CN109073501A - 检查装置、检查方法 - Google Patents

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Abstract

本检查装置是用凹面镜扩大从显示器输出的图像、在车辆的挡风玻璃进行投影、以能够从上述车辆的内部辨别上述图像的虚像的方式进行显示的抬头显示器装置中的、对上述虚像进行检查的检查装置，具备挡风玻璃，和生成图像、不介由凹面镜地将上述图像投影在上述挡风玻璃上的显示器，和对投影在上述挡风玻璃上的上述图像的虚像进行摄像的摄像器，和容纳预先设定的、上述挡风玻璃的形状和上述挡风玻璃、上述显示器以及上述摄像器的位置关系的数据的存储单元，和使上述摄像器移动到规定位置的摄像器位置控制单元，和控制上述显示器的显示控制单元，该显示控制单体基于上述数据对与移动后的上述摄像器的位置对应的上述凹面镜的像变形校正进行计算、以生成考虑入上述像变形校正的上述图像，和对上述摄像器所摄像的上述虚像的变形进行检查的图像检查单元。

Description

检查装置、检查方法
技术领域
本发明涉及检查装置、检查方法。
背景技术
抬头显示器装置(以下，作为HUD装置)是搭载在车辆上、用凹面镜对显示器所生成的图像进行扩大、投影在车辆的挡风玻璃上、以能够使驾驶员从车辆的内部辨别图像的虚像的方式进行显示的装置。为了提高驾驶员对虚像的辨别性，对作为虚像的最终像的品质进行检查十分重要。
为了在HUD装置中介由凹面镜对图像进行投影，在检查最终像的品质时，通常为使用包括凹面镜的组件来进行检查的方法(例如，参照专利文献1)。但是，如果使用包括凹面镜的组件，则装置构成的规模大，因此希望有不使用包括凹面镜的组件的简便的检查装置。
但是，如果不介由凹面镜地在挡风玻璃上投影图像，则虽然某个固定视点的像与介由凹面镜的像一致，但在使视点移动的情况下是不一致的，因此检查的精度有可能下降。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2015-75381号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明是鉴于上述的问题而完成的发明，其目的在于在不使用凹面镜的情况下检查HUD装置的最终像的检查装置中，提高检查的精度。
解决技术问题所采用的技术方案
本检查装置是用凹面镜扩大从显示器输出的图像、在车辆的挡风玻璃进行投影、以能够从上述车辆的内部辨别上述图像的虚像的方式进行显示的抬头显示器装置中的、对上述虚像进行检查的检查装置，具备：挡风玻璃，和生成图像、不介由凹面镜地将上述图像投影在上述挡风玻璃上的显示器，和对投影在上述挡风玻璃上的上述图像的虚像进行摄像的摄像器，和容纳预先设定的、上述挡风玻璃的形状和上述挡风玻璃、上述显示器以及上述摄像器的位置关系的数据的存储单元，和使上述摄像器移动到规定位置的摄像器位置控制单元，和控制上述显示器的显示控制单元，该显示控制单元基于上述数据对与移动后的上述摄像器的位置对应的上述凹面镜的像变形校正进行计算、以生成考虑入上述像变形校正的上述图像，和对上述摄像器所摄像的上述虚像的变形进行检查的图像检查单元。
发明的效果
如果采用公开的技术，则可在不使用凹面镜地检查HUD装置的最终像的检查装置中，提高检查的精度。
附图说明
图1是表示本实施方式的检查装置的一例的框图。
图2是表示本实施方式的检查装置的一例的示意图。
图3是表示使用本实施方式的检查装置的检查方法的流程图的一例。
图4是表示在驾驶员的视点变化的情况下包括凹面镜所产生的变形的图像(虚像)的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。各附图中，有时对相同结构部分标注相同符号，省略其重复说明。
[检查装置的概要]
图1是表示本实施方式的检查装置的一例的框图。图2是表示本实施方式的检查装置的一例的示意图。但是，图2中仅图示了图1的构成要素的一部分。
