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目视光学系统的成像质量测试方法及其测试图案单元

阅读：963发布：2020-05-15

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权利要求

1.一测试图案单元，所述测试图案单元用于目视光学系统的成像质量测试，其特征在于，包括：
至少一纹理区域，所述至少一纹理区域用于测量该目视光学系统的第一成像质量参数；以及
至少一非纹理区域，所述至少一非纹理区域用于测量该目视光学系统的第二成像质量参数，以通过所述测试图案单元同步地对该目视光学系统的该第一成像质量参数和该第二成像质量参数进行测量。
2.如权利要求1所述的测试图案单元，还包括：
一背景区域，其中，所述至少一纹理区域和所述至少一非纹理区域集成于所述测试图案单元的所述背景区域，以通过所述测试图案单元同步地对该目视光学系统的该第一成像质量参数和该第二成像质量参数进行测量。
3.如权利要求2所述的测试图案单元，其中，所述纹理区域为纯色区域，以及，所述非纹理区域包括前景图案和纯色背景图案，所述前景图案和所述纯色背景图案之间具有对比度。
4.如权利要求3所述的测试图案单元，其中，所述至少一非纹理区域与所述至少一纹理区域相间隔地设置。
5.如权利要求4所述的测试图案单元，其中，部分所述至少一非纹理区域位于所述测试图案单元的所述背景区域的中心区域，以及，部分所述至少一非纹理区域位于所述测试图案单元的所述背景区域的周边区域，其中，在该目视光学系统的成像质量的测试过程中，所述测试图案单元的所述背景区域的所述中心区域对应于该目视光学系统所设定的光轴。
6.如权利要求4所述的测试图案单元，其中，部分所述至少一纹理区域位于所述测试图案单元的所述背景区域的中心区域，以及，部分所述至少一纹理区域位于所述测试图案单元的所述背景区域的周边区域，其中，在该目视光学系统的成像质量的测试过程中，所述背景区域的所述中心区域对应于该目视光学系统所设定的光轴。
7.如权利要求5所述的测试图案单元，其中，所述至少一非纹理区域关于所述背景区域的所述中心区域对称地设置。
8.如权利要求6所述的测试图案单元，其中，所述至少一纹理区域关于所述背景区域的所述中心区域对称地设置。
9.如权利要求7或8所述的测试图案单元，其中，该第一成像质量参数为选自由调制传递函数曲线、分辨率和对比度所组成的群组中的任意一种或几种的组合。
10.如权利要求9所述的测试图案单元，其中，该第二成像质量参数为选自由视场角、畸变、场曲、亮度、色度、亮度均匀性和色度均匀性所组成的群组中的任意一种或几种的组合。
11.如权利要求10所述的测试图案单元，其中，所述纹理区域和所述非纹理区域为矩形区域。
12.如权利要求11所述的测试图案单元，其中，所述纹理区域的所述纯色背景图案的颜色与所述非纹理区域的颜色相一致。
13.如权利要求12所述的测试图案单元，其中，所述测试图案单元的所述背景区域为纯色区域，并且，所述背景区域的颜色与所述非纹理区域的颜色相一致。
14.如权利要求1-13任一所述的测试图案单元，其中，所述测试图案单元被实施为一测试标板，其中，所述背景区域、所述至少一纹理区域和所述至少一非纹理区域集成地形成于所述测试标板的同一侧面。
15.如权利要求1-13任一所述的测试图案单元，其中，所述测试图案单元为由所述目视光学系统所提供的测试图案图像。
16.一目视光学系统的成像质量测试方法，其特征在于，包括，
获得一测试图像，其中，所述测试图像包括至少一纹理区域和至少一非纹理区域；
提取所述测试图像中的所述至少一纹理区域，以测量所述目视光学系统的第一成像质量参数；以及
提取所述测试图像中的所述至少一非纹理区域，以测量所述目视光学系统的第二成像质量参数。
17.如权利要求16所述的成像质量测试方法，其中，提取所述测试图像中的至少一纹理区域，以测量所述目视光学系统的第一成像质量参数的步骤和提取所述测试图像中的至少一非纹理区域，以测量所述目视光学系统的第二成像质量参数的步骤被同步地执行。
18.如权利要求17所述的成像质量测试方法，其中，提供一测试图像，包括：
对齐所述目视光学系统所设定的光轴于所述测试图案单元，其中，所述测试图案单元被实施为一测试标板；以及
藉由一成像装置，获取所述测试图案单元通过所述目视光学系统后的所述测试图像。
19.如权利要求16所述的成像质量测试方法，其中，提供一测试图案图像，包括：
藉由所述目视光学系统，产生一测试图案图像；以及
藉由一成像装置，生成所述测试图案图像的图像，以获得所述测试图像。

