[发明专利]光场显示度量

说明书

本发明涉及光场显示度量。公开了用于显示器的光场度量系统的示例。所述光场度量可以捕获投影光场的图像，并且使用所捕获的图像来确定光场的各个区域的焦深(或横向焦点位置)。然后可以将所确定的焦深(或横向位置)与预期焦深(或横向位置)进行比较，以量化显示器的缺陷。基于所测量的缺陷，可以对光场执行适当的误差校正以校正所测量的缺陷。所述显示器可以是头戴式显示器中的光学显示元件，例如能够产生多个深度平面的光学显示元件或光场显示器。

本申请是申请日为2016年11月2日、PCT国际申请号为 PCT/US2016/060162、中国国家阶段申请号为201680077871.0、发明名称 为“光场显示度量”的申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年11月4日提交的名称为“LIGHT FIELD DISPLAY METROLOGY(光场显示度量)”的美国申请No.62/250,925、 2016年1月14日提交的名称为“LIGHT FIELDERROR CORRECTION (光场误差校正)”的美国申请No.62/278,779、2015年11月4日提交的名称为“AUTOMATED CALIBRATION IMAGE PROJECTION AND CAPTURE FOR DISPLAYCALIBRATION(用于显示器校准的自动校准 图像投影及捕获)”的美国申请No.62/250,934、2016年1月14日提交的 名称为“DYNAMIC CALIBRATION OF A DISPLAY BASED ON EYE-TRACKING(基于眼睛追踪的显示器的动态校准)”的美国申请 No.62/278,824、以及2016年1月14日提交的名称为“CHROMATIC BALANCING A DISPLAY HAVING VARYING CHROMATICITYACROSS A FIELD OF VIEW(对横跨视场具有变化色度的显示器进行色 度平衡)”的美国申请No.62/278,794的优先权，在此，其全部内容通过引 用并入此文。

技术领域

本公开涉及虚拟现实和增强现实成像和可视化系统，更具体地涉及用 于测量和校准成像和可视化系统的光学性质的度量系统。本公开还涉及基 于眼睛追踪的虚拟现实和增强现实成像和可视化系统的动态校准。

背景技术

现代计算和显示技术促进了用于所谓的“虚拟现实”或“增强现实” 体验的系统的开发，其中，数字再现的图像或其部分以它们看起来是真实 的或感觉为真实的方式呈现给用户。虚拟现实或“VR”场景通常涉及以对 其它实际的真实世界视觉输入不透明的方式呈现数字或虚拟图像信息；增 强现实或“AR”场景通常涉及将数字或虚拟图像信息的呈现为对用户周围 的现实世界的可视化的增强；或者混合现实“MR”涉及合并真实世界和 虚拟世界，以产生物理对象和虚拟对象共存并实时交互的新环境。事实证 明，人类视觉感知系统非常复杂，并且产生有助于在其它虚拟或现实世界 的图像元素中舒适、自然、丰富地呈现虚拟图像元素的VR、AR或MR 技术也极具挑战性。本文公开的系统和方法解决了与VR、AR和MR技 术有关的各种挑战。

发明内容

成像系统的实施例包括用于将图像投影到观看者眼睛的投影设备，该 图像包括表示来自虚拟对象的光的光场，其中该虚拟对象被配置为以如同 位于一个或多个预期焦深的方式被投影，另外该实施例还包括用于测量光 场中的缺陷的光场度量设备。光场度量设备可以被配置为捕获与光场的一 部分对应的一个或多个图像，分析一个或多个所捕获图像以识别与光场的 该部分对焦的深度对应的一个或多个感知焦深，至少部分地基于所识别的 焦深来创建深度图(depth map)，并将所创建的深度图与一个或多个预 期焦深进行比较。该系统可以生成对空间和/或色度缺陷的校准，该校准可 用于动态校准可穿戴显示系统。

本说明书中描述的主题的一个或多个实施方式的细节在下面的附图和 描述中进行阐述。根据描述、附图和权利要求，其它特征、方面和优点将 变得显而易见。本发明内容和以下的具体实施方式都不旨在限定或限制本 发明主题的范围。

附图说明