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1.3 抬头显示器流明预算估算计算器

在本次 TI DLP 实验室 培训视频中, 我们将介绍 增强现实 抬头显示的流明水平要求, 这种显示又称 AR HUD。 AR HUD 的亮度 主要由 三个 HUD 参数决定, 即视场、人眼窗口大小 和最高人眼窗口亮度。 我们将从亮度 概述、布局 以及 AR HUD 中的 主要光路入手。 随后,我们将讨论 影响 HUD 亮度的 主要参数,并通过一些示例 说明上限和下限亮度 要求。 最后,我们将以 汽车温度范围 和 LED 选项的 亮度输出收尾。 下面对一些常见的 缩略词和术语进行说明。 AR HUD 指增强现实 抬头显示。 PGU 又称图片 生成单元, 指用来生成实际 图像的 DLP 投影仪 和散射屏。 视场又称 FOV, 指实际投影图像的 宽度和高度, 以度为单位, 决定了显示的 图像大小。 人眼窗口指 驾驶员能够 看到虚拟图像的区域。 虚拟图像距离 又称 VID, 指与虚拟图像所在的 人眼窗口之间的距离。 数字微镜器件 又称 DMD, 是作为 DLP 技术核心的 MEMS 器件。 在此培训结束时, 您将能够识别 决定亮度的 主要 HUD 参数, 了解这些参数 如何影响 PGU 流明要求, 为给定的 HUD 设计 确定所需的 PGU 亮度 以及确定后续步骤和 建议的 LED 选项。 这是 AR HUD 的 典型布局。 DLP HUD 位于 汽车仪表板的下方, 主要由 投影仪、散射屏 和自由形状的大反光镜组成。 投影仪和散射屏 组成了 PGU 并在散射屏上 生成实际图像。 随后,此图像的光 会经由 自由形状的反光镜 反射,然后再被 挡风玻璃反射,重新进入 驾驶员的人眼窗口。 虚拟图像 投影在 VID 上, 图像的大小由 水平和垂直 FOV 决定。 本次演示中使用了 两个相似的术语, 即亮度和流明。 虽然二者都用于 描述光量, 但其数值不同。 图像的亮度 通常由图像的 辉亮度表示。 此术语用来度量 单位面积的光量, 测量结果以 坎德拉/平方米表示。 图像的辉亮度越高, 在观察者看来 越明亮。 而流明是 光通量的计量单位。 此术语通常用来 描述投影仪的 光输出量。 投影仪输出的 流明数值越大, 产生的图像越亮。 投影仪需要 输出的光通量 主要由三个 参数决定, 分别是视场、 人眼窗口大小 和人眼窗口亮度。 增大视场 会增加 图像的尺寸, 因此需要更多的光。 增大人眼 窗口的大小 需要将光 散布到更大的 驾驶员可视区域。 而增大人眼 窗口的亮度会 提高图像的 最高表观亮度。 要在更大的 人眼窗口或 更大的视场中 保持相同的亮度, 需要投影仪输出 更高的流明。 在 AR HUD 设计中, FOV、人眼窗口大小 和人眼窗口亮度 均用作系统参数, 以确定对于 DLP 投影仪的 流明要求。 为帮助理解 这三个参数的影响, TI 创建了一个 Excel 工具, 用来估计 DLP 投影仪 需要输出的流明。 可以通过 视频说明中的 链接下载 此工具。 在计算器的 顶部, 可以看到 “HUD 要求”部分。 这些要求包括 人眼窗口所需的 最高亮度、人眼窗口的 尺寸、视场 以及其他 HUD 参数。 在黄色框中输入 自定义的数字 会重新计算 在计算器底部 显示的 所需流明。 “HUD 参数” 部分的下方 用于输入 HUD 光传输参数。 这些参数值中 预填了典型值, 但可以进行更改, 以匹配具体系统设计。 这些参数包括 挡风玻璃的反射率、 反光镜的反射率 以及 HUD 系统中 亮度损失的 其他典型来源。 例如,我们可以看到, 如果为计算器再添加 一个 HUD 反光镜, 则 HUD 的总光学效率 会从 13% 下降到 12%。 估计的总 光学效率 作为一个二级计算结果 提供,以供参考, 此值通常较小, 原因在于 透明挡风玻璃的反射率较低。 “DMD 至屏幕” 部分会显示多个 特定于 PGU 中所用的 显示芯片组的计算参数。 选择另一个 汽车芯片组后, 会重新计算 图像特性 并更新 流明要求。 现在我们来看看 两个 AR HUD 流明计算示例, 其中一个示例的 流明要求较低, 而另一个要求较高。 可以看到, 当减小最高亮度、 人眼窗口大小和 视场的值时,流明要求也会 减小。 调节 VID 会改变 重要的 HUD 属性, 例如太阳能负载, 但不会对流明要求 产生太大的影响。 同样,增大 最高亮度、 人眼窗口大小和 视场都会导致 流明要求提高。 在这里可以看出 一般趋势和大致的 流明要求。 随着 FOV 或 人眼窗口增大, 流明要求也会提高。 对于汽车 HUD 系统, 一定要考虑 LED 在整个 汽车工作温度 范围内的行为, 因为 HUD 系统通常在 高达 85 摄氏度的条件下 工作。 随着温度的升高, LED 的效率会下降, HUD 的亮度也会发生变化。 一定要选择 正确的 LED, 以确保 HUD 在 所有温度下 都能实现最高亮度目标。 对较小的人眼窗口 和视场使用的上一批示例参数 要求投影仪 输出 26 流明。 我们可以看到, 使用 DLP3030-Q1 芯片组 可以在所有温度下 实现 26 流明以上的亮度。 此芯片组可以在此 亮度范围内正常运行, 也可以在最低 功耗模式下运行, 只消耗大约 5.5 瓦的电力。 对更大的人眼窗口 和 FOV 使用的示例参数 要求投影仪 输出 117 流明。 DLP3030-Q1 芯片组 无法在所有温度下 都输出如此高的流明。 因此,应使用 DLP5530-Q1 芯片组。 此值是为了 在整个工作温度 范围内实现流明目标 而估计的值。 请查阅 TI.com/DLPauto 上的其他资源,以了解更多 信息。 谢谢观看 AR HUD 亮度要求 培训视频。 我们了解了决定 流明要求的三个 主要参数, 即视场、 人眼窗口大小和 人眼窗口亮度, 我们还观看了如何 利用 AR HUD 流明预算估算 计算器来为 特定的 AR HUD 确定流明 要求。

