售以及研發團隊。尤其在Ansys Zemax等光學軟件的代理方面，光研科技更是多年磨一劍，已經為廣大企業，研究所以及高校提供了很多優秀的相關產品和服務，在行業內建立了值得信任的口碑。
Ansys Zemax及其他仿真軟件
光電圈可靠的咨詢與訂購方式
下面我們就為您介紹一下Ansys Zemax 與 Speos 關于汽車投影燈解決方案，歡迎大家查閱。
（文章來源：本文PPT圖片轉載于Ansys光電大本營公眾號，如文中有什么不當之處請隨時聯系我們，我們將及時進行修改。）
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02 用 Kogelnik 的方法模擬體全息光柵的衍射效率（ARVR ）
本視頻詳細介紹了 Kogelnik 理論介紹與實際范例，以及可用于設計 AR / VR、HUD 和 HMD 等系統中所需要的元件。
03 如何使用 Ansys Zemax 進行光柵建模
☆ 使用DLL建模光柵
☆ DLL 參數
☆ Ansys Zemax 光柵參數
☆ 案例：衍射光波導
04 設計汽車抬頭顯示器（HUD）
☆HUD 設計概述
☆序列模式反向光路系統搭建
☆序列模式正向光路系統搭建
☆非序列模式中系統建立及模擬
☆總結
05 使用 Ansys Speos 設計 HUD 解決方案
本視頻有助于幫助大家深入了解 HUD 抬頭顯示的產業現狀及趨勢，使用 Ansys Speos 在 HUD設計方向的流程化設計思路以及 Ansys Speos 與 Ansys Zemax 聯合設計的解決方案。（點擊查看相關閱讀：Ansys SPEOS 光學解決方案）
06 如何使用ASLD 進行激光器設計
本視頻圍繞固體激光器、激光放大器、超短脈沖仿真、關鍵技術、應用領域等方向進行深入研討。
展開 Ansys宣布收購Zemax，光學戰略布局再度強化！
方向二：汽車HUD的光學仿真
同樣是Speos與Lumerical的耦合，Lumerical負責解決微納光學的仿真，提供精確的表面材料特性。Speos的HOD&HOA提供HUD自由曲面的設計與仿真。
當時這套解決方案可能面臨的挑戰是，自由曲面雖然可以完美的生成，可是無法直接通過修改它自身的參數實現模型的變更。而Zemax恰恰具備這方面的實力。未來，Ansys在HUD方向的設計與仿真能力非常值得期待。
方向三：光機熱跨學科聯合仿真
在以往，成像光學鏡頭、光學傳感器、激光通信、顯微光刻等產品的研發中都有對光機熱跨學科仿真的需求，一旦收購后Zemax接入到Ansys Workbench當中，這種綜合全面的解決方案能夠簡化工作流程，使光電、光學、機械和制造工程師之間的溝通更加順暢，從而幫助用戶更快地開發出最佳設計。例如汽車頭燈的聯合仿真、光學鏡頭的溫漂對成像結果影響的仿真、光機系統的雜散光仿真都會到達一個前所未有的新高度。
出色的優化能力
光學仿真中的優化是研發流程中削減成本、縮短設計周期非常關鍵的環節。在成像光學中大體的思路為通過改變系統參數值，使評價函數減小，從而提高系統性能。但是無論采用哪種算法，例如 Damped Least Square（DLS）、Orthogonal Descent（OD）、還是Genetic Algorithm（GA）都有它自身的局限性。
作為一種靈活、用戶友好型的專業優化軟件工具，Ansys optiSLang利用優秀的算法，配合最佳元模型(MOP)方法，可以幫助光學用戶有效解決具有挑戰性的RDO任務。
截至目前optiSLang與Speos、Lumerical、Zemax都有過產品優化的成功經驗。因此我們有理由相信，這一方式會得到廣泛的應用。
展開 zemax怎么學：2023Ansys ZEMAX標準成像+高級實戰課程教程邀請函
4、抬頭顯示設計：汽車HUD設計案例，包含反射式自由曲面的設計優化。
5、AR，VR設計：頭戴顯示系統設計案例，包含自由投射式自由曲面的優化設計。
