VR測(cè)量?jī)x是基于虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)構(gòu)建的智能化測(cè)量系統(tǒng),通過(guò)集成光學(xué)成像、深度感知、三維建模等技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)物理對(duì)象的高精度數(shù)字化測(cè)量與虛擬重構(gòu)。其原理是利用雙目立體視覺(jué)模擬人類雙眼視差,結(jié)合結(jié)構(gòu)光投射、激光掃描或ToF(飛行時(shí)間)傳感器獲取物體表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù),再通過(guò)算法構(gòu)建1:1比例的虛擬模型,然后輸出幾何尺寸、空間位置、表面紋理等多維度測(cè)量結(jié)果。典型設(shè)備如基恩士VR-6000系列,可在0.1秒內(nèi)完成80萬(wàn)點(diǎn)的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集,分辨率達(dá)0.1微米,支持對(duì)復(fù)雜曲面、深腔結(jié)構(gòu)、柔性物體的非接觸式測(cè)量。VR 測(cè)量借助先進(jìn)傳感器,精確捕捉空間數(shù)據(jù),為虛擬場(chǎng)景構(gòu)建提供可靠尺寸依據(jù) 。上海AR測(cè)量?jī)x修正
VR顯示模組的性能評(píng)估需兼顧靜態(tài)指標(biāo)與動(dòng)態(tài)環(huán)境適應(yīng)性,這要求檢測(cè)設(shè)備具備多維度測(cè)量能力。基恩士VR-6000搭載的HDR掃描算法突破了傳統(tǒng)光學(xué)測(cè)量的限制,可同時(shí)處理高反光材質(zhì)的鏡面反射與弱反光黑色材質(zhì)的低對(duì)比度信號(hào),動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大至1000倍。瑞淀光學(xué)2025年推出的XRE-23鏡頭則針對(duì)AR/VR場(chǎng)景優(yōu)化,不僅支持鏡片的模擬測(cè)量,還能通過(guò)151MP成像色度計(jì)實(shí)現(xiàn)亞像素級(jí)亮度與色彩捕捉,滿足頭顯對(duì)EYE-BOX均勻性的嚴(yán)苛要求。此外,虛像距測(cè)量?jī)xVID-100通過(guò)自動(dòng)對(duì)焦與距離校正技術(shù),在米至無(wú)限遠(yuǎn)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)±的測(cè)量精度,尤其適用于HUD抬頭顯示與AR眼鏡的虛像距離標(biāo)定。這些技術(shù)的融合使檢測(cè)設(shè)備能夠覆蓋從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到量產(chǎn)線品控的全生命周期需求。上海VID測(cè)試儀售后HUD 抬頭顯示虛像測(cè)量設(shè)備不斷升級(jí),測(cè)量精度與穩(wěn)定性明顯提升 。
在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上,XR 光學(xué)測(cè)量融合了精密物理測(cè)量與仿真分析:一方面,借助激光干涉儀、共焦顯微鏡等設(shè)備對(duì)光學(xué)元件進(jìn)行納米級(jí)面形檢測(cè),利用光譜儀驗(yàn)證鍍膜材料的波長(zhǎng)響應(yīng)特性;另一方面,通過(guò) Zemax 等光學(xué)設(shè)計(jì)軟件模擬光路,預(yù)判像差與雜散光問(wèn)題,并結(jié)合積分球、亮度計(jì)等實(shí)測(cè)設(shè)備,驗(yàn)證光機(jī)模組在不同場(chǎng)景下的綜合性能(如 VR 的大視場(chǎng)角沉浸感、AR 的虛實(shí)融合清晰度)。此外,針對(duì)光學(xué)系統(tǒng)與攝像頭、傳感器的協(xié)同效率,還需通過(guò)眼動(dòng)儀、環(huán)境光傳感器等進(jìn)行跨系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)測(cè)試,確保交互精度與使用穩(wěn)定性。
