頭戴顯示器鏡頭組件測試的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)，包括用于固定支撐鏡頭組件的夾持部、用于驅(qū)動所述夾持部在水平面上沿與所述鏡頭組件光軸垂直的方向上運(yùn)動的第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)、以及設(shè)置于所述夾持部一側(cè)的影像接收裝置，所述第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述夾持部運(yùn)動進(jìn)而帶動所述鏡頭組件運(yùn)動使得所述鏡頭組件的光軸與影像接收裝置的光軸一致。本實用新型的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)，將影像接收裝置設(shè)置于人眼的位置，代替人眼透過鏡頭組件接收成像在顯示器上的圖像，并進(jìn)行拍照，以獲取頭戴顯示器鏡頭組件的相關(guān)信息，尤其適合頭戴顯示器中光學(xué)組件的測試。
【專利說明】頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種光學(xué)鏡頭組件測試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，是涉及一種頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]頭戴顯示器(HMD)作為近幾年新興的技術(shù)，是一種放大超微顯示屏上的圖像，將影像投射于用戶視網(wǎng)膜上，進(jìn)而呈現(xiàn)于觀看者眼中大屏幕圖像。頭戴顯示器目前在工業(yè)、軍事、文藝、娛樂等多方面具有廣泛的應(yīng)用。
[0003]目前很多企業(yè)已經(jīng)紛紛推出自己的頭戴顯示器，但是由于目前技術(shù)上還不成熟，未經(jīng)過市場的實際檢驗，沒有形成統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，所以配套與頭戴顯示器生產(chǎn)的各種專業(yè)設(shè)備還沒出現(xiàn)。
[0004]基于此，如何發(fā)明一種適用于頭戴顯示器中光學(xué)組件測試使用的機(jī)器，是本實用新型主要解決的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型為了解決目前還沒有專門用于對頭戴顯示器進(jìn)行檢測的設(shè)備，提出了一種頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0007]—種頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)，包括用于固定支撐鏡頭組件的夾持部、用于驅(qū)動所述夾持部在水平面上沿與所述鏡頭組件光軸垂直的方向上運(yùn)動的第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)、以及設(shè)置于所述夾持部一側(cè)的影像接收裝置，所述第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述夾持部運(yùn)動進(jìn)而帶動所述鏡頭組件運(yùn)動使得所述鏡頭組件的光軸與影像接收裝置的光軸一致。
[0008]進(jìn)一步的，所述的夾持部包括基準(zhǔn)面、用于承載所述鏡頭組件的承載治具、以及第一基板，所述基準(zhǔn)面固設(shè)于所述第一基板上，且所述基準(zhǔn)面上具有由四周邊框圍成的透光孔，所述鏡頭組件設(shè)置于所述透光孔的前方，所述承載治具固設(shè)于所述基準(zhǔn)面的邊框上。
[0009]進(jìn)一步的，所述的夾持部還包括設(shè)置于所述第一基板上的壓緊機(jī)構(gòu)，所述鏡頭組件四周具有組件邊框，所述壓緊機(jī)構(gòu)用于將所述組件邊框壓緊使其與所述基準(zhǔn)面的邊框貼口 ο
[0010]進(jìn)一步的，所述的壓緊機(jī)構(gòu)包括壓緊件以及用于推動所述壓緊件在所述第一基板上沿與所述鏡頭組件光軸平行的方向上運(yùn)動的第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
[0011]優(yōu)選的，所述的壓緊件與所述組件邊框相接觸的表面上固設(shè)有具有彈性的壓緊治具。
[0012]優(yōu)選的，所述基準(zhǔn)面上位于所述透光孔的下方還固設(shè)有保持治具。
[0013]進(jìn)一步的，所述的影像接收裝置為工業(yè)相機(jī)，所述工業(yè)相機(jī)固定于承載平臺上，所述的承載平臺還連接有用于驅(qū)動其在水平面上前后運(yùn)動的第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
