JJF(京) 96-2022 近眼显示系统检测装置校准规范

北京市地方计量技术规范JJF（京）96-2022近眼显示系统检测装置校准规范CalibrationSpecificationofInspectionDeviceofNear-eyeDisplaySystem2022-04-08发布2022-05-08实施北京市市场监督管理局发布JJF（京）96-2022近眼显示系统检测装置校准规范JJF（京）96-2022CalibrationSpecificationofInspectionDeviceofNear-eyeDisplaySystem归口单位：北京市市场监督管理局起草单位：北京市计量检测科学研究院中国计量大学杭州彩谱科技有限公司本规范委托北京市计量检测科学研究院负责解释JJF（京）96-2022本规范主要起草人：刘圆（北京市计量检测科学研究院）刘佳畅（北京市计量检测科学研究院）陈亮（中国计量大学）袁琨（杭州彩谱科技有限公司）参加起草人：徐睿（中国计量大学）杨硕（北京市计量检测科学研究院）刘燕（北京市计量检测科学研究院）JJF（京）96-2022I目录引言.............................................................II1范围..............................................................12引用文件..........................................................13术语和定义........................................................13.1近眼显示系统...................................................13.2视场角..........................................................13.3调制传递函数....................................................13.4视场角校验设备..................................................14概述..............................................................15计量要求..........................................................25.1视场角测量范围和示值误差.......................................25.2MTF测量示值误差...............................................25.3亮度计量性能要求...............................................25.4色度计量性能要求...............................................26校准条件..........................................................26.1环境条件.......................................................36.2校准设备.......................................................37校准项目与校准方法................................................37.1校准项目.......................................................37.2校准方法.......................................................48校准结果的处理....................................................69复校时间间隔......................................................7附录A参考标识图图形样例(资料性附录)..............................8附录B近眼显示检测装置校准原始记录格式.............................9附录C近眼显示检测装置校准证书内页格式式样（第2页）..............10附录D近眼显示检测装置校准证书内页格式式样（第3页）..............11附录E测量不确定度评定示例........................................13JJF（京）96-2022II引言本规范依据国家计量技术规范JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》编制。本规范是首次制定。JJF（京）96-20221近眼显示系统检测装置校准规范1范围本规范适用于近眼显示系统检测装置的计量校准。2引用文件本规范引用下列文件：JJG754-2005光学传递函数测量装置检定规程凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。3术语和定义3.1近眼显示系统Near-eyeDisplaySystem近眼显示系统是一种能够通过融合数字信息和现实世界，使用户沉浸在虚拟世界（VR）或增强现实世界（AR）的头戴式技术。近眼显示系统响应头部运动，允许对象操作和交互。3.2视场角FieldofView（FOV）近眼显示设备所形成的图像中，人眼可观察到图像的边缘与观察点（人眼瞳孔中心）连线的夹角。