T_ZSA 205-2023 头戴式增强现实光波导显示设备技术规范.docx

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1、学兔兔标准下载ICS35.240CCSL60团体标准T/ZSA205-2023头戴式增强现实光波导显示设备技术规范Technicalspecificationsforheadmountedaugmentedrealityopticalwaveguidedisplaydevice2023-12-25发布2023-12-26实施中关村标准化协会发布学兔标准兔下载学兔兔标准下载T/ZSA205-2023目次前言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14技术要求.24.1基本要求.34.2环境适应性.34.3机械可靠性.34.4表面温度限值.54.5抗汗腐蚀.54.6材料安全.54.7电磁

2、兼容性.64.8辐射安全性.64.9无线性能.64.10光学性能.74.11续航时间.84.12电池安全.84.13产品安全.85试验方法.85.1通用环境条件.85.2外观质量尺寸检验.85.3环境适应性试验方法.85.4机械可靠性试验方法.105.5表面温度测量.115.6抗汗腐蚀测试.115.7材料安全测试方法.115.8电磁兼容性.125.9辐射安全性.125.10无线性能测试.125.11光学性能试验.125.12续航时间试验.155.13电池安全测试.155.14产品安全.15I学兔兔标准下载T/ZSA205-2023前言本文件按照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准

3、化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由中关村标准化协会虚拟现实与元宇宙分技术委员会提出并归口。本文件起草单位：北京亮亮视野科技有限公司、联想（北京）有限公司、深圳市亿境虚拟现实技术有限公司、北京至格科技有限公司、南昌虚拟现实研究院股份有限公司、歌尔股份有限公司、浙江海通通讯电子股份有限公司、北京神州泰科科技有限公司、北京凌声芯语音科技有限公司、莱茵检测认证服务（中国）有限公司、中邮世纪（北京）通信技术有限公司、中山联合光电科技股份有限公司。本文件主要起草人：孙岱辉、梁祥龙、李勇、张建明、程志远、寇志发、杨磊、奚晓、林军

4、、张成富、孟祥峰、冒新宇、霍英东、倪名立、杨军星、张超、任红恩、张金国、李方余、张云龙、韩东晓、周玉军、刘旭华、吕明睿、宋杰、谢晋国、肖明志、李守林。II学兔兔标准下载T/ZSA205-2023头戴式增强现实光波导显示设备技术规范1范围本文件规范了基于光波导显示方案(包括阵列光波导和衍射光波导显示方案)的头戴式增强现实显示设备的技术要求和试验方法。本文件适用于头戴式增强现实显示光波导显示设备的设计、制造、检测及应用。本文件不适用于头戴式增强现实显示光波导显示设备在特种环境的使用，如防爆，医疗等环境。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引

5、用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GA/T947.2-2015单警执法视音频记录系统第2部分:执法记录仪GB4943.1-2022音视频、信息技术和通信技术设备第1部分：安全要求GB/T5169.16-2008电工电子产品着火危险试验第16部分：试验火焰50W水平与垂直火焰试验方法GB/T9254.1-2021信息技术设备、多媒体设备和接收机电磁兼容第1部分:发射GB/T9254.2-2021信息技术设备、多媒体设备和接收机电磁兼容第2部分:抗扰度要求GB10810.3-2006眼镜镜片及相关眼镜产品第3部分：透射比规范及测

6、量方法GB21288-2022移动通信终端电磁辐射暴露限值GB/T26125-2011电子电气产品六种限用物质(铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚)的测定GB/T26572-2011电子电气产品中限用物质的限量要求GB/T38259-2019信息技术虚拟现实头戴式显示设备通用规范GB/T38009-2019眼镜架镍析出量的技术要求和测量方法GB31241-2014便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求YD/T1644.1-2020手持和身体佩戴的无线通信设备对人体的电磁照射的评估规程第1部分：靠近耳朵使用的设备（频率范围300MHz6GHz）YD/T1644.4-2020手持和身体佩

