本發(fā)明涉及一種測(cè)試裝置，尤其涉及一種頭戴顯示設(shè)備光學(xué)性能測(cè)試的裝置及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有頭戴顯示設(shè)備的光學(xué)性能測(cè)試主要依賴于人眼評(píng)價(jià)。由于人眼評(píng)價(jià)主觀性較強(qiáng)、無(wú)量化標(biāo)準(zhǔn)、人與人之間偏差大等特點(diǎn)，無(wú)法適用于頭戴顯示設(shè)備的像質(zhì)評(píng)價(jià)中。而少數(shù)可評(píng)價(jià)頭戴顯示設(shè)備的方式方法，功能單一，測(cè)試成本高，操作復(fù)雜，耗時(shí)長(zhǎng)?；谏鲜雒枋?，如何解決頭戴顯示設(shè)備光學(xué)性能檢測(cè)的問(wèn)題成為當(dāng)務(wù)之急。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種頭戴顯示設(shè)備的測(cè)試裝置及方法，以解決頭戴顯示設(shè)備光學(xué)性能檢測(cè)的問(wèn)題。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：
一種頭戴顯示設(shè)備的測(cè)試裝置，其特征在于它包括標(biāo)定裝置、頭戴顯示設(shè)備調(diào)校裝置、圖像接收系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)及導(dǎo)軌；
圖像接收系統(tǒng)，由結(jié)構(gòu)相同的第一物鏡和第二物鏡，結(jié)構(gòu)相同的第一相機(jī)和第二相機(jī)，結(jié)構(gòu)相同的第一相機(jī)位移平臺(tái)和第二相機(jī)位移平臺(tái)和底座組成，第一物鏡固定在第一相機(jī)上，第二物鏡固定在第二相機(jī)上，第一相機(jī)安裝在第一相機(jī)位移平臺(tái)上，第二相機(jī)安裝在第二相機(jī)位移平臺(tái)上，第一相機(jī)位移平臺(tái)和第二相機(jī)位移平臺(tái)固定在底座上，而且第一物鏡、第二物鏡的光軸相互平行，第一相機(jī)和第二相機(jī)感光元件的感光面分別與第一物鏡和第二物鏡的像平面重合，第一相機(jī)和第二相機(jī)的鏡頭分別對(duì)準(zhǔn)頭戴顯示設(shè)備的兩個(gè)顯示模塊，調(diào)校頭戴顯示設(shè)備的兩個(gè)顯示模塊的光軸和第一相機(jī)和第二相機(jī)所在的光軸共線，第一相機(jī)和第二相機(jī)設(shè)有圖像采集卡，圖像采集卡將采集到的測(cè)試影像上傳至圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行分析和處理；
標(biāo)定裝置，包括支架和標(biāo)定板，支架裝在固定導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌置于兩個(gè)相機(jī)的中間位置，支架放置在相機(jī)鏡頭前方，支架能夠沿著垂直于地面方向伸縮調(diào)整長(zhǎng)度，并能夠沿著導(dǎo)軌方向移動(dòng)到設(shè)定位置；
頭戴顯示設(shè)備調(diào)校裝置，由頭戴顯示設(shè)備位移平臺(tái)和固定裝置組成，頭戴顯示設(shè)備安裝在所述的固定裝置上，所述固定裝置安裝在所述的頭戴顯示設(shè)備位移平臺(tái)上；
圖像處理系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)構(gòu)成，通過(guò)網(wǎng)線與兩個(gè)相機(jī)相連。
所述標(biāo)定板包括印有網(wǎng)格基準(zhǔn)圖案的標(biāo)定板a和印有斜正方形陣列基準(zhǔn)圖案的標(biāo)定板b。
所述的圖像處理系統(tǒng)，包括一輸入單元、一顯示單元、一存儲(chǔ)單元及一圖像處理單元，所述的該圖像處理單元包括影像導(dǎo)入模塊、偏移測(cè)試模塊、視域測(cè)試模塊、roi識(shí)別處理模塊及測(cè)試模塊，該影像導(dǎo)入模塊用于接收輸入單元傳送的輸入信息，在識(shí)別該信息后根據(jù)輸入信息產(chǎn)生一影像導(dǎo)入指令，控制圖像接收系統(tǒng)獲取頭戴顯示設(shè)備的影像并將所獲取的影像顯示于顯示單元，該偏移測(cè)試模塊用于標(biāo)定測(cè)試裝置和檢測(cè)頭戴顯示設(shè)備的中心偏移量及雙目視軸的夾角，該視域測(cè)試模塊用于檢測(cè)頭戴顯示設(shè)備的視域fov大小，該roi識(shí)別處理模塊用于提取視頻影像興趣區(qū)域roi的圖像，該測(cè)試模塊用于根據(jù)所確定的fov和roi對(duì)該頭戴顯示設(shè)備的顯示性能進(jìn)行測(cè)量。