说明书全文

目视光学系统的成像质量测试方法及其测试图案单元

技术领域

[0001] 本发明涉及光学系统领域，尤其涉及目视光学系统的成像质量测试方法及其测试图案单元。

背景技术

[0002] 近年来，目视光学系统，包括诸如虚拟现实(Virtual Reality，VR)、增强现实(Augmented Reality，AR)之类的近眼目视光学系统以及照相机、望远镜等远距目视光学系
统，作为视觉延伸工具为人类创造了丰富的视觉体验。

[0003] 在目视光学系统投入服务之前，需对其各项成像质量参数进行测定。现有的检测目视光学系统像质的方法主要有两种：基于光学测试装置的像质检测和基于相机图像的像
质检测。这里，基于光学测试装置的像质检测指的是利用诸如平行光管、反射镜、光度计等
测试仪器，并结合人眼主观观测以获得相应的像质测量结果。基于相机图像的像质检测指
的是利用图像采集装置(例如，CCD相机)拍摄测试标板在通过目视光学系统后的图像，并通
过后端算法对所述测试标板图像进行处理以获得相应的测试值。

[0004] 虽然，上述两种像质检测方法都能够实现对目视光学系统的像质进行检测。但是，在实际检测过程中，却遇到了诸多问题。例如，检测流程繁多、检测效率低下、无法满足全自
动化检测的需求、检测装置结构复杂和价格高昂等。

[0005] 因此，对于一种能够提高目视光学系统的成像质量测试效率和降低测试成本的成像质量测试系统及其方法的需求是迫切。

发明内容

[0006] 本发明的主要目的在于提供一种目视光学系统的成像质量测试方法及其测试图案单元，其中，所述目视光学系统的成像质量测试方法能够实现对目视光学系统的成像质
量完全自动化地检测。

[0007] 本发明的另一目的在于提供一种目视光学系统的成像质量测试方法及其测试图案单元，其中，所述目视光学系统的各项成像质量参数能够在一次检测过程中同步地被测
定。换言之，所述目视光学系统的成像质量测试方法具有相对较高的测试效率。

[0008] 本发明的另一目的在于提供一种目视光学系统的成像质量测试方法及其测试图案单元，其中，在利用所述目视光学系统的成像质量测试方法进行像质检测时，各项成像质
量参数自动地生成而无需依靠人工观测，从而有效地排除了人工不稳定因素的影响，且减
低了人工成本。

[0009] 本发明的另一目的在于提供一种目视光学系统的成像质量测试方法及其测试图案单元，其中，所述目视光学系统的成像质量测试方法适用于各类目视光学系统的像质检
测，包括但不限于近眼显示光学系统(例如，增强现实或虚拟现实等)或者远距目视光学系
统(例如，望远镜或照相机等)。换言之，所述目视光学系统的成像质量测试方法具有较佳的
通用性。

[0010] 本发明的另一目的在于提供一种目视光学系统的成像质量测试方法及其测试图案单元，其中，所述测试图案单元具有特制的测试图案，其能够同时满足目视光学系统的各
项成像质量参数的测定，从而在进行像质检测的过程中，无需更换测试标板以更换测试图
案，以实现像质检测效率的提升。

