CN109557669B

CN109557669B - 头戴显示设备的图像漂移量的确定方法及头戴显示设备

Info

Publication number: CN109557669B
Application number: CN201811420017.7A
Authority: CN
Inventors: 孙琦
Original assignee: Goertek Optical Technology Co Ltd
Current assignee: Goertek Optical Technology Co Ltd
Priority date: 2018-11-26
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2021-10-12
Anticipated expiration: 2038-11-26
Also published as: CN109557669A

Abstract

本发明实施例提供了一种头戴显示设备的图像漂移量的确定方法及头戴显示设备，头戴显示设备包括：用于显示测试图案的显示屏和用于对测试图案进行成像的光学镜片；方法包括：利用在第一位置的拍摄装置获取通过预设的出瞳、且经过光学镜片成像后的测试图案；记录用于标识测试图案所在位置的第一标识信息；利用在第二位置的拍摄装置获取通过出瞳、且经过光学镜片成像后的测试图案；记录用于标识测试图案所在位置的第二标识信息；根据第一标识信息和第二标识信息确定测试图案的图像偏移量，图像偏移量用于评估光学镜片的畸变变化量。本实施例可以准确获取到图像偏移量，进而可以根据图像偏移量评估头戴显示设备中光学镜片的畸变变化量。

Description

头戴显示设备的图像漂移量的确定方法及头戴显示设备

技术领域

本发明涉及头戴显示技术领域，尤其涉及一种头戴显示设备的图像漂移量的确定方法及头戴显示设备。

背景技术

近些年来，随着先进光学设计及加工技术、显示技术及处理器的发展和升级，头戴显示技术领域的产品的形态和种类层出不穷，其应用领域也愈加广泛。其中，头戴显示技术领域可以包括：增强现实(Augmented Reality，简称AR)、虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)或混合现实(Mixed Reality，简称MR)等等。

参考附图1所示，对于头戴显示设备(Headset Mount Device，简称HMD)而言，其主要的工作原理是：显示器3所显示的视频或者场景等图像内容，通过光学镜片2的折射传输和放大后，其图像内容会被人眼1所接收，人眼观察到的是放大的虚像4。

用户在正常佩戴和使用HMD产品时，会出现如下情况：当用户转动头部来观看不同视角或不同位置的场景时，原本位于中心视场的直线特征(如书桌边缘，道路边缘等)被转移至边缘位置时，直线会呈现一定程度的弯曲，从而会极大地降低虚拟图像的真实性，并降低用户体验。

发明内容

本发明实施例提供了一种头戴显示设备的图像漂移量的确定方法及头戴显示设备，用以准确获取到图像偏移量，进而可以根据图像偏移量评估头戴显示设备中光学镜片的畸变变化量。

第一方面，本发明实施例提供一种头戴显示设备的图像漂移量的确定方法，所述头戴显示设备包括：用于显示测试图案的显示屏和用于对所述测试图案进行成像的光学镜片；所述方法包括：

利用在第一位置的拍摄装置获取通过预设的出瞳、且经过所述光学镜片成像后的测试图案；

记录用于标识所述测试图案所在位置的第一标识信息；

利用在第二位置的所述拍摄装置获取通过所述出瞳、且经过所述光学镜片成像后的测试图案；

记录用于标识所述测试图案所在位置的第二标识信息；

根据所述第一标识信息和所述第二标识信息确定所述测试图案的图像偏移量，所述图像偏移量用于评估所述光学镜片的畸变变化量。

第二方面，本发明实施例提供一种头戴显示设备，包括：存储器、处理器；其中，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行时实现上述第一方面中的头戴显示设备的图像漂移量的确定方法。

第三方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，用于储存计算机程序，所述计算机程序使计算机执行时实现上述第一方面中的头戴显示设备的图像漂移量的确定方法。

