AR模组测试系统和方法与流程

ar模组测试系统和方法
技术领域
1.本发明涉及光学测量技术领域，尤其涉及一ar模组测试系统和方法。


背景技术：

2.ar类产品目前广泛应用于军工、工程设计、消费电子和医疗等领域，并随着技术的 发展逐渐应用于各种穿戴设备。
3.虚像距是衡量ar设备性能的重要指标之一，ar设备的显示模组、光机及镜片结构 的相对组装精度是决定ar成像效果的关键因素，由于ar设备的显示模组、光机及镜片 自身及装配的公差都会引起虚像距的误差，会导致使用者出现视觉疲劳等现象，从而影 响使用者对ar产品的使用体验。针对ar产品虚像距进行测量可以大幅度提升其出厂质 量。目前在ar产品的生产制造过程中，尚没有能够对ar成像系统的虚像距进行有效测 试的方法及装置，如此则会极大影响ar产品的出厂质量
4.现有的测量系统进行通用测试时通过结构设计与光学设计来保障系统偏心与tilt尽量 在一个理想范围内，但是修正程度有限且修正成本很高。测量虚像距时采用实际场景进 行虚像距标定，受空间限制，标定量程有限，如果加大量程则标定精度会大幅降低。


技术实现要素：

5.本发明的一个主要优势在于提供一ar模组测试系统和方法，其中所述ar模组测试 系统在明确测量系统自身像差的前提下，在测试时进行补偿，以更精确地测量出ar产品 的虚像距。
6.本发明的另一个优势在于提供一ar模组测试系统和方法，其中所述ar模组测试系 统在明确测量系统自身场曲&像散的前提下，在测试时进行补偿，以更精确地测量出ar 产品的虚像距。
7.本发明的另一个优势在于提供一ar模组测试系统和方法，其中通过预先标定得到了 理想的光学系统，获取了测量系统自身的场曲&像散信息，用于后续对测试结果进行修正。
8.本发明的另一个优势在于提供一ar模组测试系统和方法，其中所述ar模组测试方 法中，先通过标定所述ar模组测试系统，得到所述测试系统的函数关系式，通过所述函 数关系式测量所述ar模组的成像质量，相比于表格查找结果更加准确。
9.本发明的另一个优势在于提供一ar模组测试系统和方法，其中所述ar模组测试系 统的量程更大，但所述测试系统没有占用更大体积，有利于设备小型化。
10.本发明的另一个优势在于提供一ar模组测试系统和方法，其中本发明提供的所述ar 模组测试系统和方法不需要昂贵的机械设备也不需要复杂的机械结构。因此，本发明成 功地提供了一种经济有效的解决方案。
11.依本发明的一个方面，能够实现前述目的和其他目的和优势的本发明的一ar模组测 试系统，包括：
12.一接收器；
13.一成像镜头，其中所述成像镜头位于所述接收器的前端，以供所述接收器通过所述 成像镜头拍摄一测试区域内的图像信息；
14.一数据处理装置，其中所述数据处理装置与所述接收器相通信地连接；以及
15.一可调平台，其中所述接收器被设置于所述可调平台，由所述可调平台驱动所述接 收器移动，并获取所述测试区域成像最清晰位置相对于中心视场成像最清晰位置的偏差， 其中所述偏差即为测试所用各个区域的系统场曲信息，根据获取的所述系统场曲信息对 离焦曲线修正，和评价所述ar模组的成像质量。
16.根据本发明的一个实施例，进一步设有至少一被测端位，其中所述被测端位适于安装 待测的所述ar模组。
17.根据本发明的一个实施例，所述可调平台具有五个方向的自由度，即沿x轴平移、 沿y轴平移、沿z轴平移、绕x轴旋转以及绕y轴旋转。
18.根据本发明的一个实施例，其中所述可调平台包括一平台主体被设置于所述平台主 体的一电机，二平移传动轴以及二旋转传动轴，其中所述二平移传动轴和所述二旋转传 动轴被可传动地连接所述电机于所述接收器，由所述平移传动轴带动所述接收器沿x轴 平移和/或沿y轴平移，由所述电机带动所述接收器沿z轴平移，通过所述旋转传动轴带 动所述接收器绕x轴旋转和/或y轴旋转。
19.根据本发明的一个实施例，所述成像镜头端面到虚像的距离即虚像距为d1，所述可 调平台带动所述接收器移动的距离为d2，所述接收器对焦面到所述成像镜头端面的距离 为d3，系统成像公式为：
[0020][0021]
其中d3-d2为测试过程中成像镜头端面至接收器对焦面的距离即像距；d1为本系统 中的虚像距即物距；f＇为镜头参与计算的焦距。
[0022]
根据本发明的一个实施例，通过对所述ar模组测试系统的标定获取d1&d2的数据， 再基于获取的多组d1&d2的数据可求出参数d3与f＇，从而获得标定关系式，结合标定 所得的函数关系，确定待测产品虚像距d1。
[0023]
根据本发明的另一方面，本发明提供一ar模组测试方法，包括：
[0024]
