CN107003519B - 用于头戴显示装置的亮度调节方法及头戴显示装置 - Google Patents
用于头戴显示装置的亮度调节方法及头戴显示装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于头戴显示装置的亮度调节方法及头戴显示装置。所述亮度调节方法包括如下步骤：检测头戴显示装置是否受到外部压力(S100)；在头戴显示装置受到外部压力时，感测头戴显示装置所处环境的环境光亮度(S200)；将头戴显示装置的显示亮度调整为所测环境光亮度(S300)；根据预设亮度变化速率将该头戴显示装置的显示亮度从该环境光亮度调节至一个预设显示亮度(S400)。通过检测头戴显示装置受到了持续的外部压力来判断用户正在拿起该头戴显示装置，进而将显示亮度调节成环境光亮度，如此用户佩戴时不会因不同环境亮度的亮度差受到刺激。
Description
技术领域
本发明涉及头戴显示设备技术领域，更具体地说，涉及一种用于头戴显示装置的亮度调节方法及头戴显示装置。
背景技术
利用近眼显示技术的沉浸式的头戴显示装置(Head Mount Display)正变得越来与流行。目前的头戴显示装置普遍存在会使用户感受到较大亮度差的缺陷，该缺陷体现在：由于用户所处环境的环境光亮度与头戴显示装置默认显示亮度之间通常存在一定的亮度差，即内外环境亮度差，在佩戴头戴显示装置后，用户眼球将不可避免地受到该内外环境亮度差的刺激，产生不适，尤其是在内外环境亮度差较大时，用户眼球受到的刺激更强烈。尽管市面上部分头戴显示装置集成了亮度调节功能，但是，用户只有佩戴头戴显示装置之后才能进行头戴显示装置显示亮度的调节，在佩戴头戴显示装置的过程中，用户眼球仍将不可避免地受到该内外环境亮度差造成的刺激。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中用户在佩戴头戴显示设备的过程中，用户眼球受到头戴显示设备内外环境亮度差造成的刺激，造成用户眼部不适的缺陷，提供一种可在佩戴过程中及佩戴中对用户眼球进行有效保护，使用户眼球免于因亮度差异造成的刺激的头戴显示装置及用于头戴显示装置的亮度调节方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于头戴显示装置的亮度调节方法，所述方法包括如下步骤：
S100、检测头戴显示装置是否受到外部压力，若是，则执行下一步；
S200、感测头戴显示装置所处环境的环境光亮度；
S300、使头戴显示装置的显示亮度变化为该环境光亮度；及
S400、根据预设亮度变化速率将该头戴显示装置的显示亮度从该环境光亮度调节至一个预设显示亮度。
本发明还构造一种具有显示亮度智能调节功能的头戴显示装置，包括用于存储预设亮度变化速率及预设显示亮度的存储模块；外力感应模块，用于检测作用于该头戴显示装置的外力所产生的按压信号；亮度感应模块，用于检测头戴显示装置所处环境的环境光亮度；控制模块，用于在接收到该按压信号时读取所述亮度感应模块所测环境光亮度，并向亮度调节模块发送亮度调节指令及环境光亮度；亮度调节模块，用于接收到该亮度调节指令时，将头戴显示装置的显示亮度调节为该环境光亮度，再根据预设亮度变化速率将头戴式显示装置的显示亮度从该环境光亮度调节至一个预设显示亮度。
本发明采用了先将头戴显示装置的显示亮度调整为与外界环境亮度一致，再根据预设的人眼适应的亮度变化速率对头戴显示装置作渐进式亮度调节的头戴显示装置渐进式亮度调节方案，该亮度调节方案可有效防止用户刚佩戴上头戴显示装置时该头戴显示装置内外环境光亮度差(即该头戴显示装置的默认显示亮度与外界环境光亮度之前的亮度差异)对用户眼睛造成的刺激，尤其是内外环境亮度差较大时，对用户眼球刺激更明显。
附图说明
图1为本发明较佳实施例提供的头戴显示装置的系统框图；
图2为本发明较佳实施例提供的头戴显示装置的结构示意图；
图3为本发明较佳实施例提供的用于头戴显示装置的亮度调节方法的流程图；
图4为本发明另一较佳实施例提供的头戴显示装置佩戴状态鉴定方法的流程图；
图5为本发明另一较佳实施例提供的用于头戴显示装置的防误触碰判定方法的实施流程图；
