[发明专利]一种虚像距测量系统及测量方法

说明书

本发明提供一种虚像距测量系统及方法，涉及近眼显示技术领域，包括一近眼显示光学系统和一第二镜头元件，所述近眼显示光学系统的第一光轴与所述第二镜头元件的第二光轴垂直相交；一分光元件，设置于所述第一光轴和所述第二光轴的相交点；一拍照装置，设置于所述第一光轴上，所述分光元件位于所述近眼显示光学系统和所述拍照装置之间；一参考物体，设置于所述第二光轴上，所述第二镜头元件位于所述分光元件与所述参考物体之间。有益效果是简化了虚像距的测量过程，同时简化了设备对软件、算法和硬件上的要求，操作简单，同时保证较高的测量精度，能够满足虚拟显示设备和增强现实设备等近眼显示系统的虚像距测量需求。

技术领域

本发明涉及近眼显示技术领域，尤其涉及一种虚像距测量系统及 测量方法。

背景技术

近年来，随着通信技术的迅速发展，近眼显示技术也获得相应的 快速发展。近眼显示光学系统所成的像都是虚像，在人眼几米到几十 米的距离形成一幅放大的虚拟图像。虚拟图像到人眼的距离即虚像 距。虚像距是近眼光学系统的一个重要设计指标，如何测量产品的虚 像距是否满足设计规格是一个重要课题。同时，虚像距的大小直接影 响用户感知的影像位置深度，近眼显示系统后期的标定、反畸变、虚 实融合等也需要对它进行准确测量。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种虚像距测量系统， 包括：

一近眼显示光学系统和一第二镜头元件，所述近眼显示光学系统 的第一光轴与所述第二镜头元件的第二光轴垂直相交；

一分光元件，设置于所述第一光轴和所述第二光轴的相交点；

一拍照装置，设置于所述第一光轴上，所述分光元件位于所述近 眼显示光学系统和所述拍照装置之间；

一参考物体，设置于所述第二光轴上，所述第二镜头元件位于所 述分光元件与所述参考物体之间。

优选的，所述近眼显示光学系统包括：

一第一镜头元件，所述第一镜头元件的光轴为所述第一光轴；

一虚像显示装置，设置于所述第一光轴上，所述第一镜头元件位 于所述虚像显示装置与所述分光元件之间。

优选的，所述第一镜头元件的光焦度为正。

优选的，所述虚像显示装置为显示器，所述显示器为LCD，或OLED 或LCOS。

优选的，所述拍照装置为摄像头模组。

优选的，所述参考物体为用于合焦的分辨率测试标板，所述分辨 率测试标板上设有棋盘格或星状图。

优选的，所述第二镜头元件的光焦度为正。

优选的，还包括一数据处理单元，所述近眼显示光学系统形成的 一第一虚像与所述拍照装置之间的距离为待测虚像距，所述参考物体 经所述第二镜头元件形成一第二虚像；

则所述数据处理单元包括：

一存储模块，用于保存预先获取的一第一距离与一第二距离之间 的对应关系曲线；

其中，所述第二虚像在所述拍照装置上清晰成像时，第二镜头元 件与所述参考物体之间的距离为所述第一距离，所述第二虚像与所述 分光元件之间的距离加上所述分光元件与所述拍照装置之间的距离 为所述第二距离；

一匹配模块，连接所述存储模块，用于获取所述第一虚像和所述 第二虚像同时在所述拍照装置上清晰成像时对应的所述第一距离，并 根据所述第一距离和所述对应关系曲线匹配得到对应的所述第二距 离作为所述待测虚像距。

优选的，所述第二镜头元件与所述参考物体之间设有距离测量装 置，通过所述距离测量装置记录所述第一距离。