CN113984345B - 近眼穿戴设备红外灯测试方法和工装 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种近眼穿戴设备红外灯测试方法及工装，其中的方法包括：将待测产品固定在测试工装上，并通过测试工装上的IPD拨动装置将待测产品的镜片拨动至预设位置；其中，镜片包括左眼镜片和右眼镜片；将测试相机依次移动至左眼镜片和右眼镜片处，并拍摄播放有白图的左眼镜片和右眼镜片的轮廓数据；基于左眼镜片和右眼镜片的轮廓数据，分别确定左眼镜片和右眼镜片的形心坐标；调整待测产品和位置校准后的积分球之间的相对位置，开启左眼镜片和右眼镜片上的红外灯；通过积分球采集左眼镜片和右眼镜片上的红外灯的功率，以完成对红外灯的测试。利用上述发明能够在VR产品组装之后完成对镜片周围的多个红外灯的测试，检测速度快、准确度高。

Description

近眼穿戴设备红外灯测试方法和工装

技术领域

本发明涉及近眼穿戴设备测试技术领域，更为具体地，涉及一种近眼穿戴设备红外灯测试方法和工装。

背景技术

近眼穿戴设备如虚拟现实(VR)产品、增强现实(AR)产品、混合现实(MR)产品或它们的组合是一种新兴穿戴产品。目前，随着近眼穿戴设备的不断发展，捕捉用户所感兴趣的内容是当前该领域的大势所趋，由于人眼所注视的内容通常可以认为是用户感兴趣的内容，因此VR产品眼球追踪的功能在VR领域中的地位也越来越重要。此外，为了提高眼球追踪的精度，通常会采用IR LED打亮眼球区域，为拍摄眼部追踪的摄像头提供足够的亮度。

但是，由于红外LED直接照射人眼会对人眼带来一定的损伤，因此既要同时保证IRLED的功率能满足拍照所需的亮度要求，还需要保证IR LED不会对人眼造成任何伤害，在此情况下，对VR产品上的IR LED进行检测成为该领域必不可少的测试项目。

现有的VR产品IR LED测试方案均是在模组阶段，即IR LED未组装之前进行的，模仿用户使用情境下的IR LED的安全测试还没有成熟的方案；而且模组阶段的测试方式均是对单个LED进行测试，在LED较多的情况下，测试周期较长，且不能较好的反应用户真实使用时IR LED对人眼的影响，导致产品测试精度低。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种近眼穿戴设备红外灯测试方法和工装，以解决现有的测试方案存在的测试精度低、周期长等问题。

本发明提供的近眼穿戴设备红外灯测试方法，包括：将待测产品固定在测试工装上，并通过测试工装上的IPD拨动装置将待测产品的镜片拨动至预设位置；其中，镜片包括左眼镜片和右眼镜片；将测试相机依次移动至左眼镜片和右眼镜片处，并拍摄播放有白图的左眼镜片和右眼镜片的轮廓数据；基于左眼镜片和右眼镜片的轮廓数据，分别确定左眼镜片和右眼镜片的形心坐标；计算形心坐标和预设基准坐标之间的偏差值；根据偏差值调整待测产品和位置校准后的积分球之间的相对位置；开启左眼镜片和右眼镜片上的红外灯，通过积分球采集左眼镜片和右眼镜片上的红外灯的功率，以完成对红外灯的测试。

此外，可选的技术方案是，在将待测产品固定在测试工装上之前，还包括：在测试工装固定待测产品的位置，放置校准通孔模块，并通过光源打亮校准通孔模块上的两通孔；将测试相机分别移动至两通孔处，通过调整测试相机和对应通孔之间的位置，使得测试相机的中心与两通孔的中心分别重合，并记录测试相机的位置信息，以完成对测试相机的光轴校准。

此外，可选的技术方案是，预设基准坐标的确定过程包括：将与待测产品的外形轮廓相适配的仿形件固定在测试工装固定待测产品的位置；通过测试相机拍摄仿形件的左眼镜片轮廓和右眼镜片轮廓；基于左眼镜片轮廓和右眼镜片轮廓确定左眼镜片轮廓和右眼镜片轮廓的实际形心坐标，作为预设基准坐标。

