CN207248490U - 一种hud出射光轴水平角度检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种HUD出射光轴水平角度检测装置，包括HUD检测平台调节机构以及出射光轴水平角度检测装置，HUD检测平台调节机构包括检测平台移动万向轮、检测平台底座、挡风玻璃支架、挡风玻璃角度调节装置、挡风玻璃固定台架、挡风玻璃、HUD调节底座、HUD三维移动平台、HUD三自由度角度调节装置、HUD固定光学平台、HUD固定支架、HUD，出射光轴水平角度检测装置包括设置在HUD出射光路上的测量标杆、观测板、水平测量标杆、移动滑台；本实用新型同现有技术相比，结构新颖、简单，设计合理，能够有效地提高HUD各光学性能参数检测和计算精度，有效地提升客户视觉体验，且操作方便，实用性强。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及HUD检测技术领域，具体地说是一种HUD出射光轴水平角度检测装置。
[背景技术]
车载抬头显示器(HUD)可以使驾驶员避免因注意力中断或丧失对状态意识的掌握，增加了行车安全性。目前，抬头显示系统主要有直接投射式(Entry HUD)、间接集成式(Combiner HUD)、挡风玻璃集成式(Windows-Shield HUD，也称W-HUD)三种方式。其中W-HUD是将前挡风玻璃作为光学系统的其中一个元件，利用一到两个反射镜，补偿校正前挡风玻璃带来的像差，在驾驶员正前方2m以外形成一个悬浮的虚像。
W-HUD出厂之前需要对其光学性能进行检测，包括虚像位置、尺寸、畸变、分辨率、亮度及均匀性和对比度等光学参数。现有HUD的检测中并没有对其出射光轴水平角度进行检测。HUD的亮度及均匀性通常是用瞄点式或成像式亮度计进行测量和分析计算。HUD的亮度与成像距离和亮度计的接收立体角范围有关，若HUD出射光轴水平角没有测定，安装好的亮度计接收经挡风玻璃反射的光束立体角范围可能会有所偏差，则测量出的亮度及计算的均匀性有较大的偏差。HUD虚像位置等其他光学参数则需要用到CCD图像采集器对虚像进行再次成像分析，若CCD图像采集器与HUD虚像偏轴或离轴，则会增加图像处理的难度，从而降低HUD光学参数的测量和计算精度。
除此之外，实际汽车前挡风玻璃的安装角度通常会有正负2度的偏差，HUD在车内的安装角度也会有所偏差，若在检测中未测定HUD出射光轴水平角度，实际的HUD虚像有可能会与汽车前引擎盖重合，这样会降低客户视觉体验。
[实用新型内容]
本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种HUD出射光轴水平角度检测装置，能够有效地提高HUD各光学性能参数检测和计算精度，有效地提升客户视觉体验，且操作方便，实用性强。
为实现上述目的设计一种HUD出射光轴水平角度检测装置，包括HUD检测平台调节机构以及出射光轴水平角度检测装置，所述HUD检测平台调节机构包括检测平台移动万向轮1、检测平台底座2、挡风玻璃支架3、挡风玻璃角度调节装置4、挡风玻璃固定台架5、挡风玻璃6、HUD调节底座7、HUD三维移动平台8、HUD三自由度角度调节装置9、HUD固定光学平台10、HUD固定支架11、HUD12，所述挡风玻璃6安装在挡风玻璃固定台架5上，所述挡风玻璃固定台架5与挡风玻璃支架3通过挡风玻璃角度调节装置4连接，所述挡风玻璃角度调节装置4用于调节挡风玻璃6的安装角度，所述挡风玻璃支架3、HUD调节底座7固定在检测平台底座2上，所述HUD三维移动平台8固定在HUD调节底座7上，所述HUD三自由度角度调节装置9固定在HUD三维移动平台8上，所述HUD12通过HUD固定支架11、HUD固定光学平台10固定在HUD三自由度角度调节装置9上，所述出射光轴水平角度检测装置包括设置在HUD出射光路17上的测量标杆13、观测板14、水平测量标杆15、移动滑台16，所述测量标杆13上固定有竖直设置的测量标尺一，所述测量标杆13固定在移动滑台16上，所述测量标杆13上连接有观测板14，水平测量标杆15上固定有水平设置的测量标尺二。
