一种视觉体感设备测试系统及方法与流程

本发明涉及视觉设备技术领域，特别是涉及一种视觉体感设备测试系统及方法。

背景技术：

随着信息时代和5g时代的到来，人工智能、深度学习、机器视觉、大数据、虚拟现实和增强现实(ar/vr)等领域的发展推动了各种光电子体感设备的发展和应用。其中，由于眼睛是人类获取外界信息的一种主要器官，据估计正常人从外界所接受到的信息有90％以上是通过视觉系统输入的。随着各领域对信息显示需求的显著提升，相应的双目视觉体感设备的发展尤为迅猛，应用领域也不断扩展，从光电火控系统、民用航空飞机和汽车驾驶，到装配制造业、医疗、娱乐、影视等领域，特别是近几年来消费类头戴双目视觉体感设备逐渐进入大众生活，并引起公众对双目视觉体感设备的关注与热捧。

随着相关视觉体感设备的不断普及和应用，随之而来的便是在视觉体感设备大批量量产之后，如何高效地快捷地准确地对视觉体感设备在生产过程中的显示成像像质进行检测并进行合理装调，以提高检测效率和生产效率。人眼的功能和适应性是很强大的，但同时人眼也是脆弱和宝贵的，因此每一款目视设备的研制和生产过程中，都需要对目视设备进行模拟人眼的一些关键参数检测，以减少设备产品对佩戴者或者使用者双眼的不适和损害，是最基本的安全性测试。

现有技术中，对视觉体感设备的显示测试是由专门测试人员一台一台地亲身佩戴测试，依靠测试人员主观感受进行，一切评判是根据测试人员的经验和肉眼感受给出，若测试人员长时间佩戴进行测试工作会产生视觉疲劳或者视觉误判，会导致测试结果产生偏差或者错误，因此这种人工测试方法受测试人员的经验和测试时自身状态的影响很大，主观性强，不同测试人员通常会给出不同的测试结果。并且这种人工测试方法效率低，在小批量生产中还可以胜任，在大批量生产中往往无法满足工时要求，同时也会带来较大的废品率，对产品生产带来影响。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种视觉体感设备测试系统及方法，能够取代人眼对视觉体感设备进行显示像质检测，能够使测试和评判方法统一，能够提高效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种视觉体感设备测试系统，包括合像光学装置、成像装置和数据处理装置，

所述合像光学装置用于分别从待测试视觉体感设备的第一瞳孔、第二瞳孔收集图像光线并将两部分图像光线汇合；

所述成像装置用于接收汇合光线并成像，所述数据处理装置用于根据所述成像装置所成图像进行分析而获得所述待测试视觉体感设备的显示像质测试结果。

优选的，所述合像光学装置包括第一导光部、第二导光部和合光部，所述第一导光部用于从所述待测试视觉体感设备的第一瞳孔收集图像光线并将图像光线引导入射至所述合光部，所述第二导光部用于从所述待测试视觉体感设备的第二瞳孔收集图像光线并将图像光线引导入射至所述合光部，所述合光部用于将两部分图像光线汇合。

优选的，所述第一导光部包括第一反射面，从所述待测试视觉体感设备的第一瞳孔收集的图像光线经过所述第一反射面反射而入射至所述合光部，所述第二导光部包括第二反射面和第三反射面，从所述待测试视觉体感设备的第二瞳孔收集的图像光线依次经过所述第二反射面和所述第三反射面反射而入射至所述合光部。

优选的，还包括瞳距调整装置，用于调整所述合像光学装置的所述第一导光部和所述第二导光部的间距，以使得所述第一导光部和所述第二导光部分别对应于所述待测试视觉体感设备的第一瞳孔和第二瞳孔。

优选的，还包括运动调整装置，用于驱动所述合像光学装置前后平移运动、左右平移运动、俯仰旋转运动或者方位旋转运动。

一种视觉体感设备测试方法，应用以上所述的视觉体感设备测试系统进行测试，包括：

将合像光学装置的第一导光部、第二导光部分别对准于待测试视觉体感设备的第一瞳孔、第二瞳孔，合像光学装置的第一导光部用于从待测试视觉体感设备的第一瞳孔收集图像光线，第二导光部用于从待测试视觉体感设备的第二瞳孔收集图像光线；

