CN113625449A - 视度调节方法、可穿戴设备和可穿戴系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种视度调节方法。应用于可穿戴设备,可穿戴设备可安装显示器,显示器显示的画面沿第一入光光路投射到人眼区域,现实场景的画面沿第二入光光路透射到人眼区域;视度调节方法包括获取人眼度数;根据人眼度数计算第一入光光路对应的第一调节参数、和第二入光光路对应的第二调节参数;及根据第一调节参数和第二调节参数分别调节第一入光光路对应的第一视度值和第二入光光路对应的第二视度值。本申请还公开一种可穿戴设备和可穿戴系统。能够根据人眼度数调节可穿戴设备中第一视度值和第二视度值,从而使得第一视度值和第二视度值均和人眼度数匹配,无需佩戴矫正视力的眼镜,减少了头部承受的重量,有利于可穿戴设备的轻量化。
Description
技术领域
本申请涉及视度调节技术领域,特别涉及一种视度调节方法、可穿戴设备和可穿戴系统。
背景技术
目前,人们通过佩戴增强现实(Augmented Reality,AR)或虚拟现实(VirtualReality,VR)眼镜、混合现实(Mixed Reality,MR)等可穿戴设备实现沉浸式的体验。然而,对于存在屈光不正(如近视或远视)问题的用户来说,在佩戴可穿戴设备(一般为头戴式眼镜)的同时还需要佩戴一副校正视力的眼镜,不仅佩戴体验较差,也增加了头部承受的重量,不利于可穿戴设备的轻量化。
发明内容
本申请的实施例提供了一种视度调节方法、可穿戴设备和可穿戴系统。
本申请实施方式的视度调节方法应用于可穿戴设备,所述可穿戴设备可安装显示器,所述显示器显示的画面沿第一入光光路投射到人眼区域,现实场景的画面沿第二入光光路透射到所述人眼区域;所述视度调节方法包括:获取人眼度数;根据所述人眼度数计算所述第一入光光路对应的第一调节参数、和所述第二入光光路对应的第二调节参数;及根据所述第一调节参数和所述第二调节参数分别调节所述第一入光光路对应的第一视度值和所述第二入光光路对应的第二视度值,以使得所述第一视度值和所述第二视度值均与所述人眼度数匹配。
本申请实施方式的可穿戴设备包括处理器,所述可穿戴设备可安装显示器,所述显示器显示的画面沿第一入光光路投射到人眼区域,现实场景的画面沿第二入光光路透射到所述人眼区域;所述处理器用于获取人眼度数;根据所述人眼度数计算所述第一入光光路对应的第一调节参数和所述第二入光光路对应的第二调节参数;及根据所述第一调节参数和所述第二调节参数控制调节装置分别调节所述第一入光光路对应的第一视度值和所述第二入光光路对应的第二视度值,以使得所述第一视度值和所述第二视度值均与所述人眼度数匹配。
本申请一个实施方式的可穿戴系统包括可穿戴设备和显示器。所述可穿戴设备包括处理器,所述可穿戴设备可安装显示器,所述显示器显示的画面沿第一入光光路投射到人眼区域,现实场景的画面沿第二入光光路透射到所述人眼区域;所述处理器用于获取人眼度数;根据所述人眼度数计算所述第一入光光路对应的第一调节参数和所述第二入光光路对应的第二调节参数;及根据所述第一调节参数和所述第二调节参数控制调节装置分别调节所述第一入光光路对应的第一视度值和所述第二入光光路对应的第二视度值,以使得所述第一视度值和所述第二视度值均与所述人眼度数匹配。所述显示器用于显示图像。
本申请另一实施方式的可穿戴系统包括可穿戴设备和调节装置。所述可穿戴设备包括处理器,所述可穿戴设备可安装显示器,所述显示器显示的画面沿第一入光光路投射到人眼区域,现实场景的画面沿第二入光光路透射到所述人眼区域;所述处理器用于获取人眼度数;根据所述人眼度数计算所述第一入光光路对应的第一调节参数和所述第二入光光路对应的第二调节参数;及根据所述第一调节参数和所述第二调节参数控制调节装置分别调节所述第一入光光路对应的第一视度值和所述第二入光光路对应的第二视度值,以使得所述第一视度值和所述第二视度值均与所述人眼度数匹配。所述调节装置设置在可穿戴设备上,所述调节装置用于调节所述第一视度值和所述第二视度值。
