近眼显示装置的校准方法、校准设备及校准系统与流程

文档序号:22309520发布日期:2020-09-23 01:31阅读:93来源:国知局
近眼显示装置的校准方法、校准设备及校准系统与流程

本申请涉及近眼显示装置的校准技术领域,特别涉及一种近眼显示装置的校准方法、近眼显示装置的校准设备及校准系统。



背景技术:

增强现实(ar)与虚拟现实(vr)是近年来广受关注的科技领域,它们的近眼显示装置都是将显示器上的像素,通过一系列光学成像元件形成远处的虚像并投射到人眼中。与虚拟现实相比,增强现实的近眼显示装置还需要具备透视(see-through)功能,以使得用户既能看到真实的外部场景,也能看到虚拟场景。因此,增强现实的近眼显示装置内的光学模组不能挡在用户的视线前方。为解决这一遮挡问题,可以在近眼显示装置中增加一个或一组光学组合器(opticalcombiner),从而通过“层叠”的形式,将虚拟场景和真实场景融为一体,互相补充,互相“增强”。增强现实的近眼显示装置及虚拟现实的近眼显示装置内均包括两套光学模组,当两套光学模组所成的图像的质量存在较大差异时,会影响近眼显示装置的整体成像效果,容易造成用户的视觉疲劳,降低用户的使用体验。



技术实现要素:

本申请实施方式提供了一种近眼显示装置的校准方法、近眼显示装置的校准设备及校准系统。

本申请实施方式的校准方法用于近眼显示装置。所述近眼显示装置包括第一光学模组及第二光学模组。所述第一光学模组及所述第二光学模组均用于形成虚拟图像。所述校准方法包括:所述第一成像模组拍摄所述第一光学模组形成的第一虚拟图像以获得第一图像,所述第二成像模组拍摄所述第二光学模组形成的第二虚拟图像以获得第二图像;根据所述第一图像的清晰度确定所述第一光学模组中的第一显示元件在第一方向上的第一调节量,并根据所述第二图像的清晰度确定所述第二光学模组中的第二显示元件在所述第一方向上的第二调节量;及根据所述第一调节量调节所述第一显示元件在所述第一光学模组中的位置,并根据所述第二调节量调节所述第二显示元件在所述第二光学模组中的位置。

本申请实施方式的校准设备用于近眼显示装置。所述近眼显示装置包括第一光学模组及第二光学模组。所述第一光学模组及所述第二光学模组均用于形成虚拟图像。所述校准设备包括第一成像模组、第二成像模组、处理器及调节组件。所述第一成像模组用于拍摄所述第一光学模组形成的第一虚拟图像以获得第一图像。所述第二成像模组用于拍摄所述第二光学模组形成的第二虚拟图像以获得第二图像。所述处理器用于根据所述第一图像的清晰度确定所述第一光学模组中的第一显示元件在第一方向上的第一调节量,并根据所述第二图像的清晰度确定所述第二光学模组中的第二显示元件在所述第一方向上的第二调节量。所述调节组件用于根据所述第一调节量调节所述第一显示元件在所述第一光学模组中的位置,并根据所述第二调节量调节所述第二显示元件在所述第二光学模组中的位置。

本申请实施方式的校准系统包括近眼显示装置及校准设备。所述校准设备用于校准所述近眼显示装置。所述近眼显示装置包括第一光学模组及第二光学模组。所述第一光学模组及所述第二光学模组均用于形成虚拟图像。所述校准设备包括第一成像模组、第二成像模组、处理器及调节组件。所述第一成像模组用于拍摄所述第一光学模组形成的第一虚拟图像以获得第一图像。所述第二成像模组用于拍摄所述第二光学模组形成的第二虚拟图像以获得第二图像。所述处理器用于根据所述第一图像的清晰度确定所述第一光学模组中的第一显示元件在第一方向上的第一调节量,并根据所述第二图像的清晰度确定所述第二光学模组中的第二显示元件在所述第一方向上的第二调节量。所述调节组件用于根据所述第一调节量调节所述第一显示元件在所述第一光学模组中的位置,并根据所述第二调节量调节所述第二显示元件在所述第二光学模组中的位置。

本申请实施方式的近眼显示装置的校准方法、近眼显示装置的校准设备及校准系统,可以根据图像的清晰度确定两套光学模组中的显示元件的调节量,并通过调节量调节每套光学模组中的显示元件在该光学模组中的位置以提升每套光学模组的成像质量,从而提高近眼显示装置的整体成像效果,使用户在使用近眼显示装置时可以获得更好的体验感。

