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DIY平视显示HUD交流

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  • TA的每日心情
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    2019-10-6 16:35
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    [LV.1]初来乍到

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    发表于 2019-10-6 13:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
    本帖最后由 Handover2100 于 2019-10-6 13:31 编辑

    本人对虚拟成像很感兴趣,比如谷歌眼镜/HUD/三维虚拟立体等,这次我就想先DIY一个HUD,计划实现如下指标:
    1/ 驾驶员人眼距离HUD反射面1米
    2/ 虚像距离驾驶员人眼2米(大约在车头位置)
    3/ 使用挡风玻璃反射(贴一个最土的单透膜避免重影)
    4/ 使用OLED显示屏做为图像源,考虑到OLED有可能最后光亮不够,可以替换成LED灯泡+TFT显示屏的方式。有效显示尺寸1.8英寸

    设计思路如下:
    1/ 整个光路计划使用凸透镜成虚像,网上介绍一些高端车用的是离轴抛物面镜,但是在淘宝上看到实在太贵,所以自己DIY还是用凸透镜比较合适
    2/ 因为V=2000比较大,并且放大倍数又不能太大(否则看到挡风玻璃上有一个大大的图就不好了),所以凸镜曲率就不能太大。选择焦距在1000mm的菲涅尔透镜,计算出物距U=666mm。
    3/ 像距666mm是个很大的问题,接近70cm的光路怎么弄出来?DIY的HUD体积不可能那么大,否则车前面都没法放,计划在透镜前10mm处再放一个凸透镜汇聚OLED显示屏,OLED显示屏离第二透镜150mm,这样物理上好实现一些,放完之后,两个透镜总体焦距大约为162mm,计算出第二透镜焦距为191mm。

    光路图:


    实验结果:
    1/ 人眼在凸透镜光轴处看图像,还是比较清晰的
    2/ 但是有个巨大的问题,就是球差带来的,眼睛左右上下幅度必须很小很小,稍微偏一点图像就变形,并且盘随着很大的色差,这个问题实在是没有办法,似乎是无解了?请教各位大拿,有什么方法,让球差少一些,知道头左右摇摆一点能完整的看到图像?

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  • TA的每日心情
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    2019-10-6 16:35
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    [LV.1]初来乍到

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     楼主| 发表于 2019-10-7 15:06 | 显示全部楼层
    没人回啊。经过两天的思考,认识到一个问题,所有的凸透镜/凸凹组合透镜,消除的相差也只是对于在光轴成像的,包括相机/望远镜,对于在光轴外观察的情况下是无法消除相差的。必须使用自由透镜,经过一定的设计。
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  • TA的每日心情
    无聊
    2019-10-24 09:51
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    [LV.6]常住居民II

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    发表于 2019-10-7 21:39 | 显示全部楼层
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  • TA的每日心情
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    [LV.1]初来乍到

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     楼主| 发表于 2019-10-7 21:56 | 显示全部楼层
    lottielee 发表于 2019-10-7 21:39
    HUD一般使用自由曲面镜片,DIY一个还是有点难度的吧。一般来说进行HUD设计需要考虑FOV、Eyebox、look down  ...

    感谢!  不过自己设计自由曲面镜片,再去工厂生产,这个费用是不是比较贵,不知道有没有哪里有现成的可以买到。我DIY的目的是想自己做的HUD,可以随便编程,想显示什么内容就显示什么内容,兴趣使然。
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  • TA的每日心情
    无聊
    2020-6-3 10:24
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    [LV.8]以坛为家I

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    发表于 2019-10-7 22:00 | 显示全部楼层
    反射型的光学方案 要好过折射型的设计,不要用透镜了。
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2020-6-4 09:03
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    [LV.9]以坛为家II

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    发表于 2019-10-8 10:44 | 显示全部楼层
    HUD是需要看到现实场景,你这光路只是相当于一个放大镜,跟直接看也没啥区别;真正放车上需要离轴,显示屏不能遮挡视线~~
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  • TA的每日心情
    擦汗
    2020-6-3 11:18
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    [LV.5]常住居民I

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    发表于 2019-11-26 20:50 | 显示全部楼层
    不建议在HUD成像部分采用透镜,会增加很多额外像差;面型还是建议采用自由曲面,因为风挡玻璃不是一个规则面型,采用自由曲面进行匹配会得到更好的成像效果。

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  • TA的每日心情
    开心
    2020-6-4 14:35
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    [LV.4]偶尔看看III

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    小白

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    发表于 2019-12-15 18:27 | 显示全部楼层
    前几天跟室友谈论过HUD的设计,但要考虑几个问题,一是白天受到强烈光照影响,是否能够工作,同理,夜间也会有对面来车的灯光眩光的影响;二是如果利用前挡玻璃作为成像系统的一部分,怎样去消像差,采用自由曲面亦或者说要把工作区域的面型单独设计。

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  • TA的每日心情
    开心
    2020-5-31 20:02
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    [LV.6]常住居民II

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    小白

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    发表于 2019-12-15 23:11 | 显示全部楼层
    传统TFT的PGU亮度可能不能满足多场景的变化,目前是使用LCOS和DLP微投影作为PGU设计;
    另外利用自由曲面进行设计,如果想设计更远、更大的虚像,畸变也是很大的问题,该如何控制呢?装配误差影响大不大?
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