[发明专利]近眼显示器的测量方法、装置、系统以及控制器和介质

说明书

本发明涉及一种近眼显示器的测量方法、装置、系统以及控制器和介质，方法包括：获取成像元件和虚拟图像的像素比例、虚拟图像在成像元件上所成的像和虚拟图像的移动量比例；确定虚拟图像的待移动位置；控制虚拟图像移动至每一待移动位置，在成像元件上采集每一待移动位置的成像元件图像，获取成像元件图像序列，以及每相邻两个成像元件图像之间的相对移动量；基于成像元件图像序列以及相邻两个成像元件图像之间的相对移动量进行图像重组，得到待测虚拟图像的高保真的像。本发明无需机械移动测量系统的器件，仅需将测试图案扫描到微显示器的不同的位置，对应采集多幅图像进行图像重组，即可获取高保真的虚拟图像的像，计算简单、成本低、精度高。

技术领域

本发明涉及近眼显示技术领域，尤其涉及一种近眼显示器的测量方法、装置、系统以及控制器和介质。

背景技术

现有的近眼显示器包括虚拟现实显示器(Virtual Reality Display)和增强现实显示器(Augmented Reality Display)，如图1所示，近眼显示器通常包括一个微显示器和一个镜头，微显示器和镜头之间的距离略小于镜头的焦距。这样微显示器上的一个像素点发出的光线经过镜头之后会被汇聚成平行光线，这些平行光线经过瞳孔进入眼睛会在视网膜上形成像。反向延长进入眼睛的光线，就可以得到与之对应的虚像点，整个微显示器上的图像也会在同样的距离处形成相应的虚拟图像。为了测量近眼显示器的虚拟图像的质量，通常需要一个类似于人眼的成像装置来采集一幅待测虚拟图像的像的像，这个成像装置称为测量系统。

如图2所示，测量系统通常包括一个带有前置孔径的照相镜头和成像元件，测量系统用于高保真地采集虚拟图像的像。在实际使用中，近眼显示器的虚拟图像具有大视场和高分辨率的特点，例如，为了给用户带来沉浸感，需要水平和竖直方向的视场角达到100°×100°，而分辨率需要达到每度内有120个像素，这样在虚拟图像的整个视场内，就有12000×12000个虚拟图像的像素。由此可知，现有的虚拟图像的像素数量和密度超过了目前市场上已有的测试系统的成像能力。为了解决这个问题，现有技术中通常采用以下两种方法来测量近眼显示器，方法1：采用一个小视场角的成像系统，每次采集虚拟图像的一部分，通过机械装置扫描成像系统，拍摄到虚拟图像的不同部分，并将多幅小视场高分辨率的图像拼接起来，得到整个虚拟图像的像。方法2：采用一个大视场的成像系统，在这个成像系统中成像元件的像素数量小于被测试的虚拟图像的像素数量，然后利用机械装置(例如压电陶瓷或者平行玻璃板)移动成像元件和虚拟图像的像的位置，但需要保证每次的相对移动量小于一个成像元件的像素大小，从而采集到多幅不同的虚拟图像的低分辨率的像，最后利用图像重建的方法得到虚拟图像的高保真的像。

但是，现有方法具有以下缺点：1)现有的方法需要精密的机械移动器件来改变整个测量系统或者成像元件的位置；2)测量时由于频繁的进行机械扫描，需要定期矫正测量系统中的机械扫描部件；3)对于不同的被测近眼显示器，由于其形态的不同，需要使用不同的扫描器件来与之匹配，成本高。

发明内容

本发明目的在于，提供一种近眼显示器的测量方法、装置、系统以及控制器和介质，无需机械移动测量系统的器件，仅需将测试图案扫描到微显示器的不同的位置，对应采集到多幅图像，再进行图像重组，即可获取高保真的虚拟图像的像，计算方法简单、成本低、测量精度高。

为了解决上述技术问题，根据本发明第一实施例，提供了一种近眼显示器的测量方法，包括:

获取成像元件和虚拟图像的像素比例；

根据所述像素比例获取虚拟图像在成像元件上所成的像和虚拟图像的移动量比例；

根据所述像素比例和移动量比例确定虚拟图像的待移动位置；