7、戴使用的无线通信设备对人体的电磁照射人体模型、仪器和规程第4部分：肢体佩戴的无线通信设备的比吸收率（SAR）评估规程（频率范围30MHz6GHz）T/CARA0004-2022近眼显示设备光学显示性能测试方法ISO9039光学与光子学光学系统的质量评价畸变的测定Opticsandphotonics-Qualityevaluationofopticalsystems-DeterminationofdistortionEU2015/863关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令RestrictionofHazardousSubstances3术语和定义GB/T38259-2019界定的以及下

8、列术语和定义适用于本文件。3.1增强现实augmentedreality采用以计算机为核心的现代高科技手段生成的附加信息对使用者感知的到的真实世界进行增强的环境，生成的信息以视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉等生理感觉融合的方式叠加至真实场景中。1学兔兔标准下载T/ZSAxxx-xxxx3.2头戴式增强现实显示设备augmentedrealityhead-mounteddisplaydevice佩戴在用户头部并提供给用户增强现实感觉和体验的显示设备。3.3畸变distortion又称失真，成像过程中所产生的图像像元的几何位置相对于参照系统发生的挤压、伸展、偏移和扭曲等，使图像的几何位置、尺寸、形状、

9、方位等发生改变。包括光学畸变和TV畸变，光学畸变体现的是图像上各个点的理想光学位置和实际位置的偏差，而TV畸变体现的是图像的扭曲程度。3.4适眼距eyerelief出瞳平面与光轴交点到头戴设备的光学目镜镜片外表面(靠近人眼一侧)的距离。3.5眼盒eye-box在出瞳平面内能够看全整个图像的人眼可移动范围的内切直径。3.6虚像距离virtualimagedistance虚像位置与出瞳平面之间的距离。3.7对比度contrast在暗室环境中，分别显示纯白画面和纯黑画面时入瞳亮度的比值。3.8清晰度modulationcontrast指设备显示图像时各细部影纹及其边界的清晰程度。3.9视场角fiel

10、dofview显示设备所形成的图像中，人眼可观察到部分的边缘与人眼瞳孔中心连线的夹角，包括水平视场角、垂直视场角、对角线视场角。视场角定义了在水平、垂直和对角线方向上的可视范围。3.10光透射比luminoustransmittance透过镜片的光通量与入射光通量之比。来源：GB10810.3-2006，3.4有删减3.11合像精度BinocularParallax表征左眼虚像光学系统与右眼虚像光学系统图像融合的品质；本标准中用水平会聚角jx、垂直发散角qy、相对像旋转角qz三个参数来表征。来源：T/CARA0004-20223.12调制传递函数MTF（ModulationTransferFu

11、nction）一种用于描述光学系统成像能力的指标，用来评估光学系统的分辨率和对比度等性能。4技术要求2项目级别12低温存储-2516h-4016h工作-52h-102h高温存储5016h7016h工作452h502h恒定湿热存储(402)，湿度933%，48h工作（302)，湿度933%，24h（402)，湿度933%，48h温度冲击存储低温(-153)，高温(553)，保持30min，3min转换，循环5次低温(-253)，高温(703)，保持30min，30s转换，循环5次盐雾1.关机（平放，接口向下）状态放入盐雾实验箱（5%NaCl溶液，PH6.5-7.2，温度+35C），盐雾沉降率（1

12、.0mL2.0mL）/h.80cm2。喷雾时间：盐雾箱喷雾2小时，2.温湿度试验箱（温度+40C2C，湿度90-95%），存储22小时，24小时为一个循环，总共3个循环试验时间72h。标准兔学兔下载T/ZSA205-20234.1基本要求4.1.1外观结构产品表面不应有明显的凹痕、划伤、裂缝、变形等现象，表面涂覆层不应起泡、龟裂和脱落。金属部件不应锈蚀和损伤。4.1.2头戴部分质量头戴部分质量应在产品说明书规格中明确列明，设备实物与产品说明书标明值误差不超过5%。4.1.3头戴部分尺寸头戴部分尺寸应在产品说明书中表明宽度方向、长度方向以及高度方向，设备实物与产品说明书标明值误差不超过10%。4

