CN209014247U - 双目智能眼镜设备光束平行度检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种双目智能眼镜设备光束平行度检测系统，包括，至少一个测试相机，测试相机包括测试镜头，用于拍摄待检测的双目智能眼镜样品的显示图像；样品固定装置，用于固定样品；样品位置调节装置，与样品固定装置连接，用于调节样品相对于测试镜头的位置；终端设备，与测试相机连接，用于获取测试相机的测试镜头所拍摄的两个单目模组的显示图像，并根据测试相机所分别拍摄的样品的两个单目模组的显示图像，计算样品的双目光束平行度。本实用新型提供的技术方案，能够很好地检测双目智能眼镜设备的光束平行度，以保证双目智能眼镜设备能够满足人眼安全水平。

Description

双目智能眼镜设备光束平行度检测系统

技术领域

本实用新型涉及光学器件检测技术领域，尤其涉及一种双目智能眼镜设备光束平行度检测系统。

背景技术

近年来，双目眼镜设备被大家熟知，例如，双目AR(Augmented Reality)、VR(Virtual Reality)设备，双目AR、VR技术在医疗、物流、工业、军事、娱乐和教育等领域的应用日益广泛。双目AR、VR按照光学技术可以分为四类：离轴式、棱镜式、阵列波导式和全息波导式，且正朝着大视场、小尺寸、可量产方向迅猛发展。

但无论是何种形式的双目AR、VR设备，都没有相应的双目检测装置。使用者使用双目AR、VR设备时，如果两只眼睛看到的画面不统一，例如光束平行度差异较大，则双眼图像难以融合；且部分双目AR、VR设备由于采用图像处理的方式，使得使用者产生立体感官，由于辐辏冲突的存在，长期佩戴会出现疲劳、晕眩等不良反应，甚至会损害使用者的双眼。因此，设计能够检测双眼通过AR、VR系统观看到的虚像的光束平行度，以评断双目AR、VR设备是否达到人眼安全水平十分重要。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种双目智能眼镜设备光束平行度检测系统，以方便地检测双目智能眼镜设备的光束平行度。

本实用新型实施例提供一种双目智能眼镜设备光束平行度检测系统，包括：

至少一个测试相机，所述测试相机包括测试镜头，用于拍摄待检测的双目智能眼镜样品的显示图像；

样品固定装置，用于固定所述样品；

样品位置调节装置，与所述样品固定装置连接，用于调节所述样品相对于测试镜头的位置；

终端设备，与所述测试相机连接，用于获取所述测试相机的测试镜头所拍摄的两个单目模组的显示图像，并根据测试相机所分别拍摄的样品的两个单目模组的显示图像，计算所述样品的双目光束平行度。

进一步的，所述测试相机为一个；

所述样品位置调节装置包括：

精密六维调节平台，与所述样品固定装置连接，用于在三维平移方向、一维旋转方向和二维俯仰方向驱动所述样品固定装置及所述样品在预设精度范围内运动，以控制所述样品的其中一个单目模组的光轴与所述测试镜头的光轴重合；

X方向导轨，所述精密六维调节平台滑动设置于所述X方向导轨上；

Y方向导轨，与所述X方向导轨相互垂直，且所述Y方向导轨与X方向导轨滑动连接；

其中，所述X方向导轨的轨道方向与所述测试镜头的光轴平行，所述Y方向导轨的轨道方向在水平面上垂直于所述X方向导轨的轨道方向。

可选的，所述测试相机为两个，对应的，所述测试镜头为两个，且两个测试镜头在同一高度处并排设置；

所述样品位置调节装置包括：

精密六维调节平台，与所述样品固定装置连接，用于在三维平移方向、一维旋转方向和二维俯仰方向驱动所述样品固定装置及所述样品在预设精度范围内运动，以控制所述样品的两个单目模组的光轴分别与两个所述测试镜头的光轴重合；

