车载平视显示技术中的光学元件研究

金晶，吴君瑶，程芳芳，张丹，陈瑾

车载平视显示技术中的光学元件研究

金晶，吴君瑶，程芳芳，张丹，陈瑾*

（安徽师范大学物理与电子信息学院，安徽 芜湖 241002）

为将平视显示技术与增强现实技术相结合，让驾驶员在平视状态下获取车速、转速、油量、实时导航等信息，还可以对车外的实时道路环境进行识别，并显示出相应的数据信息，从而避免驾驶员因低头查看驾车信息而产生的视野盲区时间，减少潜在的交通事故。文章采用自由曲面离轴反射光路结构设计车载平视显示系统，但由于其光学系统中的像差也更难以矫正，故通过改进光学元件减小像差方法达到设计目的。从光学角度对汽车AR-HUD虚像显示原理进行分析从而进行成像质量分析。为对光学元件进行合理优化，在研究相关设计参数研究之余，借助 Zemax实现光路最终实现光学元件像差的减小。

光学设计；光学元件；平视显示；自由曲面

前言

车载平视显示技术中的光学元件研究是鉴于日前汽车普及化与交通安全两相结合下的问题研究。本项目研究的车载平视显示系统（Head-Up Dispiay, HUD）是通过光学镜片的反射与折射将行车信息以虚拟的图像投影到车载挡风玻璃前，以便驾驶员行车过程中可以在前方获取车速、油量、道路实况等信息。这样可以避免因低头看信息产生的盲区时间，可减少部分交通事故。因此汽车 HUD 对提高驾车舒适度、保障行车安全有着重要的意义。

目前，汽车HUD仍处于初步开发阶段。……