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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)

车机抬頭表现(HUD)的光纤激光切割机的部件是具有HUD系統的重点组合成那部分,她们担负将数字图像添加象限(PGU)呈现的图相能够电子光学手法投映到驾车员前头的乳白色导电介质(如挡风玻璃钢)上。

 HUD工作原理

(图源网咯,侵删)

HUD其本质上也是个光电电子器件,其业务设计原理与投射仪核心不同,便是将想要显现的个人信息投射到驾使员远处的公开有机溶剂上。HUD基本由图片制成摸块尺寸(PGU)和光电显现体系三大部份组成,图片制成摸块尺寸用作制成HUD内容输出图片,光电显现体系用做显现图片。 

一、画像制成单元式(PGU)

图文转化成象限式PGU(Picture Generation Unit)是HUD最主要的构件,占HUD屏幕总投入的50%控制。图文转化成象限式的功能是转化成HUD模拟输出图文,由LED光源、光学元件材料膜片和其他光学元件材料插件定义。 PGU当做HUD的管理处技能脆弱,其技能自驾线路图的使用随时打算十年后的中国的文化产业升级前景自驾线路图,具体实施可可分为TFT-LCD、DLP和MEMS缴光高清投影三大技能。区别的技能自驾线路图,其线光源和磁学器件都非常区别。

 TFT-LCD投影图

(TFT-LCD,图源网站,侵删)

 1.薄膜晶体管液晶显示屏技术TFT-LCD

TFT-LCD是教学液晶行为 电视机信息三星屏幕上行为 屏(LCD)枝术的另外一种,它根据了胶片结多晶体管(TFT)与教学液晶行为 电视机信息屏幕上行为 枝术,以给予优质化量的数字图案信息屏幕上行为 。TFT-LCD枝术采取在俩片的玻璃柔性板两者之间夹1层教学液晶行为 电视机材料,并采取胶片结多晶体管(TFT)做面板开关pcb板来把握每一位象素点的透光,所以实现目标数字图案的信息屏幕上行为 。TFT-LCD兼备100签别率、高评测度、迅速反应时长和充实的色彩行为 作用,是当代电子器材护肤品中广泛性应用的信息屏幕上行为 枝术中的一种。 造成及远离

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

(图源网络上,侵删)

运转的掌控器的功能:当电压交流电规模完成TFT的栅极时,会在沟道区域划分产生导电区域,若想准许源极和漏极相互的电压交流电规模游动。这样的电压交流电规模的规模能够掌控液晶显示屏显示原子的摆放的方向,于是该变完成液晶显示屏显示层的光照的偏振情况。偏光片则中用将偏振光生成为可视光照,产生数字图像。

 TFT LCD的切面结构图

(图源在线,侵删)

TFT-LCD可能实现蒙题辨率、高的亮度对比度、快捷回应、对比色丰富多样、低显卡功耗与长寿命短、防护无放射性物质、无闪动且便于二手回收,餐饮市场方法设备非常成熟、人工成本费用低,是日前HUD的流行方法设备交通路线。 

2.  数字光处理技术DLP

DLP投屏机一种以数值微镜构件(DMD,Digital Micromirror Device)的数值光工作技術,该技術由俄罗斯德州市测量仪器(TI)公司规划设计,巧用将医学影像的信号使用数值工作后,再巧用DMD电源芯片将光投屏机好,实行可视数值问题体现 。

 DLP投影原理图

(DLP投影屏幕仪,图源网络,侵删)

操作关键技术

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方法的优势主要包括热调节作用不严峻,及图面有神度、背景颜色饱和点度等突出表现最好。DLP系统的缺点带图像对位、明了度、锐度、叠影、模糊等相关问题,包括成本费用对比较高。

 MEMS投影原理图

(MEMS投射,图源网络上,侵删)

3.激光扫描技术MEMS

机光行业束打印机扫视技巧应用MEMS机光行业投映都是种联系了微机械模式(MEMS)与机光行业束打印机扫视技巧应用的机光行业投映体现计划书,MEMS技巧应用选用含有较高工作效率的红、绿、蓝(三基色)纯色机光行业束器为光照,机光行业束经特定的光学仪器开关元件和办理电源芯片的融合与打印机扫视后投映在体现屏上。 框架框架及上班作用缴光检测方法MEMS投射调节平台由缴光模组、MEMS微镜、驱程电线、图形操作调节电线3个个部分包含,缴光模组包涵红、绿、蓝(RGB)三基色缴光管,能够 内部的光学反应调节平台引起颜色搭配光强可变气门正时且具备有相对高度空间关于性的单手机像素点缴光束;MEMS微镜则是充分经由微机电工程专业调节平台方法创作的小尺寸图射线镜,能够 直流额定电压或额定电压调节保证快速的检测;驱程电线为MEMS微镜具备驱程手机数字信号,调节其检测趋势和速度慢;图形操作调节电线担负收并操作图形手机数字信号,将其更换为调节MEMS微镜体育运动的指命。 

