面向微显示芯片的车载抬头显示光路设计

陈怡妃1，陈灏翰1，戴高宇1，2，路秀真1，2，殷录桥1，2，张建华1，2 （1上海大学微电子学院；2上海市汽车智能网联交互芯片与系统重点实验室）

摘要：增强现实车载抬头显示器（AR-HUD）以投影的方式为驾驶员提供实时路况信息。基于micro-LED 的微显示芯片具有自发光、高亮度、体积小的优点，可作为AR-HUD 的高性能图像源。基于Zernike多项式原理，利用ZEMAX 软件设计了面向微显示芯片应用的AR-HUD 光路结构，得到包括5 倍放大倍率的放大镜组和25 倍放大倍率的自由曲面镜组，最终将信号放大125 倍。采用0.6 inch（1 inch=2.54 cm）的micro-LED 显示屏作为光源，虚像距离（VID）为7.7 m。为了减少阳光倒灌，设计了针对绿色光源的窄带通滤光片，其绿光透过率可以达到60%~70%。搭建了车载抬头显示光学实验平台，并证实了预放大镜组辅助成像的可行性，这为小体积、高亮度和自发光的micro-LED 应用于车载抬头显示的设计及实现提供了方案。

关键词：micro-LED；增强现实；车载抬头显示；ZEMAX；自由曲面