本發(fā)明涉及一種近眼顯示設(shè)備的光學(xué)自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種ar、vr、mr及xr等穿戴式近眼顯示設(shè)備的檢測(cè)設(shè)備，特別涉及光學(xué)特性的測(cè)試。

背景技術(shù)：

1、近眼顯示設(shè)備(near?eye?displays，縮寫ned)的開(kāi)發(fā)進(jìn)展越趨成熟，且在市場(chǎng)上的接受度也越來(lái)越高，即例如擴(kuò)增實(shí)境(ar)、虛擬現(xiàn)實(shí)(vr)與混合實(shí)境(mr)等穿戴式裝置逐漸地普及。

2、然而，近眼顯示設(shè)備的光學(xué)特性質(zhì)測(cè)量試卻一直是各大制造商的痛點(diǎn)；其主要原因在于，近眼顯示設(shè)備為了因應(yīng)穿戴者不同視力狀態(tài)(如近視、遠(yuǎn)視或正常視力)，將容許設(shè)定為不同屈光度來(lái)進(jìn)行顯示。因此，在不同屈光度條件下進(jìn)行光學(xué)特性測(cè)試是質(zhì)測(cè)量試中不可或缺一環(huán)，然而此將直接加重了檢測(cè)上的復(fù)雜程度。

3、以傳統(tǒng)的檢測(cè)方式而言，于不同屈光度條件下，將先以人工進(jìn)行對(duì)焦，而后才進(jìn)行各項(xiàng)光學(xué)特性的測(cè)試。然而，傳統(tǒng)人工方式不確定性高，且耗費(fèi)人力資源，成本高昂，又效率不佳。

4、另外，公開(kāi)第wo2022204029號(hào)專利文獻(xiàn)中采用了具備電動(dòng)對(duì)焦功能的市售攝影鏡頭，只是該市售鏡頭畢竟不是專為近眼顯示設(shè)備所設(shè)計(jì)，所以無(wú)法完全符合近眼顯示設(shè)備的需求及相關(guān)顯示特性，成像質(zhì)量恐未盡理想，而測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性也恐有待商榷。而且，就硬件設(shè)計(jì)而言，為了將市售鏡頭整合于測(cè)試設(shè)備，將造成整體體積龐大，又必須增加一些額外安裝組件，建置成本高昂，或?qū)⒅苯佑绊憴z測(cè)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的是提供一種近眼顯示設(shè)備的光學(xué)自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)及方法，從而取代或模擬人工進(jìn)行近眼顯示設(shè)備的成像質(zhì)量檢測(cè)。于不同屈光度條件下的投射影像，可實(shí)現(xiàn)仿人眼的測(cè)量?jī)x器快速自動(dòng)對(duì)焦，所以可顯著提升測(cè)試效率，并可得到絕佳的光學(xué)影像質(zhì)量。

2、為達(dá)成上述目的，本發(fā)明一種近眼顯示設(shè)備的光學(xué)自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)，其主要包括成像模塊、影像感測(cè)模塊、位移產(chǎn)生模塊及控制器。成像模塊用于連接近眼顯示設(shè)備；影像感測(cè)模塊連接成像模塊；而位移產(chǎn)生模塊適于在至少一個(gè)維度方向上使影像感測(cè)模塊產(chǎn)生位移；控制器電連接至該近眼顯示設(shè)備、影像感測(cè)模塊及位移產(chǎn)生模塊。其中，控制器控制近眼顯示設(shè)備顯示特定圖案；控制器控制影像感測(cè)模塊拍攝特定圖案以獲取至少一個(gè)對(duì)焦影像；控制器根據(jù)對(duì)焦影像控制位移產(chǎn)生模塊，以驅(qū)使影像感測(cè)模塊朝成像模塊趨近或遠(yuǎn)離，從而進(jìn)行對(duì)焦。

3、為達(dá)成前述目的，本發(fā)明提供一種近眼顯示設(shè)備的光學(xué)自動(dòng)化測(cè)量方法，其主要包括以下步驟：首先，控制器控制近眼顯示設(shè)備顯示特定圖案；再者，控制器控制位移產(chǎn)生模塊以驅(qū)使影像感測(cè)模塊朝成像模塊趨近或遠(yuǎn)離，并控制影像感測(cè)模塊分別拍攝特定圖案以獲取多個(gè)對(duì)焦影像；其中，成像模塊介于近眼顯示設(shè)備與影像感測(cè)模塊之間；控制器根據(jù)多個(gè)對(duì)焦影像進(jìn)行對(duì)焦；接著，控制器控制測(cè)量近眼顯示設(shè)備的光學(xué)特性。

4、據(jù)此，本發(fā)明于進(jìn)行光學(xué)特性的檢測(cè)時(shí)，所采用的對(duì)焦手段是一邊移動(dòng)影像感測(cè)模塊，并一邊拍攝近眼顯示設(shè)備所顯示特定圖案，而通過(guò)比對(duì)該拍攝結(jié)果(對(duì)焦影像)來(lái)進(jìn)行對(duì)焦位置的定位。然而，這一機(jī)制可實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)對(duì)焦，且可適用于任一屈光度條件，并可適用于所有種類的近眼顯示設(shè)備，又可大幅提升檢測(cè)效率及檢測(cè)精度。