控制与所述待测试视觉体感设备的待测试瞳孔对应的像源向所述待测试视觉体感设备投射出基准图像，另一像源向所述待测试视觉体感设备投射出背景图像；

控制成像装置形成图像以及数据处理装置根据所述成像装置所成图像进行分析而获得所述待测试视觉体感设备的待测试瞳孔的显示像质测试结果。

优选的，还包括：

将所述合像光学装置的第一导光部、第二导光部分别对准于待测试视觉体感设备的第一瞳孔、第二瞳孔；

控制与所述待测试视觉体感设备的第一瞳孔对应的像源向所述待测试视觉体感设备投射出基准图像，另一像源向所述待测试视觉体感设备投射出背景图像；

控制所述成像装置形成图像以及所述数据处理装置根据所述成像装置所成图像进行分析而获得所述待测试视觉体感设备的第一瞳孔的显示像质测试结果；

控制与所述待测试视觉体感设备的第二瞳孔对应的像源向所述待测试视觉体感设备投射出基准图像，另一像源向所述待测试视觉体感设备投射出背景图像；

控制所述成像装置形成图像以及所述数据处理装置根据所述成像装置所成图像进行分析而获得所述待测试视觉体感设备的第二瞳孔的显示像质测试结果；

控制所述数据处理装置对所述成像装置针对所述待测试视觉体感设备的第一瞳孔、第二瞳孔分别所成的图像结合分析，获得所述待测试视觉体感设备合像的显示像质测试结果。

优选的，还包括：对所述待测试视觉体感设备进行测试之前，使用基准视觉体感设备对所述视觉体感设备测试系统进行标定，获得使用所述视觉体感设备测试系统所得图像的像元距离与实际距离的几何关系。

优选的，控制成像装置形成图像包括：驱动所述合像光学装置前后平移运动、左右平移运动、俯仰旋转运动或者方位旋转运动，在所述合像光学装置到达各个运动位置时控制所述成像装置形成图像。

优选的，控制成像装置形成图像包括：

根据对所述待测试视觉体感设备测试的参数以及预先制定的测试方案，驱动所述合像光学装置前后平移运动、左右平移运动、俯仰旋转运动或者方位旋转运动，在所述合像光学装置到达各个运动位置时控制所述成像装置形成图像。

由上述技术方案可知，本发明所提供的视觉体感设备测试系统包括合像光学装置、成像装置和数据处理装置，合像光学装置分别从待测试视觉体感设备的第一瞳孔、第二瞳孔收集图像光线并将两部分图像光线汇合，成像装置用于接收汇合光线并成像，数据处理装置根据成像装置形成图像进行分析而获得待测试视觉体感设备的显示像质测试结果。与现有人工测试方法相比，本发明的视觉体感设备测试系统能够取代人眼对视觉体感设备进行显示像质检测，能够使测试和评判方法统一，能够提高效率。

本发明提供的一种视觉体感设备测试方法，能够达到上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种视觉体感设备测试系统的示意图；

图2为本发明实施例中合像光学装置和成像装置的示意图；

图3为本发明又一实施例提供的一种视觉体感设备测试系统的结构图；

图4为本发明实施例提供的一种视觉体感设备测试方法的流程图；

图5为本发明实施例中第一像源和第一透镜组的示意图；

图6为本发明又一实施例提供的一种视觉体感设备测试方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种视觉体感设备测试系统，包括合像光学装置、成像装置和数据处理装置；

所述合像光学装置用于分别从待测试视觉体感设备的第一瞳孔、第二瞳孔收集图像光线并将两部分图像光线汇合；

所述成像装置用于接收汇合光线并成像，所述数据处理装置用于根据所述成像装置所成图像进行分析而获得所述待测试视觉体感设备的显示像质测试结果。

使用本视觉体感设备测试系统对视觉体感设备测试时，控制待测试视觉体感设备的像源投射出图像，合像光学装置分别从待测试视觉体感设备的第一瞳孔、第二瞳孔收集图像光线并将两部分图像光线汇合，由成像装置接收汇合光线并成像，从而本视觉体感设备测试系统基于人眼视觉成像原理，通过合像光学装置和成像装置捕获通过视觉体感设备观看到的图像光线。进而，数据处理装置根据成像装置所成图像进行分析而获得待测试视觉体感设备的显示像质测试结果。