所述視域測(cè)試模塊包括一邊界點(diǎn)檢測(cè)子模塊及一頂點(diǎn)檢測(cè)子模塊，該邊界點(diǎn)檢測(cè)子模塊用于檢測(cè)所獲取影像的邊界線的像素、位置及其灰度值，頂點(diǎn)檢測(cè)子模塊用于檢測(cè)所獲取影像的頂點(diǎn)的像素、位置及其灰度值。
所述roi識(shí)別處理模塊包括roi識(shí)別子模塊及roi處理子模塊，所述roi識(shí)別子模塊用于識(shí)別所獲取影像中的roi，所述roi處理子模塊用于對(duì)所獲取roi進(jìn)行圖像處理和分析。
一種頭戴顯示設(shè)備的測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特征在于包括檢測(cè)頭戴顯示設(shè)備的視域fov的方法，具體步驟如下：
61）用兩根網(wǎng)線將圖像接收系統(tǒng)中兩個(gè)相機(jī)的接口與交換機(jī)接口相連，并用網(wǎng)線將圖像處理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)與交換機(jī)相連；
62）支架沿著導(dǎo)軌方向移動(dòng)到設(shè)定位置，印有網(wǎng)格基準(zhǔn)圖案的標(biāo)定板a固定在所述的支架上，調(diào)整支架使標(biāo)定板a中心高度與兩個(gè)相機(jī)之間的中心高度一致；
63）調(diào)節(jié)第一相機(jī)和第二相機(jī)的變焦環(huán)使兩者焦距相等，并使標(biāo)定板圖像整個(gè)充滿拍攝畫面，調(diào)節(jié)第一相機(jī)和第二相機(jī)的對(duì)焦環(huán)，使兩者拍攝到的標(biāo)定板圖像清晰，調(diào)節(jié)第一相機(jī)和第二相機(jī)的光圈葉片，使兩者光圈大小相等畫面亮度適中；
64）讀取第一相機(jī)和第二相機(jī)拍攝的畫面，獲取該畫面對(duì)角線長(zhǎng)度a0；
65）將待測(cè)頭戴顯示設(shè)備安裝在頭戴顯示設(shè)備調(diào)校裝置的固定裝置上，調(diào)校頭戴顯示設(shè)備的兩個(gè)顯示模塊的光軸和第一相機(jī)和第二相機(jī)所在的光軸共線；
66）檢測(cè)待測(cè)頭戴顯示設(shè)備畫面區(qū)域邊緣位置并獲取待測(cè)頭戴顯示設(shè)備畫面對(duì)角線長(zhǎng)度a，由該長(zhǎng)度a、步驟64）中的對(duì)角線長(zhǎng)度a0、第一相機(jī)和第二相機(jī)的焦距f和第一相機(jī)和第二相機(jī)畫幅尺寸y分別計(jì)算得到頭戴顯示設(shè)備的fov:fov=a/a0*2*arctan(y/2f)。
一種頭戴顯示設(shè)備的測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特征在于包括檢測(cè)頭戴顯示設(shè)備的光學(xué)調(diào)制傳遞函數(shù)的方法，步驟如下：
71）用兩根網(wǎng)線將圖像接收系統(tǒng)中兩個(gè)相機(jī)的接口與交換機(jī)接口相連，并用網(wǎng)線將圖像處理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)與交換機(jī)相連；
72）支架沿著導(dǎo)軌方向移動(dòng)到設(shè)定位置，印有斜正方形陣列基準(zhǔn)圖案的標(biāo)定板b固定在所述的支架上，調(diào)整支架使標(biāo)定板b中心高度與兩個(gè)相機(jī)之間的中心高度一致；
73）調(diào)節(jié)第一相機(jī)和第二相機(jī)的變焦環(huán)使兩者焦距相等，并使標(biāo)定板圖像整個(gè)充滿拍攝畫面，調(diào)節(jié)第一相機(jī)和第二相機(jī)的對(duì)焦環(huán)，使兩者拍攝到的標(biāo)定板圖像清晰，調(diào)節(jié)第一相機(jī)和第二相機(jī)的光圈葉片，使兩者光圈大小相等畫面亮度適中；
74）讀取第一相機(jī)和第二相機(jī)拍攝的畫面，計(jì)算畫面中至少一個(gè)興趣區(qū)域的調(diào)制傳遞函數(shù)mtf值，實(shí)時(shí)計(jì)算調(diào)制傳遞函數(shù)mtf值并將數(shù)值顯示在顯示單元，調(diào)整對(duì)焦環(huán)找到調(diào)制傳遞函數(shù)最大的位置，記錄此時(shí)的調(diào)制傳遞函數(shù)值即為測(cè)試系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù)值mtf0；若興趣區(qū)域有數(shù)個(gè)，則記錄所有興趣區(qū)域的調(diào)制傳遞函數(shù)mtf0(1)、mtf0(2)、…、mtf0(n)為測(cè)試系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù)值；
