CN208795645U - 一种光学测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学测试设备。该光学测试设备包括视觉相机、光学测试相机、滑台组件及控制器；其中，所述视觉相机被配置为用于获取待测产品的位置信息，并将所述位置信息输出至所述控制器；所述光学测试相机被配置为用于对待测产品进行光学测试，所述光学测试相机与所述视觉相机的位置相对固定；所述滑台组件包括驱动装置，所述滑台组件被配置为用于承载待测产品，并能够使待测产品移动到与所述光学测试相机及所述视觉相机对应的位置；所述控制器被配置为用于根据所述位置信息使所述驱动装置工作，以使待测产品到达与所述光学测试相机对应的位置。本实用新型提供的光学测试设备，能够有效地提高被测产品的测试精度。

Description

一种光学测试设备

技术领域

本实用新型涉及测试设备技术领域，更具体地，涉及一种光学测试设备。

背景技术

VR(virtual reality，虚拟现实)/AR(Augmented Reality，增强现实)产品的流行，市面上出现了许多VR/AR头戴设备，人们通过VR/AR头戴设备能够非常立体地感受设备播放的画面，得到非常逼真的体验。其中，对VR/AR的光学性能检测是一项重要的工作。产品在批量生产过程中产品会因物料及组装存在差异，目前的设备不能消除产品结构差异及产品定位误差，对产品进行光学性能测试会产生一定的影响，造成测试精度降低。

目前常用的测试方法为使用一个光学相机对产品进行测试，但不能消除产品的定位误差及产品结构误差对测试产生的影响。同时，产品测试时通过手动遮光进行测试，测试效率低。通过半遮光状态进行测试，外界杂光对测试造成干扰。

此外，产品通过气缸进行移动，移动精度低且不能多点定位。同时，通过滑台组件进行移动时，目前滑台组件大部分采用相对编码器，设备调试时、紧急停止后、或者因故障停机后重新启动设备需要原点复位，效率较低且容易出现点位误差，而且滑台组件采用点位式或者脉冲控制，设备重新上电后原点复位路径不能定义，会造成相机发生碰撞的问题，造成相机位置变动，甚至损伤。

因此，需要提供一种新的技术方案，以解决这些问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种光学测试设备的新技术方案。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种光学测试设备，包括视觉相机、光学测试相机、滑台组件及控制器；其中，

所述视觉相机被配置为用于获取待测产品的位置信息，并将所述位置信息输出至所述控制器；

所述光学测试相机被配置为用于对待测产品进行光学测试，所述光学测试相机与所述视觉相机的位置相对固定；

所述滑台组件包括驱动装置，所述滑台组件被配置为用于承载待测产品，并能够使待测产品移动到与所述光学测试相机及所述视觉相机对应的位置；

所述控制器被配置为用于根据所述位置信息使所述驱动装置工作，以使待测产品到达与所述光学测试相机对应的位置。

可选地，所述滑台组件为三轴滑台，所述三轴滑台包括X轴滑台、Y轴滑台及Z轴滑台；其中：

所述Y轴滑台设置在所述X轴滑台的滑块上并能沿着X轴滑动，所述Z轴滑台设置在所述Y轴滑台的滑块上并能沿着Y轴滑动，所述X轴滑台、所述Y轴滑台及所述Z轴滑台均包括驱动装置，待测产品设置在所述Z轴滑台的滑块上。

可选地，所述驱动装置包括通信端口，通过网线与所述控制器连接。

可选地，所述驱动装置包括电机及用于驱动电机的驱动器，所述驱动器包括EtherNet/IP通信端口。

可选地，所述滑台组件包括绝对型编码器,所述绝对型编码器被配置为获取待测产品的位置信息。

可选地，还包括设置在滑台组件上的所述定位装置，所述定位装置被配置为用于承载并定位待测产品。

可选地，还包括相机滑台，所述视觉相机与所述光学测试相机设置在各自的相机滑台上。

可选地，所述相机滑台为六轴滑台。

可选地，还包括防护罩，所述防护罩包括开口，并设置有能够关闭所述开口的推拉门；所述视觉相机、光学测试相机及控制器收容在所述防护罩内，所述光学测试设备包括位于所述防护罩外的上料工位和位于所述防护罩内的测试工位，所述开口位于所述上料工位与所述测试工位之间,所述滑台组件被配置为能够使待测产品在所述测试工位与所述上料工位之间转移。

可选地，还包括工控机，所述工控机被配置为用于将所述位置信息转化为点位信息，并将所述点位信息传输给所述控制器。

根据本实用新型公开的一个实施例，能够有效提高被测产品的测试精度。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型的具体实施例提供的光学检测装置的示意图；

