CN115527472A - 抬头显示器的鬼影测量方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及显示技术领域，并提供一种抬头显示器的鬼影测量的方法。该方法包括获取抬头显示器在投射距离为D时的虚像画面，所述虚像画面中包括呈阵列排布的多个虚像以及呈阵列排布的多个鬼影，每个所述虚像具有一个对应的所述鬼影；计算每个所述虚像及其对应的所述鬼影的距离S，并计算每个所述虚像的亮度A2及其对应的所述鬼影的亮度A1的百分比；以及判断所述虚像画面中，是否所有的所述虚像及其对应的鬼影均满足：A2/A1×100％＜50％以及S≤2×D×tan(MAR/2)，其中所述MAR为最小分辨角；若均满足，则判定所述抬头显示器的鬼影符合人眼不可分辨的条件；否则，判定所述抬头显示器的鬼影不符合人眼不可分辨的条件。

Description

抬头显示器的鬼影测量方法

技术领域

本申请涉及显示技术领域，具体而言，涉及抬头显示器虚像测量的方法。

背景技术

目前，前装抬头显示器(Head Up Display，HUD)为一种装置于车上的行车信息虚像显示系统。由于HUD对于画面与投影距离的需求，因此衍生出相应的检测需求。目前主要参考平面显示器的量测手法进行检测，在影像质量的量测上却没有任何业界公认的量测装置，因此在开发HUD的产品过程中，相应的影像质量检测成为重中之重的关键。

由于车辆的挡风玻璃皆为胶合玻璃，因此影像的光路在经过胶合的双层玻璃时会于双层玻璃的两个相对表面同时发生反射，当挡风玻璃的楔角有偏差，或是挡风玻璃的制程造成挡风玻璃的内外表面的面型与理想误差过大，将导致光线经由内外玻璃反射后第一道反射光与第二道反射光进入观测者的眼睛时，光的行进路线无法完美的重合而造成观测者会觉得影像有鬼影，在虚像投影的应用领域鬼影的量测与判定方式一直是亟欲解决的课题。

发明内容

本申请一方面提供一种抬头显示器的鬼影测量方法。所述抬头显示器的鬼影测量方法包括：

获取抬头显示器在投射距离为D时的虚像画面，所述虚像画面中包括呈阵列排布的多个虚像以及呈阵列排布的多个鬼影，每个所述虚像具有一个对应的所述鬼影；

计算每个所述虚像及其对应的所述鬼影的距离S，并计算每个所述虚像的亮度A2及其对应的所述鬼影的亮度A1的百分比；以及

判断所述虚像画面是否所有的所述虚像及其对应的鬼影均满足：A2/A1×100％＜50％以及S≤2×D×tan(MAR/2)，其中所述MAR为最小分辨角；若均满足，则判定所述抬头显示器的鬼影符合人眼不可分辨的条件；否则，判定所述抬头显示器的鬼影不符合人眼不可分辨的条件。

上述抬头显示器的鬼影测量方法，通过检测虚像画面中所有的虚像及其对应的鬼影的距离是否满足特定值以及所有的虚像及其对应的鬼影的亮度比满足特定值，判断出每个虚像的鬼影程度。其中，若所有的虚像及其鬼影均满足上述两个公式，则表明鬼影程度最严重的检测点都同时满足上述两个公式，因此可以判定该抬头显示器的鬼影符合人眼不可分辨的条件，即该抬头显示器在鬼影测量方面的光学特性满足质量要求。否则，说明该抬头显示器在鬼影测量方面的光学品质不符合要求。如此，解决了前装抬头显示器投影虚像中鬼影量测的问题。