通过记录用于标识所述测试图案在不同位置的第一标识信息和第二标识信息，并根据所述第一标识信息和所述第二标识信息确定所述测试图案的图像偏移量，有效地保证了图像偏移量确定的准确可靠性，而后，将图像漂移量反馈至产品的设计端，可以实现基于图像偏移量评估头戴显示设备中光学镜片的畸变变化量，从而确定了头戴显示设备的设计调整方向，使得在对头戴显示设备设计时，可以尽可能匹配不同的偏移情况，从而提升头戴显示设备虚拟图像的显示效果和真实性，并保证用户的良好体验性。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明现有技术提供的一种头戴显示设备的成像原理示意图；

图2为本发明实施例提供的实现头戴显示设备的图像漂移量的确定方法的原理示意图；

图3为本发明实施例提供的一种头戴显示设备的图像漂移量的确定方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的实现头戴显示设备的图像漂移量的确定方法的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的根据所述第一标识信息和所述第二标识信息确定所述测试图案的图像偏移量的流程图一；

图6为本发明实施例提供的测试图案的坐标信息的示意图；

图7为本发明实施例提供的根据所述第一标识信息和所述第二标识信息确定所述测试图案的图像偏移量的流程图二；

图8为本发明实施例提供的一种头戴显示设备的结构示意图一；

图9为本发明实施例提供的一种头戴显示设备的结构示意图二。

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，显然，所描述的实施例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。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

另外，下述各方法实施例中的步骤时序仅为一种举例，而非严格限定。

首先，为了便于理解本发明实施例中的技术方案，现对现有技术中出现“极大地降低虚拟图像的真实性，并降低用户体验”问题的主要原因进行分析，并继续参考附图1，其具体是因为在人眼1观察边缘的虚拟环境时，人眼眼球相对于观察中心视场有了一定角度的旋转，进而造成人眼瞳孔的位置相对光学镜片2的中心有了一定的平移和旋转。而HMD产品一般只针对人眼瞳孔与光学镜片2的中心对齐的状态进行畸变和色差的矫正。当人眼1观察边缘时，产品的畸变和色差矫正无法匹配光瞳相对光学镜片2的中心偏移的情况，因此才出现上述直线特征变弯曲的情况，从而影响虚拟图像的真实性，并降低用户体验。

基于上述原因，本实施例提供了一种模拟人眼眼球旋转，在平移方向上造成边缘弯曲的量化方法，即头戴显示设备的图像漂移量的确定方法。具体的，参考附图2所示，实现该确定方法的原理为：理论上，显示器11上的一个发光点经过光学镜片12的传递后出射为近似平行光线，不同像高的发光点出射的平行光束与水平轴的夹角不同(如图2中第一光线16和第二光线17)。当在光学镜片12的出瞳位置13放置一拍摄装置15(例如：相机)时，出射的近似平行光束将会被拍摄装置15接收并成像于传感器上，不同出射角度的光线成像在传感器上的位置不同。而对于理想光学镜片12而言，在不考虑出瞳位置13的情况下，对于同一出射角度的光线(如第一光线16或第二光线17)而言，当拍摄装置15沿移动导轨14的方向进行移动时，在传感器上所成像点的位置不会发生变化。而实际生产出的光学镜片12，由于设计时未充分考虑出瞳孔径的大小，将会出现上述成像位置将会跟随拍摄装置15的移动而变化的情况。

继续参考附图3-4所示，对一种头戴显示设备的图像漂移量的确定方法的实现过程进行说明，其中，头戴显示设备可以包括：用于显示测试图案的显示屏21和用于对测试图案进行成像的光学镜片24；具体的，显示屏21与光学镜片24可以通过镜筒22相连接，并且，显示屏21、光学镜片24和镜筒22可以被称为被测光学模组；拍摄装置25可以位于被测光学模组的一侧，例如：拍摄装置25与被测光学模组的位置关系可以上下结构(拍摄装置25在上，被测光学模组在下)，或者，拍摄装置25与被测光学膜组也可以为前后关系(被测光学模组在前，拍摄装置25在后)等等。