75）將待測(cè)頭戴顯示設(shè)備安裝在頭戴顯示設(shè)備調(diào)校裝置的固定裝置上，調(diào)校頭戴顯示設(shè)備的兩個(gè)顯示模塊的光軸和第一相機(jī)和第二相機(jī)所在的光軸共線；
76）通過(guò)待測(cè)頭戴顯示設(shè)備本身的主板或控制板在待測(cè)頭戴顯示設(shè)備的兩個(gè)顯示模塊的中心各產(chǎn)生一個(gè)斜正方形陣列測(cè)試圖，通過(guò)待測(cè)頭戴顯示設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)后會(huì)在第一物鏡和第二物鏡物面產(chǎn)生虛像，經(jīng)過(guò)第一物鏡和第二物鏡后，在第一相機(jī)和第二相機(jī)的感光元件上分別產(chǎn)生像；
77）讀取第一相機(jī)和第二相機(jī)拍攝的畫面，計(jì)算畫面中步驟74）所選取的至少一個(gè)興趣區(qū)域的調(diào)制傳遞函數(shù)mtf值，實(shí)時(shí)計(jì)算調(diào)制傳遞函數(shù)mtf值并將數(shù)值顯示在顯示單元，調(diào)整對(duì)焦環(huán)找到調(diào)制傳遞函數(shù)最大的位置，記錄此時(shí)的調(diào)制傳遞函數(shù)值即為頭戴顯示設(shè)備和測(cè)試系統(tǒng)級(jí)聯(lián)的調(diào)制傳遞函數(shù)值mtf1；若興趣區(qū)域有數(shù)個(gè)，則記錄所有興趣區(qū)域的調(diào)制傳遞函數(shù)mtf1(1)、mtf1(2)、…、mtf1(n)為測(cè)試系統(tǒng)級(jí)聯(lián)的調(diào)制傳遞函數(shù)值；
78）由測(cè)試系統(tǒng)調(diào)制傳遞函數(shù)值mtf0和頭戴顯示設(shè)備及系統(tǒng)級(jí)聯(lián)的mtf1值可得到頭戴顯示設(shè)備的調(diào)制傳遞函數(shù)：mtf(n)=mtf1(n)/mtf0(n)。
所述一種頭戴顯示設(shè)備的測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特征在于包括檢測(cè)頭戴顯示設(shè)備的偏心位置和偏軸大小的方法，步驟如下：
81）兩根網(wǎng)線將圖像接收系統(tǒng)中兩個(gè)相機(jī)的接口與交換機(jī)接口相連，并用網(wǎng)線將圖像處理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)與交換機(jī)相連；
82）支架沿著導(dǎo)軌方向移動(dòng)到設(shè)定位置，印有網(wǎng)格基準(zhǔn)圖案的標(biāo)定板a固定在所述的支架上，調(diào)整支架使標(biāo)定板a中心高度與兩個(gè)相機(jī)之間的中心高度一致；
83）調(diào)節(jié)第一相機(jī)和第二相機(jī)的變焦環(huán)使兩者焦距相等，并使標(biāo)定板圖像整個(gè)充滿拍攝畫面，調(diào)節(jié)第一相機(jī)和第二相機(jī)的對(duì)焦環(huán)，使兩者拍攝到的標(biāo)定板圖像清晰，調(diào)節(jié)第一相機(jī)和第二相機(jī)的光圈葉片，式兩者光圈大小相等畫面亮度適中；
84）讀取第一相機(jī)和第二相機(jī)拍攝的畫面，標(biāo)定第一相機(jī)和標(biāo)定板的中心的相對(duì)位置與第二相機(jī)和標(biāo)定板的中心的相對(duì)位置并記錄標(biāo)定數(shù)據(jù)；
85）待測(cè)頭戴顯示設(shè)備安裝在頭戴顯示設(shè)備調(diào)校裝置的固定裝置上，調(diào)校頭戴顯示設(shè)備的兩個(gè)顯示模塊的光軸和第一相機(jī)和第二相機(jī)所在的光軸共線；
86）通過(guò)待測(cè)頭戴顯示設(shè)備本身的主板或控制板，在待測(cè)頭戴顯示設(shè)備的兩個(gè)顯示模塊的中心各產(chǎn)生一個(gè)十字畫面，通過(guò)頭戴顯示設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)后會(huì)在第一物鏡和第二物鏡的物面產(chǎn)生十字虛像，經(jīng)過(guò)第一物鏡和第二物鏡后，在第一相機(jī)和第二相機(jī)的感光面分別產(chǎn)生十字像；
