CN113514974B - 液晶透镜变焦处理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶透镜变焦处理方法及系统，该方法包括：获取液晶透镜的最大光程差及最小光程差，并计算光程差改变量，所述光程差改变量为所述最大光程差和所述最小光程差的差值；根据预设焦距调节精度将所述光程差改变量分为N等份，以光程差改变量/N为步长，获得N+1个光程差，并获取每个所述光程差对应的焦距；根据所述焦距对应的光程差分布曲线，仿真对应各所述焦距的每组驱动电压，以建立焦距‑电压查找表。采用该方法建立的预设焦距与驱动电压，在近距离观察目标对象时具有较高的焦距调节精度，随着目标对象与人眼的距离变大焦距调节精度也随之降低，更符合一般人眼视觉特征。

Description

液晶透镜变焦处理方法及系统
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及一种液晶透镜变焦处理方法及系统。
背景技术
目前，对于近眼显示装置，都是基于左右眼接收两幅略有差异的图像而形成立体视觉，由于人眼晶状体在调节其凸度使物体在视网膜上清晰成像时，聚焦距离与双眼汇聚在同一物体上的汇聚距离不完全相等，因此，常常会引起用户出现头晕等不适的感觉，而使用可变焦液晶透镜技术能有效的缓解视觉辐辏调节冲突。
为了使液晶透镜具有更好的汇聚能力，通常液晶透镜上下侧基板中的至少一侧含有数个乃至数十个可独立驱动的电极。
如图1所示，对于液晶透镜100，其包含第一基板101与第二基板102，其中，第一基板101靠近第二基板102的一侧设置有第一电极103，在第一电极103靠近第二基板102的一侧设置有第二电极105，第一电极103与第二电极105之间设置有绝缘层104。其中，第一电极103包含若干间隔设置电极E1,E3,…,E(2n-1)，第二电极105包含若干间隔设置电极E2,E4,…,E2n。在第二基板102靠近第一基板101的一侧设置有整面电极106。
设液晶透镜100具有40个电极(即n＝20)，液晶层厚度为20um。如图2所示为该液晶透镜对应不同焦距的光程差分布曲线，其中横坐标为液晶透镜半径r(单位：um)，纵坐标为光程差OPD(单位：nm)，通过优化每个电极上的驱动电压可以改变液晶透镜的光程差使之与标准抛物型透镜光程差曲线吻合。图2中曲线(1)/(2)/(3)/(4)/(5)分别表示该透镜具有五个不同焦距1.0/1.5/2.0/2.5/3.0米时对应的光程差，曲线(1)/(2)/(3)/(4)/(5)也对应了五组不同的驱动电压(这里每组驱动电压不含公共电压在内为40个)。图2中曲线(6)表示该液晶透镜两侧电极具有最大的压差时所具有的最小光程差OPDmin，此时的液晶透镜除公共电压外，所有电极的驱动电压均处于极大值且数值大致相等。
一般情况下，液晶透镜对应于任意一个焦距，均有一组对应的驱动电压，每一组驱动电压可能包含数十个电极电压值，不同焦距对应的各组电压值设置并非简单的线性关系，且透镜在变焦过程中其焦距范围较大，当透镜预设焦距按照等差数列设置时，若公差较小，则建立的查找表中预设焦距及电压数量太多(一个焦距一般会对应几十个电压值)，对数据存储及读取都带来不便，耗时及出错的几率都大幅上升，且对于观察远处的目标对象焦距过于精细也没有必要；若公差较大，虽然减小了数据量，但观察较近的目标对象时分辨能力又受到影响。
相对于人眼来说，不同远近景象的深度感知灵敏度不同，当物体距离观察者很近时，深度感知灵敏度较高，而随着物体与观察者距离增大，深度感知灵敏度降低，因此，物体距离观察者很近时，透镜的焦距需要较精确调节，而随着物体与观察者距离增大，焦距调节精度可以随之降低，且为非线性关系，而现有技术中的建立的焦距-电压查找表，都是基于将焦距按照等差数列设置而得到的，无法满足上述要求，不符合一般人眼视觉特征。
发明内容
为此，本发明的一个目的在于提出一种液晶透镜变焦处理方法，以解决现有技术中建立的焦距-电压查找表不符合一般人眼视觉特征的问题。
本发明提供一种液晶透镜变焦处理方法，所述方法包括：
获取液晶透镜的最大光程差及最小光程差，并计算光程差改变量，所述光程差改变量为所述最大光程差和所述最小光程差的差值；
