專利名稱：視頻眼鏡雙目視軸偏差檢測裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示器，特別是一種視頻眼鏡雙目視軸偏差的檢測裝置和方法。
背景技術(shù)：
視頻眼鏡是頭戴虛擬顯示器的一種，又稱眼鏡式顯示器、隨身影院等，因為眼 鏡式顯示器外形象眼鏡，同時專為大屏幕顯示音視頻播放器的視頻圖像的，所以形 象的稱為視頻眼鏡(video glasses)。視頻眼鏡顯示原理通過光學(xué)系統(tǒng)(主要是 精密光學(xué)透鏡)放大超微顯示屏上的圖像，進而呈現(xiàn)于觀看者眼前大屏幕圖像。
視頻眼鏡最初是軍事上的需求和應(yīng)用于軍事的。最初為了顯示器的方便攜帶和 觀看，就把顯示器做成頭盔形狀。后來隨著發(fā)展加入了透鏡以顯示虛擬大圖像并向 輕便型頭戴式發(fā)展。隨著視頻眼鏡的分化和專業(yè)化，面向軍事的向高清晰顯示和一 體化發(fā)展，面向民品的向輕便化和專對不同行業(yè)需求發(fā)展。
視頻眼鏡雙目視軸偏差是影響佩戴人員眼睛舒適度的重要光學(xué)參數(shù)，不合適的 雙目視軸偏差會造成眼睛的疲勞和損傷，因此對此光學(xué)參數(shù)的檢測就成為非常重要 的工作。
目前還沒有專用于視頻眼鏡雙目視軸偏差的檢測系統(tǒng)，影像了視頻眼鏡的校準(zhǔn) 和檢驗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種視頻眼鏡雙目視軸偏差的檢測裝置和方法，該裝置 具有檢測速度快、精度高、可以動態(tài)顯示等優(yōu)點，為視頻眼鏡的裝校和檢驗提供極 大的便利。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下
一種視頻眼鏡雙目視軸偏差檢測裝置，其特征在于該裝置有主機、校準(zhǔn)系統(tǒng)、 控制系統(tǒng)組成
所述的主機由結(jié)構(gòu)相同的第一物鏡和第二物鏡，結(jié)構(gòu)相同的第一圖像傳感器和 第二圖像傳感器，結(jié)構(gòu)相同的第一傳感器支架和第二傳感器支架，和底座組成，其 位置關(guān)系是所述的第一物鏡和和第二物鏡固定在所述的底座上，第一圖像傳感器
5安裝在所述的第一傳感器支架上，第二圖像傳感器安裝在所述的第二傳感器支架 上，再將所述的第一傳感器支架和第二傳感器支架固定在所述的底座上，而且所述 的第一物鏡、第二物鏡的光軸相互平行，所述的第一圖像傳感器和第二圖像傳感器 的感光面分別與所述的第一物鏡和第二物鏡的像平面重合； 所述的校準(zhǔn)系統(tǒng)由發(fā)光十字、調(diào)整架、反光十字組成
所述的發(fā)光十字由第一十字板、毛玻璃、光源、激光器、外殼和電源組成，所 述的第一十字板、毛玻璃、光源和激光器安裝在所述的外殼里，并整體安裝在調(diào)整 架上，所述的電源對所述的光源和激光器供電，所述的第一十字板上有一個十字叉 且該十字叉有一個中心孔，所述的毛玻璃和光源的中心也都有一個中心孔，所述的 第一十字板的中心孔、毛玻璃的中心孔和光源的中心孔共軸，所述的光源發(fā)出的光 經(jīng)毛玻璃發(fā)散之后對第一十字板均勻照明，所述的激光器發(fā)出的激光束經(jīng)過所述的 光源、毛玻璃和第一十字板的中心孔之后出射；
所述的調(diào)整架中， 一個x向平移臺和一個y向平移臺和二維角度調(diào)整架安裝在 底座上，所述的發(fā)光十字安裝在所述的x向平移臺和y向平移臺和二維角度調(diào)整架 上，所述的x向平移臺和y向平移臺用于調(diào)整所述的發(fā)光十字的x、 y兩個方向上 的位置，所述的二維角度調(diào)整架調(diào)節(jié)所述的發(fā)光十字的俯仰角度，使所述的第一十 字板位于所述的第一物鏡和第二物鏡公共的物平面，所述的第一十字板的中心孔與 所述的第一物鏡和第二物鏡的光軸與物平面的交點之間的連線的中點重合；