[0011] 通过下面的描述，本发明的其它优势和特征将会变得显而易见，并可以通过权利要求书中特别指出的手段和组合得到实现。

[0012] 为实现上述至少一目的或优势，本发明提供一测试图案单元，所述测试图案单元用于目视光学系统的成像质量测试，其包括：

[0013] 至少一纹理区域，所述至少一纹理区域用于测量该目视光学系统的第一成像质量参数；

[0014] 至少一非纹理区域，所述至少一非纹理区域用于测量该目视光学系统的第二成像质量参数；以及

[0015] 一背景区域，其中，所述至少一纹理区域和所述至少一非纹理区域集成于所述测试图案单元的所述背景区域，以通过所述测试图案单元同步地测量该目视光学系统的该第
一成像质量参数和该第二成像质量参数。

[0016] 在本发明一实施例中，所述非纹理区域为纯色区域，以及，所述纹理区域包括前景图案和纯色背景图案，所述前景图案和所述纯色背景图案之间具有对比度。

[0017] 在本发明一实施例中，所述至少一非纹理区域与所述至少一纹理区域相间隔地设置。

[0018] 在本发明一实施例中，部分所述至少一非纹理区域位于所述测试图案单元的所述背景区域的中心区域，以及，部分所述至少一非纹理区域位于所述测试图案单元的所述背
景区域的周边区域，其中，在该目视光学系统的成像质量的测试过程中，所述测试图案单元
的所述背景区域的所述中心区域对应于该目视光学系统所设定的光轴。

[0019] 在本发明一实施例中，部分所述至少一纹理区域位于所述测试图案单元的所述背景区域的中心区域，以及，部分所述至少一纹理区域位于所述测试图案单元的所述背景区
域的周边区域，其中，在该目视光学系统的成像质量的测试过程中，所述背景区域的所述中
心区域对应于该目视光学系统所设定的光轴。

[0020] 在本发明一实施例中，所述至少一非纹理区域关于所述背景区域的所述中心区域对称地设置。

[0021] 在本发明一实施例中，所述至少一纹理区域关于所述背景区域的所述中心区域对称地设置。

[0022] 在本发明一实施例中，该第一成像质量参数为选自由调制传递函数曲线、分辨率和对比度所组成的群组中的任意一种或几种的组合。

[0023] 在本发明一实施例中，该第二成像质量参数为选自由视场角、畸变、场曲、亮度、色度、亮度均匀性和色度均匀性所组成的群组中的任意一种或几种的组合。

[0024] 在本发明一实施例中，所述纹理区域和所述非纹理区域为矩形区域。

[0025] 在本发明一实施例中，所述纹理区域的所述纯色背景图案的颜色与所述非纹理区域的颜色相一致。

[0026] 在本发明一实施例中，所述测试图案单元的所述背景区域为纯色区域，并且，所述背景区域的颜色与所述非纹理区域的颜色相一致。

[0027] 在本发明一实施例中，所述测试图案单元被实施为一测试标板，其中，所述背景区域、所述至少一纹理区域和所述至少一非纹理区域集成地形成于所述测试标板的同一侧
面。

[0028] 在本发明一实施例中，所述测试图案单元为由所述目视光学系统所提供的测试图案图像。

[0029] 根据本发明的另一方面，本发明还提供一种目视光学系统的成像质量测试方法，其包括，

[0030] 获得一测试图像，其中，所述测试图像包括至少一纹理区域和至少一非纹理区域；

[0031] 提取所述测试图像中的所述至少一纹理区域，以测量所述目视光学系统的第一成像质量参数；以及

[0032] 提取所述测试图像中的所述至少一非纹理区域，以测量所述目视光学系统的第二成像质量参数。

[0033] 在本发明一实施例中，提取所述测试图像中的至少一纹理区域，以测量所述目视光学系统的第一成像质量参数的步骤和提取所述测试图像中的至少一非纹理区域，以测量
所述目视光学系统的第二成像质量参数的步骤被同步地执行。