根据预设焦距调节精度将所述光程差改变量分为N等份，以光程差改变量/N为步长，获得N+1个光程差，并获取每个所述光程差对应的焦距；
根据所述焦距对应的光程差分布曲线，仿真对应各所述焦距的每组驱动电压，以建立焦距-电压查找表。
根据本发明提供的液晶透镜变焦处理方法，以光程差改变量/N为步长，以改变后的各个光程差所对应的焦距作为透镜的预设系列可调节焦距，建立焦距与电压一一对应的焦距-电压查找表，便于透镜变焦驱动时实时调用数据，让所有电极电压同步施加液晶透镜上，采用该方法建立的预设焦距与驱动电压，在近距离观察目标对象时具有较高的焦距调节精度，随着目标对象与人眼的距离变大焦距调节精度也随之降低，更符合一般人眼视觉特征。此外，本发明能够在保证近眼显示装置对人眼所注视物体进行聚焦的同时，减少繁琐的电压设计数据、提高数据读取效率。
另外，根据本发明上述的液晶透镜变焦处理方法，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，根据所述焦距对应的光程差分布曲线，仿真对应各所述焦距的每组驱动电压，以建立焦距-电压查找表的步骤之后，所述方法还包括：
对于所述焦距-电压查找表中的各个焦距，通过相应的驱动电压对所述液晶透镜进行驱动测试，以得到优化后的焦距-电压查找表；
将所述优化后的焦距-电压查找表写入存储器中。
进一步地，所述方法还包括：
通过眼球跟踪装置获取人眼所注视的目标对象与人眼眼球的距离；
在所述焦距-电压查找表中查找与所述距离最接近的目标焦距；
在所述焦距-电压查找表中查找与所述目标焦距对应的一组目标驱动电压；
调用与所述目标驱动电压对所述液晶透镜的所有电极同步驱动。
进一步地，所述液晶透镜包括上下设置的两个基板，至少其中一个所述基板上设有若干个条形或环形的驱动电极，在调用每一组所述焦距-电压查找表中的驱动电压时，将调用的驱动电压施加到对应的驱动电极上。
进一步地，所述最大光程差及所述最小光程差通过软件仿真获得，当所述液晶透镜为菲涅尔液晶透镜时，取所述菲涅尔液晶透镜的第一级的最大光程差与最小光程差。
本发明的另一个目的在于提出一种液晶透镜变焦处理系统，以解决现有技术中建立的焦距-电压查找表不符合一般人眼视觉特征的问题。
本发明提供一种液晶透镜变焦处理系统，所述系统包括：
第一获取模块，用于获取液晶透镜的最大光程差及最小光程差，并计算光程差改变量，所述光程差改变量为所述最大光程差和所述最小光程差的差值；
第二获取模块，用于根据预设焦距调节精度将所述光程差改变量分为N等份，以光程差改变量/N为步长，获得N+1个光程差，并获取每个所述光程差对应的焦距；
建立模块，用于根据所述焦距对应的光程差分布曲线，仿真对应各所述焦距的每组驱动电压，以建立焦距-电压查找表。
根据本发明提供的液晶透镜变焦处理系统，以光程差改变量/N为步长，以改变后的各个光程差所对应的焦距作为透镜的预设系列可调节焦距，建立焦距与电压一一对应的焦距-电压查找表，便于透镜变焦驱动时实时调用数据，让所有电极电压同步施加液晶透镜上，采用该方法建立的预设焦距与驱动电压，在近距离观察目标对象时具有较高的焦距调节精度，随着目标对象与人眼的距离变大焦距调节精度也随之降低，更符合一般人眼视觉特征。此外，本发明能够在保证近眼显示装置对人眼所注视物体进行聚焦的同时，减少繁琐的电压设计数据、提高数据读取效率。
另外，根据本发明上述的液晶透镜变焦处理系统，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述系统还包括：
测试优化模块，用于对于所述焦距-电压查找表中的各个焦距，通过相应的驱动电压对所述液晶透镜进行驱动测试，以得到优化后的焦距-电压查找表；
写入模块，用于将所述优化后的焦距-电压查找表写入存储器中。
进一步地，所述系统还包括：
第三获取模块，用于通过眼球跟踪装置获取人眼所注视的目标对象与人眼眼球的距离；
第一查找模块，用于在所述焦距-电压查找表中查找与所述距离最接近的目标焦距；
第二查找模块，用于在所述焦距-电压查找表中查找与所述目标焦距对应的一组目标驱动电压；
调用模块，用于调用与所述目标驱动电压对所述液晶透镜的所有电极同步驱动。
进一步地，所述液晶透镜包括上下设置的两个基板，至少其中一个所述基板上设有若干个条形或环形的驱动电极，在调用每一组所述焦距-电压查找表中的驱动电压时，将调用的驱动电压施加到对应的驱动电极上。
