CN211696890U - 近眼显示光机模组检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种近眼显示光机模组检测装置，包括测试治具、工业相机和处理器，其中，测试治具，用于控制工业相机，和夹持光机模组；工业相机，用于获取光机模组显示的图样；处理器，用于根据工业相机获取的图样，确定光机模组的性能。本实用新型能够实现对近眼显示光机模组的重要参数，如视场角、眼动范围等，进行可靠有效的测量，也可以对近眼显示光机模组的其他技术参数，如对比度、清晰度等，进行测量。具有成本低，体积小，检测效果准确的良好特性。

Description

近眼显示光机模组检测装置

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，特别涉及近眼显示光机模组检测装置。

背景技术

近年来，随着VR(Virtual Reality)和AR(Augmented Reality)概念和技术的兴起，近眼显示(near-eye display，NED)技术在获得了长足的发展。面向消费者的NED设备通过类似的结合技术，实时地向人眼同时投射叠加了真实世界信息和虚拟信息的光线，来达到增强现实的效果。

对于任何显示技术来说，许多技术参数都需要被可靠的测定，NED设备来说也不例外。与传统的显示技术相比，NED设备在许多参数上有着显著的不同。

然而，由于一般的检测显示器件性能的技术方案被证明不适用于NED的检测，到目前为止，鲜有针对NED的检测方案，一般情况下仅仅凭借设备质量检测人员通过试戴的方式来判断光机模组质量的合格与否是远远不够的。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种近眼显示光机模组检测装置。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本实用新型实施例提供了一种近眼显示光机模组检测装置，包括测试治具、工业相机和处理器，其中，

测试治具，用于控制工业相机，和夹持光机模组；

工业相机，用于获取光机模组显示的图样；

处理器，用于根据工业相机获取的图样，确定光机模组的性能。

可选的，测试治具包括光机夹持位和光机夹持治具，其中，

光机夹持治具，用于夹持光机模组；

光机模组，被夹持在光机夹持位上。

可选的，光机夹持治具包括至少一个转动控制器和至少一个平动控制器，其中，

至少一个转动控制器，用于控制光机夹持治具的角度；

至少一个平动控制器，用于控制光机夹持治具的位置。

可选的，测试治具包括工业相机俯仰调节机构和工业相机进近调节机构，其中，

工业相机俯仰调节机构，用于调节工业相机的角度；

工业相机进近调节机构，用于调节工业相机的位置。

可选的，光机模组的性能包括视场角，其中，

工业相机，还用于在第一位置和第一角度获取光机模组显示的第一边缘图像，和在第二位置和第二角度获取光机模组显示的第二边缘图像；

处理器，还用于根据第一位置，第一角度，第二位置和第二角度，确定光机模组的视场角。

可选的，光机模组的性能包括眼动范围，其中，

工业相机，还用于沿第一方向移动，获取光机模组显示的图像的完整性被破坏的第三位置，和沿与第一方向相反的第二方向移动，获取光机模组显示的图像的完整性被破坏的第四位置；

处理器，还用于根据第三位置和第四位置，确定光机模组的眼动范围。

可选的，光机模组的性能包括对比度，其中，

工业相机，还用于获取光机模组显示的对比度测试图像；

处理器，还用于根据工业相机获取的对比度测试图像，确定光机模组的对比度。

可选的，光机模组的性能包括清晰度，其中，

工业相机，还用于获取光机模组显示的黑白标准对图像；

处理器，还用于根据工业相机获取的黑白标准对图像，确定光机模组的清晰度。

可选的，光机模组的性能包括重影，其中，

工业相机，还用于获取光机模组显示的图像和重影光斑；

处理器，还用于根据工业相机获取的图像和重影光斑，确定光机模组的重影。

本实用新型实施例公开的近眼显示光机模组检测装置，能够实现对近眼显示光机模组的重要参数，如视场角、眼动范围等，进行可靠有效的测量，也可以对近眼显示光机模组的其他技术参数，如对比度、清晰度等，进行测量。具有成本低，体积小，检测效果准确的良好特性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型实施例公开的一种近眼显示光机模组检测装置的示意图；

图2是本实用新型实施例公开的另一种近眼显示光机模组检测装置的示意图；

图3是本实用新型实施例公开的另一种近眼显示光机模组检测装置的示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本实用新型的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本实用新型的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“实用新型”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的实用新型，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个实用新型或实用新型构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他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、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的结构、产品等而言，由于其与实施例公开的部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本实用新型实施例公开了一种近眼显示光机模组检测装置10，如图1所示，包括测试治具101、工业相机102和处理器103，其中，

测试治具101，用于控制工业相机102，和夹持光机模组；

工业相机102，用于获取光机模组显示的图样；

处理器103，用于根据工业相机102获取的图样，确定光机模组的性能。

处理器103可以包括计算机、服务器等各类具有数据处理功能的设备或系统，并可以通过电连接等方式与工业相机102相连接，在图1中并未示出。处理器103上可以运行数据处理程序或软件，用于处理分析工业相机102获取的图像等数据信息，确定光机模组的性能是否符合设计要求，或是否达到质量标准等。

