一款HUD抬头显示光学系统介绍

抬头显示简称HUD，是一款最早应用在军用飞机上的技术产品，慢慢被引进到汽车行业，主要目的就是将仪表盘上显示的车速、导航等信息成像到距离前挡风玻璃一定位置上，可减少人为低头看仪表盘带来的安全隐患。

该项技术目前采用的主流思想是将显示器的信息投影到距离前挡风玻璃7mm到10mm的地址处。

本次介绍的HUD系统设计参数如下：

1、虚像距离：10mm

2、入瞳直径：4mm

3、放大倍率：20（虚像尺寸880mm*437mm)

4、眼盒尺寸：130mm*50mm

整体的效果图如下：

接下来看看详细的介绍：

这里我们采用逆向设计的思路进行仿真设计

首先，进行系统孔径的设置，设置入瞳直径为4mm。

其次，设置视场大小，这里的视场大小设计的是虚像的视场。

波长设置为可见光波段。

这里的物面为虚像的位置，光阑为眼盒位置，因为我们眼睛会在上下左右四个方向有不同的变化，所以眼盒需要兼容考虑，眼盒的设置需要采用多重结构进行设置。

光学系统的结构参数如下：

这里的前挡风玻璃需要大家根据实际的模型进行仿真分析，该仿真仅作参考之用，自由曲面采用扩展多项式进行建模。

评价函数需要我们对放大倍率，像差，主光线角等进行约束

设计仿真的结果如下：

MTF曲线：

畸变：

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