车载 抬头显示器（HUD） 可将行车数据通过风挡玻璃呈虚像，避免驾驶员低头，提升驾驶安全。但受光路可逆性 影响，太阳光易逆向反射 至 TFT 屏 （PGU）引发 "阳光倒灌"，导致屏体烧屏失效。本研究设计基于紫创测控luminbox 的太阳光模拟器 检测方案，搭配专用光阑与双光电传感器、多温度传感器，实现阳光倒灌精准检测，为行业提供实用参考。
一、 检测原理
1. 阳光倒灌 形成 机制
阳光倒灌原理图
HUD 工作时，PGU 生成的图像经内部一级、二级反射镜及风挡玻璃反射形成虚像 。依据光路可逆性，太阳光可沿逆向路径进入 HUD，光斑直射 TFT 屏 表面，当光照强度与照射时间达到临界值，屏体温度骤升引发烧屏。
2. 阳光倒灌检测设计
本方案采用 "专用光阑 + 双光电传感器 + 多温度传感器" 协同探测，结合太阳光模拟器 提供稳定光源：专用光阑安装于一级反射镜 后，可筛选特定方向光线，减少杂光干扰；光电传感器一配合光阑，依据屏内外信号幅值差异，检测倒灌光斑 是否落在 TFT 屏内；光电传感器二探测 HUD 内部光强 ；多温度传感器监测屏体温度。当光电传感器一读数 Y₁>A、光电传感器二读数 Y₂>B 且温度传感器最大读数 Tmax>C （A、B、C 为实验标定值）时，判定为烧屏风险，可通过软件控制 HUD 关机规避。
二、 实验设备与条件
实验用具包括 HUD 样机、太阳光模拟器 、辐照度计、双光电传感器、多温度传感器、专用光阑、数据采集笔记本电脑、温升记录仪等。实验要求外界环境辐照度稳定且≥1050 W/m² ，通过太阳光模拟器 精准模拟不同角度太阳光照，确保实验重复性与数据可靠性。
三、 实验方法
阳光倒灌检测逻辑图
将HUD 置于空旷区域，安装专用光阑后，利用太阳光模拟器 形成倒灌光斑 ，调节 HUD 角度使光斑在 3.1 吋 TFT 屏 上从右至左移动。参考仿真角度与光斑大小，将屏体分为上、中、下三区，每区设 9 个采样点。通过光电传感器一边界内外的数值差异，标定光斑是否在屏内 ；借助光电传感器二数据，确定烧屏对应的光强限值 ；调节光斑照射屏面，利用温升记录仪记录烧屏现象 出现时的温度阈值，标定过程预留一定安全余量。
四、 结果与分析
1. 传感器数据特征
光电传感器一实验数据显示，屏边界外（采样点 1、9）、边界上（采样点 2、8）与边界内（采样点 3-7）的信号幅值差异显著，整体曲线呈中间高、两边低的近似正态分布 ，与 TracePro 仿真趋势一致，这一效果得益于光阑对杂光的过滤 作用，最终标定 0.05A 为光斑在屏内的临界值 。光电传感器二未受光阑限制，可接收大范围光线，实验数据在小范围内波动，最大与最小差值比例约 9%，与仿真曲线趋势吻合，标定19471 lx 为光强临界值。
2. 温度阈值确定
温度测试数据及现象
温度测试表明，TFT 屏 在 105℃时部分区域变黑，超过 105℃则全黑烧屏，低于 105℃ 时正常工作。为保证使用安全性，预留一定余量后，将100℃ 标定为阳光倒灌引发烧屏的温度临界值。
3. 检测有效性验证
当Y₁>0.05A （ 光斑临界值 ） 、Y₂>19471 lx （ 光强临界值 ） 且 Tmax≥100℃ 时，可准确识别烧屏风险。经多次重复实验验证，专用光阑有效提升了信号区分度 ，方案检测逻辑清晰、响应灵敏，能有效避免 TFT 屏因阳光倒灌损坏，检测结果稳定可靠。
综上，本文提出了太阳光模拟器 与多传感器融合的车载HUD阳光倒灌检测 方案。系统通过光电与温度传感器的组合，结合合理的光学布局与判定逻辑，实现了对倒灌光斑位置、系统内光强与屏面温度 的有效监测。该方法结构简洁、响应迅速，具备良好的工程适用性，有助于提升HUD 系统在强光环境下的工作可靠性。
Luminbox全光谱准直型太阳光模拟器
紫创测控Luminbox 全光谱准直太阳光模拟光源是专为车载HUD测试 而设计的专业光源设备，能精准模拟自然光环境，支持光谱/ 亮度 / 色温调控 ，帮助在实验室内进行太阳直射、光学干涉与动态光适应性等HUD光学性能测试与验证。
全光谱覆盖：350nm-1100nm 光谱，贴近自然光权重
高动态亮度：2 米处20,000-150,000Lux，满足HUD 亮度响应测试
强光抗扰验证：直射模拟复现图像模糊/ 重影问题场景
多场景适应：支持日间/ 夜间 / 隧道等光照动态切换测试
紫创测控Luminbox全光谱准直型太阳光模拟器 以精密光学的工程化应用，可有效缩短从基础研究到工业验证的周期，为车载HUD测试提供可靠的"人工太阳"，助力汽车领域的技术革新。