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檢測(cè)，分析和校正視差

（映維網(wǎng)Nweon?2023年07月06日）對(duì)于VR頭顯，如果用于左眼和右眼的第一圖像和第二圖像不對(duì)齊，亦即出現(xiàn)視差時(shí)，用戶(hù)可能會(huì)感到視覺(jué)不適，并造成頭暈、眼睛疲勞或其他副作用。

所以在名為“Detection, analysis and correction of disparities in a display system utilizing disparity sensing port”的專(zhuān)利申請(qǐng)中，Meta就介紹了一種使用視差傳感端口來(lái)檢測(cè)，分析和校正視差的方法。同時(shí)所述方法主要與基于體布拉格光柵（VBG）的波導(dǎo)顯示裝置相關(guān)。

圖6示出了根據(jù)示例包括體積布拉格光柵排列的波導(dǎo)配置600。顯示系統(tǒng)的投影儀605可以將顯示光傳輸?shù)絍BG 601 – 604的布置，從輸入VBG 601開(kāi)始，然后通過(guò)第一中間VBG 602和第二中間VBG 603，然后到輸出VBG 604，以將所述顯示光傳播到視窗或用戶(hù)的眼睛606。

圖8示出了顯示系統(tǒng)800。顯示系統(tǒng)800可包括右波導(dǎo)配置800a和左波導(dǎo)配置800b。如圖8所示的每種波導(dǎo)配置都可以使用與圖6所示的類(lèi)似類(lèi)型VBG布置。例如，右波導(dǎo)結(jié)構(gòu)800a可包括輸入VBG 801a、第一中間VBG 802a、第二中間VBG 803a和輸出VBG 804a，左波導(dǎo)結(jié)構(gòu)800b可包括輸入VBG 801b、第一中間VBG 802b、第二中間VBG 803b和輸出VBG 804b。

在一個(gè)實(shí)施例中，右投影儀805a可安裝在806a的內(nèi)側(cè)，并將光傳輸?shù)胶?或通過(guò)輸入VBG 801a至第一VBG 802a和第二VBG 803a，然后再傳輸?shù)捷敵鯲BG 804a。

左投影儀805b安裝在806b的內(nèi)側(cè)，并將光傳播到和/或通過(guò)輸入VBG 801b到第一VBG 802b和第二VBG 803b，然后再傳播到輸出VBG 804b。

所以，右波導(dǎo)配置800a和左波導(dǎo)配置800b可以分別呈現(xiàn)第一顯示圖像和第二顯示圖像，以產(chǎn)生同時(shí)的“雙目”視圖，亦即可以將右側(cè)投影儀805a投影的第一圖像與左側(cè)投影儀805b投影的第二圖像均勻?qū)ΨQ(chēng)地“合并”，從而為用戶(hù)產(chǎn)生雙目視覺(jué)效果。

然而，提供雙目視覺(jué)效果可能并不容易。應(yīng)該理解的是，只有可以進(jìn)入、穿過(guò)和離開(kāi)一個(gè)或多個(gè)波導(dǎo)的光可以使用。在波導(dǎo)包括第一排列的VBG和第二排列的VBG的示例中，可能通過(guò)第一排列的VBG但可能不通過(guò)第二排列的VBG的光不可使用。

所以，可以設(shè)置視差感測(cè)端口以接收未使用的光。視差傳感端口可以位于與波導(dǎo)相關(guān)的位置，以使接收未使用的光，并且可以將未使用的光傳遞給顯示系統(tǒng)的各種元件。

顯示系統(tǒng)的不同元素可以分析未使用的光來(lái)處理和/或糾正視差。例如，視差感測(cè)端口可將未使用的光引導(dǎo)到視差感測(cè)檢測(cè)器，然后分析未使用的光以確定和/或校正視差。視差感測(cè)檢測(cè)器的實(shí)例包括傳感器，例如光電探測(cè)器或圖像傳感器，其可用于檢測(cè)傳播光的各個(gè)方面。

更具體地說(shuō)，與第一投影儀相關(guān)聯(lián)的第一視差傳感端口可以從與第一投影儀相關(guān)聯(lián)的第一波導(dǎo)接收未使用的光。與第二投影儀相關(guān)聯(lián)的第二視差傳感端口可以從與第二投影儀相關(guān)聯(lián)的第二波導(dǎo)接收未使用的光。

然后，可以分析第一視差感測(cè)端口接收的未使用的光和第二視差感測(cè)端口接收的未使用的光，從而確定與所述顯示系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的視差。另外，第一視差感測(cè)端口接收到的未使用光和第二視差感測(cè)端口接收到的未使用光可用于測(cè)量視差的程度或程度，并可用于校正視差。

圖10示出了光通過(guò)波導(dǎo)配置1000。與圖6不同，圖6用箭頭表示單個(gè)光波，圖10顯示了與整個(gè)支持視場(chǎng)相關(guān)的傳播光束和采樣點(diǎn)的全光譜。波導(dǎo)配置1000可以包括與圖6中所示的類(lèi)似類(lèi)型的VBG布置。