图6为本发明另一较佳实施例提供的观影模式切换方法的实施流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请结合图1，本发明头戴显示装置的一个实施方式包括外力感应模块100、亮度感应模块200、控制模块300、亮度调节模块400及存储模块500，其中：
存储模块500用于存储预设亮度变化速率及预设显示亮度；
外力感应模块100用于检测作用于该头戴显示装置的外力所产生的按压信号。比如，可通过压力传感器对人体触摸或按压头戴显示装置产生的按压信号进行检测。
亮度感应模块200用于检测该头戴显示装置所处环境的环境光亮度。比如，利用光线感应器感测环境光亮度。
控制模块300用于在接收到该按压信号时读取环境光亮度，并向该亮度调节模块400发送亮度调节指令及该环境光亮度；及
亮度调节模块400用于在接收该亮度调节指令时，使该头戴显示装置的显示亮度变化为该环境光亮度，再根据该亮度变化速率将该头戴式显示装置的显示亮度从该环境光亮度调节至该预设显示亮度。
由于用户佩戴前必须有拿起头戴显示装置的步骤，而拿起时用户对头戴显示装置的压力将先被感测到，此时便感测外界亮度并将头戴显示装置的亮度调整至相同亮度，如此，用户佩戴时不会感觉到明显的亮度差，然后亮度再逐渐变化至一个适合观影的预设亮度，比如46cd/m2，以使用户长时间的观看。
请结合图2，即本发明较佳实施例提供的头戴显示装置的结构示意图。如图2所示，本发明头戴显示装置的一个实施方式包括显示部1100、位于显示部1100两侧可转动地连接至显示部1100的耳机部900、及连接耳机部900的弹性头带1000。其中，该显示部1100及该弹性头带1000均大致呈弧形，该显示部1100的两端分别与该两个耳机部900连接，该弹性头带1000的两端也分别与该两个耳机部900连接；该显示部1100的径向所在的平面和该弹性头带1000的径向所在的平面形成约0-180度的可调节夹角，图2示出的夹角大概为90度。上述外力感应模块100、亮度感应模块200、控制模块300、亮度调节模块400及存储模块500设置于显示部1100、耳机部900和/或固定部1000中。
在本实施方式中设置了3个外力感应模块100，并分别设置于显示部1100中部外侧、耳机部900的圆柱形侧面以及弹性头带1000的中部等用户要拿起头戴式显示装置时很可能握持的部位。然而应当理解，外力感应模块100的个数及位置可根据具体的头戴式显示装置的形态或用户的拿取习惯而更变，不限于上述实施方式。比如，对于没有设置耳机部900及弹性头带1000的头戴式显示装置，可以只在显示部1100中部外侧设置一个外力感应模块100。
进一步地，请结合图1，头戴显示装置还可包括一个模式设置模块800，用于创建多个观影模式，各个观影模式对应各自的显示亮度，并设定一个默认观影模式对应上述预设显示亮度。该多个观影模式(例如，人文片观影模式、怀旧片观影模式、战争片观影模式、恐怖惊悚片观影模式、普通观影模式)具有与其一一对应的多个显示亮度数据。
更进一步地，该控制模块300还用于在通过该外力感应模块100检测到超过预定阈值的切换动作时，根据模式设置模块800中的设置按序切换观影模式。
该切换动作可以是用户在观影过程中施加于头戴显示装置的不低于设定按压力度(即上述阈值)的一次按压操作、不少于设定次数(即上述阈值)的连续多次按压操作或者不低于设定晃动幅度(即上述阈值)的摇晃操作等等。
进一步地，头戴显示装置还可包括一个佩戴检测模块700，用于检测头戴显示装置的指定位置是否受到持续外力作用，并在检测到头戴显示装置未受到持续外力作用时产生非佩戴信号。控制模块300对应地用于在接收到该非佩戴信号的情况下才响应接收到的按压信号而读取环境光亮度。如头戴显示装置的指定位置受到持续外力作用，可认为头戴显示装置处于佩戴状态，此时不执行上述亮度调节；当头戴显示装置处于非佩戴状态时才执行上述亮度调节。
请结合图2，在本实施方式中，佩戴检测模块700可包括设置在弹性头带1000与头顶或额头接触的部位150、耳机部900与用户侧脸接触的部位160或者显示部100与鼻梁接触的部位(图未示)等佩戴时会与用户接触的位置的至少一处设置压力传感器、触摸面板或者物理开关等(图未示)，如此，用户佩戴头戴显示装置与否将可通过上述佩戴检测模块700侦测出来，进而判断检测头戴显示装置是否处于佩戴状态。
可选地，佩戴检测模块700用于检测头戴显示装置是否进入休眠模式，若是，则向控制模块300发送该非佩戴信号。