所述的反光十字由第二十字板和平面反射鏡相互粘貼在一起構(gòu)成，所述的第二 十字板上有一個透光的十字叉，所述的平面反射鏡的反射面與所述的第二十字板相 靠，所述的反光十字安裝在所述的主機上，所述的平面反射鏡的反射面與所述的第 一物鏡和第二物鏡的光軸垂直，所述的第二十字板上的十字叉的中心點位于所述的 平面反射鏡反射面所在平面與所述的第一物鏡和第二物鏡的光軸的交點的連線的 中點上；
所述的控制系統(tǒng)與所述的第一圖像傳感器和第二圖像傳感器相連，控制并采集 圖像，對圖像數(shù)據(jù)進行處理和顯示。
所述的視頻眼鏡雙目視軸偏差檢測裝置，還有一導(dǎo)軌，所述的主機和校準(zhǔn)系統(tǒng) 均安裝在該導(dǎo)軌上。
所述的第一物鏡和第二物鏡是一塊透鏡，或由多塊透鏡組成的透鏡組構(gòu)成的。所述的第一物鏡、第二物鏡、第一傳感器支架和第二傳感器支架是通過一個物 鏡調(diào)整架安裝在所述的底座上的。
所述的第一圖像傳感器和第二圖像傳感器是電荷耦合器件，或互補式金屬氧化 物半導(dǎo)體器件。
所述的控制系統(tǒng)是個人計算機、工控機、或其他芯片和電路板組成的控制器。 利用上述的視頻眼鏡雙目視軸偏差檢測裝置檢測視頻眼鏡雙目視軸偏差的方 法，其特征在于包括下列步驟
1) 、將主機和校準(zhǔn)系統(tǒng)放在導(dǎo)軌上；
2) 、打開激光器，調(diào)節(jié)所述的二維角度調(diào)整架，使激光器發(fā)出的激光照射在所 述的反光十字的第二十字板的中心，觀察由所述的反光十字反射回來的十字叉落在 所述的第一十字板上的位置，通過調(diào)節(jié)X平移臺和y平移臺，使發(fā)光十字的中心與 所述的反光十字反射回來的十字叉的中心重合，關(guān)閉激光器；
3) 、打開光源照亮第一十字板；
4) 、調(diào)節(jié)第一傳感器支架和第二傳感器支架，使第一圖像傳感器和第二圖像傳 感器上的十字叉像清晰；
5) 、由控制系統(tǒng)得到第一圖像傳感器和第二圖像傳感器上的十字叉像的中心點 位置，分別作為第一圖像傳感器和第二圖像傳感器的基準(zhǔn)點Q和基準(zhǔn)點02;
6) 、將待測視頻眼鏡安裝在主機的底座上，使視頻眼鏡的雙目出瞳中心連線與
所述的第一物鏡和第二物鏡入瞳中心連線共線且中點重合，且視頻眼鏡的雙目出瞳 面與第一物鏡和第二物鏡的光軸垂直；
7) 、通過待測視頻眼鏡本身的控制裝置在待測視頻眼鏡的左右眼鏡顯示屏的中 心各產(chǎn)生一個十字叉，通過待測視頻眼鏡的光學(xué)系統(tǒng)后則會在物面產(chǎn)生十字虛像Pt 和P2，經(jīng)過第一物鏡和第二物鏡后，在第一圖像傳感器和第二圖像傳感器分別產(chǎn)生 十字像Pi'和十字像P2'，從而得到十字像Pi'和十字像P2'中心點與基準(zhǔn)點Q和基準(zhǔn) 點02之間的距離&、心；
$)由控制系統(tǒng)將^、慫代入下列公式計算 視頻眼鏡的雙目視軸在物面上的距離偏差Z);和D2:
D^x土二dx丄x(丄-丄)
r/'丄乂
7由于視頻眼鏡出瞳距和D相對于/來說均為小量，因此視頻眼鏡的雙目視軸角 度偏差^和《2為
0』 /
式中z為第一物鏡和第二物鏡的物距，r為第一物鏡和第二物鏡像距，/'為 第一物鏡和第二物鏡的焦距，/為物面到第一物鏡和第二物鏡入瞳的距離，其中r、
/'、 /均為已知參數(shù)，且視頻眼鏡出瞳距和Z)相對于/來說均為小量； 1)、 ￡>/、 /)2、^、《2的計算結(jié)果顯示在顯示屏上，完成檢測。
本發(fā)明視頻眼鏡雙目視軸偏差檢測裝置且具有可檢測視頻眼鏡范圍廣、檢測速 度快、精度高、可以動態(tài)顯示等優(yōu)點，為視頻眼鏡的裝校和檢驗提供極大的便利。
校準(zhǔn)原理
