[发明专利]用于近眼显示光学系统的标定方法、标定装置和标定系统

说明书

一种近眼显示光学系统的标定方法，标定装置和标定系统，其中，该标定方法，包括：获取图像源形成于显示单元的测试图像的图像；基于所述测试图像的图像，获得所述测试图像的源图像在所述图像源中的位置与所述检测相机的成像面之间的位置对应关系；基于此对应关系处理藉由所述检测相机采集的测试标靶的图像，获得所述测试标靶图像对应的源图像在所述图像源中的位置相对于所述检测相机的成像面之间的位置信息；以及，以虚拟成像模型处理所述测试标靶图像对应的源图像在所述图像源中的位置相对于所述检测相机的成像面的位置信息和所述测试标靶相对于所述近眼显示光学系统的位置信息，获得所述近眼显示光学系统的虚像成像参数。这样，实现自动化标定。

技术领域

本发明涉及近眼显示光学系统领域，尤其涉及用于近眼显示光学系统的标定方法、标定装置和标定系统。

背景技术

近年来，虚拟现实(Virtual Reality)和增强现实(Augmented Reality)等近眼显示光学设备为人类创造了独特的感官体验。在相关产品投入服务之前，必须对设备上众多传感器的性能参数进行标定，以及众传感器之间的相对位置关系进行标定，以确保用户具有良好的视觉体验。

以市场上常见的增强现实的头戴显示设备为例。由于设备制造工艺等误差，头戴显示设备的各传感器的性能参数及其相互之间的位置关系常常与设计值不一致，导致虚拟图像与实体环境之间的融合出现诸多问题，例如，虚拟图像尺寸偏差，虚拟图像显示位置不准等。这，给用户带来不良的视觉体验。

因此，在头戴显示设备投入市场之前，需对其相关参数进行标定。目前，已有诸多用于AR头戴显示设备的标定方法。然而，这些标定方法往往仅对单独某一项参数进行标定，标定效率低。甚至，在一些标定方法中，还需要人力辅助，成本高昂不论，这不利于标定往工业自动化的方向发展。

因此，对于一种高集成度且自动化的近眼显示光学系统的标定方法，标定装置以及标定系统的需求是迫切。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于近眼显示光学系统的标定方法、标定装置和标定系统，其中，所述标定系统能够实现对所述近眼显示光学系统进行完全自动化地标定。

本发明的另一目的在于提供一种用于近眼显示光学系统的标定方法、标定装置和标定系统，其中，所述标定系统能够实现对所述近眼显示光学系统的各项参数进行标定。换言之，本发明所提供的标定系统具有相对较高的集成度。

本发明的另一目的在于提供一种用于近眼显示光学系统的标定方法、标定装置和标定系统，其中，在所述近眼显示光学系统的标定过程中，无任何环节需人力参与，以使得一方面所述标定过程能够实现完全自动化，提升了标定效率；另一方面，加强了标定结果的稳定性和准确性。

本发明的另一目的在于提供一种用于近眼显示光学系统的标定方法、标定装置和标定系统，其中，藉由所述标定系统，所述近眼显示光学系统的各项参数能够被集成地标定而非各参数单独标定，通过这样的方式，可有效地避免在各参数单独标定过程中引起的误差累计。

本发明的另一目的在于提供一种用于近眼显示光学系统的标定方法、标定装置和标定系统，其中，所述近眼显示光学系统的各项参数之间相互关联，藉由所述标定系统对所述近眼显示光学系统的各项参数集成地标定，可有效地确保所述近眼显示光学系统的各项参数之间的关系保持一致，以提升标定精度。

通过下面的描述，本发明的其它优势和特征将会变得显而易见，并可以通过权利要求书中特别指出的手段和组合得到实现。

为实现上述至少一目的或优势，本发明提供一种用于近眼显示光学系统的标定方法，其包括：

在检测相机的入瞳面与近眼显示光学系统的出瞳面对齐时，获取一测试图像的图像，其中，所述测试图像是通过所述近眼显示光学系统的图像源形成于所述近眼显示光学系统的显示单元的图像，其中，所述图像源具有所述测试图像的源图像；