参照图1以及图2，检查装置1具备投影部10、***20、存储单元30、和显示单元40，是不使用凹面镜地对HUD装置的最终像进行检查的装置，还可根据需要对反射重影进行检查。但是，显示单元40是选件，检查装置1也可不具备显示单元40。以下，对检查装置1进行详细说明。
投影部10具有显示控制单元11、显示器12、和挡风玻璃13。
显示控制单元11是对显示器12所显示的图像进行计算、控制显示器12、对计算后的图像进行显示的单元。显示控制单元11与存储单元30连接，可从存储单元30取得检查所必需的信息。作为存储单元30，例如可使用闪存等半导体、硬盘、光盘等。
此处，检查所必需的信息是指，例如关于挡风玻璃13的形状的信息、关于挡风玻璃13与HUD装置的位置关系的信息、HUD装置内的光学体系的信息等。另外，关于挡风玻璃13的形状的信息包括挡风玻璃13的上下方向以及左右方向的曲率、车辆安装角度、剖面形状(平坦、楔状)等。
显示器12是通过显示控制单元11的控制来生成图像12a，将图像12a投影在挡风玻璃13上的机器。图像12a不介由凹面镜地直接投影在挡风玻璃13上。但是，图像12a也可介由平面镜等不产生变形的光学元件被投影在挡风玻璃13上。作为显示器12，例如可使用液晶面板等。
图像12a例如可设为将方便检查的任意的几何学形状作为虚像显示的图像。此处，作为一例，设为作为虚像显示长方形的例子。在该情况下，加上随着挡风玻璃13的形状而产生的虚像的变形，图像12a是有意地使如图1所示的长方形具有逆变形的图像。
挡风玻璃13是被通过显示器12而生成的图像12a投影的构件。被投影到挡风玻璃13的图像12a能够从规定的位置作为最终像13a(虚像)进行辨别。图像12a由于挡风玻璃13而产生的变形与图像12a的逆变形抵消、被辨别为长方形的最终像13a(虚像)。
***20具有摄像器21、摄像器位置控制单元22、和图像检查单元23。
摄像器21是将投影在挡风玻璃13上的图像12a的最终像13a(虚像)作为摄像图像21a进行摄像的单元。为了能够对最终像13a进行摄像，摄像器21以摄像方向在水平面内以及垂直面内能够调整为任意的角度的方式构成。此外，摄像器21以能够前后左右、上下移动的方式构成。另外，摄像方向与实际使用时的车辆的驾驶员的视线方向对应。作为摄像器21，例如可使用CCD(电荷耦合器件，Charge-Coupled Device)相机或CMOS(互补金属氧化物半导体，Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)相机等。
摄像器位置控制单元22是将摄像器21控制在规定位置(也包括角度)的单元。摄像器位置控制单元22将摄像器21控制在能够对最终像13a进行摄像的位置上。图像检查单元23是对摄像图像21a(＝最终像13a)的变形进行检查的机器，还可根据需要对反射重影进行检查。
作为显示单元40，例如可使用液晶显示器或有机EL显示器等。
图3是表示使用本实施方式的检查装置的检查方法的流程图的一例。首先，在步骤S101中，设置挡风玻璃13(WS)，将挡风玻璃13和显示器12设定为规定的位置关系。由于实际使用时的挡风玻璃13和HUD装置的位置关系根据车辆种类而设定，因此在此处，以使挡风玻璃13和显示器12的位置关系与实际使用时的上述设定对应的方式来将挡风玻璃13设置在规定位置上。挡风玻璃13可例如搭载在带式输送机上被运送、使用机器人设置在规定位置上，但不受此所限。
另外，将显示器12设置成能够移动的构成，可设置对显示器12的位置进行控制的显示器移动单元。在该情况下，显示器移动单元读取容纳在存储单元30中的、表示挡风玻璃13和显示器12的位置关系的数据、以及表示摄像器21的位置信息的数据，基于读取的数据来控制显示器12的位置。藉此，可以以使设置于规定位置的挡风玻璃13和显示器12处于规定的位置关系的方式，来对显示器12的位置进行微调整。
接着，在步骤S102中，摄像器位置控制单元22将摄像器21移动(定位)到能够对最终像13a进行摄像的规定位置。具体而言，摄像器移动单元22读取容纳在存储单元30中的、表示挡风玻璃13、显示器12、以及摄像器21的位置关系的数据，基于读取的数据来控制显示器21的位置。应当配置摄像器21的位置与实际使用时的驾驶员的视点位置相对应。