87）根據(jù)標(biāo)定數(shù)據(jù)以及頭戴顯示設(shè)備在第一相機(jī)和第二相機(jī)的十字像位置數(shù)據(jù)計(jì)算出頭戴顯示設(shè)備的偏心位移量以及視軸偏差。
本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1）、能夠全面檢測(cè)頭戴顯示設(shè)備的成像特征和光學(xué)性能
2）、檢測(cè)可靠，速度快
3）、成本低。
附圖說(shuō)明
圖1是頭戴顯示設(shè)備測(cè)試裝置的系統(tǒng)總框圖
圖2是測(cè)試裝置調(diào)校裝置和圖像接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
圖3是測(cè)試裝置處理系統(tǒng)的功能方塊圖
圖4是偏移測(cè)試模塊標(biāo)定測(cè)試裝置的流程圖
圖5是偏移測(cè)試模塊流程圖
圖6a是標(biāo)定板a的圖案
圖6b是標(biāo)定板b的圖案
圖6c是照明設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖
圖7是測(cè)試設(shè)備視域(fov)測(cè)試流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的進(jìn)行詳細(xì)的描述。
本發(fā)明提供一種頭戴顯示設(shè)備的測(cè)試裝置，包括調(diào)制傳遞函數(shù)的檢測(cè)，成像位置的檢測(cè)，畸變的檢測(cè)以及雙目匹配的檢測(cè)。
下面先以測(cè)試智能眼鏡為例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行描述。
圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例測(cè)試裝置的系統(tǒng)總框圖，由圖1可見(jiàn)：本發(fā)明的系統(tǒng)包括標(biāo)定裝置、頭戴顯示設(shè)備調(diào)校裝置、圖像接收系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)和導(dǎo)軌。標(biāo)定裝置圖案由大視場(chǎng)網(wǎng)格基準(zhǔn)和大視場(chǎng)斜正方形陣列基準(zhǔn)構(gòu)成。圖像處理系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)構(gòu)成，輸出系統(tǒng)顯示結(jié)果和數(shù)據(jù)。
請(qǐng)參閱圖2，圖2為頭戴顯示設(shè)備調(diào)校裝置和圖像接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖像接收系統(tǒng)由圖像采集卡、相機(jī)、位移平臺(tái)和底座等構(gòu)成，相機(jī)可以是ccd相機(jī)、cmos相機(jī)或其它數(shù)碼相機(jī)，本實(shí)施例中采用ccd相機(jī)，具體地，圖像接收系統(tǒng)由結(jié)構(gòu)相同的第一物鏡21和第二物鏡22，結(jié)構(gòu)相同的第一ccd相機(jī)23和第二ccd相機(jī)24，結(jié)構(gòu)相同的第一ccd相機(jī)位移平臺(tái)25和第二ccd相機(jī)位移平臺(tái)26和底座27組成，其位置關(guān)系是：所述的第一物鏡固定在所述的第一ccd相機(jī)上，第二物鏡固定在所述的第二ccd相機(jī)上，第一ccd相機(jī)安裝在所述的第一ccd相機(jī)位移平臺(tái)上，第二ccd相機(jī)安裝在所述的第二ccd相機(jī)位移平臺(tái)上，再將所述的第一ccd相機(jī)位移平臺(tái)和第二ccd相機(jī)位移平臺(tái)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ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)感光元件的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；所述的結(jié)構(gòu)相同的第一ccd相機(jī)位移平臺(tái)和第二ccd相機(jī)位移平臺(tái)由xyzr四軸平臺(tái)構(gòu)成，該xyzr四軸平臺(tái)為四軸精密平臺(tái)。所述的第一物鏡和第二物鏡是由多塊透鏡組成的透鏡組和外殼結(jié)構(gòu)件組成。