CN106686365A

CN106686365A - 用于头戴显示设备的镜头调节方法、装置及头戴显示设备

Info

Publication number: CN106686365A
Application number: CN201611168717.2A
Authority: CN
Inventors: 刘鑫
Original assignee: Goertek Techology Co Ltd
Current assignee: Goertek Techology Co Ltd
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2017-05-17

Abstract

本发明公开了一种用于头戴显示设备的镜头调节方法、装置及头戴显示设备，该镜头调节方法包括：控制红外光源发射红外光；控制红外摄像头采集当前用户的眼部图像；根据眼部图像中瞳孔之间的距离确定当前用户的当前瞳距；根据当前瞳距确定每一镜头的目标位置，控制两个镜头移动至对应的目标位置上。通过本发明的镜头调节方法，通过检测用户的瞳距就能够自动调节镜头位置，以使得用户获得清晰的影像，减少用户操作，提升用户体验。

Description

用于头戴显示设备的镜头调节方法、装置及头戴显示设备

技术领域

本发明涉及头戴显示设备技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于头戴显示设备的镜头调节方法、装置及头戴显示设备。

背景技术

目前市场上的头戴显示设备基本都是通过一个机械旋钮来调节镜头之间距离及显示屏之间距离，从而使得视觉画面从模糊变成清晰，这是由于每个用户的瞳孔距离不一样，通过旋钮把镜头和显示屏调节到适合瞳孔的位置，才能够获得一个比较清晰的影像。但是这样不仅给用户带来了一些额外的操作，而且调节时间可能较长，影响用户体验。

因此，提出一种能够自动、快速、准确调节镜头之间距离及显示屏之间距离的方案是十分有价值的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够解决上述问题之一的新的技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于头戴显示设备的镜头调节方法，所述头戴显示设备包括设置在两个镜头之间的中心线上的红外光源和红外摄像头，所述镜头调节方法包括：

控制所述红外光源发射红外光；

控制所述红外摄像头采集当前用户的眼部图像；

根据所述眼部图像中瞳孔之间的距离确定当前用户的当前瞳距；

根据所述当前瞳距确定每一镜头的目标位置，其中，所述每一镜头的目标位置为所述两个镜头之间的距离等于所述当前瞳距、且所述每一镜头与所述中心线之间的距离相等的位置。

控制所述两个镜头移动至对应的目标位置上。

可选的是，根据所述眼部图像中瞳孔之间的距离确定当前用户的当前瞳距包括：

获取所述眼部图像中瞳孔之间的距离；

将所述距离乘以设定倍数，计算得到所述当前瞳距。

可选的是，所述根据所述当前瞳距确定每一镜头的目标位置包括：

根据所述当前瞳距计算所述每一镜头与所述中心线之间的目标距离；

根据所述目标距离确定所述目标位置。

可选的是，所述镜头调节方法还包括：

检测所述两个镜头之间的当前距离；

比较所述当前距离的大小，如果所述当前瞳距大于所述当前距离，则控制所述两个镜头向远离所述中心线的方向移动至所述对应的目标位置；如果所述当前瞳距小于所述当前距离，则控制所述两个镜头向靠近所述中心线的方向移动至所述对应的目标位置。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于头戴显示设备的镜头调节装置，所述头戴显示设备包括设置在两个镜头之间的中心线上的红外光源和红外摄像头，所述镜头调节装置包括：

红外光发射控制模块，用于控制所述红外光源发射红外光；

图像采集控制模块，用于控制所述红外摄像头采集当前用户的眼部图像；

瞳距确定模块，用于根据所述眼部图像中瞳孔之间的距离确定当前用户的当前瞳距；

目标位置确定模块，用于根据所述当前瞳距确定每一镜头的目标位置，其中，所述每一镜头的目标位置为所述两个镜头之间的距离等于所述当前瞳距、且所述每一镜头与所述中心线之间的距离相等的位置。

移动控制模块，用于控制所述两个镜头移动至对应的目标位置上。

可选的是，所述瞳距确定模块包括：

距离获取单元，用于获取所述眼部图像中瞳孔之间的距离；

瞳距计算单元，用于将所述距离乘以设定倍数，计算得到所述当前瞳距。

可选的是，所述目标位置确定模块包括：

目标距离确定单元，用于根据所述当前瞳距计算所述每一镜头与所述中心线之间的目标距离；

目标位置确定单元，用于根据所述目标距离确定所述目标位置。

可选的是，所述镜头调节装置还包括：

当前距离检测模块，用于检测所述两个镜头之间的当前距离；

比较模块，用于比较所述当前瞳距与所述当前距离的大小，如果所述当前瞳距大于所述当前距离，所述移动控制模块则控制所述两个镜头向远离所述中心线的方向移动至所述对应的目标位置；如果所述当前瞳距小于所述当前距离，所述移动控制模块则控制所述两个镜头向靠近所述中心线的方向移动至所述对应的目标位置。