[0034] 在本发明一实施例中，提供一测试图像，包括：

[0035] 对齐所述目视光学系统所设定的光轴于所述测试图案单元，其中，所述测试图案单元被实施为一测试标板；以及

[0036] 藉由一成像装置，获取所述测试图案单元通过所述目视光学系统后的所述测试图像。

[0037] 在本发明一实施例中，提供一测试图案图像，包括：

[0038] 藉由所述目视光学系统，产生一测试图案图像；以及

[0039] 藉由一成像装置，生成所述测试图案图像的图像，以获得所述测试图像。

[0040] 在本发明一实施例中，所述成像装置被实施为人眼仿真成像设备，其中所述成像装置被实施为人眼仿真成像设备，其中，所述人眼仿真成像设备的入瞳前置。

[0041] 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。

[0042] 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，附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

[0043] 图1为根据本发明一较佳实施例的所述测试图案单元的测试图案的示意图。

[0044] 图2图示了依据本发明上述较佳的所述测试图案单元的所述测试图案的一变形实施的示意图。

[0045] 图3为根据本发明一较佳实施例的目视光学系统的成像质量检测系统的示意图。

[0046] 图4为根据本发明上述较佳实施例的所述目视光学系统的成像质量检测系统的成像质量检测的流程示意图。.

[0047] 图5为根据本发明上述较佳实施例的所述目视光学系统的成像质量检测系统的成像质量检测中获得测试图像的流程示意图。

具体实施方式

[0048] 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。

[0049] 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。

[0050] 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。

[0051] 申请概述

[0052] 如上所述，在目视光学系统投入服务之前，需对其各项成像质量参数进行测定。现有的检测目视光学系统像质的方法主要有两种：基于光学测试装置的像质检测方法和基于
相机图像的像质检测方法。

[0053] 在基于光学测试装置的像质检测方法中，需搭建复杂的验证光路。具体地，光学测试装置由平行光管，反射镜光度计等测试仪器组合搭建而成，其结构复杂，成本高昂。同时，
为了优化像质检测结果，在检测过程中部分检测项需依靠人眼观察测得，这无疑提高了人
力成本。此外，人力因素为不可控因素，一方面，每个人在观测检测值时会产生一定的偏差，
另一方面，人力因素的引入不利于实现工业自动化标准检测。

[0054] 相较于基于光学测试装置的像质检测方法，基于相机图像的像质检测方法对于设备的要求较低，且不需要搭建负责的验证光路。在检测过程中，其利用相机，例如CCD
(Charge Coupled Device)相机，捕捉给定标准测试标板的图像，并藉由后端成像质量分析
算法自动成像质量检测结果。

[0055] 然而，目视光学系统检测包括多项成像质量参数，其中，对应于不同的成像质量参数需借助不同的测试图案。换言之，在现有的基于相机图像的像质检测方法中，需更换测试
标板以提供具有不同测试图案的图像供后台算法分析以生成不同的成像质量参数。此过程
较为繁琐，影响检测效率。同时，在更换测试图案的过程中，待检测的目视光学系统与测试
标板的测试图案之间的相对位置关系可能发生变动，导致像质检测精度的下降。

[0056] 此外，目视光学系统用于人眼视觉体验。当选用传统的相机模拟人眼进行像质检测时，本质上普通的相机与人眼参数具有较大差异，其无法直接模拟出目视效果。换言之，
现有的基于CCD相机所采集的图像进行像质检测方法，其获得的像质检测结果不能良好地
反应人眼视觉的观感。

[0057] 针对上述技术问题，本发明的基本构思是通过特殊配置用于目视光学系统成像质量检测的测试图案，以使得其集成用于检测不同成像质量参数的多个特征子图案，以使得
通过分析所述测试图案图像便能够同步地测量所述目视光学系统多个成像质量参数，以提
高像质检测效率。这里，“同步”指的是两件或更多的事件发生的时间段相互重叠，基于具体
的应用场景，这两件或更多的时间的发生时间段可完全或部分重合。换言之，对于所述目视
光学系统的各成像质量参数的检测的时间段可部分或完全重合。