进一步地，所述最大光程差及所述最小光程差通过软件仿真获得，当所述液晶透镜为菲涅尔液晶透镜时，取所述菲涅尔液晶透镜的第一级的最大光程差与最小光程差。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施例了解到。
附图说明
本发明实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是现有技术中液晶透镜的结构示意图；
图2是图1中的液晶透镜在不同焦距下的光程差曲线；
图3是焦距f2以及焦距相对变化量(f2-f1)/f1与光程差相对变化量δOPD/OPD1的关系曲线；
图4是根据本发明一实施例的液晶透镜变焦处理方法的流程图；
图5是序号＝1/26/51/76/101/126/151/176/201/226/251/276/301时的液晶透镜光程差分布曲线；
图6是根据本发明另一实施例的液晶透镜变焦处理方法的流程图；
图7是近眼显示装置的结构框图。
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，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。
首先对相关原理进行说明。
对含有若干个独立驱动电极、半径为r的液晶透镜，某一组驱动电压下具有焦距f1时其光程差OPD1＝r2/(2f1)，改变各个电极的驱动电压使液晶透镜具有焦距f2时其光程差OPD2＝r2/(2f2)，设焦距f1到焦距f2时光程差改变量δOPD＝OPD1-OPD2，可以得到f2＝f1·r2/(r2-2f1·δOPD)。假定f1为透镜的设计焦距，因此从设计焦距f1变换成焦距f2时，f2与光程差改变量δOPD直接相关。以具体的液晶透镜为例，设透镜半径为r＝1.2mm，设计焦距f1＝0.4m，液晶层厚度为10um，仿真得到最大光程差为1840nm，可以计算出每改变最大光程差的1％前后对应的焦距，表1列出了其中几组数据。图3为焦距f2以及焦距相对变化量(f2-f1)/f1与光程差相对变化量δOPD/OPD1的关系曲线。
表1液晶透镜光程差改变前后与焦距对应关系
Figure BDA0003027735150000061
从表1与图3可以看出：当液晶透镜处于不同焦距时，相同的光程差改变量δOPD引起的焦距变化δf不一致。透镜处于较小焦距时，相同的光程差改变量δOPD引起的焦距变化小，而透镜处于较大焦距时，相同的光程差改变量δOPD引起的焦距变化大。如透镜焦距为0.4m时，减小1％的光程差透镜焦距改变0.004m；透镜焦距为0.8m时，减小1％的光程差透镜焦距改变0.016m；透镜焦距为1.0m时，减小1％的光程差透镜焦距改变0.025m；而透镜焦距为2.0m时，减小1％的光程差透镜焦距改变0.105m；人眼在观察目标对象时，当目标对象距离我们较近人眼具备较高的分辨细节能力，即透镜应具有较细小的焦距调节精度，而目标对象距离我们很远时人眼对细节分辨能力下降，透镜焦距调节精度也可以随之降低。
基于此，本发明以一定大小的光程差改变量为步长，以改变后的各个光程差所对应的焦距作为透镜的预设系列可调节焦距，建立焦距与电压一一对应的电压查找表便于透镜变焦驱动时实时调用数据，让所有电极电压同步施加液晶透镜上。采用该方法建立的预设焦距与驱动电压，在近距离观察目标对象时具有较高的焦距调节精度，随着目标对象与人眼的距离变大焦距调节精度也随之降低，符合一般人眼视觉特征，可为透镜众多焦距选择、电压查找表建立及透镜驱动提供依据。
请参阅图4，本发明一实施例提出的液晶透镜变焦处理方法，包括步骤S101～S103。
S101，获取液晶透镜的最大光程差及最小光程差，并计算光程差改变量，所述光程差改变量为所述最大光程差和所述最小光程差的差值。
其中，设液晶透镜具有的最小光程差为OPDmin，最大光程差OPDmax，最大光程差OPDmax与最小光程差OPDmin可以通过软件仿真获得。对菲涅尔液晶透镜而言，取第一级(透镜中心)的最大光程差与最小光程差即可。最大光程差OPDmax主要取决于液晶材料与液晶盒厚，最小光程差OPDmin主要取决于施加到透镜电极上的最大电压、液晶材料与液晶盒厚，透镜基板表面对液晶材料的锚定能与预倾角也有较小的影响。光程差改变量δOPD＝OPDmax-OPDmin。