本申请实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1是本申请某些实施方式的近眼显示装置的校准方法的流程示意图;

图2是本申请某些实施方式的近眼显示装置的示意图;

图3是本申请某些实施方式的用于近眼显示装置的校准设备的示意图;

图4是本申请某些实施方式的校准系统的示意图;

图5是本申请某些实施方式的近眼显示装置的校准方法的流程示意图;

图6是本申请某些实施方式的近眼显示装置的校准方法的场景示意图;

图7是本申请某些实施方式的近眼显示装置的校准方法的流程示意图;

图8是本申请某些实施方式的近眼显示装置的校准方法的原理示意图;

图9是本申请某些实施方式的近眼显示装置的校准方法的流程示意图;

图10是本申请某些实施方式的近眼显示装置的校准方法的流程示意图;

图11是本申请实施方式的近眼显示装置的校准方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中,相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本申请的实施方式,而不能理解为对本申请的实施方式的限制。

请参阅图1及图4,本申请实施方式提供一种近眼显示装置20的校准方法。近眼显示装置20包括第一光学模组21及第二光学模组23,第一光学模组21及第二光学模组23均用于形成虚拟图像。校准方法包括:

01:第一成像模组11拍摄第一光学模组21形成的第一虚拟图像以获得第一图像,第二成像模组13拍摄第二光学模组23形成的第二虚拟图像以获得第二图像;

02:根据第一图像的清晰度确定第一光学模组21中的第一显示元件213在第一方向上的第一调节量,并根据第二图像的清晰度确定第二光学模组23中的第二显示元件233在第一方向上的第二调节量;及

03:根据第一调节量调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置,并根据第二调节量调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置。

请参阅图3及图4,本申请实施方式还提供一种用于近眼显示装置20的校准设备10。本申请实施方式的校准方法可以由本申请实施方式的校准设备10实现。校准设备10包括第一成像模组11、第二成像模组13、处理器15、调节组件17及支架19。步骤01可以由第一成像模组11及第二成像模组13实现,步骤02可以由处理器15实现,步骤03可以由调节组件17实现。

也即是说,第一成像模组11用于拍摄第一光学模组21形成的第一虚拟图像以获得第一图像;第二成像模组13用于拍摄第二光学模组23形成的第二虚拟图像以获得第二图像。处理器15用于根据第一图像的清晰度确定第一光学模组21中的第一显示元件213在第一方向上的第一调节量,并根据第二图像的清晰度确定第二光学模组23中的第二显示元件233在第一方向上的第二调节量。调节组件17用于根据第一调节量调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置,并根据第二调节量调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置。

请参阅图4,具体地,本申请实施方式的近眼显示装置20可以是虚拟现实(vr)装置,也可以是增强现实(ar)装置,在此不作限制。近眼显示装置20中的第一光学模组21包括第一透镜211及第一显示元件213,第一透镜211与第一显示元件213配合以形成虚拟图像。近眼显示装置20中的第二光学模组21包括第二透镜231及第二显示元件233,第二透镜231与第二显示元件233配合以形成虚拟图像。本申请实施方式的第一成像模组11与第二成像模组13用于模仿人的双眼,第一成像模组11与第二成像模组13的光学参数(例如焦距等)一致,且第一成像模组11的视场角应大于或等于被摄的第一光学模组21所成的第一虚拟图像对应的视场角(也即第一成像模组11的视场角要足够大以能够完整地拍摄到第一光学模组21所成的第一虚拟图像),第二成像模组13的视场角应大于或等于第二光学模组23所成的第二虚拟图像对应的视场角(也即第二成像模组13的视场角要足够大以能够完整地拍摄到第二光学模组23所成的第二虚拟图像)。第一成像模组11的光轴与第二成像模组13的光轴之间的间距由双目瞳距确定,其中,双目瞳距是根据大量人脸样本的双眼距离计算得到的,并且,不同年龄的用户对应于不同的双目瞳距,比如年龄小于预定年龄的用户具有第一双目瞳距,年龄大于预定年龄的用户具有第二双目瞳距,其中,第一双目瞳距小于第二双目瞳距。开发人员根据近眼显示装置20的用户类型选定一个双目瞳距,将该双目瞳距作为第一成像模组11的光轴与第二成像模组13的光轴之间的间距,并将第一成像模组11与第二成像模组13以该间距为间隔固定在支架19上,且第一成像模组11和第二成像模组13均通过数据接口与处理器15连接。在第一成像模组11及第二成像模组13装配好之后,开发人员将第一光学模组21置于第一成像模组11的光路上,且与第一成像模组11间隔预定距离,并将第二光学模组23置于第二成像模组13的光路上,且与第二成像模组13间隔预定距离。其中,该预定距离通常是指出瞳距(eyerelief)。在本申请实施方式的实际应用中,考虑到近视人群戴眼镜的需要,该预定距离通常不能小于一定的数值。

