CN220104460U - 一种双屏合像质量的测量系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种双屏合像质量的测量系统，包括合像部件、相机部件和处理部件；待测眼镜的第一显示屏和第二显示屏发出的图像光线，分别进入所述合像部件合成一束光后，进入所述相机部件成像，得到第一显示屏和第二显示屏的双屏合像；所述处理部件采集所述双屏合像，并计算所述双屏合像的相对旋转角度，以根据所述相对旋转角度判断所述待测眼镜的双屏合像质量。相较于现有技术，本申请利用合像部件将两个显示屏像的光束重合在一起入射到相机，合像部件的安装误差不会带来像的旋转误差，可实现双屏合像的相对旋转角度的高精度测量。并且仅利用一个相机，降低了设备成本，至少可以部分避免相机与眼镜腿干涉的问题。
Description
技术领域
本公开涉及光学测量技术领域，具体涉及一种双屏合像质量的测量系统。
背景技术
AR/VR技术即增强现实技术/虚拟现实技术，为了实现双目融合的目的，AR/VR产品多数采用双屏显示的形态，然而人眼对双屏显示的成像质量有很高的要求，为了不使人在佩戴AR/VR产品时产生重影，双屏显示融合图像的质量要求很高，其中双屏显示图像的相对旋转是一个很关键的参数，为了能够准确的测量出双目合像的相对旋转角度，需要用高精度的设备进行测量。
目前，测量合像相对旋转有两种方案，一种是利用单个相机移动进行测量，如图1所示，先测量眼镜一个显示屏的成像(显示屏显示十字丝)，然后通过机械移动，用工业相机对准另一只显示屏的成像(显示屏显示十字丝)，然后通过两幅图中的图像(十字丝)计算出双屏合像的相对旋转；另一种方案是通过两个相机进行双目的同时测量，如图2所示，首先校准两个相机，理论上要将两个相机的相对旋转校为0，然后让两个相机同时对准产品的双屏成像，然后通过采图计算得到双屏成像的相对旋转角度。
上述第一种方案由于需要利用机械结构进行移动，让相机先对准一个显示屏成像，后对准另一个显示屏，机械移动的过程会产生旋转误差，测试结果不准确；上述第二种方案两个相机校准的过程中，相对旋转很难校准到0，由于双目相机的校准带来旋转的误差，导致测量结果不准确；同时这两个方案，由于相机要与AR眼镜左右眼的中心对齐，因此，相机会与眼镜腿存在一定的干涉。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种双屏合像质量的测量系统，能够实现双屏合像质量的高精度测量。
本公开实施例提供一种双屏合像质量的测量系统，包括：合像部件、相机部件和处理部件；
待测眼镜的第一显示屏和第二显示屏发出的图像光线，分别进入所述合像部件合成一束光后，进入所述相机部件成像，得到第一显示屏和第二显示屏的双屏合像；
所述处理部件，用于采集所述双屏合像，并计算所述双屏合像的相对旋转角度，以根据所述相对旋转角度判断所述待测眼镜的双屏合像质量。
根据本公开的一些实施方式中，所述合像部件包括：第一半反半透镜和第一反射镜；
第一显示屏发出的图像光线透过第一半反半透镜后进入所述相机部件；
第二显示屏发出的图像光线经第一反射镜反射后进入第一半反半透镜，再经第一半反半透镜反射后进入所述相机部件。
根据本公开的一些实施方式中，所述合像部件包括：第二半反半透镜和第三半反半透镜；
第一显示屏发出的图像光线透过第二半反半透镜后进入所述相机部件；
第二显示屏发出的图像光线经第三半反半透镜反射后进入第二半反半透镜，再经第二半反半透镜反射后进入所述相机部件。
根据本公开的一些实施方式中，所述合像部件包括：第二反射镜、第四半反半透镜和第三反射镜，所述第四半反半透镜位于所述第二反射镜和第三反射镜之间；
第一显示屏发出的图像光线经过第二反射镜后进入第四半反半透镜，再经第四半反半透镜反射后进入所述相机部件；
第二显示屏发出的图像光线经过第三反射镜后进入第四半反半透镜，再经第四半反半透镜反射后进入所述相机部件。
根据本公开的一些实施方式中，所述第二反射镜和第三反射镜中心之间的距离为64mm。
根据本公开的一些实施方式中，所述第二反射镜、第四半反半透镜和第三反射镜的进光孔径均为40mm。
根据本公开的一些实施方式中，所述第二反射镜、第四半反半透镜和第三反射镜有外壳包裹，所述外壳上设置有所述第二反射镜、第四半反半透镜和第三反射镜的进光孔，以及设置有所述第四半反半透镜的出光孔。
根据本公开的一些实施方式中，所述第二反射镜、第四半反半透镜和第三反射镜之间用胶水或者螺丝固定。