[0014]進(jìn)一步的，所述的承載平臺固設(shè)在第一六軸平臺上，所述第一六軸平臺與所述第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)的動力輸出軸固定連接。
[0015]進(jìn)一步的，所述第一基板上還設(shè)置有顯示單元，所述顯示單元設(shè)置于所述夾持部的另外一側(cè)，通過第二六軸平臺設(shè)置于所述第一基板上，包括光板以及設(shè)置于所述光板上面的測試圖卡。
[0016]進(jìn)一步的，所述的第二六軸平臺還連接有用于驅(qū)動其在所述第一基板上前后運(yùn)動的第四驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:本實用新型的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)，將影像接收裝置設(shè)置于人眼的位置，代替人眼透過鏡頭組件接收成像在顯示器上的圖像，并進(jìn)行拍照，以獲取頭戴顯示器鏡頭組件的相關(guān)信息，尤其適合頭戴顯示器中光學(xué)組件的測試。
[0018]結(jié)合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細(xì)描述后，本實用新型的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本實用新型所提出的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)一種實施例的光學(xué)原理圖；
[0021]圖2是本實用新型所提出的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)的一種實施例的俯視圖；
[0022]圖3是本實用新型所提出的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)的一種實施例的主視圖；
[0023]圖4是本實用新型所提出的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)的一種實施例的左視圖；
[0024]圖5是本實用新型所提出的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)的一種實施例MTF-backfocus曲線圖;
[0025]其中，圖1-圖4中，1、夾持部；101、基準(zhǔn)面；102、承載治具;103、第一基板;104、透光孔；105、壓緊機(jī)構(gòu)；106、壓緊件；107、壓緊治具；108、保持治具；2、第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)；301、影像接收裝置；302、承載平臺；303、第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)；304、第一六軸平臺；401、鏡頭組件；501、顯示器；601、顯示單元；602、第二六軸平臺；603、光板；604、測試圖卡；605、第四驅(qū)動機(jī)構(gòu)；701、第二基板。

【具體實施方式】
[0026]針對目前還沒有一種用于對頭戴顯示器鏡頭組件進(jìn)行檢驗、測試的專業(yè)設(shè)備的問題，本發(fā)明提出了一種頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)，尤其適合頭戴顯示器鏡頭組件的檢驗、測試。下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027]實施例一，本實施例的一種頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)，其原理如圖1所示，將影像接收裝置301設(shè)置于人眼的位置，代替人眼透過鏡頭組件401接收成像在顯示器501上的圖像，并進(jìn)行拍照，方便后期通過對圖像分析處理進(jìn)而可以分析出頭戴顯示器鏡頭組件的相關(guān)信息。如圖2-圖3所示，為本實施例所提出的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)的俯視圖，包括用于固定支撐鏡頭組件的夾持部1、用于驅(qū)動所述夾持部I在水平面上沿與所述鏡頭組件光軸垂直的方向上運(yùn)動的第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)2、以及設(shè)置于所述夾持部I 一側(cè)的影像接收裝置301，如圖3所示，為本實施例所提出的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)的主視圖，在測試時，鏡頭組件401固定于所述夾持部I上，所述第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)2驅(qū)動所述夾持部I運(yùn)動進(jìn)而帶動所述鏡頭組件401運(yùn)動使得所述鏡頭組件的光軸與影像接收裝置301的光軸一致。