CN109729347B - 虚像倍率测试方法、装置及虚拟显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚像倍率测试方法、装置及虚拟显示设备，其中虚像倍率测试方法的步骤包括：对待测虚像进行拍摄，获得待测图像；所述待测虚像的拍摄参数与参考图像的拍摄参数相同；获取参考图像中每个像素对应的第一尺寸，以及获取所述待测图像中每个像素对应的第二尺寸；根据所述第一尺寸和所述第二尺寸确定所述待测虚像的图像倍率。本发明提供一种虚像倍率测试方法、装置及虚拟显示设备，能够测量虚像的放大倍率。

Description

虚像倍率测试方法、装置及虚拟显示设备

技术领域

本发明涉及虚拟技术领域，尤其涉及一种虚像倍率测试方法、装置及虚拟显示设备。

背景技术

增强现实(Augmented Reality)简称AR，虚拟现实(Virtual Reality)简称VR，目前的AR或者VR产品均是将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到身临其境的感官体验的产品。

在设计虚拟显示设备时，需要对显示的虚像进行评估分析，其中目视部分所呈现的虚像的放大倍率是其中的重要参数，但是目前并无测量虚像放大倍率的有效手段，无法完成对虚像倍率的分析。

发明内容

基于此，针对虚拟显示设备没有测量虚像放大倍率的问题，有必要提供一种虚像倍率测试方法，能够测量虚像的放大倍率。

为实现上述目的，本发明提出的虚像倍率测试方法，其步骤包括：

对待测虚像进行拍摄，获得待测图像；所述待测虚像的拍摄参数与参考图像的拍摄参数相同；

获取参考图像中每个像素对应的第一尺寸，以及获取所述待测图像中每个像素对应的第二尺寸；

根据所述第一尺寸和所述第二尺寸确定所述待测虚像的图像倍率。

可选地，所述对待测虚像进行拍摄，获得待测图像的步骤之前还包括：

对预设对象进行拍摄，获得参考图像。

可选地，所述对预设对象进行拍摄，获得参考图像的步骤之前还包括：

对所述参考图像进行聚焦处理。

可选地，所述对预设对象进行拍摄，获得参考图像之前确定预设对象在所述参考图像的成像范围之内。

可选地，所述待测虚像的图像倍率按照以下公式计算获得：

k＝[(a÷m)×n]÷c

其中，所述第一尺寸为a÷m，所述第二尺寸为(k×c)÷n；所述预设对象尺寸为a，所述参考图像的像素为m，所述待测虚像尺寸为k×c，其中待测虚像放大倍率为k，所述待测虚像的映射对象尺寸为c，所述待测图像的像素为n，所述拍摄参数包括拍摄位置，拍摄位置相同，则a÷m＝(k×c)÷n，由此推导出图像倍率k。

本发明还包括一种虚像倍率测试装置，包括：

拍摄模块，用于对待测虚像进行拍摄，获得待测图像；

获取模块，用于获取参考图像中每个像素对应的第一尺寸，以及获取所述待测图像中每个像素对应的第二尺寸；

记录模块，用于记录对待测虚像进行拍摄的拍摄参数；

计算模块，用于根据所述第一尺寸和所述第二尺寸计算得到所述待测虚像的图像倍率。

可选地，所述拍摄模块包括会聚透镜和图像传感器，所述会聚透镜用于聚焦预设对象和待测虚像的成像，所述图像传感器用于成像所述参考图像和所述待测图像。

可选地，所述虚像倍率测试装置还包括音圈电机，所述音圈电机连接所述拍摄模块，并带动拍摄模块垂直预设对象移动。

可选地，所述虚像倍率测试装置包括放大模块，所述放大模块用于放大映射对象，形成待测虚像。

本发明还包括一种虚拟显示设备，包括左眼显示装置和右眼显示装置，所述虚拟显示设备包括校准模块，所述校准模块通过使用上述虚像倍率测试方法，校准左眼显示装置和右眼显示装置的图像倍率。

本发明提出的技术方案中，通过获取参考图像中每个像素对应的第一尺寸，以及获取所述待测图像中每个像素对应的第二尺寸，由于所述待测虚像的拍摄参数与参考图像的拍摄参数相同，因此第一尺寸与第二尺寸相等，由此根据第一尺寸和第二尺寸确定得出待测虚像的图像倍率。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明虚像倍率测试方法一实施例的流程示意图；

图2为本发明虚像倍率测试方法另一实施例的流程示意图；

图3为本发明虚像倍率测试装置模块连接的示意图；

图4为本发明虚像倍率测试装置获取图像的结构示意图；

图5为人眼利用虚拟显示设备观察待测虚像的示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	拍摄模块	500	放大模块
110	会聚透镜	600	虚拟显示设备
				120	图像传感器	610	待测虚像
200	获取模块	700	手机
				300	记录模块	710	映射对象
400	计算模块	800	人眼

