[发明专利]光场设备、用于其的多深度像素渲染方法、以及使用其的多深度视力感知系统和方法

说明书

描述了光场显示器、用于其的经调整的像素渲染方法和计算机可读介质、以及使用其的视力矫正系统和方法的多个实施方案。在一个实施方案中，提供了一种计算机实施的方法，以自动地调整对将经由数字显示器的一组像素在所述数字显示器上渲染的输入图像的用户感知，其中所述数字显示器具有光场整形元件的阵列。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2019年11月1日提交的第62/929,639号美国临时申请、2020年3月5日提交的序列号为16/810,143的美国专利申请、以及2020年8月22日提交的序列号为PCT/IB2020/057887的国际申请的优先权，其中的每个的全部公开内容据此通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容涉及数字显示器，并且具体地涉及一种光场显示器、以及用于其的经调整的像素渲染方法和计算机可读介质、以及使用其的经调整的视力感知系统和方法。

背景技术

已知光场显示器通过调整由显示器发出的光场来调整用户对输入图像的感知，以便控制光场图像最终如何被投射以供观看。例如，在一些示例中，原本需要矫正眼镜装置(eyewear)(诸如眼镜或接触透镜，或再次双光眼镜)的用户可以在不使用这样的眼镜装置的情况下以清楚的或改进的聚焦来观看由这样的设备产生的图像。其他光场显示器应用——诸如3D显示器——也是已知的。

提供此背景信息以揭示申请人认为可能相关的信息。必然不意在承认，也不应被理解为，任何前述信息构成现有技术。

发明内容

下面呈现了本文所描述的总体发明构思的简化总结，以提供对本公开内容的一些方面的基本理解。此总结不是本公开内容的广泛概述。它不意在限制本公开内容的实施方案的主要或关键元件，或不意在划定它们的范围超出由下面的描述和权利要求明确地或暗含地描述的范围。

存在对克服已知技术的一些缺点或至少提供对其的有用替代方案的光场显示器、用于其的经调整的像素渲染方法、以及使用其的经调整的视力感知系统和方法的需要。本公开内容的一些方面提供了这样的系统、方法和显示器的实施方案。

根据一方面，提供了一种计算机实施的方法，其由一个或多个数字处理器自动地实施，以自动地调整对将经由数字显示器的一组像素在所述数字显示器上渲染的不同的图像部分的用户感知，其中所述数字显示器具有光场整形元件(LFSE)的阵列，所述方法包括：对于至少一些所述像素中的每个给定的像素，通过数字地进行以下来数字地处理将在对应的感知图像深度处在感知上被渲染的每个给定的图像部分：计算所述给定的像素和用户瞳孔位置之间的矢量；基于与所述矢量交叉的给定的LFSE，近似估计由所述给定的像素发出的光场的方向；考虑所述方向，在所述给定的像素和所述给定的LFSE之间投射经调整的图像光线轨迹，以对于第一感知图像深度识别对应的经调整的图像位置；在所述经调整的图像光线轨迹与和所述第一感知图像深度关联的所述给定的图像部分交叉后，基于所述交叉将被指定用于所述对应的经调整的图像位置的经调整的图像部分值与所述给定的像素关联；另外对于随后的感知图像深度重复所述投射和关联；以及为每个所述给定的像素渲染与其关联的所述经调整的图像部分值，从而渲染不同地在感知上经调整的图像部分。

在一个实施方案中，将所述图像部分中的每个数字地映射到相对于数字显示器虚拟地定位在所述对应的感知图像深度处的对应的虚拟图像平面，并且其中将所述交叉限定在所述对应的虚拟图像平面上。

在一个实施方案中，基于用户眼睛聚焦参数、根据所述对应的感知图像深度将所述图像部分中的每个映射到用户视网膜平面，并且其中通过根据所述用户眼睛聚焦参数使所述经调整的图像光线轨迹重新定向在所述瞳孔位置处来将所述交叉限定在所述视网膜平面上。

在一个实施方案中，对于所述像素的至少一个子集中的每个所述给定的像素并行地实施所述投射和关联。