13、.2环境适应性设备环境适应性条件见表1。测试后，不应有结构和外观损坏，功能测试应合格。可根据产品使用环境选择级别1或者级别2进行测试。表1环境适应性要求4.3机械可靠性4.3.1定向跌落设备在开机状态下按表2规定的高度自由跌落在混凝土或钢制成的平滑、坚硬的表面后，除设备表面允许有擦伤、小凹坑外，不应有不可恢复的结构损坏。功能应测试合格。可根据设备的使用工况选择级别1或级别2进行测试。表2定向跌落3项目级别12微跌试验30次三面各30次，共90次100次三面各100次，共300次项目级别12定向跌落高度50cm100cm项目级别12插拔数据线3000次5000次准标兔学兔下载T/ZSAxxx-x

14、xxx4.3.2微跌试验设备在开机状态下从10cm的高度自由跌落在钢板或者大理石表面上，每个面跌落次数按照表3选取。跌落表面的顺序从眼镜佩戴状态的下表面到眼镜正面再到眼镜上表面。除允许表面有擦伤、小凹坑外，不能有不可恢复的结构损坏。且功能测试应合格。可根据具体情况选择级别1或级别2。表3微跌可靠性4.3.3镜腿开合寿命设备在开机状态下固定鼻梁部位在试验机上，按照表4规定选取测试循环。测试后，镜腿和转轴无断裂，镜腿的转轴无转动困难，转动时无异响。整机测试时，全部功能测试正常。可根据具体情况选择级别1或级别2。表4镜腿开合寿命项目级别12镜腿开合寿命10000次20000次4.3.4数据线插拔寿命

15、设备关机状态固定在测试机上，数据线的接口按照表5的规定选取插拔次数。插拔测试完成后，拔出力范围应在6N20N之间。测试后，数据线与设备的连接功能正常。可根据设备具体情况选择级别1或级别2。表5数据线插拔寿命4.3.5按键寿命设备的开关机键和功能按键需要通过30000次的按压，测试后按键功能正常，按键力在初始值的70%130%之间。4.3.6振动可靠性设备按GA/T947.2-2015振动完成后功能检测正常，无外观损坏。具体要求见表6。表6振动可靠性4材料接触时间和部位最高温度Tmax，单位金属玻璃，釉瓷，和搪瓷塑料和橡胶木材正常使用时长期与皮肤接触的部分43434343正常使用时不与皮肤接触的

16、部分48484848项目额定值试验时间设备状态振动频率范围：（105510）Hz（正弦振动）位移副值：0.35mm1倍频程/minX、Y、Z方向各30min，共1.5h工作状态标准学兔兔下载T/ZSA205-20234.4表面温度限值在环境温度255时，设备在用户佩戴使用时长期接触皮肤的部分，如镜腿内侧，眼镜前框与额头接触部分，眼镜后部与头接触内侧，表面温度最高温度不应超过43，其他非长期接触皮肤的产品表面温度最高温度不应超过48。对覆盖有0.3mm以上厚度的塑料和橡胶层的金属，允许使用塑料和橡胶表面限值。接触温度限值见表7。表7可触及零部件的接触温度限值4.5抗汗腐蚀采用设备或设备上外露部件

17、进行测试，按5.5方法进行试验后，在设备使用过程中易于与皮肤长时间接触部件,即镜腿内侧、镜框的底部和下部、鼻梁内侧的表面不出现腐蚀、表面退化、鼓包或脱落。4.6材料安全4.6.1材料防火等级与电池和电路板接触的壳体材料阻燃等级按照GB/T5169.16-2008测试应不低于V1级。4.6.2有害限用物质的限量4.6.2.1总体要求设备中均质材料的含量应符合应符合电子电气产品有害物质监管要求,限用物质含量应符合GB/T26572-2011的规定。以及限用物质应用例外相关的规定。4.6.2.2四种邻苯二甲酸酯类化合物的限量产品中均质聚合物材料中4种邻苯二甲酸酯类化合物的限量应符合表8的要求。表8产