在设定好校准设备10与近眼显示装置20之间的相对位置后,处理器15可以控制第一成像模组11拍摄第一光学模组21形成的第一虚拟图像以获得第一图像,并控制第二成像模组13拍摄第二光学模组23形成的第二虚拟图像以获得第二图像。随后,处理器15可以根据第一图像的清晰度确定第一光学模组21中的第一显示元件213在第一方向上的第一调节量,并根据第二图像的清晰度确定第二光学模组23中的第二显示元件233在第一方向上的第二调节量。其中,图像的清晰度例如可以用调制传递函数(modulationtransferfunction,mtf)来检测,在此不作限制;处理器15根据第一图像的清晰度确定第一显示元件213在第一方向上的第一调节量可以是处理器15计算第一图像的清晰度与预定清晰度之间的差值,并根据该差值确定第一显示元件213需要调节多少量,以使得第一成像模组11可以拍摄到清晰度达到预定清晰度的第一图像;处理器15根据第二图像的清晰度确定第二显示元件233在第一方向上的第二调节量可以是处理器15计算第二图像的清晰度与预定清晰度之间的差值,并根据该差值确定第二显示元件233需要调节多少量,以使得第二成像模组13可以拍摄到清晰度达到预定清晰度的第二图像。随后,调节组件17根据所确定的第一调节量调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置,并根据所获得的第二调节量调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置。其中,调节组件17调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置,实际上就是沿第一方向调节第一显示元件213相对于第一透镜211的距离,调节组件17调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置,实际上就是沿第一方向调节第二显示元件233相对于第二透镜231的距离。其中,第一方向是与第一光学模组21的光轴及第二光学模组23的光轴均平行的方向。

可以理解,近眼显示装置20中的第一光学模组21及第二光学模组23均用于形成虚拟图像。当第一成像模组11拍摄第一光学模组21所成第一虚拟图像而获得的图像的清晰度与第二成像模组13拍摄第二光学模组23所成第二虚拟图像而获得的图像的清晰度存在较大差异时,会影响近眼显示装置20的整体成像效果,容易造成用户的视觉疲劳,降低用户的使用体验。

本申请实施方式的校准方法及校准设备10通过调节第一显示元件213相对于第一透镜211的距离,可以使第一成像模组11能够对第一光学模组21所成的第一虚拟图像进行清晰成像,通过调节第二显示元件233相对于第二透镜231的距离,可以使第二成像模组13能够对第二光学模组23所成的第二虚拟图像进行清晰成像,从而可以提高近眼显示装置20的整体成像效果,使用户在使用近眼显示装置20时可以获得更好的体验感。

请参阅图4及图5,在某些实施方式中,校准方法在步骤01第一成像模组11拍摄第一光学模组21形成的第一虚拟图像以获得第一图像,第二成像模组13拍摄第二光学模组23形成的第二虚拟图像以获得第二图像前,还包括:

04:根据第一预定调节量调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置,并根据第二预定调节量调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置。

请参阅图3及图4,在某些实施方式中,步骤04可以由调节组件17实现。也即是说,调节组件17还用于根据第一预定调节量调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置,并根据第二预定调节量调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置。

请参阅图6,其中,在第一成像模组11拍摄标定物体14以获得清晰度大于预定清晰度的第一标定图像时,根据标定物体14与第一成像模组11之间的间距计算得到第一预定调节量,在第二成像模组13拍摄标定物体14以获得清晰度大于预定清晰度的第二标定图像时,根据标定物体14与第二成像模组13之间的间距计算得到第二预定调节量是。

