根據(jù)GB/T 469262025《輕型汽車視野輔助系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中第6.2.3條關(guān)于耐陽(yáng)光倒灌的試驗(yàn)要求，為了確保車載抬頭顯示器（HUD）在強(qiáng)烈陽(yáng)光下能可靠工作并保障駕駛安全，需進(jìn)行專項(xiàng)測(cè)試。本研究基于科迎法電氣（Cofly）的太陽(yáng)光模擬器，設(shè)計(jì)了一套結(jié)合專用光闌與多傳感器的檢測(cè)方案，旨在精準(zhǔn)識(shí)別并規(guī)避陽(yáng)光倒灌導(dǎo)致的HUD屏體燒屏風(fēng)險(xiǎn)，為行業(yè)提供實(shí)用參考。

一、 陽(yáng)光倒灌的形成機(jī)制與檢測(cè)原理

1.  形成機(jī)制：HUD工作時(shí)，圖像生成單元（PGU，通常為TFT屏）產(chǎn)生的圖像經(jīng)內(nèi)部光學(xué)系統(tǒng)反射至風(fēng)擋玻璃，最終形成駕駛員可見的虛像。依據(jù)光路可逆原理，外部強(qiáng)烈的太陽(yáng)光可能沿此路徑逆向射入HUD內(nèi)部，并聚焦于PGU表面。當(dāng)光強(qiáng)與照射時(shí)間超過臨界值時(shí)，將導(dǎo)致屏體局部溫度驟升，引發(fā)性燒屏損壞。

2.  檢測(cè)設(shè)計(jì)原理：為提前預(yù)警燒屏風(fēng)險(xiǎn)，本研究設(shè)計(jì)了“專用光闌+雙光電傳感器+多溫度傳感器”的協(xié)同檢測(cè)方案。該方案在模擬太陽(yáng)光照射條件下工作：專用光闌安裝于關(guān)鍵光路中，用于篩選特定角度的入射光線，減少背景雜光干擾；光電傳感器一配合光闌，通過比對(duì)屏面區(qū)域內(nèi)外的光信號(hào)幅值差異，精準(zhǔn)判斷倒灌光斑是否落在敏感的TFT屏區(qū)域內(nèi)；光電傳感器二用于監(jiān)測(cè)HUD內(nèi)部整體光強(qiáng)水平；多溫度傳感器則實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PGU表面各關(guān)鍵點(diǎn)的溫度。當(dāng)三個(gè)條件同時(shí)滿足——即光電傳感器一讀數(shù)Y? > 標(biāo)定閾值A、光電傳感器二讀數(shù)Y? > 標(biāo)定閾值B、且溫度傳感器讀數(shù)Tmax > 標(biāo)定閾值C時(shí)，系統(tǒng)判定存在燒屏高風(fēng)險(xiǎn)，可立即通過軟件控制HUD關(guān)機(jī)或采取其他保護(hù)措施。

二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與條件

實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備包括：HUD樣機(jī)、科迎法電氣Cofly全光譜準(zhǔn)直型太陽(yáng)光模擬器、輻照度計(jì)、雙光電傳感器、多溫度傳感器、專用光闌、數(shù)據(jù)采集筆記本電腦及溫升記錄儀等。實(shí)驗(yàn)環(huán)境需確保外界干擾光穩(wěn)定，并通過太陽(yáng)光模擬器精確復(fù)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)要求的輻照條件，以保證實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性與數(shù)據(jù)的可靠性。

三、 實(shí)驗(yàn)方法

將HUD樣機(jī)置于測(cè)試位置，安裝好專用光闌及各傳感器。利用太陽(yáng)光模擬器產(chǎn)生模擬太陽(yáng)光，并調(diào)節(jié)HUD角度，使形成的倒灌光斑在3.1英寸TFT屏上按預(yù)設(shè)路徑移動(dòng)。參考仿真結(jié)果，將屏面劃分為上、中、下三個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域設(shè)置9個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試。通過光電傳感器一在屏面邊界內(nèi)外的信號(hào)差異，標(biāo)定光斑位于屏內(nèi)的判定閾值；結(jié)合光電傳感器二的數(shù)據(jù)，確定引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的系統(tǒng)內(nèi)光強(qiáng)限值；同時(shí)，通過溫升記錄儀監(jiān)測(cè)并記錄PGU出現(xiàn)燒屏現(xiàn)象時(shí)的溫度，從而標(biāo)定溫度閾值，并為實(shí)際應(yīng)用預(yù)留安全余量。