此外，可选的技术方案是，待测产品的镜片的预设位置的确定过程包括：将预设校准块固定在测试工装固定待测产品的左眼镜片的位置，并调整校准块与积分球之间的位置，以使积分球与校准块相重合；记录校准块与积分球的第一位置信息，作为左眼镜片的预设位置；将校准块固定在测试工装固定待测产品的右眼镜片的位置，并调整校准块与积分球之间的位置，以使积分球与校准块相重合；记录校准块与积分球的第二位置信息，作为右眼镜片的预设位置。

此外，可选的技术方案是，调整校准块与积分球之间的位置，以使积分球与校准块相重合的过程包括：通过X轴电缸带动校准块移动，通过Y轴电缸带动积分球移动，以使校准块与积分球的测试口相重合；其中，X轴电缸和Y轴电缸的最小调节步为0.01mm。

此外，可选的技术方案是，在开启左眼镜片和右眼镜片上的红外灯之前，还包括：通过积分球检测暗环境下的暗噪声，暗噪声用于辅助获取红外灯的功率。

根据本发明的另一方面，提供一种红外灯测试工装，用于上述的近眼穿戴设备红外灯测试方法中，工装包括：底板、设置在底板上的产品固定座、设置在产品固定座下方的驱动电缸、积分球，以及设置在底板上的测试相机；其中，待测产品固定在产品固定座上，驱动电缸用于调整待测产品与积分球之间的位置关系；测试相机用于拍摄待测产品的轮廓数据，并确定待测产品的最终测试位置；积分球用于对位置确定后的待测产品进行功率检测。

此外，可选的技术方案是，在产品固定座的一侧设置有接口自动插拔结构，接口自动插拔结构用于与待测产品进行接口连接，以实现数据传输。

此外，可选的技术方案是，在测试相机的一侧设置有升降气缸和设置在升降气缸上的IPD拨动装置；其中，IPD拨动装置用于将待测产品的镜片拨动至预设位置。

此外，可选的技术方案是，驱动电缸包括位于产品固定座下方的X轴电缸、位于X轴电缸下方的Z轴电缸，以及用于调节积分球位置的Y轴电缸；X轴电缸和Z轴电缸用于配合调整产品固定座的位置。

利用上述近眼穿戴设备红外灯测试方法和工装，通过测试相机依次移动至左眼镜片和右眼镜片处，并拍摄播放有白图的左眼镜片和右眼镜片的轮廓数据，然后基于左眼镜片和右眼镜片的轮廓数据，分别确定左眼镜片和右眼镜片的形心坐标，并基于形心坐标和预设基准坐标之间的偏差值，调整待测产品和位置校准后的积分球之间的相对位置，然后开启左眼镜片和右眼镜片上的红外灯；通过积分球采集左眼镜片和右眼镜片上的红外灯的功率，能够对组装成型后的产品的红外灯进行检测，且能够兼顾形心坐标和预设基准坐标之间的偏差，确保用户真实肉眼所在位置的精度，检测速度快、精确高，可适用于批量的成品检测作业。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的近眼穿戴设备红外灯测试方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的红外灯测试工装的结构示意图；

图3为根据本发明实施例的校准通孔模块和校准块的结构示意图。

其中的附图标记包括：校准通孔模块01、校准块02、产品固定座1、相机升降气缸2、升降气缸3、IPD拨动装置4、接口自动插拔结构5、X轴电缸6、Z轴电缸7、积分球8、Y轴电缸9。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

为详细描述本发明的近眼穿戴设备红外灯测试方法和工装，以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

图1示出了根据本发明实施例的近眼穿戴设备红外灯测试方法的流程。

如图1所示，本发明实施例的近眼穿戴设备红外灯测试方法，主要包括：

S110：将待测产品固定在测试工装上，并通过测试工装上的IPD拨动装置将待测产品的镜片拨动至预设位置；其中，镜片包括左眼镜片和右眼镜片。

其中，在本发明的一个具体实施方式中，镜片可以设置在镜筒上或其它装置结构上，在通过IPD拨动装置拨动该镜片的过程，可以直接对镜片进行拨动，也可以拨动设置有镜片的镜筒或者其它装置结构等；此外，在将待测产品固定在测试工装上之前，还包括：在测试工装固定待测产品的位置，放置校准通孔模块，并通过外部的光源或者测试工装自带的光源，打亮校准通孔模块上的两通孔；将测试相机分别移动至两通孔处，通过调整测试相机和对应通孔之间的位置，使得测试相机的中心与两通孔的中心分别重合，并记录测试相机的位置信息，以完成对测试相机的光轴校准。