S102，根据预设焦距调节精度将所述光程差改变量分为N等份，以光程差改变量/N为步长，获得N+1个光程差，并获取每个所述光程差对应的焦距。
其中，将光程差改变量δOPD分为N等份，可以得到N+1个光程差，分别为OPDmax，OPDmax-δOPD/N，OPDmax-2δOPD/N，OPDmax-3δOPD/N,…,OPDmax-(N-1)δOPD/N，OPDmax-δOPD，N的值根据预设焦距调节精度来确定，可以人工标定。
当光程差分别为OPDmax，OPDmax-δOPD/N，OPDmax-2δOPD/N，OPDmax-3δOPD/N,…,OPDmax-(N-1)δOPD/N，OPDmax-δOPD时，分别对应N+1组不同的液晶透镜驱动电压。
以某一液晶透镜为例，设透镜的半径r＝3.3mm(或菲涅尔透镜第一级半径r1＝3.3mm)，液晶层厚度为20um，设计焦距为1m，通过仿真获得其最大光程差OPDmax＝5435nm，对应7V极大值电压的最小光程差OPDmin＝635nm，则光程差改变量δOPD＝OPDmax-OPDmin＝4800nm，将光程差改变量δOPD分为400等份(N＝400)，以光程差改变量δOPD/400为步长，可以得到401个光程差(包含最大光程差OPDmax和最小光程差OPDmin)。
表2列出了N＝400时，以光程差改变量δOPD/400为步长，不同光程差(表2只展示了401个光程差中的部分)对应的焦距。
表2光程差与焦距对应关系
Figure BDA0003027735150000081
Figure BDA0003027735150000091
当焦距从f＝1到f＝2时，有227组驱动电压，近距离观察目标对象焦距可以精确到最小2mm以内，而焦距从f＝2到f＝3时，有75组驱动电压，焦距从f＝3到f＝5时有61组驱动电压，焦距f>5以上有38组驱动电压，累计401组焦距-电压对应关系。
S103，根据所述焦距对应的光程差分布曲线，仿真对应各所述焦距的每组驱动电压，以建立焦距-电压查找表。
其中，当N＝400时，按照表2对应的焦距与光程差关系，通过仿真得到对应焦距下液晶透镜的光程差分布曲线。如图5所示，这里给出了当序号＝1/26/51/76/101/126/151/176/201/226/251/276/301时的液晶透镜光程差分布曲线，其中曲线(a)表示序号＝1(即与最大光程差的差值为0)，曲线(b)表示序号＝26(即与最大光程差的差值为300nm)，……，曲线(m)表示序号＝301(即与最大光程差的差值为3600nm)等等。根据上述内容可知，任意相邻两条曲线如(a)与(b)或(b)与(c)等之间的光程差的差值相等，但对应的焦距变化量却在逐渐增大，也即随着焦距增大，相同光程差改变量引起的焦距变化的更大了。如曲线(a)/(b)/(c)/(d)/(e)/(f)/(g)/(h)/(i)/(j)/(k)/(l)/(m)对应的液晶透镜焦距分别为1.0/1.058/1.124/1.199/1.284/1.382/1.496/1.630/1.792/1.988/2.234/2.548/2.965米，相邻两个焦距变化量分别为0.058/0.066/0.075/0.085/0.098/0.114/0.134/0.162/0.196/0.246/0.314/0.417米。表3中给出了通过仿真获得的部分焦距及对应的一组电极电压，其中V(E1)/V(E2)/…/V(E40)等分别表示电极E1/E2/…/E40的驱动电压，单位为伏特。
表3仿真得到部分焦距与电压对应关系
序号 1 26 51 76 101 126 151 176 201 226 251 276 301
f(m) 1.000 1.058 1.124 1.199 1.284 1.382 1.496 1.630 1.792 1.988 2.234 2.548 2.965
V(E1) 1.330 1.398 1.467 1.546 1.632 1.762 1.826 1.930 2.042 2.164 2.303 2.454 2.661
