一种用于近眼显示设备的测试方法、测试装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种近眼显示设备的测试方法、测试装置及存储介质，包括：在取像模块的入瞳面位于所述近眼显示设备的眼盒区域内以形成检测光路后，调整所述取像模块的入瞳面与所述近眼显示光学系统的出瞳面对齐，获取具有完整的测试图像的画面作为测试图片，获取所述测试图片和测试图像的成像参数之间的对应关系，基于预设的所述测试图片的像素亮度参数极限值，获取满足极限值的像素在测试图片上的图像边界的像素坐标参数，计算并输出所述近眼显示设备视场的测量结果。本发明专利技术提供的测试方法通过获取取完整的测试图片，检测视场边界，计算并输出视场度，提高了测试效率。本发明专利技术提供的测试装置仅需要最少的设备和系统设置，测试平台容易搭建。

【技术实现步骤摘要】
一种用于近眼显示设备的测试方法、测试装置及存储介质
本专利技术涉及近眼显示光学系统领域，尤其涉及用于近眼显示光学显示屏视场的测试方法及测试装置。
技术介绍
近眼显示设备(NED，Near-EyeDisplay)是指在一只眼睛或两只眼睛的视野范围内创建一个能够观察到虚拟图像的显示器件。目前该技术广泛用于虚拟/增强现实显示(VR/AR)产品，其应用发展势头十分迅猛。其中视场(FOV，FieldofView)是一项十分重要的性能指标：视场的提升可以更好的显示画面，直接影响人们的视觉感受；也可以提供更好的沉浸式体验，增加真实感。由于近眼显示设备所成的像是视场范围较大的虚像，现有技术中视场测试的测试方法为通过取相设备模拟眼球转动，即移动取相镜头的位置和角度，多次抓取图像，以模拟眼球的成像。由于多次获取测量图片，从而会使测量时间变长，另外，由于角度的旋转，在用亮度法判断显示区域边界的时候会存在角度变化带来的系统误差，这会使测量结果不准确。
技术实现思路
针对现有技术的上述问题，本专利技术的目的在于，提供一种用于近眼显示设备的测试方法、测试装置及存储介质，通过一次性获取完整的测试图片，能够在保证测量准确度的前提下，大大缩短视场测量的时间，提高测试效率。进一步地，本申请进一步提供一种眼盒的测试方法，能够在视场测试的基础上，以最小的变动，完成眼盒的评估测试。由此，为了解决上述技术问题，本专利技术的具体技术方案如下：一方面，本专利技术提供一种用于近眼显示设备的测试方法，包括如下步骤：S1：在取像模块的入瞳面位于所述近眼显示设备的眼盒区域内以形成检测光路后，调整所述取像模块的入瞳面与所述近眼显示光学系统的出瞳面对齐；S2：在取相模块的入瞳面与所述近眼显示光学系统的出瞳面对齐时，获取具有完整的测试图像的画面作为测试图片，其中，所述测试图像是通过近眼显示光学系统的图像源形成于所述近眼显示光学系统的显示单元的虚像；S3：基于所述测试图像和测试图片，获取所述测试图片和测试图像的成像参数之间的对应关系，所述成像参数包括像素亮度参数和像素坐标参数；S4：获取所述测试图片的像素亮度参数并与预设的极限值比较，基于预设的所述测试图片的像素亮度参数极限值，获取满足极限值的像素在测试图片上的图像边界的像素坐标参数；S5：基于获得的所述图像边界的像素坐标参数得到像素间距，计算并输出所述近眼显示设备视场的测量结果。进一步地，步骤S4具体可以包括；S401：从所述测试图片的中心点开始，向左、右和上、下方向分别读取测试图片的像素亮度参数，直到像素亮度参数读数降低到预设的像素亮度参数的极限值，分别记录在左、右和上、下方向的满足极限值的图像边界的像素坐标参数；S402：基于获得的满足极限值的图像边界的像素坐标参数，获取图像边界的像素离所述中心点在左、右和上、下方向的像素间距；S403：对应记录所述像素间距在左、右和上、下方向的数值。