其中，IPD拨动装置可通过升降气缸固定在测试相机的一侧，在对待测产品进行测试时，可通过升降气缸将IPD拨动装置下降至待测产品的左眼镜片和右眼镜片之间，然后通过IPD拨动装置将左眼镜片和右眼镜片的瞳间距拨动至预设位置，然后再通过升降气缸带动IPD拨动装置复位。

具体地，待测产品的镜片的预设位置的确定过程包括：

S111：将预设校准块固定在测试工装固定待测产品的左眼镜片的位置，并调整校准块与积分球之间的位置，以使积分球与校准块相重合；

S112：记录校准块与积分球的第一位置信息，作为左眼镜片的预设位置；

S113：将校准块固定在测试工装固定待测产品的右眼镜片的位置，并调整校准块与积分球之间的位置，以使积分球与校准块相重合；

S114：记录校准块与积分球的第二位置信息，作为右眼镜片的预设位置。

在本发明的一个具体实施方式中，驱动电缸可进一步包括位于产品固定座下方的X轴电缸、位于X轴电缸下方的Z轴电缸，以及用于调节积分球位置的Y轴电缸；X轴电缸和Z轴电缸用于配合调整产品固定座的位置，通过产品固定座完成对待测产品的位置调整。

其中，校准块的长度可设置为人眼与待测产品之间的距离参数，例如15mm，安装在校准通孔模块的通孔位置，通孔位置与用户的瞳孔位置相一致，在校准块的前端与积分球相接触的位置，根据积分球的测试口形状设计对应仿形，当积分球和校准块完全垂直时，校准块的仿形与积分球的测试口完全契合。其中，通过X轴电缸和Z轴电缸带动校准块在水平面进行前后、左右移动，通过Y轴电缸带动积分球移动，以使校准块与积分球的测试口相重合；其中，X轴电缸和Y轴电缸的最小调节步能够达到0.01mm。

具体地，预设位置的确定过程，以左眼镜片为例(右眼镜片与所眼镜片方法相同)，阐述如下：

1、使用校准块替换待测产品，使用定位销定位至校准通孔模块后，通过螺丝固定校准块位置；

2、通过X轴电缸带动校准块移动(电缸精度可达到0.01mm)，使积分球和左侧校准块位置大致重合；

3、进一步在X轴和Z轴上移动校准块，Y轴上移动积分球，此时需要用微小的步进移动，每次移动步进为0.1mm，直到积分球和左侧校准块位置非常接近，小于1mm，且二者的中心基本重合。

4、继续微移X轴电缸和Z轴电缸及积分球，继续缩小步进为0.01mm，时刻观察积分球与校准块的相对位置，在保证积分球安全的前提下使校准块前端的仿形与积分球前端的测试口两者精确重合。

5、记录X轴电缸位置和积分球位置，作为待测产品的左眼镜片的预设(测试)位置。

S120：将测试相机依次移动至左眼镜片和右眼镜片处，并拍摄播放有白图的左眼镜片和右眼镜片的轮廓数据。

其中，左眼镜片和右眼镜片的拍摄顺序可自行设定，在测试相机拍摄之前，可通过测试系统向待测产品发送白图，通过左眼镜片和右眼镜片分别播放该白图，照亮对应的镜片轮廓，能够使得测试相机能够精确采集对应镜片的轮廓数据并上传。

S130：基于左眼镜片和右眼镜片的轮廓数据，分别确定左眼镜片和右眼镜片的形心坐标。

S140：计算基于形心坐标和预设基准坐标之间的偏差值；

S150：根据偏差值调整待测产品和位置校准后的积分球之间的相对位置；

S160：开启左眼镜片和右眼镜片上的红外灯，通过积分球采集左眼镜片和右眼镜片上的红外灯的功率，以完成对所述红外灯的测试。

其中，在开启左眼镜片和右眼镜片上的红外灯之前，还包括：通过积分球检测暗环境下的暗噪声，暗噪声用于辅助获取红外灯的功率。

然后，预设基准坐标的确定过程包括：将与待测产品的外形轮廓相适配的仿形件固定在测试工装固定待测产品的位置；通过测试相机拍摄仿形件的左眼镜片轮廓和右眼镜片轮廓；基于左眼镜片轮廓和右眼镜片轮廓确定左眼镜片轮廓和右眼镜片轮廓的实际形心坐标，作为预设基准坐标。