18、品中有毒有害物质限值单位：wt%5项目限值邻苯二甲酸二（2-乙基）已酯（DEHP）0.1邻苯二甲酸丁苄酯（BBP）0.1邻苯二甲酸二丁酯（DBP）0.1邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）0.1学兔兔标准下载T/ZSAxxx-xxxx4.6.3镍析出量限值眼镜上长期与皮肤接触的镜腿和横梁内侧是金属或含有金属的混合材料应进行镍析出量测试，镍析出量应不大于0.5g/(cm2周)4.7电磁兼容性4.7.1无线电骚扰设备应参考GB/T9254.1-2021中视频设备（3.1.31）的定义，设备的无线电骚扰限值应满足表GB/T9254.1-2021中A.4和表A.5中关于B级设备的辐射要求。4.7.2抗扰度4

19、.7.2.1静电放电抗扰度设备应参考GB/T9254.2-2021中4.2.1章节的定义，抗扰度指标应满足GB/T9254.2-2021中壳体端口表1中的条款1.4的要求。静电放电停止后，产品应能保持或自行恢复正常使用，无性能降级，且未出现需要人工调试才能恢复的功能丢失。4.7.2.2连续射频骚扰抗扰度设备应参考GB/T9254.2-2021中视频设备（3.1.32）的定义，抗扰度指标应满足GB/T9254.2-2021壳体端口表1中的条款1.2和1.3的要求。试验过程中和试验结束后，产品应一直正常，未出现任何性能降级或功能丢失。4.7.2.3工频磁场抗扰度设备应符合GB/T9254.2-20

20、21中表1规定的条款1.1的要求，测试后设备应能正常操作。4.8辐射安全性设备的电磁辐射比吸收率（SAR）应符合GB21288-2022中表1所规定的限值，头戴部分的限值不应超过2.0W/kg，对于分体机手持部分的限值不应超过4.0W/kg.在产品说明书中应标识下述或类似的语句：“本产品局部暴露下电磁辐射比吸收率(SAR)最大值为x.xW/kg,符合GB21288-2022的要求”。4.9无线性能4.9.1传导射频设备的传导射频应符合YD/T2193-2010中4.1的灵敏度参数要求。6学兔兔标准下载T/ZSA205-20234.9.2空间射频设备的空间射频在YD/T2193-2010中5.2

21、的不同状态下的限值需要符合产品定义时的要求。4.10光学性能4.10.1视场角单目显示对角线视场角应不小于20。4.10.2亮度室内场景应用时(例如室内灯源环境光照度为1000Lux以内)，最高入瞳亮度应不小于200cd/m2。户外场景应用时(例如室外晴天正午时环境光照度高于10000Lux)，最高入瞳亮度应不小于1000cd/m2。若显示模组不满足以上指标要求，应增加遮光镜片或减光膜。4.10.3对比度采用背光源发光显示的设备亮度对比度应不小于20:1。采用主动发光显示的设备亮度对比度应不小于40:1。4.10.4亮度均匀性亮度均匀性应不小于25%。4.10.5畸变允许采用软件算法校正畸变，

22、在全视角下，当视场角40光学畸变应小于3%，视场角40光学畸变应小于5%。其中百分比定义为:偏离的像素数除以同方向上的总像素数。4.10.6虚像距虚像距离应不小于1.5m。4.10.7清晰度可用MTF即调制传递函数评价显示设备成像清晰度。6LP/degree线对密度测试条件下，中心MTF不小于50%，0.8视场MTF不小于20%。4.10.8眼盒眼盒应不小于8mm*4mm。4.10.9适眼距适眼距应不小于15mm。4.10.10光透射比光波导显示镜片的可见光谱区（380nm780nm）透射比t80%。双目眼镜时，左右眼透过比偏差|t左-t右|/（t左，t右）max15%。4.10.11双目合像