进一步地，所述HUD三维移动平台8用于调节HUD12的上下高度以及前后左右位置，所述HUD调节底座7上设置有摇动手轮、前后调节旋钮、左右调节旋钮，所述摇动手轮用于控制HUD12的上下高度，所述前后调节旋钮、左右调节旋钮分别用于控制HUD12的前后、左右位置。
进一步地，所述HUD12的高度调节量程为500mm，所述HUD12的前后左右调节量程为200mm。
进一步地，所述HUD三自由度角度调节装置9用于调节HUD12的旋转角度，所述HUD三自由度角度调节装置9的水平旋转角度调节范围为±10°，所述HUD三自由度角度调节装置9的俯仰及左右倾斜角度调节范围为±15°。
进一步地，所述HUD固定支架11由三个伸缩杆组成，所述三个伸缩杆分别用于固定HUD12上的三个安装孔位。
进一步地，所述HUD12的上盖18上设有挡板19，所述挡板19中心设置一条1-2mm的细缝一20。
进一步地，所述观测板14上下滑动式连接在测量标杆13上，所述观测板14上设置有一条1-2mm的细缝二。
进一步地，所述移动滑台16为丝杆滑台，所述移动滑台16通过调节滑台旋钮在水平测量标杆15上作前后滑动。
本实用新型同现有技术相比，结构新颖、简单，设计合理，通过设置有HUD检测平台调节机构以及出射光轴水平角度检测装置，能够有效地提高HUD各光学性能参数检测和计算精度，有效地提升客户视觉体验，且操作方便，实用性强，值得推广应用。
[附图说明]
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型中HUD上盖上的挡板示意图；
图中：1、检测平台移动万向轮 2、检测平台底座 3、挡风玻璃支架 4、挡风玻璃角度调节装置 5、挡风玻璃固定台架 6、挡风玻璃 7、HUD调节底座 8、HUD三维移动平台 9、HUD三自由度角度调节装置 10、HUD固定光学平台 11、HUD固定支架 12、HUD 13、测量标杆14、观测板 15、水平测量标杆 16、移动滑台 17、HUD出射光路 18、上盖 19、挡板 20、细缝一。
[具体实施方式]
W-HUD能够实现在驾驶员正前方2m以外形成一定大小的虚像，对其光学性能的检测必不可少。如附图所示，本实用新型包括HUD检测平台调节机构以及出射光轴水平角度检测装置，HUD检测平台调节机构包括检测平台移动万向轮1、检测平台底座2、挡风玻璃支架3、挡风玻璃角度调节装置4、挡风玻璃固定台架5、挡风玻璃6、HUD调节底座7、HUD三维移动平台8、HUD三自由度角度调节装置9、HUD固定光学平台10、HUD固定支架11、HUD12，出射光轴水平角度检测装置包括设置在HUD出射光路17上的测量标杆13、观测板14、水平测量标杆15、移动滑台16。
其中，挡风玻璃6安装在挡风玻璃固定台架5上，挡风玻璃角度调节装置4连接挡风玻璃支架3和挡风玻璃固定台架5，通过调节挡风玻璃角度调节装置4中的角度调节旋钮来改变挡风玻璃的安装角度；HUD三维移动平台8固定在HUD调节底座7上，通过摇动手轮控制HUD上下高度调节，其高度调节量程为500mm，通过前后及左右调节旋钮控制HUD的前后左右位置，前后左右的调节量程为200mm；HUD12通过HUD固定支架11、HUD固定光学平台10固定在HUD三自由度角度调节装置9上，HUD三自由度角度调节装置9固定在HUD三维移动平台8上，其水平旋转角度范围为±10°，俯仰及左右倾斜角度调节范围约为±15°；HUD固定支架11由三个伸缩杆组成，分别用于固定HUD12上的三个安装孔位；HUD12的上盖18上设有挡板19，挡板19中心设置1～2mm的细缝一20，细缝一的位置由HUD出射光线的近轴光束决定，该HUD12的上盖上带有1～2mm细缝的挡板对从HUD出光口出射的近轴细光束进行采样，细缝宽度在保证不发生衍射的同时可以消除轴外光及其他杂光的影响。