本公开提供的双屏合像质量的测量系统中，包括合像部件、相机部件和处理部件；待测眼镜的第一显示屏和第二显示屏发出的图像光线，分别进入所述合像部件合成一束光后，进入所述相机部件成像，得到第一显示屏和第二显示屏的双屏合像；所述处理部件采集所述双屏合像，并计算所述双屏合像的相对旋转角度，以根据所述相对旋转角度判断所述待测眼镜的双屏合像质量。相较于现有技术，本申请利用合像部件将两个显示屏像的光束重合在一起入射到相机，合像部件的安装误差不会带来像的旋转误差，可实现双屏合像的相对旋转角度的高精度测量。并且仅利用一个相机，也无需利用机械结构对相机进行移动，即可同时测量两个显示屏发出的像，降低了设备成本。另外，相对于两个相机的方案，本申请仅利用一个相机，至少可以部分避免相机与眼镜腿干涉的问题。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本公开的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了现有的一种双屏合像质量的测量系统的结构示意图；
图2示出了现有的另一种双屏合像质量的测量系统的结构示意图；
图3示出了本公开所提供的双屏合像质量的测量系统的结构示意图之一；
图4示出了本公开所提供的双屏合像质量的测量系统的结构示意图之二；
图5示出了本公开所提供的双屏合像质量的测量系统的结构示意图之三；
图6示出了本公开所提供的双屏合像质量的测量系统的测量流程图；
附图标记：
合像部件100，相机部件200，处理部件300；
第一半反半透镜111，第二半反半透镜112，第三半反半透镜113，第四半反半透镜114；
第一反射镜121，第二反射镜122，第三反射镜123。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
图3示出了本公开所提供的一种双屏合像质量的测量系统的示意图；如图3所示，本公开提供的上述双屏合像质量的测量系统包括：合像部件100、相机部件200和处理部件300。相机部件200可以采用高精度的工业相机，处理部件300可以是能够处理图像装置，本申请不做限定。
如图3所示，待测眼镜的第一显示屏和第二显示屏发出的图像光线，分别进入合像部件100合成一束光后，进入相机部件200成像，得到第一显示屏和第二显示屏的双屏合像。处理部件300采集双屏合像，并计算双屏合像的相对旋转角度，以根据相对旋转角度判断待测眼镜的双屏合像质量。
第一显示屏和第二显示屏上显示的图像均为十字丝，因此得到的双屏合像上显示有两个十字丝，计算这两个十字丝的相对旋转角度的大小，即可判断待测眼镜的双屏合像质量的优劣。
本申请利用特定的合像部件，将左右显示屏两幅像合成一幅像，单相机就可以实现高精度的测量，无需利用机械结构进行移动，因此没有机械结构带来的误差。
可选的，如图3所示，所述合像部件100可以由第一半反半透镜111和第一反射镜121组成。
双屏合像的成像光路：第一显示屏发出的图像光线透过第一半反半透镜111后进入所述相机部件200；第二显示屏发出的图像光线经第一反射镜121反射后进入第一半反半透镜111，再经第一半反半透镜111反射后进入所述相机部件200。
本实施例利用反射镜和半反半透镜，经过反射，将待测眼镜一只显示屏发出的像与另一只显示屏发出的像合成一幅像，同时入射到一个相机中，进行相对旋转的测量，反射镜或者半反半透镜的安装误差不会带来像的旋转误差，可实现高精度测量。
可选的，如图4所示，所述合像部件100还可以由第二半反半透镜112和第三半反半透镜113组成。
双屏合像的成像光路：第一显示屏发出的图像光线透过第二半反半透镜112后进入所述相机部件200；第二显示屏发出的图像光线经第三半反半透镜113反射后进入第二半反半透镜112，再经第二半反半透镜112反射后进入所述相机部件200。
本实施例利用两个半反半透镜，经过反射，将待测眼镜一只显示屏发出的像与另一只显示屏发出的像合成一幅像，同时入射到一个相机中，进行相对旋转的测量，半反半透镜的安装误差不会带来像的旋转误差，可实现高精度测量。
可选的，如图5所示，所述合像部件100还可以由第二反射镜122、第四半反半透镜114和第三反射镜123组成，所述第四半反半透镜114位于所述第二反射镜122和第三反射镜123之间，具体可以将第四半反半透镜114设置在第二反射镜122和第三反射镜123的正中间，此时相机也设置于待测眼镜的中间位置，避免了相机与眼镜腿干涉的问题。
双屏合像的成像光路：第一显示屏发出的图像光线经过第二反射镜122后进入第四半反半透镜114，再经第四半反半透镜114反射后进入所述相机部件200；第二显示屏发出的图像光线经过第三反射镜123后进入第四半反半透镜114，再经第四半反半透镜114反射后进入所述相机部件200。
