CN219015604U - 光学性能检测装置 - Google Patents

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雍海波
张元蕾
郑昱
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Abstract

本申请提供了一种光学性能检测装置,包括检测组件、安装台和校准组件,所述检测组件和所述校准组件分别位于所述安装台的两侧,所述安装台用于固定待测光学设备,所述检测组件用于对所述待测光学设备的光学性能进行检测,所述校准组件用于发射平行光以供校准所述待测光学设备以及所述检测组件的光轴。本申请提供光学性能检测装置,通过校准组件发射一束平行光,为检测组件和待测光学设备提供基准,便于对待测光学设备和检测组件进行校准,若检测组件与待测光学设备的光轴不重合,可以及时发现,保证了检测结果的准确性。

Description

光学性能检测装置
技术领域
本申请属于光学性能检测技术领域,更具体地说,是涉及一种光学性能检测装置。
背景技术
近年来,近眼显示(near-eye display,NED)技术受到越来越多的关注和研究,例如虚拟现实(Virtual Reality,VR)/增强现实(Augmented Reality,AR)装置已逐步应用到显示、游戏、医疗等领域。随着近眼显示技术的兴起,对于近眼显示设备的成像的客观检测需求越来越大,然而市面上鲜有对近眼显示设备的客观检测方案,一般都是凭借检测人员的主观意识来判定光学模组的成像质量,不具有客观性。
相关技术中也出现了一些用于对NED设备的光学性能进行检测的装置,但是,现有的检测装置在进行一段时间的测试之后,检测组件与待测光学设备可能会发生相对位移,导致检测组件与待测光学设备的光轴不重合,而检测人员仅凭肉眼难以发现,导致检测结果不准确。因此,需要对现有的光学性能检测装置进行改进。
实用新型内容
为实现上述目的,本申请采用的技术方案是:提供一种光学性能检测装置,包括检测组件、安装台和校准组件,所述检测组件和所述校准组件分别位于所述安装台的两侧,所述安装台用于固定待测光学设备,所述检测组件用于对所述待测光学设备的光学性能进行检测,所述校准组件用于发射平行光以供校准所述待测光学设备以及所述检测组件的光轴。
可选地,所述校准组件包括校准组件底座、设置于所述校准组件底座上的高度调节机构以及设置于所述高度调节机构上的平行光发生单元。
可选地,所述高度调节机构上设置有用于调节所述平行光发生单元的俯仰角和水平角的角度调节机构,所述平行光发生单元设置于所述角度调节机构上。
可选地,所述安装台包括旋转工作台和设置于所述旋转工作台上的样品夹持组件,所述旋转工作台上设置有三个调节旋钮,所述三个调节旋钮用于分别调节所述样品夹持组件绕所述旋转工作台的三个轴线旋转的角度。
可选地,所述样品夹持组件包括样品夹持件和连接件,所述连接件的两端分别与所述旋转工作台以及所述样品夹持件可拆卸连接。
可选地,所述检测组件包括检测台底座、设于所述检测台底座上的三维平移机构,以及设于所述三维平移机构上的检测机构。
可选地,所述三维平移机构包括依次连接的第一平移机构、第二平移机构和第三平移机构,所述第一平移机构、所述第二平移机构以及所述第三平移机构的移动方向两两互相垂直;和/或,所述三维平移机构还包括用于调节移动距离的调节旋钮、锁紧螺栓以及用于测量移动距离的刻度线。
可选地,所述检测机构包括相机、镜筒和镜头,所述相机连接有用于对所述相机采集的图样进行检测的处理器,对所述镜筒连接有用于带动所述镜筒伸缩的焦距调节机构。
可选地,所述三维平移机构连接有安装板,所述相机与所述安装板固定连接,所述焦距调节机构包括相互滑动连接的第四滑轨和第四滑板,所述第四滑轨与所述安装板固定连接,所述第四滑板与所述镜筒连接,所述焦距调节机构还包括用于调节所述第四滑板与所述第四滑轨的相对位移的调节组件和用于将所述第四滑板与所述第四滑轨锁紧的锁紧组件。
可选地,所述调节组件包括滑动丝杆和两个连接块,所述两个连接块分别与第四滑板以及第四滑轨固定连接,其中一个连接块上开设有沿所述第四滑板的滑动方向延伸的螺纹孔,所述滑动丝杆的一端穿过所述螺纹孔与另一个连接块转动连接。
