[发明专利]用于校准光场投射系统的系统、设备和方法

说明书

本公开涉及用于校准光场投射系统的系统、设备和方法。一个示例系统包括投射单元，该投射单元可操作以将扫描序列朝向具有凸反射元件的屏幕投射。根据基线强度简档调制扫描序列。该系统还包括校准设备，该校准设备被布置成使得扫描序列的一部分被校准设备截取。校准设备包括第一光检测器，其设置成检测截取的强度简档。校准设备还包括第二光检测器，其被设置为检测扫描序列的反射部分作为测量的强度简档。该系统还包括控制系统。控制系统被配置为基于测量的强度简档与预期强度简档的比较来确定预期强度简档并且修改光场投射系统的操作。

背景技术

除非本文另有说明，否则本部分中描述的内容不是本申请中的权利要求的现有技术，并且不因包含在本部分中而被认为是现有技术。

近年来，三维(3D)显示/投射已成为备受关注的话题。许多3D显示器需要观看者麻烦地使用头戴设备(例如，主动或被动3D眼镜)。此外，虽然确实存在无眼镜的3D显示系统，但是这样的系统可能没有考虑到处于相对于显示器的不同的方位角视角、高度和距离的多个观看者。

光场是一种描述对于空间中的每个位置在给定位置处在给定方向上流动的光量的合成的功能(有时称为“5D全光功能”)。例如，如果包括光场的所有光从一个平面发出，则该功能可以减少到四个维度。这些四个维度的示例基组可以是平面上的x-位置、平面上的y-位置、平面中的方位角(从0°到360°)(有时称为φ)、和离开平面的仰角(从0°到90°，0°在平面中，90°与平面完全垂直)(有时称为θ)。如果为平面上的每个可能的四元组(x、y、φ和θ)指定强度(例如，瓦特)(假设平面在x和y方向上是无限的)，则能够为3D空间中的每个点定义光场(阻隔与平面外的物体的干扰)。

光场显示器能够产生这样的光场，受制于实际限制(例如，显示平面在x和y方向上不是无限的)。对于四个维度中的每个维度的值的选择越精细，所显示的可视光场的分辨率越高。另外，所显示的光场的强度可以仅针对单个波长定义。因此，可以以不同波长分开显示多个光场。在可视光谱中，每个波长代表相应光场的颜色，从而实现彩色光场显示。

观看者可以从空间中的各种位置以及从各种方位角和仰角观看由光场显示器生成的光场。鉴于观看者具有观察光场的两只眼睛(因此两个视角)，观看者能够光谱地观察来自3D的光场显示器的场景。

例如，当安装在家中时，这种光场显示器可以偏移。附加地或替代地，光场显示器可能具有在制造期间出现的缺陷。这种偏移或缺陷可能导致系统在某些视角/观察位置处不产生高质量的光场。对于观察者，更低质量的光场可以产生正被再现的场景的劣化的3D图像(例如，低分辨率3D图像)。因此，可能期望经由校准来解决潜在的偏移和缺陷。

发明内容

说明书和附图公开了涉及用于校准光场投射系统的系统、设备和方法的实施例。一个示例系统提供光场投射系统的校准。该系统包括投射单元，该投射单元将光朝向屏幕投射以顺序扫描屏幕。屏幕上具有凸反射元件。此外，根据基线强度简档(profile)调制投射光(projected light)。该系统还包括校准设备。校准设备在校准过程期间位于投射单元和屏幕之间，并且可以在校准过程期间截取投射光的一部分。另外，校准设备包括第一光检测器和第二光检测器。第一光检测器检测被截取部分。第二光检测器检测从屏幕反射的投射光的一部分。由第一光检测器检测的光是截取的强度简档的形式，并且由第二光检测器检测的光是测量的强度简档的形式。该系统最后包括控制系统。控制系统使用基线强度简档和截取的强度简档来确定第二光检测器的预期强度简档。控制系统还响应于测量的强度简档和预期强度简档之间的比较来修改光场投射系统的操作。