23、精度水平会聚角-160，垂直发散角020，旋转060。7学兔兔标准下载T/ZSAxxx-xxxx4.11续航时间设备在典型应用场景下连续运行时间应120min或由产品说明书规定。4.12电池安全设备含有锂电池或锂电池组时，安全性需要满足GB31241-2022的规定。4.13产品安全产品安全性应符合GB4943.1-2022的规定。5试验方法5.1通用环境条件除另有规定外，试验均在下述环境条件下进行：温度:15C35C；相对湿度:25%75%；大气压力:86kPa106kPa。5.2外观质量尺寸检验5.2.1外观检查外观检查要求如下：a)人眼与被测产品表面的距离为30050mm；b)使用100

24、W冷白荧光灯，光源距被检物表面50cm55cm，照度达到1000Lux200Lux；c)初始时，产品与桌面成45度，检视角度垂直于产品被检视面，固定检视方向，随后产品上下左右各转动45度；d)标准检视时间为105S。如15S内缺陷仍不可见，则检视件视为合格。5.2.2头戴部分质量检测将设备去除可拆卸外接连接线和配件，保留使用时戴在头部的主机和头部固定绑带，置于电子秤上，放置稳定后读取电子秤读数，产品质量应符合4.1.2的要求。5.2.3头戴部分尺寸检测设备以戴在头部的位置的状态确定宽度、长度和高度，以双眼连线平行方向为宽度方向，以水平目视方向为长度方向，以竖直方向为高度方向，使用卡尺分别测量设

25、备主体的宽度、长度、高度尺寸的最大值，尺寸应符合4.1.3的要求。5.3环境适应性试验方法5.3.1试验顺序设备的环境适应性试验顺序按下列顺序进行：a)低温试验；b)高温试验；c)温度冲击试验；d)振动试验；e)恒定湿热试验。8学兔兔标准下载T/ZSA205-2023盐雾试验与防护等级试验可单独分别进行。5.3.2低温存储试验试验样机在常温条件下先进行功能、外观及装配的初始检测。初始检测合格后，样机关机状态，放入温箱。启动温箱，按平均值不大于1C/min的变化速率使温箱内温度逐渐降低到表1规定温度，在温度稳定后，持续时间按表1规定。试验结束后，对样机进行功能、外观及装配检测。一般情况下样机检测

26、应在试验箱内进行，如果无法在试验箱内完成，则应在取出之后立即检测。5.2.3低温工作试验试验样机在常温条件下先进行功能、外观及装配的初始检测。初始检测合格后，样机开机状态，放入温箱。启动温箱，按平均值不大于1/min的变化速率使温箱内温度逐渐降低到表1规定温度，在温度稳定后，持续时间按表1规定。在放入试验箱前样机需要保证供电电池为95%以上的电量，若电池电量不足以工作到试验结束，允许外接充电电源。试验过程中，按照样机的典型工作模式保持持续工作。试验结束后，对样机进行功能、外观及装配检测。一般情况下样机检测应在试验箱内进行，如果无法在试验箱内完成，则应在取出之后立即检测。5.3.4高温存储试验试

27、验样机在常温条件下先进行功能、外观及装配的初始检测。初始检测合格后，样机关机状态，放入温箱。启动温箱，按平均值不大于3/min的变化速率使温箱内温度逐渐升高到表1规定温度，在温度稳定后，持续时间按表1规定。试验结束后，对样机进行功能、外观及装配检测。一般情况下样机检测应在试验箱内进行，如果无法在试验箱内完成，则应在取出之后立即检测。5.3.5高温工作试验试验样机在常温条件下先进行功能、外观及装配的初始检测。初始检测合格后，样机开机状态，放入温箱。启动温箱，按平均值不大于3/min的变化速率使温箱内温度逐渐升高到表1规定温度，在温度稳定后，持续时间按表1规定。在放入试验箱前样机需要保证供电电池为