本申请提供的光学性能检测装置的有益效果在于:与现有技术相比,本申请设置有校准组件,通过校准组件发射平行光,为检测组件和待测光学设备提供基准,将检测组件和待测光学设备的光轴分别调节到与平行光重合,即可保证检测组件与待测光学设备的光轴重合。若检测组件与待测光学设备的光轴不重合,通过将两者的光轴与平行光进行比对即可发现,从而保证了检测结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的光学性能检测装置的立体结构示意图;
图2为本申请实施例提供的校准组件的立体结构示意图一;
图3为本申请实施例提供的校准组件的立体结构示意图二,图中隐藏了平行光发生单元;
图4为本申请实施例提供的安装台的立体结构示意图;
图5为本申请实施例提供的检测组件在一视角下的立体结构示意图;
图6为本申请实施例提供的检测组件在另一视角下的立体结构示意图;
其中,图中各附图标记:
检测台基底1;检测组件2;安装台3;校准组件4;检测台底座201;第一滑轨202;第一滑板203;第二滑轨204;第二滑板205;第一连接板206;第三滑轨207;第三滑板208;安装板209;相机210,第四滑轨211;第四滑板212;第二连接板213;镜筒214;镜头215;第一调节旋钮216;第二调节旋钮217;第二锁紧螺栓218;第三锁紧螺栓219;滑动丝杆220;第一连接块221;第二连接块222;第四锁紧螺栓223;样品台底座301;旋转工作台302;连接件303;样品夹持件304;x轴调节旋钮305;z轴调节旋钮306;y轴调节旋钮307;校准组件底座401;支撑柱402;安装座403;调节板404;平行光发生单元405;压板406,螺母407;水平角度调节螺栓408;俯仰角调节螺栓409,螺杆410;弹性垫411。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请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仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“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。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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,仅是为了便于描述本申请和简化描述,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申请的限制。
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。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
请参阅图1,现对本申请实施例提供的光学性能检测装置进行说明。光学性能检测装置,包括检测组件2、安装台3和校准组件4,检测组件2和校准组件4分别位于安装台3的两侧,安装台3用于固定待测光学设备,检测组件2用于对待测光学设备的光学性能进行检测,校准组件4用于发射平行光以供校准待测光学设备以及检测组件2的光轴。
本申请实施例通过校准组件4发射一束平行光作为检测组件2和待测光学设备的基准,将检测组件2和待测光学设备的光轴分别调节到与平行光重合,即可保证检测组件2与待测光学设备的光轴重合。若检测组件2与待测光学设备的光轴不重合,通过将两者的光轴与平行光进行比对即可发现,从而保证了检测结果的准确性。
在本申请的一些实施例中,待测光学设备为VR,在本申请的其他实施例中,待测光学设备也可以是AR、投影仪、抬头显示(head-up display,HUD),但不限于此。
在本申请的一些实施例中,请参见图1,还包括检测台基底1,检测台基底1上设置有多个安装孔,检测组件2、安装台3和校准组件4依次安装在检测台基底1上,且检测组件2、安装台3和校准组件4位于同一直线上。
在本申请的一些实施例中,如图2和图3所示,校准组件4包括校准组件底座401、设置于校准组件底座401上的高度调节机构以及设置于高度调节机构上的平行光发生单元405。通过高度调节机构,可调节平行光发生单元405的高度,从而适用于不同高度的待测光学设备,提高其适用性。