所述外殼結(jié)構(gòu)件包括對(duì)焦環(huán)、變焦環(huán)、光圈葉片和刻度。所述頭戴顯示設(shè)備調(diào)校裝置由頭戴顯示設(shè)備位移平臺(tái)28和固定裝置29組成。頭戴顯示設(shè)備安裝在所述的固定裝置29上，所述的固定裝置29安裝在所述的頭戴顯示設(shè)備位移平臺(tái)28上。頭戴顯示設(shè)備位移平臺(tái)28由xyz三軸平臺(tái)構(gòu)成，該xyz三軸平臺(tái)為三軸精密平臺(tái)。頭戴顯示設(shè)備調(diào)校裝置用于調(diào)校頭戴顯示設(shè)備的位置，測(cè)試時(shí)，通過(guò)調(diào)整調(diào)校裝置及ccd相機(jī)位移平臺(tái)，使第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)的鏡頭分別對(duì)準(zhǔn)頭戴顯示設(shè)備的兩個(gè)顯示模塊，調(diào)校頭戴顯示設(shè)備的兩個(gè)顯示模塊的光軸和第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)所在的光軸共線，以便第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)拍攝頭戴顯示設(shè)備的兩個(gè)顯示模塊畫面顯示的影像（即測(cè)試影像），第一ccd相機(jī)23和第二ccd相機(jī)24設(shè)有圖像采集卡，圖像采集卡將采集到的測(cè)試影像上傳至圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行分析和處理。
請(qǐng)參閱圖3，圖3為測(cè)試裝置圖像處理系統(tǒng)框圖。該圖像處理系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)構(gòu)成，包括一輸入單元、一顯示單元、一存儲(chǔ)單元及一圖像處理單元。使用者通過(guò)操作設(shè)備顯示畫面和獲取測(cè)試影像，并將測(cè)試影像輸入至該處理單元。該顯示單元用于顯示測(cè)試過(guò)程、測(cè)試影像及其處理計(jì)算結(jié)果。該存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)測(cè)試過(guò)程中生成的數(shù)據(jù)及ccd相機(jī)所獲取的頭戴顯示設(shè)備的影像。
該圖像處理單元包括影像導(dǎo)入模塊、偏移測(cè)試模塊、視域測(cè)試模塊、roi(regionofinterest,感興趣區(qū)域)識(shí)別處理模塊及測(cè)試模塊。該影像導(dǎo)入模塊用于接收輸入單元傳送的輸入信息，在識(shí)別該信息后根據(jù)輸入信息產(chǎn)生一影像導(dǎo)入指令，控制圖像接收系統(tǒng)獲取頭戴顯示設(shè)備的影像并將所獲取的影像顯示于顯示單元。該偏移測(cè)試模塊用于標(biāo)定測(cè)試裝置和檢測(cè)頭戴顯示設(shè)備的中心偏移量及雙目視軸的夾角。該視域測(cè)試模塊用于檢測(cè)頭戴顯示設(shè)備的視域（fov）大小，包括一邊界點(diǎn)檢測(cè)子模塊及一頂點(diǎn)檢測(cè)子模塊。該邊界點(diǎn)檢測(cè)子模塊用于檢測(cè)所獲取的影像的邊界線的像素、位置及其灰度值，頂點(diǎn)檢測(cè)子模塊用于檢測(cè)所獲取的影像的頂點(diǎn)的像素、位置及其灰度值，該邊界點(diǎn)檢測(cè)子模塊及頂點(diǎn)檢測(cè)子模塊所執(zhí)行的功能請(qǐng)參閱圖3。
該roi識(shí)別處理模塊用于提取視頻影像興趣區(qū)域（roi）的圖像，包括roi識(shí)別子模塊及roi處理子模塊。所述的roi識(shí)別子模塊用于識(shí)別所獲取影像中的roi，所述的roi處理子模塊用于對(duì)所獲取roi進(jìn)行圖像處理和分析。
該測(cè)試模塊用于根據(jù)所確定的fov和roi對(duì)該頭戴顯示設(shè)備的光學(xué)性能進(jìn)行測(cè)量。如調(diào)制傳遞函數(shù)（mtf）等。