图2是本实用新型的具体实施例提供的测试设备执行部分的示意图；

图3是本实用新型的具体实施例提供的防护罩的示意图；

图4是本实用新型的具体实施例提供的工作台的内部示意图；

图5是本实用新型的具体实施例提供的六轴滑台的示意图。

附图标记说明：

1-工作台，2-防护罩，3-测试设备执行部分，4-显示器，5-X轴滑台，6-Y轴滑台，7-Z轴滑台，8-定位装置，9-直线导轨，10-相机滑台，101-第一交叉滚子型滑台，102-第二交叉滚子型滑台，103-测角仪滑台，104-旋转滑台，11-光学测试相机，12-视觉相机，13-推拉门，14-驱动气缸，15-推拉门导轨，16-运行按钮，17-急停按钮，18-复位按钮，19-三色指示灯，20-驱动器，21-控制器，22-电气控制模块。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本实用新型提供了光学测试设备，如图1-4所示，包括视觉相机12、光学测试相机11、滑台组件及控制器21。具体地，视觉相机12用于获取待测产品的位置信息，并将位置信息输出至控制器21。光学测试相机11用于对待测产品进行光学测试，光学测试相机11与视觉相机12的位置相对固定。滑台组件包括有驱动装置，滑台组件用于承载待测产品，并能够使待测产品移动到与光学测试相机11及视觉相机12对应的位置。控制器21与视觉相机12、光学测试相机11及驱动装置连接，控制器21用于根据视觉相机11获取的待测产品的位置信息使驱动装置工作，以使待测产品到达与光学测试相机对应的位置。

进行测试时，先将待测产品放置在滑台组件上，例如，待测产品为VR模组，然后利用视觉相机12获取VR模组中透镜的光学中心的位置，以得到透镜的光学中心相对视觉相机光学中心的点位信息，例如，透镜为菲涅尔透镜，利用视觉相机12对VR模组的进行拍摄，得到透镜的菲涅尔条纹成像，根据菲涅尔条纹成像确定透镜中心在视觉相机12上的位置信息，由于视觉相机12的光学中心的点位信息事先设置为固定值，因此，可以得到透镜中心的点位信息。再者，由于视觉相机12与光学检测相机11的位置相对固定，因此，视觉相机12的光学中心与光学检测相机11的光学中心的点位信息相对固定，因此，利用控制器21能够计算出透镜的光学中心与光学测试相机11的光学中心的距离，控制器21控制驱动装置进行移动，进而带动VR模组进行移动，使透镜的光学中心与光学测试相机11的光学中心重叠，以便光学测试相机11对透镜进行光学测试。

本实用新型提供的光学检测装置，在对VR模组等待测产品进行光学检测时，利用视觉相机12能够先获取到待测产品的点位信息，然后利用控制器21控制滑台组件以调整待测产品的位置，以使待测产品的光学中心与光学测试相机11的光学中心对准，避免待测产品放置在滑台组件上时产生的位置误差，以及不同待测产品本身结构上带来的误差，提高了光学测试相机的测试结果的精确度。

如图2所示，滑台为三轴滑台，该三轴滑台包括X轴滑台5、Y轴滑台6及Z轴滑台7。Y轴滑台6设置在X轴滑台5的滑块上并能沿着X轴滑动，Z轴滑台7设置在Y轴滑台6的滑块上并能沿着Y轴滑动，待测产品设置在Z轴滑台7的滑块上。在一个实施例中，Z轴滑台7上还设置有定位装置8，该定位装置8用于承载并将待测产品定位到Z轴滑台7的滑块上。

其中，X轴滑台、Y轴滑台和Z轴滑台中的任意一个包括基座、驱动装置、丝杠、导轨和滑块。驱动装置、丝杠和导轨被设置在基座上。驱动装置包括驱动器20和电机，驱动器20用于控制电机的转动。电机的输出轴与丝杠连接，以带动丝杠转动。丝杠的与电机相对的一端通过轴承与基座连接，以降低转动时的摩擦。导轨与丝杠平行设置。导轨对滑块起到导向作用，并且导轨能防止滑块在滑动过程中发生转动。

例如，丝杠为滚珠丝杠，导轨为滚珠循环形直线导轨。滚珠丝杠和滚珠循环形直线导轨均设置有循环的滚珠。循环滚珠能显著降低滑块与丝杠以及滑块与导轨的摩擦作用，使得滑块的摩擦阻力小，滑动迅速。

在工作时，电机正向、反向转动从而带动滚珠丝杠转动。滑块在滚珠丝杠的推动下沿导轨的滑动，从而调整滑块的位置。

驱动器20包括通信端口。通讯端口通过网线与控制器21连接，以实现控制器21对各个滑台的电机的控制。例如，驱动器20包括EtherNet/IP通信端口，各个滑台的驱动器20通过EtherNet/IP通信端口与控制器21通过网线连接，以实现驱动器20与控制器21之间的双向通信，从而实现点位信息的实时交互。

