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（反射投影式）（直接顯示式）總結(jié)本案例通過 OAS 光學(xué)軟件對 AR - HUD 光波導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行全面模擬與分析，充分驗(yàn)證了光波導(dǎo)技術(shù)在解決當(dāng)前 AR - HUD 技術(shù)瓶頸方面的顯著優(yōu)勢。未來，隨著 OAS 光學(xué)軟件功能的不斷完善與光波導(dǎo)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，AR - HUD 系統(tǒng)有望實(shí)現(xiàn)更高效、更優(yōu)質(zhì)的顯示效果，推動智能駕駛交互技術(shù)邁向新的高度。

performance - 通過優(yōu)化多層薄膜或/和等離子體效應(yīng)的極化敏感涂層Ansys解決方案? Physics-based photonics modelling for microscopic scale, 全波光學(xué)模擬(Lumerical)? Data exchange - 利用傳輸和反射光信息記錄在涂層文件中? Physics-based optical modelling

本次研討會將首先對HUD和其發(fā)展現(xiàn)狀及相關(guān)技術(shù)做簡單的介紹，然后再為大家講解Ansys光學(xué)解決方案中如何設(shè)計(jì)和分析HUD系統(tǒng)的問題，其中包含工作流中Zemax、Speos和Lumerical分別在HUD設(shè)計(jì)中的詳細(xì)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)HUD微觀到宏觀的設(shè)計(jì)，并模擬真實(shí)環(huán)境下駕駛員視角的場景信息，以此衡量HUD的整體設(shè)計(jì)效果。歡迎大家預(yù)約報(bào)名！　　

在本篇文章中，我們將展示如何使用Ansys光學(xué)解決方案設(shè)計(jì)和分析HUD系統(tǒng)。首先，Ansys OpticStudio用于設(shè)計(jì)和優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的光學(xué)性能。完成此階段后，在Ansys Speos中執(zhí)行詳細(xì)的分析和驗(yàn)證，其中HOA（HUD Optical Analysis）功能可根據(jù)自定義的真實(shí)指標(biāo)驗(yàn)證整個(gè)系統(tǒng)的光學(xué)性能。

</p><p><br></p><p>采用先進(jìn)的數(shù)控超精密制造技術(shù)可直接加工出自自由曲面光學(xué)鏡面，能達(dá)到亞微米量級面形精度與納米量級的表面粗糙度。</p><p><br></p><p>自由曲面廣泛的應(yīng)用在以下領(lǐng)域：投影鏡頭、衍射光學(xué)器件、頭盔式顯示器、車燈反射面、LED照明系統(tǒng)、汽車HUD抬頭顯示、離軸系統(tǒng)等等。

</p><p>&nbsp;</p><p>采用先進(jìn)的數(shù)控超精密制造技術(shù)可直接加工出自自由曲面光學(xué)鏡面，能達(dá)到亞微米量級面形精度與納米量級的表面粗糙度。</p><p>&nbsp;</p><p>自由曲面廣泛的應(yīng)用在以下領(lǐng)域：投影鏡頭、衍射光學(xué)器件、頭盔式顯示器、車燈反射面、LED 照明系統(tǒng)、汽車 HUD 抬頭顯示、離軸系統(tǒng)等等。

圖1.帶有端部反射鏡及保護(hù)玻璃的單反射鏡掃描系統(tǒng)示意圖單反射鏡掃描光學(xué)系統(tǒng)往往多設(shè)在光學(xué)系統(tǒng)端部用以掃描物方視場，故有常稱端部反射鏡。由于具有單次反射面的反射棱鏡也具有反射鏡的功能，也經(jīng)常使用這類棱鏡作為掃描元件，這類棱鏡被稱作端部棱鏡。

5.3 日光雜散光干擾分析Inverse_Sun仿真還原強(qiáng)光下三類光學(xué)現(xiàn)象： 白色區(qū)域：太陽光照射儀表臺啞光皮革后，經(jīng)風(fēng)擋反射進(jìn)入人眼視野； 純黑區(qū)域：光線入射波導(dǎo)光柵后無反射，形成視覺暗區(qū)； U型灰色區(qū)域：HUD外殼反射光經(jīng)風(fēng)擋二次反射形成雜散光，即便采用納米黑材料仍無法完全消除。

一．概述 隨著光刻分辨率的不斷提高，光學(xué)光刻機(jī)中采用的投影物鏡結(jié)構(gòu)型式經(jīng)歷了演變和篩選過程。在早期的低分辨率光刻機(jī)中，全反射型、全折射型、折反射型多種結(jié)構(gòu)型式并存：在目前的高分辨率光刻機(jī)中，全折射式結(jié)構(gòu)型式是主流。 與全折射式結(jié)構(gòu)型式相比，折反射式結(jié)構(gòu)的投影物鏡具有許多優(yōu)越的光學(xué)性能，但其在光刻機(jī)中的真正使用尚需克服許多技術(shù)問題。

圖1.帶有端部反射鏡及保護(hù)玻璃的單反射鏡掃描系統(tǒng)示意圖 單反射鏡掃描光學(xué)系統(tǒng)往往多設(shè)在光學(xué)系統(tǒng)端部用以掃描物方視場，故有常稱端部反射鏡。由于具有單次反射面的反射棱鏡也具有反射鏡的功能，也經(jīng)常使用這類棱鏡作為掃描元件，這類棱鏡被稱作端部棱鏡。

