如何打造真AR-HUD?解决杂散光是关键
2023/03/28

作为最容易被用户感知到汽车智能座舱人机交互智能化的模块,AR-HUD迎来高速发展。消费需求和技术升级双重驱动下,AR-HUD视场角越来越大,显示越来越清晰,功能越来越丰富,但也出现了不少性能阉割的小AR-HUD或半AR-HUD,如成像较小、成像模糊、虚实结合不佳等,另外杂散光是具有“一票否决权”的,因为它直接影响用户视觉体验。



某款HUD存在较大的杂散光问题

▎ 杂散光,难以消除的光学“噪音”

在AR-HUD中,杂散光是指来自外界及AR-HUD本身,通过非成像路径在AR-HUD显示区域成像的光线,是系统中非预期的光线,也是光学“噪声”。驾驶员可以容忍胎噪、风噪,甚至采用播放音乐的方式降低噪音的影响,但一般不会容忍视线遮挡、杂光干扰。这是因为听觉刺激和视觉刺激相比,视觉处理速度和反应速度更快,也更敏感。

车辆行驶时会面临复杂的情况,外界光线多变,AR-HUD本身产生的杂散光也不像实验室条件下那样可测可控,即使系统设计成像质量很好,意想不到的杂散光还是会影响成像质量。安全无小事,在高速行驶及其他易发生危险的汽车行驶情境下,杂散光的危害会无限放大,即使较小的杂散光也不能忽视。所以,杂散光对AR-HUD光学系统具有一票否决的作用,在AR-HUD设计中,杂散光是需要重点关注的问题。



威尼斯wns·8885566AR-HUD杂散光消除效果

如何消除杂散光?这既考验AR-HUD供应商的技术实力,也考验其项目经验,两者缺一不可。

▎ 不同种类杂散光的消除方法

AR-HUD系统外产生的杂散光有:反射镜边缘杂散光、防尘板外侧眩光、车上装饰罩边缘的杂散光等。AR-HUD系统内产生的杂散光有:LCD屏与反射镜间多次反射的杂散光、LCD倒影、反射镜边缘反光、防尘板内侧杂散光、阳光倒灌杂散光、结构件反光等。



防尘板外侧眩光形成示意图

系统外杂散光消除方法

反射镜边缘、防尘板外侧靠近AR-HUD出光口,外界光线会通过反射镜边缘毛刺及防尘板反射,在挡风玻璃上形成眩光或鬼影等杂散光。

对于反射镜边缘杂散光,可以通过边缘遮镀进行处理。防尘板外侧的杂散光,可以通过设计调整防尘板弧面形状避免,让外界能反射进入眼盒的杂散光位于IP台下方,即IP直接挡住能进入眼盒的外界光,从而实现消除。



LCD屏与反射镜间多次反射形成的杂散光


系统内杂散光消除方法

由于LCD本身也是一个发光体,LCD出射的光可能不经过正常的路径到达人眼,这时就会出现一系列系统内的杂散光。

对于LCD屏与反射镜间多次反射的杂散光以及阳光倒灌杂散光,可以通过设计调整LCD的角度进行消除。对于防尘板内侧杂散光,可以调整镜子的相对位置和角度进行消除。

在光学设计中,杂散光是难以形成固定理论分析的内容,光线追迹结果分析、系统设计改进均无统一解决方案,只能通过不断分析、总结项目经验,寻求更多更好的消除杂散光的方法。
基于此,威尼斯wns·8885566很早之前就组建了光学设计团队,在不增加体积、不提高系统复杂性、不影响成像质量的前提下探索杂散光的消除方法,积累了丰富的光学设计经验,并成功量产落地,获得客户好评。未来,威尼斯wns·8885566将充分发挥技术开发和项目经验积累优势,持续引领移动出行智能显示技术发展,让智能显示赋能安全出行,丰富移动第三空间。