作为可选地，所述测试图片可以为所述测试图像经检测透镜后在检测相机的成像面上形成的画面。进一步地，所述取相模块的入瞳面为所述检测透镜的入瞳面，在所述检测透镜的入瞳面与近眼显示光学系统的出瞳面对齐之前还需进行测量系统的校验，以使得测试结果不受测量系统的系统偏差的影响。特别地，获取所述像素坐标参数具体为，获取所述测试图像所在三维坐标系与所述测试图片所在的所述检测相机的成像面上的二维图像坐标系的像素坐标系的对应关系；其中，所述三维坐标系是所述虚像和所述取相模块所在的三维的坐标系；所述二维图像坐标系是所述三维坐标系经取相模块所在的相机坐标系转换后在所述检测相机的成像面上的投影所在平面的坐标系；所述像素坐标系是将所述的二维图像坐标系离散抽样形成的二维的像素坐标系。作为可选地，在所述步骤S1中，调整所述图像源为纯色画面。优选设置图像源为纯白画面。优选地，所述的计算并输出所述近眼显示设备视场的测量结果之后还包括：S6：获取所述视场的测量结果的固定百分比作为判定眼盒边界的预设基准值；S7：在取相模块的入瞳面与所述近眼显示光学系统的出瞳面对齐时，以取相模块的光心为坐标原点，调整所述取相模块分别沿x,y,z坐标轴方向移动，其中,z轴与检测光路平行或重合，x,y所在平面垂直于z轴；S8：在取相模块移动的过程中重复所述S4～S5的步骤，以对应取相模块的移动逐一获取视场的测试结果，直到视场的测试结果降低到预设的基准值，记录取相模块的坐标的边界值；S9：基于获取的取相模块的坐标边界值，计算并输出所述近眼显示设备眼盒的测量结果。具体地，单眼在某一特定视距z坐标的眼盒截面积计算如下：EYEBOX＝|x1-x2|×|y1-y2|总眼盒的三维体积计算如下：第二方面，基于上述的一种用于测量近眼显示设备视场的测试方法本专利技术进一步提供用于测量近眼显示设备视场的测试装置，包括：定位模块、取像模块、校验和标定模块、图像处理模块和主控模块；所述定位模块，用于调整所述近眼显示设备的位置以形成检测光路以及调整取相单元的入瞳面与近眼显示光学系统的出瞳面对齐；所述取相模块，用于获取测试图片；所述校验和标定模块，用于获取所述测试图片和测试图像的成像参数之间的对应关系；图片处理模块，用于获取所述测试图片的成像参数，包括获取像素亮度参数并与预设的极限值比较，以获取满足极限值的像素在测试图片上的图像边界的像素坐标参数以及像素间距；所述主控模块，用于基于获得的图像边界的像素坐标参数得到像素间距，计算并输出所述近眼显示设备视场的测量结果。作为可选地，所述取相模块包括检测透镜和检测相机，其中，所述检测透镜还包括调焦电机，所述主控模块还用于控制所述调焦电机，以调整所述检测透镜的物距。优选地，所述主控模块还包括显示及操作单元，用于显示所述测量结果，所述显示及操作单元还用于对所述定位模块、取相模块、校验和标定模块、以及图片处理模块的控制。优选地，所述主控模块还包括测控子模块，用于基于获得的近眼显示设备视场的测量结果，设定判定眼盒边界的预设基准值；所述定位模块还用于调整取相模块在取相模块的入瞳面与所述近眼显示光学系统的出瞳面对齐时，以取相模块的光心为坐标原点分别沿x,y,z坐标轴方向移动，其中,z轴与检测光路平行或重合，x,y所在平面垂直于z轴；对应所述定位模块的移动，所述测控子模块同步对应获取视场的测试结果并于预设基准值比较，计算并输出近眼显示设备眼盒的测量结果。第三方面，本专利技术进一步提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如权利要求1至8任一项所述的用于测量近眼显示设备视场的测试方法中的步骤。采用上述技术方案，本专利技术所述的一种用于测量近眼显示设备视场的测试方法、测试装置及存储介质具有如下有益效果：...

