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  • 如何打造真AR-HUD?解決雜散光是關鍵
    2023/03/28

    作為最容易被用戶感知到汽車智能座艙人機交互智能化的模塊,AR-HUD迎來高速發展。消費需求和技術升級雙重驅動下,AR-HUD視場角越來越大,顯示越來越清晰,功能越來越豐富,但也出現了不少性能閹割的小AR-HUD或半AR-HUD,如成像較小、成像模糊、虛實結合不佳等,另外雜散光是具有“一票否決權”的,因為它直接影響用戶視覺體驗。


     某款HUD存在較大的雜散光問題

    ▎ 雜散光,難以消除的光學“噪音”

    在AR-HUD中,雜散光是指來自外界及AR-HUD本身,通過非成像路徑在AR-HUD顯示區域成像的光線,是系統中非預期的光線,也是光學“噪聲”。駕駛員可以容忍胎噪、風噪,甚至采用播放音樂的方式降低噪音的影響,但一般不會容忍視線遮擋、雜光干擾。這是因為聽覺刺激和視覺刺激相比,視覺處理速度和反應速度更快,也更敏感。

    車輛行駛時會面臨復雜的情況,外界光線多變,AR-HUD本身產生的雜散光也不像實驗室條件下那樣可測可控,即使系統設計成像質量很好,意想不到的雜散光還是會影響成像質量。安全無小事,在高速行駛及其他易發生危險的汽車行駛情境下,雜散光的危害會無限放大,即使較小的雜散光也不能忽視。所以,雜散光對AR-HUD光學系統具有一票否決的作用,在AR-HUD設計中,雜散光是需要重點關注的問題。



    疆程AR-HUD雜散光消除效果

    如何消除雜散光?這既考驗AR-HUD供應商的技術實力,也考驗其項目經驗,兩者缺一不可。

    ▎ 不同種類雜散光的消除方法

    AR-HUD系統外產生的雜散光有:反射鏡邊緣雜散光、防塵板外側眩光、車上裝飾罩邊緣的雜散光等。AR-HUD系統內產生的雜散光有:LCD屏與反射鏡間多次反射的雜散光、LCD倒影、反射鏡邊緣反光、防塵板內側雜散光、陽光倒灌雜散光、結構件反光等。



    防塵板外側眩光形成示意圖

    系統外雜散光消除方法

    反射鏡邊緣、防塵板外側靠近AR-HUD出光口,外界光線會通過反射鏡邊緣毛刺及防塵板反射,在擋風玻璃上形成眩光或鬼影等雜散光。

    對于反射鏡邊緣雜散光,可以通過邊緣遮鍍進行處理。防塵板外側的雜散光,可以通過設計調整防塵板弧面形狀避免,讓外界能反射進入眼盒的雜散光位于IP臺下方,即IP直接擋住能進入眼盒的外界光,從而實現消除。


    LCD屏與反射鏡間多次反射形成的雜散光


    系統內雜散光消除方法

    由于LCD本身也是一個發光體,LCD出射的光可能不經過正常的路徑到達人眼,這時就會出現一系列系統內的雜散光。

    對于LCD屏與反射鏡間多次反射的雜散光以及陽光倒灌雜散光,可以通過設計調整LCD的角度進行消除。對于防塵板內側雜散光,可以調整鏡子的相對位置和角度進行消除。

    在光學設計中,雜散光是難以形成固定理論分析的內容,光線追跡結果分析、系統設計改進均無統一解決方案,只能通過不斷分析、總結項目經驗,尋求更多更好的消除雜散光的方法。
    基于此,疆程很早之前就組建了光學設計團隊,在不增加體積、不提高系統復雜性、不影響成像質量的前提下探索雜散光的消除方法,積累了豐富的光學設計經驗,并成功量產落地,獲得客戶好評。未來,疆程將充分發揮技術開發和項目經驗積累優勢,持續引領移動出行智能顯示技術發展,讓智能顯示賦能安全出行,豐富移動第三空間。

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