[0058] 基于此，本发明提出了一种用于目视光学系统的成像质量测试的测试图案单元，其包括至少一纹理区域，至少一非纹理区域和一背景区域，其中，所述至少一纹理区域用于
测量该目视光学系统的第一成像质量参数和至少一非纹理区域用于测量该目视光学系统
的第二成像质量参数。这样，通过所述测试图案单元可一次性地测量所述目视光学系统多
项成像质量参数，以提高像质检测效率。

[0059] 在介绍本发明的基本原理之后，下面将参考附图来具体介绍本发明的各种非限制性实施例。

[0060] 示例性测试图案单元

[0061] 根据图1至图3所示，依据本发明一较佳实施例的测试图案单元10被阐明，其中，藉由所述测试图案单元10能够一次性地对目视光学系统的多项成像质量参数进行测定，以提
升像质检测效率。

[0062] 本发明所提供的所述测试图案单元10可用于各类目视光学系统的成像质量参数测定，例如，用于虚拟现实(Virtual Reality，VR)和增强现实(Augmented Reality,AR)的
近眼目视光学系统，以及用于照相机、望远镜的远距目视光学系统等。略有区别的是，当所
述测试图案单元10用于近眼目视光学系统的成像质量检测时，所述测试图案单元10被实施
为VR和AR等近眼目视光学系统自身提供的测试图案图像。当所述测试图案单元10用于照相
机、望远镜的远距目视光学系统的成像质量检测时，所述测试图案单元10被实施为一测试
标板。

[0063] 换言之，当所述测试图案单元10用于近眼目视光学系统的成像质量检测时，所述测试图案单元10被实施为看得见但摸不着的测试图案图像，而，当所述测试图案单元10用
于照相机、望远镜的远距目视光学系统的成像质量检测时，所述测试图案单元10被实施为
看得见且摸得着的测试标板。这里，应领会的是，无论是测试图案图像还是测试标板，两者
的核心是完全一致的，即，所述测试图案图像中的测试图案以及所述测试标板的测试图案
的布局特征。

[0064] 为了便于理解和说明，在本发明的该较佳实施例中，以所述测试图案单元10用于照相机、望远镜的远距目视光学系统的成像质量检测为示例，说明形成于所述测试图案单
元10上的测试图案的布局特征。更具体地说，在这种情况下，所述测试图案单元10被实施为
所述测试标板。在像质检测过程中，所述测试标板放置于所述目视光学系统的视场内，以通
过捕捉所述测试标板在通过所述目视光学系统之后的图像，进而利用预设的成像质量分析
算法分析所述测试标板图像以一次性对所述目视光学系统的各项成像参数进行测定。

[0065] 如图1所示，在本发明的该较佳实施例中，所述测试图案单元10的测试图案包括至少一纹理区域100，至少一非纹理区域110，和一背景区域120，其中，所述至少一纹理区域
100和所述至少一非纹理区域110集成于所述背景区域120。

[0066] 在具体实施中，所述背景区域120、所述至少一纹理区域100和所述至少一非纹理区域110可形成于所述测试图案单元10的同一侧面，其中，所述背景区域120可完全覆盖或
部分覆盖该侧面区域，所述至少一纹理区域100和所述至少一非纹理区域110按照预设叠置
于所述背景区域120，以形成所述测试图案。当然，在本发明另外的实施例中，所述纹理区域
100和所述非纹理区域110可依据其他方式布置于所述背景区域120。例如，所述背景区域
120预留相应的空白区域，以用于施加形成所述纹理区域100和所述非纹理区域110。对此，
并不为本发明所局限。

[0067] 在后续成像质量的检测过程中，所述测试标板图像中的所述至少一纹理区域100用于测量该目视光学系统的第一成像质量参数，以及，所述至少一非纹理区域110用于测量
该目视光学系统的第二成像质量参数。换言之，所述至少一纹理区域100和所述至少一非纹
理区域110分别对应于不同类型的成像质量参数检测，从而通过所述测试图案单元10的特
殊测试图案可实现一次性地对所述目视光学系统的各项成像质量参数进行测定。

