CN208285458U - 显示模组成像质量的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于显示模组检测技术领域，提供了一种显示模组成像质量的检测装置，包括用于放置待测显示模组的工作载台、三轴系统、与三轴系统连接的图像采集系统以及与图像采集系统通信连接的控制系统，图像采集系统包括移动终端摄像头，控制系统包括与移动终端摄像头连接的图像分析模块，移动终端摄像头拍摄待测显示模组的显示画面后输入图像分析模块，图像分析模块用于分析画面数据并输出检测结果。本实用新型通过使用移动终端摄像头对待测显示模组的显示画面进行拍摄，对光路的清洁与图像的显示质量均可以有效地检测，与工业相机相比，检测装置可以体积更小，成本更低，仿真人眼位置效果更佳，同时对产品的一致性也有很好的评估。

Description

显示模组成像质量的检测装置

技术领域

本实用新型属于显示模组检测技术领域，特别涉及一种显示模组成像质量的检测装置。

背景技术

随着科技的发展，越来越多的显示设备被广泛应用于人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具，其中，虚拟现实和增强现实技术正迅速发展。增强现实(Augmented Reality,简称AR)技术是一种实时将虚拟图像与现实场景进行结合展现的技术，向人眼同时入射携带真实世界景物信息和虚拟图像信息的光线，两个光学路径上传输的图像信息在人眼处融合，使得人眼同时获得真实世界景物信息和虚拟图像的混合图像，从而达到增强现实的效果。虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术是一种计算机仿真系统，可以生成一种模拟环境，通过三维动态实景、实体行为交互等方式向用户提供一种沉浸式的应用体验。

目前，关于AR与VR显示模组(如眼镜)成像质量的检测方法有利用单反相机或高精度的光学变焦镜头对虚像进行抓拍，获取显示图片并通过特定软件对照片进行处理，检测项目主要包含MTF(Modulation Transfer Function,调制传递函数)、畸变、虚像距离、FOV(Field of View，视场角)等的测试，测试成本高、测试模块体积大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种显示模组成像质量的检测装置，旨在解决现有技术中对AR和VR显示模组成像质量检测的成本高、测试模块体积大的技术问题。

本实用新型是这样实现的，显示模组成像质量的检测装置，包括用于放置待测显示模组的工作载台、三轴系统、与所述三轴系统连接的图像采集系统以及与所述图像采集系统通信连接的控制系统，所述图像采集系统包括移动终端摄像头，所述控制系统包括与所述移动终端摄像头连接的图像分析模块，所述移动终端摄像头用于拍摄所述待测显示模组的显示画面并将画面数据输入所述图像分析模块，所述图像分析模块用于分析所述画面数据并输出检测结果。。

所述移动终端摄像头包括第一手机摄像头，所述第一手机摄像头为自动对焦型手机摄像头。

所述移动终端摄像头还包括第二手机摄像头，所述第二手机摄像头为固定对焦型手机摄像头。

所述控制系统还包括位置驱动模块和图像采集驱动模块，所述位置驱动模块与所述三轴系统通信连接，所述图像采集驱动模块与所述移动终端摄像头通信连接。

所述图像分析模块包括中控器、图像分析器及存储器，所述中控器通信连接于所述图像分析器和存储器。

所述位置驱动模块与所述存储器通信连接，所述位置驱动模块与所述中控器通信连接。

所述工作载台包括用于带动所述待测显示模组水平移动的水平移动机构。

所述图像采集系统还包括用于固定所述移动终端摄像头的承载板，所述承载板固定于所述三轴系统并由所述三轴系统带动移动。

所述承载板包括以枢转轴连接的第一板和第二板，所述第二板能够相对于所述第一板枢转打开，所述第二板上设有用于容纳所述移动终端摄像头的容纳槽。

所述待测显示模组为AR显示模组或VR显示模组。

本实用新型提供的显示模组成像质量的检测装置相对于现有技术的有益效果在于：通过使用移动终端摄像头对待测显示模组的显示画面进行拍摄，对光路的清洁与图像的显示质量均可以有效地检测，与工业相机相比，检测装置可以体积更小，成本更低，仿真人眼位置效果更佳，同时对产品的一致性也有很好的评估。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的显示模组成像质量的检测装置的立体分解示意图；