本實施例的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)的工作原理是:第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)2驅(qū)動所述夾持部I運(yùn)動進(jìn)而帶動所述鏡頭組件401運(yùn)動使得所述鏡頭組件的光軸與影像接收裝置301的光軸一致，影像接收裝置301與鏡頭組件401的距離與正常佩戴時人眼距離鏡頭組件401的位置一致，影像接收裝置301代替人眼透過鏡頭組件401接收成像在顯示器501上的圖像，并進(jìn)行拍照，因此，其所拍的照與人眼所觀看到的圖像是一致的。至于后期對圖像的處理分析進(jìn)而可以分析出頭戴顯示器鏡頭組件的相關(guān)信息，采用現(xiàn)有的的軟件算法即可實現(xiàn)，不屬于本實施例頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)所解決技術(shù)問題的必要組成部分。
[0028]作為一個優(yōu)選的實施例，如圖2、圖3所示，所述的夾持部I包括基準(zhǔn)面101、用于承載所述鏡頭組件的承載治具102、以及第一基板103，所述基準(zhǔn)面101固設(shè)于所述第一基板103上，且所述基準(zhǔn)面101上具有由四周邊框圍成的透光孔104，所述鏡頭組件設(shè)置于所述透光孔104的前方，所述承載治具102固設(shè)于所述基準(zhǔn)面101的邊框上。在本實施例中，基準(zhǔn)面101為鏡頭組件401固定時提供一個標(biāo)定的基準(zhǔn)平面，方便鏡頭組件401的安裝固定，由于鏡頭組件401的前方要固定顯示器或者模擬顯示器的顯示裝置，因此，應(yīng)該將鏡頭組件設(shè)置于所述透光孔104的前方，方便設(shè)置顯示器件。承載治具102在本實施例中起到初步支撐固定鏡頭組件的作用，其結(jié)構(gòu)可以跟據(jù)具體產(chǎn)品的外形而定，比如可以為形成于基準(zhǔn)面101的邊框上的卡扣、或者安裝于基準(zhǔn)面101的邊框上的螺釘?shù)冉Y(jié)構(gòu)。
[0029]由于當(dāng)僅靠承載治具102將鏡頭組件401固定于基準(zhǔn)面101上時，無法保證鏡頭組件401的與基準(zhǔn)面101相貼合，進(jìn)而影響檢測結(jié)果，因此，所述的夾持部I還包括設(shè)置于所述第一基板103上的壓緊機(jī)構(gòu)105，所述鏡頭組件401四周具有組件邊框(圖中未示出)，所述壓緊機(jī)構(gòu)105用于將所述組件邊框壓緊使其與所述基準(zhǔn)面101的邊框貼合。
[0030]如圖2所示，本實施例給出了一種壓緊機(jī)構(gòu)105的【具體實施方式】，所述的壓緊機(jī)構(gòu)105包括壓緊件106以及用于推動所述壓緊件106在所述第一基板103上沿與所述鏡頭組件光軸平行的方向上運(yùn)動的第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)(由于角度原因圖中未示出)，當(dāng)鏡頭組件401固定于基準(zhǔn)面101上之后，壓緊件106在第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)的推動下，靠近鏡頭組件并將所述組件邊框壓緊使其與所述基準(zhǔn)面101的邊框貼合。其中，第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)可以采用氣缸或者電機(jī)實現(xiàn)。通過將氣缸或者電機(jī)的動力輸出軸推動壓緊件106運(yùn)動。
[0031]為了防止第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)的動作較大，造成對鏡頭組件的破壞，如圖2所示，所述的壓緊件106與所述組件邊框相接觸的表面上固設(shè)有具有彈性的壓緊治具107?？梢云鸬綄Φ诙?qū)動推力的緩沖作用，其中，壓緊治具107可以為橡膠墊、塑料墊、乳膠墊等具有一定彈性的材質(zhì)。