本实施例利用反射镜和半反半透镜，经过反射，将待测眼镜一只显示屏发出的像与另一只显示屏发出的像合成一幅像，同时入射到一个相机中，进行相对旋转的测量，反射镜或者半反半透镜的安装误差不会带来像的旋转误差，可实现高精度测量。
本实施例中，如图5所示，合像部件100利用反射将两束光经过反射改变光路的走向，合成一束光，从待测眼镜的中间部位出射进入到相机，同时不会改变像的旋转角度。合像部件由左右反射镜和半反半透镜组成，其中左右反射镜中心之间的距离与待测眼镜的瞳间距相近，一般为64mm；反射镜和半反半透镜的进光孔径一般为40mm；反射镜与半反半透镜用外壳包裹，之间用胶水或者螺丝进行固定；外壳留有反射镜和半反半透镜的进光孔，以及留有半反半透镜的出光孔。具体的光路为，左右显示屏的光线分别经过合像部件进光孔，打到反射镜上，经过反射镜光路转折，打到半反半透镜上，经过半反半透的透射和反射，左右显示屏的光线经过合像部件的出光孔射入到相机中。
如图6所示，测量时，将左右反射镜同时对准AR/VR产品的左右眼，使光束能够进入到合像部件，用工业相机对准合像部件的出光孔，进行图像采集；对图像(十字丝)进行分析，通过图形特征计算得到两幅图的旋转角度，即可得到产品双目合像的相对旋转角度。
可见，本申请无需进行机械移动就能将产品双目的像合成一幅图像，利用单个相机采图进行分析，能够得到高精度的测量结果，且能避免相机与眼镜镜腿的干涉问题。
本公开提供的双屏合像质量的测量系统中，包括合像部件、相机部件和处理部件；待测眼镜的第一显示屏和第二显示屏发出的图像光线，分别进入所述合像部件合成一束光后，进入所述相机部件成像，得到第一显示屏和第二显示屏的双屏合像；所述处理部件采集所述双屏合像，并计算所述双屏合像的相对旋转角度，以根据所述相对旋转角度判断所述待测眼镜的双屏合像质量。相较于现有技术，本申请利用合像部件将两个显示屏像的光束重合在一起入射到相机，合像部件的安装误差不会带来像的旋转误差，可实现双屏合像的相对旋转角度的高精度测量。并且仅利用一个相机，也无需利用机械结构对相机进行移动，即可同时测量两个显示屏发出的像，降低了设备成本。另外，相对于两个相机的方案，本申请仅利用一个相机，至少可以部分避免相机与眼镜腿干涉的问题。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。
Claims (8)
1.一种双屏合像质量的测量系统，其特征在于，包括：合像部件、相机部件和处理部件；
待测眼镜的第一显示屏和第二显示屏发出的图像光线，分别进入所述合像部件合成一束光后，进入所述相机部件成像，得到第一显示屏和第二显示屏的双屏合像；
所述处理部件，用于采集所述双屏合像，并计算所述双屏合像的相对旋转角度，以根据所述相对旋转角度判断所述待测眼镜的双屏合像质量。
2.根据权利要求1所述的双屏合像质量的测量系统，其特征在于，所述合像部件包括：第一半反半透镜和第一反射镜；
第一显示屏发出的图像光线透过第一半反半透镜后进入所述相机部件；
第二显示屏发出的图像光线经第一反射镜反射后进入第一半反半透镜，再经第一半反半透镜反射后进入所述相机部件。
3.根据权利要求1所述的双屏合像质量的测量系统，其特征在于，所述合像部件包括：第二半反半透镜和第三半反半透镜；
第一显示屏发出的图像光线透过第二半反半透镜后进入所述相机部件；
第二显示屏发出的图像光线经第三半反半透镜反射后进入第二半反半透镜，再经第二半反半透镜反射后进入所述相机部件。
4.根据权利要求1所述的双屏合像质量的测量系统，其特征在于，所述合像部件包括：第二反射镜、第四半反半透镜和第三反射镜，所述第四半反半透镜位于所述第二反射镜和第三反射镜之间；
第一显示屏发出的图像光线经过第二反射镜后进入第四半反半透镜，再经第四半反半透镜反射后进入所述相机部件；
第二显示屏发出的图像光线经过第三反射镜后进入第四半反半透镜，再经第四半反半透镜反射后进入所述相机部件。
5.根据权利要求4所述的双屏合像质量的测量系统，其特征在于，所述第二反射镜和第三反射镜中心之间的距离为64mm。
6.根据权利要求4所述的双屏合像质量的测量系统，其特征在于，所述第二反射镜、第四半反半透镜和第三反射镜的进光孔径均为40mm。
7.根据权利要求4-6任一项所述的双屏合像质量的测量系统，其特征在于，所述第二反射镜、第四半反半透镜和第三反射镜有外壳包裹，所述外壳上设置有所述第二反射镜、第四半反半透镜和第三反射镜的进光孔，以及设置有所述第四半反半透镜的出光孔。
8.根据权利要求7所述的双屏合像质量的测量系统，其特征在于，所述第二反射镜、第四半反半透镜和第三反射镜之间用胶水或者螺丝固定。
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