头盔显示系统成像质量检测系统的制作方法

本发明涉及头盔显示领域，更具体地说，涉及一种头盔显示系统成像质量检测系统。

背景技术：

头盔显示系统(HMD)是近几十年逐渐发展形成的一种新型瞄准具。与以往的瞄准具相比，它固定在使用者头部上，使用者可以任意摆头而且又能看到显示在前方的各种信息。在执行攻击任务时，可以利用头盔显示的瞄准标志，用头部的转动来跟踪目标。这是头盔显示系统的一个显著优点。

与头盔显示系统的研制和应用水平相比，HMD检测方面的研究显得相对滞后。现有的检测设备功能单一，只能对头盔显示器的个别指标进行检测。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，提供一种头盔显示系统成像质量检测系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种头盔显示系统成像质量检测系统，包括计算机、试验台、头盔固定装置、出瞳测试装置、人眼模拟装置、平行光管和光反射升降模块；

所述头盔固定装置固定在试验台上，所述人眼模拟装置和出瞳测试装置位于头盔固定装置下方；

所述出瞳测试装置包括第一筒体，所述第一筒体上部设有第一转向镜和入光口，下部设有第二转向镜和出光口，第一筒体入光口处设有后向散射屏，所述第一筒体的中部设有近摄物镜，第一筒体出光口处设有第一CCD，所述第一CCD与计算机连接；

所述出瞳测试装置包括第二筒体，所述第二筒体上部设有扫描镜和入光口，下部设有第三转向镜和出光口，所述第二筒体的中部设有中继镜，所述中继镜与第三转向镜之间设有成像镜，所述第二筒体出光口处设有第二CCD，所述第二CCD与计算机连接；所述扫描镜与俯仰扫描驱动电机连接，所述成像镜与水平扫描驱动电机连接；

所述光反射升降模块位于头盔的前方，所述平行光管位于所述光反射升降模块下方，所述光反射升降模块将平行光管发射的光反射至头盔上。

上述方案中，所述第二筒体入光口处设有保护窗。

上述方案中，所述中继镜与调焦结构连接。

上述方案中，所述出瞳测试装置或人眼模拟装置固定在移动架上。

上述方案中，所述头盔固定装置包括竖杆、横杆和升降杆，竖杆和升降杆固定在试验台上，横杆固定在竖杆上。

上述方案中，所述光反射升降模块包括基座和可沿基座上下移动的反射镜。

上述方案中，所述试验台与旋转驱动装置连接。

实施本发明的头盔显示系统成像质量检测系统，具有以下有益效果：

1、本发明用于头盔显示系统成像质量检测，通过头盔HMD的图像源产生一个均匀亮度的测试图形，前后移动出瞳测试装置，散射屏上的光斑会随着屏相对出瞳的位置发生变化。当屏上光斑最小、能量最为集中时，散射屏位置即为目镜出瞳。出瞳的形状和大小可以通过相机输出的图像计算得出，在通过散射屏位置计算出出瞳距。

2、双目系统的光轴平行度的测试是通过平行光管与光反射升降模块将一规定图形发送到头盔，通过经人眼模拟装置采集头盔成像与不带头盔采集平行光管的图像进行对比计算目镜以及双目光轴平行度；

3、头盔系统调制传递函数、对比度、亮度均匀性、字符线宽、视差(屈光度、场曲、渐晕、显示亮度等)检测是计算机通过平行光管与光反射升降模块将特殊规定的图形发送到头盔，经人眼模拟装置采集头盔成像，用计算机进行检测；

4、本发明头盔显示系统成像质量检测系统可以实现多项指标的检测，其操作方便、可靠性较高，成本较低，实用性较好，易于推广应用，具有较大实用价值。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是头盔显示系统成像质量检测系统的结构示意图；

图2是头盔固定装置的结构示意图；

图3是出瞳测试装置的结构示意图；

图4是人眼模拟装置的结构示意图；

图5是头盔显示系统成像质量检测系统的原理框图；

图6是出瞳测试的流程图；

图7人眼模拟测试的流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-图5所示，本发明头盔显示系统成像质量检测系统包括计算机1、试验台2、头盔固定装置3、出瞳测试装置5、人眼模拟装置9、平行光管8和光反射升降模块7。

试验台2与旋转驱动装置连接，可以转动。头盔固定装置3固定在试验台2上，头盔固定装置3和出瞳测试装置5位于头盔固定装置3下方。出瞳测试装置5或人眼模拟装置9固定在移动架6上，可以实现在水平面内的X向和Y向的二维移动。头盔固定装置3包括竖杆301、横杆303和升降杆302，竖杆301和升降杆302固定在试验台2上，横杆303固定在竖杆301上。头盔4与横杆303和升降杆302连接，通过调节横杆303的固定位置实现头盔4高度的粗调，通过调节升降杆302实现头盔4高度的精调。出瞳测试装置5和人眼模拟装置9都可以安装在移动架6上，当进行出瞳测试时，移动架6上安装出瞳测试装置5，当进行人眼模拟测试时，取下出瞳测试装置5，装上人眼模拟测试装置。

出瞳测试装置5包括第一筒体504，第一筒体504上部设有第一转向镜501和入光口，下部设有第二转向镜505和出光口，第一筒体504入光口处设有后向散射屏502，第一筒体504的中部设有近摄物镜503，第一筒体504出光口处设有第一CCD506，第一CCD506与计算机1连接。通过第一转向镜501和第二转向镜505将光线传送至第一CCD506，第一CCD506采集到的图像传至计算机1的图像采集卡。

出瞳测试装置5包括第二筒体911，第二筒体911上部设有扫描镜901和入光口，下部设有第三转向镜910和出光口，第二筒体911的中部设有中继镜904，中继镜904与第三转向镜910之间设有成像镜908，第二筒体911出光口处设有第二CCD909，第二CCD909与计算机1连接。第二筒体911入光口处设有保护窗902。扫描镜901与俯仰扫描驱动电机903连接，成像镜908与水平扫描驱动电机907连接，中继镜906与调焦结构905连接。

光反射升降模块7位于头盔4的前方，平行光管8位于光反射升降模块7下方，光反射升降模块7将平行光管8发射的光反射至头盔4上。光反射升降模块7包括基座702和可沿基座702上下移动的反射镜071。

本发明可以实现以下功能的检测：

1、出瞳测试：通过头盔4HMD的图像源产生一个均匀亮度的测试图形，前后移动出瞳测试装置5，后向散射屏502上的光斑会随着屏相对出瞳的位置发生变化。当屏上光斑最小、能量最为集中时，后向散射屏502位置即为目镜出瞳。出瞳的形状和大小可以通过相机输出的图像计算得出，在通过后向散射屏502位置计算出出瞳距。其具体流程如图6所示。

2、双目系统的光轴平行度的测试；通过平行光管8与光反射升降模块7将一规定图形发送到头盔4，通过经人眼模拟装置9采集头盔4成像与不带头盔4采集平行光管8的图像进行对比计算目镜以及双目光轴平行度；其具体流程如图7所示。

3、头盔系统调制传递函数、对比度、亮度均匀性、字符线宽、视差(屈光度、场曲、渐晕、显示亮度等)检测是计算机1将特殊规定的图形发送到头盔4的HMD成像，经人眼模拟装置9采集头盔4成像，用计算机1进行检测；其具体流程如图7所示。

4、目镜视场、外景视场是通过试验台2转动、光反射升降模块7与移动架6相互协调运动来进行测量。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。