CN106054392A - Vr设备中光学镜头与显示屏的对准方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种VR设备中光学镜头与显示屏的对准方法及系统。所述对准方法包括根据预生成图案的图像参数在显示屏上生成测试图案；通过测试图案，光学镜头的光学中心与显示屏的预设位置对准，且光学镜头的光轴垂直于显示屏；通过图像采集装置对成像于光学镜头上的测试图案进行采集，获取校正图案；在独立的观测界面显示参考图案与校正图案；判断参考图案与校正图案是否重合；若重合，则确定光学镜头与显示屏对准；若不重合，调整光学镜头与显示屏的相对位置，使校正图案与参考图案重合。本申请能够实现光学镜头与显示屏的精确对准，保证VR设备中显示屏的成像效果，提高使用者的体验感。
Description
技术领域
本发明涉及光学仪器技术领域，尤其涉及一种VR设备中光学镜头与显示屏的对准方法及系统。
背景技术
虚拟现实眼镜设备，简称VR眼镜，是一种重视用户体验效果的智能设备。
市面上的VR眼镜的结构包括镜框体、镜脚和两个显示屏，镜框体与镜脚通过可折叠机构连接。两个显示屏固定在镜框体上。同时，镜框体内还设置有光学支架，光学支架上安装两个显示屏分别对应的光学模组。每个光学模组与显示屏并列设置，且光学模组的轴心与显示屏的轴心在同一直线上。
现有VR设备在装配时，由于人工误差等因素的影响，光学模组的光学镜头常常无法与显示屏同轴装配，即光学镜头未与显示屏精确对准，从而影响到显示屏的成像效果，降低了使用者的体验感。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种能够使光学镜头与显示屏实现精确对准，保证VR设备中显示屏的成像效果，提高使用者体验感的对准方法及对准系统。
根据本发明实施例的其中一个方面，提供了一种VR设备中光学镜头与显示屏的对准方法，包括；
根据预生成图案的图像参数在显示屏上生成测试图案；通过所述测试图案，所述光学镜头的光学中心与所述显示屏的预设位置对准，且所述光学镜头的光轴垂直于所述显示屏；
通过图像采集装置对成像于所述光学镜头上的测试图案进行采集，获取校正图案；
在独立的观测界面显示参考图案与所述校正图案，所述参考图案为根据所述预生成图案的图像参数在观测界面生成的图案；
判断所述参考图案与所述校正图案是否重合；
若重合，则确定所述光学镜头与所述显示屏对准；
若不重合，调整所述光学镜头与所述显示屏的相对位置，使所述校正图案与所述参考图案重合。
其中，所述测试图案的位置根据所述光学镜头的设计参数设置。
优选地，所述测试图案包括第一图案与第二图案，所述第一图案用于使所述光学镜头的光学中心对准所述显示屏的预设位置，所述第二图案用于使所述光学镜头的光轴垂直于所述显示屏。
优选地，所述第一图案包括相交的至少两条直线。
优选地，所述第一图案包括两条直线，且两条直线正交，构成十字形。
优选地，所述第一图案包括两条直线，所述两条直线将所述显示屏分为四个区域，所述第二图案包含的图案元素至少覆盖所述四个区域中的一个区域。
优选地，所述第二图案为以所述两条直线的交点为中心的圆。
作为另一优选方案，所述测试图案包括至少两条相交曲线。
其中，所述观测界面的分辨率与显示屏的分辨率相同。
根据本发明的另一方面，还提供了一种VR设备中光学镜头与显示屏的对准系统，包括：
图像输入模块，用于根据预生成图案的图像参数在显示屏上生成测试图案；
对准装置，用于通过所述测试图案使所述光学镜头的光学中心与所述显示屏的预设位置对准，且使所述光学镜头的光轴垂直于所述显示屏；
图像采集装置，用于对成像于所述光学镜头上的测试图案进行图像采集，获取校正图案；
显示装置，用于提供独立的观测界面并显示参考图案与所述校正图案，所述参考图案为根据所述预生成图案的图像参数在观测界面生成的图案；
判断模块，设置于所述显示装置中，用于判断所述参考图案与所述校正图案是否重合；
位置调整装置，在所述校正图案与所述参考图案不重合时，调整所述光学镜头与所述显示屏的相对位置，使所述校正图案与所述参考图案重合；
输出模块，用于在所述校正图案与所述参考图案重合时，输出所述光学镜头与所述显示屏对准的结果。
