本实用新型涉及HUD设备技术领域，具体地说是一种HUD非球面反射镜面型检测光路。
[
背景技术：
]
抬头显示器(HUD)随着车载光电子技术的发展，越来越多的受到人们的关注。因其可将车速、转速、导航等信息投影至挡风玻璃前，驾驶员避免了视线离开前方，提高了行车安全性。HUD设备根据其是否投射到挡风玻璃上，分为W-HUD(windshield HUD)和C-HUD(combiner HUD)，因W-HUD是将HUD整体设备嵌入汽车仪表台以下，相比C-HUD安全性更高。一般地，汽车挡风玻璃是一个自由曲面。现有的HUD设计方法核心部件在于一块非球面反射镜，用来校正挡风玻璃带来的像差。非球面反射镜加工精度的好坏直接影响最终的HUD成像效果。因此，对于其的检测是必不可少的环节。
目前，对非球面反射镜面型的检测可采用轮廓仪、ZYGO干涉仪等方法。亦有专利CN105157657A提出的检测方法，但该专利检测原理类似轮廓仪的方法。轮廓仪分接触式和非接触式，接触式对镜片面型有损伤，非球面反射镜的加工成本昂贵，不适于使用接触式轮廓仪。非接触式轮廓仪及ZYGO干涉仪等均价格昂贵，对HUD的前期原理验证及中小企业来说，代价太高。另外，使用非接触式轮廓仪及ZYGO干涉仪检测镜面面型时，需要进行专业的培训或具有相关知识背景的人进行操作。
因此，若能解决上述问题，在保证测量精度的前提下，操作简便、价格便宜，实现对HUD非球面反射镜面型的快速检测，将具有非常重要的意义。
[
技术实现要素：
]
本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种HUD非球面反射镜面型检测光路，能够在保证测量精度的前提下，实现对HUD非球面反射镜面型的快速检测，避免了传统检测存在的代价太高、需专业人操作等问题。
为实现上述目的设计一种HUD非球面反射镜面型检测光路，包括光源1、准直透镜2、分光棱镜3、待检测非球面反射镜4、标准镜片5、中继透镜6和哈特曼波前传感器7，所述光源1、准直透镜2、分光棱镜3、标准镜片5按照光路方向自左至右依次设置，所述分光棱镜3的前后两侧分别设置有待检测非球面反射镜4、中继透镜6，所述中继透镜6的外侧设置有哈特曼波前传感器7，所述光源1发出的光经准直透镜2、分光棱镜3后分别入射到待检测非球面反射镜4和标准镜片5，所述哈特曼波前传感器7用于测量待检测非球面反射镜4以及标准镜片5的波前像差。
进一步地，所述标准镜片5为平面镜或标准非球面镜。
进一步地，所述准直透镜2、中继透镜6的焦距比值大于2:1。
进一步地，所述哈特曼波前传感器7为微透镜阵列与电荷耦合元件CCD的组合。
进一步地，所述哈特曼波前传感器7位于一个二维可移动平台上，所述二维可移动平台由步进电机驱动。
进一步地，所述光源1为激光、激光二极管或发光二极管。
进一步地，所述光源1为激光或激光二极管，所述光源1与消散斑光学器件组合为一体。
进一步地，所述消散斑光学器件为毛玻璃、位相板或光纤。
本实用新型同现有技术相比，提供了一种基于哈特曼波前传感器的非球面面型的光学检测光路，其结构新颖、简单，设计合理，能够在保证测量精度的前提下，操作简便、价格便宜，实现了对HUD非球面反射镜面型的快速检测。此外，本实用新型所述的夏克-哈特曼波前传感器具有高分辨率、高灵敏度、高动态检测范围、操作简便等优势，可对PSF(点扩散函数)、MTF(调制传递函数)、波前像差等进行快速、简便的测量，该哈特曼波前传感器还可自主设计研制，值得推广应用。
[附图说明]
图1是本实用新型的光学检测光路结构示意图；
图中：1、光源 2、准直透镜 3、分光棱镜 4、待检测非球面反射镜 5、标准镜片 6、中继透镜 7、哈特曼波前传感器。
[具体实施方式]
如附图1所示，本实用新型提供了一种对车载HUD核心部件非球面反射镜面型检测光路，包括光源1、准直透镜2、分光棱镜3、待检测非球面反射镜4、标准镜片5、中继透镜6和哈特曼波前传感器7，光源1、准直透镜2、分光棱镜3、标准镜片5按照光路方向自左至右依次设置，分光棱镜3的前后两侧分别设置有待检测非球面反射镜4、中继透镜6，中继透镜6的外侧设置有哈特曼波前传感器7，光源1发出的光经准直透镜2、分光棱镜3后分别入射到待检测非球面反射镜4和标准镜片5，哈特曼波前传感器7用于测量待检测非球面反射镜4以及标准镜片5的波前像差。
其中，光源1为激光、激光二极管或发光二极管，当光源1为激光或激光二极管时，该光源1与消散斑光学器件组合为一体，消散斑光学器件为毛玻璃、位相板或光纤等器件；根据检测方法的不同，标准镜片5可为平面镜，亦可为标准非球面镜；准直透镜2和中继透镜6的焦距比值大于2:1；哈特曼波前传感器7为微透镜阵列与电荷耦合元件CCD的组合，该哈特曼波前传感器7位于一个二维可移动平台上，当待检测非球面反射镜面积过大时，可通过移动哈特曼波前传感器7对反射镜进行分步检测，最后通过图像拼接实现对整个面型的检测；二维可移动平台由步进电机驱动并控制。
该HUD非球面反射镜面型检测光路的检测步骤为：1)光源发出的光经准直透镜、分光棱镜后分别入射到待检测非球面反射镜和标准镜片；2)首先，遮挡住入射到待检测非球面反射镜上的光，使用哈特曼波前传感器测量标准镜片的波前像差，此时的波前作为参考波前；其中，标准镜片为平面镜时，其波前为平面波；标准镜片为标准非球面镜时，其波前为非平面波；3)然后，遮挡住入射到标准镜片上的光，使用哈特曼波前传感器测量待检测非球面反射镜的波前像差，此时的波前作为测量波前；4)由于波前像差与光程差有关，而光程差是折射率和路程的乘积，因此，通过对比测量波前与参考波前，即可推导出待检测非球面反射镜镜片和标准镜片的光程差，进而得到面型矢高的变化。步骤2)和步骤3)中，波前像差采用Zernike多项式进行表示。
下面结合具体实施例对本实用新型作以下进一步说明：
如附图1所示，光源1发出的光经准直透镜2和分光棱镜3分别入射到待检测非球面反射镜4和标准镜片5。假设待检测非球面反射镜4为直径为20mm的镜片，标准镜片5为25mm直径的镜片。哈特曼波前传感器通光孔径为4.5mm，准直透镜2和中继透镜6的焦距比值为4.4:1。首先遮挡住入射到待检测非球面反射镜4上的光，使用哈特曼波前传感器7探测标准镜片5的波前，此时的波前作为参考波前；然后遮挡住入射到标准镜片5上的光，使用哈特曼波前传感器7探测待检测非球面反射镜4的波前，此时的波前作为测量波前。哈特曼波前传感器7采用Zernike多项式对波前像差进行描述，因波前像差与光程差有关，而光程差与路程有关。在MATLAB中，通过对比测量波前和参考波前，可得到待检测镜片的面型数据。
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。