在本例中，波導(dǎo)配置1000可以包括輸入VBG 1001、第一中間VBG 1002、第二中間VBG 1003和輸出VBG 1004。

在本例中，光可以從投影儀發(fā)射到輸入VBG 1001。輸入VBG 1001可將光指向第一中間VBG 1002和第二中間VBG 1003，然后指向輸出VBG 1004。

圖11A-B示出具有視差傳感端口的顯示系統(tǒng)1100。顯示系統(tǒng)1100包括具有多個(gè)VBG 1102-11051的波導(dǎo)1101。

投影儀可以傳播光到第一輸入VBG 1102。然后，第一輸入VBG 1102可以將傳播的光指向第一VBG 1103，然后指向第二VBG 1104。然后，傳播的光可從第二中間VBG向輸出VBG 1105傳播，從而可將傳播的光導(dǎo)向視窗1106。

視差感測(cè)端口1107可設(shè)置為接收未使用的傳播光。特別地，可以利用視差感測(cè)端口1107來(lái)接收未使用的傳播光，以便視差感測(cè)檢測(cè)器1108可以分析和/或校正視差。

在一個(gè)實(shí)施例中，視差傳感端口1107可以是一個(gè)波導(dǎo)配置，并可以包括一個(gè)或多個(gè)VBG。視差傳感端口1107可以類(lèi)似于輸入VBG 1102和/或輸出VBG 1105設(shè)計(jì)。

視差感測(cè)檢測(cè)器1108可位于視差感測(cè)端口1107的后面。另外，視差傳感端口1107可位于波導(dǎo)板表面附近。因此，視差傳感端口1107可位于視窗1106附近。在另一示例中，視差感測(cè)端口1107可位于輸出VBG 1105的上方。特別是，視差傳感端口1107可以位于輸出VBG 1105上方2毫米和10毫米之間。

在一個(gè)實(shí)施例中，可以設(shè)置視差感測(cè)端口1107以確保接收可能足以使視差感測(cè)檢測(cè)器1108分析和/或糾正視差的未使用光的量。在一個(gè)示例中，視差感測(cè)端口1107可設(shè)置為確保接收最大數(shù)量的未使用光。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，除了接收一定數(shù)量的未使用光之外，視差傳感端口1107的位置可以基于其他標(biāo)準(zhǔn)，例如與顯示系統(tǒng)1100相關(guān)的用戶(hù)體驗(yàn)以及重量和美觀(guān)性。

圖12A-C示出具有視差傳感端口的顯示系統(tǒng)1200。顯示系統(tǒng)1200可包括右波導(dǎo)配置1200a和左波導(dǎo)配置1200b。右波導(dǎo)配置1200a可包括輸入VBG 1201a、第一中間VBG 1202a、第二中間VBG 1203a和輸出VBG 1204a。左波導(dǎo)配置1200b可以包括輸入VBG 1201b、第一VBG 1202b、第二VBG 1203b和輸出VBG 1204b。

在一個(gè)示例中，右側(cè)投影儀1205a和左側(cè)投影儀1205b可以“前置”，分別位于右側(cè)波導(dǎo)配置1200a和左側(cè)波導(dǎo)配置1200b的前方。在其他示例中，右側(cè)投影儀1205a和左側(cè)投影儀1205b可以“后置”，分別位于右側(cè)波導(dǎo)配置1200a和左側(cè)波導(dǎo)配置1200b的后面。

顯示系統(tǒng)1200可包括右視差感測(cè)端口1207a，端口可位于鼻梁1209附近。在一個(gè)示例中，可以配置右視差傳感端口1207a接收可能從右投影儀1205a傳播的未使用光。因此，右側(cè)視差傳感端口1207a可能接收到通過(guò)輸入VBG 1201a傳播，但不能通過(guò)第一VBG 1202a和第二VBG 1203a傳播的未使用光。

在其他示例中，右側(cè)視差傳感端口可能接收到通過(guò)輸入VBG 1201a和第一中間VBG 1202a傳播，但不能通過(guò)第二中間VBG 1203a傳播的未使用光。

如上所述，右側(cè)視差傳感端口1207a和左側(cè)視差傳感端口1207b可以設(shè)計(jì)為波導(dǎo)配置，并且可以包括一個(gè)或多個(gè)VBG。另外，右側(cè)視差感測(cè)端口1207a和左側(cè)視差感測(cè)端口1207b可以在物理上和/或功能上耦合，從而作為一個(gè)元件運(yùn)行。

在一個(gè)實(shí)施例中，顯示系統(tǒng)1200可包括可位于鼻梁1209附近的左視差傳感端口1207b。在一些示例中，橋架可以耦合顯示系統(tǒng)1200的第一透鏡組件和第二透鏡組件。在一些示例中，可以配置(例如，定位)左側(cè)視差傳感端口1207b以接收可能從左側(cè)投影儀1205b傳播的未使用的光。因此，在一些例子中，左側(cè)視差傳感端口1207b可能接收到(未使用的)光，這些光可以通過(guò)輸入VBG 1201b傳播，但不能通過(guò)第一VBG 1202b和第二VBG 1203b。在其他示例中，左側(cè)視差傳感端口可以接收(未使用的)光，該光可以通過(guò)輸入VBG 1201b和第一VBG 1202b傳播，但不能通過(guò)第二VBG 1203b。

