[發(fā)明專利]近眼顯示器的測(cè)量方法、裝置、系統(tǒng)以及控制器和介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910605246.4
• 申請(qǐng)日: 2019-07-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110264408B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭凱凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 芋頭科技（杭州）有限公司
• 主分類號(hào): G06T3/40
• 分類號(hào): G06T3/40;G01M11/02
• 代理公司: 北京市競(jìng)天公誠(chéng)律師事務(wù)所 11770
• 代理人: 陳果

本發(fā)明涉及一種近眼顯示器的測(cè)量方法、裝置、系統(tǒng)以及控制器和介質(zhì)，方法包括：獲取成像元件和虛擬圖像的像素比例、虛擬圖像在成像元件上所成的像和虛擬圖像的移動(dòng)量比例；確定虛擬圖像的待移動(dòng)位置；控制虛擬圖像移動(dòng)至每一待移動(dòng)位置，在成像元件上采集每一待移動(dòng)位置的成像元件圖像，獲取成像元件圖像序列，以及每相鄰兩個(gè)成像元件圖像之間的相對(duì)移動(dòng)量；基于成像元件圖像序列以及相鄰兩個(gè)成像元件圖像之間的相對(duì)移動(dòng)量進(jìn)行圖像重組，得到待測(cè)虛擬圖像的高保真的像。本發(fā)明無(wú)需機(jī)械移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的器件，僅需將測(cè)試圖案掃描到微顯示器的不同的位置，對(duì)應(yīng)采集多幅圖像進(jìn)行圖像重組，即可獲取高保真的虛擬圖像的像，計(jì)算簡(jiǎn)單、成本低、精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及近眼顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種近眼顯示器的測(cè)量方法、裝置、系統(tǒng)以及控制器和介質(zhì)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的近眼顯示器包括虛擬現(xiàn)實(shí)顯示器(Virtual Reality Display)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器(Augmented Reality Display)，如圖1所示，近眼顯示器通常包括一個(gè)微顯示器和一個(gè)鏡頭，微顯示器和鏡頭之間的距離略小于鏡頭的焦距。這樣微顯示器上的一個(gè)像素點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)鏡頭之后會(huì)被匯聚成平行光線，這些平行光線經(jīng)過(guò)瞳孔進(jìn)入眼睛會(huì)在視網(wǎng)膜上形成像。反向延長(zhǎng)進(jìn)入眼睛的光線，就可以得到與之對(duì)應(yīng)的虛像點(diǎn)，整個(gè)微顯示器上的圖像也會(huì)在同樣的距離處形成相應(yīng)的虛擬圖像。為了測(cè)量近眼顯示器的虛擬圖像的質(zhì)量，通常需要一個(gè)類似于人眼的成像裝置來(lái)采集一幅待測(cè)虛擬圖像的像的像，這個(gè)成像裝置稱為測(cè)量系統(tǒng)。

如圖2所示，測(cè)量系統(tǒng)通常包括一個(gè)帶有前置孔徑的照相鏡頭和成像元件，測(cè)量系統(tǒng)用于高保真地采集虛擬圖像的像。在實(shí)際使用中，近眼顯示器的虛擬圖像具有大視場(chǎng)和高分辨率的特點(diǎn)，例如，為了給用戶帶來(lái)沉浸感，需要水平和豎直方向的視場(chǎng)角達(dá)到100°×100°，而分辨率需要達(dá)到每度內(nèi)有120個(gè)像素，這樣在虛擬圖像的整個(gè)視場(chǎng)內(nèi)，就有12000×12000個(gè)虛擬圖像的像素。由此可知，現(xiàn)有的虛擬圖像的像素?cái)?shù)量和密度超過(guò)了目前市場(chǎng)上已有的測(cè)試系統(tǒng)的成像能力。為了解決這個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用以下兩種方法來(lái)測(cè)量近眼顯示器，方法1：采用一個(gè)小視場(chǎng)角的成像系統(tǒng)，每次采集虛擬圖像的一部分，通過(guò)機(jī)械裝置掃描成像系統(tǒng)，拍攝到虛擬圖像的不同部分，并將多幅小視場(chǎng)高分辨率的圖像拼接起來(lái)，得到整個(gè)虛擬圖像的像。方法2：采用一個(gè)大視場(chǎng)的成像系統(tǒng)，在這個(gè)成像系統(tǒng)中成像元件的像素?cái)?shù)量小于被測(cè)試的虛擬圖像的像素?cái)?shù)量，然后利用機(jī)械裝置(例如壓電陶瓷或者平行玻璃板)移動(dòng)成像元件和虛擬圖像的像的位置，但需要保證每次的相對(duì)移動(dòng)量小于一個(gè)成像元件的像素大小，從而采集到多幅不同的虛擬圖像的低分辨率的像，最后利用圖像重建的方法得到虛擬圖像的高保真的像。

但是，現(xiàn)有方法具有以下缺點(diǎn)：1)現(xiàn)有的方法需要精密的機(jī)械移動(dòng)器件來(lái)改變整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)或者成像元件的位置；2)測(cè)量時(shí)由于頻繁的進(jìn)行機(jī)械掃描，需要定期矯正測(cè)量系統(tǒng)中的機(jī)械掃描部件；3)對(duì)于不同的被測(cè)近眼顯示器，由于其形態(tài)的不同，需要使用不同的掃描器件來(lái)與之匹配，成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于，提供一種近眼顯示器的測(cè)量方法、裝置、系統(tǒng)以及控制器和介質(zhì)，無(wú)需機(jī)械移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的器件，僅需將測(cè)試圖案掃描到微顯示器的不同的位置，對(duì)應(yīng)采集到多幅圖像，再進(jìn)行圖像重組，即可獲取高保真的虛擬圖像的像，計(jì)算方法簡(jiǎn)單、成本低、測(cè)量精度高。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例，提供了一種近眼顯示器的測(cè)量方法，包括:

獲取成像元件和虛擬圖像的像素比例；

根據(jù)所述像素比例獲取虛擬圖像在成像元件上所成的像和虛擬圖像的移動(dòng)量比例；

根據(jù)所述像素比例和移動(dòng)量比例確定虛擬圖像的待移動(dòng)位置；