附图说明

图1为车辆的挡风玻璃不具有楔角的情况下，观测者感受到的虚像及鬼影的光路示意图。

图2为车辆的挡风玻璃具有楔角的情况下，观测者感受到的虚像及鬼影的光路示意图。

图3和图4分别为抬头显示器和挡风玻璃放置于测量装置上后不同视角下的结构示意图。

图5为本申请一实施例的抬头显示器的鬼影测量的方法中虚像画面的示意图。

图6为本申请另一实施例的抬头显示器的鬼影测量的方法中虚像画面的示意图。

图7为本申请再一实施例的抬头显示器的鬼影测量的方法中虚像画面的示意图。

主要元件符号说明：

挡风玻璃 10、10a、10b

内层玻璃 11

胶层 12

外层玻璃 13

测量装置 100

抬头显示器 20

移动组件 30

楔角 α

眼睛 E

第一道反射光 L1

第二道反射光 L2

虚像画面 P

第一方向 D1

第二方向 D2

具体实施方式

如图1所示，车辆的挡风玻璃10a为胶合玻璃。挡风玻璃10a包括内层玻璃11、外层玻璃13以及夹设在内层玻璃11和外层玻璃13之间以将二者胶合的胶层12。挡风玻璃10a中，内层玻璃11和外层玻璃13相对的表面基本平行。内层玻璃11和外层玻璃13之间没有楔角。来自抬头显示器(图未示)的影像的光在经过挡风玻璃10a时会在内层玻璃11的表面、外层玻璃13的表面同时发生反射。当挡风玻璃10a的制程造成挡风玻璃的内外表面的面型与理想误差过大，光线经由内外玻璃反射后第一道反射光L1与第二道反射光L2进入观测者的眼睛E时，光的行进路线无法完美的重合而造成观测者会觉得影像有残影。同样，如图2所示，车辆的挡风玻璃10b为胶合玻璃，内层玻璃11和外层玻璃13之间具有楔角α。当挡风玻璃10b的楔角α有偏差，或者挡风玻璃10b的内外表面的面型与理想误差过大，光线经由内外玻璃反射后第一道反射光L1与第二道反射光L2进入观测者的眼睛E时，光的行进路线同样无法完美的重合而造成观测者会觉得影像有残影。因此，在虚像投影的应用领域鬼影的量测与判定方式一直是亟欲解决的课题。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

本申请实施例提供一种抬头显示器的鬼影测量方法，其包括以下步骤。

步骤S1：获取抬头显示器在投射距离为D时的虚像画面，所述虚像画面中包括呈阵列排布的多个虚像以及呈阵列排布的多个鬼影，每个所述虚像具有一个对应的所述鬼影。

具体地，步骤S1中，如图3和图4所示，将待测量的抬头显示器20及挡风玻璃10放置到测量装置100上。测量装置100包括相机、成像色度仪以及电性连接相机和成像色度仪的控制分析装置(如，计算机)。相机例如为CCD(Charge Coupled Device)相机和CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)相机中的一种。其中，抬头显示器20可根据控制分析装置的指令点亮并将测试画面投射至挡风玻璃10，测量装置100例如包括移动组件30，以调整挡风玻璃10和相机的相对位置，使抬头显示器的投射距离为D。然后通过相机获取抬头显示器在投射距离为D时的虚像画面。其中，步骤S1可根据车辆的车型的实际结构，调整抬头显示器与挡风玻璃的相对位置及相对倾角，以模拟抬头显示器的实际使用环境并进行该环境下的抬头显示器的测试。

具体地，如图5所示，虚像画面P包括呈阵列排布的多个虚像V11至VMN以及呈阵列排布的多个鬼影G11至GMN。每个虚像的图案相同且均为圆点。每个虚像具有一个对应的鬼影。每个虚像的鬼影位于其沿第一方向D1的右侧，每个鬼影的图案也均为圆点。多个虚像沿第一方向D1排布为多列，沿第二方向D2排布为多行，第二方向D2垂直于第一方向D1。定义沿第一方向D1上，第一行的多个虚像依次为V11、V12、…、V1N，第二行的多个虚像依次为V21、V22、…、V2N，依次类推，第M行的多个虚像依次为VM1、VM2、…、VMN；定义沿第一方向D1上，第一行的多个鬼影依次为G11、G12、…、G1N，第二行的多个鬼影依次为G21、G22、…、G2N，依次类推，第M行的多个鬼影依次为GM1、GM2、…、GMN。G11为V11的鬼影，G12为V12的鬼影，依次类推，GMN为VMN的鬼影。M大于等于1的整数，N为大于等于1的整数。M可以与N相同，也可不同。

一些实施例中，多个虚像呈奇数行排列和/或奇数列排布。即，M为奇数和/或N为奇数。多个所述虚像构成的阵列的中心与所述虚像画面P的中心重合。如此，利于确定中心点，以作为影像中心与测量仪器(如成像色度仪)的中心对位。

一些实施例中，步骤S1还包括通过成像色度仪获取每个虚像及对应的鬼影的亮度。

步骤S2：计算每个所述虚像及其对应的所述鬼影的距离S，并计算每个所述虚像的亮度A2及其对应的所述鬼影的亮度A1的百分比。

具体地，步骤S2中，以虚像画面P的中心为坐标原点，获得每个虚像的坐标。通过对虚像画面P分析，获得每个虚像对应的鬼影的坐标。然后，通过对比每个虚像的坐标及其对应的鬼影的坐标，获得每个虚像与其对应的鬼影的距离S。当虚像画面P中为M×N个虚像时，针对每个虚像及其鬼影进行分析，得到M×N个虚像与其对应的鬼影的距离S。

其中，每个虚像与其对应的鬼影的距离S为该虚像的中心点至对应的鬼影的中心点的距离。例如，图5所示的实施例中，虚像与其鬼影均为圆点，距离S为虚像的圆心至其鬼影的圆心之间的距离。其他实施例中，虚像画面P中每个所述虚像的图案不限于为圆点，例如在图6所示的实施例中，虚像的图案为矩形，则距离S为虚像的矩形的中心至其鬼影的中心之间的距离。又例如，图7所示的实施例中，虚像的图案为十字线，距离S为虚像的十字线的中心至其鬼影的中心之间的距离。可理解地，虚像的图案为规则且对称图形时，利于虚像及其鬼影的距离的测量。其他实施例中，虚像的图形不限于图5至图7所示。

