CN110336996B - 虚像距测试方法、装置、头戴设备及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种虚像距测试方法、装置、头戴设备及计算机可读存储介质，所述虚像距测试方法用于测量成像系统的虚像距，所述成像系统具有显示成像的虚像，背离所述成像系统的所述虚像一侧设置有测试相机，所述测试相机具有成像清晰的对焦位置，其中所述成像系统虚像距测试方法包括以下步骤：获取所述测试相机至所述对焦位置的距离为对焦距离；移动所述成像系统，以使所述成像系统的所述虚像和所述对焦位置重合；获取所述成像系统移动的移动间距；依据所述对焦距离和所述移动间距获得所述成像系统的虚像距。本发明能够在更短的范围内，有效测量得到成像系统的虚像距。
Description
技术领域
本发明涉及穿戴显示设备的虚像距测试技术领域，尤其涉及虚像距测试方法、装置、头戴设备及计算机可读存储介质。
背景技术
虚拟现实技术或者增强现实技术中，基本的光学原理为通过镜片或者镜头将显示屏图像转化为放大的虚像，投射在人们的眼前，为了保证产品的生产符合设计的标准，需要对虚像距进行测试，目前的技术方案是通过调整测试相机的镜头和传感器之间的距离实现测量，但是为了适应近视用户，一般的虚像距设计为短虚像距，而目前的测试相机没办法对焦在更短的范围内，因此无法进行有效的测量。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种虚像距测试方法、装置、头戴设备及计算机可读存储介质，旨在解决现有测试相机无法对焦在更短的范围内，无法测量虚像距的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种虚像距测试方法，所述虚像距测试方法用于测量成像系统的虚像距，所述成像系统具有显示成像的虚像，背离所述成像系统的所述虚像一侧设置有测试相机，所述测试相机具有成像清晰的对焦位置，所述虚像距测试方法包括以下步骤：
获取所述测试相机至所述对焦位置的距离为对焦距离；
移动所述成像系统，以使所述成像系统的所述虚像和所述对焦位置重合；
获取所述成像系统移动的移动间距；
依据所述对焦距离和所述移动间距获得所述成像系统的虚像距。
可选地，所述获取所述测试相机至所述对焦位置的距离为对焦距离步骤之前包括：
校准所述测试相机的对焦位置。
可选地，所述测试相机包括用于拍摄所述虚像的镜头，所述获取所述测试相机至所述对焦位置的距离为对焦距离的步骤包括：
获取所述测试相机的所述镜头外表面至所述对焦位置的距离为对焦距离。
可选地，所述移动所述成像系统，以使所述成像系统的所述虚像和所述对焦位置重合的步骤包括：
移动所述成像系统远离所述测试相机，所述成像系统的所述虚像靠近所述对焦位置，以至所述成像系统的所述虚像和所述对焦位置重合。
可选地，所述依据所述对焦距离和所述移动间距获得所述成像系统的虚像距的步骤之后包括：
依据预置的标准像距，判断所述虚像距是否合格。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种虚像距测试装置，所述虚像距测试装置用于测量成像系统的虚像距，所述成像系统具有显示成像的虚像，背离所述成像系统的所述虚像一侧设置有测试相机，所述测试相机具有成像清晰的对焦位置，所述虚像距测试装置包括：
移动模块，用于移动所述成像系统，以使所述成像系统的所述虚像和所述对焦位置重合；
获取模块，用于获取所述测试相机至所述对焦位置的距离为对焦距离，以及，获取所述成像系统移动的移动间距；
计算模块，用于依据所述对焦距离和所述移动间距获得所述成像系统的虚像距。
可选地，所述虚像距测试装置还包括：校准模块，用于校准所述测试相机的对焦位置。
可选地，所述虚像距测试装置还包括：判断模块，用于依据预置的标准像距，判断所述虚像距是否合格。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种头戴设备，所述头戴设备包括：外壳、以及如上文所述的虚像距测试方法检测的成像系统，所述成像系统设置于所述外壳内。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有虚像距测试程序，所述虚像距测试程序被处理器执行时实现如上文所述的虚像距测试方法的步骤。