[0068] 更具体地，在本发明的该较佳实施例中，所述至少一纹理区域100指的是所述测试图案中具有纹理信息的图案区域，其用于测量所述目视光学系统的第一类成像质量参数，
其中，该第一类成像质量参数包括自由调制传递函数曲线、分辨率和对比度等。所述至少一
非纹理区域110指的是所述测试图案中不具有纹理信息的图案区域，其用于测量所述目视
光学系统的第二类成像质量参数，其中，该第二类成像质量参数包括视场角、畸变、场曲、亮
度、色度、亮度均匀性和色度均匀性等。因此，通过所述测试图案单元10的特殊测试图案(集
成所述纹理区域100和非纹理区域110)可全面地覆盖对所述目视光学系统的各项成像质量
参数的测定。

[0069] 在具体实施中，所述非纹理区域110不包括任何纹理信息，其可为纯色区域。所述纹理区域100包括至少一纹理结构，其由相互之间具有对比度的前景图案101和纯色背景图
案102构成。

[0070] 值得一提的是，所述非纹理区域110的颜色可选择任意一种颜色。优选地，所述非纹理区域110的颜色与所述测试图案的所述背景区域120的颜色相一致。所述非纹理区域
110的所述前景图案101可选自由用户自定义的测试图案，所述纯色背景图案102可选择任
意一种颜色，对此并不为本发明所局限。相类似地，所述纯色背景图案102的颜色，优选地，
与所述背景区域120的颜色相一致。也就是说，优选地，在本发明的该较佳实施例中，所述非
纹理区域110的颜色，所述背景区域120的颜色与所述纹理区域100的所述纯色背景图案102
的颜色，三者相一致。

[0071] 图1为根据本发明上述较佳实施例中所述测试图案单元10的测试图案的一种具体实施的示意图。如图1所示，所述测试图案中的所述背景区域120为不包含纹理信息的高对
比度纯色区域，更明确地说，所述背景区域120为白色区域。所述测试图案中的所述非纹理
区域110同样为不包含任何纹理信息的纯色区域，优选地，所述非纹理区域110的颜色与所
述背景区域120的颜色相一致，即，所述非纹理区域110为白色区域。相应地，如图1所示，在
所述测试图案的所述纹理区域100中，所述纯色背景图案102为纯色区域，优选地，所述纯色
背景图案102的颜色与所述背景区域120的颜色相一致，即所述纯色背景图案102为白色区
域。所述前景图案101与所述白色区域之间具有相对较高的对比度，其为黑色的直条纹。换
言之，在如图1所示意的所述测试图案的具体实施中，所述纹理区域100为黑白相间条纹图
案区域。

[0072] 值得一提的是，在本发明中，所述纹理区域100的所述前景图案101可依据所述目视光学系统的成像质量测试要求做调整。例如，在本发明另外的实施例中，所述纹理区域
100的所述前景图案101可被实施为斜条纹或块状条纹，对此，并不为本发明所局限。

[0073] 优选地，在本发明的该较佳实施例中，所述测试图案包括多个所述纹理区域100和多个所述非纹理区域110，其中，所述纹理区域100和所述非纹理区域110按照预设模式布局
于所述背景区域120，以形成所述测试图案。换言之，各个所述纹理区域100和所述非纹理区
域110分别形成所述背景区域120的子区域，其中，所述子区域可被实施为各类形状，常见地
包括矩形，圆形等，对此并不为本发明所局限。

[0074] 为了避免在后续成像质量分析的过程中出现测试图案混叠而导致检测误差的现象，优选地，在本发明的该较佳实施例中，各个子区域之间存在一定的间距。换言之，所述纹
理区域100和所述非纹理区域110在所述背景区域120内相间隔地设置，以通过背景区域120
分隔所述纹理区域100和所述非纹理区域110，从而有效地防止在后续图像分析的过程中所
述纹理区域100和所述非纹理区域110之间发生串扰，影响成像质量检测精度。值得一提的
是，在具体实施中，根据不同的目视光学系统的测试要求，所述纹理区域100和所述非纹理
区域110之间的间距可被调整。对此，并不为本发明所局限。