X方向导轨，所述精密六维调节平台滑动设置于所述X方向导轨上；

其中，所述X方向导轨的轨道方向与两个所述测试镜头的光轴均平行。

进一步的，所述Y方向导轨为以下导轨中的任意一种：齿条平导轨、圆柱型导轨、燕尾导轨、V型导轨。

进一步的，所述X方向导轨为以下导轨中的任意一种：齿条平导轨、圆柱型导轨、燕尾导轨、V型导轨。

进一步的，所述测试镜头的视场角大于或等于所述样品的视场角。

进一步的，所述测试镜头的入瞳直径为3mm～5mm。

进一步的，所述测试镜头的分辨率大于所述样品分辨率的两倍。

进一步的，还包括光学平台，所述样品位置调节装置支撑于所述光学平台上，所述测试相机通过相机支撑架固定，所述相机支撑架支撑于所述光学平台上。

进一步的，所述样品固定装置包括夹持装置和连接装置；所述连接装置与所述精密六维调节平台固定连接，所述夹持装置用于将所述样品夹持固定在所述连接装置上。

本实用新型实施例提供的双目智能眼镜设备光束平行度检测系统，包括至少一个测试相机，测试相机包括测试镜头，双目智能眼镜样品展示显示图像，通过样品位置调节装置调节样品位于测试镜头的合适位置以模拟人眼观看双目智能眼镜设备的情景，通过测试相机分别拍摄双目智能眼镜样品的两个单目模组的显示图像，并根据所拍摄的显示图像通过终端设备分析左、右目模组图像倾斜差异，从而计算样品的双目光束平行度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为双目智能眼镜设备光束平行度的原理图；

图2为本实用新型一实施例提供的双目智能眼镜设备光束平行度检测系统的结构示意图；

图3为本实用新型另一实施例提供的双目智能眼镜设备光束平行度检测系统的结构示意图；

图4为图3实施例的测试相机与样品的位置关系示意图；

图5为本实用新型实施例提供的双目智能眼镜设备光束平行度检测系统的光束平行度测试图卡。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，藉此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。

在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”或“电性连接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其它装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本实用新型的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其它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、商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它要素，或者是还包括为这种过程、方法、商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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者系统中还存在另外的相同要素。

图1为双目智能眼镜设备光束平行度的原理图。如图1所示，根据双目智能眼镜设备的工作原理，理论上来讲，左、右目光学系统的光轴应该是彼此平行的，但是由于设计制造时，由于工艺误差等，势必会使得左、右目光学系统的光轴的平行度存在一定的误差，造成左、右目光学系统的光轴无法完全平行，存在一定的空间交叉，这将会造成左、右目光学系统出射光束也存在一定的交叉。

具体见附图1，P1、P2为样品显示源的光束(图像)出瞳，P1’、P2’分别为人右眼、左眼的入瞳，A为双目智能眼镜设备样品的右透镜系统的入射光束，B为双目智能眼镜设备样品的左透镜系统的入射光束，A’为通过右透镜系统即将要进入人眼的出射光束，B’为通过左透镜系统即将要进入人眼的出射光束。当左目系统的光束以相对于右目系统θ角入射时，在人眼入瞳处成M*θ角，其中M为透镜系统的放大倍率，θ为系统制造过程造成的平行度误差角度，此时可定义双目光束平行度为M*θ。

为解决由于双目系统平行度的差异而导致双眼所看到的图像的不一致，使得佩戴者长期佩戴会出现疲劳、晕眩等不良反应，甚至会损害使用者的双眼。本实用新型实施例提供一种双目智能眼镜设备光束平行度检测系统，以检测双目智能眼镜设备光束平行度。

实施例一

图2为为本实用新型一实施例提供的双目智能眼镜设备光束平行度检测系统的结构示意图。请参照附图2所示，本实用新型实施例包括：至少一个测试相机10，样品固定装置20，样品位置调节装置30，终端设备40。

其中，测试相机10包括测试镜头11，用于拍摄待检测的双目智能眼镜样品50的显示图像。样品固定装置20用于固定样品50。样品位置调节装置30与样品固定装置20连接，用于调节待检测的双目智能眼镜样品相对于测试镜头的位置。

终端设备40与测试相机10连接，用于获取测试相机10的测试镜头所拍摄的两个单目模组的显示图像，并根据测试相机所分别拍摄的样品50的两个单目模组的显示图像，计算样品的双目光束平行度。