根据本发明的第三方面，提供了一种头戴显示设备，包括根据本发明第二方面所述的镜头调节装置。

根据本发明的第四方面，提供了一种头戴显示设备，包括处理器、存储器、及设置在两个镜头之间的中心线上的红外光源和红外摄像头，所述存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器执行根据本发明第一方面所述的镜头调节方法。

本发明的一个有益效果在于，通过本发明的镜头调节方法，通过检测用户的瞳距就能够自动调节镜头位置，以使得用户获得清晰的影像，减少用户操作，提升用户体验。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为根据本发明一种用于头戴显示设备的镜头调节方法的一种实施方式的流程图；

图2为根据本发明一种用于头戴显示设备的镜头调节方法的另一种实施方法的流程图；

图3为根据本发明一种用于头戴显示设备的镜头调节装置的一种实施结构的方框原理图；

图4为根据本发明一种用于头戴显示设备的镜头调节装置的另一种实施结构的方框原理图；

图5为根据本发明一种头戴显示设备的一种实施结构的方框原理图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

现有的头戴显示设备通常包括两个镜头和两个显示屏，当用户的瞳孔与对应的镜头的中心点和显示屏的中心点在同一直线上，且用户瞳孔之间的距离即瞳距、两个镜头的中心点之间的距离、两个显示屏的中心点之间的距离均相等时，用户看到的影像才是清晰的，保证良好的视觉效果。因此，镜头和显示屏之间的调节可以是同步的，例如可以是用于调节镜头位置的调节机构同时能够使得每一显示屏获得与对应的镜头产生完全相同的移动。

为了解决现有技术中存在的手动调节镜头位置不仅给用户带来了一些额外的操作，而且调节时间可能较长，影响用户体验的问题，提供了一种用于头戴显示设备的镜头调节方法。

该头戴显示设备还包括红外摄像头和红外光源，且红外摄像头和红外光源设置在该头戴显示设备的中心线上，其中，中心线为位于两个镜头中间、使得每一镜头与中心线之间的距离相同，相当于对应用户的鼻梁的位置，这样，可以保证红外光源与用户两个瞳孔之间的距离相同，红外摄像头与用户两个瞳孔之间的距离也相同。

图1为根据本发明一种用于头戴显示设备的镜头调节方法的一种实施方式的流程图。

根据图1所示，该镜头调节方法包括：

步骤S110，控制红外光源发射红外光。

步骤S120，控制红外摄像头采集当前用户的眼部图像。

当用户佩戴头戴显示设备时，眼部光线很暗，因此，红外摄像头采集的眼部图像具体为红外光经当前用户眼部反射后进入镜头的成像。

步骤S130，根据该眼部图像中瞳孔之间的距离确定当前用于的当前瞳距。

具体的，在本发明的一个具体实施例中，如图2所示，该步骤S130可以包括：

步骤S131，获取该眼部图像中瞳孔之间的距离。

由于瞳孔对红外光的反射率与瞳孔周围其他部分的虹膜对红外光的反射率不同，因此，在眼部图像中可以容易得到当前用户的瞳孔的位置，以检测出眼部图像中瞳孔之间的距离。

步骤S132，将该距离乘以设定倍数，计算得到当前瞳距。

进一步地，红外摄像头和用户两眼形成的直线之间的距离为固定值，且红外摄像头拍摄到的眼部图像与用户真实眼部的大小比例也是固定的，因此，眼部图像中瞳孔之间的距离与当前瞳距之间是具有设定倍数的线性关系，通过将该距离乘以设定倍数，就可以计算得到当前瞳距。