[0075] 此外，在将多个所述纹理区域100和多个所述非纹理区域110布局于所述背景区域120以形成所述测试图案的过程中，所述纹理区域100和所述非纹理区域110应尽可能地覆
盖所述目视光学系统的整个视场区域，以满足不同视场，不同方位的测试要求。

[0076] 更明确地说，在将多个所述纹理区域100和多个所述非纹理区域110布局于所述背景区域120以形成所述测试图案的过程中，所述纹理区域100和/或所述非纹理区域110应布
局于所述背景区域120的各个方位，以遍历所述目视光学系统的整个视场区域。例如，在将
多个所述纹理区域100和多个所述非纹理区域110布局于所述背景区域120的过程中，部分
所述非纹理区域110应布局于所述测试图案单元10的所述背景区域120的中心区域121，以
及，部分所述非纹理区域110应布局于所述测试图案单元10的所述背景区域120的周边区域
122；或者，部分所述纹理区域100应布局于所述测试图案单元10的所述背景区域120的中心
区域121，以及，部分所述纹理区域100应布局于所述测试图案单元10的所述背景区域120的
周边区域122。

[0077] 更具体地说，在如图1所示的测试图案的具体实施中，所述测试图案包括9个子区域，其中，5个子区域为所述非纹理区域110，剩余4个为所述纹理区域100。如图1所示，在所
述背景区域120中，一个所述非纹理区域110位于所述背景区域120的中心区域121，剩余4个
位于所述背景区域120的周边区域122，通过这样的方式，使得所述非纹理区域110覆盖所述
目视光学系统的各个方位的视场，包括水平方向、竖直方向以及斜对角方向等，以满足对于
满足不同视场的测试要求。特别地，在成像质量测试过程中，所述背景区域120的所述中心
区域121对应于该目视光学系统所设定的光轴。换言之，当需要测量小视场下的第二成像质
量指标时，可选择位于所述背景区域120的所述中心区域121的所述非纹理区域110进行成
像质量检测；当需要测量大视场下的第二成像质量指标时，可选择位于所述背景区域120的
所述周边区域122的所述非纹理区域110进行成像质量检测。

[0078] 图2为根据本发明上述较佳实施例中所述测试图案单元10的测试图案的另一种具体实施的示意图。如图2所示，所述测试图案包括9个子区域，其中，4个子区域为所述非纹理
区域110，剩余5个为所述纹理区域100。如图2所示，在所述背景区域120中，一个所述纹理区
域100位于所述背景区域120的中心区域121，剩余4个所述纹理区域100位于所述背景区域
120的周边区域122，通过这样的方式，使得所述非纹理区域110覆盖所述目视光学系统的各
个方位的视场，包括水平方向、竖直方向以及斜对角方向等，以满足对于满足不同视场的测
试要求。

[0079] 综合图1和图2所示意的所述测试图案可知，在具体实施中，可将所述纹理区域100或所述非纹理区域110布局与所述背景区域120的中心区域121，其取决于具体的目视光学
系统的成像质量测试要求，对此，并不为本发明所局限。此外，根据具体的目视光学系统的
成像质量测试要求，所述背景区域120所包含的子区域的数量(所述纹理区域100和所述非
纹理区域110的总数量)可进行扩增或缩减，对此，同样不为本发明所局限。

[0080] 进一步地，优选地，在本发明的该较佳实施例中，多个所述纹理区域100和多个所述非纹理区域110分别基于所述背景区域120的所述中心区域121对称地布置，这样关于所
述背景区域120的中心区域121对称设置的一对所述纹理区域100或一对所述非纹理区域
110可互为验证，以确保像质检测质量。例如，在如图1所示意的所述测试图案中，位于左上
的所述非纹理区域110和位于右下的所述非纹理区域110在检测目标光学系统像质参数的
过程中可互为验证和补充，以确保像质检测质量。

