苹果专利介绍为被撞击类AR/VR头显提供显示器校准的方法

显示器校准

（映维网Nweon 2023年10月25日）有时候，诸如头显这样的设备会失去校准，例如设备掉落在地或受到严重的物理冲击。尽管用户可以把设备带到工厂商店或其他提供专门服务的门店进行校准，但这需要时间，而且并不方便。

在名为“Display calibration”的专利申请中，苹果介绍了为诸如头显这样的设备提供显示器校准技术的方法。

如果用户眼睛实际看到的头显组件与头显眼动追踪组件追踪的眼睛位置所期望看到的不同，则需要重新校准。评估头显的校准包括使用第二设备的摄像头作为用户眼睛的代理。头显眼动追踪组件可以确定移动设备摄像头的位置，而不是用户的眼睛。

图2是设备校准技术方法200的流程图。

在202，方法200获得由第一设备（例如智能手机）的第一传感器捕获的第一传感器数据，并且第一传感器数据包括第二设备（例如头显）的表示。例如，用户定位移动设备的摄像头以捕获头显的一个或多个图像，就好像智能手机的摄像头是用户的眼睛一样。

在204，方法200获得由第二设备的第二传感器捕获的第二传感器数据。例如，可以从头显的眼动追踪组件获得追踪数据。另外，可以通过产生从第一设备反射的红外元素来获得追踪数据，以产生由红外传感器捕获的反射。追踪可以使用IMU传感器数据。

在206，方法200基于第二传感器数据检测第一设备的第一传感器的位置。例如，头显的眼动追踪组件提供的数据可用于追踪第一个设备的摄像头的位置，而不是用户的眼睛。检测第一设备的第一传感器的位置进一步基于从第一设备上的IMU获得的追踪传感器数据。

在208，方法200基于第一传感器数据和第一传感器的检测位置评估第二设备部分与第二设备的传感器之间的校准，例如是否需要校准、所需校准的数量/类型等。

这涉及比较第一图像（由第一设备摄像头捕获的第二设备显示器的实际描述）与预计在摄像头检测位置捕获的显示器的预期描述。一个足够的差值可以用来推断需要校准。在第二实施例中，这可能涉及基于第一传感器数据确定摄像头的实际位置，并将实际摄像头位置与摄像头的检测位置进行比较。

在一个实施例中，可由移动设备的摄像头捕获头显显示器的图像，并且可将捕获的图像与特定位置的显示器的预期图像进行比较。

在示例中，基于第一传感器数据和检测到的第一传感器位置来评估第二设备的部分和第二设备传感器之间的校准包括，通过第一设备摄像头捕获第二设备显示器的第一图像，获得第二图像。然后，比较所述第一图像和所述第二图像以检测所述第一图像和所述二图像之间的差异，以及基于检测到的第一图像和第二图像之间的差异来确定差异量。

在一个实施例中，评估头显的校准可以基于确定摄像头在校准设备的实际位置。在示例中，基于第一传感器数据和检测到的第一传感器的位置来评估第二设备和第二设备传感器之间的校准包括，基于第一传感器的数据来确定第一传感器的实际位置；将第一传感器的实际位置与第一传感器的检测位置进行比较，以检测第一传感器的真实位置与检测位置之间的差异；并基于检测到的第一传感器的现实位置与检测到的位置之间的差确定差异量。

方法200可进一步包括将差量与差值阈值进行比较以确定是否需要校准。例如，校准评估期间的差异阈值可以设置为大于或等于1mm的任何差异。在将捕获的图像与头显的预期图像进行比较的示例中，如果图像的比较位移大于1mm，则方法200将确定需要校准。在检测第一个传感器的实际位置和检测位置之间的差异的示例中，如果位置的比较位移大于1mm，则方法200将确定需要校准。

在特定实施例中，可能存在第二个差异阈值。例如，第一差阈值（例如上述的1mm）可用于向用户发出信号，建议进行校准以获得头显的最佳性能。换句话说，头戴式显示器可能需要通过重新校准进行一定的调整，但用户体验可能不会减少到足以令用户在体验过程中注意到的程度。

然后可以使用第二个差值阈值（例如大于或等于5mm）来向用户发出需要校准的信号。换句话说，头戴式显示器可能无法正常工作，一定需要重新校准。

方法200可进一步包括为响应于确定需要该校准而确定所需的校准类型。例如，头显上的IR或LED环可能确定为需要校准；以及头显的眼动追踪技术可能需要重新校准；

移动设备可以检测所需的校准类型，并向用户提供如何重新校准头显的步骤。另外，确定需要的校准类型可能包括确定移动设备和/或头显是否可以为头显执行校准，或者头显是否需要前往商店或工厂进行专业重新校准，例如重置出厂设置。

