CN117168768A - 一种光学模组Eyebox测量设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光学模组Eyebox测量设备及方法，包括光学模组、六轴移动模组、工业相机和成像亮度计，所述工业相机的底部通过螺钉连接有第一电动推杆，所述第一电动推杆的底部通过螺钉连接有第一滑座，所述第一滑座的底部镶嵌安装有支撑轨道，所述六轴移动模组的底部通过螺钉连接有第二滑座，成像亮度计的底部通过螺钉连接有第二电动推杆，第二电动推杆的底部通过螺钉连接有第三滑座，光学模组、六轴移动模组、工业相机和成像亮度计电连接有计算机。本发明通过测试光学模组亮度变化，能够准确地得到其Eye box大小，能够很好地评价光学模组成像质量，不会受到光学模组组装和温度变化等因素影响，提高了光学模组Eyebox的测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及光学测试技术领域，具体为一种光学模组Eyebox测量设备及方法。
背景技术
光学模组是指将各种光学元件(例如透镜)按一定的顺序组合形成的系统，其通常能够用来成像或进行光学信息处理，其被广泛应用于多种类型的电子设备中，例如增强现实技术和虚拟显现实技术的智能头戴显示设备。
专利号CN114323572A，名称为一种光学模组Eyebox测量方法以及测量系统，所述光学模组Eyebox测量方法包括：根据光学模组的位置，确定测试相机的旋转中心位置，通过研究分析发现，虽然基于检测光学模组亮度的变化，能够测量得到光学模组实际的Eyebox大小，进而能够用于准确地评估对光学模组成像质量的优点，但是，在一定程度上还存在以下缺点。
如，在现有的相关技术中，常见的光学模组主要通过测量调制对比度(MTF)值的变化来获取该值，但大部分光学模组由于组装精度，温度变化等因素都会对调制对比度造成影响，导致无法准确获取Eye box这一参数值，因此不能准确评估光学模组，为了解决以上的技术问题，为此我们设计出一种光学模组Eyebox测量设备及方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光学模组Eyebox测量设备及方法，具备通过测试光学模组亮度变化，能够准确地得到其Eye box大小，能够很好地评价光学模组成像质量的优点，解决了光学模组在组装精度、温度变化等因素对测量精度在造成影响的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光学模组Eyebox测量设备，包括光学模组、六轴移动模组、工业相机和成像亮度计，所述工业相机的底部通过螺钉连接有第一电动推杆，所述第一电动推杆的底部通过螺钉连接有第一滑座，所述第一滑座的底部镶嵌安装有支撑轨道，所述六轴移动模组的底部通过螺钉连接有第二滑座，所述成像亮度计的底部通过螺钉连接有第二电动推杆，所述第二电动推杆的底部通过螺钉连接有第三滑座，所述光学模组、六轴移动模组、工业相机和成像亮度计电连接有计算机。
优选的，所述第一滑座和第二滑座均滑动套设在支撑轨道的顶部，所述第一滑座、第二滑座和第三滑座的后侧均贯穿安装有液压杆。
优选的，所述第一滑座、第二滑座和第三滑座的底部均通过转轴连接有支撑轮，所述支撑轮的底部与支撑轨道的内壁接触。
优选的，所述第一滑座、第二滑座和第三滑座的前侧均固定连接有指针，所述支撑轨道的前侧开设有刻度槽。
优选的，所述刻度槽的数量为若干个，两个刻度槽之间间隔为1毫米。
一种光学模组Eyebox测量方法，包括以下步骤：
A：将光学模组固定在六轴移动模组上，准备工业相机和成像亮度计将其固定在工位上；
B：通过工业相机分别拍摄成像亮度计镜头及光学模组显示区，获取亮度计镜头及显示模组显示区边缘，连接其对角线得到中心坐标；
C：通过移动六轴移动模组使其两坐标重合，完成中心对位，在此位置由成像亮度计测试光学模组成像区域四个角的平均亮度作为基准值，并对其按照50％计算得到第一设定亮度值；
D：当在光学模组移动的过程中，测试四角区域的亮度值出现小于第一设定亮度值时，此时得到在该方向上移动距离的阈值，该移动距离作为光学模组Eye box的一组数据；