请参阅图3及图6,具体地,在利用第一成像模组11拍摄第一光学模组21形成的第一虚拟图像以获得第一图像,并利用第二成像模组13拍摄第二光学模组23形成的第二虚拟图像以获得第二图像前,可以利用标定物体14对第一成像模组11及第二成像模组13能够清晰成像的位置进行标定,建立标定物体14与第一成像模组11的坐标关系及标定物体14与第二成像模组13之间的坐标关系。也即是说,在第一成像模组11拍摄标定物体14获得清晰度大于预定清晰度的第一标定图像时,处理器15标定第一成像模组11与标定物体14之间的坐标关系,并根据该坐标关系计算得到第一预定调节量;在第二成像模组13拍摄标定物体14获得清晰度大于预定清晰度的第二标定图像时,处理器15标定第二成像模组13与标定物体14之间的坐标关系,并根据该坐标关系计算得到第二预定调节量。调节组件17根据第一预定调节量调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置,并根据第二预定调节量调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置。

本申请实施方式中,在利用第一成像模组11拍摄第一光学模组21形成的第一虚拟图像以获得第一图像,第二成像模组13拍摄第二光学模组23形成的第二虚拟图像以获得第二图像前,通过标定物体14对第一成像模组11及第二成像模组13能够清晰成像的位置进行标定,可以使第一显示元件213及第二显示元件233预装到经过计算的且使得第一成像模组11及第二成像模组13能够清晰成像的理论位置上,避免后面需要对第一显示元件213及第二显示元件233进行较大幅度的调节,导致调节精度可能不够高的问题。

请参阅图4、图7及图8,在某些实施方式中,校准方法还包括:

05:获取第一图像中第一特征点111的第一坐标信息,并获取第二图像中第二特征点131的第二坐标信息,第一特征点111与第二特征点131组成特征匹配对;

06:计算第一坐标信息与参考坐标信息之间的第一差值,并计算第二坐标信息与参考坐标信息之间的第二差值;

07:根据第一差值确定第一显示元件213在第二方向上的第三调节量,并根据第二差值确定第二显示元件233在第二方向上的第四调节量,第二方向与第一方向不同;及

08:根据第三调节量调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置,并根据第四调节量调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置。

请参阅图3、图4及图8,在某些实施方式中,步骤05、步骤06及步骤07均可由处理器15实现,步骤08可以由调节组件17实现。也即是说,处理器15还用于获取第一图像中第一特征点111的第一坐标信息,并获取第二图像中第二特征点131的第二坐标信息,第一特征点111与第二特征点131组成特征匹配对。处理器15还可用于计算第一坐标信息与参考坐标信息之间的第一差值及计算第二坐标信息与参考坐标信息之间的第二差值,并根据第一差值确定第一显示元件213在第二方向上的第三调节量及根据第二差值确定第二显示元件233在第二方向上的第四调节量,第二方向与第一方向不同。调节组件17还可用于根据第三调节量调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置,并根据第四调节量调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置。

具体地,处理器15可以识别出第一图像中的第一特征点111并获得第一特征点111的第一坐标信息,处理器15还可以识别第二图像中的第二特征点131并获得第二特征点131的第二坐标信息。其中,第一特征点111与第二特征点131组成特征匹配对,也即是说,第一特征点111对应于第一光学模组21所成第一虚拟图像中的点的特征与第二特征点131对应于第二光学模组23所成第二虚拟图像中的点的特征是一致的。需要说明的是,第一特征点111可以是对应于第一光学模组21所成第一虚拟图像中位于中心位置的点,也可以是对应于第一光学模组21所成第一虚拟图像中位于边缘位置的点,在此不作限制。第二特征点131可以是对应于第二光学模组23所成第二虚拟图像中位于中心位置的点,也可以是对应于第二光学模组23所成第二虚拟图像中位于边缘位置的点,在此也不作限制。第一特征点111和第二特征点131的数量均可以是一个也可以是多个,在此也不作限制,其中,当第一特征点111和第二特征点131的数量均为一个时,该一个第一特征点111与该一个第二特征点131对应以组成一对特征匹配对;当第一特征点111和第二特征点131的数量均为多个时,多个第一特征点111与多个第二特征点131一一对应以组成多对特征匹配对。第一坐标信息为第一成像模组11的图像像素坐标系113上的坐标信息;第二坐标信息为第二成像模组13的图像像素坐标系133上的坐标信息。

在确定出特征点及其对应的坐标信息后,处理器15可以计算第一坐标信息与参考坐标信息之间的第一差值,并计算第二坐标信息与参考坐标信息之间的第二差值。其中,由于第一成像模组11与第二成像模组13是完全相同的成像模组,因此,用于第一差值的计算的参考坐标信息与用于第二差值的计算的参考坐标信息是相同的坐标信息,该参考坐标信息既可以是第一成像模组11的图像像素坐标系(可以为如图8所示的坐标系12)上的坐标信息,也可以是第二成像模组13的图像像素坐标系(可以为如图8所示的坐标系12)上的坐标信息,在此不作限制。示例地,假设第一坐标信息为(x1,y1),第二坐标信息为(x2,y2),参考坐标信息为(x0,y0),则第一差值第二差值