本申请再一实施方式的可穿戴系统包括可穿戴设备、显示器和调节装置。所述可穿戴设备包括处理器,所述可穿戴设备可安装显示器,所述显示器显示的画面沿第一入光光路投射到人眼区域,现实场景的画面沿第二入光光路透射到所述人眼区域;所述处理器用于获取人眼度数;根据所述人眼度数计算所述第一入光光路对应的第一调节参数和所述第二入光光路对应的第二调节参数;及根据所述第一调节参数和所述第二调节参数控制调节装置分别调节所述第一入光光路对应的第一视度值和所述第二入光光路对应的第二视度值,以使得所述第一视度值和所述第二视度值均与所述人眼度数匹配。所述显示器用于显示图像。所述调节装置设置在可穿戴设备上,所述调节装置用于调节所述第一视度值和所述第二视度值。
本申请的视度调节方法、可穿戴设备和可穿戴系统能够根据人眼度数计算第一入光光路对应的第一调节参数和第二入光光路对应的第二调节参数,以分别调节人眼接收第一入光光路入射的虚弥场景的画面的第一视度值和接收第二入光光路入射的现实场景的画面的第二视度值,从而使得第一视度值和第二视度值均和人眼度数匹配,无需佩戴矫正视力的眼镜,佩戴体验较好,减少了头部承受的重量,有利于可穿戴设备的轻量化。
本申请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,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例,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是本申请某些实施方式的视度调节方法的流程示意图;
图2是本申请某些实施方式的可穿戴系统的结构示意图;
图3是本申请某些实施方式的视度调节方法的原理示意图;
图4是本申请某些实施方式的视度调节方法的原理示意图;
图5是本申请某些实施方式的第二光学镜组的位移和人眼度数的关系示意图;
图6是本申请某些实施方式的视度调节方法的流程示意图;
图7是本申请某些实施方式的视度调节方法的流程示意图;
图8是本申请某些实施方式的视度调节方法的流程示意图;
图9是本申请某些实施方式的视度调节方法的流程示意图;
图10是本申请某些实施方式的视度调节方法的流程示意图;
图11是本申请某些实施方式的视度调节方法的流程示意图;及
图12是本申请某些实施方式的可穿戴系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。另外,下面结合附图描述的本申请的实施方式是示例性的,仅用于解释本申请的实施方式,而不能理解为对本申请的限制。
请参阅图1和图2,本申请实施方式的视度调节方法,应用于可穿戴设备100,可穿戴设备100可安装显示器10,显示器10显示的画面沿第一入光光路O1投射到人眼区域,现实场景的画面沿第二入光光路透射到人眼区域;视度调节方法包括以下步骤:
011:获取人眼度数;
012:根据人眼度数计算第一入光光路O1对应的第一调节参数、和第二入光光路O2对应的第二调节参数;
013:根据第一调节参数和第二调节参数分别调节第一入光光路O1对应的第一视度值和第二入光光路O2对应的第二视度值,以使得第一视度值和第二视度值均与人眼度数匹配。
本申请实施方式的可穿戴设备100包括处理器50,处理器50用于获取人眼度数;根据人眼度数计算第一入光光路O1对应的第一调节参数和第二入光光路O2对应的第二调节参数;及根据第一调节参数和第二调节参数控制调节装置200分别调节第一入光光路O1对应的第一视度值和第二入光光路O2对应的第二视度值,以使得第一视度值和第二视度值均与人眼度数匹配。也即是说,步骤011和步骤012可以由处理器50实现,步骤013可以由处理器50配合调节装置200实现。
具体地,可穿戴设备100可以是AR设备、MR设备等,其中,用户佩戴AR眼镜既可以看到现实场景的画面,也能够同时看到显示器10显示的虚弥场景的画面,从而实现虚弥画面和现实画面的叠加;MR眼镜为是虚拟现实技术的进一步发展,该技术通过在虚拟环境中引入现实场景信息,以增强用户体验的真实感,用户佩戴MR眼镜不仅能够看到叠加后的虚弥画面和现实画面,而且能够在叠加后的可视化场景中实现虚弥世界与现实世界的实时交互。AR设备、MR设备等设备均是通过用户的视觉系统实现沉浸式的体验,故一般均为头显、眼镜等形式,而目前的屈光不正(如近视或远视)人群基数庞大,在佩戴可穿戴设备100时,均需要佩戴一副矫正视力的眼镜,不仅佩戴体验较差,也增加了头部承受的重量,不利于可穿戴设备100的轻量化。下面以可穿戴设备100为AR眼镜为例进行说明,可穿戴设备100为MR眼镜时原理基本相同,在此不再赘述