具体的，如果当前倍数为6，眼部图像中瞳孔之间的距离为10mm，则可以计算得到当前瞳距为60mm。

步骤S140，根据当前瞳距确定每一镜头的目标位置。

其中，每一镜头目标位置具体可以为使得两个镜头之间的距离等于当前瞳距、且每一镜头与中心线之间的距离相等的位置。

根据当前瞳距确定每一镜头的目标位置具体为确定与当前用户左眼对应的第一镜头的第一目标位置，确定与当前用户右眼对应的第二镜头的第二目标位置。

具体的，在本发明的一个具体实施例中，如图2所示，该步骤S140还可以包括：

步骤S141，根据当前瞳距计算每一镜头与中心线之间的目标距离。

具体的，在正常情况下，当前用户的左眼瞳孔到中心线的距离和右眼瞳孔到中心线的距离相等，根据当前瞳距计算每一镜头与中心线之间的目标距离可以包括根据当前瞳距计算第一镜头的中心点与中心线之间的第一目标距离、第二镜头的中心点与中心线之间的第二目标距离，且第一目标距离与第二目标距离相等。例如，当前瞳距为A，那么，第一目标距离和第二目标距离则均为A/2。

步骤S142，根据该目标距离确定目标位置。

具体的，根据第一目标距离就可以确定第一镜头的第一目标位置，第一目标位置即为第一镜头与中心线之间的距离为第一目标距离的位置；根据第二目标距离就可以确定第二镜头的第二目标位置，第二目标位置即为第二镜头与中心线之间的距离为第二目标距离的位置。

步骤S150，控制两个镜头移动至对应的目标位置上。

控制两个镜头移动至对应的目标位置上具体为控制第一镜头移动至第一目标位置上，控制第二镜头移动至第二目标位置上。

进一步地，在本发明的一个具体实施例中，该镜头调节方法还包括：

检测两个镜头中心点之间的当前距离；

比较当前瞳距与当前距离的大小，如果当前瞳距大于当前距离，则控制两个镜头向远离中心线的方向移动、至对应的目标位置；如果当前瞳距小于当前距离，则控制两个镜头向靠近中心线的距离移动、至对应的目标位置。

例如当前瞳距可以为A、两个镜头的中心点之间当前距离可以为B，当A>B时，则控制两个镜头均向远离中心线的方向移动，每一镜头的移动距离均为A/2-B/2；当A<B时，则控制两个镜头均向靠近中心线的方向移动，每一镜头的移动距离均为B/2-A/2。

在此基础上，该镜头调节方法在执行完步骤S150之后还包括存储当前瞳距，作为下次使用该镜头调节方法时两个镜头之间的当前距离。这样，在该头戴显示设备下一次佩戴时，可以直接调用当前距离，无需重新检测；也可以是预先将镜头之间的距离设定为一初始值，在每次用户开启该头戴显示设备之后或者是关闭该头戴显示设备之前使得镜头复位至镜头之间距离为初始值的初始位置上。这样，就能够进一步简化该镜头调节方法，进一步加快镜头调节的速度。

在本发明的一个具体实施例中，两个镜头的移动可以是通过控制马达实现的，即控制马达带动这两个镜头移动到对应的目标位置上。

在此基础上，用户还可以在自动调节好镜头之后，再通过手动调节传统的机械旋钮来进行微调，使得用户看到的影像更加清晰。

这样，通过本发明的调节方法，通过检测用户的瞳距就能够自动调节镜头位置，以使得用户获得清晰的影像，且减少用户操作，提升用户体验。

进一步地，本发明中的镜头调节方法同样适用于显示屏的调节，可以是镜头的调节带动每一显示屏同时产生与对应镜头完全相同的移动，也可以是通过类似本发明镜头调节方法来实现两个显示屏的调节，以保证用户的瞳孔与对应的镜头的中心点和显示屏的中心点在同一直线上，且用户瞳孔之间的距离即瞳距、两个镜头的中心点之间的距离、两个显示屏的中心点之间的距离均相等，使得用户看到的影像才是清晰的，保证良好的视觉效果。

与上述方法相对应的，本发明还提供了一种用于头戴显示设备的镜头调节装置。

图3为根据本发明一种用于头戴显示设备的镜头调节装置的一种实施结构的方框原理图。

根据图3所示，该镜头调节装置300包括红外光发射控制模块310、图像采集控制模块320、瞳距确定模块330、目标位置确定模块340和移动控制模块350。

上述红外光发射控制模块310用于控制红外光源发射红外光；

上述图像采集控制模块320用于控制红外摄像头采集当前用户的眼部图像；

上述瞳距确定模块330用于根据眼部图像中瞳孔之间的距离确定当前用户的当前瞳距；

上述目标位置确定模块340用于根据当前瞳距确定每一镜头的目标位置，其中，每一镜头的目标位置为两个镜头之间的距离等于当前瞳距、且每一镜头与中心线之间的距离相等的位置。