E：通过六轴移动模组使光学模组在上下左右四个方向移动，可从中心c点到y1、到y2、到x1、到x2，通过反复测试可以得到y轴方向上移动距离的极限值，同理可得到x轴方向上移动距离的极限值，把(X1极限值+X2极限值)*(Y1极限值+Y2极限值)作为光学模组的Eye box。
优选的，所述步骤A中工业相机、光学模组和成像亮度计固定在一条直线上。
优选的，所述步骤D中四个区域长宽均为显示区域边长的1/5，但不限于此值，可根据需求规定该区域大小。
优选的，所述步骤E中光学模组运动轨迹不限于上述顺序，根据自己需求安排。
优选的，所述步骤E中光学模组运动轨迹以沿y轴为例，在c点亮度最大，当向上下移动时，如上升至y1或者下降至y2，测试四角区域的亮度值变小；当其大小降至第一设定亮度值时，则认为此时已经达到光学模组Eye box的极限值。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过测试光学模组亮度变化，能够准确地得到其Eye box大小，能够很好地评价光学模组成像质量，不会受到光学模组组装和温度变化等因素影响，提高了光学模组Eye box的测量精度。
2、本发明通过第一电动推杆、第一滑座和支撑轨道，可以使第一滑座在支撑轨道上横向移动，便于调节工业相机的横向位置，还便于调节工业相机的竖向高度，进而提高了工业相机的灵活性，便于更好的进行测试工作；
3、本发明通过第二滑座、支撑轨道和六轴移动模组，可以使光学模组横向移动、竖向移动和前后移动，便于调节光学模组的位置，提高了光学模组的灵活性，提高了测试精度。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明计算机立体结构示意图；
图3为本发明立体结构侧视示意图；
图4为本发明局部立体结构侧视示意图；
图5为本发明测试显示区四角位置示意图；
图6为本发明光学模组中心示意图；
图7为本发明成像亮度计镜头中心示意图；
图8为本发明光学模组移动轨迹示意图；
图9为本发明测试流程图。
图中：1、光学模组；2、六轴移动模组；3、工业相机；4、成像亮度计；5、第一电动推杆；6、第一滑座；7、支撑轨道；8、计算机；9、第二滑座；10、第二电动推杆；11、第三滑座；12、指针；13、刻度槽；14、液压杆；15、支撑轮。
具体实施方式
请参阅图1-图9，一种光学模组Eyebox测量设备，包括光学模组1、六轴移动模组2、工业相机3和成像亮度计4，工业相机3的底部通过螺钉连接有第一电动推杆5，第一电动推杆5的底部通过螺钉连接有第一滑座6，第一滑座6的底部镶嵌安装有支撑轨道7，六轴移动模组2的底部通过螺钉连接有第二滑座9，成像亮度计4的底部通过螺钉连接有第二电动推杆10，第二电动推杆10的底部通过螺钉连接有第三滑座11，光学模组1、六轴移动模组2、工业相机3和成像亮度计4电连接有计算机8，通过设置支撑轨道7，能够对第一滑座6、第二滑座9和第三滑座11进行导向，便于第一滑座6、第二滑座9和第三滑座11的横向移动，便于调节其位置，进而调节光学模组1、工业相机3和成像亮度计4的位置，便于更好的测试工作。
第一滑座6和第二滑座9均滑动套设在支撑轨道7的顶部，第一滑座6、第二滑座9和第三滑座11的后侧均贯穿安装有液压杆14，通过设置液压杆14，在第一滑座6、第二滑座9和第三滑座11移动至指定位置后，通过液压杆14伸长抵紧支撑轨道7，能够对第一滑座6、第二滑座9和第三滑座11进行锁止固定。
第一滑座6、第二滑座9和第三滑座11的底部均通过转轴连接有支撑轮15，支撑轮15的底部与支撑轨道7的内壁接触，通过设置支撑轮15，能够对第一滑座6、第二滑座9和第三滑座11的底部进行支撑，便于第一滑座6、第二滑座9和第三滑座11的横向移动。
第一滑座6、第二滑座9和第三滑座11的前侧均固定连接有指针12，支撑轨道7的前侧开设有刻度槽13，通过设置刻度槽13和指针12，便于测量第一滑座6、第二滑座9和第三滑座11的所在位置，进而精确调节调节光学模组1、工业相机3和成像亮度计4的位置。
刻度槽13的数量为若干个，两个刻度槽13之间间隔为1毫米。
一种光学模组Eyebox测量方法，包括以下步骤：
A：将光学模组1固定在六轴移动模组2上，准备工业相机3和成像亮度计4将其固定在工位上；