VR光學(xué)技術(shù)沿“傳統(tǒng)透鏡-菲涅爾透鏡-折疊光路”路徑升級(jí),檢測(cè)重點(diǎn)隨技術(shù)迭代持續(xù)變化。傳統(tǒng)透鏡需關(guān)注曲面精度與色散控制,菲涅爾透鏡側(cè)重環(huán)帶結(jié)構(gòu)均勻性與注塑工藝良率,而折疊光路(Pancake)方案因引入偏振片、半透半反膜等多層結(jié)構(gòu),檢測(cè)難點(diǎn)轉(zhuǎn)向光程誤差、偏振效率一致性及變焦機(jī)構(gòu)可靠性。新興技術(shù)如液晶偏振全息、異構(gòu)微透鏡陣列、多疊折返式自由曲面光學(xué)等,對(duì)檢測(cè)設(shè)備的納米級(jí)精度、復(fù)雜光路模擬能力提出更高要求。同時(shí),VR顯示方案(Fast-LCD/MiniLED/硅基OLED/MicroLED)與光學(xué)系統(tǒng)的匹配性檢測(cè)亦至關(guān)重要,需通過(guò)光學(xué)仿真與實(shí)際佩戴測(cè)試平衡畫質(zhì)、功耗與體積,推動(dòng)硬件輕薄化與成本下降。VR 近眼顯示測(cè)試關(guān)注設(shè)備兼容性,適配多種硬件與軟件 。
AR光學(xué)因需實(shí)現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)融合,檢測(cè)邏輯與VR存在明顯的差異。其方案如光波導(dǎo)、自由曲面棱鏡等,需重點(diǎn)檢測(cè)透光率、眼動(dòng)追蹤精度、環(huán)境光干擾抑制能力,以及雙目視差校準(zhǔn)的一致性。以HoloLens為例,光學(xué)成本占比達(dá)47%,檢測(cè)需覆蓋微米級(jí)波導(dǎo)紋路精度、衍射效率均勻性,以及攝像頭與光學(xué)系統(tǒng)的空間坐標(biāo)系校準(zhǔn)。此外,AR頭顯的輕量化設(shè)計(jì)(如單目/雙目配置、分體式結(jié)構(gòu))對(duì)光學(xué)元件的小型化與集成度提出挑戰(zhàn),檢測(cè)需兼顧微型化元件的表面缺陷(如亞微米級(jí)劃痕)與整體光路的像差控制,確保在工業(yè)巡檢、教育交互等場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)精確虛實(shí)疊加。新型虛像距測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,測(cè)量速度快,精度有保障 。VR光學(xué)測(cè)試儀代理
AR 測(cè)量的量角器功能,精確測(cè)量各種角度,滿足專業(yè)需求 。上海AR測(cè)量?jī)x修正
虛像距測(cè)量主要依賴三大技術(shù)路徑:幾何光學(xué)法:通過(guò)輔助透鏡構(gòu)建等效光路,將虛像轉(zhuǎn)換為實(shí)像后測(cè)量。例如,測(cè)量凹透鏡的虛像距時(shí),可在其后方放置凸透鏡,使發(fā)散光線匯聚成實(shí)像,再通過(guò)物距像距公式反推原虛像位置。物理光學(xué)法:利用干涉儀、全息術(shù)等手段,通過(guò)分析光的波動(dòng)特性間接測(cè)量虛像距。如邁克爾遜干涉儀可通過(guò)干涉條紋的偏移量計(jì)算光路變化,進(jìn)而確定虛像的位置偏差。現(xiàn)代光電法:借助CCD/CMOS傳感器與圖像處理算法,實(shí)時(shí)捕捉光線分布并擬合虛像位置。例如,在AR光學(xué)檢測(cè)中,通過(guò)高速相機(jī)拍攝人眼觀察虛擬圖像時(shí)的角膜反射光斑,結(jié)合雙目視覺(jué)算法計(jì)算虛像距,實(shí)現(xiàn)非接觸式高精度測(cè)量(精度可達(dá)±50μm)。上海AR測(cè)量?jī)x修正