需要说明的是，本实施例中所描述的“样品”均是指待检测的双目智能眼镜样品，本实施例中的双目智能眼镜可以包括VR、AR眼镜等智能眼镜设备。

双目智能眼镜样品至少可以包括眼盒，透镜组，显示装置。当人眼在眼盒范围内使用，此时，在眼盒范围内，可以看到整个显示图像，不会有任何图像缺失。在检测前，可以调节样品位置调节装置30以使得测试镜头11的入瞳位置位于样品50的眼盒中，如此，可以使得测试镜头11能够拍摄到完整的显示图像，以便于后续的平行度测量。

终端设备40可以为电脑、iPad等能够安装图像分析软件，并能够运算和显示的设备。在本实施例中，终端设备40还可以与样品位置调节装置30连接，可以用于控制样品位置调节装置30工作，并显示样品50相对于测试镜头11的相对位置关系，以帮助操作者更顺利地将样品50置于合适的测试位置。

本实施例中所指的单目模组是指双目智能眼镜样品的左目光学系统模组和右目光学系统模组，两个单目模组分别显示同一副显示图像，并通过测试相机拍摄两个单目模组处显示的显示图像，以模拟人眼在双目智能眼镜样品中看到的显示图像。

在本实施例中，测试镜头11的视场角可以大于或等于样品50的视场角。由此可以保证测试镜头11能够完全拍摄到样品50所展示的显示图像。根据人眼的入瞳直径要求，测试镜头11的入瞳直径为3mm～5mm，以更好地模拟人眼。测试镜头11的分辨率大于样品50分辨率的两倍。

本实施例提供的双目智能眼镜设备光束平行度检测系统，包括至少一个测试相机，测试相机包括测试镜头，双目智能眼镜样品展示显示图像，通过样品位置调节装置调节样品位于测试镜头的合适位置以模拟人眼观看双目智能眼镜设备的情景，通过测试相机分别拍摄双目智能眼镜样品的两个单目模组的显示图像，并根据所拍摄的显示图像通过终端设备分析左目模组、右目模组图像倾斜差异，从而计算样品的双目光束平行度。

具体的，如图2所示，在本实施例中，测试相机10可以为一个。样品位置调节装置30可以包括：精密六维调节平台31，X方向导轨32，Y方向导轨33。

精密六维调节平台31与样品固定装置20连接，用于在三维平移方向、一维旋转方向和二维俯仰方向驱动样品固定装置20及样品50在预设精度范围内运动，以控制样品50的其中一个单目模组的光轴与测试镜头11的光轴重合。

精密六维调节平台31滑动设置于X方向导轨32上。Y方向导轨33与X方向导轨32相互垂直，且Y方向导轨33与X方向导轨32滑动连接。其中，X方向导轨32的轨道方向与测试镜头11的光轴平行，Y方向导轨33的轨道方向在水平面上垂直于X方向导轨32的轨道方向。

通过X方向导轨32可以实现精密六维调节平台31沿着水平方向前后移动，从而可在大范围内调节精密六维调节平台31和样品50的位置，使样品50的图像能够被测试相机10的测试镜头11完全采集到；Y方向导轨33可以实现精密六维调节平台31沿着垂直纸面方向移动，使得样品50可以在双目模组间相互切换测量。而对于精密六维调节平台31可以实现在三维平移方向、一维旋转方向和二维俯仰方向驱动样品固定装置20及样品50在预设精度范围内运动，三维平移方向指的是前后、上下、左右方向平移，一维旋转方向是指样品50绕固定中心自转的方向，二维俯仰方向指的是样品50以固定中心为旋转中心上下俯仰的方向。相较于X方向导轨32和Y方向导轨33，精密六维调节平台31的调节精度较高，实现样品50位置的精调，一般的，精调范围不超过2cm-3cm。

对于上述系统，在测试开始前，首先通过调节精密六维调节平台31，使样品50的某一单目模组的光轴与测试相机10的测试镜头11的光轴重合；然后调节X方向导轨32，使测试镜头11的入瞳位置置于样品50的眼盒之中，并尽量将测试镜头11的入瞳置于模拟人眼使用时的出瞳位置。最后保持测试环境处于黑暗状态，给样品50提供相应的显示图像，通过控制测试相机10采集当前单目模组的显示图像。再通过调节Y方向导轨33，以及精密六维调节平台31，以重新调整样品50的位置，以使得样品50的另一单目模组的光轴与测试相机镜头10的光轴重合，然后采用测试相机10采集另一单目模组的显示图像，通过终端设备40采用软件对所拍摄到的双目测试显示图像进行图像处理分析，计算获得样品50的光束平行度。