本发明技术方案中，测试相机至对焦位置的距离为对焦距离，为了使成像系统的虚像和对焦位置重合，移动成像系统，并且分别获取得到对焦距离和成像系统移动的移动间距，通过对焦距离和移动间距的差值，计算得出成像系统的虚像距，由此可知，在发明通过移动成像系统，能够在更短范围内测试得到成像系统的虚像距。
附图说明
图1是本发明的虚像距测试方法第一实施例的流程示意图；
图2是本发明的虚像距测试方法第二实施例的流程示意图；
图3是本发明的虚像距测试方法第三实施例的流程示意图；
图4是本发明的虚像距测试方法第四实施例的流程示意图；
图5是本发明的虚像距测试方法第五实施例的流程示意图；
图6是图1中本发明的虚像距测试方法中成像系统移动前的示意图；
图7是图1中本发明的虚像距测试方法中成像系统移动后的示意图；
图8为本发明的虚像距测试装置的连接示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 110 | 移动模块 | 220 | 镜筒 |
| 120 | 获取模块 | 230 | 镜片 |
| 130 | 计算模块 | 240 | 屏幕 |
| 140 | 校准模块 | 300 | 测试相机 |
| 150 | 判断模块 | 310 | 对焦位置 |
| 200 | 测量成像系统 | 320 | 镜头 |
| 210 | 虚像 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
按照用户的近视度为800°为例，虚像距为0.125m，目而目前一般的虚像距设计为1-5m，而测试相机的最短对焦距离在0.5m左右，无法对焦在更小的距离范围内。
参阅图1所示，本发明提出一种虚像距测试方法，虚像距测试方法用于测量成像系统的虚像距，成像系统具有显示成像的虚像，所述虚像距为出瞳与所述虚像之间的距离，定义虚像距为D1，背离成像系统的虚像一侧设置有测试相机，测试相机具有成像清晰的对焦位置，虚像距测试方法包括以下步骤：
步骤S10，获取测试相机至对焦位置的距离为对焦距离，以近视度为800°为例，虚像距为0.125m，所述测试相机的景深范围相对短小，定义测试相机镜头外表面至对焦位置的对焦距离为D2，则在所述对焦位置所成的像是清晰的。调整测试相机至初始位置处，此位置镜头外表面与出瞳位置重合。对焦距离需大于虚像距离。
步骤S20，移动成像系统，以使成像系统的虚像和对焦位置重合，移动成像系统，保证虚像和对焦位置重合，也就是测试相机此时拍摄得到的虚像也是清晰可见的。
步骤S30，获取成像系统移动的移动间距，定义成像系统移动的移动间距为d，移动间距d为成像系统原位置至虚像和对焦位置重合的垂直距离。
步骤S40，依据对焦距离和移动间距获得成像系统的虚像距，通过计算对焦距离D2和移动间距d的差值，得到虚像距D1，即
D1＝D2-d
由此计算得出虚像距D1。
本发明技术方案中，测试相机镜头外表面至对焦位置的距离为对焦距离，为了使成像系统的虚像和对焦位置重合，移动成像系统，并且分别获取得到对焦距离和成像系统移动的移动间距，通过对焦距离和移动间距的差值，计算得出成像系统的虚像距，由此可知，在发明通过移动成像系统，能够在更短范围内测试得到成像系统的虚像距。
进一步地，参阅图2所示，获取测试相机至对焦位置的距离为对焦距离步骤S10之前包括：
步骤S01，校准测试相机的对焦位置，测试相机在长期使用测量的过程中，对焦位置一般会发生偏移，通过校准测试相机，能够进一步有效提高测试的准确性。
进一步地，参阅图3所示，测试相机包括用于拍摄虚像的镜头，成像系统包括具有贯通腔体的镜筒，设置于所述贯通腔体的贯通方向一端的镜片，以及设置于所述贯通腔体的贯通方向另一端的屏幕，屏幕的图像经过镜片的放大显示后，形成一个虚像，所述虚像处于屏幕远离镜片一侧，获取测试相机至对焦位置的距离为对焦距离的步骤S10包括：
步骤S110，获取测试相机的镜头外表面至对焦位置的距离为对焦距离，按照用户的近视度为800°为例，测试相机的镜头焦距为25mm，孔径为1.4，像素尺寸为3um，容许的弥散圆直径为6um，对焦距离D2设置为0.15m，由此计算得出，镜头的景深范围为150±0.3mm，便于准备测试虚像距D1。
进一步地，参阅图4所示，移动成像系统，以使成像系统的虚像和对焦位置重合的步骤S20包括：
步骤S210，移动成像系统远离测试相机，成像系统的虚像靠近对焦位置，以至成像系统的虚像和对焦位置重合，在移动成像系统之前，成像系统的镜片出瞳位置和测试相机的镜头外表面重合，固定测试相机位置，控制成像系统逐渐远离测试相机，沿着测试相机的光轴，逐渐靠近对焦位置，使成像系统的虚像和对焦位置重合，成像系统连接有步进电机，步进电机的移动精度为0.01mm。