(a)基于测试区域朝向成像镜头的方向移动一接收器，并获取所述测试区域成像最 清晰位置相对于中心视场成像最清晰位置的偏差，其中这些偏差即为测试所用各个区域 的系统场曲信息；
[0025]
(b)固定一待测ar模组于一被测端位；以及
[0026]
(c)朝所述成像镜头的方向移动所述接收器，并获取离焦曲线，并根据获取的所述 系统场曲信息对离焦曲线修正，和评价所述ar模组的成像质量。
[0027]
根据本发明的一个实施例，步骤(a)为对ar模组测试系统的标定过程，其中所述步 骤(a)进一步包括：
[0028]
(a.1)偏心修正的过程，通过调整接收器相对于成像镜头沿x轴和y轴平移，直至 系统偏心在允许的范围；
[0029]
(a.2)tilt修正的过程，通过调整系统机械结构，使得接收器相对于成像镜头进行
绕 x轴旋转与绕y轴旋转，以进行系统tilt的修正；以及
[0030]
(a.3)场曲获取的过程，交替地进行步骤(a.1)和步骤(a.2)，以至偏心与tilt均在 误差范围内，得到最终理想的系统机械结构。
[0031]
根据本发明的一个实施例，所述步骤(a.1)进一步包括：
[0032]
(a.1.1)将一均匀面光源放置于所述成像镜头的镜头端面并紧贴；
[0033]
(a.1.2)获取当前测试图像，并计算测试图像光心与图像几何中心在竖直和水平方向 的差值；以及
[0034]
(a.1.3)实时调整系统机械结构使得接收器相对于成像镜头沿x轴和y轴平移，直至 系统偏心在允许的范围。
[0035]
根据本发明的一个实施例，所述步骤(a.2)进一步包括：
[0036]
(a.2.1)将线对标板放置于所述被测端位；
[0037]
(a.2.2)沿z方向等间隔地移动所述接收器并对线对标板进行拍摄，并获取中心视场 和中心视场外的多个视场水平和竖直方向最清晰的图片对应的电机位置；以及
[0038]
(a.2.3)基于各视场成像最清晰时电机位置的差值调整系统机械结构，使得接收器相 对于成像镜头进行u&v方向的摆动，以进行系统tilt修正。
[0039]
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(a.2.2)中，沿z方向等间隔地移动所述接收 器，获取0视场和0.6视场水平和竖直方向最清晰的图片对应的电机位置，并得到多条离 焦曲线。
[0040]
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(a.2.2)中通过ctf获取所拍摄图像各个视 场成像最清晰时对应的电机位置，并求出四个0.6视场与0视场成像最清晰时电机位置的 差值，记为差值a、差值b、差值c、差值d，并以此四个差值为依据调整系统机械结构。
[0041]
根据本发明的一个实施例，所述步骤(a.3)进一步包括：
[0042]
在上述ar模组测试方法中，其中在所述ar模组测试系统的成像公式为：
[0043][0044]
其中d3-d2为测试过程中成像镜头端面至接收器对焦面的距离即像距；d1为本系统 中的虚像距即物距；f＇为镜头参与计算的焦距。通过对所述ar模组测试系统的标定获 取d1&d2的数据，再基于获取的多组d1&d2的数据可求出参数d3与f＇，从而获得标定 关系式，即虚像距d1与成像最佳电机位置d2对应的函数关系。
[0045]
根据本发明的一个实施例，所述步骤(c)进一步包括：
[0046]
获取待测产品对应的成像质量最佳电机位置d2，结合所述测试系统的成像公式，以 确定待测产品虚像距d1。
[0047]
根据本发明的一个实施例，所述ar模组测试方法的所述步骤(a)进一步包括步骤： (a.4)虚像距标定的过程，以不等间隔地选取多个平行光管成像物距，并获取多组不同 的平行光管成像物距与该物距下成像最清晰时的电机位置的数据。
[0048]
根据本发明的一个实施例，所述ar模组测试方法在2m-20m物距范围获取32组不 同的平行光管成像物距与该物距下成像最清晰时的电机位置的数据。
[0049]
根据本发明的一个实施例，所述步骤(a.4)进一步包括：
[0050]
(a.4.1)固定一平行光管于所述被测端位处；
[0051]
(a.4.2)沿z方向按照第一预设步长等间隔移动所述接收器，并对chart进行拍摄， 获取第一预设步长下成像最清晰时的电机位置；
[0052]
(a.4.3)定位至第一预设步长下成像最清晰位置前方三个步长处，并以第二预设步长 进行标定，其中在第二预设步长下当离焦所得清晰度差于起始位置清晰度时，停止标定。
[0053]
