通過將關鍵駕駛資訊疊加到真實世界中，增強現實（AR）抬頭顯示（HUD）將徹底改變駕駛體驗。如今，AR顯示的最佳示例是用於戰鬥機，可在飛行員的直接視線中置放大量關鍵資訊。
在汽車環境中，圖形直接置放于駕駛員視線內取代了基本警告音或符號，通過這種方式可以傳達資訊並識別駕駛員視野中的威脅，使其能夠立即採取行動。圖形表現為真實世界的自然保形延伸；它們不僅僅是現今HUD中的二次資訊顯示。
正如我之前在關於陽光負載的博客文章中所討論的，太陽輻照度對AR HUD設計提出了重大挑戰。與傳統的HUD不同，AR HUD具有寬視場和長虛像距離，並且需要將車輛的感測器資料與HUD顯示進行即時集成。長虛像距離（>7m）及較小程度上的較寬視場（至少水準10度角x垂直4度角）導致太陽能集中度顯著提高，並在成像儀面板上發生相應的熱升。為了防止太陽輻照度造成的熱損傷，您必須仔細設計AR HUD並運行詳細的陽光負載類比以驗證操作是否可靠。
在類比陽光負載對AR HUD設計的影響時，需要考慮以下幾點。
陽光負載模型的準確性
雖然看起來很明顯，但我不能誇大模型元素中準確性的重要性。AR HUD陽光負載類比需要精確的陽光光源模型（具有適當的角度、光譜和輻照度特性），以及針對汽車中光學元件的精確光譜透射曲線，包括（但不限於）擋風玻璃、眩光陷阱和熱/冷鏡。
離軸太陽輻照度的影響
在日常駕駛條件下，當車輛轉彎及上下坡時，各種角度的日照均會射入車內。因此，重要的是在適當的角度範圍內掃描入射的太陽光，如圖1所示。TI發現，在採用TI DLP®技術的AR HUD原型中，離軸峰值太陽輻照度比主光線水準差2.7倍，導致熱負荷顯著增加。模擬的峰值太陽輻照度如圖2所示。如果您的系統設計無法處理最壞情況下的離軸太陽輻照度，那麼您將面臨因受損成像儀面板造成的不可接受的現場故障風險。
圖 1：在一系列輸入角中模擬太陽光
圖 2：散射屏上的峰值輻照度作為輸入陽光角度的函數。
太陽輻照度的熱效應
模擬峰值太陽輻照度只是預測和避免熱失效的第一步。太陽能根據其所射入材料的光譜吸收轉換為熱量。例如，在我們的測試中，如圖3所示，由於陽光負載導致的薄膜電晶體（TFT）面板的溫升比基於DLP技術的系統中所用的透射式微透鏡陣列散射屏快6倍，從而使TFT面板更易受到太陽輻照度的損害。
模擬峰值太陽輻照度只是預測和避免熱失效的第一步。太陽能根據其所射入材料的光譜吸收轉換為熱量。例如，在我們的測試中，如圖3所示，由於陽光負載導致的薄膜電晶體（TFT）面板的溫升比基於DLP技術的系統中所用的透射式微透鏡陣列散射屏快6倍，從而使TFT面板更易受到太陽輻照度的損害。
在85°C的環境溫度下，由於其低光譜吸收和高工作溫度的特性，HUD系統中採用DLP技術的Kuraray散射屏可以承受高達82kW/m2的太陽輻照度。這種熱性能使DLP技術能夠支援AR HUD中的長虛像距離。
圖 3：溫升與太陽輻照度
AR HUD的設計挑戰與當今HUD設計中的挑戰有很大不同。AR HUD中的陽光負載明顯較高，您必須運行詳細的熱模擬並考慮設計中的離軸太陽輻照度。有關陽光負載建模的更詳細討論，請參閱白皮書“DLP技術：載入在增強現實抬頭顯示系統中的太陽能。”
其他資源
• 下載DLP5530-Q1資料表。
• 在點亮創意：TI DLP®博客上瞭解有關DLP技術汽車晶片組的更多資訊。
• 採用針對增強現實抬頭顯示參考設計的電子設備和LED驅動器參考設計開始設計AR HUD和DLP3030-Q1或DLP5530-Q1晶片組。
