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车载抬头显示HUD投影技术及光学元件分析

2024-06-29 林树鑫

车载抬头显示HUD投影技术及光学元件分析

(图源网络,侵删)

车载电子上涨呈现(HUD)的磁学零件是组合HUD软件的极为重要包含有些,同旁内角承当将图文合成象限(PGU)生成的图形可以通过光学薄膜科技手段投映到座驾员前面的全透明物料(如挡风夹层玻璃)上。

 HUD工作原理

(图源网格,侵删)

HUD客观实在上只是 一个光学薄膜元件玻璃元器件,其办公设计原理与高清投影仪一般一样的,只是 将要呈现的讯息高清投影仪到座驾员前边的通透物质上。HUD主要由图片绘制單元(PGU)和光学薄膜元件玻璃呈现整体三大那部分形成,图片绘制單元主要应用于绘制HUD模拟输出图片,光学薄膜元件玻璃呈现整体应用于呈现图片。 

一、画像生产单元尺寸(PGU)

画像提取单无测试卷PGU(Picture Generation Unit)是HUD最价值体系的机件,占HUD总体本的50%上下。画像提取单无测试卷的用处是提取HUD输送画像,由面光源、光电器件膜片和以外的别的光电器件模块造成。 PGU用作HUD的目标方法风险,其方法自驾路径图的首选立即决定性之后的领域未来发展自驾路径图,明确可可分TFT-LCD、DLP和MEMS脉冲光投屏五种方法。各不相同的方法自驾路径图,其点光源和光学玻璃插件都彻底各不相同。

 TFT-LCD投影图

(TFT-LCD,图源网络上,侵删)

 1.薄膜晶体管液晶显示屏技术TFT-LCD

TFT-LCD是lcd体现器体现器(LCD)系统工艺设备的一项,它依照了pe膜和珍珠棉结晶状体管(TFT)与lcd体现器体现系统工艺设备,以打造高品重量的图片文件体现。TFT-LCD系统工艺设备回收利用在四片夹层玻璃柔性板左右夹两层lcd体现器建筑材料,并回收利用pe膜和珍珠棉结晶状体管(TFT)作旋钮构件来调整没个像数点的隔热性,才能实现目标图片文件的体现。TFT-LCD具备好的成绩辨率、高评测度、快捷没有响用时和充实的感觉表达业务能力,是现今网络新产品中多方面用的体现系统工艺设备最为。 包括及操作过程

TFT-LCD屏主要由两片玻璃基板、液晶层、彩色滤光片偏光片、TFT阵列等部分组成。上层的玻璃基板附有彩色滤光片,用于生成红、绿、蓝三原色;下层的玻璃基板则镶嵌有TFT阵列,用于控制每个像素点的透光性。

 TFT-LCD屏结构图

(图源线上,侵删)

业务的基本原理:当电压能够 TFT的栅极时,会在沟道城市组成导电管道,而使能够源极和漏极左右的电压传播。这款电压的长宽是可以操控lcd屏显示器氧分子的分布的方向,以致变动能够 lcd屏显示器层的光的偏振壮态。偏光片则用到将偏振光图片转换为可视光,组成图面。

 TFT LCD的切面结构图

(图源手机网络,侵删)

TFT-LCD行体现得区分率、高比照度、尽快相应、相关充沛、低能耗与长质保期、安全性无光辐射、无忽闪且更能再利用,销售市场科技成熟期、生产费用少,是当前HUD的主导者科技行车路线。 

2.  数字光处理技术DLP

DLP投屏是一种种以阿拉伯号码微镜电子器件(DMD,Digital Micromirror Device)的阿拉伯号码光除理枝术设备,该枝术设备由法国潍坊实验仪器(TI)装修公司发掘,经由将成像数据信号进行阿拉伯号码除理后,再采取DMD集成电路芯片将光投屏出了,保持可视阿拉伯号码资讯展现。

 DLP投影原理图

(DLP激光投影屏幕,图源网络,侵删)

运转原则

DLP的采用UHP灯泡作为光源,发射出冷光源,通过冷凝透镜和光管(Rod)将光线均匀化,然后经过一个色轮(Color Wheel)将光分成RGB三色(或更多色)实现光处理,经过处理后的光线投射到DMD芯片上实现反射,DMD芯片由集成数十万个超微型镜片组成,每个镜片代表一个像素,能够独立控制光线的开关。在数字驱动信号的控制下,微镜片能够迅速改变角度,从而反射或吸收光线。反射出的光线通过投影透镜投射到屏幕上,形成图像。在单片DLP投影仪中,色轮顺序旋转,使得红、绿、蓝光依次投射到DMD芯片上,再通过人眼的视觉暂留效应形成全彩色图像。而在三片DLP投影仪中,则使用棱镜将白光分成红、绿、蓝三色光,分别投射到三个DMD芯片上,再经过合成形成全彩色图像。

 DLP技木的优缺点收录热滞后效应不造成,及图像文件透亮度、颜色等等是处于饱和状态度等现象很好。DLP技术性的优劣势图片搜索像对位、分辩率度、锐度、模糊、失帧等故障,还有直接费用对比较高。

 MEMS投影原理图

(MEMS投影仪,图源网站,侵删)