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(a.4.3)中，当以第一预设步长离焦所得清晰 度连续下降五个步长时停止标定。
[0054]
通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。
[0055]
本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明和附图得以充分体现。
附图说明
[0056]
图1是根据本发明的第一较佳实施例的一ar模组测试系统的系统示意图。
[0057]
图2是根据本发明上述第一较佳实施例的所述ar模组测试系统的系统框架示意图。
[0058]
图3是根据本发明上述第一较佳实施例的所述ar模组测试系统的测试场景示意图。
[0059]
图4是根据本发明上述第一较佳实施例的所述ar模组测试系统偏心修正的示意图。
[0060]
图5a至图5c是根据本发明上述第一较佳实施例的所述ar模组测试系统tilt修正的 流程示意图。
[0061]
图6是根据本发明上述第一较佳实施例的所述ar模组测试系统标定时的视场示意图。
[0062]
图7是根据本发明上述第一较佳实施例的所述ar模组测试系统的理想光学系统的成 像光路示意图。
[0063]
图8是根据本发明第一较佳实施例的一种ar模组测试方法的步骤框图。
具体实施方式
[0064]
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实 施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的 本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有 背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
[0065]
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、
ꢀ“
下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、
ꢀ“
内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为 了便于描述本发明和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
[0066]
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例 中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术 语“一”不能理解为对数量的限制。
[0067]
参照本发明说明书附图之图1至图8所示，依照本发明第一较佳实施例的一ar模组 测试系统和方法在接下来的描述中被阐明。所述ar模组测试系统用于测试ar产品的产 品性能，比如ar模组的虚像距或成像质量等。所述ar模组测试系统包括一接收器10、 一成像镜头20、一数据处理装置30以及一可调平台40，其中所述接收器10被设置于所 述可调平台40，由所述可调平台40驱动所述接收器10移动。所述成像镜头20位于所述 接收器10的前端，所述数据处理装置30与所述接收器10相通信地连接，由所述数据处 理装置30处理所述接收器10接收到的数据文件。
[0068]
值得一提的是，在本发明的该优选实施例中，所述接收器10可以但不限于一相机， 其中所述接收器10被可移动地设置于所述可调平台40，由所述可调平台40带动所述接 收器10相对所述成像镜头20移动，并通过所述成像镜头20获取一测试区域内的图像信 息。
[0069]
如图3所示，所述ar模组测试系统进一步设有至少一被测端位50，其中所述被测端 位50适于安装待测的所述ar模组、其他ar产品亦或是用于标定的物品。可以理解的 是，所述被测端位50位于所述成像镜头20的前端。
[0070]
如图1所示，所述可调平台40具有五个方向的自由度，即沿x轴平移、沿y轴平移、 沿z轴平移、绕x轴旋转以及绕y轴旋转，其中沿z轴平移的动作由一直线电机带动接 收器10完成。所述数据处理装置30用于处理所述接收器10拍摄到的图像，并进行相关 计算，比如判断所述待测ar模组的成像质量或计算待测产品的虚像距。值得一提的是， 在本发明的该优选实施例中，在测试过程中，所述ar模组在被测试时形成的虚像与所述 被测端位50的同侧。
[0071]