參照圖1所示，圖1是本發(fā)明的視頻眼鏡雙目視軸偏差校準(zhǔn)方法原理圖，本發(fā) 明視頻眼鏡雙目視軸偏差檢測方法的主要光學(xué)部件為兩個第一物鏡101A和第二物 鏡101B,兩個圖像傳感器102A、 102B，以及校準(zhǔn)過程中用到的發(fā)光十字2。
所述的第一物鏡101 A和第二物鏡101B的光軸相互平行，第一圖像傳感器102A 和第二圖像傳感器102B分別位于所述的第一物鏡IOIA和第二物鏡101B的像面 上。第一物鏡IOIA和第二物鏡101B的光軸與物面的交點之間的連線的中點設(shè)為 點0，將發(fā)光十字2所在平面與第一物鏡101A和第二物鏡101B的物面重合，且 發(fā)光十字2的中心點與點0重合，發(fā)光十字2在第一圖像傳感器102A和第二圖像 傳感器102B的像的中心點分別作為基準(zhǔn)點"和基準(zhǔn)點<92。
測量原理
參照圖2所示，圖2是本發(fā)明的視頻眼鏡雙目視軸偏差檢測方法原理圖。 將視頻眼鏡8放在第一物鏡101A和第二物鏡101B之前，視頻眼鏡8的雙目 出瞳801A、 801B中心連線與第一物鏡IOIA、第二物鏡101B的入瞳106A、 106B 中心連線共線且中點重合，且視頻眼鏡8的雙目出瞳面與第一物鏡101A和第二物 鏡101B的光軸垂直，則視頻眼鏡的虛擬屏所在平面與第一物鏡101A和第二物鏡 IOIB的物面重合。視頻眼鏡8的左右眼顯示屏的中心位置各產(chǎn)生一個十字，通過 視頻眼鏡的光學(xué)系統(tǒng)后則會在物面產(chǎn)生十字虛像Pi和P2，經(jīng)過第一物鏡101A和第 二物鏡101B后，在第一圖像傳感器102A和第二圖像傳感器102B分別產(chǎn)生十字像p卩和十字像p2'，從而得到十字像pr和十字像p2'中心點與基準(zhǔn)點"和基準(zhǔn)點02之
間的距離^、 &，從而計算出視頻眼鏡的雙目視軸偏差。計算公式如下 視頻眼鏡雙目視軸在物面上的距離偏差公式為
<formula>formula see original document page 9</formula>
由于視頻眼鏡出瞳距和D相對于/來說均為小量，因此視頻眼鏡雙目視軸的角
度偏差公式為
<formula>formula see original document page 9</formula>
式中D為視頻眼鏡視軸的在物面上的距離偏差，c/為圖像傳感器上十字像中
心點與基準(zhǔn)點之間的距離，丄為物鏡的物距，r為像距，/'為物鏡的焦距，/為物 面到物鏡入瞳的距離，e為視頻眼鏡視軸角度偏差，其中r、 /'、 /為己知參數(shù)， 為待檢測到的參數(shù)，且視頻眼鏡出瞳距和Z)相對于/來說均為小量。
檢測出第一圖像傳感器102A和第二圖像傳感器102B的十字像中心點與基準(zhǔn) 點之間的距離^和c6后，通過公式(1)和公式(2)分別計算出視頻眼鏡左右眼視軸的
距離偏差和角度偏差。
對于固定的第一物鏡IOIA和第二物鏡101B的光軸之間的距離E，所能檢測的 視頻眼鏡出瞳距e的范圍為
<formula>formula see original document page 9</formula>
式中五為第一物鏡101A和第二物鏡101B光軸之間的距離，e為視頻眼鏡雙 目出瞳距，a為第一物鏡101A和第二物鏡101B的入瞳直徑，p為視頻眼鏡雙目出 瞳直徑。


圖1是本發(fā)明視頻眼鏡雙目視軸偏差校準(zhǔn)方法原理圖2是本發(fā)明視頻眼鏡雙目視軸偏差檢測方法原理圖3是本發(fā)明第一個較佳實施例的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)示意圖4是發(fā)光十字正視圖5是發(fā)光十字右視圖6是反光十字的正視圖7是反光十字的左視圖；圖8是本發(fā)明第一個較佳實施例的檢測結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9是本發(fā)明第二個較佳實施例的檢測結(jié)構(gòu)示意圖；