在本申请的一些实施例中,高度调节机构包括支撑柱402,支撑柱402为可伸缩机构,长度可调节。可选地,支撑柱402为液压杆。当然,在本申请其他的实施例中,支撑柱402也可以采用其他的结构,例如电动推杆、由内杆和外套筒组成的伸缩杆结构等,在此不做限定。
在本申请的一些实施例中,如图2和图3所示,高度调节机构上设置有用于调节平行光发生单元405的俯仰角和水平角的角度调节机构,平行光发生单元405设置于角度调节机构上。通过角度调节机构可调节平行光发生单元405的俯仰角和水平角度,从而调整平行光发生单元405发出的平行光的角度。
在本申请的一些实施例中,如图2和图3所示,角度调节机构包括安装座403和设置在安装座403上的调节板404,调节板404与安装座403之间设置有多个弹簧(图未示),多个弹簧的两端分别与调节板404以及安装座403固定连接。调节板404靠近检测组件2的一侧设置有万向球(图未示)和支撑块(图未示),万向球与安装座403铰接,支撑块与安装座403滑动连接,可对调节板404进行支撑。调节板404远离检测组件2的一侧设置有水平角度调节螺栓408和俯仰角调节螺栓409。本实施例中,安装座403的形状为L形,包括水平和竖直的两个侧壁,其中竖直的侧壁上设置有贯穿的螺纹孔,水平角度调节螺栓408通过该螺纹孔与安装座403螺纹连接,且水平角度调节螺栓408的一端穿过该螺纹孔与调节板404抵接。调节板404上设置有贯穿的螺纹孔,俯仰角调节螺栓409通过该螺纹孔与调节板404螺纹连接,且俯仰角调节螺栓409的下端穿过该螺纹孔并与安装座403的上表面抵接。当转动水平角度调节螺栓408时,调节板404绕万向球进行水平方向的转动,实现水平角度调节,弹簧可提供回复力。当转动俯仰角调节螺栓409时,调节板404绕万向球进行竖直方向的转动,实现俯仰角的调节。本实施例中,俯仰角的调节范围为±2°,水平角的调节范围为±3°。
在本申请的其他实施例中,角度调节装置也可以采用其他结构,例如可以在水平面和竖直面两个面上进行转动的旋转台,但不限于此。
在本申请的一些实施例中,如图2和图3所示,调节板404的截面形状为V字形,调节板404的两侧设置有两根螺杆410,螺杆410上套设有压板406,压板406的底部设置有弹性垫411,螺杆410上还螺纹连接有螺母407。将平行光发生单元405安装在调节板404上,通过拧紧螺母407使压板406将平行光发生单元405压紧,实现平行光发生单元405的固定,弹性垫411为弧形,可防止平行光发生单元405损伤。
在本申请的一些实施例中,请参阅如图1和图4,安装台3包括样品台底座301、旋转工作台302和设置于旋转工作台302上的样品夹持组件。样品台底座301固定安装在测试台基底1上,旋转工作台302安装在样品台底座301上。本实施例中,旋转工作台302为三旋转自由度工作台,可实现三个方向上±5°范围内角度的微调。旋转工作台302上设置有三个调节旋钮,分别为x轴调节旋钮305、z轴调节旋钮306和y轴调节旋钮307。x轴、z轴和y轴的方向如图1所示。y轴方向为平行光发生单元405的轴线方向,即光轴的方向,z轴方向为竖直方向,x轴与z轴和y轴垂直。通过分别调节x轴调节旋钮305、z轴调节旋钮306和y轴调节旋钮307,可分别调节待测光学设备在x轴、z轴、y轴三个方向的角度,从而使待测光学设备的光轴与检测组件的光轴平行,以便于进行检测。
在本申请其他的实施例中,旋转工作台302也可采用其他结构,只要能够实现三个自由度的角度调节即可。
在本申请的一些实施例中,如图4所示,样品夹持组件包括样品夹持件304和连接件303,连接件303的两端分别与旋转工作台302以及样品夹持件304可拆卸连接。本申请实施例提供的样品夹持件304的数量有多个,且具有多种尺寸,可根据不同的待测光学设备选择相应尺寸的样品夹持件304进行固定。连接件303与旋转工作台302以及样品夹持件304可通过螺栓连接、螺钉连接卡扣连接的方式实现可拆卸连接,但不限于此。
在本申请的一些实施例中,所述检测组件包括检测台底座201、设于所述检测台底座201上的三维平移机构,以及设于所述三维平移机构上的检测机构。