具体的，方法可以包括：

S101：利用在第一位置的拍摄装置25获取通过预设的出瞳27、且经过光学镜片24成像后的测试图案。

其中，拍摄装置25可以为：相机、摄像机、具有拍摄功能的电子产品或者终端以及其他可以利用光学成像原理形成影像的设备等等。为了保证该确定方法的实现过程，本实施例中的拍摄装置25优选为畸变程度小于或等于0.1％或者畸变校正后小于或等于0.1％的拍摄装置；并且，在应用时，拍摄装置25可以优选为口径比较小、拍摄装置镜头的入瞳位于镜头的前端部分、且视场角大约为100-120deg的拍摄装置。

另外，拍摄装置25可移动地设置于预设的移动导轨26上，如图4所示，此时的移动导轨26平行于显示屏21设置，拍摄装置25可以在移动导轨26上进行移动。可以理解的是，移动导轨26的设置方向还可以为其他方向，例如，移动导轨26垂直于显示屏21设置，或者移动导轨26与显示屏21形成预设的锐角或者钝角等等。此外，本实施例对于上述的第一位置不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如：第一位置可以为拍摄装置25设置于移动导轨26上的初始位置或者预设位置，在拍摄装置25位于第一位置时，拍摄装置25的光轴可以与光学镜片的光轴23共线或者平行，为了便于该确定方法的实施，较为优选的，在拍摄装置25位于第一位置时，拍摄装置25的光轴可以与光学镜片的光轴23共线，如图4所示。

此外，出瞳27是指光学系统的孔径光阑在光学系统像空间所成的像，其中，出瞳27的位置(由出瞳距离表示)和直径(由出瞳直径表示)代表了出射光束的位置和口径。需要注意的是，本实施例中的出瞳27与光学镜片24表面之间的距离大于或等于13mm，而本实施例对于出瞳27与光学镜片24表面之间的且满足上述限定要求的具体距离不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如：出瞳27与光学镜片24表面之间的距离可以为13.5mm、13.6mm、14mm.1或14.2mm等等，较为常见的，出瞳27与光学镜片24表面之间的距离可以约为14mm。

进一步的，在获取测试图案时，头戴显示设备中的显示屏21可以先显示测试图案，而后，测试图案经过光学镜片24成像后、通过出瞳27被拍摄装置25捕捉；最后，在拍摄装置25捕捉到初步的测试图案之后，可以调节自身的对焦距离和光阑大小，此时，拍摄装置25的对焦距离可调，光阑大小可调；进而可以使得初步的测试图案显示较为清晰，且无曝光过度，从而完成了测试图案的获取。当然的，本领域技术人员还可以采用其他的方式来获取测试图案，例如：也可以采用焦距离固定和/或光阑大小固定的拍摄装置25来获取测试图案，只要能够保证测试图案接收的稳定性和清晰程度即可，在此不再赘述。

S102：记录用于标识测试图案所在位置的第一标识信息。

在获取到测试图案之后，可以记录测试图案的第一标识信息，其中，第一标识信息可以为测试图案的坐标信息或者与测试图案相对应的入射光线角度等等。当然的，本领域技术人员还可以采用其他的标识信息，只要能够保证第一标识信息可以标识测试图案所在位置即可，在此不再赘述。

S103：利用在第二位置的拍摄装置25获取通过出瞳27、且经过光学镜片24成像后的测试图案。

其中，第二位置是不同于第一位置的其他位置；本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如：在第一位置时，拍摄装置25的光轴与光学镜片的光轴23共线；相对应的，在第二位置时，拍摄装置25的光轴与光学镜片的光轴23平行；或者，在第一位置时，拍摄装置25的光轴与光学镜片的光轴23平行；相对应的，在第二位置时，拍摄装置25的光轴与光学镜片的光轴23共线或平行。为了便于该方法的实现，较为优选的，在拍摄装置25位于第二位置时，拍摄装置25的光轴与光学镜片的光轴23平行。

另外，第二位置是对位于第一位置处的拍摄装置25经过移动或调整了预设距离L之后的所在位置，而本实施例对于预设距离L的具体数值范围不做限定，例如，L可以为0.2mm、0.3mm、0.6mm、0.8mm或者2mm等等，较为常见的，L可以为0.5mm或者1.0mm，当然的，本领域技术人员可以根据具体的设计需求设置其他数值，在此不再赘述。