本申请的视度调节方法首先获取人眼度数,人眼度数即指人的肉眼可视角度的度数(也称人眼视度),针对人眼度数的不同,现有的眼镜通过调节进入人眼的光线的发散或聚拢的角度,来实现对人眼度数的匹配,从而起到矫正视力的作用。
在一个实施方式中,可穿戴系统1000包括可穿戴设备100和调节装置200。调节装置200设置在可穿戴设备100上以调节可穿戴设备100的第一视度值和第二视度值。人眼度数的获取可以是根据用户的输入得到,可穿戴设备100可配置有输入装置(如按键、触摸显示屏等),通过输入装置接收用户的输入得到人眼度数,可穿戴设备100还可连接外部显示设备(如手机)以作为显示器10,通过手机接收用户的的输入,也可以获取到人眼度数。然后可穿戴设备100根据获取到的人眼度数,控制调节装置200对其视度进行调节,以匹配获取到的人眼度数。如此,可穿戴系统1000根据用户输入的人眼度数可控制设置在可穿戴设备100上的调节装置200自动实现视度调节,相较于第一视度值和第二视度值固定的可穿戴系统1000而言,本实施方式的可穿戴系统1000可匹配的人眼度数范围较大。
人眼度数可以是预设的,例如为了适应不同人眼度数的人群,可将人眼度数分为多个区间,每个区间对应一个型号的可穿戴设备100(如每50度(°)为一个区间,则0°到50°对应型号A、50°到100°对应型号B等等,依此类推),也即是说,每个型号的可穿戴设备100能够匹配一个人眼度数区间。
可穿戴设备100可对视度进行微调,以使得第一视度值和第二视度值可以匹配其型号对应的人眼度数区间中任一人眼度数,如此,可穿戴设备100能够精确地匹配人眼度数区间内的任一人眼度数,视度矫正效果较好,且区间越小,可穿戴设备100所需调节的视度范围相应减小,调节装置200对其内部的镜头组移动的范围对应的也较小,能够减少可穿戴设备100中镜头组移动所需的空间,减小可穿戴设备100的体积。
在另一个实施方式中,可穿戴系统1000可不设置调节装置200,可穿戴设备100的视度还可以为一个固定值,如其型号对应的人眼度数区间的中间值,其镜头组是固定的,无需移动,可进一步减少镜头组所需的空间,减小可穿戴设备100的体积。且由于人眼的适应能力,即使可穿戴设备100的视度为一个固定值,也能够对处于预设度数范围内的人眼进行矫正,只是随着人眼度数和该固定值的差异越大,矫正效果就越差,例如可穿戴设备100的第一视度值和第二视度值均为200°,则可穿戴设备对人眼度数位于150°到250°之间的人眼的矫正效果均较好。
在再一实施方式中,可穿戴系统1000包括可穿戴设备100和显示器10。显示器10固定安装在可穿戴设备100上,显示器10用于显示图像。可穿戴设备100包括第一光学镜组20、第二光学镜组40、光学板30和处理器50,显示器10显示的画面沿第一入光光路O1投射到人眼区域,显示器10可以是可穿戴设备100内置的微显示器,显示器10可以是外接显示器10(即,可穿戴系统100可不包括显示器10),可穿戴设备100设置安装结构以安装外接显示器10(如手机的显示屏等)。第一光学镜组20和第二光学镜组40均可以由一个或多个透镜组成,本实施方式中,第一光学镜组20包括两个透镜、第二光学镜组40包括一个透镜,在其他实施方式中,第一光学镜组20包括一个透镜、第二光学镜组40包括两个透镜,或者,第一光学镜组20包括三个透镜、第二光学镜组40包括两个透镜等。
可穿戴设备100使用近眼显示光学结构(BirdBath),在实现虚拟画面投射到人眼区域时,显示器10发出的光线先经过第一光学镜组20投射,然后经过光学板30的反射面反射,再经过第二光学镜组40的反射面反射,最后经过光学板30透射达到人眼区域,也即是说,实现虚拟画面投射到人眼的所需的装置包括显示器10、第一光学镜组20、光学板30和第二光学镜组40。在实现现实画面投射到人眼区域时,现实场景的光线依次经过第二光学镜组40和光学板30的透射后达到人眼区域,也即是说,实现现实画面透射到人眼所需的装置包括第二光学镜组40和光学板30。