所述被测物体(ar产品或ar模组)在不同步骤中为不同的物体，将在接下来的步 骤中具体说明。所述ar模组测试系统标定后，待测的所述ar模组被置于所述被测端位 50，所述接收器10通过所述成像镜头20拍摄所述ar模组的图像，其中所述成像镜头20 端面到虚像的距离即虚像距为d1，所述可调平台40带动所述接收器10移动的距离为d2， 所述接收器10对焦面到所述成像镜头20端面的距离为d3。
[0072]
在本发明的该优选实施例中，所述ar模组测试系统具有通用测试模式和虚像距测试 模式。当所述ar模组测试系统处于所述通用测试模式时，所述被测端位50处被安装所 述ar模组，由所述可调平台40带动所述接收器10朝所述成像镜头20的方向移动，获 取离焦曲线，根据标定过程获取的系统场曲信息对离焦曲线进行修正，在基于ctf算法 评价成像质量。修正后的结果排除了相机和镜头本身的场曲对测试结果的影响，能更真 实地体现产品自身的成像特点。当所述ar模组测试系统处于所述虚像距检测模式时，所 述被测端位50处被安装所述ar模组，由所述可调平台40带动所述接收器10朝镜头移 动，获取离焦曲线，获取待测所述ar模组对应的成像质量最佳电机位置d2，结合标定 所得的函数关系，确定待测产品虚像距d1。
[0073]
如图7示出了本发明该优选实施例的所述ar模组测试系统的成像光路，理想光学系 统成像高斯公式为:其中l＇为像距，l为物距，f＇为镜头焦距。结合本技术 实际的光学系统，对理想光学系统成像高斯公式进行修正，得到修正后的系统成像公式 为
其中d3-d2为测试过程中成像镜头端面至接收器10对焦面的距 离即像距，对应l＇；d1为本系统中的虚像距即物距，对应l；f＇为镜头参与计算的焦距。 通过对所述ar模组测试系统的标定获取d1&d2的数据，再基于获取的多组d1&d2的 数据可求出参数d3与f＇，从而获得标定关系式，即虚像距d1与成像最佳电机位置d2对 应的函数关系。
[0074]
基于上述关系式，由所述ar模组测试系统评价待测的所述ar模组的成像质量和确 定待测产品虚像距d1。也就是说，当所述ar模组测试系统处于所述通用测试模式时， 待测的所述ar模组被置于所述被测端位50，其中所述可调平台40带动所述接收器10朝 所述成像镜头20移动，并获取离焦曲线，根据标定过程获取的系统场曲信息对离焦曲线 进行修正，再利用ctf算法评价成像质量。修正后的结果排除了所述接收器10和所述成 像镜头20本身的场曲对测试结果的影响，能更真实地体现产品自身的成像特点。当所述 ar模组测试系统处于所述虚像距检测模式时，待测的所述ar模组被置于所述被测端位 50，所述可调平台40带动所述接收器10朝所述成像镜头20移动，获取离焦曲线，获取 待测产品对应的成像质量最佳电机位置d2，结合标定所得的d1&d2函数关系，确定待测 产品虚像距d1。
[0075]
如图1所示，所述可调平台40包括一平台主体41被设置于所述平台主体41的一电机 42，二平移传动轴43以及二旋转传动轴44，其中所述二平移传动轴43和所述二旋转传 动轴44被可传动地连接所述一电机42于所述接收器10，由所述平移传动轴43带动所述 接收器10沿x轴平移和/或沿y轴平移，由所述电机42带动所述接收器10沿z轴平移， 并通过所述旋转传动轴44带动所述接收器10绕x轴旋转和/或绕y轴旋转。
[0076]
如图4至图7示出了所述ar模组测试系统的标定过程，其中所述标定过程包括偏心 修正、tilt修正、场曲获取以及虚像距标定的过程。
[0077]
如图4示出了所述ar模组测试系统的偏心修正过程，其中测试用的一均匀面光源被 置于所述被测端位50，所述可调平台40的所述电机42不需要移动，即成像镜头20和接 收器10相对距离保持不变。具体地，首先将均匀面光源放置于成像镜头20的镜头端面并 紧贴；然后调整面光源亮度使得相机拍摄获取的测试图像亮度合适，即较为明亮但不过 度曝光；接着获取当前测试图像的最大灰度graymax，并明确0.96～1.00倍graymax灰度 所在区域。如图4中的圆形区域所示，则该圆形区域中心即为测试图像光心，同时获取图 像几何中心，即图中对角线交点为整个画幅的几何中心，计算测试图像光心与图像几何 中心在竖直和水平方向的差值(δrow,δcol)即为系统偏心；最后，在保证面光源和成像 镜头20位置不变的情况下，根据δrow和δcol数值大小，实时调整系统机械结构(如图1所示)使得接收器10相对于成像镜头20沿x轴和y轴平移(即在xy平面内平移)，直 至系统偏心在允许的范围(
±
15pixels)。
[0078]