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参阅图1，本发明提出的虚像倍率测试方法，其步骤包括：

步骤S10，对待测虚像进行拍摄，获得待测图像；所述待测虚像的拍摄参数与参考图像的拍摄参数相同；

步骤S20，获取参考图像中每个像素对应的第一尺寸，以及获取所述待测图像中每个像素对应的第二尺寸；

步骤S30，根据所述第一尺寸和所述第二尺寸确定所述待测虚像的图像倍率。

具体地，所述拍摄参数包括拍摄位置。

本发明提出的技术方案中，通过获取参考图像中每个像素对应的第一尺寸，以及获取所述待测图像中每个像素对应的第二尺寸，由于所述待测虚像的拍摄参数与参考图像的拍摄参数相同，因此第一尺寸与第二尺寸相等，由此根据第一尺寸和第二尺寸确定得出待测虚像的图像倍率。

参阅图2，在步骤S10中对待测虚像进行拍摄，获得待测图像的步骤之前还包括步骤S40，对预设对象进行拍摄，获得参考图像，其中拍摄时的拍摄角度垂直于预设对象的中心区域，避免预设对象成像位置偏离成像中心位置，保证后续测量第一尺寸的误差在允许范围内，即垂直拍摄能够提高测量精度。

预设对象成像在图像传感器上，完成对预设对象的拍摄过程。

进一步地，上述步骤S40之前还包括：

步骤S50，对参考图像进行聚焦处理。

具体地，调整拍摄位置，使参考图像成像清晰，获取此时的参考图像。其中，预设对象为平面图案，所述平面图案可以为任一形状，例如箭头，长条形或三角形等，其中平面图案的颜色要和背景色相互区分，例如平面图案为黑色，则背景色为白色，如此便于分区预设对象的外形。

步骤S40中，对预设对象进行拍摄，获得参考图像之前具有步骤S60，确定预设对象在参考图像的成像范围之内，具体地，移动拍摄预设对象的位置，保证预设对象整体成像完整，避免参考图像成像缺失，导致测量不准确，参考图像的成像具有一定的视场范围，超出该视场范围，参考图像无法完成整体成像，易导致测量结果不够准确。

步骤S30中，根据第一尺寸和第二尺寸确定待测虚像的图像倍率，具体地，待测虚像的图像倍率按照以下公式计算获得：

k＝[(a÷m)×n]÷c

其中，第一尺寸为a÷m，第二尺寸为(k×c)÷n；预设对象尺寸为a，参考图像的像素为m，待测虚像尺寸为k×c，其中待测虚像放大倍率为k，待测虚像的映射对象尺寸为c，待测图像的像素为n，拍摄参数包括拍摄位置，拍摄位置相同，则a÷m＝(k×c)÷n，由此推导出图像倍率k。

参阅图3，本发明还包括一种虚像倍率测试装置，包括：拍摄模块100，获取模块200、记录模块300和计算模块400。

拍摄模块100用于对待测虚像进行拍摄，获得待测图像；

获取模块200用于获取参考图像中每个像素对应的第一尺寸，以及获取待测图像中每个像素对应的第二尺寸；

记录模块300用于记录对待测虚像进行拍摄的拍摄参数；

计算模块400用于根据第一尺寸和第二尺寸计算得到待测虚像的图像倍率。

其中，记录模块300包括有存储单元，存储单元用于保存下对待测虚像进行拍摄的拍摄参数，其中拍摄参数包括拍摄位置。

本发明提出的虚像倍率测试装置中，拍摄模块100拍摄待测虚像，并获得待测图像，通过获取模块200获取参考图像中每个像素对应的第一尺寸，以及获取待测图像中每个像素对应的第二尺寸，并通过记录模块200记录下对待测虚像进行拍摄的拍摄参数，在获取参考图像时，参考图像的获取参数与待测图像的获取参数相同，因此第一尺寸与第二尺寸相同，由此根据第一尺寸和第二尺寸确定得出待测虚像的图像倍率。

作为一种优选方式，拍摄模块100包括会聚透镜110和图像传感器120，会聚透镜110用于聚焦预设对象和待测虚像的成像，图像传感器120用于成像参考图像和待测图像。具体地，拍摄模块100为摄像头模组，会聚透镜110为摄像头，摄像头设置于图像传感器120上，预设对象发射的光线经摄像头会聚在图像传感器120上，当光线照射在图像传感器120的感光面时，引起相应位置电信号变化，由此将光信号转换为相应比例的电信号，确定图像传感器120感应参考图像或待测虚像的成像位置。

进一步地，虚像倍率测试装置还包括音圈电机(图未示)，音圈电机连接拍摄模块100，并带动拍摄模块100垂直预设对象移动。避免参考图像成像位置偏离成像中心位置，保证后续测量第一尺寸的误差在允许范围内，具体地，拍摄模块100设置于音圈电机上，通过音圈电机的移动拍摄模块100随之一同移动，音圈电机通过电流大小控制音圈电机移动，如此通过电流控制音圈电机移动，完成会聚透镜110的聚焦作用实现参考图像清晰成像在图像传感器120上，由此可知不同电流对应不同的对焦距，电流值与对焦距是线性一一对应关系，此外虚像距与对焦距的距离相同，通过不同电流值能够直接得出虚像距，进一步地，通过电流值和虚像距之间形成一一对应数值的表格，便于通过电流值直接目视得出对应虚像距，减少测量步骤，记录模块300记录的拍摄参数包括控制音圈电机的电流值。