6、投影系統設計：經典科勒照明系統優化設計，包含成像鏡頭轉投影鏡頭方法，聚光系統優化設計，系統組合優化方法等。
7、公差方面：全面系統地描述各種公差來源、公差分析流程及技巧、分布特征，公差操作數設置，補償器設置，公差分析方法（敏感度或反敏感度），簡單光學系統及復雜系統公差分析。
8、ZPL編程：深入底層，全面剖析zemax編程語言ZPL，并列舉不同案例進行詳解。
費用及優惠：
標準班：4500元/人 高級班：5000元/人
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以上費用含培訓、教材、發票、證書和午餐，其他費用自理。發票統一開“培訓服務費”。
報名方式：
打電話或添加微信 （號碼：15051868232）進行報名與咨詢
展開 Ansys Zemax OpticsBuilder 2023 R2.01 版本說明
尤其在當代這個科技發展迅速的時代，這款軟件在AR，VR，汽車HUD，以及半導體電子等行業都有不錯的應用，Ansys Zemax所提供的功能都能夠解決很多實用的問題。
光研科技南京有限公司是國內可靠的光學軟件和儀器光電供應商，在Ansys Zemax等光學軟件的代理方面多年磨一劍，已經為廣大企業，研究所以及高校提供了很多優秀的相關產品和服務，在行業內建立了值得信任的口碑。
如果您在軟件的功能推薦和價格等方面有疑問，可以通過以下的方式進行咨詢。現在訂購還可以獲取相應的優惠哦！
聯系人：光研科技南京有限公司 徐保平
手機號：15051861513
微信號：13627124798
Ansys Zemax OpticsBuilder
2023 R2.01版本說明
1.錯誤修復
Ansys Zemax OpticsBuilder 2023 R2.01包括以下錯誤修復：
崩潰-
加載示例文件“Cellphone Camera Lens Start Design.zbd”時，Creo崩潰的問題已得到修復。
修復了當光學組件在Creo中處于活動狀態且用戶激活加載項時導致Creo崩潰的問題。
導入ZBD文件-
修復了以下問題：在公式驅動的Binary 2A物體導入期間，如果曲率半徑等于孔徑，則會顯示“再生錯誤”。
修復了在Creo 4中連續多次導入同一系統未在圖形區域中顯示示例系統的問題。
在Creo 4和Creo 5中，當用戶嘗試取消導入時，.NET框架將出現錯誤提示消息的問題已得到修復。
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免費領取學習資料
（資料名錄如下所示）
學習視頻>>>
1、Zemax 高級應用專題
像質評價方法與優化控制
ZEMAX的MTF介紹與優化
ZEMAX在光學設計中的應用
ZEMAX 數碼相機鏡頭的設計
手機鏡頭設計與雜散光分析
ZEMAX應用:HUD的技術介紹與設計實例
ZEMAX高級應用:汽車HUD大平臺整體解決方案
2、用 Kogelnik 的方法模擬體全息光柵的衍射效率（AR 、VR 專題）
3、使用 Zemax OpticStudio 設計汽車抬頭顯示器（HUD）
4、ASLD 固體激光器設計演示
學習文件>>>
1、
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軸三反光學系統設計，領略宏語言賦予的光學設計之美
2、光學模型建立與零件裝配體技巧（光機結構設計 SOLIDWORKS 應用）
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方向二：汽車HUD的光學仿真
同樣是Speos與Lumerical的耦合，Lumerical負責解決微納光學的仿真，提供精確的表面材料特性。Speos的HOD&HOA提供HUD自由曲面的設計與仿真。
當時這套解決方案可能面臨的挑戰是，自由曲面雖然可以完美的生成，可是無法直接通過修改它自身的參數實現模型的變更。而Zemax恰恰具備這方面的實力。
