一种近眼成像设备的光学参数检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及光学图像测量装置领域，具体涉及一种近眼成像设备的光学参数检测装置。


背景技术：

2.在现代社会中，近眼成像技术的发展也越来越完善，各种近眼成像设备也越来越多，如各种ar、vr、mr等智能设备，驾驶工具中的hud设备等。由于近眼显示设备的应用领域越来越广泛，越来越深入，再加上近眼图像显示设备本身特点，即其图像接收端主要是人类的双眼，因此近眼成像设备的各种光学性能的测试也越来越重要。
3.近眼成像设备的光学性能测试过程中，关于眼盒、眼点和光谱路径等的测量尤为重要，而目前涉及到眼盒、眼点以及光谱路径的测试算法还处发展和测试阶段，而相应的测试设备等也处于研发状态。


技术实现要素：

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本实用新型提供了一种近眼成像设备的光学参数检测装置，用以对近眼成像设备的光学参数进行检测。
5.为实现上述目的，本实用新型提供一种近眼成像设备的光学参数检测装置，包括：
6.第一调节机构，所述第一调节机构上放置有待检近眼成像设备，并可带动所述待检近眼成像设备在至少一个自由度上进行位移调节；
7.第二调节机构，所述第二调节机构上放置有检测设备，并可带动所述检测设备在不同于所述第一调节机构自由度的至少两个自由度上进行位移调节；
8.所述第一调节机构上设有第一水平仪，所述第一水平仪用于测试所述待检近眼成像设备的水平度；
9.所述第二调节机构上设有第二水平仪，所述第二水平仪用于测试所述检测设备的水平度，且所述第一水平仪和所述第二水平仪的测量敏感方向相同。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述检测设备为光学测量设备，所述光学测量设备的光阑前置，用于检测所述待检近眼成像设备的眼盒。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述光学测量设备包括感光组件和镜头组件，且所述镜头组件的入瞳中心正对所述待检近眼成像设备设置。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述光学测量设备上还设有激光测距仪，所述激光测距仪用于测试所述待检近眼成像设备与所述光学测量设备的距离。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述检测设备为光谱仪，所述检测设备用于检测所述待检近眼成像设备的光谱参数。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述第一调节机构包括固定座，所述固定座上设有六轴姿态调节台，所述六轴姿态调节台上方设有所述第一水平仪和所述待检近眼成像设备。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述第二调节机构包括六轴式台，所述六轴式台上方设有所述第二水平仪和所述检测设备。
16.作为本实用新型的进一步改进，所述六轴式台上方还设有安装夹具，所述检测设备可拆卸安装在所述安装夹具上。
17.作为本实用新型的进一步改进，所述第二调节机构包括六轴机械手，所述六轴机械手一端固定在水平面上，其另一端连接所述检测设备。
18.作为本实用新型的进一步改进，还包括底座，所述第一调节机构和所述第二调节机构均连接在所述底座上。
19.上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
20.总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
21.（1）本实用新型的近眼成像设备的光学参数检测装置，其通过分别在第一调节机构与第二调节机构上设置至少一个自由度，使得待检近眼成像设备可通过第一调节机构调整其水平度，检测设备可通过第二调节机构调整其水平度；而第一水平仪与第二水平仪的测量敏感方向相同使得待检近眼成像设备与检测设备在调整水平度的同时也可实现二者的对正，便于光学参数的检测；而第一调节机构与第二调节机构的配合可实现待检近眼成像设备与检测设备在三个不同自由度上的调节，实现二者在三维空间上的相对移动，进而可通过检测设备获得待检近眼成像设备的光学参数，整体装置设置形式较为简单，可实现待检近眼成像设备与检测设备的水平度对正以及光学参数检测需求。
22.（2）本实用新型的近眼成像设备的光学参数检测装置，其通过设置六轴式台，使得光学测量设备在对待检近眼成像设备的眼盒进行检测时，该光学测量设备的运动轨迹可调可控，通过光学测量设备对待检近眼成像设备的成像区域的图像清晰度和亮度等进行感知，获得待检近眼成像设备的眼盒区域边界，并通过六轴式台运动轨迹计算获得待检近眼成像设备的眼盒数据。