在一个实施例中，方法200可以基于第二设备的评估校准进一步调整第二设备，例如头显。例如，可以调整头显的一个或多个组件，以补偿第一个传感器的实际位置和检测位置之间的差异，从而将头显调整回其校准状态。

这可以通过任何合适的方法来执行，例如根据头显为用户生成的特定指令手动调整显示器/红外环/传感器，或者通过可以物理移动显示器/红外环/传感器的设备返回校准。另外，一个或多个组件的操作可以基于第二设备的评估校准进行调整。

在一个实施例中，基准标记可以与第一设备一起用于校准。例如，基准标记可以放置在移动电话的外壳，例如智能手机的背面，并且头显可以基于设备基准的机械放置进行定位。因此，评估设备可以是允许在可用于定位和校准的特定位置放置基准标记的设备。

例如，头显的携带盒可以是一个带有基准标记的刚性盒，并可用于校准评估。另外，基准标记可以呈现在移动设备的显示器。例如，可以在移动设备的显示器显示图像，并用于头显的校准评估。

图3示出了校准技术的示例环境300。在一个实施例中，呈现在头显显示器310的图像可以通过摄像头302捕获。然后可以将所述显示器310的捕获图像与所述显示器310在特定位置的期望图像进行比较。

校准包括通过移动设备摄像头捕获头显显示器310的第一图像，获得第二图像，将第一图像与第二图像进行比较以检测第一图像与第二图像之间的差异，并基于检测到的第一图像与第二图像之间的差异确定差异量。

如图3所示，将移动设备110指向头显120目镜316，使得设备110的摄像头302面向头显 120，以便通过目镜316查看显示器310。

设备110的摄像头302捕获头显120的显示器310的图像，头显的红外摄像头320可以检测来自头显120的LED环的摄像头302的红外反射。

由设备110的摄像头302捕获的头显120的显示器310的图像可用于确定摄像头302的实际位置，而头显120的LED环由设备110反射后的检测到的红外反射可用于确定摄像头302的检测位置。摄像头302的实际位置和检测位置均可用于检测头显120的眼动追踪组件的校准问题和/或校准头显 120的目镜316的失真效果。

在一个实施例中，设备110的摄像头302可用于捕获目镜316的每个眼孔周围的LED环的图像。例如，设备110可以使用LED环的图像来分析和确定LED环的任何LED是否存在任何缺陷，例如确定每个LED是否打开，每个LED的实际位置是否对齐，或其他可能的缺陷，从而检测头显120的眼动追踪组件的校准问题和/或校准头显120的目镜316的失真效果。

图4示出了校准技术的示例环境400。评估头显的校准可以基于确定摄像头在校准设备上的实际位置。

在示例性实施例中，基于第一传感器数据和第一传感器的检测位置评估头显120和传感器之间的校准包括，基于第一传感器数据确定第一传感器的实际位置；将第一传感器的实际位置与第一传感器的检测位置进行比较；检测第一传感器的实际位置与检测位置之间的差异；并根据第一传感器的实际位置与检测位置之间的检测差异确定差异量。

如图4所示，设备110的正面朝向头显120的目镜316。特别是，设备110的显示器410正对着头显 120的目镜316。头显120包括IR LED 412和IR LED 414，其中每个IR LED通过目镜316向设备110的显示器410投射IR光波。

所述显示器410分别在反射点402和404处反射来自IR LED 412和IR LED 414的红外光波。头显 120的红外摄像头320可以检测来自反射点402和404的红外反射。

在一个实施例中，基准标记可用于反射点402和404。例如，基准标记可以放置在头显120的便携盒、设备110的外壳或后盖或任何刚性表面上。头显120然后可以基于基准标记在它们被放置的任何刚性表面上的机械放置而实现定位。

因此，评估设备可以是刚性对象，从而允许将基准标记放置在可用于定位和校准的特定位置。可选地，基准标记可以作为反射点402和404呈现在移动设备的显示器。例如，可以在设备110的显示器410显示图像，并用于头显120的校准评估。

在一个实施例中，设备110可以使用设备110的前置摄像头捕获图像，以检测头显120上的LED环，检测头显120的LED环或眼动追踪摄像头中的缺陷。

例如，设备110的摄像头拍摄到的头显120的LED环的图像可以用来分析和确定LED环的任何一个LED是否存在缺陷，例如每个LED是否打开，每个LED的实际位置是否对齐，或其他可能的缺陷，从而检测头显120的眼动追踪组件的校准问题和/或校准头显120的目镜316的失真效果。

相关专利：Apple Patent | Display calibration

https://patent.nweon.com/30988

名为“Display calibration”的苹果专利申请最初在2021年6月提交，并在日前由美国专利商标局公布。