与现有人工测试方法相比，本实施例的视觉体感设备测试系统能够取代人眼对视觉体感设备进行显示像质检测，能够使测试和评判方法统一，能够提高效率。

下面结合具体实施方式对本视觉体感设备测试系统进行详细说明。请参考图1，图1为本实施例提供的一种视觉体感设备测试系统的示意图，由图可知，所述视觉体感设备测试系统包括合像光学装置11、成像装置12和数据处理装置13。

合像光学装置11用于分别从待测试视觉体感设备10的第一瞳孔、第二瞳孔收集图像光线并将两部分图像光线汇合。具体的，合像光学装置11包括第一导光部、第二导光部和合光部，第一导光部用于从待测试视觉体感设备10的第一瞳孔收集图像光线并将图像光线引导入射至所述合光部，第二导光部用于从待测试视觉体感设备10的第二瞳孔收集图像光线并将图像光线引导入射至所述合光部，所述合光部用于将两部分图像光线汇合。在一种具体实施方式中，可参考图2所示，图2为本实施例中合像光学装置和成像装置的示意图，根据图可看出，第一导光部包括第一反射面111，从待测试视觉体感设备的第一瞳孔收集的图像光线经过第一反射面111反射而入射至合光部110。第二导光部包括第二反射面112和第三反射面113，从待测试视觉体感设备的第二瞳孔收集的图像光线依次经过第二反射面112和第三反射面113反射而入射至合光部110。合光部110将汇合光入射到成像装置12。可以理解的是，本测试系统中合像光学装置的第一导光部和第二导光部不限于上述光路结构，在本发明其它实施例中，合像光学装置的第一导光部或者第二导光部可以是其它光学结构形式，也都在本发明保护范围内。可选的，合光部110具体将由第一导光部引导入射的图像光线反射出，并将由第二导光部引导入射的图像光线透射出，而将两路图像光线汇合。合光部110可采用分束元件如分束镜。

优选的，合像光学装置11还包括设置在合光部和成像装置12之间的用于将由所述合光部输出的汇合光线汇聚到成像装置12的第三透镜组。通过第三透镜组使得由合像光学装置11输出的汇合光高效地入射到成像装置12。

优选的，本实施例测试系统还包括瞳距调整装置，用于调整所述合像光学装置的所述第一导光部和所述第二导光部的间距，以使得所述第一导光部和所述第二导光部分别对应于待测试视觉体感设备的第一瞳孔和第二瞳孔。请参考图3，图3为又一实施例的视觉体感设备测试系统的结构图，通过瞳距调整装置14能够调整合像光学装置11的第一导光部和第二导光部的间距，使得合像光学装置11能够适用于不同的视觉体感设备。

进一步优选的，可参考图3，本实施例测试系统还包括运动调整装置15，用于驱动所述合像光学装置11前后平移运动、左右平移运动、俯仰旋转运动或者方位旋转运动。以驱动合像光学装置11能模拟人眼进行前后平移运动、左右平移运动、俯仰旋转运动或者方位旋转运动，以能够满足各种测试需求。

成像装置12用于接收汇合光并成像。可选的，成像装置12可以是ccd相机，或者也可以是其它成像装置，都在本发明保护范围内。数据处理装置13用于根据成像装置12所成图像进行分析而获得待测试视觉体感设备10的显示像质测试结果。测试结果包括测试得到的各种显示像质参数，示例性的，视觉体感设备的显示像质参数包括显示视场、目镜光轴平行度、出瞳直径、出瞳距、视差、双目显示亮度偏差、畸变、瞳距等参数。数据处理装置13可采用计算机。

