DIY平视显示HUD交流

Handover2100

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？

Handover2100

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。

Handover2100

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。

milanrambo

反射型的光学方案 要好过折射型的设计，不要用透镜了。

a20070296

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~~

Sky

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。

大博归来

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。

你好，再见

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？