CN114354136A - 一种基于液体透镜的虚像距测试装置、方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于液体透镜的虚像距测试装置、方法及存储介质，该装置包括：包含液体透镜的测试镜头组、传感器、控制***以及测试***；待测近眼显示***设置在测试镜头组前预设位置显示测试图像；传感器设置在测试镜头组后方用于成像；控制***用于改变液体透镜的光焦度；测试***连接传感器，用于采集每个光焦度对应的成像图像，根据不同成像图像的清晰度确定清晰度最高的成像图像对应的光焦度，根据清晰度最高的成像图像对应的光焦度以及光焦度和虚像距离的对应关系确定待测近眼显示***的虚像距离。通过实施本发明，采用包含液体透镜的测试镜头组，该测试装置只需要调节液体透镜的光焦度，操作简单，同时可以实现较为精准的装调，测试准确性高。

Description

一种基于液体透镜的虚像距测试装置、方法及存储介质

技术领域

本发明涉及近眼显示设备虚像距测试技术，具体涉及一种基于液体透镜的虚像距测试装置、方法及存储介质。

背景技术

在虚拟现实(Virtual Reality，VR)和增强现实(Augmented Reality，AR)领域，近眼显示器作为核心的显示组件为用户提供图像的显示，近眼显示器通过光学的原理在用户前方一定距离处形成虚像。显示模组、光机及镜片结构的相对组装精度是决定近眼显示器成像效果的关键因素，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偏差。虚像距离的偏差会严重影响用户的使用体验，而且长时间佩戴具有偏差的显示器会出现视觉疲劳、眩晕等现象，因此对近眼显示设备的虚像距进行测量是很有必要的。由于近眼显示设备所成图像为虚像，无法使用常规的尺子进行测量，需要借助光学的方法进行测量。

目前对虚像距进行测量的技术主要有三种，一种是采用双目相机测距的原理进行测量，如图1所示，首先对双目相机进行内参和外参的标定，然后双目相机同时采集近眼显示设备显示的图像，通过一定的计算完成近眼显示设备虚像距离的测量。第二种是利用物像关系，如图2所示，首先对测试镜头进行标定，测试过程中改变镜头与探测器(CCD/CMOS等)的相对位置，每个位置采集近眼显示设备显示的图像，通过分析不同位置采集的图像找到最清晰的位置，然后结合测试镜头焦距、主点位置等内参计算完成近眼显示设备虚像距离的测量；第三种是基于多小孔成像的原理，如图3所示，利用开设有两个或多个透光小孔的光阑，被测近眼显示设备所成虚像分别经过不同的小孔进入相机在探测器上成像，最后根据相机内参和已知标定的参数计算得到虚像距离。

然而这些方法均存在一定的缺陷。其中，第一种方法利用双目视觉的原理进行测试，主要用于双目聚焦距离的测量，无法完成近眼显示设备光学显示虚像距离的测量；第二种方法需要精密的机械移动器件来改变相机镜头与探测器的相对位置(图2中以虚线和实线分别对探测器移动前后的位置进行了图示)，对机械扫描器件的精度及重复性定位要求高，装调测试复杂，测量耗费时间长(尤其测试范围较大时)；第三种方法测量精度受到小孔间距、小孔孔径大小的影响，测试时要求小孔间距较小(约5mm)，小孔间距的相对误差对测量的影响比较大，测量稳定性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了涉及一种基于液体透镜的虚像距测试装置、方法及存储介质，以解决现有技术中对于近眼显示设备进行虚像距离的测试较为复杂的技术问题。