由以上技术方案可知，本申请利用图像采集装置将光学镜头上测试图案的成像映射至显示装置中形成校正图案，以及在显示装置中输入一个与显示屏上与测试图案具有相同图像参数的参考图案，通过调整校正图案与参考图案的重合实现光学镜头与显示屏的精确对准，保证了VR设备中显示屏的成像效果，提高了使用者的体验感。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为显示屏上显示的第一图案的示意图；
图2为根据一优选实施例示出的显示屏上显示的测试图案的示意图；
图3示出了观测界面中校正图案与参考图案不重合的示意图；
图4为根据一优选实施例示出的VR设备中光学镜头与显示屏的对准系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对现有VR设备在装配时，由于人工误差等因素造成光学镜头与显示屏常常无法同轴装配的问题，本申请提出了一种光学镜头与显示屏的对准方法，利用该方法，可使VR设备中的光学镜头与显示屏精确对准，从而保证显示屏的成像效果，提高使用者的体验感。
根据本发明的实施例，提供了一种VR设备中光学镜头与显示屏的对准方法，具体流程包括：
S101：根据预生成图案的图像参数在显示屏上生成测试图案。
本申请中，显示屏预先固定，光学镜头设置在显示屏显示画面的前方设定位置。本申请中的测试图案，其作用是使光学镜头的光学中心与显示屏的预设位置对准，以及使光学镜头的光轴垂直于所述显示屏。本申请中，光学镜头的光学中心与显示屏的预设位置对准是指光学镜头的光学中心在显示屏上的投影与显示屏的预设位置重合。
本实施例中的测试图案包括第一图案与第二图案，其中，第一图案用于使光学镜头的光学中心对准显示屏的预设位置，第二图案用于使光学镜头的光轴垂直于显示屏。优选地，本申请中第一图案包括相交的至少两条直线。作为各实施例中的优选实施例，本申请中向显示屏输入的测试图案包括两条直线，且两条直线正交，即构成十字形。图1为显示屏中测试图像的示意图，如图1所示，在被调节的显示屏上生成一个覆盖全屏的十字，十字的位置根据光学镜头组的设计参数设置。
在第一图案包括两条直线，且两条直线将显示屏分为四个区域的情况下，第二图案包含的图案元素至少覆盖四个区域中的至少一个区域。优选地，第二图案为以两条直线的交点为中心的圆。如图2所示，包括第一图案和第二图案的测试图案在显示屏上进行显示的示意图。
S102：利用图像采集装置在距离光学镜头设定间距的位置对成像于光学镜头上的测试图案进行拍摄，得到校正图案。
S103：在独立的观测界面显示参考图案与校正图案。
其中，参考图案为根据与测试图案相同的图像参数在观测界面生成的图案。
本申请中，图像采集装置、光学镜头和显示屏依次排列，显示屏上呈现的测试图案在光学镜头上成像，图像采集装置对光学镜头上的成像进行采集，并将采集到的校正图像在观测界面生成参考图案。
优选地，观测界面的分辨率与显示屏的分辨率相同。
S104：判断校正图案与参考图案是否重合。若重合，则光学镜头与显示屏对准。图2示出了观测界面中校正图案与参考图案不重合的示意图，如图3所示，校正图案与参考图案若不重合，调整光学镜头与显示屏的相对位置，使校正图案与参考图案重合。本实施例中，判断校正图案与参考图案是否重合的判断方法为：用户观察确认及软件自动识别。
作为另一优选实施例，在第一图案为两条相交直线的情况下，第二图案亦为两条相交直线，第一图案与第二图案构成米字，即测试图案采用米字形。测试图案采用米字形可用于判断显示屏与光学镜头之间在另一方向(例如翻转方向)是否对准。
需要说明的是，上述实施例中，第二图案采用两条相交直线与第一图案构成米字形，或者第二图案采用圆形都只是示例性的，第二图案还可是三角形、四边形等各种图案或曲线，凡是未与第一测试图案重叠，亦不是一个点的曲线，均可作为本申请中的第二图案。其中，第二图案覆盖第一图案区域越多，则越容易判断光学镜头的光轴是否垂直于显示屏。
根据本发明的另一方面，还提供了一种VR设备中光学镜头与显示屏的对准系统。图3为根据一优选实施例示出的VR设备中光学镜头与显示屏的对准系统的结构示意图。如图4所示，VR设备中光学镜头与显示屏的对准系统包括图像输入模块1、图像采集装置2、显示装置3、判断模块4、位置调整装置5和输出模块6。
具体地，图像输入模块1用于向显示屏输入测试图案的图像参数并由显示屏显示。图像采集装置2距离光学镜头设定间距，图像采集装置2、光学镜头7与显示屏8沿直线依次排列。图像采集装置2用于对成像于光学镜头上的测试图案进行拍摄，得到校正图案。