23.（3）本实用新型的近眼成像设备的光学参数检测装置，其通过设置六轴机械手，利用六轴机械手带动光谱仪在眼盒范围内移动，可通过光谱仪获取待检近眼成像设备眼盒范围内不同位置处的光谱参数，进而获得该待检近眼成像设备眼盒内光谱参数的均一性。
24.（4）本实用新型的近眼成像设备的光学参数检测装置，其通过将待检近眼成像设备与光学测量设备或光谱仪集成设置，首先利用第一水平仪和第二水平仪对待检近眼成像设备和检测设备的水平位置进行检测，使得二者对正设置，再通过六轴式台调整光学测量设备的位移，利用光学测量设备感知待检近眼成像设备的眼盒区域，再通过眼盒区域计算得到其眼点位置；同时通过获取的眼盒区域与眼点位置后可通过将检测设备更换为光谱仪，并利用六轴机械手带动光谱仪在该眼盒区域内运动，继而得到该待检近眼成像设备在眼盒区域内的光谱性能参数。
附图说明
25.图1是本实用新型实施例中其中一种近眼成像设备的光学参数检测装置的整体结构示意图；
26.图2是本实用新型实施例中其中一种近眼成像设备的光学参数检测装置的整体结
构示意图。
27.在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：
28.1、底座；2、固定座；3、六轴姿态调节台；4、第一水平仪；5、待检近眼成像设备；6、入瞳中心；7、第二水平仪；8、镜头组件；9、感光组件；10、激光测距仪；11、六轴式台；12、安装夹具；13、光谱仪；14、六轴机械手。
具体实施方式
29.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。
32.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，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。
33.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.实施例：
35.本实用新型优选实施例中的近眼成像设备的光学参数检测装置，如图1、图2所示，包括第一调节机构和第二调节机构，其中第一调节机构上放置有待检近眼成像设备5，且该第一调节机构可带动该待检近眼成像设备5在至少一个自由度上进行位移，并且该第一调节机构上还设有第一水平仪4，该第一水平仪4主要用于测试待检近眼成像设备5的水平度。该第二调节机构上放置有检测设备，且该第二调节机构可带动该检测设备在不同于第一调节机构运动运动自由度的至少两个自由度上进行位移调节，且该第二调节机构上设有第二水平仪7，该第二水平仪7主要用于调整检测设备的水平度。并且第一水平仪4和第二水平仪
7设置的测量敏感方向相同，使得第一水平仪4与第二水平仪7检测的待检近眼成像设备5与检测设备的水平度可进行比对，进而通过调节第一调节机构与第二调节机构以达到二者对正的目的，然后再通过调整第一调节机构或第二调节机构实现对该待检近眼成像设备5的光学参数进行测试的目的。
36.具体地，上述第一水平仪4与第二水平仪7的测量敏感方向相同指代的是在同一世界坐标系下，第一水平仪4与第二水平仪7的测量方向的x轴方向相同、y轴方向相同。
37.在对待检近眼成像设备5的光学参数进行检测时，眼盒为用户在不移动头部或进行其他调整情况下看到整个虚拟图像的三维空间区域，其为立体区域，为了能够得到眼盒数据，需要确保检测设备能够在眼盒区域内进行移动，以获得眼盒的边界区域等，得到眼盒的具体数据，即待检近眼成像设备5与检测设备之间需要具备三维空间内的运动能力。而待检近眼成像设备5和检测设备均需要通过水平仪进行水平校准工作，这使得待检近眼成像设备5至少需要一个自由度上的位移，以实现二者的对齐工作，而检测设备则可通过与该自由度相垂直的另外两个自由度上的位移，以实现二者在三维区域内的相对移动，以获得眼盒的具体数据，在得到眼盒数据后便可进一步获得眼点数据，而光谱数据也可通过在眼盒区域内测算得到。
38.优选地，本技术中的待检近眼成像设备5主要为ar眼镜或vr眼镜，也可以是与ar或vr眼镜相同或类似的可穿戴设备。
39.优选地，为了方便对本技术中的待检近眼成像设备5和检测设备进行调整，本技术中的第一调节机构和第二调节机构的位置调整可不局限于一个自由度或两个自由度，二者均可设置为在空间上任意位置和角度的调整。优选地，该第一调节机构可实现在竖直方向和朝向或背离检测设备方向上进行调整，该第二调节机构具备xyz三个方向上的调整，以便于光学参数的检测。