本发明提出的技术方案如下：

本发明实施例第一方面提供一种基于液体透镜的虚像距测试装置，包括：包含液体透镜的测试镜头组、传感器、控制***以及测试***；待测近眼显示***设置在所述测试镜头组前预设位置，用于显示测试图像；所述传感器设置在所述测试镜头组后方，所述测试镜头组将所述测试图像成像在所述传感器上；所述控制***用于改变所述液体透镜的光焦度；所述测试***连接所述传感器，用于采集每个光焦度对应的成像图像，根据不同成像图像的清晰度确定清晰度最高的成像图像对应的光焦度，根据清晰度最高的成像图像对应的光焦度以及光焦度和虚像距离的对应关系确定待测近眼显示***的虚像距离。

可选地，所述测试镜头组包括测试镜头，所述液体透镜设置在所述测试镜头和所述传感器之间，或者所述液体透镜设置在所述测试镜头和待测近眼显示***之间，或者所述液体透镜设置在所述测试镜头内部；所述测试镜头组和所述传感器的设置位置固定。

可选地，所述控制***还用于调节所述液体透镜的折射率或者改变所述液体透镜的面形参数以改变所述液体透镜的光焦度。

可选地，所述测试图像为表征图像锐度的测试图像，所述测试图像包括：横竖线对图或斜方块图；所述不同成像图像的清晰度根据MTF黑白线对算法、SFR计算算法或者图像锐度算法计算。

本发明实施例第二方面提供一种基于液体透镜的虚像距测试方法，包括：待测近眼显示***设置在所述测试镜头组前预设位置，并显示测试图像；改变测试镜头组中液体透镜的光焦度；采集待测近眼显示***显示的测试图像经过测试镜头组在传感器上的成像图像，不同的光焦度对应不同清晰度的成像图像；根据不同成像图像的清晰度确定清晰度最高的成像图像对应的光焦度；根据清晰度最高的成像图像对应的光焦度以及光焦度和虚像距离的对应关系确定待测近眼显示***的虚像距离。

可选地，根据不同成像图像的清晰度确定清晰度最高的成像图像对应的光焦度，包括：根据MTF黑白线对算法、SFR计算算法或者图像锐度算法计算不同成像图像的清晰度；根据遍历比较法和拟合求极值法确定清晰度最高的成像图像；根据清晰度最高的成像图像确定对应的光焦度。

可选地，根据遍历比较法和拟合求极值法确定清晰度最高的成像图像，包括：根据遍历比较法确定不同成像图像的清晰度的最大值；以清晰度的最大值为中心，在预设范围内将清晰度随光焦度的变化拟合或插值成连续的曲线；根据所述连续的曲线的峰值确定清晰度最高的成像图像。

可选地，根据清晰度最高的成像图像对应的光焦度以及光焦度和虚像距离的对应关系确定待测近眼显示***的虚像距离，包括：采集测试图卡经过测试镜头组在传感器上的成像图像，所述测试图卡位于所述测试镜头组前第一距离处；改变测试镜头组中液体透镜的光焦度，得到多个成像图像；根据多个成像图像的清晰度确定清晰度最高的成像图像对应的第一光焦度，得到与第一距离对应的第一光焦度；改变测试图卡和测试镜头组之间的距离，所述测试图卡位于所述测试镜头组前第二距离处；再次采集不同光焦度下的多个成像图像，确定清晰度最高的成像图像对应的第二光焦度，得到与第二距离对应的第二光焦度；重复改变距离和确定光焦度的步骤，得到多个距离和对应的光焦度；将多个距离和对应的光焦度拟合得到光焦度和虚像距离的对应关系；根据清晰度最高的成像图像对应的光焦度以及光焦度和虚像距离的对应关系确定待测近眼显示***的虚像距离。

可选地，光焦度和虚像距离的对应关系通过以下公式表示：

其中，

表示液体透镜光焦度，L为待测近眼显示***的虚像距离，A、B、C为标定系数。

本发明实施例第三方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如本发明实施例第二方面及第二方面任一项所述的基于液体透镜的虚像距测试方法。