显示装置3用于在输入与显示屏相同的图像参数后，在其观测界面生成与测试图案对应的参考图案，以及与图像采集装置2通信，将校正图像在观测界面显示。
判断模块4设置于显示装置3中，用于判断校正图案与参考图案是否重合。
位置调整装置5与光学镜头固定连接，在校正图案与参考图案不重合，调整光学镜头的位置，使校正图案与参考图案重合。
需要说明的是，在本申请中，位置调整装置5与光学镜头固定，通过调整光学镜头的位置，使校正图案与参考图重合只是其中一种优选方案，本申请中的位置调整装置也可与显示屏固定，通过调整显示屏的位置使校正图案与参考图重合。
输出模块6设置于显示装置3中，用于在校正图案与参考图案重合时，输出光学镜头与显示屏对准的结果。优选地，在校正图案与参考图案不重合时，输出模块6亦可输出光学镜头与显示屏未对齐的显示结果
由以上技术方案可知，本申请利用图像采集装置将光学镜头上测试图案的成像映射至显示装置中形成校正图案，以及在显示装置中输入一个与显示屏上的测试图案对应的参考图案，通过校正图案与参考图案的重合实现光学镜头与显示屏的精确对准，保证了VR设备中显示屏的成像效果，提高了使用者的体验感。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确方法，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种VR设备中光学镜头与显示屏的对准方法，其特征在于，包括：
根据预生成图案的图像参数在显示屏上生成测试图案；通过所述测试图案，所述光学镜头的光学中心与所述显示屏的预设位置对准，且所述光学镜头的光轴垂直于所述显示屏；
通过图像采集装置对成像于所述光学镜头上的测试图案进行采集，获取校正图案；
在独立的观测界面显示参考图案与所述校正图案，所述参考图案为根据所述预生成图案的图像参数在观测界面生成的图案；
判断所述参考图案与所述校正图案是否重合；
若重合，则确定所述光学镜头与所述显示屏对准；
若不重合，调整所述光学镜头与所述显示屏的相对位置，使所述校正图案与所述参考图案重合。
2.根据权利要求1所述的对准方法，其特征在于，所述测试图案的位置根据所述光学镜头的设计参数设置。
3.根据权利要求2所述的对准方法，其特征在于，所述测试图案包括第一图案与第二图案，所述第一图案用于使所述光学镜头的光学中心对准所述显示屏的预设位置，所述第二图案用于使所述光学镜头的光轴垂直于所述显示屏。
4.根据权利要求3所述的对准方法，其特征在于，所述第一图案包括相交的至少两条直线。
5.根据权利要求4所述的对准方法，其特征在于，所述第一图案包括两条直线，且两条直线正交，构成十字形。
6.根据权利要求5所述对准方法，其特征在于，所述第一图案包括两条直线，所述两条直线将所述显示屏分为四个区域，所述第二图案包含的图案元素至少覆盖所述四个区域中的一个区域。
7.根据权利要求5或6所述的对准方法，其特征在于，所述第二图案为以所述两条直线的交点为中心的圆。
8.根据权利要求2所述的对准方法，其特征在于，所述测试图案包括至少两条相交曲线。
9.根据权利要求1至6中任一所述的对准方法，其特征在于，所述观测界面的分辨率与显示屏的分辨率相同。
10.一种VR设备中光学镜头与显示屏的对准系统，其特征在于，包括；
图像输入模块，用于根据预生成图案的图像参数在显示屏上生成测试图案；
对准装置，用于通过所述测试图案使所述光学镜头的光学中心与所述显示屏的预设位置对准，且使所述光学镜头的光轴垂直于所述显示屏；
图像采集装置，用于对成像于所述光学镜头上的测试图案进行图像采集，获取校正图案；
显示装置，用于提供独立的观测界面并显示参考图案与所述校正图案，所述参考图案为根据所述预生成图案的图像参数在观测界面生成的图案；
判断模块，设置于所述显示装置中，用于判断所述参考图案与所述校正图案是否重合；
位置调整装置，在所述校正图案与所述参考图案不重合时，调整所述光学镜头与所述显示屏的相对位置，使所述校正图案与所述参考图案重合；
输出模块，用于在所述校正图案与所述参考图案重合时，输出所述光学镜头与所述显示屏对准的结果。
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