如图5和图6示出了所述ar模组测试系统的tilt的修正过程。此时所述被测端位50 为测试用的一线对标板。如图5a至图5c所示，其中所述线对标板为一矩形纸质标板， 包括多个正方形图案，每个正方形内为图5c所示的竖直和水平线对，水平方向称为h方 向，竖直方向称为v方向。
[0079]
具体地，首先将线对标板放置于成像镜头20前方某一固定位置处；其次，利用电机 42带动接收器10沿z方向等间隔移动并对线对标板进行拍摄，获取0视场和0.6视场(0f 和0.6f)水平和竖直方向最清晰的图片对应的电机位置，共得到10条离焦曲线(其中0f 处h&v
方向各一条，4个0.6f处h&v方向各一条，共10条)。值得一提的是，在本发 明的该优选实施例中，所述电机42带动所述接收器10的移动间隔为0.005mm，可以理解 的是，所述移动间隔可根据离焦曲线的形状和数据量判断。
[0080]
在这一过程中，通过ctf(contrast transfer function,对比度传递函数)获取所拍摄图像 各个视场成像最清晰时对应的电机位置；然后求出四个0.6视场与0视场(中心视场)成 像最清晰时电机位置的差值，记为差值a、差值b、差值c、差值d，并以此四个差值为依 据调整系统机械结构，使得接收器10相对于成像镜头进行u&v方向的摆动(绕x轴旋转 与绕y轴旋转)，以进行系统tilt的修正；重复前述步骤，直到差值abcd之间尽量一致， 即对差值abcd两两再求差值，变化在
±
1um范围内即认为tilt调整完成。值得一提的是， 在本发明的该优选实施例中，每修正一次tilt，都需要重新进行一次离焦过程。
[0081]
所述ar模组测试系统的场曲获取过程如下所示，交替地进行所述ar模组测试系统 的偏心修正和tilt修正过程，即偏心调整完成后需要在保证机械结构不变的情况下验证系 统tilt，若tilt也满足误差范围则视为系统标定完成；若此时tilt超出误差范围则需重新调 整tilt直至满足误差范围，同时要继续验证此时偏心是否也在误差范围内，重复上述偏心 修正和tilt修正的步骤直至偏心与tilt均在误差范围内，得到最终理想的机械结构。
[0082]
在该理想结构下，结合生产所用的具体测试区域，由所述电机42带动接收器10朝向 镜头移动获取离焦曲线，并获取这些测试区域成像最清晰位置相对于中心视场成像最清 晰位置的偏差，这些偏差即为测试所用各个区域的系统场曲信息，从离焦曲线中还可获 取系统像散等信息。后续测试时将用于修正测试结果，得到更精确的真实目标成像信息。
[0083]
所述ar模组测试系统的虚像距标定过程如下所示，此时所述被测端位50为测试用的 一电控平行光管，优选地，本实施例中chart为一刀口图像。具体地，首先放置测试用的 所述平行光管在某一固定位置，即所述被测端位50处，并调节所述平行光管物距为一指 定值；其次用所述可调平台40的所述电机42带动接收器10沿z方向按照第一预设步长 等间隔移动，并对chart进行拍摄，获取第一预设步长下成像最清晰时的电机位置。在上 述成像最清晰电机位置的基础上，向远离镜头的方向偏移三个第一预设步长的长度，以 此作为第二次离焦过程的起始位置，以第二预设步长等间隔移动接收器10并对chart进行 第二次拍摄。
[0084]
在两次拍摄过程中，以sfr(spatial frequency response,空间频率响应)为依据，当以第 一预设步长离焦所得成像清晰度连续下降五个点时，系统自动停止标定，并自动定位至 第二次离焦起始位置；当以第二预设步长离焦所得成像清晰度差于起始位置成像清晰度 时，系统自动停止，一次标定完成。通过非线性曲线拟合确定在当前平行光管成像物距 下成像最清晰的电机位置。值得一提的是，在本发明的该优选实施例中，所述第二预设 步长小于第一预设步长，在本实施例中第二预设步长为第一预设步长的1/4。至此，完成 了一个平行光管成像物距下的标定过程，即获取了一组平行光管成像物距与该物距下成 像最清晰时的电机位置的数据。
[0085]
在2m-20m物距范围内不等间隔地选取多个平行光管成像物距，并进行上述操作步骤， 即获取多组不同的平行光管成像物距与该物距下成像最清晰时的电机位置的数据。值得 一提的是，当平行光管成像物距较小时，电机位变化较明显，此时间隔取得较密集；物 距加大时，间隔可以取大。因此，在本发明的该优选实施例中，在2m-20m的物距范围内 不等
间隔地选取32个平行光管成像物距，并进行上述操作步骤，即获取32组不同的平行 光管成像物距与该物距下成像最清晰时的电机位置的数据。可以理解的是，所述2m-20m 的物距范围仅仅作为示例性的，而非限制，事实上由于平行光管成像距离可达无穷远的 特性，物距范围为2m-inf。