【技术保护点】
1.一种用于近眼显示设备的测试方法，其特征在于，包括：/nS1：在取像模块的入瞳面位于所述近眼显示设备的眼盒区域内以形成检测光路后，调整所述取像模块的入瞳面与所述近眼显示光学系统的出瞳面对齐；/nS2：在取相模块的入瞳面与所述近眼显示光学系统的出瞳面对齐时，获取具有完整的测试图像的画面作为测试图片，其中，所述测试图像是通过近眼显示光学系统的图像源形成于所述近眼显示光学系统的显示单元的虚像；/nS3：基于所述测试图像和测试图片，获取所述测试图片和测试图像的成像参数之间的对应关系，所述成像参数包括像素亮度参数和像素坐标参数；/nS4：获取所述测试图片的像素亮度参数并与预设的极限值比较，基于预设的所述测试图片的像素亮度参数极限值，获取满足极限值的像素在测试图片上的图像边界的像素坐标参数；/nS5：基于获得的所述图像边界的像素坐标参数得到像素间距，计算并输出所述近眼显示设备视场的测量结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于近眼显示设备的测试方法，其特征在于，包括：
S1：在取像模块的入瞳面位于所述近眼显示设备的眼盒区域内以形成检测光路后，调整所述取像模块的入瞳面与所述近眼显示光学系统的出瞳面对齐；
S2：在取相模块的入瞳面与所述近眼显示光学系统的出瞳面对齐时，获取具有完整的测试图像的画面作为测试图片，其中，所述测试图像是通过近眼显示光学系统的图像源形成于所述近眼显示光学系统的显示单元的虚像；
S3：基于所述测试图像和测试图片，获取所述测试图片和测试图像的成像参数之间的对应关系，所述成像参数包括像素亮度参数和像素坐标参数；
S4：获取所述测试图片的像素亮度参数并与预设的极限值比较，基于预设的所述测试图片的像素亮度参数极限值，获取满足极限值的像素在测试图片上的图像边界的像素坐标参数；
S5：基于获得的所述图像边界的像素坐标参数得到像素间距，计算并输出所述近眼显示设备视场的测量结果。


2.根据权利要求1所述的一种用于近眼显示设备的测试方法，其特征在于，步骤S4具体包括；
S401：从所述测试图片的中心点开始，向左、右和上、下方向分别读取测试图片的像素亮度参数，直到像素亮度参数读数降低到预设的像素亮度参数的极限值，分别记录在左、右和上、下方向的满足极限值的图像边界的像素坐标参数；
S402：基于获得的满足极限值的图像边界的像素坐标参数，获取图像边界的像素离所述中心点在左、右和上、下方向的像素间距；
S403：对应记录所述像素间距在左、右和上、下方向的数值。


3.根据权利要求1所述一种用于近眼显示设备的测试方法，其特征在于，所述测试图片为所述测试图像经检测透镜后在检测相机的成像面上形成的画面。


4.根据权利要求3所述的一种用于近眼显示设备的测试方法，其特征在于，所述取相模块的入瞳面为所述检测透镜的入瞳面；
在所述检测透镜的入瞳面与近眼显示光学系统的出瞳面对齐之前还需进行测量系统的校验，以使得测试结果不受测量系统的系统偏差的影响。


5.根据权利要求3所述的一种用于近眼显示设备的测试方法，其特征在于，获取所述像素坐标参数具体为，获取所述测试图像所在三维坐标系与所述测试图片所在的所述检测相机的成像面上的二维图像坐标系的像素坐标系的对应关系；其中，
所述三维坐标系是所述虚像和所述取相模块所在的三维的坐标系；
所述二维图像坐标系是所述三维坐标系经取相模块所在的相机坐标系转换后在所述检测相机的成像面上的投影所在平面的坐标系；
所述像素坐标系是将所述的二维图像坐标系离散抽样形成的二维的像素坐标系。


6.根据权利要求1所述的一种用于近眼显示设备的测试方法，其特征在于，在所述步骤S1中，调整所述图像源为纯色画面。


7.根据权利要求1～6任一项所述的一种用于近眼显示设备的测试方法，其特征在于，所述的计算并输出所述近眼显示设备视场的测量结果之后还包括：
S6：获取所述视场的测量结果的固定百分比作为判定眼盒边界的预设基准值；
S7：在取相模块的入瞳面与所述近眼显示光学系统的出瞳面对齐时，以取相模块的光心为坐标原点，调整所述取相模块分...

【专利技术属性】
技术研发人员：江铖，黎俊，
申请(专利权)人：苏州市计量测试院，
类型：发明
国别省市：江苏;32