HUD陽光倒灌試驗太陽光模擬器參數

1)                      輻照強度：800-1300W/m2

2)                      波段：700nm~1100nm

3)                      輻照面積：根據實際情況調整

4)                      工作距離：根據實際情況調整

5)                      出光方向：下打光

6)                      輻照度不均勻性：≤2%；

7)                      不穩定性：LTI≤± 2% ; A 級

抬頭顯示器（HUD）概述

增強現實（AR）抬頭顯示器（HUD）通過將關鍵駕駛信息疊加到現實世界中，將改變駕駛體驗。當今AR顯示器的佳例子是在戰斗機中，它將關鍵信息置于飛行員的直接視線中。

在汽車環境中，直接放置在駕駛員視線中的圖形不會發出基本的警告音或符號，而是傳達信息并識別其視野中的威脅，使他們能夠立即采取行動。圖形顯示為現實世界的自然保形延伸;它們不僅僅是當今HUD中信息的輔助顯示。

太陽輻照度對AR HUD設計構成了重大挑戰

太陽輻照度對AR HUD設計構成了重大挑戰。與傳統的HUD不同，AR HUD具有非常寬的視野和較長的虛擬圖像距離，并且需要將車輛的傳感器數據與HUD顯示器實時集成。較長的虛擬圖像距離（>7m）和較小程度的更寬視場（水平方向至少10度角，垂直角度至少4度）導致太陽能的濃度顯著增加，并且成像器面板上的相應熱量上升。為了防止太陽輻照度造成的熱損傷，必須仔細設計AR HUD并運行詳細的太陽光負荷模擬以驗證可靠運行。

太陽光HUD陽光倒灌對AR HUD設計的影響進行建模時需要考慮的幾點。

太陽光負荷模型的性

AR HUD太陽負荷仿真需要具有適當角度、光譜和輻照度特性的太陽光源模型，以及汽車中光學元件（包括（但不限于）擋風玻璃、眩光陷阱和熱/冷鏡）的光譜透射曲線。

離軸太陽輻照度的影響

在日常駕駛條件下，當汽車轉彎和上下坡時，各種陽光角度會進入汽車。因此，在適當的角度范圍內掃描入射的太陽光非常重要，如圖1所示。TI 發現，在采用 TI DLP技術的 AR HUD 原型中，離軸峰值太陽輻照度比主射線水平差2.7倍，從而導致熱負荷明顯增加。模擬的峰值太陽輻照度如圖2所示。如果您沒有將系統設計為處理壞情況下的離軸太陽輻照度，則存在因成像儀面板損壞而導致不可接受的現場故障的風險。

圖 1：在一系列輸入角度上模擬太陽光

圖 2：擴散器屏幕上的峰值輻照度與輸入太陽光角度的函數關系。

太陽輻照度的熱效應

模擬太陽光輻照度峰值只是預測和避免熱故障的步。太陽光根據其落在的材料的光譜吸收轉化為熱量。例如，在我們的測試中，如圖3所示，薄膜晶體管（TFT）面板由于太陽光負載而增加的溫升比基于DLP技術的系統中使用的透射式微透鏡陣列擴散器屏幕快6倍，使TFT面板更容易受到太陽輻照度的損壞。

在85°C的環境溫度下，采用DLP技術的HUD系統中的可樂麗擴散器屏幕可以承受高達82kW/m2的功率太陽輻照度，由于其低光譜吸收和高工作溫度。這種熱性能使DLP技術能夠支持AR HUD中的長虛擬圖像距離。

圖3：溫升與太陽輻照度的關系

AR HUD的設計挑戰與當今HUD的設計挑戰明顯不同。AR HUD 中的太陽負荷明顯，必須運行詳細的熱仿真，并在設計中考慮離軸太陽輻照度。