具体地，按照待测产品的外形制作一个标准IPD位置的镜片外轮廓仿形工装，即仿形件作为整个测试过程使用的标准样品；将仿形件置于红外灯测试工装的测试位置，通过测试相机分别拍摄仿形件的左眼镜片轮廓和右眼镜片轮廓，并求出左眼镜片轮廓和右眼镜片轮廓的形心坐标(xL，yL)，(xR，yR)，此形心坐标可作为实际测试过程中，待测产品的形心坐标与之对比的预设基准坐标。

其中，左眼镜片和右眼镜片的形心坐标分别表示为(x1，y1)和(x2，y2)。此时可以计算出待测产品IPD与标准IPD之间的差值如下：

Δx＝(xL-x1)+(xR-x2)

Δy＝(yL-y1)+(yR-y2)

进而，测试相机与待测产品的成像比例f的表示为:

F＝m/M

其中，M表示待测产品的移动位置，m表示在与M对应的测试相机上的移动位置。

因此，将测试相机获取的图像上的IPD差值转化为待测产品的差值为：

ΔX＝Δx/f，ΔY＝Δy/f

在对待测产品进行测试之前可移动相应的ΔX和ΔY，保证每次测试都在同样的IPD下进行，确保产品测试结果的稳定性及准确性。

最后，在通过积分球采集左眼镜片和右眼镜片上的红外灯的功率，以完成对红外灯的测试时，测试系统可根据积分球采集的数据，确定对应镜片的红外灯的功率，并判断其是否符合生产要求等。

与上述近眼穿戴设备红外灯测试方法相对应，本发明还提供一种红外灯测试工装，用于上述的近眼穿戴设备红外灯测试方法中。

具体地，图2和图3分别示出了根据本发明实施例的红外灯测试工装、校准通孔模块和校准块的示意结构。

如图2和图3共同所示，本发明实施例的红外灯测试工装，包括：底板、设置在底板上的产品固定座1、设置在产品固定座1下方的驱动电缸、积分球8，以及设置在底板上的测试相机；其中，待测产品固定在产品固定座1上，驱动电缸用于调整待测产品与积分球8之间的位置关系；测试相机用于拍摄待测产品的轮廓数据，并确定待测产品的最终测试位置；积分球8用于对位置确定后的待测产品进行功率检测，校准通孔模块01和校准块02用于固定在产品固定座1上，对测试相机和镜片的预设位置进行校准。

其中，在产品固定座1的一侧设置有接口自动插拔结构5，当待测产品固定在产品固定座1后，接口自动插拔结构5启动，并将其Type-C线与待测产品进行接口连接，以实现数据的传输。

此外，测试相机固定在相机升降气缸2的固定调节座上，通过相机升降气缸2和固定调节座可用于对测试相机的位置进行粗调和精调，在测试相机的一侧设置有升降气缸3和设置在升降气缸3上的IPD拨动装置4，IPD拨动装置4用于将待测产品的镜片拨动至预设位置。

此外，驱动电缸可进一步包括位于产品固定座1下方的X轴电缸6、位于X轴电缸6下方的Z轴电缸7，以及用于调节积分球8位置的Y轴电缸9；X轴电缸6和Z轴电缸7用于配合调整产品固定座1的位置，通过产品固定座1完成对待测产品的位置调整。

需要说明的是，上述红外灯测试工装的实施例和红外灯测试工装的实施例和近眼穿戴设备红外灯测试方法的实施例可相互参考借鉴，此处不再一一赘述。

根据上述本发明提供的近眼穿戴设备红外灯测试方法和工装，能够在VR产品的成品状态下，模仿用户真实使用距离，通过积分球测试产品周边的红外等的功率是否在安全使用范围内，不会对用户的人眼造成损伤，且测试速度快，准确度高，可适用于各类VR产品的红外灯测试场景中。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的近眼穿戴设备红外灯测试方法和工装。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的近眼穿戴设备红外灯测试方法和工装，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种近眼穿戴设备红外灯测试方法，其特征在于，所述方法包括：