如此，可排除用户在已经佩戴头戴式显示装置的过程中误操作而触发上述亮度调节。
进一步地，控制模块300还用于在接收到的按压信号超过一个预设时间时，才读取该环境光亮度。
可选地，头戴式显示装置还可以包括形变检测模块600，用于检测用户佩戴过程中容易发生变形的部位的变形程度，并在变形程度超过一个预定程度的情况下产生变形信号。控制模块300对应地用于在先后接收到该按压信号及该变形信号的情况下才读取该环境光亮度。
在本实施方式中，形变检测模块600可包括设置于本实施方式的弹性头带1000的中部的形变传感器610。此时该变形的预定程度可以是对应形变传感器610发生变形的角度，超过该角度时，可认为用户正在拉开两个耳机部900到达一定的张开程度。
上述两个优选方案以不同的方式，即以判断压力持续时间的方式或以检测佩戴过程中易变形部位是否变形的方式，对感测到外部压力后进行多一个方面的再判断，即加入了防误触碰判定机制，该防误触碰判定机制可杜绝对头戴显示设备的误触碰造成的上述亮度调节方法的启动，节省了头戴显示设备的能耗，也提高了判断用户是否想要佩戴头戴式显示设备的准确性。
请结合图3，本发明用于上述头戴显示装置的亮度调节方法包括如下步骤：
步骤S100、检测头戴显示装置是否受到外部压力；若是，则执行下一步。比如，可通过外力感应模块100对人体触摸或按压头戴显示装置产生的按压信号进行检测，若检测到该按压信号，则认为头戴显示装置受到了外部压力而执行步骤S200；若未检测到，则重复该步骤。
步骤S200、感测头戴显示装置所处环境的环境光亮度。比如，通过外力感应模块100检测到该按压信号时，则启动亮度感应模块200，通过亮度感应模块200感测头戴显示装置所处环境的环境光亮度。
步骤S300、使头戴显示装置的显示亮度变化为该环境光亮度。
步骤S400、根据预设亮度变化速率将该头戴显示装置的显示亮度从该环境光亮度调节至一个预设显示亮度。该预设显示亮度可以是该头戴显示装置在默认观影模式对应的显示亮度。
由于用户佩戴前必须有拿起头戴显示装置的步骤，而拿起时用户对头戴显示装置的压力将先被感测到，此时便感测外界亮度并将头戴显示装置的亮度调整至相同亮度，如此，用户佩戴时不会感觉到明显的亮度差，然后再将头戴显示装置的显示亮度逐渐变化至一个适合观影的预设亮度，比如46cd/m2，以便用户长时间的观看。
进一步地，本发明用于头戴显示装置的亮度调节方法还可以在步骤S100之前包括：步骤S000、创建多个观影模式，各个观影模式对应各自的显示亮度，并设定一个默认观影模式对应上述预设显示亮度。
该多个观影模式(例如，人文片观影模式、怀旧片观影模式、战争片观影模式、恐怖惊悚片观影模式、普通观影模式)具有及与其一一对应的多个亮度数据。该头戴显示装置在不同观影模式下的显示亮度均不同，方便用户选择及切换与头戴显示装置播放电影适应的显示亮度。
在上述预设多个观影模式的实施的基础上，本发明还提出了一种基于手势动作的观影模式切换方法。请结合图6，该观影模式切换方法具体包括在步骤S400之后的：
步骤S500、检测头戴显示装置是否受到超过预定阈值的切换动作；若是，则切换观影模式，否则，返回步骤S400。
该超过预定阈值的切换动作可以是用户在观影过程中作用于头戴显示装置的压力传感器100的不低于设定按压力度(即上述阈值)的一次按压操作、不少于设定次数(即上述阈值)的多次按压操作或者不低于设定晃动幅度(即上述阈值)的摇晃操作等等。
本发明应用基于手势动作的观影模式切换方案的好处在于：针对电影院只能提供默认观影环境(通常为46cd/m2)，无法满足不同用户对观影环境的不同需求的缺陷，为用户提供具有多种观影模式切换功能的头戴显示装置。当用户不适应于默认观影模式的播放环境时(该预设显示亮度过高或过低)，只需通过简单的动作即可控制头戴显示装置依序切换至其它观影模式，用户观影体验得到提高；此外，在确保观影模式切换操作便利的前提下，本发明在观影模式切换过程中同样采用了渐进式亮度调节方案，使得观影模式切换过程中的亮度变化不会对用户眼球造成刺激。
请结合图4，进一步地，上述亮度调节方法还可以在步骤S100之前包括：步骤S050、检测头戴显示装置的指定位置是否受到持续外力作用，若否，则执行下一步。如头戴显示装置的指定位置受到持续外力作用，可认为头戴显示装置处于佩戴状态，此时不执行上述亮度调节，只有当头戴显示装置处于非佩戴状态时才执行上述亮度调节。