在一個(gè)實(shí)施例中，視差感測(cè)檢測(cè)器1208可位于鼻腔1209之上。在其他實(shí)施例中，右側(cè)視差感測(cè)端口1207a和左側(cè)視差感測(cè)端口1207b可位于足夠靠近鼻梁1209的位置，以便能夠?qū)⑽词褂玫墓庖龑?dǎo)到視差感測(cè)探測(cè)器1208。

應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，視差傳感端口可以采取任何形式，從而足以接收可能由投影儀和/或通過(guò)波導(dǎo)傳播的未使用光。

在一個(gè)實(shí)施例中，可以根據(jù)各種標(biāo)準(zhǔn)對(duì)右視差感測(cè)端口1207a和左視差感測(cè)端口1207b進(jìn)行尺寸調(diào)整。例如，可以選擇右側(cè)視差感測(cè)端口1207a和/或左側(cè)視差感測(cè)端口1207b的大小，以提供視差感測(cè)可能足夠或需要的視場(chǎng)。

另外，可以選擇右側(cè)視差傳感端口1207a和/或左側(cè)視差傳感端口1207b與一個(gè)或多個(gè)體積VBG 1201a – 1204a和1201b – 1204b之間的距離，以提供足夠的視場(chǎng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，可以?xún)?yōu)化來(lái)自右側(cè)投影儀1205a或左側(cè)投影儀1205b的傳播光的各個(gè)方面，例如一定數(shù)量、一種或多種類(lèi)型等，以確保有足夠的未使用光用于視差分析和校正，同時(shí)最小化顯示1200的功耗。

圖13示出了視差傳感系統(tǒng)1300的框圖。視差傳感系統(tǒng)1300可以包括視差傳感端口1301。如上所述，視差傳感端口1301可以配置為接收與一個(gè)或多個(gè)源相關(guān)的傳播光。

視差傳感系統(tǒng)1300可包括組合器1302。組合器1302可以將從第一源和第二源傳播的光組合以進(jìn)行分析。

視差傳感系統(tǒng)1300可包括視差傳感檢測(cè)器1303。視差感測(cè)檢測(cè)器1303的示例包括一個(gè)或多個(gè)攝像頭、一個(gè)或多個(gè)光傳感器和/或其他光電探測(cè)器。視差感測(cè)檢測(cè)器1303可用于收集與顯示系統(tǒng)相關(guān)的視差相關(guān)的測(cè)量數(shù)據(jù)。

視差傳感系統(tǒng)1300可包括處理系統(tǒng)1304。處理器確定是否存在視差，確定與視差相關(guān)的量或程度，并確定對(duì)視差的響應(yīng)。例如，處理系統(tǒng)1304可以確定可以進(jìn)行調(diào)整以將由右投影儀投影的圖像移位指定量，以確保與由左投影儀投影的圖像重疊。

圖14示出了包括視差傳感系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)1400的圖。顯示系統(tǒng)1400可包括左透鏡布置1401a，其中包括左投影儀1402a和左波導(dǎo)配置1403a。顯示系統(tǒng)1400可包括包括右投影儀1402b和左波導(dǎo)配置1403b的右透鏡布置1401b。另外，顯示系統(tǒng)1400還可以包括視差傳感端口1404、電子快門(mén)1405、攝像頭1406以及采集和成像光學(xué)器件1407。

左側(cè)投影儀1402a可以將光投射到左側(cè)波導(dǎo)配置1403a，其中來(lái)自左側(cè)投影儀1402a投射的光的未使用的光可以由視差感測(cè)端口1404接收。

右側(cè)投影儀1402b可以向右側(cè)波導(dǎo)配置1403b投射光，其中右側(cè)投影儀1402b投射的光的未使用光可以由視差傳感端口1404接收。

當(dāng)接收到來(lái)自左側(cè)投影儀1402a和右側(cè)投影儀1402b的未使用光時(shí)，視差感測(cè)端口1404可以將來(lái)自左側(cè)投影儀1402a和右側(cè)投影儀1402b的未使用光傳播到電子快門(mén)1405和攝像頭1406。

采集的光隨后可用于確定是否存在視差，確定與視差相關(guān)的量或程度，并確定對(duì)視差的響應(yīng)。

例如在確定調(diào)整后，采集和成像光學(xué)器件1407可向左側(cè)投影儀1402a發(fā)送第一反饋信號(hào)和/或向右側(cè)投影儀1402b發(fā)送第二反饋信號(hào)。第一反饋信號(hào)和/或第二反饋信號(hào)可使視差得以緩解或糾正。

相關(guān)專(zhuān)利：Meta Patent | Detection, analysis and correction of disparities in a display system utilizing disparity sensing port

名為“Detection, analysis and correction of disparities in a display system utilizing disparity sensing port”的Meta專(zhuān)利申請(qǐng)最初在2021年12月提交，并在日前由美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局公布。

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