测量标杆13上固定有竖直设置的测量标尺一，可以进行高度位置的读取，测量杆13固定在移动滑台16上；观测板14上同样设置有1～2mm的细缝二，且观测板14可在带有测量标尺的可移动测量标杆13上下滑动；水平测量标杆15上固定有水平设置的测量标尺二，可以读取测量标杆13的前后距离；移动滑台16为丝杆滑台，可通过旋转滑台旋钮调节移动滑台16沿水平测量标杆15前后滑动。
本实用新型提供了一种出射光轴水平角度检测装置，调整挡风玻璃水平角度为汽车上的安装角度并固定。通过调整HUD三维移动平台8和HUD三自由度角度调节装置9的各旋钮保证HUD12与挡风玻璃6的相对位置与理论数据匹配。在HUD12的上盖上放置挡板，沿HUD出光口出射的近轴细光束在挡板中心设置一条1-2mm的细缝。首先将测量标杆13沿HUD经挡风玻璃后的出射光路17上固定在理论的人眼位置，并记录此时测量标杆13所对应的刻度L1。在测量标杆13上滑动观测板14，并通过观测板14的细缝中观察HUD虚像，当观察到HUD虚像时固定观测板14，并记录此时观测板14的高度h1。然后调整移动滑台16带动测量标杆13在水平测量标杆15上滑动一段距离，并记录此时测量标杆13所对应的刻度L2，同样在测量标杆13上滑动观测板14，并通过观测板14的细缝中观察HUD虚像，当观察到HUD虚像时固定观测板14，并记录此时观测板14的高度h2。测量标杆13前后两次的间距为D＝L2-L1，观测板14的高度差为Δh＝h2-h1，则HUD出射光轴水平角度为α＝arctan(Δh/D)＝arctan((h2-h1)/(L2-L1))。进行N次不同距离的测量，去掉最大值和最小值，则求出N组角度数据的平均值。
下面结合具体实施例对本实用新型作以下进一步说明：
本实用新型在使用时，首先将检测平台底座2和挡风玻璃支架3搭建好，调整挡风玻璃水平角度为汽车上的安装角度并固定，将挡风玻璃支架3、HUD调节底座7固定在检测平台底座2上，依次固定HUD调节底座7、HUD三维移动平台8、HUD三自由度角度调节装置9、HUD固定光学平台10、HUD固定支架11和HUD12。通过调整HUD三维移动平台8和HUD三自由度角度调节装置9的各旋钮保证HUD12与挡风玻璃6的相对位置与理论数据匹配。在HUD12的上盖上放置挡板并固定，如附图2所示：沿HUD12的上盖18出光口出射的近轴细光束在挡板19中心设置一条1-2mm的细缝一20。
将测量测量标杆13固定在移动滑台16上，调节滑台旋钮使测量标杆13的初始位置在理论的人眼位置，并记录此时测量标杆13所对应的刻度L1，L1的初始数据约为93mm。在测量标杆13上滑动观测板14，并通过观测板14的细缝中观察HUD虚像，当观察到HUD虚像时固定观测板14，并记录此时观测板14的高度h1。对应的初始刻度数据约为172mm。然后调整移动滑台16带动测量标杆13在水平测量标杆15上滑动一段距离，并记录此时测量标杆13所对应的刻度L2，同样在测量标杆13上滑动观测板14，并通过观测板14的细缝中观察HUD虚像，当观察到HUD虚像时固定观测板14，并记录此时观测板14的高度h2，记录观测板对应的刻度数据。测量标杆13前后两次的间距为D＝L2-L1，观测板14的高度差为Δh＝h2-h1，则HUD出射光轴水平角度为α＝arctan(Δh/D)＝arctan((h2-h1)/(L2-L1))。进行N次不同距离的测量，数据表格如下表1所示：
表1实验测试数据
去掉最大值3.09和最小值2.68，求出7组角度数据的平均值为3.01°。则此时HUD的出射光轴水平角度为3.01°。