V(E2) 1.350 1.412 1.478 1.548 1.62B 1.751 1.817 1.915 2.019 2.139 2.276 2.423 2.617
V(E3) 1.404 1.466 1.537 1.612 1.696 1.830 1.893 1.992 2.101 2.226 2.367 2.521 2.728
V(E4) 1.411 1.471 1.540 1.613 1.692 1.820 1.876 1.972 2.077 2.199 2.335 2.483 2.684
V(E5) 1.470 1.533 1.605 1.682 1.764 1.886 1.957 2.054 2.162 2.291 2.429 2.587 2.796
V(E6) 1.471 1.532 1.602 1.681 1.759 1.874 1.943 2.031 2.136 2.258 2.399 2.566 2.765
V(E7) 1.532 1.597 1.670 1.752 1.834 1.952 2.024 2.117 2.228 2.363 2.496 2.662 2.874
V(E8) 1.541 1.603 1.673 1.751 1.829 1937 2.009 2.099 2.207 2.337 2.470 2.636 2.833
V(E9) 1.608 1.672 1.745 1.826 1.907 2.020 2.087 2.183 2.298 2.437 2.574 2.745 2.960
V(E10) 1.615 1.676 1.746 1.823 1.899 2.007 2.079 2.171 2.280 2.413 2.545 2.710 2.930
V(E11) 1.700 1.760 1.828 1.905 1.982 2.095 2.161 2.258 2.375 2.516 2.656 2.831 3.065
V(E12) 1.702 1.760 1.827 1.901 1.974 2.080 2.150 2.245 2.358 2.492 2.635 2.811 3.037
V(E13) 1.785 1.845 1.913 1.988 2.062 2.166 2.243 2.341 2.459 2.601 2.746 2.931 3.180
V(E14) 1.785 1.843 1.910 1.979 2.057 2.158 2.233 2.328 2.442 2.580 2.728 2.915 3.156
V(E15) 1.869 1.929 1.997 2.068 2.148 2.252 2.330 2.430 2.550 2.688 2.851 3.059 3.324
V(E16) 1.870 1.928 1.995 2.063 2.141 2.242 2.316 2.414 2.532 2.674 2.839 3.046 3.302
V(E17) 1.965 2.025 2.093 2.163 2.242 2.346 2.423 2.527 2.652 2.794 2.966 3.186 3.478
V(E18) 1.960 2.019 2.087 2.156 2.235 2.338 2.414 2.514 2.634 2.779 2.951 3.170 3.470
V(E19) 2.061 2.122 2.192 2.264 2.346 2.452 2.533 2.640 2.768 2.923 3.102 3.343 3.670
V(E20) 2.070 2.123 2.184 2.259 2.345 2.448 2.524 2.631 2.759 2.914 3.109 3.357 3.681
V(E21) 2.180 2.238 2.304 2.379 2.464 2.562 2.676 2.793 2.934 3.105 3.319 3.594 3.978
V(E22) 2.180 2.238 2.304 2.379 2.464 2.562 2.676 2.795 2.939 3.113 3.334 3.623 4.061
