新版扩展了PVB楔形膜的精细化模型,可以支持可变角度PVB楔形膜光学模型。
可变角度PVB楔形膜的建立方式,有如下几种方式:
A. 参数化形式(支持)
B.测量数据直接导入(支持)
C.常规的楔形膜可以直接输入PVB楔形角度(支持)
a. 新的PVB楔形膜模型支持不同的拉伸方向,考虑工艺匹配问题。
b. 支持导入实测数据,如成型后的收缩变形实测数据。
c. 支持多层膜结构,实际风挡玻璃及楔形膜可能存在多层膜,可以同时建模仿真。
常见的风挡玻璃及PVB楔形膜建模如下图所示,模型太过简单,理想化,存在一些局限性,表现在:
A. 数学模型上,风挡玻璃是一个自由曲面,每一点的截面及曲率都不一样,会影响到楔形膜的拉伸及生长方向。如果风挡玻璃是一个理想平面,且只在某一个平面内倾斜,则不存在上述问题。
B. 实际工艺上,楔形膜的拉伸及生长方向与光学仿真的拉伸方向不一致,会导致较大偏差,导致重影计算不准确甚至严重错误。
C. 实际工艺上,如果楔形膜存在成型时候的收缩变形,变形后的楔形膜仿真,如果继续采用上述均一结构,则重影计算不够准确;此时,可能需要实测数据。
D. 实际风挡玻璃及PVB楔形膜可能是多层复合膜结构,需要更为精细及符合物理实际的光学模型,来评价重影问题。
进一步扩充并完善了风挡玻璃的精细化建模,可以对风挡玻璃任意化的片段切割,以及进行从‘壳’到‘实体’化的建模,并引入到光学设计及性能评价当中。
风挡玻璃是W型HUD中的核心成像部件,随着AR HUD产业升级,对风挡玻璃这一块儿有着越来越严格的要求,风挡玻璃的性能评价,如陡度,斜度分析,加工公差要求,PVB楔形膜结构及重影评价,只会对仿真模型的精细度要求越来越苛刻。
A. 风挡玻璃自动定位工具,实现CAD软件与光学软件的坐标系自动定位切换,保证高精度定位,节省机械工程师与光学工程师的大量工时。
B. 风挡玻璃拟合工具,拟合后的风挡直接引入到HUD光学系统设计中去。
C. 风挡玻璃片段化及实体化工具,任意切割(或者不切割)风挡玻璃,再引入到序列及非序列HUD光学设计及性能评价当中去。
D. 风挡玻璃陡度/斜度分析工具,对风挡玻璃进行陡度及足迹线分析,从而分析像质校正的难易度,对不同品牌车型风挡玻璃提供预研性判断。
E. 精细化的PVB楔形膜建模工具,使得消重影计算准确可靠,更符合工艺。
F. 重影图像/双影图仿真评价工具,实现照片级的图像仿真及输出。
G. 风挡玻璃序列模式到非序列模式自动转化工具,可以指定‘壳’或者‘实体’结构。
H. 风挡玻璃/自由曲面公差分析工具,提供装配级及部件级公差分析工具,部件级公差允许直接输入面型起伏的PV值或者RMS值。
I. 风挡玻璃镀膜:Coating(Zemax自带),如偏光膜,吸收膜,辐射膜等等。
扩展了非序列自动转换功能:HUD光路序列模型转换为非序列支持一键转换功能;全自动建立杂散光分析模型及自动提取关键性杂散光线。
新版功能支持快速眩光路径分析,根据驾驶员不同的驾驶朝向,快速给出太阳位置及眩光路径,从而指导机械设计进行合理的消眩光处理。
通过查询特定城市特定日期的太阳数据,将该城市的全日空太阳数据(不同时刻,几十个太阳)一次性的自动添加到Zemax非序列数据编辑器中进行HUD光学系统仿真,提供完整眩光/杂散光分析及图像仿真。
通过太阳光源光线的自动采样,可以在保证信噪比(精度)的情况下,大幅缩减光线追迹数量。
支持风挡玻璃模型以‘反射镜’或者以‘实体’玻璃的形式转换
反射镜形式:风挡玻璃以‘壳’形式的内层反射面转换
实体玻璃形式:风挡玻璃以夹层实体玻璃的形式转换
不同的应用场景可以选择不同的转换形式,该转换是高精度保真转换,一键式自动转换,无需人为调整。
① 误差形式支持风挡玻璃移动,HUD模组不动方式
② 误差形式支持HUD模组移动,风挡玻璃不动方式
③ 允许用户开启HUD光机装调模式Auto Alignment进行装调姿势补偿
④ 六自由度运动,可与机械软件对应,自由度可以有更多扩展
⑤ 支持HUD正向光路形式,也支持HUD逆向光路形式
⑥ 接口含有大量冗余,允许用户定义其他Method动作形式
⑦ 评价模板含有大量冗余,允许定义其他评价指标
⑧ 开放式平台,参数设置可见,自动生成Zemax公差分析文件
⑨ 允许用户自行进行公差参数检查,保证运行正确及可靠性
⑩ 数据报表直观、易读;数据报告,设置文件等自动备份,数据安全性高
① 误差形式支持风挡玻璃移动,HUD模组不动方式
② 误差形式支持HUD模组移动,风挡玻璃不动方式
③ 允许用户开启HUD光机装调模式Auto Alignment进行装调姿势补偿
④ 六自由度运动,可与机械软件对应,自由度可以有更多扩展
⑤ 支持HUD正向光路形式,也支持HUD逆向光路形式
⑥ 接口含有大量冗余,允许用户定义其他Method动作形式