在本申请的一些实施例中,请参阅图5和图6,所述三维平移机构包括依次连接的第一平移机构、第二平移机构和第三平移机构,所述第一平移机构、所述第二平移机构以及所述第三平移机构的移动方向两两互相垂直。通过第一平移机构、第二平移机构以及所述第三平移机构,可使检测机构沿x轴、z轴、y轴三个方向进行移动,便于调节检测机构的空间位置,使其与待测光学设备对准。
本实施例中,第一平移机构可沿x轴方向滑动,第二平移机构可沿y轴方向滑动,第三平移机构可沿z轴方向滑动。可选地,第一平移机构、第二平移机构以及第三平移机构的滑动方向也可以互相交换,只要保证两两相互垂直即可,本申请不做限定。
在本申请的一些实施例中,第一平移机构、第二平移机构和第三平移机构均为平移台。如图5和图6所示,本实施例中,第一平移机构包括第一滑轨202和第一滑板203,第二平移机构包括第二滑轨204和第二滑板205,第三平移机构包括第三滑轨207和第三滑板208。第一滑轨202与检测台底座201固定连接,第二滑轨204与第一滑板203固定连接,第二滑板205的顶部连接有一个L形的第一连接板206,第一连接板206的另一侧与第三滑轨207固定连接。
在本申请的其他实施例中,第一平移机构、第二平移机构和第三平移机构也可以采用其他的机构,例如直线模组,本申请不做限定。
如图5和图6所示,在本实施例中,第一平移机构上设置有第一调节旋钮216和第一锁紧螺栓(图未示),第二平移机构上设置有第二调节旋钮217和第二锁紧螺栓218,第三平移机构上设置有第三调节旋钮(图未示)和第三锁紧螺栓219。通过转动调节旋钮可调节滑板在滑轨移动的距离,平移机构的侧面设置有刻度线,用于测量移动距离。
在本申请的一些实施例中,如图5和图6所示,检测机构包括相机210、镜筒214和镜头215,相机210连接有用于对相机210采集的图样进行检测的处理器,对镜筒214连接有用于带动镜筒214伸缩的焦距调节机构。通过相机210可以获取待测光学设备不同位置、不同角度的图像,控制器可根据不同位置、不同角度的图像,对待测光学设备的性能参数,如视场角、眼动范围、对比度、清晰度、重影等进行测量。通过焦距调节机构,可调节后截距,对不同VID(Virtual Image Display虚拟图像显示器)的图像进行调焦。
本申请的一些实施例中,如图5所示,第三滑板208固定连接有安装板209,安装板209的形状为F形,相机210固定安装在安装板209的上面一层,焦距调节机构固定安装在安装板209的下面一层。
在本申请其他的实施例中,安装板209也可以采用其他的形状,例如L形、T字形,但不限于此。当然,也可以不设置安装板209,而是将相机210和焦距调节机构直接安装在第三滑板208上。
在本申请的一些实施例中,请参阅图5和图6,焦距调节机构包括第四平移机构,第四平移机构包括第四滑轨211和第四滑板212,第四滑轨211与安装板209固定连接,第四滑板212与第四滑轨211滑动连接,第四滑板212与镜筒214固定连接。第四滑板212的滑动方向与镜筒214的伸缩方向相同。焦距调节机构还包括用于调节第四滑板212与第四滑轨211的相对位移的调节组件和用于将第四滑板212与第四滑轨211锁紧的锁紧组件。通过调节组件控制第四滑板212在第四滑轨211上滑动,从而带动与第四滑板212连接的镜筒214伸缩,实现对不同VID的图像进行调焦。当焦距调节到位后,通过锁紧组件将第四滑板212在第四滑轨211锁紧即可。
在本申请另一个实施例中,镜筒214设置有两层或多层,且通过螺纹连接,通过转动镜筒214也可实现焦距的调节,当然,本申请其他的实施例中,也可采用其他的结构调节焦距,本申请不做限定。
在本申请的一些实施例中,如图6所示,调节组件包括滑动丝杆220、第一连接块221和第二连接块222。其中第一连接块221与第四滑轨211固定连接,第二连接块222与第四滑板212固定连接。第一连接块221上开设有沿第四滑板212的滑动方向延伸的螺纹孔,滑动丝杆220的一端穿过螺纹孔与第二连接块222转动连接。通过转动滑动丝杆220,可带动第二连接块222移动,从而带动第四滑板212滑动,第四滑板212带动镜筒214伸缩,对不同VID的图像进行调焦,调焦过程更加精确。
在本申请另一个实施例中,第二连接块222与第四滑轨211固定连接,第一连接块221与第四滑板212固定连接,第二连接块222上开设有沿第四滑板212的滑动方向延伸的螺纹孔,滑动丝杆220的一端穿过螺纹孔与第一连接块221转动连接。