图2是本实用新型实施例提供的显示模组成像质量的检测装置的整体组装图；

图3是本实用新型实施例提供的显示模组成像质量的检测装置中图像采集系统的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的显示模组成像质量的检测装置的另一种的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的显示模组成像质量的检测装置中的通信关系示意图。

图中标记的含义为：

显示模组成像质量的检测装置100，工作载台1，水平移动机构10，三轴系统2，第一加载轴21，第二加载轴22，图像采集系统3，移动终端摄像头30，第一手机摄像头31，第二手机摄像头32，承载板33，第一板331，第二板332，枢转轴333，容纳槽330，控制系统4，位置驱动模块40，图像采集驱动模块41，图像分析模块42，中控器421，图像分析器422，存储器423，待测显示模组5。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”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，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专利的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本实用新型所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

请参阅图1和图2，本实用新型提供的显示模组成像质量的检测装置100，包括用于放置待测显示模组5的工作载台1、三轴系统2、与三轴系统2连接的图像采集系统3以及与图像采集系统3通信连接的控制系统4，图像采集系统包括移动终端摄像头30，控制系统4包括与移动终端摄像头30连接的图像分析模块42，移动终端摄像头30用于拍摄待测显示模组5的显示画面并将画面数据输入图像分析模块42，图像分析模块42用于分析画面数据并输出检测结果。

本实用新型实施例提供的显示模组成像质量的检测装置100，由于使用了移动终端摄像头30对待测显示模组5的显示画面进行拍摄，对光路的清洁与图像的显示质量均可以有效地检测，与工业相机相比，检测装置可以体积更小，成本更低，仿真人眼位置效果更佳。

该移动终端摄像头30可以是手机用摄像头、平板电脑摄像头等体积较小的摄像头。该移动终端摄像头可单独制造、出售和采购。

在本实施例中，移动终端摄像头30选择使用现有手机设备中所配备的摄像头。移动终端摄像头30通过向手机摄像头制造厂商购买，同时还需要购买相应的图像采集驱动模块41。购买的移动终端摄像头30应确定的参数包括：对焦距离、畸变、不同视场的MTF(Modulation Transfer Function,调制传递函数)、色彩均一性参数、色彩还原应性参数和FOV(Field of View，视场角)，另外还要求没有暗角、脏污和坏点。

具体请参阅图1，工作载台1用于将待测显示模组5固定以便于检测。工作载台1可以包括用于带动待测显示模组5移动的水平移动机构10，待测显示模组5固定于水平移动机构10上，由水平移动机构10带动沿X方向移动并到达所需位置。

图2中，移动终端摄像头30包括一个第一手机摄像头31。待测显示模组5为AR显示模组或VR显示模组。

图像采集系统3还包括用于固定第一手机摄像头31的承载板33，承载板33固定于三轴系统2并由三轴系统2带动移动。承载板33包括以枢转轴333连接的第一板331和第二板332，第二板332能够相对于第一板331枢转打开，第二板332上设有容纳槽330，利于安装或拆卸第一手机摄像头31，第一手机摄像头31固定于容纳槽330内并朝向工作载台1。

三轴系统2包括两两垂直的第一加载轴21、第二加载轴22和第三加载轴(被遮挡，未图示)，第一加载轴21带动图像采集系统3沿Z轴方向移动，第二加载轴22带动图像采集系统3沿X轴方向移动，第三加载轴带动图像采集系统3沿Y轴方向移动，从而实现第一手机摄像头31的成像中心与待测显示模组5的虚像中心重合。