接着，在步骤S103中，显示控制单元11基于从存储单元30读取的数据(即，基于挡风玻璃13的形状，和挡风玻璃13、显示器12、以及移动后的摄像器21的位置关系)，对与在步骤S102移动后的摄像器21的位置对应的凹面镜的像变形校正进行计算，计算考虑入像变形校正后的图像12a。显示控制单元11例如可根据光线轨迹，来对考虑入像变形校正后的图像12a进行计算。
另外，包括凹面镜的HUD装置的光学体系具有对根据挡风玻璃的形状而产生的虚像的变形进行校正的作用。在步骤S103中进行计算的像变形校正对应于包括凹面镜的HUD装置的光学体系的变形校正。如果实际使用时的驾驶员的视点位置变化，则变形校正的值也变化。因此，在检查装置1中，在使摄像器21的位置移动的情况下，需要对对应于移动后的摄像器21的位置的像变形校正重新进行计算。
接着，在步骤S104中，显示控制单元11控制显示器12，通过显示器12，生成在步骤S103中计算的考虑入像变形校正后的图像12a，不介由凹面镜地将图像12a投影在挡风玻璃13上。图像12a被投影在挡风玻璃13上，成为作为虚像的最终像13a。另外，根据需要，也可以对应于摄像器21的位置、使显示器12移动。
接着，在步骤S105中，通过摄像器21，对投影在挡风玻璃13上的最终像13a(图像12a的虚像)进行摄像。
接着，在步骤S106中，图像检查单元23对摄像器21所摄像的摄像图像21a(＝最终像13a)的变形进行检查。图像检查单元23例如通过取得摄像图像21a的信息、用图像处理来分析每个像素的受光数据来对最终像13a的变形进行检查。图像检查单元23还可在必要的情况下通过图像处理来分析每个像素的受光数据，对反射重影进行检查。
接着，在步骤S107中，显示单元40显示虚像和图像检查单元23的检查结果(变形或反射重影的图或数值)。通过以上，与1个驾驶员的视点位置对应的摄像器21的位置中的最终像13a的检查结束。
接着，在步骤S108中，***20改变摄像器21的位置、对检查与否进行判定。在改变摄像器21的位置、进行检查的情况下，转移至步骤S102，重复与上述相同的处理。
另外，在HUD装置中，驾驶员的视点位置发生了改变的情况下，来自显示器的光入射到凹面镜中的位置改变。即，在摄像器21的位置改变、进行检查的情况下，在步骤S104中，必须与摄像器21的位置对应来变动显示器12所生成的图像12a的位置。在显示器12较大的情况下，可在显示器12内使图像12a移动，但在显示器12较小的情况下，有时使显示器12本身移动(也包括倾斜的情况)。
在改变摄像器21的位置、不进行检查的情况下，转移至步骤S109。例如，在***20内设置从外部输入测定条件的输入单元，检查装置1的操作者介由输入单元预先输入检查次数(在几处摄像器21的位置中进行检查)。在判定为***20达到从输入单元输入的检查次数为止，重复进行步骤S102到S108的处理。
接着，在步骤S109中，***20将挡风玻璃13(WS)改变为其它WS、对检查与否进行判定。在改变挡风玻璃13的位置、进行检查的情况下，转移至步骤S101，重复与上述相同的处理。在改变挡风玻璃13、不检查的情况下，全部检查结束。例如，在***20内设置从外部输入测定条件的输入单元，检查装置1的操作者预先输入应该检查的挡风玻璃的个数。在判定为***20达到从输入单元输入的个数为止，重复进行步骤S101到S109的处理。
如果驾驶员的视点位置变化，则最终像13a的品质也变化，因此可通过依次将摄像器21在不同位置上变化(使其移动)来进行检查，来检查驾驶员的视点位置改变的情况下的最终像13a的品质。
在HUD装置中，在驾驶员的视点位置发生了改变的情况下，来自显示器的光入射到凹面镜中的位置改变，随之凹面镜所产生的变形也改变。图4是表示在驾驶员的视点变化的情况下包括凹面镜所产生的变形的图像(虚像)的一例的图。图4的例中，在驾驶员的视点位置在中央的情况下、以及从中央向上下方向移动的情况下，不产生大的变形。与此相对，在驾驶员的视点位置从中央向左右方向移动的情况下，平行四边形状产生较大的变形。