本发明提供的技术方案，具有如下效果：

本发明实施例提供的基于液体透镜的虚像距测试装置、方法及存储介质，采用包含液体透镜的测试镜头组，将待测近眼显示***显示的测试图像成像在传感器上，通过改变液体透镜的光焦度，采集得到多个不同的成像图像，从中选取出清晰度最高的成像图像，基于清晰度最高的成像图像所对应的光焦度以及光焦度和虚像距离的对应关系即可确定待测近眼显示***的虚像距离。该测试装置在虚像距测试过程中，只需要调节液体透镜的光焦度，而不需要移动测试镜头组、传感器及待测近眼显示设备的位置，操作简单，同时可以实现较为精准的装调及控制，测试准确性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是根据现有技术的双目相机测虚像距离原理图；

图2是根据现有技术另一种的利用物像关系测虚像距离原理图；

图3是根据现有技术多孔成像测量虚像距离原理图；

图4是根据本发明实施例的基于液体透镜的虚像距测试装置的结构框图；

图5是根据本发明实施例的基于液体透镜的虚像距测试装置中液体透镜位置示意图；

图6是根据本发明另一实施例的基于液体透镜的虚像距测试装置中液体透镜位置示意图；

图7是根据本发明实施例的基于液体透镜的虚像距测试装置中液体透镜光焦度变化调节改变测试装置的对焦距离示意图；

图8是根据本发明实施例的基于液体透镜的虚像距测试方法的流程图；

图9是根据本发明另一实施例的基于液体透镜的虚像距测试方法的流程图；

图10是根据本发明实施例提供的计算机可读存储介质的结构示意图；

图11是根据本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种基于液体透镜的虚像距测试装置，如图4所示，该测试装置包括：包含液体透镜11的测试镜头组10、传感器20、控制***30以及测试***40；待测近眼显示***设置在所述测试镜头组10前预设位置，用于显示测试图像；所述传感器20设置在所述测试镜头组10后方，所述测试镜头组10将所述测试图像成像在所述传感器20上；所述控制***30用于改变所述液体透镜的光焦度；所述测试***40连接所述传感器，用于采集每个光焦度对应的成像图像，根据不同成像图像的清晰度确定清晰度最高的成像图像对应的光焦度，根据清晰度最高的成像图像对应的光焦度以及光焦度和虚像距离的对应关系确定待测近眼显示***的虚像距离。

其中，待测近眼显示***设置在测试镜头组前的位置可以基于具体的测试镜头组确定，具体地，当待测近眼显示***设置在测试镜头组前预设位置时，可以使得测试镜头组的出瞳和待测近眼显示***的入瞳对应，或者说使得测试镜头组和待测近眼显示***的特征面重合。此外，该基于液体透镜的虚像距测试装置也可以用于其他显示***的虚像距离测试中，只需要将相应的待测近眼显示***转换为其他显示***。

本发明实施例提供的基于液体透镜的虚像距测试装置，采用包含液体透镜11的测试镜头组10，将待测近眼显示***显示的测试图像成像在传感器20上，通过改变液体透镜11的光焦度，采集得到多个不同的成像图像，从中选出清晰度最高的成像图像，基于成像图像的清晰度对应的光焦度以及光焦度和虚像距离的对应关系即可确定待测近眼显示***的虚像距离。该测试装置在虚像距测试过程中，不需要移动待测近眼显示***、测试镜头组及传感器的位置，只需要调节液体透镜的光焦度，操作简单，同时可以实现较为精准的装调和控制，测试准确性高。

在一实施方式中，如图4、图5和图6所示，所述测试镜头组10包括液体透镜11和测试镜头12，所述液体透镜11设置在所述测试镜头12和所述传感器20之间(参见图6)，或者所述液体透镜11设置在所述测试镜头12和待测近眼显示***之间(参见图4)，或者所述11液体透镜设置在所述测试镜头12内部(参见图5)。对于测试镜头，可以由多个透镜构成，该多个透镜可以从现有的透镜类型中选择，本发明实施例对此不做限定。并且，液体透镜可以设置在多个透镜的中间，如设置在任意两个透镜之间，或者液体透镜也可以设置在测试镜头之前，也可以设置在测试镜头之后，本发明实施例对液体透镜的具***置不做具体限定。在图4至图6中，分别以虚线和实线显示了对应于不同光焦度的液体透镜的面形，对应于不同光焦度，待测近眼显示设备的测试图像的成像位置不同，在固定位置(传感器成像位置)采集到的成像图像的清晰度不同。