进一步地，参阅图5所示，依据对焦距离和移动间距获得成像系统的虚像距的步骤S40之后包括：
步骤S50，依据预置的标准像距，判断虚像距是否合格，生产制造完的产品，需要对虚像距是否合格进行判断，例如800°近视的理论虚像距为0.125m，则0.125m为预置的标准像距，设判定的标准范围在±5mm以内，也就是说，测试得到的虚像距在0.12m-0.13m范围内则符合设计的标准，超出则不符合设计的标准。
本发明还提供一种虚像距测试装置，参阅图6-图8所示，虚像距测试装置用于测量成像系统200的虚像距，成像系统200包括具有贯通腔体的镜筒220，设置于所述贯通腔体的贯通方向一端的镜片230，以及设置于所述贯通腔体的贯通方向另一端的屏幕240，屏幕240的图像经过镜片的放大显示后，形成一个虚像210，成像系统200具有显示成像的虚像210，背离成像系统200的虚像一侧设置有测试相机300，测试相机300包括镜头320，测试相机300具有成像清晰的对焦位置310，虚像距测试装置包括：移动模块110、获取模块120和计算模块130。
移动模块110，用于移动成像系统200，以使成像系统200的虚像210和对焦位置310重合，保证虚像210和对焦位置310重合，也就是测试相机300此时拍摄得到的虚像210也是清晰可见的。
获取模块120，用于获取测试相机300至对焦位置310的距离为对焦距离，以及，获取成像系统200移动的移动间距，以近视度为800°为例，虚像距为0.125m，所述测试相机300的景深范围相对短小，定义测试相机300至对焦位置的对焦距离为D2，则在所述对焦位置310所成的像是清晰的，定义成像系统移动的移动间距为d。
计算模块130，用于依据对焦距离和移动间距获得成像系统的虚像距，通过计算对焦距离D2和移动间距d的差值，得到虚像距D1，即
D1＝D2-d
由此计算得出虚像距D1。
本发明技术方案中，测试相机300至对焦位置310的距离为对焦距离，为了使成像系统200的虚像210和对焦位置310重合，移动成像系统200，并且分别获取得到对焦距离和成像系统移动的移动间距，通过对焦距离和移动间距的差值，计算得出成像系统200的虚像距，由此可知，在本发明通过移动成像系统200，能够在更短范围内测试得到成像系统200的虚像距。
进一步地，虚像距测试装置还包括：校准模块140，用于校准测试相机300的对焦位置310，测试相机300在长期使用测量的过程中，对焦位置310一般会发生偏移，通过校准测试相机300，能够进一步有效提高测试的准确性。
进一步地，虚像距测试装置还包括：判断模块150，用于依据预置的标准像距，判断虚像距是否合格，例如800°近视的理论虚像距为0.125m，则0.125m为预置的标准像距，设判定的标准范围在±5mm以内，也就是说，测试得到的虚像距在0.12m-0.13m范围内则符合设计的标准，超出则不符合设计的标准。
本发明还提供一种头戴设备，所述头戴设备包括：外壳(图未示)、以及如上文所述的虚像距测试方法检测的成像系统，所述成像系统设置于所述外壳内，所述的虚像距测试方法包括：
获取所述测试相机至所述对焦位置的距离为对焦距离；
移动所述成像系统，以使所述成像系统的所述虚像和所述对焦位置重合；
获取所述成像系统移动的移动间距；
依据所述对焦距离和所述移动间距获得所述成像系统的虚像距。
本实施技术方案中，测试相机至对焦位置的距离为对焦距离，为了使成像系统的虚像和对焦位置重合，移动成像系统，并且分别获取得到对焦距离和成像系统移动的移动间距，通过对焦距离和移动间距的差值，计算得出成像系统的虚像距，由此可知，在发明通过移动成像系统，能够在更短范围内测试得到成像系统的虚像距。
除此之外，人们穿戴的头戴设备，例如AR或者VR，在生产制造的过程中左右眼的精度一般不同，如果左右眼的精度差别过大，影响用户的使用效果，例如，按照800°近视为例，左眼的虚像距为0.12m，而右眼的虚像距为0.13m，如此，人们在穿戴头戴设备时，由于左右眼的虚像距差距过大，导致观看的图像不够立体，或者图像分层，通过上述技术方案中的虚像距测试方法，能够测量左右眼对应的虚像距是否在设定的范围内。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有虚像距测试程序，所述虚像距测试程序可被一个或者一个以上的处理器执行以用于：
获取所述测试相机至所述对焦位置的距离为对焦距离；