上述移动控制模块350用于控制两个镜头移动至对应的目标位置上。

图4为根据本发明一种用于头戴显示设备的镜头调节装置的另一种实施结构的方框原理图。

根据图4所示，该瞳距确定模块330还可以包括：距离获取单元331和瞳距计算单元332，该距离获取单元331用于获取眼部图像中瞳孔之间的距离；该瞳距计算单元332用于将距离乘以设定倍数，计算得到当前瞳距。

进一步地，该目标位置确定模块340还可以包括：目标距离确定单元341和目标位置确定单元342，该目标距离确定单元341用于根据当前瞳距计算每一镜头与中心线之间的目标距离；该目标位置确定单元342用于根据目标距离确定目标位置。

在此基础上，该镜头调节装置300还可以包括：当前距离检测模块410和比较模块420，该当前距离检测模块410用于检测两个镜头之间的当前距离；该比较模块420用于比较当前瞳距与当前距离的大小，如果当前瞳距大于当前距离，移动控制模块则控制两个镜头向远离中心线的方向移动至对应的目标位置；如果当前瞳距小于当前距离，移动控制模块则控制两个镜头向靠近中心线的方向移动至对应的目标位置。

本发明还提供了一种头戴显示设备，在一方面，该头戴显示设备包括前述的用于头戴显示设备的镜头调节装置300。

在另一方面，如图5所示，该头戴显示设备500包括存储器501和处理器502，该存储器501用于存储指令，该指令用于控制处理器502进行操作以执行上述用于头戴显示设备的镜头调节方法。

该处理器例如可以是中央处理器CPU、微处理器MCU等。该存储器例如包括ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、诸如硬盘的非易失性存储器等。

除此之外，根据图5所示，该头戴显示设备500还包括接口装置503、输入装置504、显示装置505、通信装置506、扬声器507、麦克风508等等。尽管在图5中示出了多个装置，但是，本发明头戴显示设备可以仅涉及其中的部分装置，例如，处理器501、存储器502、显示装置505等。

上述通信装置506例如能够进行有有线或无线通信。

上述接口装置503例如包括耳机插孔、USB接口等。

上述输入装置504例如可以包括触摸屏、按键等。

上述显示装置505例如是液晶显示屏、触摸显示屏等。

本发明头戴显示设备例如可以是虚拟现实头盔、虚拟现实眼镜等头戴式电子产品。

上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。另外，对于装置实施例而言，由于其是与方法实施例相对应，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的对应部分的说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的。

本发明可以是装置、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims

1.一种用于头戴显示设备的镜头调节方法，所述头戴显示设备包括设置在两个镜头之间的中心线上的红外光源和红外摄像头，其特征在于，所述镜头调节方法包括：

控制所述红外光源发射红外光；

控制所述红外摄像头采集当前用户的眼部图像；

控制所述两个镜头移动至对应的目标位置上。

2.根据权利要求1所述的镜头调节方法，其特征在于，根据所述眼部图像中瞳孔之间的距离确定当前用户的当前瞳距包括：

获取所述眼部图像中瞳孔之间的距离；

将所述距离乘以设定倍数，计算得到所述当前瞳距。

3.根据权利要求1所述的镜头调节方法，其特征在于，所述根据所述当前瞳距确定每一镜头的目标位置包括：

根据所述目标距离确定所述目标位置。

4.根据权利要求1所述的镜头调节方法，其特征在于，所述镜头调节方法还包括：

检测所述两个镜头之间的当前距离；

5.一种用于头戴显示设备的镜头调节装置，其特征在于，所述头戴显示设备包括设置在两个镜头之间的中心线上的红外光源和红外摄像头，所述镜头调节装置包括：

红外光发射控制模块，用于控制所述红外光源发射红外光；

6.根据权利要求5所述的镜头调节装置，其特征在于，所述瞳距确定模块包括：

距离获取单元，用于获取所述眼部图像中瞳孔之间的距离；

7.根据权利要求5所述的镜头调节装置，其特征在于，所述目标位置确定模块包括：

8.根据权利要求5所述的镜头调节装置，其特征在于，所述镜头调节装置还包括：

9.一种头戴显示设备，其特征在于，包括权利要求5-8中任一项所述的镜头调节装置。

10.一种头戴显示设备，其特征在于，包括处理器、存储器、及设置在两个镜头之间的中心线上的红外光源和红外摄像头，所述存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器执行根据权利要求1-4任一项所述的镜头调节方法。