概述

這篇文章介紹了如何在OpticStudio中創(chuàng)建抬頭顯示系統(tǒng)。抬頭顯示系統(tǒng)是一個透視顯示系統(tǒng)，它的作用在于在用戶不改變視角的情況下為用戶提供數(shù)據(jù)，最大程度的讓駕駛員的視線保持在路面上。為了實現(xiàn)透視顯示，系統(tǒng)必須在擋風(fēng)玻璃前形成一個虛像。該虛像的尺寸必須與儀表盤相近且不阻礙駕駛員的視線。另外，駕駛員應(yīng)該在一定空間內(nèi)都能看到該虛像，這個空間也叫視窗(eyebox)

抬頭顯示系統(tǒng)有多種光路結(jié)構(gòu)，本文將和大家分享其中一種結(jié)構(gòu)。示例文件請從以下鏈接下載：

http://customers.zemax.com/ZMXLLC/media/Knowledge-Base/Attachments/HUD_Reverse.zar 

http://customers.zemax.com/ZMXLLC/media/Knowledge-Base/Attachments/HUD_Forward_Fresnel_Reflection.zar

簡化光路

在設(shè)計光學(xué)系統(tǒng)之初，最好使用簡化光路作為起始點。本例中我們將物面設(shè)為像面，反之亦然。這將允許我們在之后的設(shè)計中使用主光線求解類型。在鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中，我們將駕駛員和虛像面的距離設(shè)為物面到第一個面的厚度。然后設(shè)置系統(tǒng)的出瞳也就是系統(tǒng)的第一個面為光闌面（STO）。現(xiàn)在我們暫時將擋風(fēng)玻璃設(shè)置成反射鏡。接下來的面為反射鏡，用以將系統(tǒng)光路折疊。最后一個面的厚度為反射鏡到液晶顯示屏（像面）的距離。

這個布局圖可以讓光學(xué)工程師大體了解像面尺寸、視窗尺寸和最后一個元件所需的封裝尺寸。為了讓這些參數(shù)之間的關(guān)系更加清晰，將折疊光路展開是非常有幫助的一個方法。通過將反射鏡的材料從鏡面設(shè)為無、并調(diào)整坐標(biāo)斷點面的角度參數(shù)可以得到如下布局圖：

橙色面表示儀表盤窗口。從這個布局圖中可以清晰的看到視窗的直徑，駕駛員到擋風(fēng)玻璃的距離，駕駛員到虛像面的距離以及受儀表盤窗口尺寸限制的虛像面的大小。