未來，Ansys在HUD方向的設計與仿真能力非常值得期待。
方向三：光機熱跨學科聯合仿真
在以往，成像光學鏡頭、光學傳感器、激光通信、顯微光刻等產品的研發中都有對光機熱跨學科仿真的需求，一旦收購后Zemax接入到Ansys Workbench當中，這種綜合全面的解決方案能夠簡化工作流程，
使光電、光學、機械和制造工程師之間的溝通更加順暢，從而幫助用戶更快地開發出最佳設計。
展開 ZEMAX技術分享：確保自由曲面設計的可制造性
尤其在當代這個科技發展迅速的時代，這款軟件在AR，VR，汽車HUD，以及半導體電子等行業都有不錯的應用，Ansys Zemax所提供的功能都能夠解決很多實用的問題。
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展開 智能汽車產業鏈全景圖（2022年2月版）
HUD產業研究報告》
《2019-2020年全球和中國汽車儀表與顯示屏行業研究報告》
《2020年全球及中國車載語音行業研究報告》
《2021年全球及中國乘用車T-Box市場研究報告》
《2021年汽車T-BOX排名與對比分析報告》
《2021年車載DMS（駕駛員監測系統）產業研究報告》
《2020年中國汽車智能后視鏡行業研究報告》
《2022年汽車座艙SoC技術與應用研究報告》
《2021年汽車功能芯片（MCU）行業研究報告》
《2020-2021年全球與中國車載顯示行業研究報告》
《2021年智能座艙設計趨勢研究報告》
《2021年全球與中國汽車智能座艙平臺研究報告》
《2020年全球及中國智能汽車個性化技術發展研究報告》
《2020-2021年汽車座艙多屏與聯屏發展趨勢研究報告》
《2021年全球及中國商用車車聯網行業研究報告》
《2020年汽車與5G產業融合發展趨勢研究報告》
《2021年TSP廠商及產品研究報告》
《2020-2021年全球及中國汽車座椅產業研究報告》
《2021年全球及中國汽車照明行業研究報告》
展開 官方免費 | 智能輔助HUD系統的設計與仿真評估
直播背景
當今汽車行業自動駕駛正在迅速發展中，在自動駕駛中最基本的輔助顯示系統就是HUD，它能在駕駛員需要不可預知的情況下接管汽車，進入手動駕駛時持續的把道路提示警告信息提供給駕駛員，以避免交通事故的發生。因此，HUD與汽車系統相結合可以顯示更多有效信息，同時提供可靠的、清晰的3D視覺圖像，滿足系統安全性要求，都對供應商以及OEM提出了更高的要求。
Ansys SPEOS HUD是專業用于汽車抬頭顯示器設計和分析的直觀應用工具，將光學設計集成到CAD平臺，評價光學設計和視覺性能。光學設計功能提供了光學系統的設計與CAD結構的建模功能，專業提供HUD光學系統設計和CAD結構設計的一體化方案；光學分析功能提供光學系統設計最終效果的仿真分析，在CAD環境中提供直觀的可視化來分析和理解與虛擬圖像缺陷相關的高級光學概念，包括分析光學設計成像效果，分析CAD結構和其他輔助結構對于HUD成像光學性能影響；同時，可以通過視覺可視化仿真功能展示給駕駛員HUD顯示內容，客觀評定圖像質量，進一步通過駕駛模擬、環境模擬和HUD顯示內容結合，提供最佳解決方案。
研討會內容簡介：
Ansys SPEOS HUD在汽車抬頭顯示的設計與分析功能介紹，包括HUD的設計及參數設置，HUD設計優化功能，HUD成像雜散光分析，HUD動態視覺體驗。
講師簡介：
劉洋，Ansys SBU光學應用工程師，負責Ansys SPEOS光學仿真技術工作，為多個行業客戶提供光學解決方案、咨詢和技術支持，在航空照明設計、駕駛艙內飾人機工效分析等方面有豐富的經驗。
適用人群
汽車主機廠和零部件供應商，光學工程師，設計工程師等相關人士
報名方式
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