圖4為偏移測(cè)試模塊標(biāo)定測(cè)試裝置的流程圖，偏移測(cè)試模塊標(biāo)定測(cè)試裝置包括以下步驟：標(biāo)定圖像采集，平移、視軸誤差計(jì)算以及圖像糾正。具體包括以下步驟：1）標(biāo)定板放置于導(dǎo)軌上距離ccd相機(jī)鏡頭正對(duì)前方1m外處區(qū)域，最好放置在距離ccd相機(jī)鏡頭正對(duì)前方3-5m處，標(biāo)定板并用光源照亮標(biāo)定板，調(diào)整第一物鏡和第二物鏡的對(duì)焦環(huán)使其獲取的影像清晰；2）在ccd相機(jī)所獲取的影像中心位置顯示一個(gè)長(zhǎng)寬為200像素的十字圖像，判斷所述的十字圖像中心與標(biāo)定圖案中心的坐標(biāo)差值是否在預(yù)設(shè)最大偏差接受范圍內(nèi)；3）若判斷結(jié)果是在最大偏差接受范圍內(nèi)的，記錄中心坐標(biāo)差值，若判斷結(jié)果不是在最大偏差接受范圍內(nèi)的，則重新調(diào)整第一物鏡和第二物鏡，重復(fù)步驟2）；4）該中心坐標(biāo)差值與圖像處理單元預(yù)設(shè)的中心坐標(biāo)差值進(jìn)行比對(duì)，兩者比對(duì)后的差值即為ccd相機(jī)的系統(tǒng)測(cè)試視軸誤差。
圖5為偏移測(cè)試模塊檢測(cè)頭戴顯示設(shè)備的中心偏移量及雙目視軸夾角的流程圖。包括以下步驟：1)將頭戴顯示設(shè)備固定在頭戴顯示設(shè)備調(diào)校裝置的固定裝置29上，頭戴顯示設(shè)備系統(tǒng)顯示畫面設(shè)置為十字圖案，對(duì)焦到清晰位置，2）正對(duì)距離ccd相機(jī)1m以外處位置擺放網(wǎng)格標(biāo)定板，網(wǎng)格標(biāo)定板最好放置在距離ccd相機(jī)前方3-5m處，3）通過(guò)像素點(diǎn)位置計(jì)算十字在網(wǎng)格上的坐標(biāo)位置，4）通過(guò)十字在網(wǎng)格上的坐標(biāo)位置計(jì)算獲得頭戴顯示設(shè)備偏心偏移量。
該標(biāo)定裝置包括支架和印有網(wǎng)格基準(zhǔn)圖案的標(biāo)定板a和印有斜正方形陣列基準(zhǔn)圖案的標(biāo)定板b。所述的標(biāo)定板a的圖案如圖6a所示，所述的標(biāo)定板b的圖案如圖6b所示。標(biāo)定板a和標(biāo)定板b使用時(shí)可以固定裝配在支架上，能夠自由拆卸和更換。標(biāo)定板b由33個(gè)斜正方形和階梯方塊圖案組成。支架裝在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌置于兩個(gè)相機(jī)的中間位置，導(dǎo)軌中心與兩個(gè)ccd相機(jī)之間的中間位置對(duì)齊，支架放置ccd相機(jī)鏡頭前方，且距ccd相機(jī)1m以外處，支架能夠沿著垂直于地面方向伸縮調(diào)整長(zhǎng)度，并能夠沿著導(dǎo)軌方向移動(dòng)到設(shè)定位置。所述的標(biāo)定板a和標(biāo)定板b的尺寸為110x187cm，照明設(shè)備的結(jié)構(gòu)如圖6c所示。照明設(shè)備作為照亮標(biāo)定板的光源。
圖7為視域檢測(cè)模塊檢測(cè)fov的流程圖，利用上述的頭戴顯示設(shè)備測(cè)試裝置檢測(cè)頭戴顯示設(shè)備的fov的方法的一種具體實(shí)施方式，包括下列步驟：
1）、將圖像接收系統(tǒng)底座放在水平位置約1.5m左右高度的平面上，便于操作者操控；
2）、用兩根網(wǎng)線將圖像接收系統(tǒng)中兩個(gè)ccd相機(jī)的接口與交換機(jī)接口相連，并用網(wǎng)線將圖像處理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)與交換機(jī)相連；
3）、支架沿著導(dǎo)軌方向移動(dòng)到設(shè)定位置，在ccd相機(jī)前方導(dǎo)軌1m外處放置所述的支架，支架最好放置在距離ccd相機(jī)前方3-5m處，標(biāo)定板a固定在所述的支架上，標(biāo)定板a中心高度與兩個(gè)ccd相機(jī)之間的中心高度一致，如圖6c所示放置光源照亮標(biāo)定板a；
4）、調(diào)節(jié)第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)的變焦環(huán)使兩者焦距相等，并使標(biāo)定板圖像整個(gè)充滿拍攝畫面，調(diào)節(jié)第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)的對(duì)焦環(huán)，使兩者拍攝到的標(biāo)定板圖像清晰，調(diào)節(jié)第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)的光圈葉片，使兩者光圈大小相等畫面亮度適中；
5）、讀取第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)拍攝的畫面，獲取該畫面對(duì)角線長(zhǎng)度a0；