具體實施例方式
下面參照附圖和實施例對本發(fā)明的具體細節(jié)和操作方法進行詳細闡述，但不應(yīng) 以此限制本發(fā)明的保護范圍。
請參閱圖3,圖3是本發(fā)明第一個較佳實施例的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)示意圖，由圖3可見: 本發(fā)明第一個較佳實施例的校準(zhǔn)過程的裝置包括主機l、校準(zhǔn)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)5和 導(dǎo)軌6組成
① 所述的主機為檢測視頻眼鏡光學(xué)參數(shù)的主要部分，由第一物鏡101A和第二 物鏡101B、第一圖像傳感器102A和第二圖像傳感器102B、第一傳感器支架103A 和第二傳感器支架103B、底座104組成，其位置關(guān)系是所述的第一物鏡101A和 第二物鏡101B、第一傳感器支架103A和第二傳感器支架103B都位于底座104上。 第一物鏡IOIA和第二物鏡101B的光軸互相平行，第一圖像傳感器102A和第二圖 像傳感器102B分別位于第一傳感器支架103A和第二傳感器支架103B上，通過第 一傳感器支架103A和第二傳感器支架103B的調(diào)整將第一圖像傳感器102A和第二 圖像傳感器102B的感光面調(diào)整到與第一物鏡101A和第二物鏡101B的像面重合。
② 所述的校準(zhǔn)系統(tǒng)由發(fā)光十字2、調(diào)整架3、反光十字4組成。 請參閱圖4和圖5，所述的發(fā)光十字2包括第一"h字板201、毛玻璃202、光源
203、激光器204、外殼205和電源206組成。第一~h字板201、毛玻璃202、光源 203和激光器204安裝在外殼205里，并整體安裝在調(diào)整架3上。電源206對光源 203和激光器204供電。第一十字板201上有一個十字且中心有一個圓孔，如圖5 所示。光源203發(fā)出的光經(jīng)毛玻璃202發(fā)散之后對第一十字板201均勻照明。毛玻 璃202和光源203的中心也有一個小孔，激光器204發(fā)出的激光束經(jīng)過光源203、 毛玻璃202和第一十字板201的小孔之后出射。
所述的調(diào)整架3可以使發(fā)光十字2做四維調(diào)節(jié)，包括一維x平移臺301和一維 y平移臺302、 二維角度調(diào)整架303和底座304，通過底座304將調(diào)整架3安裝在導(dǎo) 軌6上。 一維x平移臺301和一維y平移臺302可以使發(fā)光十字2在垂直于導(dǎo)軌的 xY兩個方向上平移，二維角度調(diào)整架303可以使發(fā)光十字2做水平和俯仰角度調(diào) 節(jié)。
10請參閱圖6和圖7，所述的反光十字4安裝在主機上，用于反射發(fā)光十字2發(fā) 射的激光，反光十字4包括第二十字板401和平面反射鏡402，第二十字板401上 加工出一個可以透光的十字，平面反射鏡402的反射面靠在第二十字板401的一個 面上，且平面反射鏡402的反射面與兩個物鏡的光軸垂直，第二十字板401上的十 字中心點位于平面反射鏡402反射面所在平面與物鏡IOIA和物鏡101B的光軸的 交點連線的中點上。
③控制系統(tǒng)5用于控制第一圖像傳感器102A和第二圖像傳感器102B采集圖 像，并對圖像進行處理和圖像、數(shù)據(jù)的顯示。
導(dǎo)軌6其導(dǎo)向和定位的作用，校準(zhǔn)主機過程中將主機和校準(zhǔn)系統(tǒng)均放在導(dǎo)軌 上，以利于導(dǎo)向、定位和測量。
所述的第一物鏡IOIA和第二物鏡IOIB是一塊透鏡或由多塊透鏡組成的透鏡 組構(gòu)成的。
所述的第一圖像傳感器102A和第二圖像傳感器102B可以是電荷耦合器件， 也可以是互補式金屬氧化物半導(dǎo)體器件。