[0086]
当所述ar模组测试系统标定后，可使用所述ar模组测试系统对待测ar产品(ar 模组)进行测试，所述ar模组测试系统通过预先标定得到了理想的光学系统，获取了测 量系统自身的场曲&像散信息，用于后续对测试结果进行修正。
[0087]
所述ar模组测试系统可对所述ar产品进行产品的通用测试，即测试所述ar产品 的成像质量，即在通用测试模式下，所述被测端位50为待测ar产品，电机带动接收器 10朝镜头移动，获取离焦曲线，根据之前获取的系统场曲信息对离焦曲线进行修正，再 利用ctf算法评价成像质量。修正后的结果排除了相机和镜头本身的场曲对测试结果的 影响，能更真实地体现产品自身的成像特点。所述ar模组测试系统可对所述ar产品进 行产品的虚像距检测，即测试所述ar产品的虚像距d1，即在通用测试模式下，所述被 测端位50为待测ar产品，电机带动所述接收器10朝镜头移动，获取离焦曲线，与之前 标定过程类似，获取待测产品对应的成像质量最佳电机位置d2,结合标定所得的d1&d2 函数关系，确定待测产品虚像距d1。
[0088]
参照本发明说明书附图之图8所示，依照本发明第一较佳实施例的一ar模组测试方 法在接下来的描述中被阐明。所述ar模组测试方法包括如下步骤：
[0089]
(a)基于测试区域朝向成像镜头20的方向移动一接收器10，并获取所述测试区域成 像最清晰位置相对于中心视场成像最清晰位置的偏差，其中这些偏差即为测试所用各个 区域的系统场曲信息；
[0090]
(b)固定一待测ar模组于一被测端位50；以及
[0091]
(c)朝所述成像镜头20的方向移动所述接收器10，并获取离焦曲线，并根据获取的 所述系统场曲信息对离焦曲线修正，和评价所述ar模组的成像质量。
[0092]
根据本发明上述ar模组测试方法，其中步骤(a)为对ar模组测试系统的标定过程， 其中所述步骤(a)进一步包括：
[0093]
(a.1)偏心修正的过程，通过调整接收器10相对于成像镜头20沿x轴和y轴平移， 直至系统偏心在允许的范围；
[0094]
(a.2)tilt修正的过程，通过调整系统机械结构，使得接收器10相对于成像镜头进行 绕x轴旋转与绕y轴旋转，以进行系统tilt的修正；以及
[0095]
(a.3)场曲获取的过程，交替地进行步骤(a.1)和步骤(a.2)，以至偏心与tilt均在 误差范围内，得到最终理想的系统机械结构。
[0096]
根据本发明上述ar模组测试方法，其中所述步骤(a.1)进一步包括：
[0097]
(a.1.1)将一均匀面光源放置于所述成像镜头20的镜头端面并紧贴；
[0098]
(a.1.2)获取当前测试图像，并计算测试图像光心与图像几何中心在竖直和水平方向 的差值；以及
[0099]
(a.1.3)实时调整系统机械结构使得接收器10相对于成像镜头20沿x轴和y轴平 移，直至系统偏心在允许的范围。
[0100]
根据本发明上述ar模组测试方法，其中所述步骤(a.2)进一步包括：
[0101]
(a.2.1)将线对标板放置于所述被测端位50；
[0102]
(a.2.2)沿z方向等间隔地移动所述接收器10并对线对标板进行拍摄，并获取中心 视场和中心视场外的多个视场水平和竖直方向最清晰的图片对应的电机位置；以及
[0103]
(a.2.3)基于各视场成像最清晰时电机位置的差值调整系统机械结构，使得接收器10 相对于成像镜头进行u&v方向的摆动，以进行系统tilt修正。
[0104]
根据本发明上述ar模组测试方法，其中在所述步骤(a.2.2)中，沿z方向等间隔地 移动所述接收器10，获取0视场和0.6视场水平和竖直方向最清晰的图片对应的电机位 置，并得到10条离焦曲线。
[0105]
根据本发明上述ar模组测试方法，其中在所述步骤(a.2.2)中通过ctf获取所拍摄 图像各个视场成像最清晰时对应的电机位置，并求出四个0.6视场与0视场(中心视场) 成像最清晰时电机位置的差值，记为差值a、差值b、差值c、差值d，并以此四个差值为 依据调整系统机械结构。
[0106]
根据本发明上述ar模组测试方法，其中所述步骤(a.3)进一步包括：
[0107]
在上述ar模组测试方法中，其中在所述ar模组测试系统的成像公式为 其中d3-d2为测试过程中成像镜头端面至接收器10对焦面的距离 即像距；d1为本系统中的虚像距即物距；f＇为镜头参与计算的焦距。通过对所述ar模 组测试系统的标定获取d1&d2的数据，再基于获取的多组d1&d2的数据可求出参数d3 与f＇，从而获得标定关系式，即虚像距d1与成像最佳电机位置d2对应的函数关系。
[0108]
