近眼显示(Near-Eye Display)测量评价技术参数包括光学性能、机械性能、电气性能各方面。光学性能参数可以划分为单目和双目两种。单目性能参数包括:眼点距离、眼盒范围、视场角、畸变、亮度、对比度、色度、分辨能力、虚像距离、透过率。双目性能参数包括:单目参数左右一致性(视场角差异、畸变差异、分辨能力差异、亮度差异)。
1、单目性能参数
单目性能参数包括:眼点距离、眼盒范围、视场角、畸变、亮度、对比度、色度、分辨能力、虚像距离、透过率。
近眼显示测量报告包括:中心亮度、中心色度、MTF /对比度、亮度均匀性、颜色均匀性、视场(亮度)、视场(对比)、设计眼盒(亮度)、设计眼盒(对比)、虚像距离、图像失真、瞳孔间距、棋盘对比、左眼/右眼视差、色域范围、对比度。
1.1眼点距离(Eye relief)是指近眼显示设备出曈距离。眼点距离和眼盒范围影响着使用者观察虚像完整程度及设备使用人群。
1.2眼盒(Eye box)出曈三维尺寸定义为眼盒范围,人眼在眼盒范围内能够观察到清晰完整的虚拟图像。测量时在给定眼点距离下测量横向和纵向两个方向上的眼盒范围。
1.3视场角(FOV)定义为虚拟图像的可视角度,影响近眼显示设备可显示的画幅大小;同时视场角大小会影响沉浸感。视场角可以通过水平、垂直以及对角视场角进行评价。
1.4畸变(Distortion)近眼显示图像经过设备成像系统放大后,产生图像扭曲变形称之为畸变。畸变一般通过测量虚拟图像边缘的水平畸变和垂直畸变进行衡量,虚像内部的畸变形态有时也需要进行测量。
1.5清晰度(Resolution)在虚像清晰度评价中,采用的是Michelson对比度测试图,按照公式计算对比度调制数值。
2、双目性能参数
双目参数主要影响合像显示效果,性能参数主要包括:单目参数左右一致性(视场角差异、畸变差异、分辨能力差异、亮度差异);双目合像特性(Binocular properties)关键因素:水平会聚角、垂直发散角、相对像倾斜角。
近眼显示(Near-Eye Display)光学测量设备(Light Measurement Devices)具备入瞳前置镜头,入瞳大小在人眼瞳孔直径变换范围内(2mm-5mm),同时具备角度和位移运动能力,以用来模拟眼球运动。眼球瞳孔位于角膜后端约3mm处,眼球运动的旋转中心位于角膜后端约13mm处;眼球在球体上具备上下左右的旋转运动能力。测量设备具备六自由度运动能力以用于模拟人眼眼球转动,模拟真实人眼观察虚像效果。
参考标准:
IEC TR 63145-1-1:2018 Eyewear display Part 1-1: Generic introduction
IEC 63145-22-10:2020 Eyewear display - Part 22-10: Specific measurement methods for AR type - Optical properties
IEC 63145-20-10:2020 Fundamental measurement methods – Optical properties
IEC 63145-20-20:2019 Fundamental measurement methods – Image quality