工业相机102也可以用其他摄像头进行替代，示例性的，可以为卡片式相机、单反相机等相机，或具有拍照功能的手机、平板电脑等，只要能够清晰准确的获取光机模组显示的图像即可。

可选的，测试治具101，还可以包括光机夹持位1011和光机夹持治具1012，其中，

光机夹持治具1012，可以用于夹持光机模组；

光机模组，可以被夹持在光机夹持位1011上。

一般的，光机夹持治具1012，可以由机械装置构成，用于夹持固定光机模组。

进一步可选的，光机夹持治具1012还可以包括至少一个转动控制器和至少一个平动控制器，如图2所示，其中，

至少一个转动控制器，用于控制光机夹持治具的角度；

至少一个平动控制器，用于控制光机夹持治具的位置。

具体的，转动控制器和平动控制器，可以分别沿相互垂直的Y轴和Z轴进行运动，便于方便灵活的调节光机模组的位置和角度。

本领域技术人员在具体实施过程中，还可以将一个转动控制器和一个平动控制器作为一组控制器，并在测试治具101中设置多组控制器，以更好的实现对光机模组的位置和角度进行调节。

可选的，测试治具101还可以包括工业相机俯仰调节机构和工业相机进近调节机构，如图3所示，其中，

工业相机俯仰调节机构，可以用于调节工业相机102的角度；

工业相机进近调节机构，可以用于调节工业相机102的位置。

具体的，工业相机102的调节机构，可以调节并记录工业相机102的位置和角度，以便完成对光机模组的光学性能的测试，或在更合适的位置和角度上获取光机模组显示的图像。

在具体实施过程中，处理器103可以对光机模组的多项光学性能进行检测，包括但不限于视场角(Field of View，FOV)、眼动范围(Eye Box)、对比度、清晰度或重影等一项或多项。

视场角指的是佩戴者从光学系统中能观测到的物体的最大角度尺寸，通常来说对于NED设备，FOV数值在30度～40度，或15度～30度之间。

可选的，当光机模组的性能包括视场角时，其中，

工业相机102，还可以用于在第一位置和第一角度获取光机模组显示的第一边缘图像，和在第二位置和第二角度获取光机模组显示的第二边缘图像；

处理器103，还可以用于根据第一位置，第一角度，第二位置和第二角度，确定光机模组的视场角。

具体的，可以在光机模组上显示出待测的图像，在FOV测试中可以选择单绿色全屏图像。通过调节测试治具101，将工业相机102对准光机模组的中心，并确保光机模组与工业相机102的镜头之间的距离大约为10mm，辅助性的，还可以打开工业相机102的十字线。保持工业相机102的位置和角度不变，在水平或垂直方向上，沿Z轴和Y轴转动光机模组，直到工业相机102的十字线与光机模组显示的图像的边缘相切，记录Z轴和Y轴的位置和角度，为了便于描述，记为第一位置和第一角度，而后沿Z轴和Y轴反方向转动光机模组，直到工业相机102的十字线与光机模组显示的图像的另外一个边缘相切，记录Z轴和Y轴的位置和角度，记为第二位置和第二角度。

处理器103可以根据位置信息或角度信息，确定水平或垂直方向上的FOV值。为了减小测量误差，还可以分别进行多次测量，并取平均值作为最终的FOV值。

眼动范围是一个界定的区域，当人眼置于此区域时可以看到完整清晰的图像，相反地，当人眼置于此区域之外时，图像将不会被完整清晰地观测到。一般的，NED设备的眼动范围在两个维度上均为约10mm大小。

可选的，当光机模组的性能包括眼动范围时，其中，

工业相机102，还可以用于沿第一方向移动，获取光机模组显示的图像的完整性被破坏的第三位置，和沿与第一方向相反的第二方向移动，获取光机模组显示的图像的完整性被破坏的第四位置；

处理器103，还可以用于根据第三位置和第四位置，确定光机模组的眼动范围。

具体的，可以在光机模组上显示待测的图像，在眼动范围测试中可以使用ISO-12333清晰度测试卡。通过调节测试治具101，将工业相机102对准光机模组的中心，并确保光机模组与工业相机102的镜头之间的距离大约等于推荐的出瞳距离。调节工业相机102和光机模组的位置，使光机模组显示的图像能够在工业相机102中完整的显示。保持工业相机102的位置不变，沿Y轴平移光机模组，记录光机模组显示的图像的完整性恰好被破坏时的位置，即第三位置。沿Y轴的反方向平移光机，直到光机模组显示的图像的完整性再次恰好被破坏时的位置，即第四位置。