于是，在不具有凹面镜的检查装置1中，在改变摄像器21的位置的情况下，通过显示控制单元11，对与移动后的摄像器21的位置对应的像变形校正进行计算。然后，显示器12生成与移动后的摄像器21的位置对应的像变形校正后的图像。此时，根据需要使显示器12中的像的位置移动。例如，在摄像器位于与驾驶员的视线的中央对应的位置的情况下，没有发生较大的变形，在摄像器位于与驾驶员的视线的左右对应的位置的情况下，发生与图4相同的平行四边形状的较大的变形。
藉此，在改变了摄像器21的位置的情况下，也可显示与具有凹面镜时相同的像变形校正后的图像，因此能够进行精度良好的检查。
以上，对优选的实施方式等进行了详细说明，但不受上述的实施方式等所限，可在不超出专利申请的范围中记载的范围内对上述实施方式等施加各种的变形以及替换。
例如，在上述的实施方式中，将挡风玻璃是前窗玻璃作为前提进行了说明，但不受此所限，挡风玻璃也可以是前窗玻璃以外的玻璃。
本国际申请主张基于2016年4月14日提出的日本国专利申请2016-081531号的优先权，并在此援引日本国专利申请2016-081531号的全部内容。
符号说明
1 检查装置
10 投影部
11 显示控制单元
12 显示器
12a 图像
13 挡风玻璃
13a 最终像
20 ***
21 摄像器
22 摄像器位置控制单元
23 图像检查单元
30 存储单元
40 显示单元

Claims (7)

1.一种检查装置，其是将从显示器输出的图像用凹面镜放大、投影在车辆的挡风玻璃上、以能够从所述车辆的内部辨别所述图像的虚像的方式进行显示的抬头显示器装置中的、对所述虚像进行检查的检查装置，
其特征在于，具备：
挡风玻璃，和
生成图像、不介由凹面镜地将所述图像投影在所述挡风玻璃上的显示器，和
对投影在所述挡风玻璃上的所述图像的虚像进行摄像的摄像器，和
容纳预先设定的、所述挡风玻璃的形状和所述挡风玻璃、所述显示器以及所述摄像器的位置关系的数据的存储单元，和
使所述摄像器移动到规定位置的摄像器位置控制单元，和
控制所述显示器的显示控制单元，该显示控制单元基于与移动后的所述摄像器的位置对应的所述数据对所述凹面镜造成的像变形校正进行计算、以生成考虑入所述像变形校正的所述图像，和
对所述摄像器所摄像的所述虚像的变形进行检查的图像检查单元。
2.如权利要求1所述的检查装置，其特征在于，所述图像检查单元在对所述摄像器所摄像的所述虚像的变形进行检查的同时，对所述摄像器所摄像的所述虚像的反射重影进行检查。
3.如权利要求1或2所述的检查装置，其特征在于，具备使所述显示器移动到规定位置的显示器移动单元。
4.如权利要求1～3中任一项所述的检查装置，其特征在于，具备显示所述图像检查单元的检查结果的显示单元。
5.如权利要求1～4中任一项所述的检查装置，其特征在于，所述显示器所生成的所述图像完全不介由包括所述凹面镜的光学体系地被直接投影在所述挡风玻璃上。
6.一种检查方法，其是将从显示器输出的图像用凹面镜放大、投影在车辆的挡风玻璃上、以能够从所述车辆的内部辨别所述图像的虚像的方式进行显示的抬头显示器装置中的、对所述虚像进行检查的检查方法，
其特征在于，具备：
将挡风玻璃和显示器配置为规定的位置关系的步骤，和
将摄像器移动到规定位置的步骤，和
基于所述挡风玻璃的形状与所述挡风玻璃、所述显示器以及移动后的所述摄像器的位置关系来计算凹面镜造成的像变形校正的步骤，和
通过所述显示器、生成考虑入所述像变形校正的图像、不介由凹面镜地将所述图像投影在所述挡风玻璃上的步骤，和
通过所述摄像器、对投影在所述挡风玻璃上的所述图像的虚像进行摄像的步骤，和
对所述摄像器所摄像的所述虚像的变形进行检查的步骤。
7.如权利要求6所述的检查方法，其特征在于，具备对所述摄像器所摄像的所述虚像的反射重影进行检查的步骤。
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