[发明专利]光学穿透式显示器的校正方法与校正系统

说明书

本发明提供一种光学穿透式显示器的校正方法，包括：使用影像感测装置固定于用户的眼睛观看光学穿透式显示器的标准位置，其中影像感测装置用以拍摄光学穿透式显示器所显示的虚拟影像及外界环境的实体影像；以及使用影像感测装置与多个实体校正图样之间的外部参数及虚拟相机与多个实体校正图样之间的外部参数计算出影像感测装置与虚拟相机之间的外部参数。一种校正系统亦被提出。

技术领域

本发明涉及一种显示器的校正方法与校正系统，且特别是涉及一种光学穿透式显示器的校正方法与校正系统。

背景技术

扩增实境(augmented reality,AR)或混合实境(mixed reality,MR)眼镜借由光学穿透式显示器(optical see-through display)将运算单元产生的虚拟影像投射在使用者的视野范围中，使用者可同时看到虚拟影像与实体环境达成视觉感受上的混合实境。然而，眼镜上所有的光学元件必然具备制造及组装产生的误差。为了达成精确的虚实影像融合效果，所有的扩增实境或混合实境眼镜在出厂前都必须透过校正程序产生相关参数，提供运算单元产生优化的虚拟影像。

过往大部分的扩增实境或混合实境眼镜皆没有考虑到使用者眼距(即两眼瞳孔的距离)的个体差异，在校正过程中使用预先定义的标准眼距标定出眼球与显示器间的空间相对关系。当使用者的眼距与厂商定义的标准眼距差异较大时，虚实影像融合的精确度就会受到影响。

发明内容

本发明是针对一种光学穿透式显示器的校正方法，其可推导出眼睛与对应的光学穿透式显示器的外部参数(extrinsic parameters)，以使光学穿透式显示器出厂后可依据预先写入的外部参数及设定眼距产生适合眼距的优化虚实融合影像。

本发明是针对一种校正系统，其可推导出眼睛与对应的光学穿透式显示器的外部参数，以使光学穿透式显示器出厂后可依据预先写入的外部参数及设定眼距产生适合眼距的优化虚实融合影像。

本发明的一实施例提出一种光学穿透式显示器的校正方法，包括：使用影像感测装置固定于用户的眼睛观看光学穿透式显示器的标准位置，其中影像感测装置用以拍摄光学穿透式显示器所显示的虚拟影像及外界环境的实体影像；使用影像感测装置拍摄光学穿透式显示器所显示的虚拟校正图样，并取得所拍摄到的虚拟校正图样的多个第一特征点影像的坐标值；使用多个第一特征点影像的坐标值及虚拟校正图样的第一特征点的坐标值计算出影像感测装置的影像平面转换至光学穿透式显示器的影像平面的投影单应性矩阵；关闭光学穿透式显示器，使用影像感测装置在不同角度拍摄多个实体校正图样影像，实体校正图样具有多个第二特征点；使用多个实体校正图样影像中的多个第二特征点影像的坐标及实体校正图样上的多个第二特征点计算出影像感测装置的内部参数(intrinsicparameters)，以及影像感测装置与多个实体校正图样之间的外部参数；使用投影单应性矩阵将多个实体校正图样影像中的多个特征点影像的坐标转换为光学穿透式显示器的影像平面的投影点的坐标；使用多个实体校正图样影像中转换到光学穿透式显示器影像平面的多个投影点的坐标计算出光学穿透式显示器的虚拟相机内部参数，以及虚拟相机与多个实体校正图样之间的外部参数；以及使用影像感测装置与多个实体校正图样之间的外部参数及虚拟相机与多个实体校正图样之间的外部参数计算出影像感测装置与虚拟相机之间的外部参数。