所述的第一十字板201的十字可以是通過機械加工而成，也可以是經(jīng)過光刻而成。
所述的控制系統(tǒng)5是個人計算機、工控機，也可以是其他芯片和電路板組成的 控制器。
所述的導(dǎo)軌6不是必需的部分，導(dǎo)軌僅起到加快調(diào)整速度的作用，校正過程可 以在地面或其他物體表面完成。
對本發(fā)明第一較佳實施例進行校正的步驟如下
1) 將主機1和校準(zhǔn)系統(tǒng)5放在導(dǎo)軌6上，調(diào)整好發(fā)光十字2和反光十字4之間 的距離；
2) 打開激光器204;
3) 調(diào)節(jié)二維角度調(diào)整架303,使激光器204發(fā)出的激光照在反光十字4的第二 十字板401的中心；
4) 觀察由反光十字4反射回來的十字落在第一十字板201上的位置，通過調(diào)節(jié) x平移臺301和y平移臺302，使發(fā)光十字2的中心移動到與反光十字4反 射回來的十字中心連線的中點位置；
5) 重復(fù)步驟3)和步驟4)，直到反光十字4反射回的十字的中心與發(fā)光十字2的中心重合；
6) 關(guān)閉激光器204，打開光源203照亮第一十字板201;
7) 調(diào)節(jié)第一傳感器支架103A和第二傳感器支架103B,使第一圖像傳感器102A 和第二圖像傳感器102B上的十字像清晰；
8) 由控制系統(tǒng)5得到第一圖像傳感器102A和第二圖像傳感器102B上的十字 像的中心點，并將其分別作為第一圖像傳感器102A和第二圖像傳感器102B 的基準(zhǔn)點，完成主機的校準(zhǔn)。
請參閱圖8，圖8是本發(fā)明第一個較佳實施例的檢測結(jié)構(gòu)示意圖。如圖8所示 檢測過程中，待測視頻眼鏡8安裝在主機1上，且視頻眼鏡8的左右眼出瞳面與第 一物鏡101A和第二物鏡101B的入瞳面106A、 106B重合。
利用本發(fā)明第一較佳實施例進行檢測的步驟如下-
1) 將待測視頻眼鏡8安裝在主機1上；
2) 通過視頻眼鏡8本身的控制裝置使視頻眼鏡8的左右眼顯示屏中心各產(chǎn)生一 個十字；
3) 由控制系統(tǒng)5得到第一圖像傳感器102A和第二圖像傳感器102B上的十字 像中心點，并根據(jù)校準(zhǔn)過程中得到的基準(zhǔn)點計算出視頻眼鏡8雙目視軸的距 離偏差和角度偏差；
4) 由控制系統(tǒng)5輸出結(jié)果并顯示圖像，完成檢測。
請參閱圖9，圖9是本發(fā)明第二個較佳實施例的檢測結(jié)構(gòu)示意圖。如圖9所示， 第二個較佳實施例與第一個較佳實施例相比在主機1上增加了一個物鏡調(diào)整架 107，與主機1的其他部分位置關(guān)系是所述的物鏡調(diào)整架107安裝在底座104上， 第一物鏡IOIA和第二物鏡IOIB、第一傳感器支架103A和第二傳感器支架103B 都位于底座物鏡調(diào)整架107上，通過調(diào)節(jié)物鏡調(diào)整架107可以改變第一物鏡101A 和第二物鏡101B的光軸之間的距離。主機1的其他部分的相對位置與第一個較佳 實施例相同。
與本發(fā)明第一個較佳實施例相比，本發(fā)明第二個較佳實施例可以改變第一物鏡 101A和第二物鏡101B的光軸之間的距離，根據(jù)公式(3)，這增加了裝置可檢測的視 頻眼鏡出瞳距范圍。
權(quán)利要求