此外，每个滑台包括编码器。编码器包括有增量编码器与绝对型编码器，增量编码器在掉电后无法找到准备位置，必须重新回原点、零点后才精准。本实用新型优选地采用绝对型编码器，相对增量编码器，绝对型编码器在设备调试时、紧急停止后、或者因故障停机后重新启动设备也不需要进行原点复位，不仅可以缩短作业时间，也可以降低生产成本。具体地，X轴滑台、Y轴滑台及Z轴滑台均包括有绝对型编码器，使各个滑台分别可以和控制器21进行点位信息的交互。

在一个实施例中，控制器21为PLC(可编程逻辑控制器),PLC是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。由于PLC大都采用单片微型计算机，因而集成度高，再加上相应的保护电路及自诊断功能，提高了系统的可靠性；PLC的编程多采用继电器控制梯形图及命令语句，其数量比微型机指令要少得多，编程较为简单；使用时只需把检测器件与电机和PLC的I/O接口端子正确连接，便可正常工作，安装方便；由于PLC的控制是由程序控制执行的，所以运行速度较快。本实用新型对控制器21的具体类型不做限制。

在一个实施例中，光学检测装置还包括工控机，视觉相机12采集待测产品的位置信息并上传至工控机，工控机分析数据后将点位信息发送至控制器21，控制器21控制X轴滑台5、Y轴滑台6及Z轴滑台7的电机使待测产品移动到与光学测试相机11对应的位置，提高测试精度。

此外，光学测试设备还包括防护罩2，防护罩2包括开口，并设置有能够关闭开口的推拉门13。测试设备执行部分3，即视觉相机12、光学测试相机11、及控制器21收容在防护罩2内，光学测试设备包括位于防护罩2外的上料工位和位于防护罩2内的测试工位，开口位于上料工位与测试工位之间，滑台被配置为能够使待测产品在测试工位与上料工位之间转移。

具体地，如图3所示，推拉门13设置在推拉门导轨15上，驱动气缸14用于驱动推拉门13在推拉门导轨15上左右滑动，实现推拉门13自动打开和关闭的目的，进而实现遮光的目的。在进行测试时，推拉门13在驱动气缸14的作用下打开，滑台穿过开口移动到防护罩2外的上料工位，然后将待测产品放置到定位装置8上，完成上料后，滑台穿过开口移动到防护罩2内的检测工位，接着推拉门13在驱动气缸14的作用下关闭，使待测产品处于无外界光干扰的测试环境中，提高了光学测试设备的测试精度。

在一个实施例中，防护罩2上设置有运行按钮16、急停按钮17、复位按钮18、三色指示灯19及显示器4。其中，运行按钮16是控制设备运行的按钮，急停按钮17是设备出现紧急情况的设备停止按钮，复位按钮18用于设备急停后设备的复位，三色指示灯19用于指示设备的状态，显示器4用于显示测试结果。这些按钮、指示灯及显示器的设置，方便了对设备进行操作，能够提高测试效率。

如图1和图4所示，光学测试设备还包括工作台1，防护罩2设置在工作台1上，测试设备执行部分3设置在工作台1上且被防护罩2盖住，电气控制模块22收容在工作台1形成的腔体内。电气控制模块22包含控制器21及开关电源等电气必要组成部分，用于控制设备按照预先设定的动作运行。

此外，光学检测装置还包括相机滑台10，视觉相机12与光学测试相机11设置在各自的相机滑台10上。通过相机滑台10，能够调节光学测试相机11和视觉相机12的位置。光学测试相机11和视觉相机12的位置调整完成后，将光学测试相机11和视觉相机12的点位信息输出至控制器21，控制器21得到待测产品相对于视觉相机12的点位信息后，因为光学测试相机11和视觉相机12相对位置固定，所以能够间接的得到待测产品与光学相机11相对的点位信息，进而控制器21根据待测产品与光学相机11相对的点位信息对电机发出信号，使待测产品移动到与光学检测相机11对应的位置，即光学检测相机11的光学中心与待测产品的光学中心对准。

可选地，相机滑台10为六轴滑台，能够从多个方位更加精确地调节光学测试相机11和视觉相机12的位置。如图5所示，六轴滑台包括第一交叉滚子型滑台101、第二交叉滚子型滑台102、测角仪滑台103及旋转滑台104，相机与旋转滑台104连接。具体地，第一交叉滚子型滑台101用于对相机进行Z轴方向上的直线调节，第二交叉滚子型滑台102用于对相机进行X轴、Y轴方向上的直线调节，测角仪滑台103用于使相机绕X轴、Y轴旋转进行角度调节，旋转滑台104用于使相机绕Z轴旋转进行角度调节，从而实现对相机进行六轴调节。

