헤드업 디스플레이(HUD) 시스템은 운전자가 도로에서 한눈 팔지 않고 관련 데이터(속도, 주행 거리, 내비게이션 등)를 볼 수 있도록 해주기 때문에 자동차 산업에서 점점 더 널리 사용되고 있습니다.
HUD와 같은 광학 시스템을 최적화할 때는 미광 경로를 고려하는 것이 중요합니다. 미광은 검출기로 전달되거나 사용자가 감지하는 의도하지 않은 빛이다. 모든 광학계에는 여러 가지 미광원이 존재하지만, 일반적으로 두 가지 범주로 분류된다:
광학 구성 요소(코팅의 유령 반사, 거친 표면의 산란 등)에서 나오는 미광.
비광학적 구성 요소(광역학에서 반사 및 산란 등)의 미광 .
Ansys의 광학 솔루션은 모든 광학 설계에서 미광을 시뮬레이션하고 완화하는 방법을 결정하기 위한 완벽한 솔루션을 제공하기 위해 원활하게 작동하는 여러 가지 도구를 제공합니다.
Stray Light Caused by Optical Properties and Components
일부 경로는 고스트와 같은 내부 문제의 결과이며, 이는 여러 평면에서 입사광이 앞유리에 반사되어 발생할 수 있습니다. 앞유리는 일반적으로 3층으로 된 안전유리로 만들어집니다. 내부층과 외부층은 강화유리이고, 중간층은 폴리비닐부티랄(PVB)입니다. 이 다층 유리는 빛이 부딪히는 각도에 민감하며 고스트라고도 하는 의도하지 않은 반사를 일으킬 수 있습니다. 거울 각도, 재료, 코팅 및 위치를 신중하게 선택하면 이러한 영향을 최소화할 수 있습니다.
앞 유리에서 고스트, 태양에서 핫스팟.
윈드실드의 레이어 사이에서 발생하는 총 내부 반사(TIR)로 인해 운전자에게 원하지 않는 반사가 발생합니다.
태양이나 헤드라이트와 같은 외부 소스는 광학 시스템에 원치 않는 영향을 줄 수 있습니다. 헤드라이트의 눈부심 효과를 완화하기 위해 제조업체는 코팅을 사용할 수 있습니다. 태양은 운전자 성가심과 PGU(영상 생성 장치) 손상이라는 두 가지 문제를 일으킬 수 있습니다. 원하지 않는 빛의 경로에 대한 기계적 캐치인 라이트 트랩은 광기계적 단계에서 사용할 수 있습니다.
또 다른 일반적인 접근 방식은 콜드 미러입니다. 가시광선은 반사하고 적외선은 통과시키는 물질을 여러 겹으로 코팅한 기판입니다. 기본적으로 대역 통과 필터 역할을 하는 미러를 생성합니다. 이렇게 하면 PGU의 손상을 줄일 수 있습니다.
47층 코팅으로 거울이 밴드 패스 필터처럼 작동하여 콜드 미러를 만듭니다.
Stray Light Caused by Non-Optical Components
Ansys Zemax OpticStudio 에서 미러 시스템을 최적화한 후 Ansys Speos 를 사용 하여 HUD 시스템뿐만 아니라 주변 환경에서도 미광에 대한 최악조건의 태양 위치를 확인할 수 있습니다.
예를 들어 인접한 기계 하우징, 베젤 또는 대시보드에 떨어지는 미광의 영향에 대해 시스템 수준 분석을 수행할 수 있습니다. 이러한 물체의 눈부심으로 인해 HUD에서 안전에 중요한 정보를 볼 수 없습니다.
미광 상태를 발견하면 운전자의 눈 위치에서 시각적 경험을 검증하여 반사가 얼마나 방해가 되거나 성가신지 판단할 수 있습니다. 그래픽 처리 장치(GPU) 시뮬레이션을 사용하면 물리 기반 결과를 빠르게 경험할 수 있습니다. 터널 진입 및 퇴장과 같은 엣지 케이스도 밖으로 나가지 않고 확인할 수 있습니다.
미러 코팅 또는 미러 트리밍이 절단되지 않는 경우 HUD 시스템의 하우징에 대한 재료 선택이 중요해집니다. 더 확산되고 흡수력이 높은 재료를 사용하면 전방 도로에 집중할 때 운전자가 감지하는 눈부심의 양을 줄일 수 있습니다.
HUD 베젤로 인한 미광.
운전자의 시선을 전방 도로에 고정시키기 위해 HUD 시스템은 운전자의 전반적인 가시성에 영향을 미칠 수 있는 추가적인 인공물을 도입하지 않으면서 가시적이고 읽기 쉬운 안전에 중요한 정보를 표시하는 전략적 역할을 합니다. Optical Studio와 Speos를 함께 사용하면 이러한 목표를 설계 수명 주기에서 훨씬 더 빨리 달성할 수 있으므로 이러한 원하지 않는 시나리오가 발생할 가능성이 없습니다.
지금 무료 평가판을 요청하여 Ansys 광학 설계 및 시뮬레이션 소프트웨어의 성능을 직접 경험해 보십시오.