优选的，本实施例测试系统还包括用于安装待测试视觉体感设备10的固定装置。进行测试前将待测试视觉体感设备10安装到固定装置上，将待测试视觉体感设备安装固定。

本发明实施例还提供一种视觉体感设备测试方法，应用以上所述的视觉体感设备测试系统进行，请参考图4，图4为本实施例的一种视觉体感设备测试方法的流程图，由图可知所述方法包括以下步骤：

s20：将合像光学装置的第一导光部、第二导光部分别对准于待测试视觉体感设备的第一瞳孔、第二瞳孔。

待测试视觉体感设备10包括第一像源和第二像源，第一像源和第二像源分别用于投射出图像，图像光线经过设备内的光学结构后形成被用户观看的图像光线，从第一瞳孔、第二瞳孔传播出，从而使得用户通过第一瞳孔、第二瞳孔能够观看图像。示例性的，待测试的视觉体感设备可包括：与所述第一像源对应设置的用于将所述第一像源投射出的图像引导传播的第一透镜组，和/或与第二像源对应设置的用于将所述第二像源投射出的图像引导传播的第二透镜组。第一透镜组可对光具有准直或者汇聚等作用，第二透镜组可对光具有准直或者汇聚等作用，透镜组可包括凸透镜、凹透镜或者光阑等光学元件。请参考图5，图5为本实施例中第一像源和第一透镜组的示意图，可看出，第一透镜组101与第一像源100对应设置，第一像源100投射出的图像通过第一透镜组101引导传播。合像光学装置11的第一导光部用于从待测试视觉体感设备的第一瞳孔收集图像光线，第二导光部用于从待测试视觉体感设备的第二瞳孔收集图像光线。

优选的，在对待测试视觉体感设备进行测试之前，先对使用的视觉体感设备测试系统进行标定，具体使用基准视觉体感设备对视觉体感设备测试系统进行标定，以获得使用视觉体感设备测试系统所得图像的像元距离与实际距离的几何关系。在具体操作时，将基准视觉体感设备安装到预设位置，将测试系统合像光学装置的第一导光部、第二导光部分别对准基准视觉体感设备的第一瞳孔、第二瞳孔，控制像源显示图像并由测试系统的成像装置获得图像而进行标定，具体可以驱动合像光学装置前后平移运动、左右平移运动、俯仰旋转运动或者方位旋转运动，以合像光学装置处于不同位置、不同俯仰角度和不同方位角度获取图像而进行标定，这样保证使用本测试系统的测试准确性。

开始测试后，首先将待测试视觉体感设备安装在预设位置，比如安装到固定装置上，并对测试系统的合像光学装置调整瞳距，使合像光学装置的第一导光部、第二导光部分别对准于待测试视觉体感设备的第一瞳孔、第二瞳孔。具体本测试系统可通过瞳距调整装置自动进行瞳距调整。调整完成后，可以将待测试视觉体感设备固定安装。

s21：控制与所述待测试视觉体感设备的待测试瞳孔对应的像源向所述待测试视觉体感设备投射出基准图像，另一像源向所述待测试视觉体感设备投射出背景图像。

若对待测试视觉体感设备的左目进行显示像质测试，那么控制与待测试视觉体感设备的左目瞳孔对应的像源(第一像源或者第二像源)投射出基准图像，并控制另一像源(第二像源或者第一像源)投射出背景图像。若对待测试视觉体感设备的右目进行显示像质测试，那么控制与待测试视觉体感设备的右目瞳孔对应的像源投射出基准图像，并控制另一像源投射出背景图像。

s22：控制成像装置形成图像以及数据处理装置根据所述成像装置所成图像进行分析而获得所述待测试视觉体感设备的待测试瞳孔的显示像质测试结果。

控制成像装置形成图像，以及控制数据处理装置根据成像装置所处图像进行分析，而获得待测试视觉体感设备的待测试瞳孔的显示像质测试结果。

优选的，本实施例中，控制成像装置形成图像包括：驱动所述合像光学装置前后平移运动、左右平移运动、俯仰旋转运动或者方位旋转运动，在所述合像光学装置到达各个运动位置时控制所述成像装置形成图像。这样驱动合像光学装置模拟人眼前后平移运动、左右平移运动、俯仰旋转运动或者方位旋转运动，成像装置获得各个不同位置、不同俯仰角度或者不同方位角度的图像，进而数据处理装置能够根据获得的各个图像进行分析，得到待测试视觉体感设备的待测试瞳孔的显示像质参数结果。