在本实施方式中，可在弹性头带1000与头顶或额头接触的部位150、耳机部900与用户侧脸接触的部位160或者显示部100与鼻梁接触的部位(图未示)等佩戴时会与用户接触的位置的至少一处设置压力传感器、触摸面板或者物理开关等(图未示)，如此，用户佩戴头戴显示装置与否将可通过上述感测装置侦测出来，进而判断检测头戴显示装置是否处于佩戴状态。
可选地，上述亮度调节方法还可以在步骤S100之前包括：步骤S050′、检测头戴显示装置是否进入休眠模式，若否，则执行下一步。
上述两个步骤S050、S050′中的任一步骤均可排除用户在已经佩戴头戴式显示装置时因误操作而触发上述亮度调节方法。
请结合图5，进一步地，上述亮度调节方法在步骤S100及步骤S200之间还可包括：步骤S150、判断该外部压力持续的时间是否超过一个预设时间，若是，则执行下一步。
可选地，上述亮度调节方法在步骤S100及步骤S200之间还可包括：S150′、判断头戴式显示装置在用户佩戴过程中容易发生变形的部位的形变程度是否超过一个预定程度，若是，则执行下一步。头戴式显示装置进一步还可以包括设置于用户佩戴过程中容易发生变形的部位的形变传感器610，其用于感测形变程度。比如，在本实施方式中，形变传感器610设置于本实施方式的弹性头带1000的中部。
上述两个步骤S150、S150′中的任一步骤以不同的方式，即以判断压力持续时间的方式或以检测佩戴过程中易变形部位是否变形的方式，对感测到外部压力后进行多一个步骤的再判断，加入了防误触碰判定机制，该防误触碰判定机制可杜绝对头戴显示设备的误触碰造成的上述亮度调节方法的启动，节省了头戴显示设备的能耗，也提高了判断用户是否想要佩戴头戴式显示设备的准确性。
综上所述，本发明针对用户刚佩戴头戴显示设备时，该类产品内外亮度差对用户眼睛造成刺激，导致用户眼部不适的缺陷，提供了一种经改良的，可完美解决上述缺陷的头戴显示装置渐进式亮度调节方案；本发明还针对电影院只能提供一种观影环境，无法满足用户的多样化观影环境需求的缺陷，提供了一种基于特定手势动作的观影模式切换方案。因此，本发明不仅在头戴显示设备佩戴过程中对用户眼部进行了充分保护，还为用户提供了观影环境的多样化选择。用户只需进行简单的手势动作即可在多种观影模式中进行顺序切换，观影模式切换操作十分便利，用户观影体验得到了极大提高。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (18)
1.一种用于头戴显示装置的亮度调节方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
S100、检测头戴显示装置是否受到外部压力，若是，则执行下一步；
S200、感测头戴显示装置所处环境的环境光亮度；
S300、使头戴显示装置的显示亮度变化为该环境光亮度；及
S400、根据预设亮度变化速率将该头戴显示装置的显示亮度从该环境光亮度调节至一个预设显示亮度；
在步骤S100之前还包括如下步骤：
S050、检测头戴显示装置的指定位置是否受到持续外力作用，若否，则执行步骤S100；
其中，所述外部压力是用户拿起头戴显示装置时产生的压力。
2.根据权利要求1所述的亮度调节方法，其特征在于：在步骤S100之前还包括如下步骤：
S000、创建多个观影模式，各个观影模式分别对应各自的显示亮度，并设定一个默认观影模式对应该预设显示亮度。
3.根据权利要求2所述的亮度调节方法，其特征在于，在所述步骤S400之后，还包括如下步骤：
S500、检测头戴显示装置是否受到超过预定阈值的切换动作；若是，则切换观影模式。
4.根据权利要求3所述的亮度调节方法，其特征在于，所述超过预定阈值的切换动作包括：作用于该头戴显示装置的不低于设定按压力度的一次按压操作、不少于设定次数的多次按压操作或者不低于设定晃动幅度的摇晃操作。
5.根据权利要求1所述的亮度调节方法，其特征在于：该指定位置包括该头戴显示装置与头顶或额头接触的部位、与用户侧脸接触的部位或者与鼻梁接触的部位。
6.根据权利要求1所述的亮度调节方法，其特征在于，在步骤S100之前还包括如下步骤：
S050′、判断头戴显示装置是否进入休眠模式；如否，则执行下一步。
7.根据权利要求1所述的亮度调节方法，其特征在于：在所述步骤S100及步骤S200之间，还包括如下步骤：