对于包含液体透镜的测试镜头组，可以对多种类型的近眼显示***进行测试，即该测试镜头组为通用型测试镜头组。此外，也可以针对不同类型的近眼显示***选择不同的透镜组成测试镜头，形成专用测试镜头组。

具体地，测试镜头组和所述传感器的设置位置固定，即在测试过程中两者的相对位置不发生变化。在一实施方式中，测试镜头组和所述传感器可以固定连接。例如，测试镜头组和传感器通过刚性结构连接。或者，在另一实施方式中，测试镜头组和所述传感器也可以同时固定在同一基座上，两者保持固定距离。该传感器可以采用CCD(Charge CoupledDevice，电荷耦合器件)传感器，也可以采用CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)传感器，本发明实施例对传感器的类型不做限定。

在一实施方式中，如图7所示，控制***30改变液体透镜11的光焦度时，采用调节液体透镜的折射率或者改变液体透镜的面形参数的方式。具体地，可以采用高精密控制***通过电压、电流或气压等方式调节液体透镜的折射率，从而改变液体透镜的光焦度；或者也可以通过机械驱动、气压或电场驱动的方式改变液体透镜的面形参数，从而改变液体透镜的光焦度。

其中，在改变液体透镜11的光焦度时，光焦度的变化范围可以是固定的数值也可以是动态调整的数值。例如，可以预先确定一个光焦度范围，改变光焦度时在该范围内改变；或者可以根据实际情况，根据具体的近眼显示***动态调整该光焦度。此外，若选择固定的数值，当液体透镜位于不同位置时，该固定数值不同。例如，当液体透镜位于测试镜头之间，或者位于测试镜头之前，或者位于该测试镜头之后时，该固定数值的具体范围不同。此外，对于光焦度在具体范围内的具体变化量，可以是固定的数值、可以是一个序列，也可以是动态调整的数值，该具体变化量可以基于实际情况确定，本发明实施例对此不做限定。

本发明实施例提供的基于液体透镜的虚像距测试装置，将测试镜头组10和传感器20固定连接，则在该测试装置装调过程中不需要预留相对运动的间隙，可以实现更为精准的装调，测试准确性更高；同时，测试过程中，测试镜头组10和传感器20固定在一起，相对位置不发生变化，测试过程中液体透镜11由电压或气压等进行控制，控制准确性高，测试速度更快，稳定性更高。

在一实施方式中，所述测试图像为表征图像锐度的测试图像，所述测试图像包括：横竖线对图或斜方块图；所述不同成像图像的清晰度根据MTF黑白线对算法、SFR计算算法或者图像锐度算法计算。具体地，对于近眼显示***显示的测试图像，可以是特定的图像，例如横竖线对图、斜方块图或者其他可以表征图像锐度的测试图，从而便于图像清晰度的计算。

具体地，对近眼显示***显示的测试图像，可以通过测试镜头组10成像在传感器20上，当液体透镜11的光焦度改变时，成像在传感器20上的图像的清晰度也会发生相应的变化。由此，可以通过测试***40连接传感器20，采集每个光焦度对应的成像图像，然后从多个具有不同清晰度的成像图像中选择清晰度最高的成像图像，确定其对应的光焦度，最后基于该光焦度以及光焦度和虚像距离的对应关系确定待测近眼显示***的虚像距离。