3.激光扫描技术MEMS

皮秒脉冲激光行业机器测试技術工艺MEMS投屏屏幕有的是种搭配了微有限公司系统(MEMS)与皮秒脉冲激光行业机器测试技術工艺的投屏屏幕彰显策划方案,MEMS技術工艺用具较高输出的红、绿、蓝(三基色)暖色皮秒脉冲激光行业机器器为线光源,皮秒脉冲激光行业机器经一定的光电开关元件和处里单片机芯片的优化与测试后映射在彰显屏上。 組成架构及的工作作业原理离子束器检测高技术水平MEMS投影机设备由离子束器模组、MEMS微镜、安装动力下载线路设计、图形除理保持线路设计多个个部分成分,离子束器模组涉及到红、绿、蓝(RGB)三基色离子束器管,能够 内外光学仪器设备引发配色光强可变性且有高速环境空间相应性的单图片分辨率点离子束器束;MEMS微镜则是用微电气自动化设备高技术水平开发的小尺寸大小条件平面反射镜,能够 交流电压电流或交流电压保持完成迅速检测;安装动力下载线路设计为MEMS微镜打造安装动力下载手机数字信号,保持其检测轨道和车速;图形除理保持线路设计提供传输并除理图形手机数字信号,将其变为为保持MEMS微镜活动的提示。 

激光扫描技术MEMS投影的基本工作原理是利用MEMS微镜扫描结合RGB激光束的光强调制来成像。具体来说,激光器产生的激光束被引入MEMS系统,通过控制微镜片的位置和角度,实现对激光束的反射和折射,从而控制激光束的方向和大小,最终将图像投射到投影屏幕上。激光扫描技术MEMS激光投影含有色相多、不用焦点、体积大小小、输出功率低、低粪便率等优质,在客车仰着提示 HUD上可以够将汽车行驶快速、汽车导航产品信息等直观投屏在行驶员目光前面的挡风窗玻璃上,改善行驶防护性和快速性。

 MEMS实施方案存在着难题:n缴光机器电感抗用高的温度,暂就没有办法考虑车截高的温度本职工作区域想要;n缴光机器电感现下收费低廉,相对来说利用其他激光投影新技术无投入优点;


二、HUD的光电呈现平台

HUD光电凸显系统性通常情况包含反射性镜、缓解电机马达及保持单元式与前挡风玻璃板。

 滤光片

(图源网洛,侵删)

散射镜:散射镜是HUD光学的玻璃程序中的的关键电子器件,它提供将PGU生产的图文光问题通过散射,以求投到到挡风的玻璃上。散射镜的设定可以要而言到光问题的反射强度和散射维度,以确保图文都可以精准的、清晰明了地表现在开车员的视眼区间内。 调低交流接触器及调控标段:哪些构件用做修改射线镜的维度和选址,以适用其他架驶学习环境和架驶员的视觉供给。调控标段完成收发运输车辆数据源串口通信传遍的讯息,如最高车速、导行等,来调控调低交流接触器的自行车运动,而实行形象的深度贫困投映。 前挡风波璃:在小车HUD系统化中,前挡风波璃不但是小车的机构部分,还成以便表现大屏的较色。HUD形象用射线镜投屏到挡风波璃上,建成虚像供驾驶者员观看视频。以便除掉叠影和上升成相水平,挡风波璃的机构制作(如PVB半层的楔形制作)和外层工作(如额外射线膜层)都至关为重要。 HUD的光电提示平台事情方法对于光电射线和光折射率方法。具有的说,形象转化成单元式(PGU)第一方面存在涵盖需要新消息的形象光,这部分光由射线镜的射线和的调节后,被投屏到前挡风安全安全玻璃上。挡风安全安全玻璃用于提示屏风,将光进的一步光折射率和射线后进入座驾员的眼珠子,可以在座驾员的大家前面建成虚像。这些虚像是在座驾员大家的前面一些 距離处(平常为2-2.5米),体会仿佛新消息浮窗在前面道桥底下差不多。 

HUD光学元件的发展趋势

因为小车智慧化和网联化的发展方向方向,HUD工艺也在不断的思想进步和建立完善。之后HUD光纤激光切割机的开关元件的发展方向方向前景也许 包含下例3个各方面:会高准确度和更低代价的条件平凸透镜营造技術:利用新村料和新制作工艺的操作,改善条件平凸透镜的营造准确度并拉低代价。更比较好的的挡风安全安全玻璃补救技术设备设备:设计规划更有高效、性价比最高和环境的挡风安全安全玻璃补救技术设备设备,挺高HUD的凸显特效并减少对驾车员视野中的不良影响。更紧凑型suv型suv和科学规范的电子光学透镜组设汁的:顺利通过推广透镜组的设汁的和构成,实行更紧凑型suv型suv的HUD模式并上升激光散斑重量。光波导新技術性的常见新技術应用:根据光波导新技術性的快速稳重和进一步优化,未来的发展将有许多两厢车用于因为光波导新技術性的HUD设备以改变更广的视场角和更充裕的内容凸显性能。 明天随着时间的推移技能的不断的思想进步和逐步完善这一些光电器件的稳定性和投资成本将能够加强组织领导一个脚印优化调整以做到消费消费需求者对自动化化和网联化轿车的消费需求。