S120、判断该外部压力持续的时间是否超过一个预设时间，若是，则执行下一步。
8.根据权利要求1所述的亮度调节方法，其特征在于：在所述步骤S100及步骤S200之间，还包括如下步骤：
S120′、判断该头戴式显示装置在用户佩戴过程中容易发生变形的部位的形变程度是否超过一个预定程度，若是，则执行下一步。
9.根据权利要求8所述的亮度调节方法，其特征在于：该头戴式显示装置包括两个耳机部、连接两个耳机部的弹性头带以及可转动地连接该两个耳机部的显示部；所述容易发生变形的部位包括该弹性头带的中部。
10.一种头戴显示装置，包括用于存储预设亮度变化速率及预设显示亮度的存储模块，其特征在于，所述头戴显示装置还包括：
外力感应模块，用于检测作用于该头戴显示装置的外力所产生的按压信号；
亮度感应模块，用于检测头戴显示装置所处环境的环境光亮度；
控制模块，用于在接收到该按压信号时读取所述亮度感应模块所测环境光亮度，并向亮度调节模块发送亮度调节指令及环境光亮度；及
亮度调节模块，用于接收到该亮度调节指令时，将头戴显示装置的显示亮度调节为该环境光亮度，再根据预设亮度变化速率将头戴式显示装置的显示亮度从该环境光亮度调节至一个预设显示亮度；
佩戴检测模块，用于检测该头戴显示装置的指定位置是否受到持续外力作用，并在检测到头戴显示装置未受到持续外力作用时产生非佩戴信号；该控制模块对应地用于在接收到该非佩戴信号的情况下才响应接收到的按压信号而读取环境光亮度；
其中，所述外力是用户拿起头戴显示装置时产生的压力。
11.根据权利要求10所述的头戴显示装置，其特征在于，所述头戴显示装置还包括：
模式设置模块，用于创建多个观影模式，各个观影模式对应各自的显示亮度，并设定一个默认观影模式对应该预设显示亮度。
12.根据权利要求11所述的头戴显示装置，其特征在于，所述控制模块还用于通过所述外力感应模块检测到头戴显示装置受到超过预定阈值的切换动作时，控制所述亮度调节模块根据所述模式设置模块中的设置顺序切换观影模式。
13.根据权利要求12所述的头戴显示装置，其特征在于，所述切换动作包括作用于头戴显示装置的不低于设定按压力度的一次按压操作、不少于设定次数的连续多次按压操作或者不低于设定晃动幅度的摇晃操作。
14.根据权利要求10所述的头戴显示装置，其特征在于，该指定位置包括该头戴显示装置与头顶或额头接触的部位、与用户侧脸接触的部位或者与鼻梁接触的部位。
15.根据权利要求10所述的头戴显示装置，其特征在于，所述佩戴检测模块还用于检测头戴显示装置是否进入休眠模式，若是，则向该控制模块发送该非佩戴信号；该控制模块对应地用于在接收到该非佩戴信号的情况下才响应接收到的按压信号而读取环境光亮度。
16.根据权利要求10所述的头戴显示装置，其特征在于，该控制模块还用于在接收到的按压信号超过一个预设时间时，才读取所述亮度感应模块所测环境光亮度。
17.根据权利要求10所述的头戴显示装置，其特征在于，还包括一个形变检测模块，用于检测在用户佩戴过程中容易发生变形的部位的变形程度，并在变形程度超过一个预定程度的情况下产生变形信号；该控制模块对应地用于在先后接收到该按压信号及该变形信号的情况下才读取所述亮度感应模块所测环境光亮度。
18.根据权利要求17所述的头戴显示装置，其特征在于，该头戴式显示装置包括两个耳机部、连接两个耳机部的弹性头带以及可转动地连接该两个耳机部的显示部；所述容易发生变形的部位包括该弹性头带的中部。
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Denomination of invention: Brightness adjustment method and headworn display device for headworn display devices Effective date of registration: 20230508 Granted publication date: 20191227 Pledgee: Shihua Public Relations Consultants (Shanghai) Co.,Ltd. Pledgor: Shenzhen Ruoyu Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980039999 |