其中，在选择清晰度最高的成像图像时可以采用为遍历比较法结合拟合求极值法等。该实施例中采用遍历比较法确定清晰度最高的成像图像。该成像图像虽然是测量得到的清晰度最高的，但是由于光焦度可能无法连续取值，因此可以采用局部拟合的方法确定实际最高的清晰度对应的光焦度。具体可以以该清晰度值为中心，在该清晰度值位置附近，在预设范围内将清晰度值随光焦度值的变化拟合或插值成连续的曲线，该拟合曲线在该预设范围内的最大值即为清晰度最高的位置。其中，拟合方法可选的为多项式拟合或高斯函数拟合；插值的方法可选的为样条插值。

对于光焦度和虚像距离的对应关系可以预先标定。具体可以选择采用动态或静态实物图卡的方式在选定的特定数量的图卡距离进行标定；标定过程中每一个图卡距离处执行一次上述测试过程，记录清晰度最高位置处液体透镜的光焦度值及图卡距离值；然后采用数据拟合或插值的方式获得液体透镜光焦度与测试虚像距离的对应关系。其中，该液体透镜光焦度和虚像距离的对应关系通过以下公式表示：

其中，

表示液体透镜光焦度，L为待测近眼显示***的虚像距离，A、B、C为标定系数。

本发明实施例提供一种基于液体透镜的虚像距测试方法，如图8所示，该方法包括如下步骤：

步骤S101：待测近眼显示***设置在所述测试镜头组前预设位置，并显示测试图像。

步骤S102：改变测试镜头组中液体透镜的光焦度，采集待测近眼显示***显示的测试图像经过测试镜头组在传感器上的成像图像，不同的光焦度对应不同清晰度的成像图像。

在一实施方式中，采用控制***改变液体透镜的光焦度，其中，该控制***可以采用调节液体透镜的折射率或者改变液体透镜的面形参数的方式改变。具体地，可以采用高精密控制***通过电压、电流或气压等方式调节液体透镜的折射率，从而改变液体透镜的光焦度；或者也可以通过机械驱动、气压或电场驱动的方式改变液体透镜的面形参数，从而改变液体透镜的光焦度。

其中，在改变液体透镜的光焦度时，光焦度的变化范围可以是固定的数值也可以是动态调整的数值。例如，可以预先确定一个光焦度范围，改变光焦度时在该范围内改变；或者可以根据实际情况，根据具体的近眼显示***动态调整该光焦度。此外，若选择固定的数值，当液体透镜位于不同位置时，该固定数值不同。例如，当液体透镜位于测试镜头之间，或者位于测试镜头之前，或者位于该测试镜头之后时，该固定数值的具体范围不同。此外，对于光焦度在具体范围内的具体变化量，可以是固定的数值、可以是一个序列，也可以是动态调整的数值，该具体变化量可以基于实际情况确定，本发明实施例对此不做限定。

其中，该近眼显示***显示的测试图像，可以是特定的图像例如横竖线对图、斜方块图或者其他可以表征图像锐度的测试图，从而便于图像清晰度的计算。该测试图像可以通过测试镜头组成像在传感器上，每改变一次光焦度，可以采集一次对应的成像图像，由于光焦度不同，则传感器上的成像图像的清晰度不同。

步骤S103：根据不同成像图像的清晰度确定清晰度最高的成像图像对应的光焦度。具体地，由于每改变一次光焦度，采集一次成像图像，因此，每个清晰度对应一个光焦度。由此，在确定清晰度最高的成像图像后，可以基于该清晰度确定对应的光焦度。

步骤S104：根据清晰度最高的成像图像对应的光焦度以及光焦度和虚像距离的对应关系确定待测近眼显示***的虚像距离。具体地，对于光焦度和虚像距离的对应关系可以采用同样的方式进行提前标定。由此，在确定最高的清晰度对应的光焦度后，基于该对应关系即可确定近眼显示***的虚像距离。