需要注意的是，在将拍摄装置25由第一位置调整到第二位置时，本实施例不限定拍摄装置25的调整方向，即调整方向可以与显示屏21的边框平行或者垂直，或者与显示屏21的边框形成预设的钝角或者锐角等等，然而，无论对拍摄装置25进行何种方向上的调节，在对拍摄装置25进行调整时，拍摄装置25与光学透镜24之间的距离要保持不变。

此外，本步骤中获取测试图案的具体实现方式与上述步骤S101的具体实现方式相类似，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。

S104：记录用于标识测试图案所在位置的第二标识信息。

在获取到测试图案之后，可以记录测试图案的第二标识信息，与第一标识信息相对应的，第二标识信息也可以为测试图案的坐标信息或者与测试图案相对应的入射光线角度等等。

S105：根据第一标识信息和第二标识信息确定测试图案的图像偏移量，图像偏移量用于评估光学镜片24的畸变变化量。

在获取到第一标识信息和第二标识信息之后，可以对第一标识信息和第二标识信息进行分析处理，从而可以确定测试图案的图像偏移量，进一步可以基于该图像偏移量实现对光学镜片24的畸变变化量的评估。

本实施例提供的头戴显示设备的图像漂移量的确定方法，通过记录用于标识测试图案不同位置的第一标识信息和第二标识信息，并根据第一标识信息和第二标识信息确定测试图案的图像偏移量，有效地保证了图像偏移量确定的准确可靠性，而后，将图像漂移量反馈至产品的设计端，进而可以实现基于图像偏移量评估头戴显示设备中光学镜片的畸变变化量，确定了头戴显示设备的设计调整方向，使得在对头戴显示设备设计时，可以尽可能匹配不同的偏移情况，从而提升头戴显示设备虚拟图像的显示效果和真实性，并保证用户的良好体验性。

图5为本发明实施例提供的根据第一标识信息和第二标识信息确定测试图案的图像偏移量的流程图一；图6为本发明实施例提供的测试图案的坐标信息的示意图；在上述实施例的基础上，继续参考附图5-6可知，在第一标识信息包括测试图案的多个第一坐标信息，相对应的，第二标识信息包括测试图案的多个第二坐标信息时，根据第一标识信息和第二标识信息确定测试图案的图像偏移量可以包括：

S1051：获取多个第一坐标信息与相对应的第二坐标信息的坐标差值。

S1052：根据多个坐标差值确定测试图案的图像偏移量。

其中，在第一标识信息和第二标识信息均为坐标信息时，本实施例对于第一坐标信息和第二坐标信息的个数不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，举例说明，第一坐标信息和第二坐标信息的个数可以均为9个，如图6所示，此时所记录的第一坐标信息可以为9个十字图案在拍摄装置的传感器上的成像位置，如：A1(x,y)、A2(x,y)、…A9(x,y)；在记录完第一坐标信息之后，拍摄装置会调整预设距离L；而后记录传感器上的测试图案的第二坐标信息，此时的第二坐标信息可以为原显示屏上显示的9个点所成像的传感器坐标，记录为B1(x,y)、B2(x,y)、…B9(x,y)，其中，第二坐标信息与第一坐标信息一一对应。