40.进一步地，作为本实用新型的优选实施例，本技术中的检测设备为光学测量设备，该光学测量设备主要用于待检近眼成像设备5的眼盒，而眼点主要根据眼盒的区域计算得到。具体地，光学测量设备主要是光阑前置，并且视角较大，对焦无穷远且景深较大的一类光学测量设备，其主要用于近眼设备的光学参数检测。
41.优选地，本技术中的光学测量设备包括感光组件9和镜头组件8，其中镜头组件8的入瞳中心6朝向待检近眼成像设备5设置，感光组件9设置在镜头组件8背离待检近眼成像设备5的一侧。
42.进一步地，在检测设备为光学测量设备时，为了通过光学测量设备获得待检近眼成像设备5的眼盒数据，还需获得该光学测量设备与待检近眼成像设备5之间的距离。为此，在该光学测量设备上还设置有激光测距仪10，激光测距仪10本身与光学测量设备保持不动，在激光测距仪10测定得到与待检近眼成像设备5之间的距离后，再减去激光测距仪10与光学测量设备上入瞳中心6的距离，即可获得该待检近眼成像设备5与光学测量设备上入瞳中心6的距离，以用于眼盒数据的计算。
43.进一步地，作为本实用新型的可选实施例，本技术中的检测设备为光谱仪13，该光谱仪13主要用于检测待检近眼成像设备5的光谱参数。具体地，该光谱仪13主要用于检测待检近眼成像设备5的眼盒内的光谱数据。因此，该近眼成像设备需要先通过光学测量设备获取待检近眼成像设备5的眼盒、眼点数据，然后再将光学测量设备更换为光谱仪13，再通过
光谱仪13在眼盒内检测其光谱数据。
44.进一步地，作为本实用新型的优选实施例，本技术中由于光学测量设备与光谱仪13本身获取数据的不同，二者的测量方式等也存在差异，因此对应的第二调节机构的设置形式也存在不同。
45.具体地，在该检测设备为光学测量设备时，该第二调节机构包括六轴式台11，该六轴式台11上顶部为水平面，该光学测量设备与第二水平仪7均设置在六轴式台11的顶部。优选地，在眼盒测定过程中，需要利用第二调节机构带动光学测量设备在三维空间内运动。为此，为了确保光学测量设备运动的稳定性，在该六轴式台11的顶部设置有安装夹具12，该安装夹具12固定设置在六轴式台11顶部，该光学测量设备可拆卸设置在安装夹具12上。
46.进一步地，该六轴式台11包括有上下两个端面，两个端面之间设置有六根伸缩式电动缸，六根伸缩式电动缸可带动六轴式台11的顶面在空间的六个自由度上进行运动，进而带动设置在六轴式台11上的光学测量设备在空间内的运动，以获得待检近眼成像设备5的眼盒数据。
47.进一步地，在该检测设备为光谱仪13时，该第二调节机构包括六轴机械手14，该六轴机械手14一端固定在水平面上，其另一端连接光谱仪13的尾部，可通过预先程序设定，该六轴机械手14可带动光谱仪13在空间上运动，以测试待检近眼成像设备5在眼盒区域内的光谱数据。
48.进一步地，作为本实用新型的优选实施例，本技术中的第一调节机构主要包括固定座2，在固定座2上设有六轴姿态调节台3，该六轴姿态调节台3的上方设置有第一水平仪4和待检近眼成像设备5。固定座2主要用于调整待检近眼成像设备5的竖向高度，使得待检近眼成像设备5放置在六轴姿态调节台3上后，其水平高度与光学测量设备的水平高度相当，方便六轴姿态调节台3调整后可实现待检近眼成像设备5与光学测量设备的快速对正。
49.进一步地，作为本实用新型的优选实施例，本技术中的近眼成像设备的光学参数检测设备还包括有底座1，第一调节机构和第二调节机构等均设置在底座1上。由于在对待检近眼成像设备5的光学参数进行检测时，待检近眼成像设备5与检测设备的对正以及检测过程中位移的精确度等均有较高的要求，因此需要保证第一调节机构与第二调节机构的底部固定，并且二者处于一个水平面处，以便于待检近眼成像设备5与检测设备的调整。为此，在第一调节机构与第二调节机构底部设置底座1，使得二者可拆卸连接在底座1上，便于光学参数的检测以及整体设备的搬运等。
50.本技术中的近眼成像设备的光学参数检测设备的工作过程如下：在需要对待检近眼成像设备5的眼盒进行检测时，首先将待检近眼成像设备5放置在六轴姿态调节台3上，对其进行固定，然后通过第一水平仪4对待检近眼成像设备5的水平度进行检测，再利用六轴姿态调节台3进行调整，使得待检近眼成像设备5处于水平状态；将光学测量设备放置在安装夹具12上，使得光学测量设备与六轴式台11相对固定，通过第二水平仪7对光学测量设备的水平度进行检测，利用六轴式台11调整光学测量设备的水平度和位置，并使得光学测量设备与待检近眼成像设备5对正设置；调整光学测量设备位置并对待检近眼成像设备5的眼盒范围进行检测，获得待检近眼成像设备5的眼盒，根据待检近眼成像设备5的眼盒获得其眼点位置；将光学测量设备与六轴式台11进行更换，更换为六轴机械手14与光谱仪13，通过六轴机械手14带动光谱仪13在眼盒范围内检测待检近眼成像设备5的光谱数据。
51.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。