本发明实施例提供的基于液体透镜的虚像距测试方法，采用包含液体透镜的测试镜头组，将待测近眼显示***显示的测试图像成像在传感器上，通过改变液体透镜的光焦度，采集得到多个不同的成像图像，基于成像图像的清晰度对应的光焦度以及光焦度和虚像距离的对应关系即可确定待测近眼显示***的虚像距离。该测试方法在测试过程中，只需要调节液体透镜的光焦度，而不需要改变待测近眼显示***、测试镜头组及传感器之间的距离，操作简单，同时可以实现较为精准的装调，测试准确性高。

在一实施方式中，如图9所示，根据不同成像图像的清晰度确定清晰度最高的成像图像对应的光焦度，包括如下步骤：

步骤S201：根据MTF黑白线对算法、SFR计算算法或者图像锐度算法计算不同成像图像的清晰度。具体地，在采集到不同光焦度对应的成像图像后，可以采用MTF(ModulationTransfer Function，调制传递函数)黑白线对算法、SFR(SpatialFrequency Response，空间频域响应)计算算法或者图像锐度算法计算相应图像的清晰度。

其中，MTF算法常用方波法，即采用一组黑白先对的对比度值来获取MTF特征，具体地，MTF算法通过获取每一块高亮度区域平均亮度值AveWhite和低亮度区域的平均亮度值AveBlcak，然后通过公式(AveWhite－AveBlcak)/(AveWhite+AveBlcak)＊100％，计算出解析度值MTF，从而得到清晰度。

对于SFR算法，其具体计算过程如下：首先获取垂直斜边的ROI(regionofinterest，感兴趣区域)，进行数据的归一化；计算图像每一行的像素矩心；对每行的矩心使用最小二乘法进行线性拟合，获得一条关于矩心的直线；重新定位ROI，获得ESF(EdgeSpread Function，边缘扩展函数ESF)；对获得的ESF进行四倍超采样；通过差分运算获得LSF(Line Spread Function，线扩展函数LSF)；对LSF应用汉明窗；进行DFT(DiscreteFourier Transform，离散傅里叶变换)运算，从而计算得到图像的清晰度。

采用图像锐度算法计算图像清晰度时，可以采用基于边缘锐度的算法评价图像的清晰度。在该算法中，图像清晰度的高度与边缘处灰度变化情况密切相关，即灰度变化越大表明边缘越清晰，因此可以通过统计图像某一边缘方向的灰度变化情况来计算清晰度。此外，对于成像图像的清晰度计算也可以采用其他的计算算法进行计算。

步骤S202：根据遍历比较法结合拟合求极值法确定清晰度最高的成像图像。具体地，在选择清晰度最高的成像图像时可以采用为遍历比较法结合拟合求极值法等。

首先，采用遍历比较法确定不同成像图像的清晰度的最大值，此时，该成像图像虽然是测量得到的清晰度最高的，但是由于光焦度可能无法连续取值，因此可以采用拟合求极值法确定实际最高的清晰度对应的光焦度。具体可以以该清晰度值为中心，在该清晰度值位置附近，在预设范围内将清晰度值随光焦度值的变化拟合或插值成连续的曲线，该拟合曲线在该预设范围内的最大值即为清晰度最高的位置。其中，拟合方法可选的为多项式拟合或高斯函数拟合；插值的方法可选的为样条插值。

步骤S203：根据清晰度最高的成像图像确定对应的光焦度。具体地，由于该清晰度最高值是通过局部拟合的方式由连续曲线的峰值确定的，在同该连续曲线确定清晰度最高值后，可以从该曲线上确定该清晰度最高值对应的光焦度，从而得到清晰度最高的成像图像对应的光焦度。

