一种微投影光机的对焦装配与MTF测试方法与流程

本发明涉及投影，具体涉及一种微投影光机的对焦装配与mtf测试方法。

背景技术：

1、ar(增强现实)、mr(混合现实)以及hmd(头戴式显示)是一种可穿戴式透明或者半透明的显示设备，此显示设备一般分为微投影光机以及衍射波导片两大部分，其中，微投影光机作用是提供虚拟的图像内容，而衍射波导片的作用是对图像进行复制扩展并传输到人眼中。因此，微投影光机的成像效果对最终系统的入眼显示效果起着非常关键的作用。

2、微投影光机从对焦装配上，整体结构可以分为两部分，前端的“成像透镜组部分”和后端的“发光显示屏部分”(若所用显示屏无自发光功能，则“发光显示屏部分”包含“显示屏”与“照明系统”)。其中，“成像透镜组部分”一般由多个光学镜片构成；显示屏种类目前包含dlp、lcos、micro led、micro oled。微投影光机则一般按照所用显示屏的种类进行分类。

3、行业内使用多支光管/长焦镜头组合的集成设备基本是每个镜头厂商必备的检测设备，行业内使用的光源靶标也几乎一样，但是如果检测自发光的产品，无论在角度/画幅比例覆盖上，还是mtf检测值的标定上，或是整体的结构设计上都需要单独定制研发，因此导致微投影光机的对焦装配与mtf测试的成本偏高，且无法保证光机在对焦装配与mtf测试后全视场内具有良好的清晰度均匀性。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种微投影光机的对焦装配与mtf测试方法，旨在提升微投影光机在对焦装配与mtf测试后全视场内的清晰度均匀性，以及降低微投影光机对焦装配与mtf测试的成本，从而解决背景技术中记载的问题。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种微投影光机的对焦装配与mtf测试方法，所述方法包括：

3、提供封样光机与测试设备，所述测试设备包括多个测试相机，使所述封样光机的出曈中心对准所述测试设备中位于中间区域的测试相机；

4、根据待组测光机的分辨率，选取对应于所述分辨率的投影图卡，通过所述封样光机投射所述投影图卡以投射出特征图案，所述特征图案中具有对应于测试相机数量的特征标识，对所述封样光机与所述测试设备中所有测试相机的位置与角度进行调整，使投射出的特征标识位于每个测试相机的图像接收中心；

5、通过所述测试相机接收所述封样光机投射的特征图案，输出所述封样光机的测试数据，将所述测试数据与所述封样光机的封样数据进行比较，当所述封样光机各视场的mtf值在预设差值范围内时判定所述测试设备的调整合格；

6、在所述封样光机的测试位置分别布置待组测光机中待对焦的光机透镜组与待装配的显示屏器件，并使所述显示屏器件位于所述光机透镜组的预装配位置内；

7、对所述显示屏器件进行平移，当所述测试设备中位于中间区域的测试相机测得的mtf值最大时，对比所述测试设备中其它测试相机测得的mtf值；

8、若同一角度的正负视场下mtf值存在差异，则调整所述显示屏器件对应方向的倾斜角度，以调节正负视场的mtf差值；

9、当对应视场的mtf值调节至一致后，判定所述显示屏器件对应方向的倾斜角度调整合格，其它角度的不同视场下mtf值依次调节至一致；

10、对所述显示屏器件进行平移，当整体mtf值达到最大时停止平移，将所述显示屏器件与所述光机透镜组进行固定。

11、根据上述技术方案的一方面，所述封样光机与所述待组测光机中的光机透镜组与显示屏器件均通过驱动设备进行驱动而平移或转动。

12、根据上述技术方案的一方面，所述驱动设备包括具有多轴自由度的第一驱动设备与第二驱动设备；

13、在进行封样光机的点检时，所述封样光机固定于所述第二驱动设备的输出端，所述第二驱动设备固定于所述第一驱动设备的输出端，以通过所述第一驱动设备和\或所述第二驱动设备驱动所述封样光机进行平移或转动；

14、在进行待组测光机的对焦装配与mtf测试时，所述待组测光机中待对焦的光机透镜组固定于所述第一驱动设备的输出端，所述待组测光机中待装配的显示屏器件固定于所述第二驱动设备的输出端，对所述第二驱动设备进行调节以使显示屏器件位于所述光机透镜组的焦距范围内的预装配位置处。

15、根据上述技术方案的一方面，所述测试设备包括可调式的设备支架以及安装于所述设备支架上可调式的13个测试相机，所述封样光机投射投影图卡以投射出的特征图案中具有与所述测试相机数量对应的特征标识。

16、根据上述技术方案的一方面，所述测试设备的13个相机分成4个相机组合或5个相机组合，4个相机组合或5个相机组合按照预设方式固定于所述设备支架上。

17、根据上述技术方案的一方面，所述测试设备包括第一相机组合、第二相机组合、第三相机组合与第四相机组合，所述第一相机组合包括1个测试相机，并用于对准所述封样光机的出曈中心，所述第二相机组合、第三相机组合与第四相机组合均包括4个测试相机，所述第二相机组合、第三相机组合与第四相机组合中的测试相机均呈圆形阵列依次排布于所述第一相机组合的外侧。

18、根据上述技术方案的一方面，所述测试设备包括第一相机组合、第二相机组合、第三相机组合、第四相机组合与第五相机组合，所述第一相机组合包括1个测试相机，并用于对准所述封样光机的出曈中心，所述第二相机组合与第五相机组合均包括4个测试相机，所述第二相机组合与第五相机组合中的测试相机均呈圆形阵列依次排布于所述第一相机组合的外侧，所述第三相机组合与第四相机组合均包括2个测试相机，所述第三相机组合与所述第四相机组合中的测试相机交错布置于所述第二相机组合与所述第五相机组合之间。

19、根据上述技术方案的一方面，所述方法还包括：

20、在将所述光机透镜组与所述显示屏器件进行固定并安装微投影光机其它结构件之后，得到装配后的待测封样光机，将所述待测封样光机固定于第一驱动设备的输出端，使用所述投影图卡对所述待测封样光机进行投影测试，得到mtf值并保存测试数据。

21、根据上述技术方案的一方面，所述mtf值包括二分之一频率与四分之一频率下对应的横向mtf值与纵向mtf值。

22、根据上述技术方案的一方面，所述mtf值还包括横向mtf值与纵向mtf值的横纵平均值。

23、与现有技术相比，采用本发明所示的微投影光机的对焦装配与mtf测试方法，有益效果在于：

24、采用本发明当中所示的微投影光机的对焦装配与mtf测试方法，通过提供封样光机对检测设备中的测试相机进行验证，在验证通过后使用检测设备对待组测光机中光机透镜组与显示屏器件的对焦装配与mtf测试进行指导，可以实现实时全视场角的清晰度检测，通过量化视场角内不同位置的mtf值，能够有效指导装配人员在最佳成像焦点处将显示屏器件与光机透镜组进行固定，这样便可有效提升微投影光机整体画幅的清晰度与均匀性，最终尽可能保证组装出符合研发设计的微投影光机。本发明通过上述方法提升了微投影光机在对焦装配与mtf测试后全视场内的清晰度均匀性，以及降低微投影光机对焦装配与mtf测试的成本，从而解决背景技术中记载的问题。