[發明專利]一種用于測量眼戴式顯示器FOV的方法

有效

• 申請號: 201811486102.3
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109767472B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 張宇寧;黃曉煜;李曉華
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T7/13;G01M11/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王安琪

本發明公開了一種用于測量眼戴式顯示器FOV的方法，包括如下步驟：(1)使眼戴式顯示設備播放測試圖像，由嵌入頭部框架中的兩臺微型廣角相機監控和采集眼戴式顯示器的雙眼內容，分別獲得測試圖像矩陣T_L和T_R，并將其輸入信號處理設備；(2)信號處理設備判斷眼戴式顯示器佩戴位置是否正確，若正確，則眼戴式設備播放白場圖像，相機采集白場圖像矩陣W_L和W_R并將其輸入信號處理設備；(3)信號處理設備對其進行去畸變處理，并結合相機視角和相關圖像處理算法，計算得到眼戴式顯示設備的FOV。本發明簡化了光學測量前繁瑣的實驗環境搭建、校正等準備工作，降低了成本，可以同時進行雙目測量，整個測量過程耗時大大減少，且適用于多種類型的NED測量。

技術領域

本發明涉及光學屬性評測技術領域，尤其是一種用于測量眼戴式顯示器FOV的方法。

背景技術

隨著顯示技術的發展，以VR/AR眼鏡等設備為代表的眼戴式顯示器(NED，Near-EyeDisplay)因其便攜、沉浸感強、用途廣泛等特點，正逐漸走入人們的生活。盡管對眼戴式顯示器本身的設計和優化方面的技術成果層出不窮，但關于對眼戴式顯示設備的測量，相關的研究相對較少。能夠準確、便捷地測量眼戴式顯示設備的光學屬性，是把握生產品控、提升設備品質、改善用戶體驗的必要環節。其中，FOV(視場角)因與用戶體驗息息相關而受到重點關注，是所有待測光學屬性中的重中之重。

目前，對于眼戴式顯示器FOV的測量，大多采用點亮度計或平面亮度計的方法，先用亮度計測量NED顯示內容的亮度，再據此計算出FOV。然而，對于點亮度計，測量前的準備過程十分繁瑣：為了保證光軸平行、所測角度準確，需要用到支持直角坐標系和球坐標系移動的樣品臺和角度計，且需要隨時記錄大量坐標以防止原點移動造成測量誤差。而對于面亮度計，雖然不需要頻繁挪動角度，但其較大的入瞳會導致亮度測量的不準確，而如果手動減小入瞳則會減少進光量，同樣影響亮度測量。另一方面，NED的出瞳距一般在15-30mm，這意味著所用的亮度計鏡頭需要離NED的目鏡很近；但由于市面上現有的NED產品外型多種多樣，只用一種亮度計很難匹配豐富的形狀參數，而使用多種亮度計則無疑會增加成本。再加上，由于NED的光學系統設計的原因，顯示的內容往往引入畸變，此時僅依靠亮度和坐標信息測得的FOV顯然是不準確的。因此，使用亮度計方法測量眼戴式顯示設備不僅費時費力，還很難得到準確結果。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種用于測量眼戴式顯示器FOV的方法，簡便高效，成本低廉，且適用于各種眼戴式顯示設備的光學屬性測量。

為解決上述技術問題，本發明提供一種用于測量眼戴式顯示器FOV的方法，包括如下步驟：

(1)使眼戴式顯示設備播放測試圖像，由嵌入頭部框架中的兩臺微型廣角相機監控和采集眼戴式顯示器的雙眼內容，分別獲得測試圖像矩陣T_L和T_R，并將其輸入信號處理設備；

(2)信號處理設備判斷眼戴式顯示器佩戴位置是否正確，若正確，則眼戴式設備播放白場圖像，相機采集白場圖像矩陣W_L和W_R并將其輸入信號處理設備；

(3)信號處理設備對其進行去畸變處理，并結合相機視角和相關圖像處理算法，計算得到眼戴式顯示設備的FOV。

優選的，步驟(1)中，使用的兩臺微型廣角相機A和B嵌于測量設備頭部框架的眼睛處，兩個鏡頭的中心連線、任一相機的光軸、從地面引出的垂線之間兩兩平行，其具體位置以所用微型相機的入瞳距為依據確定。

優選的，步驟(1)中，頭部框架的結構需盡可能接近人的頭部，需有類似耳部、額骨、頂骨、鼻骨等可能成為眼戴式顯示設備支撐部位的結構。

優選的，步驟(2)中，信號處理設備對眼戴式顯示設備佩戴位置是否正確的判斷包括以下步驟：