[发明专利]光场显示器、用于其的经调整的像素渲染方法、以及使用其的视力矫正系统和方法

说明书

描述了由一个或多个数字处理器自动地实施的一种计算机实施的方法的多个实施方案，以经由数字显示器的一组像素自动地调整待被渲染在所述数字显示器上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(LFSE)阵列。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2019年9月12日提交的第16/569,137号美国专利申请、2019年8月26日提交的第16/551,572号美国专利申请、2019年7月12日提交的第16/510,673号美国专利申请、2019年1月28日提交的第16/259,845号美国专利申请和2018年10月22日提交的第3,021,636号加拿大专利申请的优先权，其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，并且尤其涉及光场显示器、以及用于其的经调整的像素渲染方法和计算机可读介质、以及使用其的视力矫正系统和方法。

背景技术

个人通常佩戴矫正透镜以在查看例如渲染在数字显示器上的图像和/或信息时适应降低的视觉锐度，所述数字显示器不仅例如被设置在日常电子设备诸如智能电话、智能手表、电子阅读器、平板计算机、膝上型计算机等中，而且被设置作为车辆仪表板显示器和娱乐系统(举几个例子)的一部分。使用双光眼镜或渐进矫正透镜对于患有近视和远视的个人也是司空见惯的。

当前具有图形显示器的电子设备的操作系统提供某些内置于设备的软件内的“可访问性”特征，以试图为具有降低的视力的用户提供阅读和观看电子设备上的内容的能力。具体地，当前的可访问性选项包括反转图像、增大图像尺寸、调整亮度和对比度设置、加粗文本、仅以灰色观看设备显示器的能力，以及对于具有法定盲的人们，使用语音技术。这些技术集中于软件通过常规图像操纵来操纵显示图像的有限能力，但成功有限。

Pamplona等人(PAMPLONA,V.,OLIVEIRA,M.,ALIAGA,D.,AND RASKAR,R.2012.“Tailored displays to compensate for visual aberrations.”ACM Trans.Graph.(SIGGRAPH)31.)已经提出了使用具有小透镜阵列或视差屏障(parallax barrier)的4D光场显示器来校正视觉像差。不幸的是，Pamplona等人使用的常规光场显示器需要进行空间-角分辨率权衡；换言之，增加的角分辨率使空间分辨率降低。因此，观看者看到清晰的图像，但是以比屏幕的分辨率显著更低的分辨率为代价。为了减轻此影响，Huang等人(参见，HUANG,F.-C.,AND BARSKY,B.2011.A framework for aberration compensateddisplays.Tech.Rep.UCB/EECS-2011-162,University of California,Berkeley,December；and HUANG,F.-C.,LANMAN,D.,BARSKY,B.A.,AND RASKAR,R.2012.Correctingfor optical aberrations using multi layer displays.ACM Trans.Graph.(SiGGRAPHAsia)31,6,185:1-185:12)提出了使用多层显示设计和前置过滤。然而，前置过滤和这些特别的光学设置的结合显著降低了所得到的图像的对比度。

最后，在第2016/0042501号美国专利申请公开和Fu-Chung Huang,GordonWetzstein,Brian A.Barsky,and Ramesh Raskar.Eyeglasses-free Display:TowardsCorrecting Visual Aberrations with Computational Light Field Displays.ACMTransaction on Graphics,xx:0,Aug.2014中，其中每个的全部内容据此通过引用并入本文，已经提出了观看者自适应前置过滤与现成的视差屏障的组合来增加对比度和分辨率，然而是以计算时间和功率为代价。