6）、將待測(cè)頭戴顯示設(shè)備安裝在頭戴顯示設(shè)備調(diào)校裝置的固定裝置29上，調(diào)校頭戴顯示設(shè)備的兩個(gè)顯示模塊的光軸和第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)所在的光軸共線；
7）、檢測(cè)待測(cè)頭戴顯示設(shè)備畫面區(qū)域邊緣位置并獲取待測(cè)頭戴顯示設(shè)備畫面對(duì)角線長(zhǎng)度a，由該長(zhǎng)度a、步驟5）中的對(duì)角線長(zhǎng)度a0、第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)的焦距f和第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)畫幅尺寸y分別計(jì)算得到頭戴顯示設(shè)備的fov:
fov=a/a0*2*arctan(y/2f)。
利用上述的頭戴顯示設(shè)備測(cè)試裝置檢測(cè)頭戴顯示設(shè)備的偏心位置和偏軸大小的方法的一種具體實(shí)施方式，包括下列步驟：
1）、將圖像接收系統(tǒng)底座放在水平位置約1.5m左右高度的平面上，便于操作者操控；
2）、用兩根網(wǎng)線將圖像接收系統(tǒng)中兩個(gè)ccd相機(jī)的接口與交換機(jī)接口相連，并用網(wǎng)線將圖像處理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)與交換機(jī)相連；
3）、支架沿著導(dǎo)軌方向移動(dòng)到設(shè)定位置，在導(dǎo)軌上距離兩個(gè)相機(jī)中心1m外處放置所述的支架，支架最好放置在距離ccd相機(jī)前方3-5m處，標(biāo)定板a固定在支架上，標(biāo)定板a中心高度與兩個(gè)ccd相機(jī)之間的中心高度一致。如圖6c所示放置光源照亮標(biāo)定板a；
4）、調(diào)節(jié)第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)的變焦環(huán)使兩者焦距相等，并使標(biāo)定板圖像整個(gè)充滿拍攝畫面。調(diào)節(jié)第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)的對(duì)焦環(huán)，使兩者拍攝到的標(biāo)定板圖像清晰。調(diào)節(jié)第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)的光圈葉片，式兩者光圈大小相等畫面亮度適中；
5）、讀取第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)拍攝的畫面，標(biāo)定第一ccd相機(jī)和標(biāo)定板的中心的相對(duì)位置與第二ccd相機(jī)和標(biāo)定板的中心的相對(duì)位置并記錄標(biāo)定數(shù)據(jù)；
6）、將待測(cè)頭戴顯示設(shè)備安裝在頭戴顯示設(shè)備調(diào)校裝置的固定裝置29上，調(diào)校頭戴顯示設(shè)備的兩個(gè)顯示模塊的光軸和第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)所在的光軸共線；
7）、通過(guò)待測(cè)頭戴顯示設(shè)備本身的主板或控制板，在待測(cè)頭戴顯示設(shè)備的兩個(gè)顯示模塊的中心各產(chǎn)生一個(gè)十字畫面，通過(guò)頭戴顯示設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)后會(huì)在第一物鏡和第二物鏡的物面產(chǎn)生十字虛像，經(jīng)過(guò)第一物鏡和第二物鏡后，在第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)的感光面上分別產(chǎn)生十字像；
8）、根據(jù)標(biāo)定數(shù)據(jù)以及頭戴顯示設(shè)備在第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)的十字像位置數(shù)據(jù)計(jì)算出頭戴顯示設(shè)備的偏心位移量以及視軸偏差。
利用上述的頭戴顯示設(shè)備測(cè)試裝置檢測(cè)頭戴顯示設(shè)備的光學(xué)調(diào)制傳遞函數(shù)的方法的一種具體實(shí)例方式，包括下列步驟：
1）、將圖像接收系統(tǒng)底座放在水平位置約1.5m左右高度的平面上，便于操作者操控；