参阅图4，虚像倍率测试装置包括放大模块500，放大模块500用于放大映射对象，形成待测虚像，具体地，放大模块500将映射对象710放大形成待测虚像，待测虚像通过会聚透镜110聚焦在图像传感器120上，形成待测图像。

参阅图5，本发明还包括一种虚拟显示设备600，包括左眼显示装置(图未示)和右眼显示装置(图未示)，虚拟显示设备600包括校准模块，校准模块通过使用上述虚像倍率测试方法，校准左眼显示装置和右眼显示装置的图像倍率，保证左右眼显示装置的图像倍率一致，也可以根据需要设定左右眼显示装置的图像倍率不一致，例如根据用户的左右眼视力不同设定不同的图像倍率，进一步地，通过设定显示部件，将该虚拟显示设备600的虚像倍率显示在人眼便于观察位置，例如手机700中显示映射对象710，手机700放置于虚拟显示设备600中，使用人员佩戴虚拟显示设备600时，经过虚拟显示设备600放大的待测虚像610聚焦在人眼800位置，其中校准模块为虚像倍率测试装置，虚像倍率测试装置设置于虚拟显示设备600内部，也可以设置于虚拟显示设备600外部。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种虚像倍率测试方法，其特征在于，其步骤包括：

对预设对象进行拍摄，获得参考图像；

对待测虚像进行拍摄，获得待测图像；所述待测虚像的拍摄参数与参考图像的拍摄参数相同；

获取参考图像中每个像素对应的第一尺寸，以及获取所述待测图像中每个像素对应的第二尺寸；

根据所述第一尺寸和所述第二尺寸确定所述待测虚像的图像倍率；

其中，所述第一尺寸为a÷m，所述第二尺寸为（k×c）÷n；所述预设对象尺寸为a，所述参考图像的像素个数为m，所述待测虚像尺寸为k×c，其中待测虚像的图像倍率为k，所述待测虚像的映射对象尺寸为c，所述待测图像的像素个数为n，所述拍摄参数包括拍摄位置，拍摄位置相同，则a÷m=（k×c）÷n，由此推导出图像倍率k，k=[(a÷m)×n]÷c。

2.如权利要求1所述的虚像倍率测试方法，其特征在于，所述对预设对象进行拍摄，获得参考图像的步骤之前还包括：

对所述参考图像进行聚焦处理。

3.如权利要求1所述的虚像倍率测试方法，其特征在于，所述对预设对象进行拍摄，获得参考图像之前确定预设对象在所述参考图像的成像范围之内。

4.一种虚像倍率测试装置，其特征在于，包括：

拍摄模块，用于对预设对象进行拍摄，获得参考图像；

所述拍摄模块，还用于对待测虚像进行拍摄，获得待测图像；

获取模块，用于获取参考图像中每个像素对应的第一尺寸，以及获取所述待测图像中每个像素对应的第二尺寸；

记录模块，用于记录对待测虚像进行拍摄的拍摄参数；

计算模块，用于根据所述第一尺寸和所述第二尺寸计算得到所述待测虚像的图像倍率；

其中，所述第一尺寸为a÷m，所述第二尺寸为（k×c）÷n；所述预设对象尺寸为a，所述参考图像的像素个数为m，所述待测虚像尺寸为k×c，其中待测虚像的图像倍率为k，所述待测虚像的映射对象尺寸为c，所述待测图像的像素个数为n，所述拍摄参数包括拍摄位置，拍摄位置相同，则a÷m=（k×c）÷n，由此推导出图像倍率k，k=[(a÷m)×n]÷c。

5.如权利要求4所述的虚像倍率测试装置，其特征在于，所述拍摄模块包括会聚透镜和图像传感器，所述会聚透镜用于聚焦预设对象和待测虚像的成像，所述图像传感器用于成像所述参考图像和所述待测图像。

6.如权利要求5所述的虚像倍率测试装置，其特征在于，所述虚像倍率测试装置还包括音圈电机，所述音圈电机连接所述拍摄模块，并带动拍摄模块垂直预设对象移动。

7.如权利要求6所述的虚像倍率测试装置，其特征在于，所述虚像倍率测试装置包括放大模块，所述放大模块用于放大映射对象，形成待测虚像。

8.一种虚拟显示设备，包括左眼显示装置和右眼显示装置，其特征在于，所述虚拟显示设备包括校准模块，所述校准模块通过使用权利要求1-3任一虚像倍率测试方法，校准左眼显示装置和右眼显示装置的图像倍率。

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