控制系统4中除包括上述提及的与第一手机摄像头31配套使用的图像采集驱动模块41外，还包括位置驱动模块40，位置驱动模块40与驱动水平移动机构10和三轴系统2通信连接，从而可以用于驱动水平移动机构10和三轴系统2，进而分别改变待测显示模组5和第一手机摄像头31的位置。图像采集驱动模块41与移动终端摄像头30通信连接，用于驱动第一手机摄像头31在对焦后对待测显示模组5的显示画面(虚像)进行拍摄。第一手机摄像头31拍摄到显示画面后将画面数据传输至控制系统4中的图像分析模块42，图像分析模块42分析画面数据后输出对应的检测结果。

控制系统4中的图像分析模块42包括相互通信连接的中控器421、图像分析器422及存储器423，图像分析器422可以包括例如Imatest软件的图像分析软件，还可以包括其他用于画面数据读取的软件。中控器421与位置驱动模块40、图像采集驱动模块41分别通信连接，并能够控制位置驱动模块40、图像采集驱动模块41、图像分析器422和存储器423，进而控制图像采集模块的移动、图像采集和分析。图像分析器422在中控器421的控制下自动进行所拍摄的画面数据的分析和比对，得出检测结果并将检测结果存储在存储器423中，同时位置驱动模块40也与中控器421和存储器423通信连接，存储器423可记录水平移动机构10和三轴系统2的坐标值，并将坐标值数据提供给中控器421和图像分析器422进行比对和计算。控制系统4还可包括一输出设备，用于输出检测结果。

能够检测的成像质量的参数有：MTF、畸变、色彩还原性、色彩均一性、FOV、脏污、出瞳距离(eye relief)、出瞳直径(eye box)和成像距离。

在本实施例中，如图2所示，该第一手机摄像头31为AF(auto focus，自动对焦)型手机摄像头，如13MAF型手机摄像头。

将待测显示模组5放置于工作载台1上，并移动水平移动机构10和三轴系统2使得待测显示模组5和第一手机摄像头31对准。

具体地，(1)使待测显示模组5显示MTF测试卡的画面，用第一手机摄像头31针对不同位置拍摄后，测出显示画面的相对MTF值，将该相对MTF值与第一手机摄像头31的MTF值通过拟合把相对的调制函数求出来，通过逆换算，得到显示模组的MTF值。

(2)使待测显示模组5显示网格图画面，拍摄后通过测量网格的形变(理想像高与实际像高)来计算畸变值。

(3)使待测显示模组5显示24色卡画面，拍摄后对不同色块的色度进行读值，读取之后的值与标准值进行比较，得出色彩还原性。

(4)使待测显示模组5显示灰度卡的画面，拍摄后对不同区域的灰度进行多点读值，读取之后的值与标准值进行比较，得出色彩均一性。

(5)对待测显示模组5的画面进行拍摄，通过显示区域占整张图片的比例和摄像头的视场角来计算显示模组虚像的FOV。

(6)使待测显示模组5显示均匀的白色画面，用第一手机摄像头31拍摄后得到照度分布梯度线，根据照度分布梯度线上的外凸或内凹判断虚像光路中有脏污或坏点。在黑屏(屏幕不开启)的状态下，进行同样的步骤，可以判断实景光路中有脏污或坏点(仅对AR型待测显示模组)。

(7)将一个物体放置在距离镜头一定位置后，当第一手机摄像头31对该物体自动对焦后确定物距和像距的初始值，使显示模组显示画面后再使第一手机摄像头31进行自动对焦，根据新的物距、像距与初始值可计算出成像距离。

(8)当第一手机摄像头31的成像中心与显示模组的画面中心对准后，使完整的显示画面占全画幅的比例最大同时成像效果最佳时记录三轴系统2的坐标值，在Z轴方向可得到摄像头到显示模组的出瞳位置即出瞳距离；在Z轴不变的前提下，单边移动X轴或Y轴，当显示画面出现被遮挡时记录对应的坐标值，X轴或Y轴上位移量绝地值的两倍中较小的一个为出瞳直径。

