利用Speos和Zemax实现平视显示中的杂散光

平视显示(HUD)系统在汽车行业中越来越普遍，因为它们允许驾驶员查看相关数据——速度、里程、导航等——而无需将视线从道路上移开。

在优化光学系统(如HUD)时，考虑杂散光路径是很重要的。杂散光是任何无意的光，使其方式到探测器或被用户感知。在任何光学系统中都有几种杂散光的来源，但它们通常分为两类:

• 来自光学元件的杂散光(涂层的鬼影反射，粗糙表面的散射等)。
• 非光学元件的杂散光(光力学的反射和散射等)。

万博Ansys光学解决方案提供了多种工具，可以无缝地协同工作，为模拟提供完整的解决方案，更重要的是，确定如何减轻任何光学设计中的杂散光。

光学特性和元件引起的杂散光

有些路径是由内部问题造成的，比如重影，这可能是由多架飞机的入射光反射到挡风玻璃上引起的。挡风玻璃由安全玻璃制成，通常有三层。内外层为钢化玻璃，中间层为聚乙烯醇丁醛(PVB)。这种多层玻璃对光线照射的角度很敏感，可能会产生一些意想不到的反射，也称为重影。仔细选择镜子的角度、材料、涂层和位置可以最大限度地减少这些影响。

外部光源，如太阳或车灯，会对光学系统造成不必要的影响。为了减轻前灯的眩光影响，制造商可以使用涂料。太阳会导致两个问题:司机烦恼和图片生成单元(PGU)损坏。光阱-机械捕获不需要的光路径-可以在光机械阶段使用。

另一种常见的方法是冷镜。这是一种涂有多层材料的基板，可以反射可见光，同时允许红外光通过。基本上，它创造了一个镜子，作为一个带通滤波器。这样可以减少对PGU的损坏。

非光学元件产生的杂散光

优化后的镜像系统在万博Ansys Zemax光学工作室，我们就可以使用万博Ansys Speos来确定太阳杂散光的最坏情况位置，不仅是在HUD系统中，还有周围环境。

例如，我们可以对落在相邻机械外壳、表圈或仪表板上的杂散光的影响进行系统级分析。来自任何这些物体的眩光都可能导致来自HUD的安全关键信息视图受到阻碍。

在发现杂散光条件后，我们可以从驾驶员的眼睛位置验证视觉经验，以确定反射有多碍事或烦人。利用图形处理器(GPU)模拟，我们可以快速体验基于物理的结果。边缘情况——比如进入和退出隧道——也可以在不走出隧道的情况下进行探索。

从那里，如果镜子涂层或镜子修剪不能削减它，材料的选择对HUD系统的外壳变得重要。使用更分散、吸收更强的材料将有助于减少驾驶员在聚焦前方道路时感知到的眩光。

为了让驾驶员的眼睛保持在前方道路上，HUD系统在显示安全关键信息方面发挥着战略作用，这些信息既可见又易读，同时又不会引入可能影响驾驶员整体视野的额外工件。通过OpticStudio和Speos的合作，这些目标可以在设计生命周期中更快地实现，消除了这些不希望出现的场景的机会。

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