[0032]當(dāng)對鏡頭組件檢測完畢時，第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)會驅(qū)動壓緊機(jī)構(gòu)106往與鏡頭組件相反的方向運(yùn)動，脫離與鏡頭組件的接觸，若此時承載治具102承載鏡頭組件不穩(wěn)的話，容易造成鏡頭組件掉落，甚至致其損壞，優(yōu)選在所述基準(zhǔn)面101上位于所述透光孔的下方還固設(shè)有保持治具108，如圖3所示，保持治具108固設(shè)與所述基準(zhǔn)面101上，可以為一塊具有一定寬度的平板，能夠托住鏡頭組件，優(yōu)選保持治具108通過彈簧與基準(zhǔn)面101固定連接，當(dāng)鏡頭組件固定在基準(zhǔn)面101上后，將保持治具108拉出，保持治具108中間具有向上突出的凸部，松開保持治具108后在彈簧的收縮力作用下，凸部能夠?qū)㈢R頭組件夾住。因此，即便當(dāng)出現(xiàn)承載治具102承載鏡頭組件不穩(wěn)的話，鏡頭組件從基準(zhǔn)面101上脫落的情況時，由保持治具的夾持作用，可以防止鏡頭組件掉落，可以有效起到保護(hù)鏡頭組件的作用。
[0033]進(jìn)一步的，所述的影像接收裝置301可以采用工業(yè)相機(jī)實現(xiàn)，所述工業(yè)相機(jī)固定于承載平臺302上，所述的承載平臺302還連接有用于驅(qū)動其在水平面上前后運(yùn)動的第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)303。由于影像接收裝置301用于替代人眼，位于人眼的角度觀察顯示器透過鏡頭組件所成的像，因此，需要將影像接收裝置301與鏡頭組件的距離與實際佩戴時人眼和鏡頭組件之間的距離一致，然而人眼和鏡頭組件之間的距離很小，在更換其他鏡頭組件連續(xù)測試時，很不方便，因此，通過設(shè)置第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)303，用于驅(qū)動承載平臺302前后運(yùn)動進(jìn)而帶動影像接收裝置301前后運(yùn)動，只有在測試時才需要將影像接收裝置301調(diào)節(jié)至此距離，方便了鏡頭組件的更換。
[0034]如圖2所示，圖中有兩個影像接收裝置301，當(dāng)被測品是雙眼組件時，可以采用兩個影像接收裝置301同時測試，或者當(dāng)同一被測品需要不同的鏡頭測試的話，可以分別使用兩個影像接收裝置301進(jìn)行測量；比如同一產(chǎn)品畸變和MTF有不同的要求時，可以采用不同的鏡頭，在一次測量中全部完成。
[0035]由于對鏡頭組件測試時需要保證影像接收裝置301與鏡頭組件的光軸是一致的，為了方便調(diào)整滿足兩者一致，所述的承載平臺302固設(shè)在第一六軸平臺304上，用于調(diào)整影像接收裝置301的光軸，所述第一六軸平臺304與所述第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)305的動力輸出軸固定連接。
[0036]實施例二，本實施例的一種頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)適用于對鏡頭組件的最佳后焦的找準(zhǔn)，一方面可以指導(dǎo)頭帶顯示器的顯示器與鏡頭組件的安裝，另外一方面可以用于分別測試左眼和右眼的最佳后焦，判斷兩者的最佳后焦誤差是否在允許的范圍之內(nèi)，以驗證產(chǎn)品是否合格。由于不需要連同顯示器與鏡頭組件一起固定在夾持部I上，因此，如圖2所示，只需在夾持部I的與影響接收裝置301相反的一側(cè)設(shè)置顯示單元601，用于模擬顯示器進(jìn)行成像。顯示單元601設(shè)置在所述第一基板103上，所述顯示單元601設(shè)置于所述夾持部I的另外一側(cè)，通過第二六軸平臺602設(shè)置于所述第一基板103上，包括光板603以及設(shè)置于所述光板603上面的測試圖卡604。本實施例的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)在對鏡頭組件進(jìn)行測試時，需要調(diào)整影像接收裝置301與鏡頭組件的光軸以及測試圖卡604的中心一致，因此，第二六軸平臺602用于調(diào)整測試圖卡604的中心。
[0037]由于不同的頭戴顯示器的最佳后焦是不同的，需要多次移動鏡頭組件分別進(jìn)行測試，最終找到最佳后焦，所述的第二六軸平臺602還連接有用于驅(qū)動其在所述第一基板103上前后運(yùn)動的第四驅(qū)動機(jī)構(gòu)605，同樣道理的，第四驅(qū)動機(jī)構(gòu)605可以采用氣缸或者電機(jī)實現(xiàn)。通過將氣缸或者電機(jī)的動力輸出軸推動第二六軸平臺602運(yùn)動。
[0038]如圖5所示,是本實施例的測試機(jī)所計算出不同后焦(back focus)的所對應(yīng)的MTF (Modulat1n Transfer Funct1n)值,放上待測鏡頭組件以后，控制第四驅(qū)動機(jī)構(gòu)605調(diào)整測試圖卡604與鏡頭組件之間的距離，在連續(xù)由遠(yuǎn)及近或由近及遠(yuǎn)，間隔同樣距離連續(xù)取幾個點(diǎn)的影像計算MTF值，附圖4中L處對應(yīng)的后焦值就是被測品的最佳后焦。