四、 核心試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)參數(shù)

本方案采用的太陽(yáng)光模擬器關(guān)鍵參數(shù)如下：

輻照強(qiáng)度：8001300 W/m²（可調(diào)，覆蓋標(biāo)準(zhǔn)要求）

擬合光譜：400nm ~ 1100nm（光源光譜范圍250~2500nm）

輻照面積：圓形光斑直徑300mm（可調(diào)整為300mm x 400mm）

工作距離：光源至被測(cè)物7米（測(cè)試與校準(zhǔn)距離）

出光方向：側(cè)打光

光譜匹配度：A（符合AM1.5G地表太陽(yáng)光譜分布）

準(zhǔn)直半角：≤0.3°（優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)要求）

輻照度不均勻性：≤10%（C）

時(shí)間不穩(wěn)定性：LTI ≤ ±2%（A）

五、 結(jié)果與分析

1.  傳感器數(shù)據(jù)特征：光電傳感器一的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線顯示，屏面邊界外、邊界上及邊界內(nèi)的信號(hào)幅值差異顯著，整體呈中間高、兩邊低的近似正態(tài)分布，與光學(xué)仿真軟件TracePro的模擬趨勢(shì)一致，驗(yàn)證了專用光闌有效過濾雜光、提升信號(hào)區(qū)分度的作用。最終標(biāo)定光斑位于屏內(nèi)的電流臨界值為0.05A。光電傳感器二的數(shù)據(jù)在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，大與小差值比例約為9%，與仿真曲線吻合，標(biāo)定光強(qiáng)臨界值為19471 lx。

2.  溫度閾值確定：溫度測(cè)試結(jié)果表明，TFT屏在105℃時(shí)出現(xiàn)局部變黑，超過此溫度則燒屏，低于105℃可正常工作。綜合考慮使用安全性，預(yù)留一定余量后，將100℃標(biāo)定為陽(yáng)光倒灌引發(fā)燒屏風(fēng)險(xiǎn)的溫度臨界值。

3.  檢測(cè)有效性驗(yàn)證：綜合上述標(biāo)定結(jié)果，當(dāng)同時(shí)滿足 Y? > 0.05A（光斑位置判斷）、Y? > 19471 lx（內(nèi)部光強(qiáng)判斷）且 Tmax ≥ 100℃（溫度判斷） 時(shí)，系統(tǒng)可準(zhǔn)確識(shí)別燒屏風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該方案檢測(cè)邏輯清晰、響應(yīng)靈敏，結(jié)果穩(wěn)定可靠，能有效避免TFT屏因陽(yáng)光倒灌而損壞。

結(jié)論

本文提出了一種基于太陽(yáng)光模擬器與多傳感器融合的車載HUD陽(yáng)光倒灌檢測(cè)方案。該系統(tǒng)通過光電傳感器與溫度傳感器的協(xié)同工作，結(jié)合精心的光學(xué)布局與合理的多閾值判定邏輯，實(shí)現(xiàn)了對(duì)倒灌光斑位置、系統(tǒng)內(nèi)部光強(qiáng)以及屏面溫度的有效監(jiān)控。該方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、響應(yīng)迅速，具備良好的工程適用性，顯著提升了HUD系統(tǒng)在強(qiáng)光環(huán)境下的工作可靠性與耐久性，對(duì)保障駕駛安全具有積極意義。

附：設(shè)備簡(jiǎn)介

Cofly全光譜準(zhǔn)直型太陽(yáng)光模擬器

科迎法電氣（Cofly）全光譜準(zhǔn)直太陽(yáng)光模擬光源是專為車載HUD光學(xué)性能測(cè)試而設(shè)計(jì)的專業(yè)設(shè)備。它能夠精準(zhǔn)模擬自然太陽(yáng)光環(huán)境，支持對(duì)光譜、亮度及色溫等參數(shù)進(jìn)行調(diào)控，幫助研發(fā)與測(cè)試人員在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)即可復(fù)現(xiàn)太陽(yáng)直射、光學(xué)干涉等多種復(fù)雜工況，高效完成HUD的耐陽(yáng)光倒灌、光學(xué)顯示質(zhì)量及動(dòng)態(tài)光適應(yīng)性等關(guān)鍵測(cè)試與驗(yàn)證。