根据本发明上述ar模组测试方法，其中所述步骤(c)进一步包括：
[0109]
获取待测产品对应的成像质量最佳电机位置d2，结合所述测试系统的成像公式，以 确定待测产品虚像距d1。
[0110]
所述ar模组测试方法的所述步骤(a)进一步包括步骤(a.4)虚像距标定的过程， 不等间隔地选取多个平行光管成像物距，并获取多组不同的平行光管成像物距与该物距 下成像最清晰时的电机位置的数据。
[0111]
优选地，在本发明的该优选实施例中，所述ar模组测试方法在2m-20m物距范围获 取32组不同的平行光管成像物距与该物距下成像最清晰时的电机位置的数据。
[0112]
值得一提的是，其中在所述ar模组测试方法中，每次所述虚像距标定步骤获取一组 d1&d2的数据，结合多组d1&d2的数据，基于最小二乘法可得出参数d3与f＇，从而获 得标定关系式。
[0113]
根据本发明上述ar模组测试方法，其中所述步骤(a.4)进一步包括：
[0114]
(a.4.1)固定一平行光管于所述被测端位50处；
[0115]
(a.4.2)沿z方向按照第一预设步长等间隔移动所述接收器10，并对chart进行拍 摄，获取第一预设步长下成像最清晰时的电机位置；
[0116]
(a.4.3)定位至第一预设步长下成像最清晰位置前方三个步长处，并以第二预设步长 进行标定，其中在第二预设步长下当离焦所得清晰度差于起始位置清晰度时，停止标定。
[0117]
根据本发明上述ar模组测试方法，其中在所述步骤(a.4.3)中，当以第一预设步长 离焦所得清晰度连续下降五个步长时停止标定。
[0118]
先以第一预设步长进行标定，当以第一预设步长离焦所得清晰度连续下降五个步长时 停止标定，并自动定位至在第一预设步长下成像最清晰位置前方三个步长处；开始以第 二预设步长进行标定，在第二预设步长下当离焦所得清晰度差于起始位置清晰度时，停 止标定(此时一个物距下的标定完成)。
[0119]
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而 并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在 实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修 改。

技术特征：
1.一ar模组测试系统，其特征在于，包括：一接收器；一成像镜头，其中所述成像镜头位于所述接收器的前端，以供所述接收器通过所述成像镜头拍摄一测试区域内的图像信息；一数据处理装置，其中所述数据处理装置与所述接收器相通信地连接；以及一可调平台，其中所述接收器被设置于所述可调平台，由所述可调平台驱动所述接收器移动，并获取所述测试区域成像最清晰位置相对于中心视场成像最清晰位置的偏差，其中所述偏差即为测试所用各个区域的系统场曲信息，根据获取的所述系统场曲信息对离焦曲线修正，和评价所述ar模组的成像质量。2.根据权利要求1所述的ar模组测试系统，进一步设有至少一被测端位，其中所述被测端位适于安装待测的所述ar模组。3.根据权利要求2所述的ar模组测试系统，其中所述可调平台具有五个方向的自由度，即沿x轴平移、沿y轴平移、沿z轴平移、绕x轴旋转以及绕y轴旋转。4.根据权利要求3所述的ar模组测试系统，其中所述可调平台包括一平台主体被设置于所述平台主体的一电机，二平移传动轴以及二旋转传动轴，其中所述二平移传动轴和所述二旋转传动轴被可传动地连接所述电机于所述接收器，由所述平移传动轴带动所述接收器沿x轴平移和/或沿y轴平移，由所述电机带动所述接收器沿z轴平移，通过所述旋转传动轴带动所述接收器绕x轴旋转和/或y轴旋转。5.根据权利要求3所述的ar模组测试系统，其中所述成像镜头端面到虚像的距离即虚像距为d1，所述可调平台带动所述接收器移动的距离为d2，所述接收器对焦面到所述成像镜头端面的距离为d3，系统成像公式为：其中d3-d2为测试过程中成像镜头端面至接收器对焦面的距离即像距；d1为本系统中的虚像距即物距；f＇为镜头参与计算的焦距。6.根据权利要求5所述的ar模组测试系统，其中通过对所述ar模组测试系统的标定获取d1&d2的数据，再基于获取的多组d1&d2的数据可求出参数d3与f＇，从而获得标定关系式，结合标定所得的函数关系，确定待测产品虚像距d1。7.一ar模组测试方法，其特征在于，包括：(a)基于测试区域朝向成像镜头的方向移动一接收器，并获取所述测试区域成像最清晰位置相对于中心视场成像最清晰位置的偏差，其中这些偏差即为测试所用各个区域的系统场曲信息；(b)固定一待测ar模组于一被测端位；以及(c)朝所述成像镜头的方向移动所述接收器，并获取离焦曲线，并根据获取的所述系统场曲信息对离焦曲线修正，和评价所述ar模组的成像质量。8.根据权利要求7所述的ar模组测试方法，其中步骤(a)为对ar模组测试系统的标定过程，其中所述步骤(a)进一步包括：(a.1)偏心修正的过程，通过调整接收器相对于成像镜头沿x轴和y轴平移，直至系统偏心在允许的范围；
