引言：
抬头显示简称HUD，又被叫做平视显示系统，是指以车辆驾驶员为中心、盲操作、多功能仪表盘。 HUD的作用，就是把时速、导航等重要的行车信息，投影到驾驶员前面的风挡玻璃上，让驾驶员尽量做到不低头、不转头就能看到时速、导航等重要的驾驶信息。 设计指标： 在这个光学系统中，从HUD发出的光被挡风玻璃反射并到达驾驶员的眼睛，驾驶员看到的是挡风玻璃后的虚像。 显示器尺寸：24×12mm 眼盒尺寸：100×40mm 放大倍率：5X （虚像尺寸 120×40mm） 虚像距离：1.8m 本实例参考community.zemax.com/问题讨论-63/hud系统设计-2906 （HUD系统设计 | Zemax Community）。 设计仿真： 在HUD这样的光学系统中，入瞳是驾驶员的眼睛。 如果光线从LCD开始，光瞳位于许多镜面之外，这就很难找到光瞳的位置。出于这个原因，在这种情况下使用了逆向追迹。 如果光束是从驾驶员看到的虚像开始的，入瞳的位置就不会受到光学器件的影响。然而，需要注意的是，逆向追迹的慧差，畸变以及垂轴色差跟原系统是互逆关系。 （1）反向光路设计 在系统通用对话框中设置孔径。 在孔径类型中选择“Entrance Pupil Diameter”，并输入“108.0”。 可以由眼盒尺寸计算EPD大小： 在波长设定对话框中，可以先设定一个波长0.532um，如下图：在视场设定对话框中设置5个视场，要选择“Object Height”，如下图：
物面（Surface 0）为虚像所在位置，在Aperture对话框设置一个120mm×40mm的矩形孔径。
入瞳（Surface 1）在Aperture对话框设置一个100mm×40mm的矩形孔径。
在反向光路中，入瞳为第一个表面，这样的光路在入瞳前无其他光学元件，不会对入瞳有影响。第3面为挡风玻璃，本例中使用“Standard”面来模拟，也可以使用非球面或自由曲面来模拟。挡风玻璃所产生的像差由其他反射镜来补偿。
对于这个光学系统，将“光瞳积分法”设置为“矩形阵列”，因为入瞳是矩形的。
第12行定义了Y方向的放大率，第16行定义了X方向的放大率。在这个系统中，第6面和第10面实际是同一个平面镜，它们的孔径必须相等，设置如下：
使用图像模拟（Image Simulation）来评估成像系统的质量，设置如下图：
从上图可以看出，模拟图像有模糊和畸变的现象，但这是整个眼盒都发光的情况下的图像模拟。而实际情况是人眼在白天的瞳孔大小大约4mm，因此实际情况远好于以上图像模拟的情况。对整个系统进行翻转：光线从显示器反射，经过光学系统 产生可观察的虚像，这才是符合实际应用的系统。首先，将孔径类型修改为“Float By Stop Size”，如下图：
然后，即使原本的系统没有光瞳像差，翻转后的新系统也可能有光瞳像差。所以，我们需要打开近轴光线瞄准。我们可以在光线瞄准 (Ray Aiming) 中选择近轴 (Paraxial) 实现这一步操作。
第三，为了防止翻转后系统尺寸发生改变，我们把每个面的半径值锁定住。
根据点列图上的像面的坐标来设置翻转后的视场，如下图：
第五，翻转整个系统。选择LDE工具栏上的“翻转元件（Reverse Elements）按钮。
在原光学系统在物空间是无焦的，像空间是聚焦的。所以我们应该将像面前一个面的厚度拷贝给物面厚度。
根据实际情况，翻转系统引入的像差可以再做一些优化。 | 
