Ansys SPEOS/Zemax抬頭顯示器整合設計應用

Ansys SPEOS/Zemax抬頭顯示器整合設計應用

HUD可以有效降低駕駛眼睛焦距調整時產生的疲勞,提升駕駛安全性。透過ANSYS SPEOS 與Zemax的整合應用可以完美優化HUD光學機構元件。

ANSYS SPEOS的HDA模組用於設計抬頭顯示器的反射鏡組合,透過給予成像距離,成相位置與大小,HDA就可以生成相對應的反射片,並根據輸入的Windshield產生優化的曲面鏡,大幅減少設計反射片的時程,也可以配合HDA進行成像品質分析,結合設計、優化與分析的HUD一體解決方案。

HUD Optical Design (HOD)功能特點

從成像目標自動生成反射片

HOD可以用參數的方式去設定成像的位置,大小,與人眼的距離等等,系統就可以從成像目標去自動化設計反射片的曲率,並隨時修改目標來同步優化反射片的結果。

反射片優化與即時計算光軸與角度

HDA可以從光軸長度,反射片數量與角度來優化我們想要的設計,使用者可以自行調整角度,大小與位置,以符合HUD CASE的範圍,並透過參數的設定與調整,找出最節省空間的擺放位置,以達到設計優化的效果。可以在3D環境中直接拉動反射片來調整其位置與角度,並即時預覽出光線走向與結果,大幅縮短設計時程。

不同座高的反射片設計

HDA可以輸入不同座高的眼點位置,同時產生數種不同的反射片造型,以因應個別座高的設計需求。

HDA可以支援雙曲面鏡的功能,使用者可以生成兩種曲面鏡並進行個別的調整和優化,在AR的HDA反射片上可以節省空間並修正很多成像上的問題。

匯入Zemax進行曲面鏡優化

Zemax提供完整的曲面方程式與優化工具,SPEOS可以將光路概念設計後產生之曲面鏡曲面方程式匯入Zemax。針對曲面鏡產生之影品質進行優化。免除繁複方程式參數輸入的困擾成事,大幅降低光學設計學習曲線,優化研發流程。

成像品質檢驗報告產出

將Zemax優化後之曲面鏡匯入SPEOS HAD模組進行影像品質分析, HOA 提供多種不同成像品質的分析報告,並以視覺化方式,同時呈現單種與樹種不同的分析圖像:

1. 最佳焦距成像(Best Focus virtual Image)

2. 鬼影分析(Ghost Report)

3. 靜態與動態畸變分析 (STATIC DISTORTION)

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HUD PGU光學設計

PGU均勻性優化,設定變數與優化 目標自動優化背光公差造成均勻性 不佳的影響,找出最佳解。並能產生Warping檔案優化崎變現象。

HUD雜散光分析

SPEOS提供逆追蹤的功能可以讓使用者透過逆追蹤的方式,模擬出雜散光並從中找出危險太陽位置與造成的機構位置,來進行優化的處理。設計一台HUD需要分析200種以上的雜散光情況,變數有眼點位置,太陽角度,光學元件角度,組裝公差…等,必須要有穩定且高效的軟體來做輔助。