本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种HUD出射光轴水平角度检测装置，包括HUD检测平台调节机构以及出射光轴水平角度检测装置，其特征在于：所述HUD检测平台调节机构包括检测平台移动万向轮(1)、检测平台底座(2)、挡风玻璃支架(3)、挡风玻璃角度调节装置(4)、挡风玻璃固定台架(5)、挡风玻璃(6)、HUD调节底座(7)、HUD三维移动平台(8)、HUD三自由度角度调节装置(9)、HUD固定光学平台(10)、HUD固定支架(11)、HUD(12)，所述挡风玻璃(6)安装在挡风玻璃固定台架(5)上，所述挡风玻璃固定台架(5)与挡风玻璃支架(3)通过挡风玻璃角度调节装置(4)连接，所述挡风玻璃角度调节装置(4)用于调节挡风玻璃(6)的安装角度，所述挡风玻璃支架(3)、HUD调节底座(7)固定在检测平台底座(2)上，所述HUD三维移动平台(8)固定在HUD调节底座(7)上，所述HUD三自由度角度调节装置(9)固定在HUD三维移动平台(8)上，所述HUD(12)通过HUD固定支架(11)、HUD固定光学平台(10)固定在HUD三自由度角度调节装置(9)上，所述出射光轴水平角度检测装置包括设置在HUD出射光路(17)上的测量标杆(13)、观测板(14)、水平测量标杆(15)、移动滑台(16)，所述测量标杆(13)上固定有竖直设置的测量标尺一，所述测量标杆(13)固定在移动滑台(16)上，所述测量标杆(13)上连接有观测板(14)，水平测量标杆(15)上固定有水平设置的测量标尺二。
2.如权利要求1所述的HUD出射光轴水平角度检测装置，其特征在于：所述HUD三维移动平台(8)用于调节HUD(12)的上下高度以及前后左右位置，所述HUD调节底座(7)上设置有摇动手轮、前后调节旋钮、左右调节旋钮，所述摇动手轮用于控制HUD(12)的上下高度，所述前后调节旋钮、左右调节旋钮分别用于控制HUD(12)的前后、左右位置。
3.如权利要求2所述的HUD出射光轴水平角度检测装置，其特征在于：所述HUD(12)的高度调节量程为500mm，所述HUD(12)的前后左右调节量程为200mm。
4.如权利要求1、2或3所述的HUD出射光轴水平角度检测装置，其特征在于：所述HUD三自由度角度调节装置(9)用于调节HUD(12)的旋转角度，所述HUD三自由度角度调节装置(9)的水平旋转角度调节范围为±10°，所述HUD三自由度角度调节装置(9)的俯仰及左右倾斜角度调节范围为±15°。
5.如权利要求4所述的HUD出射光轴水平角度检测装置，其特征在于：所述HUD固定支架(11)由三个伸缩杆组成，所述三个伸缩杆分别用于固定HUD(12)上的三个安装孔位。
6.如权利要求5所述的HUD出射光轴水平角度检测装置，其特征在于：所述HUD(12)的上盖(18)上设有挡板(19)，所述挡板(19)中心设置一条1-2mm的细缝一(20)。
7.如权利要求6所述的HUD出射光轴水平角度检测装置，其特征在于：所述观测板(14)上下滑动式连接在测量标杆(13)上，所述观测板(14)上设置有一条1-2mm的细缝二。
8.如权利要求7所述的HUD出射光轴水平角度检测装置，其特征在于：所述移动滑台(16)为丝杆滑台，所述移动滑台(16)通过调节滑台旋钮在水平测量标杆(15)上作前后滑动。
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| CN201721182087.4U CN207248490U (zh) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | 一种hud出射光轴水平角度检测装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN108982067A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-11 | 张家港康得新光电材料有限公司 | 一种3d抬头显示系统的检测装置及方法 |
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