处理器103可以根据第三位置和第四位值，获得Y轴方向上的眼动范围。

同理，还可以获得Z轴方向上的眼动范围，并进一步获得完整的光机模组的眼动范围。类似的，为了减小测量误差，还可以分别进行多次测量，并取平均值作为最终的眼动范围。

可选的，当光机模组的性能包括对比度时，其中，

工业相机102，还可以用于获取光机模组显示的对比度测试图像；

处理器103，还可以用于根据工业相机102获取的对比度测试图像，确定光机模组的对比度。

具体的，可以在光机模组上显示待测的图像，在对比度测试中可以使用ANSI对比度测试图像。在工业相机102的γ值为1时，工业相机102获取光机模组上显示的图像。

处理器103可以根据工业相机102获取的图像，确定图像中白块和黑块的灰度值，并根据白块灰度平均值和黑块灰度平均值，确定光机模组的对比度。

可选的，当光机模组的性能包括清晰度时，其中，

工业相机102，还可以用于获取光机模组显示的黑白标准对图像；

处理器103，还可以用于根据工业相机102获取的黑白标准对图像，确定光机模组的清晰度。

具体的，可以在光机模组上显示待测的图像，在清晰度测试中可以使用黑白标准线对图像，示例性的，在测试中可以选取3lp/Deg的黑白线对。工业相机102获取光机模组上显示的图像。

处理器103可以根据工业相机102获取的图像，通过测试图像锐度值来表征图像的清晰度。

可选的，当光机模组的性能包括重影时，其中，

工业相机102，还可以用于获取光机模组显示的图像和重影光斑；

处理器103，还用于根据工业相机102获取的图像和重影光斑，确定光机模组的重影。

具体的，可以在光机模组上显示待测试的图像，在重影测试中，可以在光机模组上显示白色圆点或白色方块等图像，通过测试治具101沿Y轴和Z轴移动光机，并在眼动范围内寻找重影光斑。工业相机102可以获取光机模组上显示的图像和重影光斑。

处理器103可以根据图像和重影光斑，示例性的，包括图像和重影光斑之间的相对距离或像素距离，以及工业相机的参数，确定相对距离或像素距离所对应的张角，并与标准张角进行比对，以确定光机模组的重影性能是否符合质量标准。

本实用新型实施例公开的近眼显示光机模组检测装置，能够实现对近眼显示光机模组的重要参数，如视场角、眼动范围等，进行可靠有效的测量，也可以对近眼显示光机模组的其他技术参数，如对比度、清晰度等，进行测量。具有成本低，体积小，检测效果准确的良好特性。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种近眼显示光机模组检测装置，包括测试治具、工业相机和处理器，其中，

所述测试治具，用于控制所述工业相机，和夹持所述光机模组；

所述工业相机，用于获取所述光机模组显示的图样；

所述处理器，用于根据所述工业相机获取的所述图样，确定所述光机模组的性能。

2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述测试治具包括光机夹持位和光机夹持治具，其中，

所述光机夹持治具，用于夹持所述光机模组；

所述光机模组，被夹持在所述光机夹持位上。

3.如权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述光机夹持治具包括至少一个转动控制器和至少一个平动控制器，其中，

所述至少一个转动控制器，用于控制所述光机夹持治具的角度；

所述至少一个平动控制器，用于控制所述光机夹持治具的位置。

4.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述测试治具包括工业相机俯仰调节机构和工业相机进近调节机构，其中，

所述工业相机俯仰调节机构，用于调节所述工业相机的角度；

所述工业相机进近调节机构，用于调节所述工业相机的位置。

5.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述光机模组的性能包括视场角，其中，

所述工业相机，还用于在第一位置和第一角度获取所述光机模组显示的第一边缘图像，和在第二位置和第二角度获取所述光机模组显示的第二边缘图像；

所述处理器，还用于根据所述第一位置，所述第一角度，所述第二位置和所述第二角度，确定所述光机模组的视场角。

6.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述光机模组的性能包括眼动范围，其中，

所述工业相机，还用于沿第一方向移动，获取所述光机模组显示的图像的完整性被破坏的第三位置，和沿与所述第一方向相反的第二方向移动，获取所述光机模组显示的图像的完整性被破坏的第四位置；

所述处理器，还用于根据所述第三位置和所述第四位置，确定所述光机模组的眼动范围。

7.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述光机模组的性能包括对比度，其中，

所述工业相机，还用于获取所述光机模组显示的对比度测试图像；

所述处理器，还用于根据所述工业相机获取的所述对比度测试图像，确定所述光机模组的对比度。

8.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述光机模组的性能包括清晰度，其中，

所述工业相机，还用于获取所述光机模组显示的黑白标准对图像；

所述处理器，还用于根据所述工业相机获取的所述黑白标准对图像，确定所述光机模组的清晰度。

9.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述光机模组的性能包括重影，其中，

所述工业相机，还用于获取所述光机模组显示的图像和重影光斑；

所述处理器，还用于根据所述工业相机获取的所述图像和所述重影光斑，确定所述光机模组的重影。

Images