本实施例的视觉体感设备测试方法应用以上所述视觉体感设备测试系统进行，与现有人工测试方法相比，能够取代人眼对视觉体感设备进行显示像质检测，能够使测试和评判方法统一，能够提高效率。

进一步优选的，请参考图6，本实施例的一种视觉体感设备测试方法还包括以下过程，具体包括以下步骤：

s30：将合像光学装置的第一导光部、第二导光部分别对准于待测试视觉体感设备的第一瞳孔、第二瞳孔。

进行测试时，首先将待测试视觉体感设备安装在预设位置，比如安装到固定装置上，并对测试系统的合像光学装置调整瞳距，使合像光学装置的第一导光部、第二导光部分别对准于待测试视觉体感设备的第一瞳孔、第二瞳孔。具体本测试系统可通过瞳距调整装置自动进行瞳距调整。调整完成后，可以将待测试视觉体感设备固定安装。

s31：控制与所述待测试视觉体感设备的第一瞳孔对应的像源向所述待测试视觉体感设备投射出基准图像，另一像源向所述待测试视觉体感设备投射出背景图像。

先对待测试视觉体感设备的第一瞳孔测试，相应先控制与视觉体感设备第一瞳孔对应的像源(比如第一像源)投射出基准图像，而将另一像源(比如第二像源)投射出背景图像。

s32：控制所述成像装置形成图像以及所述数据处理装置根据所述成像装置所成图像进行分析而获得所述待测试视觉体感设备的第一瞳孔的显示像质测试结果。

具体的，控制成像装置形成图像包括：根据对待测试视觉体感设备测试的参数以及预先制定的测试方案，驱动所述合像光学装置前后平移运动、左右平移运动、俯仰旋转运动或者方位旋转运动，在所述合像光学装置到达各个运动位置时控制所述成像装置形成图像。

针对不同的视觉体感设备，可能相应要求测试不同的显示像质参数，因此可以针对不同的视觉体感设备，根据所要求测试的显示像质参数制定测试方案，测试方案包括驱动合像光学装置处于不同位置、不同俯仰角度或者不同方位角度。

s33：控制与所述待测试视觉体感设备的第二瞳孔对应的像源向所述待测试视觉体感设备投射出基准图像，另一像源向所述待测试视觉体感设备投射出背景图像。

对待测试视觉体感设备的第二瞳孔测试，相应控制与视觉体感设备第二瞳孔对应的像源(比如第二像源)投射出基准图像，而将另一像源(比如第一像源)投射出背景图像。

s34：控制所述成像装置形成图像以及所述数据处理装置根据所述成像装置所成图像进行分析而获得所述待测试视觉体感设备的第二瞳孔的显示像质测试结果。

具体的，控制成像装置形成图像包括：根据对所述待测试视觉体感设备测试的参数以及预先制定的测试方案，驱动所述合像光学装置前后平移运动、左右平移运动、俯仰旋转运动或者方位旋转运动，在所述合像光学装置到达各个运动位置时控制所述成像装置形成图像。针对不同的视觉体感设备，可能相应要求测试不同的显示像质参数，因此可以针对不同的视觉体感设备，根据所要求测试的显示像质参数制定测试方案，测试方案包括驱动合像光学装置处于不同位置、不同俯仰角度或者不同方位角度。

s35：控制所述数据处理装置对所述成像装置针对所述待测试视觉体感设备的第一瞳孔、第二瞳孔分别所成的图像结合分析，获得所述待测试视觉体感设备合像的显示像质测试结果。

获得的显示像质测试结果包括测试获得的各个参数结果，示例性的，视觉体感设备的显示像质参数包括显示视场、目镜光轴平行度、出瞳直径、出瞳距、视差、双目显示亮度偏差、畸变、瞳距等参数。

由上述内容可以看出，本实施例的视觉体感设备测试方法能够取代人眼对视觉体感设备进行显示像质检测，能够使测试和评判方法统一，并且能够获得视觉体感设备单目的显示像质测试结果以及双目合像的显示像质测试结果，与现有技术相比能够提高效率。

以上对本发明所提供的一种视觉体感设备测试系统及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。