5、另一方面，由于執(zhí)行對(duì)焦的移動(dòng)構(gòu)件為影像感測(cè)模塊，而因影像在經(jīng)過(guò)成像模塊后，成像的焦距范圍可顯著地縮小，所以讓影像感測(cè)模塊自動(dòng)對(duì)焦的移動(dòng)行程距離將可大幅縮短；且因影像感測(cè)模塊體積小重量輕，所以可使位移產(chǎn)生模塊小型化，而測(cè)量系統(tǒng)的整體體積可更緊湊。再者，本發(fā)明可采用專為近眼顯示設(shè)備所設(shè)的專用成像模塊，所以在整個(gè)測(cè)試階段可得到絕佳的光學(xué)影像質(zhì)量，從而利于提升檢測(cè)質(zhì)量及檢測(cè)效率。

技術(shù)特征：

1.一種近眼顯示設(shè)備的光學(xué)自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)，其包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)，其特征是，該控制器控制該影像感測(cè)模塊分別拍攝該特定圖案以獲取多個(gè)對(duì)焦影像，該控制器根據(jù)該多個(gè)對(duì)焦影像進(jìn)行對(duì)焦。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)，其特征是，該特定圖案包括多個(gè)黑白條紋；該控制器計(jì)算該多個(gè)對(duì)焦影像的對(duì)比度并得到對(duì)焦曲線；該控制器求出該對(duì)焦曲線的峰值，并控制該位移產(chǎn)生模塊以驅(qū)使該影像感測(cè)模塊位于該峰值所對(duì)應(yīng)的位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)，其特征是，該特定圖案包括高對(duì)比度斜邊圖案或十字圖案；該控制器計(jì)算該多個(gè)對(duì)焦影像的mtf數(shù)值并得到對(duì)焦曲線；該控制器求出該對(duì)焦曲線的峰值，并控制該位移產(chǎn)生模塊以驅(qū)使該影像感測(cè)模塊位于該峰值所對(duì)應(yīng)的位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)，其特征是，該控制器進(jìn)一步控制該影像感測(cè)模塊測(cè)量該近眼顯示設(shè)備的成像質(zhì)量、色亮度、視像距離(aid)、虛像距離(vid)以及雙目屈光度中至少一者。

6.一種近眼顯示設(shè)備的光學(xué)自動(dòng)化測(cè)量方法，其特征是，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)自動(dòng)化測(cè)量方法，其特征是，于步驟(b)中，該控制器控制該位移產(chǎn)生模塊以驅(qū)使該影像感測(cè)模塊朝該成像模塊步進(jìn)地趨近或遠(yuǎn)離，并控制該影像感測(cè)模塊分別拍攝該特定圖案以獲取多個(gè)對(duì)焦影像，該控制器根據(jù)該多個(gè)對(duì)焦影像進(jìn)行對(duì)焦。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)自動(dòng)化測(cè)量方法，其特征是，該特定圖案包括多個(gè)黑白條紋；于該步驟(b)中，該控制器分別計(jì)算該多個(gè)對(duì)焦影像的對(duì)比度并得到對(duì)焦曲線；該控制器求出該對(duì)焦曲線的峰值，并控制該位移產(chǎn)生模塊以驅(qū)使該影像感測(cè)模塊位于該峰值所對(duì)應(yīng)的位置，即完成對(duì)焦。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)自動(dòng)化測(cè)量方法，其特征是，該特定圖案包括高對(duì)比度斜邊圖案或十字圖案；于該步驟(b)中，該控制器分別計(jì)算該多個(gè)對(duì)焦影像的mtf數(shù)值并得到對(duì)焦曲線；該控制器求出該對(duì)焦曲線的峰值，并控制該位移產(chǎn)生模塊以驅(qū)使該影像感測(cè)模塊位于該峰值所對(duì)應(yīng)的位置，即完成對(duì)焦。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)自動(dòng)化測(cè)量方法，其特征是，于該步驟(c)中，該光學(xué)特性包括該近眼顯示設(shè)備的成像質(zhì)量、色亮度、視像距離(aid)、虛像距離(vid)以及雙目屈光度中至少一者。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種近眼顯示設(shè)備的光學(xué)自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)及方法，具體手段為，控制器先控制近眼顯示設(shè)備顯示特定圖案；且控制位移產(chǎn)生模塊以驅(qū)使影像感測(cè)模塊朝成像模塊趨近或遠(yuǎn)離，并控制影像感測(cè)模塊分別拍攝特定圖案以獲取多個(gè)對(duì)焦影像；而控制器便根據(jù)多個(gè)對(duì)焦影像進(jìn)行對(duì)焦。最后，控制器控制測(cè)量近眼顯示設(shè)備的光學(xué)特性。據(jù)此，本發(fā)明所采用的對(duì)焦手段是一邊移動(dòng)影像感測(cè)模塊，而一邊拍攝近眼顯示設(shè)備所顯示特定圖案，并通過(guò)比對(duì)該拍攝結(jié)果來(lái)進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦。本發(fā)明可顯著提升對(duì)焦效率和測(cè)試效率，并可有效提升光學(xué)檢測(cè)的準(zhǔn)確率。

技術(shù)研發(fā)人員：蒙宏堯,歐聰憲,林裕軒,潘世耀,許時(shí)旻
受保護(hù)的技術(shù)使用者：致茂電子（蘇州）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23