在一实施方式中，根据清晰度最高的成像图像对应的光焦度以及光焦度和虚像距离的对应关系确定待测近眼显示***的虚像距离，包括：采集测试图卡经过测试镜头组在传感器上的成像图像，所述测试图卡位于所述测试镜头组前第一距离处；改变测试镜头组中液体透镜的光焦度，得到多个成像图像；根据多个成像图像的清晰度确定清晰度最高的成像图像对应的第一光焦度；改变测试图卡和测试镜头组之间的距离，再次采集不同光焦度下的多个成像图像，确定清晰度最高的成像图像对应的第二光焦度；重复改变距离和确定光焦度的步骤，得到多个距离和对应的光焦度；将多个距离和对应的光焦度拟合得到光焦度和虚像距离的对应关系；根据清晰度最高的成像图像对应的光焦度以及光焦度和虚像距离的对应关系确定待测近眼显示***的虚像距离。

具体地，在标定光焦度和虚像距离的对应关系时，可以先选择测试图卡，该测试图卡上包含动态或静态实物。然后预先确定一定的距离范围，然后将该测试涂卡置于测试镜头组前该预设距离范围内，移动测试图卡，在该预设距离范围内改变测试图卡和测试镜头组之间的距离，在每一个距离时，均改变测试镜头组中液体透镜的光焦度，采用上述步骤S201至S203确定清晰度最高时的光焦度作为相应距离对应的光焦度，由此，通过移动测试图卡，得到多个距离对应的光焦度。然后采用数据拟合或插值的方式得到距离和光焦度之间的对应关系。

其中，光焦度和虚像距离的对应关系通过以下公式表示：

其中，

表示液体透镜光焦度，L为待测近眼显示***的虚像距离，A、B、C为标定系数。

本发明提供一种基于液体透镜的近眼显示***虚像距测试装置，操作简单，仿人眼功能进行测试，测量结果与用户视觉体验更一致；液体透镜的方式在设备装调过程中不需要预留相对运动的间隙，可以实现比较精准的装调，测量准确性高，且液体透镜为电控或气控元件测量，测试过程中测试镜头与CMOS的相对位置不发生变化，测试过程中液体透镜由电压/气压等进行控制，测试速度更快，稳定性更高。

本发明实施例提供的基于液体透镜的虚像距测试方法的功能描述详细参见上述实施例中基于液体透镜的虚像距测试装置描述。

本发明实施例还提供一种存储介质，如图10所示，其上存储有计算机程序601，该指令被处理器执行时实现上述实施例中基于液体透镜的虚像距测试方法的步骤。该存储介质上还存储有音视频流数据，特征帧数据、交互请求信令、加密数据以及预设数据大小等。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read－Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid－State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read－Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid－State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

本发明实施例还提供一种电子设备，如图11所示，该电子设备可以包括处理器51和存储器52，其中处理器51和存储器52可以通过总线或者其他方式连接，图11中以通过总线连接为例。

处理器51可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器51还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器52作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的对应的程序指令/模块。处理器51通过运行存储在存储器52中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的基于液体透镜的虚像距测试方法。

存储器52可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作装置、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器51所创建的数据等。此外，存储器52可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器52可选包括相对于处理器51远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器51。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器52中，当被所述处理器51执行时，执行如图8和图9所示实施例中的基于液体透镜的虚像距测试方法。

上述电子设备具体细节可以对应参阅图8和图9所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于液体透镜的虚像距测试装置，其特征在于，包括：包含液体透镜的测试镜头组、传感器、控制***以及测试***；

待测近眼显示***设置在所述测试镜头组前预设位置，用于显示测试图像；

所述传感器设置在所述测试镜头组后方，所述测试镜头组将所述测试图像成像在所述传感器上；

所述控制***用于改变所述液体透镜的光焦度；

所述测试***连接所述传感器，用于采集每个光焦度对应的成像图像，根据不同成像图像的清晰度确定清晰度最高的成像图像对应的光焦度，根据清晰度最高的成像图像对应的光焦度以及光焦度和虚像距离的对应关系确定待测近眼显示***的虚像距离。