B：通过工业相机3分别拍摄成像亮度计4镜头及光学模组1显示区，获取亮度计镜头及显示模组显示区边缘，连接其对角线得到中心坐标；
C：如图6和图7所示，通过移动六轴移动模组2使其两坐标重合，完成中心对位，在此位置由成像亮度计4测试光学模组1成像区域四个角的平均亮度(如图6所示)作为基准值，并对其按照50％计算得到第一设定亮度值(50％*基准值)，工业相机3拍摄目的是为了找到两个区域的中心点，本测量设备测量方法是通过编程得到实时中心点相对坐标值，通过两中心坐标值的差值判断是否完成中心对位，(坐标差值允许的误差在±5pixel，1pixel指的是相机拍出的画面中一个像素的大小)；
D：当在光学模组1移动的过程中，测试四角区域的亮度值出现小于第一设定亮度值时，此时得到在该方向上移动距离的阈值，该移动距离作为光学模组Eye box的一组数据；
E：通过六轴移动模组2使光学模组1在上下左右四个方向移动，(轨迹如图8所示)可从中心c点到y1、到y2、到x1、到x2，通过反复测试可以得到y轴方向上移动距离的极限值，同理可得到x轴方向上移动距离的极限值，把(X1极限值+X2极限值)*(Y1极限值+Y2极限值)作为光学模组1的Eye box。
步骤A中工业相机3、光学模组1和成像亮度计4固定在一条直线上。
步骤D中四个区域长宽均为显示区域边长的1/5，但不限于此值，可根据需求规定该区域大小。
步骤E中光学模组1运动轨迹不限于上述顺序，根据自己需求安排。
步骤E中光学模组1运动轨迹以沿y轴为例，在c点亮度最大，当向上下移动时，如上升至y1或者下降至y2，测试四角区域的亮度值变小；当其大小降至第一设定亮度值时，则认为此时已经达到光学模组Eye box的极限值。
调节工业相机3的高度：通过控制第一电动推杆5伸缩带动工业相机3竖向移动，横向移动第一滑座6带动工业相机3横向移动，可调节工业相机3的横向位置，通过观测指针12对应的刻度槽13位置，判断工业相机3的精确位置，通过控制液压杆14伸长与支撑轨道7接触，对第一滑座6进行固定；
通过控制六轴移动模组2运行，带动光学模组1横向移动，可以微调光学模组1的横向位置，带动光学模组1前后移动，可调节光学模组1的前后位置，可调节光学模组1的高度，以及调节光学模组1六个方向的位置，通过移动第二滑座9带动六轴移动模组2横向移动，也可以调节光学模组1的位置，通过观测第二滑座9前侧指针12对应的刻度槽13位置，判断光学模组1的精确位置；
通过控制第二电动推杆10伸缩带动成像亮度计4竖向移动，可调节成像亮度计4的高度，横向移动第三滑座11带动第二电动推杆10横向移动，第二电动推杆10带动成像亮度计4横向移动，调节成像亮度计4的横向位置，通过观测第三滑座11前侧指针12对应刻度槽13的位置，判断成像亮度计4的精确位置。
综上所述：该光学模组Eyebox测量设备及方法，通过光学模组1、六轴移动模组2、工业相机3、成像亮度计4、第一电动推杆5、第一滑座6、支撑轨道7、第二滑座9、第二电动推杆10和第三滑座11，解决了光学模组在组装精度、温度变化等因素对测量精度在造成影响的问题。
Claims (10)
1.一种光学模组Eyebox测量设备，包括光学模组(1)、六轴移动模组(2)、工业相机(3)和成像亮度计(4)，其特征在于：所述工业相机(3)的底部通过螺钉连接有第一电动推杆(5)，所述第一电动推杆(5)的底部通过螺钉连接有第一滑座(6)，所述第一滑座(6)的底部镶嵌安装有支撑轨道(7)，所述六轴移动模组(2)的底部通过螺钉连接有第二滑座(9)，所述成像亮度计(4)的底部通过螺钉连接有第二电动推杆(10)，所述第二电动推杆(10)的底部通过螺钉连接有第三滑座(11)，所述光学模组(1)、六轴移动模组(2)、工业相机(3)和成像亮度计(4)电连接有计算机(8)。
2.根据权利要求1所述的一种光学模组Eyebox测量设备，其特征在于：所述第一滑座(6)和第二滑座(9)均滑动套设在支撑轨道(7)的顶部，所述第一滑座(6)、第二滑座(9)和第三滑座(11)的后侧均贯穿安装有液压杆(14)。
3.根据权利要求1所述的一种光学模组Eyebox测量设备，其特征在于：所述第一滑座(6)、第二滑座(9)和第三滑座(11)的底部均通过转轴连接有支撑轮(15)，所述支撑轮(15)的底部与支撑轨道(7)的内壁接触。
