[发明专利]一种用于测量眼戴式显示器FOV的方法

说明书

本发明公开了一种用于测量眼戴式显示器FOV的方法，包括如下步骤：(1)使眼戴式显示设备播放测试图像，由嵌入头部框架中的两台微型广角相机监控和采集眼戴式显示器的双眼内容，分别获得测试图像矩阵T_L和T_R，并将其输入信号处理设备；(2)信号处理设备判断眼戴式显示器佩戴位置是否正确，若正确，则眼戴式设备播放白场图像，相机采集白场图像矩阵W_L和W_R并将其输入信号处理设备；(3)信号处理设备对其进行去畸变处理，并结合相机视角和相关图像处理算法，计算得到眼戴式显示设备的FOV。本发明简化了光学测量前繁琐的实验环境搭建、校正等准备工作，降低了成本，可以同时进行双目测量，整个测量过程耗时大大减少，且适用于多种类型的NED测量。

技术领域

本发明涉及光学属性评测技术领域，尤其是一种用于测量眼戴式显示器FOV的方法。

背景技术

随着显示技术的发展，以VR/AR眼镜等设备为代表的眼戴式显示器(NED，Near-EyeDisplay)因其便携、沉浸感强、用途广泛等特点，正逐渐走入人们的生活。尽管对眼戴式显示器本身的设计和优化方面的技术成果层出不穷，但关于对眼戴式显示设备的测量，相关的研究相对较少。能够准确、便捷地测量眼戴式显示设备的光学属性，是把握生产品控、提升设备品质、改善用户体验的必要环节。其中，FOV(视场角)因与用户体验息息相关而受到重点关注，是所有待测光学属性中的重中之重。

目前，对于眼戴式显示器FOV的测量，大多采用点亮度计或平面亮度计的方法，先用亮度计测量NED显示内容的亮度，再据此计算出FOV。然而，对于点亮度计，测量前的准备过程十分繁琐：为了保证光轴平行、所测角度准确，需要用到支持直角坐标系和球坐标系移动的样品台和角度计，且需要随时记录大量坐标以防止原点移动造成测量误差。而对于面亮度计，虽然不需要频繁挪动角度，但其较大的入瞳会导致亮度测量的不准确，而如果手动减小入瞳则会减少进光量，同样影响亮度测量。另一方面，NED的出瞳距一般在15-30mm，这意味着所用的亮度计镜头需要离NED的目镜很近；但由于市面上现有的NED产品外型多种多样，只用一种亮度计很难匹配丰富的形状参数，而使用多种亮度计则无疑会增加成本。再加上，由于NED的光学系统设计的原因，显示的内容往往引入畸变，此时仅依靠亮度和坐标信息测得的FOV显然是不准确的。因此，使用亮度计方法测量眼戴式显示设备不仅费时费力，还很难得到准确结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于测量眼戴式显示器FOV的方法，简便高效，成本低廉，且适用于各种眼戴式显示设备的光学属性测量。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于测量眼戴式显示器FOV的方法，包括如下步骤：

(1)使眼戴式显示设备播放测试图像，由嵌入头部框架中的两台微型广角相机监控和采集眼戴式显示器的双眼内容，分别获得测试图像矩阵T_L和T_R，并将其输入信号处理设备；

(2)信号处理设备判断眼戴式显示器佩戴位置是否正确，若正确，则眼戴式设备播放白场图像，相机采集白场图像矩阵W_L和W_R并将其输入信号处理设备；

(3)信号处理设备对其进行去畸变处理，并结合相机视角和相关图像处理算法，计算得到眼戴式显示设备的FOV。

优选的，步骤(1)中，使用的两台微型广角相机A和B嵌于测量设备头部框架的眼睛处，两个镜头的中心连线、任一相机的光轴、从地面引出的垂线之间两两平行，其具体位置以所用微型相机的入瞳距为依据确定。

优选的，步骤(1)中，头部框架的结构需尽可能接近人的头部，需有类似耳部、额骨、顶骨、鼻骨等可能成为眼戴式显示设备支撑部位的结构。

优选的，步骤(2)中，信号处理设备对眼戴式显示设备佩戴位置是否正确的判断包括以下步骤：