2.根据权利要求1所述的基于液体透镜的虚像距测试装置，其特征在于，

所述测试镜头组包括测试镜头，所述液体透镜设置在所述测试镜头和所述传感器之间，或者所述液体透镜设置在所述测试镜头和待测近眼显示***之间，或者所述液体透镜设置在所述测试镜头内部；

所述测试镜头组和所述传感器设置位置固定。

3.根据权利要求1所述的基于液体透镜的虚像距测试装置，其特征在于，所述控制***还用于调节所述液体透镜的折射率或者改变所述液体透镜的面形参数以改变所述液体透镜的光焦度。

4.根据权利要求1所述的基于液体透镜的虚像距测试装置，其特征在于，

所述测试图像为表征图像锐度的测试图像，所述测试图像包括：横竖线对图或斜方块图；

所述不同成像图像的清晰度根据MTF黑白线对算法、SFR计算算法或者图像锐度算法计算。

5.一种基于液体透镜的虚像距测试方法，其特征在于，包括：

待测近眼显示***设置在所述测试镜头组前预设位置，并显示测试图像；

改变测试镜头组中液体透镜的光焦度，采集待测近眼显示***显示的测试图像经过测试镜头组在传感器上的成像图像，不同的光焦度对应不同清晰度的成像图像；

根据不同成像图像的清晰度确定清晰度最高的成像图像对应的光焦度；

根据清晰度最高的成像图像对应的光焦度以及光焦度和虚像距离的对应关系确定待测近眼显示***的虚像距离。

6.根据权利要求5所述的基于液体透镜的虚像距测试方法，其特征在于，根据不同成像图像的清晰度确定清晰度最高的成像图像对应的光焦度，包括：

根据MTF黑白线对算法、SFR计算算法或者图像锐度算法计算不同成像图像的清晰度；

根据遍历比较法和拟合求极值法确定清晰度最高的成像图像；

根据清晰度最高的成像图像确定对应的光焦度。

7.根据权利要求6所述的基于液体透镜的虚像距测试方法，其特征在于，根据遍历比较法和拟合求极值法确定清晰度最高的成像图像，包括：

根据遍历比较法确定不同成像图像的清晰度的最大值；

以清晰度的最大值为中心，在预设范围内将清晰度随光焦度的变化拟合或插值成连续的曲线；

根据所述连续的曲线的峰值确定清晰度最高的成像图像。

8.根据权利要求5所述的基于液体透镜的虚像距测试方法，其特征在于，根据清晰度最高的成像图像对应的光焦度以及光焦度和虚像距离的对应关系确定待测近眼显示***的虚像距离，包括：

采集测试图卡经过测试镜头组在传感器上的成像图像，所述测试图卡位于所述测试镜头组前第一距离处；

改变测试镜头组中液体透镜的光焦度，得到多个成像图像；

根据多个成像图像的清晰度确定清晰度最高的成像图像对应的第一光焦度，得到与第一距离对应的第一光焦度；

改变测试图卡和测试镜头组之间的距离，所述测试图卡位于所述测试镜头组前第二距离处；再次采集不同光焦度下的多个成像图像，确定清晰度最高的成像图像对应的第二光焦度，得到与第二距离对应的第二光焦度；

重复改变距离和确定光焦度的步骤，得到多个距离和对应的光焦度；

将多个距离和对应的光焦度拟合得到所述光焦度和虚像距离的对应关系；

根据清晰度最高的成像图像对应的光焦度以及光焦度和虚像距离的对应关系确定待测近眼显示***的虚像距离。

9.根据权利要求5或8所述的基于液体透镜的虚像距测试方法，其特征在于，所述光焦度和虚像距离的对应关系通过以下公式表示：

其中，

表示液体透镜光焦度，L为待测近眼显示***的虚像距离，A、B、C为标定系数。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如权利要求5－9任一项所述的基于液体透镜的虚像距测试方法。

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