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投影仪兼备色相充裕、不需要对焦、体积太小、耗电低、低辨别率等的优势,在货车挺胸显示信息内容HUD中够将行驰流速、导航地图信息内容等马上投影在驾使员大家正前方的挡风有机玻璃上,提高自己驾使安全的性和效率性性。

 MEMS情况报告都存在原因:n脉冲光手术电子元器件大家庭中的一员-场效应管抗用低温,暂没办法能够满足车载导航低温工作中学习环境的标准;n脉冲光手术电子元器件大家庭中的一员-场效应管现成本费价格比较贵,对便用所有投影仪水平无成本费其优势;


二、HUD的光电体现 机系统

HUD光电显现系统性应该还有反射性镜、调高同步电机及把握单无与前挡风安全玻璃。

 滤光片

(图源数据网络,侵删)

射线镜:射线镜是HUD光学反应程序中的核心构件,它责任将PGU导致的图文太阳光做好射线,而使映射到挡风磨砂玻璃上。射线镜的制定想要考虑的到太阳光的突显出岁月和射线多角度,以以保证图文可以合理、清新地呈现出在开车员的视野范围图内。 调试直流无刷主轴电机及保持第一单元尺寸:这部件适用于调控折射镜的方向和职位,以改变有所差异驾车坏境和驾车员的视觉各种需求。保持第一单元尺寸确认收到小车数据源串口通信响起的相关信息,如行驶、网站导航等,来保持调试直流无刷主轴电机的健身,故而保证数字图像的精准定位投映。 前挡风磨砂夹丝安全玻璃纸:在汽车的HUD装置中,前挡风磨砂夹丝安全玻璃纸不仅仅是来往车辆的形式设置的概念零件,还用作了表明触摸屏的人物。HUD图文经过漫反射面镜投屏到挡风磨砂夹丝安全玻璃纸上,产生虚像供贺驶员看到。要为清理有叠影和从而提高显像性能,挡风磨砂夹丝安全玻璃纸的形式设置的概念设置的概念(如PVB隔层的楔形设置的概念)和表面能解决(如额外添加漫反射面膜层)都至关重点。 HUD的光电技术安全玻璃窗表明程序办公的基本原里因为光电技术安全玻璃窗全散射和散射的基本原里。具有我认为,图形转换成摸块(PGU)先是生产包含了的需求相关信息内容的图形光束,这样的光束过程全散射镜的全散射和调理后,被投到到前挡风安全玻璃窗上。挡风安全玻璃窗最为表明手机屏幕,将光束继续骤散射和全散射后进入汽车驱动员员的眼镜,为了在汽车驱动员员的光线远处出现虚像。这是虚像坐落汽车驱动员员光线的远处肯定空距处(一般说来为2-2.5米),体验就好比相关信息内容自动隐藏在远处道上差不多。 

HUD光学元件的发展趋势

现在轿车自动化化和网联化的提升,HUD技术应用也在不断地的进步和完整。十年后的中国HUD光学材料电子器件的提升发展机会收录左右多少个管理方面:更大要求和更低费用的散射镜营造技術:顺利通过新的材料和新的工艺的用途,改善散射镜的营造要求并降低了费用。更专业的挡风钢化玻离外理方法:规划设计更多更高效和环境的挡风钢化玻离外理方法,加快HUD的提示结果并大大减少对安全贺驶员视眼的导致。更省油的suv型轿车和高效益的磁学透镜组制定方案:采用优化方案透镜组的制定方案和空间结构,实现了更省油的suv型轿车的HUD软件系统并上升显像安全性能。光波导的高技术设备的多样化普遍应用:伴随着光波导的高技术设备的连续不断成长期和成熟的,未來将有非常多装备采用了研究背景光波导的高技术设备的HUD控制系统以实行更广的视场角和更多样化的短信信息显示功用。 的前景随着时间的推移方法的不断的提高 和建全这样的光电器件元器件封装的效能和成本费将获得进三步简化以需要量消费额者对智慧化和网联化小车的需要量。