Stray Light in a Head-Up Display Application with Speos and Zemax
ANSYS BLOG / DECEMBER 5, 2022
Author: Sanjay Gangadhara / Senior Program Director, Optics, Ansys
https://www.ansys.com/blog/stray-light-hud-application-with-speos-zemax
Speos 및 Zemax를 사용한 헤드업 디스플레이 애플리케이션의 미광
헤드업 디스플레이(HUD) 시스템은 운전자가 도로에서 한눈 팔지 않고 관련 데이터(속도, 주행 거리, 내비게이션 등)를 볼 수 있도록 해주기 때문에 자동차 산업에서 점점 더 널리 사용되고 있습니다.
HUD와 같은 광학 시스템을 최적화할 때는 미광 경로를 고려하는 것이 중요합니다. 미광은 검출기로 전달되거나 사용자가 감지하는 의도하지 않은 빛이다. 모든 광학계에는 여러 가지 미광원이 존재하지만, 일반적으로 두 가지 범주로 분류된다:
Ansys의 광학 솔루션은 모든 광학 설계에서 미광을 시뮬레이션하고 완화하는 방법을 결정하기 위한 완벽한 솔루션을 제공하기 위해 원활하게 작동하는 여러 가지 도구를 제공합니다.
Stray Light Caused by Optical Properties and Components
일부 경로는 고스트와 같은 내부 문제의 결과이며, 이는 여러 평면에서 입사광이 앞유리에 반사되어 발생할 수 있습니다. 앞유리는 일반적으로 3층으로 된 안전유리로 만들어집니다. 내부층과 외부층은 강화유리이고, 중간층은 폴리비닐부티랄(PVB)입니다. 이 다층 유리는 빛이 부딪히는 각도에 민감하며 고스트라고도 하는 의도하지 않은 반사를 일으킬 수 있습니다. 거울 각도, 재료, 코팅 및 위치를 신중하게 선택하면 이러한 영향을 최소화할 수 있습니다.
앞 유리에서 고스트, 태양에서 핫스팟.
윈드실드의 레이어 사이에서 발생하는 총 내부 반사(TIR)로 인해 운전자에게 원하지 않는 반사가 발생합니다.
태양이나 헤드라이트와 같은 외부 소스는 광학 시스템에 원치 않는 영향을 줄 수 있습니다. 헤드라이트의 눈부심 효과를 완화하기 위해 제조업체는 코팅을 사용할 수 있습니다. 태양은 운전자 성가심과 PGU(영상 생성 장치) 손상이라는 두 가지 문제를 일으킬 수 있습니다. 원하지 않는 빛의 경로에 대한 기계적 캐치인 라이트 트랩은 광기계적 단계에서 사용할 수 있습니다.
또 다른 일반적인 접근 방식은 콜드 미러입니다. 가시광선은 반사하고 적외선은 통과시키는 물질을 여러 겹으로 코팅한 기판입니다. 기본적으로 대역 통과 필터 역할을 하는 미러를 생성합니다. 이렇게 하면 PGU의 손상을 줄일 수 있습니다.
47층 코팅으로 거울이 밴드 패스 필터처럼 작동하여 콜드 미러를 만듭니다.
Stray Light Caused by Non-Optical Components
Ansys Zemax OpticStudio 에서 미러 시스템을 최적화한 후 Ansys Speos 를 사용 하여 HUD 시스템뿐만 아니라 주변 환경에서도 미광에 대한 최악조건의 태양 위치를 확인할 수 있습니다.
예를 들어 인접한 기계 하우징, 베젤 또는 대시보드에 떨어지는 미광의 영향에 대해 시스템 수준 분석을 수행할 수 있습니다. 이러한 물체의 눈부심으로 인해 HUD에서 안전에 중요한 정보를 볼 수 없습니다.
미광 상태를 발견하면 운전자의 눈 위치에서 시각적 경험을 검증하여 반사가 얼마나 방해가 되거나 성가신지 판단할 수 있습니다. 그래픽 처리 장치(GPU) 시뮬레이션을 사용하면 물리 기반 결과를 빠르게 경험할 수 있습니다. 터널 진입 및 퇴장과 같은 엣지 케이스도 밖으로 나가지 않고 확인할 수 있습니다.
미러 코팅 또는 미러 트리밍이 절단되지 않는 경우 HUD 시스템의 하우징에 대한 재료 선택이 중요해집니다. 더 확산되고 흡수력이 높은 재료를 사용하면 전방 도로에 집중할 때 운전자가 감지하는 눈부심의 양을 줄일 수 있습니다.
HUD 베젤로 인한 미광.
운전자의 시선을 전방 도로에 고정시키기 위해 HUD 시스템은 운전자의 전반적인 가시성에 영향을 미칠 수 있는 추가적인 인공물을 도입하지 않으면서 가시적이고 읽기 쉬운 안전에 중요한 정보를 표시하는 전략적 역할을 합니다. Optical Studio와 Speos를 함께 사용하면 이러한 목표를 설계 수명 주기에서 훨씬 더 빨리 달성할 수 있으므로 이러한 원하지 않는 시나리오가 발생할 가능성이 없습니다.
지금 무료 평가판을 요청하여 Ansys 광학 설계 및 시뮬레이션 소프트웨어의 성능을 직접 경험해 보십시오.
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