在获取到上述的多个移动前的第一坐标信息和移动后的第二坐标信息之后，可以获取位于相同点的距离差，从而确定测试图案的图像偏移量。其具体实现方式可以为以下任意一种：

Delta(A-B)＝sqrt((A1x-B1x)^2+(A1y-B1y)^2+...A9x-B9x)^2+(A9y-B9y)^2)；

Delta(A-B)＝cbrt((A1x-B1x)^2+(A1y-B1y)^2+...A9x-B9x)^2+(A9y-B9y)^2)；

Delta(A-B)＝(A1x-B1x)^2+(A1y-B1y)^2+...A9x-B9x)^2+(A9y-B9y)^2；

Delta(A-B)＝|(A1x-B1x)|+|(A1y-B1y)|+...|A9x-B9x|+|A9y-B9y|；

其中，Delta(A-B)为测试图案的图像偏移量，sqrt为平方根公式，cbrt为立方根公式。

可以理解的是，第一坐标信息和第二坐标信息的个数并不限定于上述举例说明的9个，本领域技术人员可以根据具体的设计需求选择不同个数的坐标信息，例如，第一坐标信息和第二坐标信息均为5个，5个坐标信息可以包括附图6中的上侧中心坐标、左侧中心坐标、中心坐标、右侧中心坐标和下侧中心坐标，此时，仍然可以准确地获取到测试图案的图像偏移量。再或者，第一坐标信息和第二坐标信息均为13个，13个坐标可以包括：平均分布在每个边缘中的四个坐标信息和中心坐标，此时，也可以准确地获取到测试图案的图像偏移量。当然的，第一坐标信息和第二坐标信息还可以为其他个数，在此不再例举。

另外，本实施例中的坐标显示图案并不限定于上述举例说明的十字图案，还可以为其他图案，例如：圆形、方形、星形等形状，在此不再说明。并且，在具体应用时，为了能够方便用户观察坐标显示图案，坐标显示图案可以设置颜色，例如，绿色、红色或蓝色等等，只要能够与所显示的背景具有色差即可，从而保证用户可以快速、准确地记录相应的坐标信息。此外，本实施例中的测试图案的图像偏移量的具体确定方式并不显定于上述例举的公式，本领域技术人员还可以根据其实现的功能目的选择其他公式，在此不再赘述。

通过上述方式获取测试图案的图像偏移量，实现方式多种多样，并且还有效地保证了图像偏移量获取的准确可靠性。

图7为本发明实施例提供的根据第一标识信息和第二标识信息确定测试图案的图像偏移量的流程图二；在上述实施例的基础上，继续参考附图7所示，在第一标识信息包括与测试图案相对应的第一入射光线角度，相对应的，第二标识信息包括与测试图案相对应的第二入射光线角度时，本实施例中的根据第一标识信息和第二标识信息确定测试图案的图像偏移量可以包括：

S1053：获取第一入射光线角度与第二入射光线角度的角度差值。

S1054：根据角度差值确定测试图案的图像偏移量。

其中，在第一标识信息和第二标识信息为入射光线角度息时，获取到第一入射光线角度θ1和第二入射光线角度θ2时，可以先获取第一入射光线角度θ1与第二入射光线角度θ2的角度差值，角度差值可以为第一入射光线角度θ1-第二入射光线角度θ2；或者，角度差值可以为第二入射光线角度θ2-第一入射光线角度θ1，该角度差值可以为大于或等于0的值，此时的拍摄装置可以存在无限/有限系统的物象关系，物像关系可以为：物方入射光线角度与像方像面的位置之间存在的对应关系；因此，在获取到角度差值之后，可以将角度差值直接作为图像偏移量，即图像偏移量为Delta(θ1-θ2)。或者，也可以根据物方入射光线角度与像方像面的位置之间的对应关系来确定与角度差值相对应的位置差值，而后通过位置差值来确定测试图案的图像偏移量。

通过上述方式获取测试图案的图像偏移量，实现方式多种多样，同样有效地保证了图像偏移量获取的准确可靠性。

进一步的，在根据第一标识信息和第二标识信息确定测试图案的图像偏移量之后，本实施例中的方法还包括：

S201：根据图像偏移量评估光学镜片的畸变变化量，畸变变化量与图像偏移量呈正比。

具体的，若所获取的图像偏移量越小，在将图像漂移量反馈至产品的设计端，评估得到光学镜片的畸变变化量越小，此时则可以确定对头戴显示设备的调整较少；若所获取的图像偏移量越大，则光学镜片的畸变变化量越大，此时则可以确定对头戴显示设备的调整较大；从而实现了在对头戴显示设备进行设计时，可以尽可能匹配不同的偏移情况，有效地保证了头戴显示设备虚拟图像的显示效果和真实性，同时提高了用户的良好体验性。