在本次 TI DLP 实验室 培训视频中,

我们将介绍 增强现实

抬头显示的流明水平要求, 这种显示又称 AR HUD。

AR HUD 的亮度 主要由

三个 HUD 参数决定,

即视场、人眼窗口大小 和最高人眼窗口亮度。

我们将从亮度 概述、布局

以及 AR HUD 中的 主要光路入手。

随后,我们将讨论 影响 HUD 亮度的

主要参数,并通过一些示例 说明上限和下限亮度

要求。

最后,我们将以 汽车温度范围

和 LED 选项的 亮度输出收尾。

下面对一些常见的 缩略词和术语进行说明。

AR HUD 指增强现实 抬头显示。

PGU 又称图片 生成单元,

指用来生成实际 图像的 DLP 投影仪

和散射屏。

视场又称 FOV, 指实际投影图像的

宽度和高度, 以度为单位,

决定了显示的 图像大小。

人眼窗口指 驾驶员能够

看到虚拟图像的区域。

虚拟图像距离 又称 VID,

指与虚拟图像所在的 人眼窗口之间的距离。

数字微镜器件 又称 DMD,

是作为 DLP 技术核心的 MEMS 器件。

在此培训结束时,

您将能够识别 决定亮度的

主要 HUD 参数, 了解这些参数

如何影响 PGU 流明要求,

为给定的 HUD 设计 确定所需的 PGU 亮度

以及确定后续步骤和 建议的 LED 选项。

这是 AR HUD 的 典型布局。

DLP HUD 位于 汽车仪表板的下方,

主要由 投影仪、散射屏

和自由形状的大反光镜组成。

投影仪和散射屏 组成了 PGU

并在散射屏上 生成实际图像。

随后,此图像的光 会经由

自由形状的反光镜 反射,然后再被

挡风玻璃反射,重新进入 驾驶员的人眼窗口。

虚拟图像 投影在 VID 上,

图像的大小由 水平和垂直 FOV

决定。

本次演示中使用了 两个相似的术语,

即亮度和流明。

虽然二者都用于 描述光量,

但其数值不同。

图像的亮度 通常由图像的

辉亮度表示。

此术语用来度量 单位面积的光量,

测量结果以 坎德拉/平方米表示。

图像的辉亮度越高, 在观察者看来

越明亮。

而流明是 光通量的计量单位。

此术语通常用来 描述投影仪的

光输出量。

投影仪输出的 流明数值越大,

产生的图像越亮。

投影仪需要 输出的光通量

主要由三个 参数决定,

分别是视场、 人眼窗口大小

和人眼窗口亮度。

增大视场 会增加

图像的尺寸, 因此需要更多的光。

增大人眼 窗口的大小

需要将光 散布到更大的

驾驶员可视区域。

而增大人眼 窗口的亮度会

提高图像的 最高表观亮度。

要在更大的 人眼窗口或

更大的视场中 保持相同的亮度,

需要投影仪输出 更高的流明。

在 AR HUD 设计中, FOV、人眼窗口大小

和人眼窗口亮度 均用作系统参数,

以确定对于 DLP 投影仪的

流明要求。

为帮助理解 这三个参数的影响,

TI 创建了一个 Excel 工具, 用来估计 DLP 投影仪

需要输出的流明。

可以通过 视频说明中的

链接下载 此工具。

在计算器的 顶部,

可以看到 “HUD 要求”部分。

这些要求包括 人眼窗口所需的

最高亮度、人眼窗口的 尺寸、视场

以及其他 HUD 参数。

在黄色框中输入 自定义的数字

会重新计算 在计算器底部

显示的 所需流明。