其中，第一交叉滚子型滑台101、第二交叉滚子型滑台102、测角仪滑台103及旋转滑台104的组合形成六轴滑台时的安装顺序可以根据需要进行调整，例如，第一交叉滚子型滑台101与第二交叉滚子型滑台102设置在测角仪滑台103于旋转滑台104之上，相机与第二交叉滚子型滑台102连接，本实用新型对此不做限制。

可选地，第一交叉滚子型滑台101的型号为ZLPG60，第二交叉滚子型滑台102的型号为XYSPG60，测角仪滑台103的型号为GPWG60-75，旋转滑台104的型号为RPG60，本领域技术人员可以根据需要选取其他型号的滑台，本实用新型对此不做限制。

本实用新型提供的光学测试设备工作时，先利用驱动气缸14打开推拉门13，然后将待测产品放置到定位装置8上，然后关闭推拉门进行测试。首先，视觉相机12采集待测产品的位置信息并上传工控机，其次，工控机分析数据后将点位信息发送至PLC，接着，PLC控制X轴滑台5，Y轴滑台6，Z轴滑台7的电机使待测产品移动到与光学测试相机11相应位置，最后进行测试。测试完成后，推拉门13自动打开，X轴滑台5，Y轴滑台6，Z轴滑台7自动复位回到初始位置。设备在测试过程中的状态会利用三色指示灯19，测试结果会显示到显示器4上，方便观察设备工作状态，如果设备出现故障，能够及时发现。

本实用新型可有效提高设备的测试精度，提高测试效率及设备稳定性，能够满足VR产品等待测产品的光学性能测试，具有高效，高精度，高可靠性，产品取放方便的特点，可满足工厂的生产测试要求。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种光学测试设备，其特征在于，包括视觉相机、光学测试相机、滑台组件及控制器；其中，

所述视觉相机被配置为用于获取待测产品的位置信息，并将所述位置信息输出至所述控制器；

所述光学测试相机被配置为用于对待测产品进行光学测试，所述光学测试相机与所述视觉相机的位置相对固定；

所述滑台组件包括驱动装置，所述滑台组件被配置为用于承载待测产品，并能够使待测产品移动到与所述光学测试相机及所述视觉相机对应的位置；

所述控制器被配置为用于根据所述位置信息使所述驱动装置工作，以使待测产品到达与所述光学测试相机对应的位置。

2.根据权利要求1所述的光学测试设备，其特征在于，所述滑台组件为三轴滑台，所述三轴滑台包括X轴滑台、Y轴滑台及Z轴滑台；其中：

所述Y轴滑台设置在所述X轴滑台的滑块上并能沿着X轴滑动，所述Z轴滑台设置在所述Y轴滑台的滑块上并能沿着Y轴滑动，所述X轴滑台、所述Y轴滑台及所述Z轴滑台均包括驱动装置，待测产品设置在所述Z轴滑台的滑块上。

3.根据权利要求2所述的光学测试设备，其特征在于，所述驱动装置包括通信端口，通过网线与所述控制器连接。

4.根据权利要求3所述的光学测试设备，其特征在于，所述驱动装置包括电机及用于驱动电机的驱动器，所述驱动器包括EtherNet/IP通信端口。

5.根据权利要求2所述的光学测试设备，其特征在于，所述滑台组件包括绝对型编码器,所述绝对型编码器被配置为获取待测产品的位置信息。

6.根据权利要求1所述的光学测试设备，其特征在于，还包括设置在滑台组件上的定位装置，所述定位装置被配置为用于承载并定位待测产品。

7.根据权利要求1所述的光学测试设备，其特征在于，还包括相机滑台，所述视觉相机与所述光学测试相机设置在各自的相机滑台上。

8.根据权利要求7所述的光学测试设备，其特征在于，所述相机滑台为六轴滑台。

9.根据权利要求1所述的光学测试设备，其特征在于，还包括防护罩，所述防护罩包括开口，并设置有能够关闭所述开口的推拉门；所述视觉相机、光学测试相机及控制器收容在所述防护罩内，所述光学测试设备包括位于所述防护罩外的上料工位和位于所述防护罩内的测试工位，所述开口位于所述上料工位与所述测试工位之间,所述滑台组件被配置为能够使待测产品在所述测试工位与所述上料工位之间转移。

10.根据权利要求1所述的光学测试设备，其特征在于，还包括工控机，所述工控机被配置为用于将所述位置信息转化为点位信息，并将所述点位信息传输给所述控制器。