V(E23) 2.312. 2.370 2.436 2.511 2.596 2.694 2.808 2.942 3.104 3.300 3.546 3.865 4.322
V(E24) 2.300 2.359 2.427 2.504 2.591 2.692 2.809 2.943 3.105 3.301 3.547 3.873 4.394
V(E25) 2.450 2.514 2.586 2.669 2.762 2.870 2.996 3.144 3.324 3.542 3.815 4.183 4.821
V(E26) 2.460 2.527 2.604 2.691 2.789 2.873 3.035 3.186 3.369 3.590 3.875 4.292 5.222
V(E27) 2.633 2.706 2.790 2.885 2.993 3.087 3.261 3.431 3.637 3.887 4.209 4.706 5.992
V(E28) 2.650 2.725 2.811 2.909 3.019 3.117 3.295 3.488 3.723 4.008 4.388 4.964 6.381
V(E29) 2.820 2.907 3.006 3.119 3.246 3.363 3.564 3.786 4.055 4.380 5.008 5.825 6.909
V(E30) 2.860 2.948 3.048 3.162 3.292 3.411 3.614 3.875 4.192 4.576 5.396 6.367 6.951
V(E31) 3.097 3.201 3.320 3.455 3.608 3.785 3.990 4.349 4.787 5.318 6.122 7.000 7.000
V(E32) 3.180 3.298 3.433 3.586 3.759 3.959 4.192 4.603 5.105 5.713 6.335 7.000 7.000
V(E33) 3.550 3.696 3.862 4.051 4.266 4.513 4.800 5.145 5.563 6.069 6.521 7.000 7.000
V(E34) 3.750 3.931 4.138 4.373 4.639 4.945 5.302 5.571 5.890 6.276 6.628 7.000 7.000
V(E35) 4.450 4.618 4.810 5.028 5.274 5.558 5.888 6.043 6.221 6.437 6.707 7.000 7.000
V(E36) 5.000 5.157 5.335 5.538 5.767 6.031 6.339 6.435 6.540 6.667 6.827 7.000 7.000
V(E37) 6.000 6.058 6.124 6.199 6.284 6.382 6.496 6.565 6.646 6.744 6.867 7.000 7.000
V(E38) 6.500 6.523 6.550 6.580 6.614 6.653 6.698 6.739 6.788 6.846 6.920 7.000 7.000
V(E39) 6.900 6.900 6.900 6.900 6.900 6.900 6.900 6.913 6.929 6.949 6.973 7.000 7.000
V(E40) 7.000 7.000 7.000 7.000 7.000 7.000 7.000 7.000 7.000 7.000 7.000 7.000 7.000
因此，根据根据上述的液晶透镜变焦处理方法，以光程差改变量/N为步长，以改变后的各个光程差所对应的焦距作为透镜的预设系列可调节焦距，建立焦距与电压一一对应的焦距-电压查找表，便于透镜变焦驱动时实时调用数据，让所有电极电压同步施加液晶透镜上，采用该方法建立的预设焦距与驱动电压，在近距离观察目标对象时具有较高的焦距调节精度，随着目标对象与人眼的距离变大焦距调节精度也随之降低，更符合一般人眼视觉特征。此外，本发明能够在保证近眼显示装置对人眼所注视物体进行聚焦的同时，减少繁琐的电压设计数据、提高数据读取效率。
此外，具体的，在步骤S101，根据所述焦距对应的光程差分布曲线，仿真对应各所述焦距的每组驱动电压，以建立焦距-电压查找表的步骤之后，所述方法还包括：