步骤S3：判断所述虚像画面中，是否所有的所述虚像及其对应的鬼影均满足：A2/A1×100％＜50％(下称公式一)以及S≤2×D×tan(MAR/2)(下称公式二)，其中所述MAR为最小分辨角；若均满足，则判定所述抬头显示器的鬼影符合人眼不可分辨的条件；否则，判定所述抬头显示器的鬼影不符合人眼不可分辨的条件。

步骤S2中及步骤S3中可通过控制分析装置中的算法进行分析。

具体地，鬼影会被感知的原因有以下两个：其一为鬼影的中心位置与主影像的中心偏离距离超过2×D×tan(MAR/2)；其二为鬼影的影像亮度与主影像的影像亮度已经差异小到鬼影的影像可以被感知，即A2/A1×100％大于等于50％。因此，若要满足鬼影不会造成视觉上的影响，需同时满足公式一及公式二。

其中，对人类来说，在视觉上正常的视敏度是一角分的分辨能力。即，MAR＝1arcmin＝1/60°。若是投影的测试点的中心与其鬼影的点中心之距离与抬头显示器在投射距离所构成的等腰三角形的顶角θ不大于人眼的视觉敏锐度，那么该鬼影满足不被人眼感知的至少一个条件(或者说，该鬼影符合人眼不可分辨的至少一个条件)。

根据图5中的几何关系，θ＝2×tan^-1(S/2D)；若θ≤MAR，则鬼影满足不被人眼感知的至少一个条件。即S≤2×D×tan(MAR/2)＝2×D×tan(0.017°/2)。

本申请实施例的抬头显示器的鬼影测量方法，通过检测虚像画面P中所有的虚像及其对应的鬼影的距离是否满足特定值以及所有的虚像及其对应的鬼影的亮度比满足特定值，判断出每个虚像的鬼影程度。其中，若所有的虚像及其鬼影均满足上述两个公式，则表明鬼影程度最严重的检测点都同时满足上述两个公式，因此可以判定该抬头显示器的鬼影符合人眼不可分辨的条件，即该抬头显示器在鬼影测量方面的光学特性满足质量要求。否则，说明该抬头显示器在鬼影测量方面的光学品质不符合要求。如此，解决了前装抬头显示器投影虚像中鬼影量测的问题。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种抬头显示器的鬼影测量方法，其特征在于，包括：

获取抬头显示器在投射距离为D时的虚像画面，所述虚像画面中包括呈阵列排布的多个虚像以及呈阵列排布的多个鬼影，每个所述虚像具有一个对应的所述鬼影；

计算每个所述虚像及其对应的所述鬼影的距离S，并计算每个所述虚像的亮度A2及其对应的所述鬼影的亮度A1的百分比；以及

判断所述虚像画面中，是否所有的所述虚像及其对应的鬼影均满足：A2/A1×100％＜50％以及S≤2×D×tan(MAR/2)，其中所述MAR为最小分辨角；若均满足，则判定所述抬头显示器的鬼影符合人眼不可分辨的条件；否则，判定所述抬头显示器的鬼影不符合人眼不可分辨的条件。

2.根据权利要求1所述的抬头显示器的鬼影测量方法，其特征在于，所述多个虚像构成的阵列的中心与所述虚像画面的中心重合。

3.根据权利要求2所述的抬头显示器的鬼影测量方法，其特征在于，计算每个所述虚像及其对应的所述鬼影的距离S的步骤包括：

以所述虚像画面的中心为坐标原点，获得每个所述虚像的坐标；

通过对所述虚像画面分析，获得每个所述虚像对应的鬼影的坐标；以及

通过对比每个所述虚像的坐标及其对应的鬼影的坐标，获得每个所述虚像与其对应的鬼影的距离S。

4.根据权利要求1所述的抬头显示器的鬼影测量方法，其特征在于，所述多个虚像呈奇数行排布。

5.根据权利要求1所述的抬头显示器的鬼影测量方法，其特征在于，所述多个虚像呈奇数列排布。

6.根据权利要求1所述的抬头显示器的鬼影测量方法，其特征在于，所述虚像画面中每个所述虚像的图案相同，且所述虚像的图案为圆点、矩形和十字线的其中之一。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的抬头显示器的鬼影测量方法，其特征在于，所述MAR为1/60°。

8.根据权利要求1至6中任意一项所述的抬头显示器的鬼影测量方法，其特征在于，获取所述虚像画面包括将所述抬头显示器以及一挡风玻璃设置于一测量装置上，并使所述抬头显示器向所述挡风玻璃投射所述虚像画面。

9.根据权利要求8所述的抬头显示器的鬼影测量方法，其特征在于，所述测量装置包括相机和成像色度仪；获取所述虚像画面包括利用所述相机采集所述虚像画面以及利用所述成像色度仪获取所述鬼影的亮度。

10.根据权利要求9所述的抬头显示器的鬼影测量方法，其特征在于，所述抬头显示器的鬼影测量方法还包括调整所述挡风玻璃和所述相机的相对位置，使所述抬头显示器的投射距离为D。

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