随后,处理器15根据第一差值计算第一显示元件213在第二方向上的第三调节量,并根据第二差值计算第二显示元件233在第二方向上的调节量。其中,第二方向为垂直于第一成像模组11的光轴且垂直于第二成像模组13的光轴的方向。随后,调节组件17可以根据第三调节量沿垂直于第一成像模组11的光轴的方向调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置,以使得调节后的第一特征点111的第一坐标信息与参考坐标信息之间的第一差值可以小于或等于某一预定阈值;调节组件17还可以根据第四调节量沿垂直于第二成像模组11的光轴的方向调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置,以使得调节后的第二特征点131的第二坐标信息与参考坐标信息之间的第二差值可以小于或等于上述的预定阈值。

在一个例子中,若第一特征点111及第二特征点131的数量均为一个,且第一图像中第一特征点111是对应于第一虚拟图像中位于中心位置的点,第二图像中的第二特征点131是对应于第二虚拟图像中位于中心位置的点,则经过调节组件17调节后的第一坐标信息应该等于经过调节组件17调节后的第二坐标信息,且等于参考坐标信息(参考坐标信息例如为图8所示坐标系12的原点位置的坐标信息),此时第一图像的中心与第二图像的中心完全融合。

在另一个例子中,若第一特征点111及第二特征点131的数量均为多个,且第一图像中多个第一特征点111同时包括对应于第一虚拟图像中位于中心位置的点及对应于第一虚拟图像中位于边缘位置的点,第二图像中多个第二特征点131同时包括对应于第二虚拟图像中位于中心位置的点及对应于第二虚拟图像中位于边缘位置的点,则对于对应于第一虚拟图像中位于中心位置的点的第一特征点111和对应于第二虚拟图像中位于中心位置的点的第二特征点131而言,经过调节组件17调节后的第一坐标信息应该等于经过调节组件17调节后的第二坐标信息,且等于参考坐标信息(此时参考坐标信息例如为图8所示坐标系12的原点位置的坐标信息);对于对应于第一虚拟图像中位于边缘位置的点的第一特征点111和对应于第二虚拟图像中位于中心位置的点的第二特征点131而言,经过调节组件17调节后的第一坐标信息应该等于经过调节组件17调节后的第二坐标信息,且等于参考坐标信息(此时参考坐标信息例如为图8所示坐标系12的非原点位置的坐标信息)。

在又一个例子中,若第一特征点111及第二特征点131的数量均为多个,且第一图像中多个第一特征点111同时包括对应于第一虚拟图像中位于中心位置的点及对应于第一虚拟图像中位于边缘位置的点,第二图像中多个第二特征点131同时包括对应于第二虚拟图像中位于中心位置的点及对应于第二虚拟图像中位于边缘位置的点,则对于对应于第二虚拟图像中位于中心位置的点的第一特征点111和第二特征点131而言,该第一特征点111经过调节组件17调节后的第一坐标信息也可以不等于参考坐标信息(此时参考坐标信息例如为图8所示坐标系12的原点位置的坐标信息),且该第二特征点131经过调节后的第二坐标信息也可以不等于参考坐标信息(此时参考坐标信息例如为图8所示坐标系12的原点位置的坐标信息),只要满足经过调节组件17调节后的第一坐标信息与参考坐标信息之间的差值小于或等于预定阈值,且经过调节组件17调节后的第二坐标信息与参考坐标信息之间的差值也小于或等于预定阈值即可。同样地,对于对应于第一虚拟图像中位于边缘位置的点的第一特征点111和对应于第二虚拟图像中位于中心位置的点的第二特征点131而言,该第一特征点111经过调节组件17调节后的第一坐标信息也可以不等于参考坐标信息(此时参考坐标信息例如为图8所示坐标系12的非原点位置的坐标信息),且该第二特征点131经过调节后的第二坐标信息也可以不等于参考坐标信息(此时参考坐标信息例如为图8所示坐标的非原点位置的坐标信息),只要满足经过调节组件17调节后的第一坐标信息与参考坐标信息之间的差值小于或等于预定阈值,且经过调节组件17调节后的第二坐标信息与参考坐标信息之间的差值也小于或等于预定阈值即可。