对于所述焦距-电压查找表中的各个焦距，通过相应的驱动电压对所述液晶透镜进行驱动测试，以得到优化后的焦距-电压查找表；
将所述优化后的焦距-电压查找表写入存储器中。
在建立了焦距-电压查找表后，请参阅图6，所述方法还包括步骤S201～S204：
S201，通过眼球跟踪装置获取人眼所注视的目标对象与人眼眼球的距离；
S202，在所述焦距-电压查找表中查找与所述距离最接近的目标焦距；
S203，在所述焦距-电压查找表中查找与所述目标焦距对应的一组目标驱动电压；
S204，调用与所述目标驱动电压对所述液晶透镜的所有电极同步驱动。
具体的，所述液晶透镜包括上下设置的两个基板，至少其中一个所述基板上设有若干个条形或环形的驱动电极，在调用每一组所述焦距-电压查找表中的驱动电压时，将调用的驱动电压施加到对应的驱动电极上。
上述液晶透镜变焦处理方法可以应用于近眼显示装置，请参阅图7，该近眼显示装置主要包括眼球跟踪模块U11、控制模块U12、存储模块U13、透镜驱动模块U14、液晶透镜U15、显示模块U16。通过眼球跟踪模块U11获取目标对象深度信息后，控制模块发送指令给透镜驱动模块，在焦距-电压查找表中查找相应的驱动电压后驱动透镜实现变焦，使显示模块的显示信息所在平面位置与人眼注视深度保持一致，也即使用户双眼的辐辏距离与聚焦距离保持一致，更符合人眼观看真实世界的情形，提高用户的舒适感。具体来说：
眼球跟踪模块U11用于启用实时追踪，并基于用户的眼部图像，获取人眼所注视的目标对象距离用户眼球的距离d；
控制模块U12用于接受到人眼所注视的目标对象与用户眼球的距离d后，发送指令给透镜驱动模块，调用相应的一组驱动电压；
存储模块U13用于存储预设的焦距-电压关系查找表等数据；
透镜驱动模块U14用于根据控制模块发送的指令，对液晶透镜进行驱动；
液晶透镜U15用于与驱动模块U13直接相连。液晶透镜的上下两个基板，至少其中一个基板上设有若干个条形或者环形的驱动电极，调用每一组查找表电压时，对应的电压施加到对应的驱动电极上。液晶透镜上下两个基板中，其中一侧的电极作为公用电极。
显示模块U16例如采用LCD，LCOS，micro OLED等，对应于用户左右眼，用于提供相应的2D图像信息。
本发明另一实施例提出的液晶透镜变焦处理系统，所述系统包括：
第一获取模块，用于获取液晶透镜的最大光程差及最小光程差，并计算光程差改变量，所述光程差改变量为所述最大光程差和所述最小光程差的差值；
第二获取模块，用于根据预设焦距调节精度将所述光程差改变量分为N等份，以光程差改变量/N为步长，获得N+1个光程差，并获取每个所述光程差对应的焦距；
建立模块，用于根据所述焦距对应的光程差分布曲线，仿真对应各所述焦距的每组驱动电压，以建立焦距-电压查找表。
本实施例中，所述系统还包括：
测试优化模块，用于对于所述焦距-电压查找表中的各个焦距，通过相应的驱动电压对所述液晶透镜进行驱动测试，以得到优化后的焦距-电压查找表；
写入模块，用于将所述优化后的焦距-电压查找表写入存储器中。
本实施例中，所述系统还包括：
第三获取模块，用于通过眼球跟踪装置获取人眼所注视的目标对象与人眼眼球的距离；
第一查找模块，用于在所述焦距-电压查找表中查找与所述距离最接近的目标焦距；
第二查找模块，用于在所述焦距-电压查找表中查找与所述目标焦距对应的一组目标驱动电压；
调用模块，用于调用与所述目标驱动电压对所述液晶透镜的所有电极同步驱动。
本实施例中，所述液晶透镜包括上下设置的两个基板，至少其中一个所述基板上设有若干个条形或环形的驱动电极，在调用每一组所述焦距-电压查找表中的驱动电压时，将调用的驱动电压施加到对应的驱动电极上。
本实施例中，所述最大光程差及所述最小光程差通过软件仿真获得，当所述液晶透镜为菲涅尔液晶透镜时，取所述菲涅尔液晶透镜的第一级的最大光程差与最小光程差。