1、一種視頻眼鏡雙目視軸偏差檢測裝置，其特征在于該裝置有主機(1)、校準(zhǔn)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)(5)組成所述的主機(1)由結(jié)構(gòu)相同的第一物鏡(101A)和第二物鏡(101B)，結(jié)構(gòu)相同的第一圖像傳感器(102A)和第二圖像傳感器(102B)，結(jié)構(gòu)相同的第一傳感器支架(103A)和第二傳感器支架(103B)，和底座(104)組成，其位置關(guān)系是所述的第一物鏡(101A)和第二物鏡(101B)固定在所述的底座(104)上，第一圖像傳感器(102A)安裝在所述的第一傳感器支架(103A)上，第二圖像傳感器(102B)安裝在所述的第二傳感器支架(103B)上，再將所述的第一傳感器支架(103A)和第二傳感器支架(103B)固定在所述的底座(104)上，而且所述的第一物鏡(101A)、第二物鏡(101B)的光軸相互平行，所述的第一圖像傳感器(102A)和第二圖像傳感器(102B)的感光面分別與所述的第一物鏡(101A)和第二物鏡(101B)的像平面重合；所述的校準(zhǔn)系統(tǒng)由發(fā)光十字(2)、調(diào)整架(3)、反光十字(4)組成所述的發(fā)光十字(2)由第一十字板(201)、毛玻璃(202)、光源(203)、激光器(204)、外殼(205)和電源(206)組成，所述的第一十字板(201)、毛玻璃(202)、光源(203)和激光器(204)安裝在所述的外殼(205)里，并整體安裝在調(diào)整架(3)上，所述的電源(206)對所述的光源(203)和激光器(204)供電，所述的第一十字板(201)上有一個十字叉且該十字叉有一個中心孔，所述的毛玻璃(202)和光源(203)的中心也都有一個中心孔，所述的第一十字板(201)的中心孔、毛玻璃(202)的中心孔和光源(203)的中心孔共軸，所述的光源(203)發(fā)出的光經(jīng)毛玻璃(202)發(fā)散之后對第一十字板(201)均勻照明，所述的激光器(204)發(fā)出的激光束經(jīng)過所述的光源(203)、毛玻璃(202)和第一十字板(201)的中心孔之后出射；所述的調(diào)整架(3)中，一個x向平移臺(301)和一個y向平移臺(302)和二維角度調(diào)整架(303)安裝在底座(304)上，所述的發(fā)光十字(2)安裝在所述的x向平移臺(301)和y向平移臺(302)和二維角度調(diào)整架(303)上，所述的x向平移臺(301)和y向平移臺(302)用于調(diào)整所述的發(fā)光十字(2)的x、y兩個方向上的位置，所述的二維角度調(diào)整架(303)調(diào)節(jié)所述的發(fā)光十字(2)的俯仰角度，使所述的第一十字板(201)位于所述的第一物鏡(101A)和第二物鏡(101B)公共的物平面，所述的第一十字板(201)的中心孔與所述的第一物鏡(101A)和第二物鏡(101B)的光軸與物平面的交點之間的連線的中點重合；所述的反光十字(4)由第二十字板(401)和平面反射鏡(402)相互粘貼在一起構(gòu)成，所述的第二十字板(401)上有一個透光的十字叉，所述的平面反射鏡(402)的反射面與所述的第二十字板(401)相靠，所述的反光十字(4)安裝在所述的主機(1)上，所述的平面反射鏡(402)的反射面與所述的第一物鏡(101A)和第二物鏡(101B)的光軸垂直，所述的第二十字板(401)上的十字叉的中心點位于所述的平面反射鏡(402)反射面所在平面與所述的第一物鏡(101A)和第二物鏡(101B)的光軸的交點的連線的中點上；所述的控制系統(tǒng)(5)與所述的第一圖像傳感器(102A)和第二圖像傳感器(102B)相連，控制并采集圖像，對圖像數(shù)據(jù)進行處理和顯示。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的視頻眼鏡雙目視軸偏差檢測裝置，其特征在于還有 一導(dǎo)軌(6)，所述的主機(1)和校準(zhǔn)系統(tǒng)均安裝在該導(dǎo)軌(6)上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的視頻眼鏡雙目視軸偏差檢測裝置，其特征在于所述 的第一物鏡(101A)和第二物鏡(101B)是一塊透鏡，或由多塊透鏡組成的透鏡 組構(gòu)成的。.