圖1.帶有端部反射鏡及保護(hù)玻璃的單反射鏡掃描系統(tǒng)示意圖 單反射鏡掃描光學(xué)系統(tǒng)往往多設(shè)在光學(xué)系統(tǒng)端部用以掃描物方視場，故有常稱端部反射鏡。由于具有單次反射面的反射棱鏡也具有反射鏡的功能，也經(jīng)常使用這類棱鏡作為掃描元件，這類棱鏡被稱作端部棱鏡。

但是，雖然可能因行業(yè)和用例而異，但大多數(shù)HUD都同樣由三大部分組成，即光源（如LED）、反射器（如擋風(fēng)玻璃、組合器或平面透鏡）和放大系統(tǒng)。所有HUD都具有光源（圖像生成單元）和反射圖像的表面。（大多數(shù)情況下，此表面是透明的，使用戶能夠透過它看到現(xiàn)實(shí)世界的物體）。在光源和反射表面之間，通常有一個(gè)放大光學(xué)系統(tǒng)。

為了獲得高信噪比，必須確保光學(xué)器件，甚至探測器本身不會在相同波長下輻射不需要的光通量。 這是通過將檢測器冷卻到非常低的溫度（通常使用液氮）并在鏡片表面上使用高質(zhì)量的抗反射涂層來實(shí)現(xiàn)的。如果不采取這些步驟，情況類似于您通過望遠(yuǎn)鏡觀察到的情況，其中鏡頭和外殼都是白熱的：很難看清您正在觀察的內(nèi)容。

AR?HUD 衍射波導(dǎo)案例分析 簡介 AR?HUD 衍射波導(dǎo)是車載增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示的核心光學(xué)組件，通過納米級衍射光柵與平面波導(dǎo)協(xié)同工作，完成投影光機(jī)圖像光束的高效耦入、全反射傳輸、擴(kuò)瞳與耦出，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、預(yù)警等虛擬信息與真實(shí)路況的精準(zhǔn)疊加，顯著提升駕駛安全性與智能座艙交互體驗(yàn)。

通過運(yùn)用 OAS 光學(xué)軟件對車載 HUD 系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化，以下是詳細(xì)案例設(shè)置：案例設(shè)置與操作光源參數(shù)配置本案例選用圖片光源，其能提供穩(wěn)定且符合需求的光線，為后續(xù)成像奠定基礎(chǔ)。OAS 軟件支持多種光源類型，可靈活根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)置與調(diào)整，確保光源在系統(tǒng)中的最佳適配。反射鏡設(shè)置HUD 由兩個(gè)反射鏡構(gòu)成，一個(gè)為平面反射鏡，另一個(gè)是自由曲面反射鏡。

HUD設(shè)計(jì)及仿真分析 SPEOS中的HUD光學(xué)設(shè)計(jì)功能可以進(jìn)行HUD光路設(shè)計(jì)，根據(jù)用戶定義的標(biāo)準(zhǔn)和輸入，優(yōu)化反射鏡和組合器的光學(xué)形狀，以提供更佳的成像質(zhì)量。整個(gè)設(shè)計(jì)過程和CAD平臺無縫結(jié)合，不需要在設(shè)計(jì)過程中導(dǎo)入導(dǎo)出數(shù)據(jù)。

圖5 SPEOS成像仿真流程及仿真結(jié)果- HUD設(shè)計(jì)及仿真分析SPEOS中的HUD光學(xué)設(shè)計(jì)功能可以進(jìn)行HUD光路設(shè)計(jì)，根據(jù)用戶定義的標(biāo)準(zhǔn)和輸入，優(yōu)化反射鏡和組合器的光學(xué)形狀，以提供更佳的成像質(zhì)量。整個(gè)設(shè)計(jì)過程和CAD平臺無縫結(jié)合，不需要在設(shè)計(jì)過程中導(dǎo)入導(dǎo)出數(shù)據(jù)。

本文介紹了HUD設(shè)計(jì)實(shí)例。此文為翻譯帖，出處為：規(guī)格如下：顯示器尺寸：24*8mm眼盒尺寸：100*40mm放大倍率：5 （虛像尺寸 120*40mm）虛像距離：1.8m最終光學(xué)系統(tǒng)的整體布局如下圖所示。從HUD發(fā)出的光被擋風(fēng)玻璃反射并到達(dá)司機(jī)的眼睛。司機(jī)看到擋風(fēng)玻璃后的虛像。下圖是HUD局部放大圖。離開液晶面板（LCD）的光線被一個(gè)平面鏡反射，進(jìn)入一個(gè)自由曲面鏡。

上海大學(xué)微電子學(xué)院戴高宇團(tuán)隊(duì)在《光學(xué)學(xué)報(bào)》發(fā)表的研究論文《面向微顯示芯片的車載抬頭顯示光路設(shè)計(jì)》[1]，創(chuàng)新性地以0.6inch micro-LED微顯示芯片為核心，設(shè)計(jì)出兼具“高放大倍率、小體積、抗陽光倒灌”的AR-HUD光路系統(tǒng)。

下圖是HUD局部放大圖。離開液晶面板（LCD）的光線被一個(gè)平面鏡反射，進(jìn)入一個(gè)自由曲面鏡。由自由曲面鏡反射的光線再次被平面鏡反射，然后進(jìn)入擋風(fēng)玻璃。 在這樣的光學(xué)系統(tǒng)中，入瞳是駕駛員的眼睛。如果光線從LCD開始，光瞳位于許多鏡面之外，這就很難找到光瞳的位置。出于這個(gè)原因，在這種情況下使用了逆向追跡。