在上述AF型的第一手机摄像头31用于检测显示模组的MTF、畸变、色彩还原性、色彩均一性、FOV、成像距离、出瞳距离、出瞳直径和脏污的基础上，本实用新型的显示模组成像质量的检测装置100还可以包括第二手机摄像头32，该第二手机摄像头32为FF(fixedfocus,固定对焦)型手机摄像头，如8MFF型手机摄像头。此时可以使用同一个三轴系统和承载板带动两个手机摄像头进行移动，也可以使用两个三轴系统和承载板分别带动，如图4所示。该第二手机摄像头32与位置驱动模块40、图像采集驱动模块41以及图像分析模块42之间的连接关系均与第一手机摄像头31相同。该第二手机摄像头32特别针对量产产品出货一致性检测，由于FF型手机摄像头的焦距固定，所以最佳成像距离确定，调整待测显示模组5与FF型手机摄像头的相对位置来获取最佳成像质量。

工业相机13M镜头市场价格约在3万至4万人民币，13MAF手机摄像头约300至500人民币，8MFF手机摄像头约80至100人民币；工业相机的尺寸大约为直径5cm、长度15cm，手机摄像头尺寸大约长1.5cm、宽0.8cm、高0.5cm。因此，本实用新型提供的显示模组成像质量的检测装置100在成本和尺寸上均相对于现有的工业相机得以降低，并且仿真人眼位置效果更佳，对产品一致性也能进行评估。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显示模组成像质量的检测装置，其特征在于，包括用于放置待测显示模组的工作载台、三轴系统、与所述三轴系统连接的图像采集系统以及与所述图像采集系统通信连接的控制系统，所述图像采集系统包括移动终端摄像头，所述控制系统包括与所述移动终端摄像头连接的图像分析模块，所述移动终端摄像头用于拍摄所述待测显示模组的显示画面并将画面数据输入所述图像分析模块，所述图像分析模块用于分析所述画面数据并输出检测结果。

2.如权利要求1所述的显示模组成像质量的检测装置，其特征在于，所述移动终端摄像头包括第一手机摄像头，所述第一手机摄像头为自动对焦型手机摄像头。

3.如权利要求2所述的显示模组成像质量的检测装置，其特征在于，所述移动终端摄像头还包括第二手机摄像头，所述第二手机摄像头为固定对焦型手机摄像头。

4.如权利要求1至3中任一项所述的显示模组成像质量的检测装置，其特征在于，所述控制系统还包括位置驱动模块和图像采集驱动模块，所述位置驱动模块与所述三轴系统通信连接，所述图像采集驱动模块与所述移动终端摄像头通信连接。

5.如权利要求4所述的显示模组成像质量的检测装置，其特征在于，所述图像分析模块包括中控器、图像分析器及存储器，所述中控器通信连接于所述图像分析器和存储器。

6.如权利要求5所述的显示模组成像质量的检测装置，其特征在于，所述位置驱动模块与所述存储器通信连接，所述位置驱动模块与所述中控器通信连接。

7.如权利要求1至3中任一项所述的显示模组成像质量的检测装置，其特征在于，所述工作载台包括用于带动所述待测显示模组水平移动的水平移动机构。

8.如权利要求中1至3中任一项所述的显示模组成像质量的检测装置，其特征在于，所述图像采集系统还包括用于固定所述移动终端摄像头的承载板，所述承载板固定于所述三轴系统并由所述三轴系统带动移动。

9.如权利要求8所述的显示模组成像质量的检测装置，其特征在于，所述承载板包括以枢转轴连接的第一板和第二板，所述第二板能够相对于所述第一板枢转打开，所述第二板上设有用于容纳所述移动终端摄像头的容纳槽。

10.如权利要求中1至3中任一项所述的显示模组成像质量的检测装置，其特征在于，所述待测显示模组为AR显示模组或VR显示模组。