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的視頻眼鏡雙目視軸偏差檢測裝置，其特征在于所述 的第一物鏡(101A)、第二物鏡U01B)、第一傳感器支架(103A)和第二傳感 器支架(103B)是通過一個物鏡調(diào)整架(107)安裝在所述的底座(104)上的。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的視頻眼鏡雙目視軸偏差檢測裝置，其特征在于所述 的第一圖像傳感器(102A)和第二圖像傳感器(102B)是電荷耦合器件，或互補 式金屬氧化物半導(dǎo)體器件。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的視頻眼鏡雙目視軸偏差檢測裝置，其特征在于所述 的控制系統(tǒng)(5)是個人計算機、工控機、或其他芯片和電路板組成的控制器。
7、 利用權(quán)利要求2所述的視頻眼鏡雙目視軸偏差檢測裝置檢測視頻眼鏡雙目 視軸偏差的方法，其特征在于包括下列步驟1) 、將主機(1)和校準(zhǔn)系統(tǒng)(5)放在導(dǎo)軌(6)上；2) 、打開激光器(204),調(diào)節(jié)所述的二維角度調(diào)整架(303)，使激光器(204) 發(fā)出的激光照射在所述的反光十字(4)的第二十字板(401)的中心，觀察由所述的反光十字(4)反射回來的十字叉落在所述的第一十字板(201)上的位置，通過 調(diào)節(jié)x平移臺(301)和y平移臺(302)，使發(fā)光十字(2)的中心與所述的反光十 字(4)反射回來的十字叉的中心重合，關(guān)閉激光器(204);3) 、打開光源(203)照亮第一十字板(201);4) 、調(diào)節(jié)第一傳感器支架(103A)和第二傳感器支架(103B)，使第一圖像傳 感器(102A)和第二圖像傳感器(102B)上的十字叉像清晰；5) 、由控制系統(tǒng)(5)得到第一圖像傳感器(102A)和第二圖像傳感器(102B) 上的十字叉像的中心點位置，分別作為第一圖像傳感器(102A)和第二圖像傳感器(102B)的基準(zhǔn)點0/和基準(zhǔn)點6^;6) 、將待測視頻眼鏡(8)安裝在主機(1)的底座(304)上，使視頻眼鏡(8) 的雙目出瞳中心連線與所述的第一物鏡(101A)和第二物鏡(101B)入瞳中心連線 共線且中點重合，且視頻眼鏡(8)的雙目出瞳面與第一物鏡(101A)和第二物鏡(101B)的光軸垂直；7) 、通過待測視頻眼鏡(8)本身的控制裝置在待測視頻眼鏡(8)的左右眼鏡 顯示屏的中心各產(chǎn)生一個十字叉，通過待測視頻眼鏡(8)的光學(xué)系統(tǒng)后則會在物面 產(chǎn)生十字虛像Pt和P2，經(jīng)過第一物鏡(101A)和第二物鏡(101B)后，在第一圖 像傳感器(102A)和第二圖像傳感器(102B)分別產(chǎn)生十字像P!'和十字像P2'，從 而得到十字像Pi'和十字像P2'中心點與基準(zhǔn)點07和基準(zhǔn)點02之間的距離力、&;0)由控制系統(tǒng)(5)將《、^代入下列公式計算 視頻眼鏡的雙目視軸在物面上的距離偏差和Z)-"丄-dxZx(-!---視頻眼鏡的雙目視軸角度偏差^和^為0』/式中￡為第一物鏡(101 A)和第二物鏡(101B)的物距，r為第一物鏡(101 A) 和第二物鏡(101B)像距，/'為第一物鏡(101A)和第二物鏡(101B)的焦距，/ 為物面到第一物鏡(101A)和第二物鏡(101B)入瞳的距離，其中￡'、 /'、 /均為 已知參數(shù)，且視頻眼鏡出瞳距和Z)相對于/來說均為小量；￡>2、 ^、 ^的計算結(jié)果顯示在顯示屏上，完成檢測。
全文摘要
一種視頻眼鏡雙目視軸偏差的檢測裝置和方法，主要是利用攝像裝置對視頻眼鏡產(chǎn)生的識別圖案進行成像，通過檢測識別圖案的位置計算得到視頻眼鏡雙目視軸的夾角，其特征在于將一個發(fā)光十字放在離攝像裝置一定距離處，且發(fā)光十字中心位于攝像裝置兩個物鏡光軸的中間，通過校正程序標(biāo)定出攝像裝置兩個圖像傳感器的基準(zhǔn)點，然后利用攝像裝置獲得視頻眼鏡產(chǎn)生的識別圖案在圖像傳感器上的位置，根據(jù)其相對于基準(zhǔn)點的偏差計算出視頻眼鏡雙目視軸的偏差。本發(fā)明具有檢測速度快、精度高、可以動態(tài)顯示等優(yōu)點，為視頻眼鏡的裝校和檢驗提供極大的便利。
文檔編號G01M11/02GK101561347SQ200910051318
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者徐文東, 洪小剛, 范永濤, 趙成強, 璐 陳 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所