4.根据权利要求1所述的一种光学模组Eyebox测量设备，其特征在于：所述第一滑座(6)、第二滑座(9)和第三滑座(11)的前侧均固定连接有指针(12)，所述支撑轨道(7)的前侧开设有刻度槽(13)。
5.根据权利要求1所述的一种光学模组Eyebox测量设备，其特征在于：所述刻度槽(13)的数量为若干个，两个刻度槽(13)之间间隔为1毫米。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种光学模组Eyebox测量方法，其特征在于包括以下步骤：
A：将光学模组(1)固定在六轴移动模组(2)上，准备工业相机(3)和成像亮度计(4)将其固定在工位上；
B：通过工业相机(3)分别拍摄成像亮度计(4)镜头及光学模组(1)显示区，获取亮度计镜头及显示模组显示区边缘，连接其对角线得到中心坐标；
C：通过移动六轴移动模组(2)使其两坐标重合，完成中心对位，在此位置由成像亮度计(4)测试光学模组(1)成像区域四个角的平均亮度作为基准值，并对其按照50％计算得到第一设定亮度值；
D：当在光学模组(1)移动的过程中，测试四角区域的亮度值出现小于第一设定亮度值时，此时得到在该方向上移动距离的阈值，该移动距离作为光学模组Eye box的一组数据；
E：通过六轴移动模组(2)使光学模组(1)在上下左右四个方向移动，可从中心c点到y1、到y2、到x1、到x2，通过反复测试可以得到y轴方向上移动距离的极限值，同理可得到x轴方向上移动距离的极限值，把(X1极限值+X2极限值)*(Y1极限值+Y2极限值)作为光学模组(1)的Eye box。
7.根据权利要求6所述的一种光学模组Eyebox测量方法，其特征在于：所述步骤A中工业相机(3)、光学模组(1)和成像亮度计(4)固定在一条直线上。
8.根据权利要求6所述的一种光学模组Eyebox测量方法，其特征在于：所述步骤D中四个区域长宽均为显示区域边长的1/5，但不限于此值，可根据需求规定该区域大小。
9.根据权利要求6所述的一种光学模组Eyebox测量方法，其特征在于：所述步骤E中光学模组(1)运动轨迹不限于上述顺序，根据自己需求安排。
10.根据权利要求6所述的一种光学模组Eyebox测量方法，其特征在于：所述步骤E中光学模组(1)运动轨迹以沿y轴为例，在c点亮度最大，当向上下移动时，如上升至y1或者下降至y2，测试四角区域的亮度值变小；当其大小降至第一设定亮度值时，则认为此时已经达到光学模组Eye box的极限值。
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| CN202311053982.6A CN117168768A (zh) | 2023-08-21 | 2023-08-21 | 一种光学模组Eyebox测量设备及方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117760705A (zh) * | 2024-02-22 | 2024-03-26 | 武汉精立电子技术有限公司 | 一种AR产品eyebox的测量方法与系统 |
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2023
- 2023-08-21 CN CN202311053982.6A patent/CN117168768A/zh active Pending
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| CN117760705A (zh) * | 2024-02-22 | 2024-03-26 | 武汉精立电子技术有限公司 | 一种AR产品eyebox的测量方法与系统 |
| CN117760705B (zh) * | 2024-02-22 | 2024-05-14 | 武汉精立电子技术有限公司 | 一种AR产品eyebox的测量方法与系统 |
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