移动所述成像系统，以使所述成像系统的所述虚像和所述对焦位置重合；
获取所述成像系统移动的移动间距；
依据所述对焦距离和所述移动间距获得所述成像系统的虚像距。
进一步地，所述虚像距测试程序被处理器执行时还实现如下操作：
校准所述测试相机的对焦位置。
进一步地，所述虚像距测试程序被处理器执行时还实现如下操作：
获取所述测试相机的所述镜头外表面至所述对焦位置的距离为对焦距离。
进一步地，所述虚像距测试程序被处理器执行时还实现如下操作：
移动所述成像系统远离所述测试相机，所述成像系统的所述虚像靠近所述对焦位置，以至所述成像系统的所述虚像和所述对焦位置重合。
进一步地，所述虚像距测试程序被处理器执行时还实现如下操作：
依据预置的标准像距，判断所述虚像距是否合格。
本实施技术方案中，测试相机至对焦位置的距离为对焦距离，为了使成像系统的虚像和对焦位置重合，移动成像系统，并且分别获取得到对焦距离和成像系统移动的移动间距，通过对焦距离和移动间距的差值，计算得出成像系统的虚像距，由此可知，在发明通过移动成像系统，能够在更短范围内测试得到成像系统的虚像距。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种虚像距测试方法，其特征在于，所述虚像距测试方法用于测量成像系统的虚像距，所述成像系统具有显示成像的虚像，背离所述成像系统的所述虚像一侧设置有测试相机，所述测试相机具有成像清晰的对焦位置，所述成像系统包括具有贯通腔体的镜筒，设置于所述贯通腔体的贯通方向一端的镜片，以及设置于所述贯通腔体的贯通方向另一端的屏幕，所述虚像距测试方法包括以下步骤：
获取所述测试相机至所述对焦位置的距离为对焦距离；
移动所述成像系统，以使所述成像系统的所述虚像和所述对焦位置重合；其中，移动所述成像系统沿着所述测试相机的光轴逐渐远离所述测试相机，所述成像系统的所述虚像靠近所述对焦位置；
获取所述成像系统移动的移动间距；
依据所述对焦距离和所述移动间距获得所述成像系统的虚像距。
2.如权利要求1所述的虚像距测试方法，其特征在于，所述获取所述测试相机至所述对焦位置的距离为对焦距离步骤之前包括：
校准所述测试相机的对焦位置。
3.如权利要求1所述的虚像距测试方法，其特征在于，所述测试相机包括用于拍摄所述虚像的镜头，所述获取所述测试相机至所述对焦位置的距离为对焦距离的步骤包括：
获取所述测试相机的所述镜头外表面至所述对焦位置的距离为对焦距离。
4.如权利要求1所述的虚像距测试方法，其特征在于，所述依据所述对焦距离和所述移动间距获得所述成像系统的虚像距的步骤之后包括：
依据预置的标准像距，判断所述虚像距是否合格。
5.一种虚像距测试装置，其特征在于，所述虚像距测试装置用于测量成像系统的虚像距，所述成像系统具有显示成像的虚像，背离所述成像系统的所述虚像一侧设置有测试相机，所述测试相机具有成像清晰的对焦位置，所述成像系统包括具有贯通腔体的镜筒，设置于所述贯通腔体的贯通方向一端的镜片，以及设置于所述贯通腔体的贯通方向另一端的屏幕，所述虚像距测试装置包括：
移动模块，用于移动所述成像系统，以使所述成像系统的所述虚像和所述对焦位置重合；
获取模块，用于获取所述测试相机至所述对焦位置的距离为对焦距离，以及，获取所述成像系统移动的移动间距；其中，移动所述成像系统沿着所述测试相机的光轴逐渐远离所述测试相机，所述成像系统的所述虚像靠近所述对焦位置；
计算模块，用于依据所述对焦距离和所述移动间距获得所述成像系统的虚像距。
6.如权利要求5所述的虚像距测试装置，其特征在于，所述虚像距测试装置还包括：校准模块，用于校准所述测试相机的对焦位置。
7.如权利要求5所述的成像系统虚像距测试装置，其特征在于，所述虚像距测试装置还包括：判断模块，用于依据预置的标准像距，判断所述虚像距是否合格。
8.一种头戴设备，其特征在于，所述头戴设备包括：外壳、以及如权利要求1-4所述的虚像距测试方法检测的成像系统，所述成像系统设置于所述外壳内。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有虚像距测试程序，所述虚像距测试程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的虚像距测试方法的步骤。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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