注1：包括水平视场角、垂直视场角、对角线视场角。注2：默认为单眼视场角，未加特殊说明时指左右两个边缘与单个观察点的夹角，即水平视场角。注3：默认视场角为特定出瞳距离时候出瞳直径中心位置下的测量值，如果未给定出瞳距离，默认视场角为出瞳距离为10mm时出瞳直径中心位置下的测量值。3.3调制传递函数ModulationTransferFunction（MTF）调制传递函数反应物体各频率成分经光学系统传递后其对比度的降低情况。3.4视场角校验设备一种镜头视场角标定与检测装置，包括底座，底座顶侧的左侧开设条形凹槽，条形凹槽内安装有棋盘式畸变测试卡。4概述JJF（京）96-20222近眼显示系统检测装置（以下简称检测装置）用于对AR或VR等近眼显示系统的性能指标检测，主要由光学测量模块、机械控制模块、计算机和测控软件组成，其结构框图如图1所示。其中光学测量模块的基本构成包括镜头和二维成像器件（如CCD等）可采用与光谱光度计联用，或采用光谱响应性符合视见函数或颜色匹配函数的探测器的方式。机械控制模块包括在XYZ三维方向的平移控制和方位、俯仰两个方向的角度旋转控制。计算机（测控软件）机械控制模块光学测量模块近眼显示系统检测装置近眼显示系统图1近眼显示系统检测装置结构框图5计量要求5.1视场角测量范围和示值误差测量范围至少应满足0º～120º，示值误差不超过±1º。5.2MTF测量示值误差被测检测装置对AR系统的透射MTF进行测量时，相对示值误差不超过±1.8%。5.3亮度计量性能要求亮度测量的相对示值误差不超过±2%。亮度计的测量范围：0.2cd/m2~2000cd/m2。5.4色度计量性能要求色坐标x，y测量的示值误差不超过±0.003。色度计应能在亮度小于2cd/m2时，测量屏幕上小面积色度坐标，推荐采用分光型色度计。6校准条件JJF（京）96-202236.1环境条件——温度：22℃～28℃；——相对湿度：25%～85%。——无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动。——对光学指标的校准应在暗室中进行。6.2校准设备6.2.1棋盘式畸变测试卡扩展不确定度：2.0%（k=2）注：棋盘式畸变测试卡测试图样见附录A.1。6.2.2分辨率/清晰度测试卡扩展不确定度：2.0%（k=2）注：分辨率/清晰度测试卡图样见附录A.2。6.2.3亮度标准光源可为亮度标准源或发光强度标准灯配合标准白板。扩展不确定度：2.0%（k=2）6.2.4标准白板扩展不确定度：0.0027（k=2）取=0.86.2.5标准色板扩展不确定度：0.005（k=2）6.2.6标准A光源色温U=14K（k=2）7校准项目与校准方法7.1校准项目校准项目及对应校准方法见表1。表1校准项目及对应校准方法一览表序号校准项目名称校准方法对应条款1外观及功能检查7.2.12视场角测量范围和示值误差7.2.23MTF相对示值误差7.2.3JJF（京）96-202244亮度示值误差7.2.45色坐标示值误差7.2.5开机预热5分钟以上（或按被校仪器使用说明书规定的预热时间进行预热），再对其主要技术指标进行校准。7.2校准方法7.2.1外观及功能检查7.2.1.1外观a）待测检测装置各部件机壳外表面应光洁、平整，不应有凹痕、划伤、裂缝、变形等缺陷。金属机壳表面应有防锈、防腐蚀涂层，显示屏显示应清晰、完整，不得有缺损现象。b）待测检测装置应有铭牌，铭牌应符合如下规定：铭牌应牢固安装在机壳外表面的醒目位置，并标出制造商名称、地址、商标、产品中文名称、规格型号、可识别的唯一性编号、制造日期等内容。7.2.1.2工作正常性检查待测检测装置通电后，观察如下功能是否正常：a）显示及操作控制功能。b）测量功能。7.2.2视场角测量范围和示值误差将待测检测装置和视场角校验设备置于暗室中，按图2所示的位置摆放好，并调整被测检测装置的入瞳位置与视场角校验设备中棋盘式畸变测试卡的位置相匹配。利用试验软件控制校验设备全屏显示纯白图像，按照使用说明书用待测检测装置测量校验设备中显示图像的视场角，得到测量值。图2视场角测量范围和示值误差测量示意图视场角测量示值误差用∆Ah表示，按下式计算：∆𝐴h=𝐴h−𝐴h0（1）JJF（京）96-20225式中：∆Ah——视场角示值误差，单位：°；Ah——视场角测量值，单位：°；Ah0——视场角标准值，单位：°。7.2.3MTF相对示值误差将辐射源、分辨率/清晰度测试卡、标准镜头和被测检测装置置于暗室中，按图3所示的位置摆放好，并调整对齐被测检测装置的入瞳位置与标准镜头和标准A光源的位置相匹配。打开辐射源，依次测量标准镜头在10mm-1，30mm-1，50mm-1三个空间频率点下的MTF值，每个空间频率点下重复测量3次，以3次测量的平均值作为MTF测量值。[JJG754-2005，MTF示值的检定7.3.2]待测检测装置分辨率/清晰度测试卡标准镜头标准A光源图3MTF测量示意图在10mm-1，30mm-1，50mm-1三个空间频率点的MTF测量示值误差分别用ΔMi表示，按下式计算：∆𝑀i=𝑀i−𝑀0𝑀0×100%（2）式中：ΔMi——不同空间频率点下的MTF相对示值误差；Mi——不同空间频率点下MTF测量值；M0——不同空间频率点下标准镜头的标准值。7.2.4亮度示值误差将被测检测装置和亮度标准光源置于暗室中，按图4所示位置摆放。调整被测检测装置的入瞳位置与亮度标准光源位置相匹配。按照使用说明书用待测检测装置测量亮度标准光源的亮度，重复测量3次，以3次测量的平均值作为亮度测量值。待测检测装置亮度标准光源JJF（京）96-20226图4亮度测量示意图亮度测量示值误差用∆L表示，按下式计算：∆𝐿=𝐿−𝐿0𝐿0×100%（3）式中：∆L——亮度示值误差；L——亮度测量值，单位：cd/m2；L0——亮度标准值，单位：cd/m2。7.2.5色坐标示值误差将被测检测装置、标准A光源和标准色板置于暗室中，按图5所示位置摆放。利