在一个可能的设计中，图8所示一种头戴显示设备的结构示意图一，该头戴显示设备可以是基于AR、VR、MR或CR领域的各种设备。如图8所示，该头戴显示设备可以包括：用于显示测试图案的显示屏、用于对所述测试图案进行成像的光学镜片、处理器21和存储器22。其中，存储器22用于存储支持头戴显示设备执行上述图1-图7所示实施例中提供的一种头戴显示设备的图像漂移量的确定方法的程序，处理器21被配置为用于执行存储器22中存储的程序。

程序包括一条或多条计算机指令，其中，一条或多条计算机指令被处理器21执行时能够实现如下步骤：

记录用于标识所述测试图案所在位置的第一标识信息；

记录用于标识所述测试图案所在位置的第二标识信息；

可选地，处理器21还用于执行前述图1-图7所示实施例中的全部或部分步骤。

其中，头戴显示设备的结构中还可以包括通信接口23，用于头戴显示设备与其他设备或通信网络通信。

另外，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，用于储存头戴显示设备所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述图1-图7所示方法实施例中头戴显示设备的图像漂移量的确定方法所涉及的程序。

需要说明的是，本发明一些实施例提供的头戴显示设备可以为外接式头戴显示设备或者一体式头戴显示设备，其中外接式头戴显示设备需要与外部处理系统(例如计算机处理系统)配合使用。

图9为本发明实施例提供的一种头戴显示设备的结构示意图二。参考附图9所示，显示单元101可以包括显示面板，显示面板设置在头戴显示设备100上面向用户面部的侧表面，可以为一整块面板、或者为分别对应用户左眼和右眼的左面板和右面板。显示面板可以为电致发光(EL)元件、液晶显示器或具有类似结构的微型显示器、或者视网膜可直接显示或类似的激光扫描式显示器。

虚拟图像光学单元102以放大方式拍摄显示单元101所显示的图像，并允许用户按放大的虚拟图像观察所显示的图像。作为输出到显示单元101上的显示图像，可以是从内容再现设备(蓝光光碟或DVD播放器)或流媒体服务器提供的虚拟场景的图像、或者使用外部相机110拍摄的现实场景的图像。一些实施例中，虚拟图像光学单元102可以包括透镜单元，例如球面透镜、非球面透镜、菲涅尔透镜等。

输入操作单元103包括至少一个用来执行输入操作的操作部件，例如按键、按钮、开关或者其他具有类似功能的部件，通过操作部件接收用户指令，并且向控制单元107输出指令。

状态信息获取单元104用于获取穿戴头戴显示设备100的用户的状态信息。状态信息获取单元104可以包括各种类型的传感器，用于自身检测状态信息，并可以通过通信单元105从外部设备(例如智能手机、腕表和用户穿戴的其它多功能终端)获取状态信息。状态信息获取单元104可以获取用户的头部的位置信息和/或姿态信息。状态信息获取单元104可以包括陀螺仪传感器、加速度传感器、全球定位系统(GPS)传感器、地磁传感器、多普勒效应传感器、红外传感器、射频场强度传感器中的一个或者多个。此外，状态信息获取单元104获取穿戴头戴显示设备100的用户的状态信息，例如获取例如用户的操作状态(用户是否穿戴头戴显示设备100)、用户的动作状态(诸如静止、行走、跑动和诸如此类的移动状态，手或指尖的姿势、眼睛的开或闭状态、视线方向、瞳孔尺寸)、精神状态(用户是否沉浸在观察所显示的图像以及诸如此类的)，甚至生理状态。

通信单元105执行与外部装置的通信处理、调制和解调处理、以及通信信号的编码和解码处理。另外，控制单元107可以从通信单元105向外部装置发送传输数据。通信方式可以是有线或者无线形式，例如移动高清链接(MHL)或通用串行总线(USB)、高清多媒体接口(HDMI)、无线保真(Wi-Fi)、蓝牙通信或低功耗蓝牙通信，以及IEEE802.11s标准的网状网络等。另外，通信单元105可以是根据宽带码分多址(W-CDMA)、长期演进(LTE)和类似标准操作的蜂窝无线收发器。