28、95%以上的电量，若电池电量不足以工作到试验结束，允许外接充电电源。试验过程中，按照样机的典型工作模式保持持续工作。试验结束后，对样机进行功能、外观及装配检测。一般情况下样机检测应在试验箱内进行，如果无法在试验箱内完成，则应在取出之后立即检测。5.3.6温度冲击试验试验样机在常温条件下进行功能、外观及装配的初始检测。将低温试验箱和高温试验箱调到表1的温度设定。试验样机初始检测合格后，关机状态，放入低温试验箱按照表1规定的时间存储后，3min内转移到高温试验箱，按照表1规定的时间存储后。3min内转移到低温试验箱进行下一个循环，循环次数按表1规定选取。试验结束后，将样机在常温条件下恢复4h后进行

29、功能、外观及装配检测。9学兔兔标准下载T/ZSAxxx-xxxx5.3.7恒定湿热存储试验试验样机在常温条件下先进行功能、外观及装配的初始检测。初始检测合格后，样机关机状态，放入试验箱。启动湿热箱使箱内温度升到表1规定值，当温度达到要求时，将湿度升到表1规定值，持续时间按照表1规定选取。试验结束后，恢复常温环境2h后进行功能、外观及装配检测。5.3.8恒定湿热工作试验试验样机在常温条件下先进行功能、外观及装配的初始检测。初始检测合格后，样机开机状态，放入试验箱。在放入试验箱前样机需要保证供电电池为95%以上的电量，若电池电量不足以工作到试验结束，允许外接充电电源。启动湿热箱使箱内温度升到表1规

30、定值，当温度达到要求时，将湿度升到表1规定值，持续时间按照表1规定选取。试验过程中，按照样机的典型工作模式持续工作无异常。试验结束后，恢复常温环境2h后进行功能、外观及装配检测。5.3.9盐雾试验试验样机在常温条件下先进行功能、外观及装配的初始检测。初始检测合格后，样机关机状态，放入试验箱。在(1535)下喷雾2h，喷雾用pH值在6.5-7.2(温度为202)，浓度为(5.01)%氯化钠溶液。喷雾结束后进进行22h的湿热存储。储存条件为(402)C，相对湿度达到90%95%。喷雾加湿热存储为一个循环，共24h。总共开展3个循环的测试。试验结束后，样机再未清洗情况下检查表面和连机器内部是否有腐蚀

31、。外观检测后样机用自来水清洗表面5min，再用蒸馏水或去离子水清洗样机表面，用手摇晃或用气流吹去水珠，然后在552的条件下干燥1h，接着在IEC60068-1规定的恢复条件下冷却2h后，对样机进行功能检测。功能检测合格后，拆机检查样机内部是否有腐蚀。5.4机械可靠性试验方法5.4.1定向跌落试验试验样机初检合格后待机状态固定在定向跌落试验机，跌落高度按表2规定选取，落地面为混凝土或钢制成的平滑、坚硬的表面上;每个面跌落1次，共6次。跌落面顺序依次为正面、上面、下面、左侧面，右侧面、后面。测试完毕后检查主机功能是否正常。5.4.2微跌可靠性设备在开机状态下从10cm的高度自由跌落在钢板或者大理石面上，每个面跌落次数按照表3选取。跌落表面的顺序依次为设备佩戴状态的下表面、正前方表面、上表面。5.4.3镜腿开合寿命试验镜腿开合寿命测试步骤如下：a)试验样机初检合格后，待机状态固定在试验机上；b)开合角度从眼镜收纳状态镜腿的位置为起始点到眼镜佩戴是开合最大角度点位置；c)开合频率为25次/min35次/min，可先做一侧镜腿开合循环后再做另外一侧镜腿开合循环试10学兔兔标准下载T/ZSA205-2023验。每侧镜腿开合循环次数按表4选取。测试完主机进行功能检查是否正常。5.4.4数据线插拔设备关机状态固定在测试机上，数据线的接口