关于HUD系统和PGU匹配的问题

不懂光学的小菜

请教论坛各位前辈，因为PGU和HUD离轴系统后段是分开设计的，在设计HUD后段系统（反向设计）时，光线到达像面（扩散屏）的角度接近垂直（像面的x、y方向），在后续的拼接过程中发现，pgu打到扩散屏后的光线是有一个角度存在的（与扩散屏x、y方向并不是90度），这就导致很大一部分光线都没有被后续的反射镜反射，成像质量非常差。
目前我采用的改进方法是：重新设计HUD后段系统，采用REAA、REAB操作数，约束光线到达像面（扩散屏）的角度（与x、y方向），让这个角度大于pgu打到像面（扩散屏）后光线的发散角度。

想请问论坛前辈我这种方法可行吗？还有就是pgu光线到达扩散屏后的角度和设计hud时光线到达像面的角度有什么关系？还请前辈指教，谢谢！

qqmmxx521

没太明白你说的意思，但是感觉不管扩散片角度是什么样，你PGU出来的主光轴要跟成像部分主光轴方向一致？

那些年

1、你的改进方法没有问题。
2、pgu光线到达扩散屏后的角度和设计hud时光线到达像面的角度完全匹配是最好的。
但是这两部分系统往往是分开设计的，而且pgu的光线到达扩散屏之后，角度会扩大，所以一般要求pgu和hud的主光线方向尽可能一致。
其次hud一侧的孔径角最好大一些，但是越大则越难设计，具体需要大多少取决于pgu的孔径角和扩散屏的扩散情况。

白云飞飞飞

光线到达像面（扩散屏）的角度接近垂直，那么反过来说就是光线从扩散片上垂直出射。实际上如果从扩散片上出射的光线的角度较大，那么建议你更换发散角较小的扩散片。当然更换光机的投影镜头，选用远心镜头，使得从pgu出来的光线经远心镜头后以近乎垂直的光线打到扩散片上（当然重新设计hud部分使得角度匹配也可以）。最后需要说明一点的是，一般从扩散片上出射的光线的角度要大于hud入射到像面的角度。如果角度不够会导致最终在眼盒观看时图像看不全的问题

不懂光学的小菜

qqmmxx521 发表于 2023-11-16 11:00
没太明白你说的意思，但是感觉不管扩散片角度是什么样，你PGU出来的主光轴要跟成像部分主光轴方向一致？

是的，我理解的是从扩散片出来的光线主光线角度要小于当时设计反射镜时候到达像面时主光线的角度

不懂光学的小菜

那些年 发表于 2023-11-16 11:13
1、你的改进方法没有问题。
2、pgu光线到达扩散屏后的角度和设计hud时光线到达像面的角度完全匹配是最好的 ...

感谢前辈回答，看了您的解答我还有两个问题
1.PGU和后端反射主光线角度匹配，使用raid操作数就可以吗？
2.您指的HUD端孔径角要用什么操作数来约束，reaa、reab吗？
请前辈指教

不懂光学的小菜

白云飞飞飞 发表于 2023-11-16 11:15
光线到达像面（扩散屏）的角度接近垂直，那么反过来说就是光线从扩散片上垂直出射。实际上如果从扩散片上 ...

是的，目前在非序列模式里仿真，从眼盒观察结果就是只有一部分图像，在3D图里看，PGU光线出来的光线很大一部分都没有被后续反射镜反射，所以我猜想的是后端反射设计时，像面入射光线角度设计的太小，小于pgu出来光线的角度才导致这个问题的，但是前辈说是pgu光线角度要大于HUD设计时像面入射光线的角度，那这样不是会有更多光线没被反射镜反射吗？还请前辈指教

那些年

不懂光学的小菜 发表于 2023-11-20 08:55
感谢前辈回答，看了您的解答我还有两个问题
1.PGU和后端反射主光线角度匹配，使用raid操作数就可以吗？
...

都用raid就可以，孔径角其实就是数值孔径（NA=nsinθ），他限制了边缘光线的角度。只需要控制主光线和边缘光线的角度就可以了。

不懂光学的小菜

那些年 发表于 2023-11-20 09:10
都用raid就可以，孔径角其实就是数值孔径（NA=nsinθ），他限制了边缘光线的角度。只需要控制主光线和边 ...

好的感谢前辈，我再试试

微风飘飘

不懂光学的小菜 发表于 2023-11-20 09:02
是的，目前在非序列模式里仿真，从眼盒观察结果就是只有一部分图像，在3D图里看，PGU光线出来的光线很大 ...

物点发出的光线经反射系统被人眼接收到，人眼才能看到，PGU就可看作物点发出的光线，PGU设计的角度要比HUD成像反射系统角度大是为了至少要能包含与成像反射系统角度一致的光线，这样才能有有效的光线被成像系统反射到人眼成像。