一些实施例中，头戴显示设备100还可以包括存储单元，存储单元106是配置为具有固态驱动器(SSD)等的大容量存储设备。一些实施例中，存储单元106可以存储应用程序或各种类型的数据。例如，用户使用头戴显示设备100观看的内容可以存储在存储单元106中。

一些实施例中，头戴显示设备100还可以包括控制单元和存储单元(例如图所示的ROM 107A以及RAM 107B)，控制单元107可以包括计算机处理单元(CPU)或者其他具有类似功能的设备。一些实施例中，控制单元107可以用于执行存储单元106存储的应用程序，或者控制单元107还可以用于执行本申请一些实施例公开的方法、功能和操作的电路。

图像处理单元108用于执行信号处理，比如与从控制单元107输出的图像信号相关的图像质量校正，以及将其分辨率转换为根据显示单元101的屏幕的分辨率。然后，显示驱动单元109依次选择显示单元101的每行像素，并逐行依次扫描显示单元101的每行像素，因而提供基于经信号处理的图像信号的像素信号。

一些实施例中，头戴显示设备100还可以包括外部相机。外部相机110可以设置在头戴显示设备100主体前表面，外部相机110可以为一个或者多个。外部相机110可以获取三维信息，并且也可以用作距离传感器。另外，探测来自物体的反射信号的位置灵敏探测器(PSD)或者其他类型的距离传感器可以与外部相机110一起使用。外部相机110和距离传感器可以用于检测穿戴头戴显示设备100的用户的身体位置、姿态和形状。另外，一定条件下用户可以通过外部相机110直接观看或者预览现实场景。

一些实施例中，头戴显示设备100还可以包括声音处理单元，声音处理单元111可以执行从控制单元107输出的声音信号的声音质量校正或声音放大，以及输入声音信号的信号处理等。然后，声音输入/输出单元112在声音处理后向外部输出声音以及输入来自麦克风的声音。

需要说明的是，图9中虚线框示出的结构或部件可以独立于头戴显示设备100之外，例如可以设置在外部处理系统(例如计算机系统)中与头戴显示设备100配合使用；或者，虚线框示出的结构或部件可以设置在头戴显示设备100内部或者表面上。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件和软件结合的方式来实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机产品的形式体现出来，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种头戴显示设备的图像漂移量的确定方法，其特征在于，所述头戴显示设备包括：用于显示测试图案的显示屏和用于对所述测试图案进行成像的光学镜片；所述方法包括：

记录用于标识所述测试图案所在位置的第一标识信息；

记录用于标识所述测试图案所在位置的第二标识信息；

根据所述第一标识信息和所述第二标识信息确定所述测试图案的图像偏移量，所述图像偏移量用于评估所述光学镜片的畸变变化量；

其中，第一标识信息为与测试图案相对应的第一入射光线角度，第二标识信息为与测试图案相对应的第二入射光线角度；

根据所述第一标识信息和所述第二标识信息确定所述测试图案的图像偏移量，包括：

获取所述第一入射光线角度与所述第二入射光线角度的角度差值；

根据所述角度差值确定所述测试图案的图像偏移量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述第一标识信息和所述第二标识信息确定所述测试图案的图像偏移量之后，所述方法还包括：

根据所述图像偏移量评估所述光学镜片的畸变变化量，所述畸变变化量与所述图像偏移量呈正比。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述第一位置时，所述拍摄装置的光轴与所述光学镜片的光轴共线；相对应的，在所述第二位置时，所述拍摄装置的光轴与所述光学镜片的光轴平行；或者，

在所述第一位置时，所述拍摄装置的光轴与所述光学镜片的光轴平行；相对应的，在所述第二位置时，所述拍摄装置的光轴与所述光学镜片的光轴共线或平行。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述出瞳与所述光学镜片表面之间的距离大于或等于13mm。

5.一种头戴显示设备，其特征在于，包括：存储器、处理器；其中，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行时实现如权利要求1至4中任意一项的头戴显示设备的图像漂移量的确定方法。

6.一种计算机存储介质，其特征在于，用于储存计算机程序，所述计算机程序使计算机执行时实现如权利要求1至4中任意一项的头戴显示设备的图像漂移量的确定方法。