实施例二

图3为本实用新型另一实施例提供的双目智能眼镜设备光束平行度检测系统的结构示意图；图4为图3实施例的测试相机与样品的位置关系示意图。如图3-图4所示，本实施例与实施一类似，与实施例一不同的是，本实施例中的测试相机10为两个，对应的，测试镜头11也为两个，且两个测试镜头11在同一高度处并排设置。样品位置调节装置30包括：精密六维调节平台31，X方向导轨32。

与上述实施例类似，精密六维调节平台31与样品固定装置连接，用于在三维平移方向、一维旋转方向和二维俯仰方向驱动样品固定装置20及样品50在预设精度范围内运动，以控制样品50的两个单目模组A、B的光轴分别与两个测试镜头11的光轴重合。如图4所示，两个单目模组A、B的光轴(图中点画线所示)分别对应与两个测试镜头11的光轴重合。

精密六维调节平台31滑动设置于X方向导轨32上。其中，X方向导轨32的轨道方向与两个测试镜头11的光轴均平行。通过X方向导轨32可以实现精密六维调节平台31沿着水平方向前后移动，从而在大范围内调节精密六维调节平台31和样品50的位置，使样品50的图像能够被测试相机10的测试镜头11完全采集到。而对于精密六维调节平台31可以实现在三维平移方向、一维旋转方向和二维俯仰方向驱动样品固定装置20及样品50在预设精度范围内运动，三维平移方向指的是前后、上下、左右方向平移，一维旋转方向是指样品50绕固定中心自转的方向，二维俯仰方向指的是样品50以固定中心为旋转中心上下俯仰的方向。相较于X方向导轨32，精密六维调节平台31的调节精度较高，实现样品50位置的精调，一般的，精调范围不超过2cm-3cm。

与实施例一不同的是，由于本实施例具有两个测试镜头11，样品50的两个单目模组都能够分别被两个测试镜头11所采集，因此不需要切换样品50的两个单目模组的位置，因此相较于实施例一，本实施例可以省略Y方向导轨33。

对于该种方式，进一步的，两个测试相机10之间的平行度差异小于人眼双目可接受光束平行度差异。由此，可以更精确地保证所检测出来的合格光束平行度是能够满足人眼要求的。

对于实施例三的上述系统，在测试开始前，首先通过调节精密六维调节平台31，使样品50的双目模组的光轴分别与测试相机10的测试镜头11的光轴重合；然后调节X方向导轨32，使测试镜头11的入瞳位置置于样品50的眼盒之中，并尽量将测试镜头11的入瞳置于模拟人眼使用时的出瞳位置。最后给样品50左目模组、右目模组提供相应的显示图样，保持测试环境处于黑暗状态，两套测试相机10同时采集样品50左目模组、右目模组显示的测试图像，通过终端设备40采用软件对所拍摄到的双目测试显示图像进行图像处理分析，计算获得样品50的光束平行度。

在实施例一或实施例二中，X方向导轨为以下导轨中的任意一种：齿条平导轨、圆柱型导轨、燕尾导轨、V型导轨。Y方向导轨为以下导轨中的任意一种：齿条平导轨、圆柱型导轨、燕尾导轨、V型导轨。

在上述任一实施例中，进一步的，该系统还可以包括光学平台60，样品位置调节装置支撑于光学平台60上，测试相机19通过相机支撑架70固定，相机支撑架70支撑于光学平台60上。通过光学平台60搭建上述的系统，能够有效地保证系统的水平和稳定，从而保证测试的可靠性。

另外，样品固定装置20可以包括夹持装置21和连接装置22；连接装置22与精密六维调节平台31固定连接，夹持装置21用于将样品50夹持固定在连接装置22上。通过夹持装置21和连接装置22能够稳定可靠得固定样品50，并且夹持装置21还能够便于样品50的更换，以方便对不同样品50进行检测。