“HUD 参数” 部分的下方

用于输入 HUD 光传输参数。

这些参数值中 预填了典型值,

但可以进行更改, 以匹配具体系统设计。

这些参数包括 挡风玻璃的反射率、

反光镜的反射率 以及 HUD 系统中

亮度损失的 其他典型来源。

例如,我们可以看到, 如果为计算器再添加

一个 HUD 反光镜, 则 HUD 的总光学效率

会从 13% 下降到 12%。

估计的总 光学效率

作为一个二级计算结果 提供,以供参考,

此值通常较小, 原因在于

透明挡风玻璃的反射率较低。

“DMD 至屏幕” 部分会显示多个

特定于 PGU 中所用的 显示芯片组的计算参数。

选择另一个 汽车芯片组后,

会重新计算 图像特性

并更新 流明要求。

现在我们来看看 两个 AR HUD

流明计算示例,

其中一个示例的 流明要求较低,

而另一个要求较高。

可以看到, 当减小最高亮度、

人眼窗口大小和 视场的值时,流明要求也会

减小。

调节 VID 会改变 重要的 HUD 属性,

例如太阳能负载, 但不会对流明要求

产生太大的影响。

同样,增大 最高亮度、

人眼窗口大小和 视场都会导致

流明要求提高。

在这里可以看出 一般趋势和大致的

流明要求。

随着 FOV 或 人眼窗口增大,

流明要求也会提高。

对于汽车 HUD 系统,

一定要考虑 LED 在整个

汽车工作温度 范围内的行为,

因为 HUD 系统通常在 高达 85 摄氏度的条件下

工作。

随着温度的升高, LED 的效率会下降,

HUD 的亮度也会发生变化。

一定要选择 正确的 LED,

以确保 HUD 在 所有温度下

都能实现最高亮度目标。

对较小的人眼窗口 和视场使用的上一批示例参数

要求投影仪 输出 26 流明。

我们可以看到, 使用 DLP3030-Q1 芯片组

可以在所有温度下 实现 26 流明以上的亮度。

此芯片组可以在此 亮度范围内正常运行,

也可以在最低 功耗模式下运行,

只消耗大约 5.5 瓦的电力。

对更大的人眼窗口 和 FOV 使用的示例参数

要求投影仪 输出 117 流明。

DLP3030-Q1 芯片组 无法在所有温度下

都输出如此高的流明。

因此,应使用 DLP5530-Q1 芯片组。

此值是为了 在整个工作温度

范围内实现流明目标 而估计的值。

请查阅 TI.com/DLPauto 上的其他资源,以了解更多

信息。

谢谢观看 AR HUD 亮度要求

培训视频。

我们了解了决定 流明要求的三个

主要参数, 即视场、

人眼窗口大小和 人眼窗口亮度,

我们还观看了如何 利用 AR HUD 流明预算估算

计算器来为 特定的 AR HUD

确定流明 要求。

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视频简介

1.3 抬头显示器流明预算估算计算器

所属课程:TI DLP® Labs - 汽车 发布时间:2019.12.11 视频集数:18 本节视频时长:00:07:40
HUD流明预算估算计算器将考虑影响HUD显示器的所有因素,帮助设计人员估算出汽车AD HUD设计的合适亮度。
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