根据本实施例提供的液晶透镜变焦处理系统，以光程差改变量/N为步长，以改变后的各个光程差所对应的焦距作为透镜的预设系列可调节焦距，建立焦距与电压一一对应的焦距-电压查找表，便于透镜变焦驱动时实时调用数据，让所有电极电压同步施加液晶透镜上，采用该方法建立的预设焦距与驱动电压，在近距离观察目标对象时具有较高的焦距调节精度，随着目标对象与人眼的距离变大焦距调节精度也随之降低，更符合一般人眼视觉特征。此外，本发明能够在保证近眼显示装置对人眼所注视物体进行聚焦的同时，减少繁琐的电压设计数据、提高数据读取效率。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种液晶透镜变焦处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取液晶透镜的最大光程差及最小光程差，并计算光程差改变量，所述光程差改变量为所述最大光程差和所述最小光程差的差值；
根据预设焦距调节精度将所述光程差改变量分为N等份，以光程差改变量/N为步长，获得N+1个光程差，并获取每个所述光程差对应的焦距；
根据所述焦距对应的光程差分布曲线，仿真对应各所述焦距的每组驱动电压，以建立焦距与电压一一对应的焦距-电压查找表。
2.根据权利要求1所述的液晶透镜变焦处理方法，其特征在于，根据所述焦距对应的光程差分布曲线，仿真对应各所述焦距的每组驱动电压，以建立焦距与电压一一对应的焦距-电压查找表的步骤之后，所述方法还包括：
对于所述焦距-电压查找表中的各个焦距，通过相应的驱动电压对所述液晶透镜进行驱动测试，以得到优化后的焦距-电压查找表；
将所述优化后的焦距-电压查找表写入存储器中。
3.根据权利要求1所述的液晶透镜变焦处理方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过眼球跟踪装置获取人眼所注视的目标对象与人眼眼球的距离；
在所述焦距-电压查找表中查找与所述距离最接近的目标焦距；
在所述焦距-电压查找表中查找与所述目标焦距对应的一组目标驱动电压；
调用所述目标驱动电压对所述液晶透镜的所有电极同步驱动。
4.根据权利要求3所述的液晶透镜变焦处理方法，其特征在于，所述液晶透镜包括上下设置的两个基板，至少其中一个所述基板上设有若干个条形或环形的驱动电极，在调用每一组所述焦距-电压查找表中的驱动电压时，将调用的驱动电压施加到对应的驱动电极上。
5.根据权利要求1所述的液晶透镜变焦处理方法，其特征在于，所述最大光程差及所述最小光程差通过软件仿真获得，当所述液晶透镜为菲涅尔液晶透镜时，取所述菲涅尔液晶透镜的第一级的最大光程差与最小光程差。
6.一种液晶透镜变焦处理系统，其特征在于，所述系统包括：
第一获取模块，用于获取液晶透镜的最大光程差及最小光程差，并计算光程差改变量，所述光程差改变量为所述最大光程差和所述最小光程差的差值；
第二获取模块，用于根据预设焦距调节精度将所述光程差改变量分为N等份，以光程差改变量/N为步长，获得N+1个光程差，并获取每个所述光程差对应的焦距；
建立模块，用于根据所述焦距对应的光程差分布曲线，仿真对应各所述焦距的每组驱动电压，以建立焦距与电压一一对应的焦距-电压查找表。
7.根据权利要求6所述的液晶透镜变焦处理系统，其特征在于，所述系统还包括：
测试优化模块，用于对于所述焦距-电压查找表中的各个焦距，通过相应的驱动电压对所述液晶透镜进行驱动测试，以得到优化后的焦距-电压查找表；
写入模块，用于将所述优化后的焦距-电压查找表写入存储器中。
8.根据权利要求6所述的液晶透镜变焦处理系统，其特征在于，所述系统还包括：
第三获取模块，用于通过眼球跟踪装置获取人眼所注视的目标对象与人眼眼球的距离；
第一查找模块，用于在所述焦距-电压查找表中查找与所述距离最接近的目标焦距；
第二查找模块，用于在所述焦距-电压查找表中查找与所述目标焦距对应的一组目标驱动电压；
调用模块，用于调用所述目标驱动电压对所述液晶透镜的所有电极同步驱动。
9.根据权利要求8所述的液晶透镜变焦处理系统，其特征在于，所述液晶透镜包括上下设置的两个基板，至少其中一个所述基板上设有若干个条形或环形的驱动电极，在调用每一组所述焦距-电压查找表中的驱动电压时，将调用的驱动电压施加到对应的驱动电极上。
10.根据权利要求6所述的液晶透镜变焦处理系统，其特征在于，所述最大光程差及所述最小光程差通过软件仿真获得，当所述液晶透镜为菲涅尔液晶透镜时，取所述菲涅尔液晶透镜的第一级的最大光程差与最小光程差。
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