图5为本实用新型实施例提供的双目智能眼镜设备光束平行度检测系统的光束平行度测试图卡。如图5所示，对于双目智能眼镜设备光束平行度检测系统，终端设备40获取样品50的左目、右目图像之后，通过一定的图像处理算法，对图像中心0.0视场，0.5半视场、0.7视场和1.0全视场水平方向、竖直方向和斜边方向中心十字的偏差进行计算，换算为图像的倾斜角度，取同一方向不同视场的平均值，最终获取三个方向的光束平行度差异，输出结果。

当然，以上的结构仅仅是事例性质，并不构成对本实用新型的限制，在实际应用中可根据本实用新型的形状结构进行变化而实现同样的功能，这应该属于本实用新型的思想范畴，落入本实用新型的保护范围。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术。

Claims (10)

1.一种双目智能眼镜设备光束平行度检测系统，其特征在于，包括：

至少一个测试相机，所述测试相机包括测试镜头，用于拍摄待检测的双目智能眼镜样品的显示图像；

样品固定装置，用于固定所述样品；

样品位置调节装置，与所述样品固定装置连接，用于调节所述样品相对于测试镜头的位置；

终端设备，与所述测试相机连接，用于获取所述测试相机的测试镜头所拍摄的两个单目模组的显示图像，并根据测试相机所分别拍摄的样品的两个单目模组的显示图像，计算所述样品的双目光束平行度。

2.根据权利要求1所述的双目智能眼镜设备光束平行度检测系统，其特征在于，所述测试相机为一个；

所述样品位置调节装置包括：

精密六维调节平台，与所述样品固定装置连接，用于在三维平移方向、一维旋转方向和二维俯仰方向驱动所述样品固定装置及所述样品在预设精度范围内运动，以控制所述样品的其中一个单目模组的光轴与所述测试镜头的光轴重合；

X方向导轨，所述精密六维调节平台滑动设置于所述X方向导轨上；

Y方向导轨，与所述X方向导轨相互垂直，且所述Y方向导轨与X方向导轨滑动连接；

其中，所述X方向导轨的轨道方向与所述测试镜头的光轴平行，所述Y方向导轨的轨道方向在水平面上垂直于所述X方向导轨的轨道方向。

3.根据权利要求1所述的双目智能眼镜设备光束平行度检测系统，其特征在于，所述测试相机为两个，对应的，所述测试镜头为两个，且两个测试镜头在同一高度处并排设置；

所述样品位置调节装置包括：

精密六维调节平台，与所述样品固定装置连接，用于在三维平移方向、一维旋转方向和二维俯仰方向驱动所述样品固定装置及所述样品在预设精度范围内运动，以控制所述样品的两个单目模组的光轴分别与两个所述测试镜头的光轴重合；

X方向导轨，所述精密六维调节平台滑动设置于所述X方向导轨上；

其中，所述X方向导轨的轨道方向与两个所述测试镜头的光轴均平行。

4.根据权利要求2所述的双目智能眼镜设备光束平行度检测系统，其特征在于，所述Y方向导轨为以下导轨中的任意一种：齿条平导轨、圆柱型导轨、燕尾导轨、V型导轨。

5.根据权利要求2或3所述的双目智能眼镜设备光束平行度检测系统，其特征在于，所述X方向导轨为以下导轨中的任意一种：齿条平导轨、圆柱型导轨、燕尾导轨、V型导轨。

6.根据权利要求1所述的双目智能眼镜设备光束平行度检测系统，其特征在于，所述测试镜头的视场角大于或等于所述样品的视场角。

7.根据权利要求1所述的双目智能眼镜设备光束平行度检测系统，其特征在于，所述测试镜头的入瞳直径为3mm～5mm。

8.根据权利要求1所述的双目智能眼镜设备光束平行度检测系统，其特征在于，所述测试镜头的分辨率大于所述样品分辨率的两倍。

9.根据权利要求1-4、6-8中任一项所述的双目智能眼镜设备光束平行度检测系统，其特征在于，还包括光学平台，所述样品位置调节装置支撑于所述光学平台上，所述测试相机通过相机支撑架固定，所述相机支撑架支撑于所述光学平台上。

10.根据权利要求2或3所述的双目智能眼镜设备光束平行度检测系统，其特征在于，所述样品固定装置包括夹持装置和连接装置；所述连接装置与所述精密六维调节平台固定连接，所述夹持装置用于将所述样品夹持固定在所述连接装置上。