【科普】汽車HUD擋風玻璃，測試其折射率及色散系數的意義

隨著生活水平的提高以及科學技術的發展，車載抬頭顯示系統應用的越來越廣泛。抬頭顯示系統也叫平視顯示儀，是利用光學反射的原理將重要的行車信息反映到前擋風玻璃上。
 

抬頭顯示簡稱HUD，又被叫做平行顯示系統，是指以駕駛員為中心、盲操作、多功能儀表盤。它的作用能把投影的圖影大致在駕駛員的眼睛的水平線上，這樣大大增加了駕駛員的行車安全問題，同時，抬頭顯示系統也增加了現代人駕車行駛的體驗感。但目前常規的抬頭顯示技術還存在著許多問題，為常見的就是影像的重影以及清晰度的問題，這在駕駛員行駛的過程中會造成很大的安全隱患。

如何減輕重影及如何提升成像的清晰度是抬頭顯示技術亟待解決的熱點問題，其中研制出適宜的折射率和色散系數的顯示前擋風玻璃是其中的一個重要方向。
 

電磁波（光）通過兩種不同密度的介質時因傳播速度不同，在界面產生折射(一部分是反射)，用折射率來表示折射大小。折射率η=Sin入射角/Sin折射角。自然界的“光”是不同波段的電磁波的綜合呈現，肉眼可見的光波段在400～760nm之間，此外還有紫外光，近紅外光，紅外光等，在不同界面都會產生折射現象。

顯示前擋風玻璃作為一種光學材料，除了考慮折射率之外，還需要考慮色散系數。色散系數又稱阿貝數，是表征光學材料色散現象的一種數學表達式，一般用Vd=（ηd-1）/（ηF-ηc）或Ve=（ηe-1）/（ηF′-ηc′）來表示。（注: ηd為氦黃線d (波長λ為587.56 nm)的折射率；ηF為氫藍線F (波長λ為486.13 nm)的折射率；ηc為氫紅線C (波長λ為656.27 nm)的折射率。ηe為汞綠線e (波長λ為546.07 nm)的折射率；ηF′為鎘藍線F′(波長λ為479.99 nm) 的折射率；ηC′為汞紅線C′(波長λ為643.85 nm)的折射率。）

色散系數（阿貝數）越大時，色散越不明顯，成像品質越好；色散系數（阿貝數）越小，色散越明顯，成像品質就差。而通常而言，色散系數同折射率也是反比關系, 折射率越高，阿貝數越低，色散越大。玻璃的折射率取決于玻璃內部離子的極化率和玻璃的密度。所以，顯示前擋風玻璃的折射率和色散系數需要綜合考量，取得平衡。
 

鑒于此，測試顯示前擋風玻璃其在可見光，甚至近紅外區域的折射率以及色散系數對于改善HUD系統具有重要意義。

ATAGO（愛拓）多波長阿貝折光儀 DR-M2/M4 系列，通過干涉濾光片的方式獲取不同波長的光源，研究玻璃等光學材料在不同波長下的折射率，并可以自動計算色散系數（阿貝數值）。
 

【產品參數】