⑦ 评价模板含有大量冗余,允许定义其他评价指标
⑧ 开放式平台,参数设置可见,自动生成Zemax公差分析文件
⑨ 允许用户自行进行公差参数检查,保证运行正确及可靠性
⑩ 数据报表直观、易读;数据报告,设置文件等自动备份,数据安全性高
1. 优化并改善坐标系对齐功能(Tools菜单>Align Eyebox and Windshield Orientation)
新算法改善了机械CAD文件(风挡玻璃与Eyebox)的坐标自动对齐功能,能够灵活处理.STP及.IGS文件,使得机械CAD软件与光学软件坐标系间的自动转换更稳定,无需手动进行坐标系调整,为机械工程师及光学工程师节省大量工时。
2. 新增镜面尺寸自动裁剪及HUD容积(Volume)计算功能:AutoCut & Volume
用户可以设置尺寸余量:X Margin, Y Margin, Z Margin,程序会根据余量自动裁剪尺寸。
裁剪尺寸会有两种模式:Auto Tilt 选项,区别如下:镜面为矩形黑框,颜色区域为有效光线区域。
并且在File Conversion Info.dat(文件转换报告)及Manufacture Report.dat(加工数据报告)中,
显示HUD整体尺寸及容积(Volume)信息:
3. 扩展扫描反射镜的机械旋转轴功能
HUD光路系统,有时候为了减少反射镜尺寸(节省HUD容积),会旋转反射镜来调整EyeBox虚像高度,从而使得与不同驾驶员身高相匹配(或者称之为Driver Offset)。
以前版本反射镜的旋转轴默认为:当前反射镜的顶点(Surface Vertex)处的X轴.
20版新增其他几种旋转轴的定义方式,用户可以有以下几种选择,从而使得旋转方式更灵活,也更符合实际:
A— Vertex: (Surface Vertex) 当前镜面的表面顶点的X轴(默认选项,以前版本支持)
B— Center: (Aperture Center) 通过镜面孔径中心的X轴,当镜面孔径存在偏心或者倾斜的时候与A选项的Vertex会有区别。
C— User: (User Defined) 用户自定义旋转轴,通过一个坐标点及其方向余弦来自定义任意旋转轴。坐标系以EyeBox中心为全局坐标原点来定义。
4. 支持前述反射镜旋转轴的可视化及CAD导出
扫描反射镜的旋转轴既可在Zemax序列模式,也可以在非序列模式下面可视化显示,并且支持以.STP或者.IGS格式的形式连同其他HUD组件输出到机械CAD软件中。
5. 新增PVB楔形玻璃CAD导出功能
20版HUD工具箱支持PVB夹层玻璃CAD导出功能,该实体夹层玻璃可以直接应用在Zemax非序列中进行光线追迹分析,或者导入到机械CAD软件中,不同的夹层可以分别赋不同材料属性,夹层面支持自由曲面形式。
一键生成的PVB夹层玻璃模型如下:
6. 优化并简化照片级重影图像仿真功能
新版简化了重影图像仿真功能,以前版本需要用户在Advanced菜单下利用Double Image Analysis功能进行重影图像的仿真;新版在Evaluation菜单下,勾选Double Image Analysis功能,并选择一幅输入图片,然后点击Generate Solid Windshield按钮即可进行图像仿真,操作十分方便。
除此之外重影分析,也可以通过Report菜单下的Ghost按钮来具体计算出量值
或者进行重影--更佳楔形角分析
7. 扩展了公差分析功能,用户可以自定义公差分析标准
允许用户较多自定义48个公差分析标准,不仅适用于HUD光路系统,也可以用于其他光路系统比如AR,离轴三反系统,传统镜头成像系统等。
公差分析完成后,可在报告菜单(Report)中,显示自定义的公差分析标准(Group1-Group4),每个Group较多显示12个公差分析标准。
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8. 扩展了自由曲面加工公差分析功能(选配模块)
可以对自由曲面反射镜及风挡玻璃做加工公差灵敏度分析
a— 不规则度(Irregularity)
b— 斜率公差(Slope Error)
采用创新的傅里叶谱域展开的算法,对上述指标进行公差分析,上述公差对标:ISO10110光学加工与制图标准,并且直接反应对系统性能的影响。
支持PV值及RMS值分析模式。
支持的面型包括球面,非球面,自由曲面以及同轴与离轴模式,可以图形化显示面型公差分布,及对系统性能影响的概率化分布;此分析模块不仅适用于HUD光路系统,也可以用于其他更一般的光路系统,操作十分简单。
9. 面型优化控制模块(单独模块,选配)
20版ARtrix HUD工具箱可以选配面型优化控制模块,该模块在自由曲面阶次比较高,系数比较多时候,在面型平滑性控制上(易加工性及成品良率控制)效果比较显著。