在本申请的一些实施例中,锁紧组件包括第四锁紧螺栓223,第四锁紧螺栓223与第四滑轨211螺纹连接,第四锁紧螺栓223的一端穿过第四滑轨211与第四滑板212抵接。通过拧紧第四锁紧螺栓223,即可将第四滑轨211与第四滑板212的位置固定。当然,在本申请其他的实施例中,锁紧组件也可采用其他结构,本申请不做限定。
在本申请的一些实施例中,如图6所示,第四滑板212上固定连接有第二连接板213,第二连接板213与镜筒214连接。本实施例中,镜筒214为两层结构,且两层筒体之间滑动连接,第二连接板213与连接镜头215的镜筒214固定连接。
在本申请另一个实施例中,镜筒214为多层结构,且多层筒体之间螺纹连接,第二连接板213上设置有轴承,轴承的内圈与连接镜头215的镜筒214固定连接。
本申请提供的光学性能检测装置,通过校准组件4发射一束平行光作为检测组件2和待测光学设备的基准,便于对待测光学设备和检测组件2进行校准,若检测组件2与待测光学设备的光轴不重合,可以及时发现,保证了检测结果的准确性。并且本申请将旋转和平移功能分别设置在了安装台3和检测组件2上,提高了装置的稳定性。本申请提供的光学性能检测装置,不仅能够对AR/VR等近眼显示设备的光学性能进行检测,还能够对投影仪、抬头显示等投影显示设备的光学性能进行检测。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学性能检测装置,其特征在于:包括检测组件、安装台和校准组件,所述检测组件和所述校准组件分别位于所述安装台的两侧,所述安装台用于固定待测光学设备,所述检测组件用于对所述待测光学设备的光学性能进行检测,所述校准组件用于发射平行光以供校准所述待测光学设备以及所述检测组件的光轴。
2.如权利要求1所述的光学性能检测装置,其特征在于:所述校准组件包括校准组件底座、设置于所述校准组件底座上的高度调节机构以及设置于所述高度调节机构上的平行光发生单元。
3.如权利要求2所述的光学性能检测装置,其特征在于:所述高度调节机构上设置有用于调节所述平行光发生单元的俯仰角和水平角的角度调节机构,所述平行光发生单元设置于所述角度调节机构上。
4.如权利要求1所述的光学性能检测装置,其特征在于:所述安装台包括旋转工作台和设置于所述旋转工作台上的样品夹持组件,所述旋转工作台上设置有三个调节旋钮,所述三个调节旋钮用于分别调节所述样品夹持组件绕所述旋转工作台的三个轴线旋转的角度。
5.如权利要求4所述的光学性能检测装置,其特征在于:所述样品夹持组件包括样品夹持件和连接件,所述连接件的两端分别与所述旋转工作台以及所述样品夹持件可拆卸连接。
6.如权利要求1所述的光学性能检测装置,其特征在于:所述检测组件包括检测台底座、设于所述检测台底座上的三维平移机构,以及设于所述三维平移机构上的检测机构。
7.如权利要求6所述的光学性能检测装置,其特征在于:所述三维平移机构包括依次连接的第一平移机构、第二平移机构和第三平移机构,所述第一平移机构、所述第二平移机构以及所述第三平移机构的移动方向两两互相垂直;和/或,所述三维平移机构还包括用于调节移动距离的调节旋钮、锁紧螺栓以及用于测量移动距离的刻度线。
8.如权利要求6所述的光学性能检测装置,其特征在于:所述检测机构包括相机、镜筒和镜头,所述相机连接有用于对所述相机采集的图样进行检测的处理器,对所述镜筒连接有用于带动所述镜筒伸缩的焦距调节机构。
9.如权利要求8所述的光学性能检测装置,其特征在于:所述三维平移机构连接有安装板,所述相机与所述安装板固定连接,所述焦距调节机构包括相互滑动连接的第四滑轨和第四滑板,所述第四滑轨与所述安装板固定连接,所述第四滑板与所述镜筒连接,所述焦距调节机构还包括用于调节所述第四滑板与所述第四滑轨的相对位移的调节组件和用于将所述第四滑板与所述第四滑轨锁紧的锁紧组件。
10.如权利要求9所述的光学性能检测装置,其特征在于:所述调节组件包括滑动丝杆和两个连接块,所述两个连接块分别与第四滑板以及第四滑轨固定连接,其中一个连接块上开设有沿所述第四滑板的滑动方向延伸的螺纹孔,所述滑动丝杆的一端穿过所述螺纹孔与另一个连接块转动连接。
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