可以理解,在第一光学模组21所成的第一虚拟图像与第二光学模组22所成的第二虚拟图像之间具有较高的融合精度时,第一成像模组11所拍摄的第一图像以及第二成像模组13所拍摄的第二图像应当为完全相同的图像。但由于实际装配近眼显示装置20的过程中,第一光学模组21的第一显示元件213及第二光学模组23的第二显示元件233的安装位置会存在误差,会导致两个光学模组所成的两张虚拟图像的融合精度较差,容易造成用户的视觉疲劳,降低用户的使用体验。

请参阅图1及图4,本申请实施方式中,处理器15通过计算第一坐标信息与参考坐标信息之间的第一差值来确定第一显示元件213在第二方向上的第三调节量,并计算第二坐标信息与参考坐标信息之间的第二差值来确定第二显示元件233在第二方向上的第四调节量。然后,调节组件17根据第三调节量调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置,并根据第四调节量调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置,可以提高两个光学模组所成的两张虚拟图像的融合精度,从而可以提高近眼显示装置20的整体成像效果,使用户在使用近眼显示装置20时可以获得更好的体验感。

需要说明的是,本申请实施方式的校准方法中,步骤05至步骤08既可以在步骤03后实施(即先校准清晰度再校准融合精度),也可以在步骤02前实施(即先校准融合精度再校准清晰度),在此不作限制。

请参阅图4及图9,在某些实施方式中,校准方法还包括:

09:第一成像模组11拍摄第一光学模组21形成的第三虚拟图像以获得第三图像,第二成像模组13拍摄第二光学模组23形成的第四虚拟图像以获得第四图像,第三虚拟图像与第一虚拟图像不同,第四虚拟图像与第二虚拟图像不同;

010:获取第三图像中第一特征点111的第一坐标信息,并获取第四图像中第二特征点131的第二坐标信息,第一特征点111与第二特征点131组成特征匹配对;

011:计算第一坐标信息与参考坐标信息之间的第一差值,并计算第二坐标信息与参考坐标信息之间的第二差值;

012:根据第一差值确定第一显示元件213在第二方向上的第三调节量,并根据第二差值确定第二显示元件233在第二方向上的第四调节量,第二方向与第一方向不同;

013:根据第三调节量调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置,并根据第四调节量调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置。

请参阅图3、图4及图9,在某些实施方式中,步骤09可以由第一成像模组11及第二成像模组13实现,步骤010、步骤011及步骤012均可由处理器15实现,步骤013可以由调节组件17实现。

也即是说,第一成像模组11还可用于拍摄第一光学模组21形成的第三虚拟图像以获得第三图像。第二成像模组13还可用于拍摄第二光学模组23形成的第四虚拟图像以获得第四图像。其中,第三虚拟图像与第一虚拟图像不同,第四虚拟图像与第二虚拟图像不同。处理器15还可用于获取第三图像中第一特征点111的第一坐标信息,并获取第四图像中第二特征点131的第二坐标信息,第一特征点111与第二特征点131组成特征匹配对。处理器15还可用于计算第一坐标信息与参考坐标信息之间的第一差值及计算第二坐标信息与参考坐标信息之间的第二差值,并根据第一差值确定第一显示元件213在第二方向上的第三调节量及根据第二差值确定第二显示元件233在第二方向上的第四调节量,第二方向与第一方向不同。调节组件17还用于根据第三调节量调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置,并根据第四调节量调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置。

请参阅图3及图4,可以理解,用于图像清晰度测试的图像和用于图像融合精度测试的图像可以相同(图7实施例所示),也可以不相同(图9实施例所示)。其中,用于图像融合精度校准的测试图像通常可以是包含条纹的图像,以便于观察第一光学模组21所成第三虚拟图像及第二光学模组12所成第四虚拟图像的融合情况。因此,在本实施方式中,第一成像模组11可以拍摄第一光学模组21切换图像后形成的第三虚拟图像以获得第三图像,第二成像模组13可以拍摄第二光学模组23切换图像后形成的第四虚拟图像以获得第四图像。在获得第三图像和第四图像后,处理器15可以计算第一坐标信息与参考坐标信息之间的第一差值以确定第一显示元件213在第二方向上的第三调节量,并计算第二坐标信息与参考坐标信息之间的第二差值以确定第二显示元件233在第二方向上的第四调节量。然后,调节组件17根据第三调节量沿垂直于第一光学模组21的光轴的方向调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置,并根据第四调节量沿垂直于第二光学模组23的光轴的方向调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置,由此来提高第一光学模组21所成第三虚拟图像及第二光学模组12所成第四虚拟图像的融合精度,从而可以提高近眼显示装置20的整体成像效果,使用户在使用近眼显示装置20时可以获得更好的体验感。其中,处理器15执行步骤010至步骤013时的具体执行过程与处理器15执行步骤05至步骤08时的具体执行过程相同,在此不作赘述。