(a.2)tilt修正的过程，通过调整系统机械结构，使得接收器相对于成像镜头进行绕x轴旋转与绕y轴旋转，以进行系统tilt的修正；以及(a.3)场曲获取的过程，交替地进行步骤(a.1)和步骤(a.2)，以至偏心与tilt均在误差范围内，得到最终理想的系统机械结构。9.根据权利要求8所述的ar模组测试方法，其中所述步骤(a.1)进一步包括：(a.1.1)将一均匀面光源放置于所述成像镜头的镜头端面并紧贴；(a.1.2)获取当前测试图像，并计算测试图像光心与图像几何中心在竖直和水平方向的差值；以及(a.1.3)实时调整系统机械结构使得接收器相对于成像镜头沿x轴和y轴平移，直至系统偏心在允许的范围。10.根据权利要求8所述的ar模组测试方法，其中所述步骤(a.2)进一步包括：(a.2.1)将线对标板放置于所述被测端位；(a.2.2)沿z方向等间隔地移动所述接收器并对线对标板进行拍摄，并获取中心视场和中心视场外的多个视场水平和竖直方向最清晰的图片对应的电机位置；以及(a.2.3)基于各视场成像最清晰时电机位置的差值调整系统机械结构，使得接收器相对于成像镜头进行u&v方向的摆动，以进行系统tilt修正。11.根据权利要求10所述的ar模组测试方法，其中在所述步骤(a.2.2)中，沿z方向等间隔地移动所述接收器，获取0视场和0.6视场水平和竖直方向最清晰的图片对应的电机位置，并得到多条离焦曲线。12.根据权利要求10所述的ar模组测试方法，其中在所述步骤(a.2.2)中通过ctf获取所拍摄图像各个视场成像最清晰时对应的电机位置，并求出四个0.6视场与0视场成像最清晰时电机位置的差值，记为差值a、差值b、差值c、差值d，并以此四个差值为依据调整系统机械结构。13.根据权利要求7所述的ar模组测试方法，其中所述步骤(a.3)进一步包括：在上述ar模组测试方法中，其中在所述ar模组测试系统的成像公式为：其中d3-d2为测试过程中成像镜头端面至接收器对焦面的距离即像距；d1为本系统中的虚像距即物距；f＇为镜头参与计算的焦距。通过对所述ar模组测试系统的标定获取d1&d2的数据，再基于获取的多组d1&d2的数据可求出参数d3与f＇，从而获得标定关系式，即虚像距d1与成像最佳电机位置d2对应的函数关系。14.根据权利要求7所述的ar模组测试方法，其中所述步骤(c)进一步包括：获取待测产品对应的成像质量最佳电机位置d2，结合所述测试系统的成像公式，以确定待测产品虚像距d1。15.根据权利要求14所述的ar模组测试方法，其中所述ar模组测试方法的所述步骤(a)进一步包括步骤：(a.4)虚像距标定的过程，以不等间隔地选取多个平行光管成像物距，并获取多组不同的平行光管成像物距与该物距下成像最清晰时的电机位置的数据。16.根据权利要求15所述的ar模组测试方法，其中所述ar模组测试方法在2m-20m物距范围获取32组不同的平行光管成像物距与该物距下成像最清晰时的电机位置的数据。
17.根据权利要求15所述的ar模组测试方法，其中所述步骤(a.4)进一步包括：(a.4.1)固定一平行光管于所述被测端位处；(a.4.2)沿z方向按照第一预设步长等间隔移动所述接收器，并对chart进行拍摄，获取第一预设步长下成像最清晰时的电机位置；(a.4.3)定位至第一预设步长下成像最清晰位置前方三个步长处，并以第二预设步长进行标定，在第二预设步长下当离焦所得清晰度差于起始位置清晰度时，停止标定。18.根据权利要求17所述的ar模组测试方法，其中当以第一预设步长离焦所得清晰度连续下降五个步长时停止标定。

技术总结
本发明提供一AR模组测试系统和方法，其中所述AR模组测试系统包括一接收器、一成像镜头、一数据处理装置以及一可调平台，其中所述接收器被设置于所述可调平台，由所述可调平台驱动所述接收器移动，所述成像镜头位于所述接收器的前端，所述数据处理装置与所述接收器相通信地连接，由所述数据处理装置处理所述接收器接收到的数据文件。器接收到的数据文件。器接收到的数据文件。


技术研发人员：林平 杨海欣 王旭阳 王一琪 王雪敬 曲成钰 陈宏 李兵丰
受保护的技术使用者：宁波舜宇光电信息有限公司
技术研发日：2021.12.28
技术公布日：2023/7/11