2）、用兩根網(wǎng)線將圖像接收系統(tǒng)中兩個(gè)ccd相機(jī)的接口與交換機(jī)接口相連，并用網(wǎng)線將圖像處理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)與交換機(jī)相連；
3）、支架沿著導(dǎo)軌方向移動(dòng)到設(shè)定位置，在導(dǎo)軌上距離兩個(gè)相機(jī)中心1m以外處放置所述的支架，支架最好放置在距離ccd相機(jī)前方3-5m處，標(biāo)定板b固定在所述的支架上，調(diào)整支架使標(biāo)定板b中心高度與兩個(gè)相機(jī)之間的中心高度一致。如圖6c所示放置光源照亮標(biāo)定板b；
4）、調(diào)節(jié)第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)的變焦環(huán)使兩者焦距相等，并使標(biāo)定板圖像整個(gè)充滿拍攝畫面，調(diào)節(jié)第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)的對(duì)焦環(huán)，使兩者拍攝到的標(biāo)定板圖像清晰，調(diào)節(jié)第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)的光圈葉片，使兩者光圈大小相等畫面亮度適中；
5）、讀取第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)拍攝的畫面，計(jì)算畫面中至少一個(gè)興趣區(qū)域的調(diào)制傳遞函數(shù)mtf值，實(shí)時(shí)計(jì)算調(diào)制傳遞函數(shù)mtf并將數(shù)值顯示在顯示單元，調(diào)整對(duì)焦環(huán)找到調(diào)制傳遞函數(shù)最大的位置，記錄此時(shí)的調(diào)制傳遞函數(shù)值即為測(cè)試系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù)值mtf0。若興趣區(qū)域有數(shù)個(gè)，則記錄所有興趣區(qū)域的調(diào)制傳遞函數(shù)mtf0(1)、mtf0(2)、…、mtf0(n)為測(cè)試系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù)值；
6）、將待測(cè)頭戴顯示設(shè)備安裝在頭戴顯示設(shè)備調(diào)校裝置的固定裝置29上，調(diào)校頭戴顯示設(shè)備的兩個(gè)顯示模塊的光軸和第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)所在的光軸共線；
7）、通過(guò)待測(cè)頭戴顯示設(shè)備本身的主板或控制板在待測(cè)頭戴顯示設(shè)備的兩個(gè)顯示模塊的中心各產(chǎn)生一個(gè)斜正方形陣列測(cè)試圖，如圖6b所示的斜正方形陣列圖，通過(guò)待測(cè)頭戴顯示設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)后會(huì)在第一物鏡和第二物鏡物面產(chǎn)生虛像，經(jīng)過(guò)第一物鏡和第二物鏡后，在第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)的感光面上分別產(chǎn)生像；
8）、讀取第一ccd相機(jī)和第二ccd相機(jī)拍攝的畫面，計(jì)算畫面中步驟5）所選取的至少一個(gè)興趣區(qū)域的調(diào)制傳遞函數(shù)mtf值，實(shí)時(shí)計(jì)算調(diào)制傳遞函數(shù)并將數(shù)值顯示在顯示單元，調(diào)整對(duì)焦環(huán)找到調(diào)制傳遞函數(shù)最大的位置，記錄此時(shí)的調(diào)制傳遞函數(shù)值即為頭戴顯示設(shè)備和測(cè)試系統(tǒng)級(jí)聯(lián)的調(diào)制傳遞函數(shù)值mtf1。若興趣區(qū)域有數(shù)個(gè)，則記錄所有興趣區(qū)域的調(diào)制傳遞函數(shù)mtf1(1)、mtf1(2)、…、mtf1(n)為頭戴顯示設(shè)備和測(cè)試系統(tǒng)級(jí)聯(lián)的調(diào)制傳遞函數(shù)值；
9）、由測(cè)試系統(tǒng)調(diào)制傳遞函數(shù)值mtf0和頭戴顯示設(shè)備及系統(tǒng)級(jí)聯(lián)的mtf1值可得到頭戴顯示設(shè)備的調(diào)制傳遞函數(shù)mtf(n)=mtf1(n)/mtf0(n)。
上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。