[0081] 综上，通过特殊配置用于目视光学系统成像质量检测的测试图案，以使得通过分析所述测试图案图像便能够同步地测量所述目视光学系统多个成像质量参数的技术原理
和技术效果被阐明。

[0082] 这里，虽然在本发明的该较佳实施例中，以所述测试图案单元10用于照相机、望远镜的远距目视光学系统的成像质量检测为示例，说明形成于所述测试图案单元10上的测试
图案的布局特征。但是，本领域的技术人员应可以理解，本发明所提供的所述测试图案可用
于其他目视光学系统的成像质量检测，例如，用于VR和AR等近眼目视光学系统的成像质量
检测。对此，并不为本发明所局限。

[0083] 示例性目视光学系统的成像质量测试方法

[0084] 如图3至如图5所示，根据本发明的另一方面，本发明还提供一目视光学系统20的成像质量测试方法，其中，所述成像质量测试方法包括步骤：S110，获得一测试图像，其中，
所述测试图像包括至少一纹理区域100和至少一非纹理区域110；S120，提取所述测试图像
中的所述至少一纹理区域100，以测量所述目视光学系统20的第一成像质量参数；以及，
S130提取所述测试图像中的所述至少一非纹理区域110，以测量所述目视光学系统20的第
二成像质量参数。

[0085] 这里，在本发明的该较佳实施例中，所述步骤S120：提取所述测试图像中的至少一纹理区域100，以测量所述目视光学系统20的第一成像质量参数的步骤，以及步骤S130：提
取所述测试图像中的至少一非纹理区域110图像，以测量所述目视光学系统20的第二成像
质量参数的步骤，被同步地执行。

[0086] 更具体地说，在步骤S110中，获得一测试图像，其中，所述测试图像包括至少一纹理区域100和至少一非纹理区域110。这里，所述测试图像为如上所述的所述测试图案单元
10在所述目视光学系统20中，或通过所述目视光学系统20后的测试图像。

[0087] 更具体地说，如前所述，当所述测试图案单元10用于近眼目视光学系统20的成像质量检测时，所述测试图案单元10被实施为VR和AR等近眼目视光学系统20自身提供的测试
图案图像。当所述测试图案单元10用于照相机、望远镜的远距目视光学系统20的成像质量
检测时，所述测试图案单元10被实施为一测试标板。也就是说，当所述测试图案单元10用于
近眼目视光学系统20的成像质量检测时，所述测试图案单元10被实施为看得见但摸不着的
测试图案图像，其通过所述VR或AR等近眼光学系统自身投射产生。相应地，当所述测试图案
单元10用于照相机、望远镜的远距目视光学系统20的成像质量检测时，所述测试图案单元
10被实施为看得见且摸得着的测试标板。

[0088] 因此，在本申请的该实施例中，所述步骤S110，还包括步骤：

[0089] S210对齐所述目视光学系统20所设定的光轴于所述测试图案单元10，其中，所述测试图案单元10被实施为一测试标板；以及

[0090] S220藉由一成像装置30，获取所述测试图案单元10通过所述目视光学系统20后的所述测试图像。

[0091] 或者，所述步骤S110，包括步骤：

[0092] S210A藉由所述目视光学系统20，产生一测试图案图像；以及

[0093] S220A藉由一成像装置30，生成所述测试图案图像的图像，以获得所述测试图像。

[0094] 此外，值得一提的是，在本发明的该较佳实施例中，所述成像装置30被实施为人眼仿真成像设备30，而非常规的CCD相机。这里，区别于常规的CCD相机，所述人眼仿真成像设
备30能够具有与人眼参数相近的参数(包括入瞳前置等设置)，从而藉由所述人眼仿真成像
设备30可直接模拟出目视效果，以使得最终获得的像质检测结果能够良好地反应人眼视觉
的观感。

[0095] 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。

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目视光学系统的成像质量测试方法及其测试图案单元

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技术领域

背景技术

发明内容

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