请参阅图4及图10,在某些实施方式中,校准方法还包括:

014:调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置,以使第一光学模组21形成的虚拟图像的中心点的坐标信息与参考坐标信息之间的差值小于预定差值;

015:调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置,以使第二光学模组23形成的虚拟图像的中心点的坐标信息与参考坐标信息之间的差值小于预定差值。

请参阅图3、图4及图10,在某些实施方式中,步骤014及步骤015均可由调节组件17实现。也即是说,调节组件17还用于调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置,以使第一光学模组21形成的虚拟图像的中心点的坐标信息与参考坐标信息之间的差值小于预定差值;调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置,以使第二光学模组23形成的虚拟图像的中心点的坐标信息与参考坐标信息之间的差值小于预定差值。

其中,第一光学模组21形成的虚拟图像(第一虚拟图像或第三虚拟图像)的中心点的坐标信息指的是:第一成像模组11所拍摄到的图像(第一图像或第三图像)中与第一光学模组21形成的虚拟图像的中心点对应的点的坐标信息,第二光学模组23形成的虚拟图像(第二虚拟图像或第四虚拟图像)的中心点的坐标信息指的是:第二成像模组13所拍摄到的图像(第二图像或第四图像)中与第二光学模组23形成的虚拟图像的中心点对应的点的坐标信息。

请参阅图4及图8,可以理解,若第一显示元件213在第一光学模组21中所处的位置与目标位置的差距较大,则会导致第一光学模组21形成的虚拟图像的中心点的坐标信息与参考坐标信息之间的差值较大,此时,可能出现第一成像模组11拍摄不到包含第一特征点111的图像(第一图像或第三图像)的情况。同样地,若第二显示元件233在第二光学模组23中所处的位置与第二显示元件233的目标位置差距较大,则会导致第二光学模组23形成的虚拟图像的中心点的坐标信息与参考坐标信息之间的差值较大,此时,可能出现第二成像模组13拍摄不到包含第二特征点131的图像(第二图像或第四图像)的情况。在第一成像模组11拍摄不到包含第一特征点111的图像和/或第二成像模组13拍摄不到包含第二特征点131的图像时,处理器15无法通过特征匹配来进行融合精度的校准。因此,本实施方式中,在获取特征点的坐标信息前,调节组件17可以调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置,以使第一光学模组21形成的虚拟图像的中心点的坐标信息与参考坐标信息之间的差值小于预定差值,并调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置,以使第二光学模组23形成的虚拟图像的中心点的坐标信息与参考坐标信息之间的差值小于预定差值,以便于后面处理器15可以获取到能够组成特征匹配对的第一特征点111及第二特征点131,并可以基于第一特征点111和第二特征点131来实现对第一显示元件213及第二显示元件233的进行进一步调整,以提高两光学模组所成虚拟图像的融合精度。

需要说明的是,步骤014和步骤015除了可以在步骤05前实施(图10所示)外,还可以在步骤09前实施(图未示),在此不作限制。

请参阅图4及图11,在某些实施方式中,在步骤08根据第三调节量调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置,并根据第四调节量调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置后,校准方法还包括:

016:第一成像模组11拍摄第一光学模组21形成的虚拟图像以获得第五图像,第二成像模组13拍摄第二光学模组23形成的虚拟图像以获得第六图像;

017:在第五图像的清晰度及第六图像的清晰度均大于预定清晰度时,确认当前第一显示元件213在第一光学模组21中的位置为目标位置,并确认当前第二显示元件233在第二光学模组23中的位置为目标位置。

请参阅图3、图4及图11,在某些实施方式中,步骤016可以由第一成像模组11及第二成像模组13实现,步骤017可以由处理器15实现。

也即是说,第一成像模组11还可用于拍摄第一光学模组21形成的虚拟图像以获得第五图像。第二成像模组13还可用于拍摄第二光学模组23形成的虚拟图像以获得第六图像。处理器15还可用于在第五图像的清晰度及第六图像的清晰度均大于预定清晰度时,确认当前第一显示元件213在第一光学模组21中的位置为目标位置,并确认当前第二显示元件233在第二光学模组23中的位置为目标位置。