将待测产品固定在测试工装上，并通过所述测试工装上的IPD拨动装置将所述待测产品的镜片拨动至预设位置；其中，所述镜片包括左眼镜片和右眼镜片；

将测试相机依次移动至所述左眼镜片和所述右眼镜片处，并拍摄播放有白图的左眼镜片和右眼镜片的轮廓数据；

基于所述左眼镜片和所述右眼镜片的轮廓数据，分别确定所述左眼镜片和所述右眼镜片的形心坐标；

计算所述形心坐标和预设基准坐标之间的偏差值；

根据所述偏差值调整所述待测产品和位置校准后的积分球之间的相对位置；

开启所述左眼镜片和所述右眼镜片上的红外灯，通过所述积分球采集所述左眼镜片和所述右眼镜片上的红外灯的功率，以完成对所述红外灯的测试。

2.如权利要求1所述的近眼穿戴设备红外灯测试方法，其特征在于，在将待测产品固定在测试工装上之前，还包括：

在所述测试工装固定所述待测产品的位置，放置校准通孔模块，并通过光源打亮所述校准通孔模块上的两通孔；

将所述测试相机分别移动至所述两通孔处，通过调整所述测试相机和对应通孔之间的位置，使得所述测试相机的中心与所述两通孔的中心分别重合，并记录所述测试相机的位置信息，以完成对所述测试相机的光轴校准。

3.如权利要求1所述的近眼穿戴设备红外灯测试方法，其特征在于，所述预设基准坐标的确定过程包括：

将与所述待测产品的外形轮廓相适配的仿形件固定在所述测试工装固定所述待测产品的位置；

通过所述测试相机拍摄所述仿形件的左眼镜片轮廓和右眼镜片轮廓；

基于所述左眼镜片轮廓和所述右眼镜片轮廓确定所述左眼镜片轮廓和所述右眼镜片轮廓的实际形心坐标，作为所述预设基准坐标。

4.如权利要求1所述的近眼穿戴设备红外灯测试方法，其特征在于，所述待测产品的镜片的预设位置的确定过程包括：

将预设校准块固定在所述测试工装固定所述待测产品的左眼镜片的位置，并调整所述校准块与所述积分球之间的位置，以使所述积分球与所述校准块相重合；

记录所述校准块与所述积分球的第一位置信息，作为所述左眼镜片的预设位置；

将所述校准块固定在所述测试工装固定所述待测产品的右眼镜片的位置，并调整所述校准块与所述积分球之间的位置，以使所述积分球与所述校准块相重合；

记录所述校准块与所述积分球的第二位置信息，作为所述右眼镜片的预设位置。

5.如权利要求4所述的近眼穿戴设备红外灯测试方法，其特征在于，所述调整所述校准块与所述积分球之间的位置，以使所述积分球与所述校准块相重合的过程包括：

通过X轴电缸带动所述校准块移动，通过Y轴电缸带动所述积分球移动，以使所述校准块与所述积分球的测试口相重合；

其中，所述X轴电缸和所述Y轴电缸的最小调节步进为0.01mm。

6.如权利要求1所述的近眼穿戴设备红外灯测试方法，其特征在于，在开启所述左眼镜片和所述右眼镜片上的红外灯之前，还包括：

通过所述积分球检测暗环境下的暗噪声，所述暗噪声用于辅助获取所述红外灯的功率。

7.一种红外灯测试工装，其特征在于，用于如权利要求1至6任一项所述的近眼穿戴设备红外灯测试方法中，所述工装包括：底板、设置在所述底板上的产品固定座、设置在所述产品固定座下方的驱动电缸、积分球，以及设置在所述底板上的测试相机；其中，

待测产品固定在所述产品固定座上，所述驱动电缸用于调整所述待测产品与所述积分球之间的位置关系；

所述测试相机用于拍摄所述待测产品的轮廓数据，并确定所述待测产品的最终测试位置；

所述积分球用于对位置确定后的所述待测产品进行功率检测。

8.如权利要求7所述的红外灯测试工装，其特征在于，

在所述产品固定座的一侧设置有接口自动插拔结构，所述接口自动插拔结构用于与所述待测产品进行接口连接，以实现数据传输。

9.如权利要求7所述的红外灯测试工装，其特征在于，在所述测试相机的一侧设置有升降气缸和设置在所述升降气缸上的IPD拨动装置；其中，

所述IPD拨动装置用于将所述待测产品的镜片拨动至预设位置。

10.如权利要求7所述的红外灯测试工装，其特征在于，

所述驱动电缸包括位于所述产品固定座下方的X轴电缸、位于所述X轴电缸下方的Z轴电缸，以及用于调节所述积分球位置的Y轴电缸；

所述X轴电缸和所述Z轴电缸用于配合调整所述产品固定座的位置。