[0039]此外，為了保證整套系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所述夾持部1、第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)2、以及第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)等固設(shè)于第二基板701上。
[0040]當(dāng)然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)，其特征在于，包括用于固定支撐鏡頭組件的夾持部、用于驅(qū)動所述夾持部在水平面上沿與所述鏡頭組件光軸垂直的方向上運(yùn)動的第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)、以及設(shè)置于所述夾持部一側(cè)的影像接收裝置，所述第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述夾持部運(yùn)動進(jìn)而帶動所述鏡頭組件運(yùn)動使得所述鏡頭組件的光軸與影像接收裝置的光軸一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)，其特征在于，所述的夾持部包括基準(zhǔn)面、用于承載所述鏡頭組件的承載治具、以及第一基板，所述基準(zhǔn)面固設(shè)于所述第一基板上，且所述基準(zhǔn)面上具有由四周邊框圍成的透光孔，所述鏡頭組件設(shè)置于所述透光孔的前方，所述承載治具固設(shè)于所述基準(zhǔn)面的邊框上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)，其特征在于，所述的夾持部還包括設(shè)置于所述第一基板上的壓緊機(jī)構(gòu)，所述鏡頭組件四周具有組件邊框，所述壓緊機(jī)構(gòu)用于將所述組件邊框壓緊使其與所述基準(zhǔn)面的邊框貼合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)，其特征在于，所述的壓緊機(jī)構(gòu)包括壓緊件以及用于推動所述壓緊件在所述第一基板上沿與所述鏡頭組件光軸平行的方向上運(yùn)動的第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)，其特征在于，所述的壓緊件與所述組件邊框相接觸的表面上固設(shè)有具有彈性的壓緊治具。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)，其特征在于，所述基準(zhǔn)面上位于所述透光孔的下方還固設(shè)有保持治具。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)，其特征在于，所述的影像接收裝置為工業(yè)相機(jī)，所述工業(yè)相機(jī)固定于承載平臺上，所述的承載平臺還連接有用于驅(qū)動其在水平面上前后運(yùn)動的第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)，其特征在于，所述的承載平臺固設(shè)在第一六軸平臺上，所述第一六軸平臺與所述第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)的動力輸出軸固定連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項所述的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)，其特征在于，所述第一基板上還設(shè)置有顯示單元，所述顯示單元設(shè)置于所述夾持部的另外一側(cè)，通過第二六軸平臺設(shè)置于所述第一基板上，包括光板以及設(shè)置于所述光板上面的測試圖卡。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的頭戴顯示器鏡頭組件測試機(jī)，其特征在于，所述的第二六軸平臺還連接有用于驅(qū)動其在所述第一基板上前后運(yùn)動的第四驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
【文檔編號】G01M11/02GK204116017SQ201420621075
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】趙博剛, 楊春 申請人:青島歌爾聲學(xué)科技有限公司