具体地,第一成像模组11拍摄第一光学模组21形成的虚拟图像以获得第五图像;第二成像模组13还用于拍摄第二光学模组23形成的虚拟图像以获得第六图像。其中,第五图像可以由第一成像模组11拍摄第一光学模组21未切换图像时形成的第一虚拟图像得到(此时步骤016在步骤08后实施),也可以由第一成像模组11拍摄第一光学模组21切换图像后形成的第三虚拟图像得到(此时步骤016在步骤013后实施)。同样地,第五图像可以由第二成像模组13拍摄第二光学模组23未切换图像时形成的第二虚拟图像得到,也可以由第二成像模组13拍摄第二光学模组23切换图像后形成的第四虚拟图像得到。若第五图像的清晰度及第六图像的清晰度均大于或等于预定清晰度,则处理器15确认当前第一显示元件213在第一光学模组21中的位置为目标位置,并确认当前第二显示元件233在第二光学模组23中的位置为目标位置。也即是说,第一显示元件213的目标位置是第一显示元件213在第一光学模组21中的最终位置,第二显示元件233的目标位置是第二显示元件233在第二光学模组23中的最终位置,将第一显示元件213及第二显示元件233分别固定(例如点胶固定)于对应的目标位置后,该近眼显示装置20的装调完成。

请参阅图4及图11,在某些实施方式中,校准方法还包括:

018:在第五图像的清晰度小于预定清晰度时,根据第五图像的清晰度确定第一显示元件213在第一方向上的第五调节量,并根据第五调节量调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置;及

019:在第六图像的清晰度小于预定清晰度时,根据第六图像的清晰度确定第二显示元件233在第一方向上的第六调节量,并根据第六调节量调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置。

请参阅图3、图4及图11,在某些实施方式中,步骤018及步骤019均可以由处理器15及调节组件17实现。

也即是说,处理器15还可用于在第五图像的清晰度小于预定清晰度时,根据第五图像的清晰度确定第一显示元件213在第一方向上的第五调节量。调节组件17还可用于根据第五调节量调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置。处理器15还可用于在第六图像的清晰度小于预定清晰度时,根据第六图像的清晰度确定第二显示元件233在第一方向上的第六调节量。调节组件17还可用于根据第六调节量调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置。

具体地,在获得第五图像及第六图像之后,若第五图像的清晰度小于预定清晰度,即第五图像的清晰度不符合该近眼显示装置20出厂的预定清晰度要求,此时处理器15需要根据第五图像的清晰度与预定清晰度之间的差值确定第一显示元件213在第一方向上的第五调节量,并根据第五调节量调节第一显示元件213在第一光学模组21中的位置以使第五图像的清晰度大于预定清晰度。在第六图像的清晰度小于预定清晰度,即第六图像的清晰度不符合该近眼显示装置20出厂的预定清晰度要求,此时处理器15根据第六图像的清晰度与预定清晰度之间的差值确定第二显示元件233在第一方向上的第六调节量,并根据第六调节量调节第二显示元件233在第二光学模组23中的位置以使第六图像的清晰度大于预定清晰度。在再次调节完第一显示元件213的位置及第二显示元件233的位置后,将第一显示元件213及第二显示元件233分别固定(例如点胶固定)在调节后的位置上,该近眼显示装置20的装调完成。

可以理解,在对两张虚拟图像的融合精度进行调整的过程中,将第一显示元件213及第二显示元件233沿垂直于第一光学模组21及第二光学模组23光轴的方向移动时,可能会导致第一显示元件213及第二显示元件233产生沿第一光学模组21及第二光学模组23的光轴方向的移动,致使第一成像模组11及第二成像模组13所成的图像像的清晰度降低,因此,在对图像的融合精度进行调节之后,还需再次检验图像的清晰度是否符合要求。

本申请实施方式中,通过对调整融合精度后的图像再次进行清晰度检测,从而确保近眼显示装置20的整体成像效果能够达到使用需求,使用户在使用近眼显示装置20时可以获得更好的体验感。

请参阅图2及图4,本申请实施方式还提供一种校准系统100。校准系统100包括近眼显示装置20及前述任意一项实施方式所述的校准设备10。

本申请实施方式的校准系统100通过包含第一成像模组11及第二成像模组13的校准设备10来辅助调节近眼显示系统20中两套光学模组的位置,从而可以提高近眼显示系统20的整体成像效果,使用户在使用近眼显示装置20时可以获得更好的体验感。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施方式,可以理解的是,上述实施方式是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

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