可以理解,第一入光光路O1和第二入光光路O2不能重合,重合后不仅光路结构可能变的十分复杂,甚至有可能无法实现虚拟画面和现实画面的叠加,第一入光光路O1和第二入光光路O2形成预定夹角。预定夹角大于0,如可以是30°、60度、90°等,保证第一入光光路O1和第二入光光路O2不重合。本申请实施方式中,预定夹角为60°,有利于可穿戴设备100的内部安装空间的合理的设置。
在又一实施方式中,可穿戴系统1000包括可穿戴设备100、调节装置200和显示器10。在通过调节装置200调节第一视度值和第二视度值时,需要将第一入光光路O1对应的第一视度值和第二入光光路O2对应的第二视度值均调节至与人眼度数匹配,才能够实现人眼同时看清虚拟画面和现实画面。其中,第一视度值可通过调节显示器10、第一光学镜组20、光学板30和第二光学镜组40四者之间的相对位置和/或第一光学镜组20的透镜参数实现。第二视度值可通过调节第二光学镜组40和光学板30的相对位置和/或第二光学镜组40的透镜参数实现。
其中,调节装置200可在可穿戴设备100生产过程中调节第一视度值和第二视度值,在生产过程中,处理器50根据生产的可穿戴设备100的型号即可获取到预设的人眼度数,或者,根据不同用户的人眼度数单独进行定制制作,调节过程中,第一光学镜组20和第二光学镜组40的光焦度根据需要匹配的人眼度数以及采用的视度调节方式确定,如以改变第二光学镜组40和光学板30的距离以调节第一视度值、改变第二光学镜组40的光焦度以调节第二视度值为例,处理器50控制调节装置200先改变第二光学镜组20和光学板30之间的距离以实现第一视度值的调节,然后将显示器10、确定好光焦度的第一光学镜组20和光学板30固定并确定好第二光学镜组40的位置,显示器10为外接显示器10如手机时则需要将显示器10的安装结构固定好,然后根据第二视度值选取或制作合适光焦度的第二光学镜组40以实现第二视度值的调节,第一视度值受到第二光学镜组40的反射面的位置和曲率影响,但不受第二光学镜组40的光焦度的影响,因此,在确定好第二光学镜组40的位置后,只需将确定好光焦度的第二光学镜组40固定在该位置,即可完成整个第一视度值和第二视度值的调节过程。如此,调节装置200无需设置在可穿戴设备100内,而是作为可穿戴设备100的生产装置使用,可减少可穿戴设备100的重量和体积,有利于可穿戴设备100的轻量化。
在其他实施方式中,调节装置200设置在可穿戴设备100内,在可穿戴设备100接收用户输入以获取到人眼度数,然后处理器50控制调节装置200调节显示器10、第一光学镜组20、光学板30和第二光学镜组40的相对位置以实现第一视度值和第二视度值的调节,例如,处理器50控制调节装置200移动第二光学镜组40,以改变第二光学镜组40和光学板30之间的距离,以实现第二视度值的调节,然后控制调节装置200移动显示器10,以改变显示器10和光学板30之间的距离,以实现第一视度值的调节,从而完成第一视度值和第二视度值的调节。如此,可穿戴设备100可根据人眼度数准确地调整第一视度值和第二视度值,相较于出厂时就固定的第一视度值和第二视度值,需要用户主动选取匹配自身人眼度数的型号的可穿戴设备100而言,可穿戴设备100能够自动调节第一视度值和第二视度值可与人眼度数的更好地匹配,实现机器适应人,而不是人去适应机器的效果。可以理解,调节装置200作为生产过程中的装置和调节装置200设置在可穿戴设备100内时是不同的,受限于可穿戴设备100的内部空间,调节装置200设置在可穿戴设备100内时,体积较小,而作为生产过程中的装置时,体积基本不受限制,可制作更为精密和稳定的调节装置200以实现视度的调节。
另外,由于第二光学镜组40的移动能够同时影响第一视度值和第二视度值,因此,在实现第一视度值和第二视度值的调节时,在实现其中一个视度(第一视度值或第二视度值)的调节后,需要保持第二光学镜组40的位置固定不变。例如,可先实现第一视度值的调节,然后保持第二光学镜组40的位置固定不变的情况下(即保证已经调节好的第一视度值不变),通过改变第二光学镜组40的透镜参数实现第二视度值的改变;再例如,可先实现第二视度值的调节,然后保持第二光学镜组40的位置固定不变的情况下(即保证已经调节好的第二视度值不变),通过改变第一光学镜组和光学板30的距离即可实现第一视度值的调节。如此,保证第一视度值和第二视度值的调节互不影响,准确地调节第一视度值和第二视度值。
本申请实施方式中,处理器50先通过调节第二光学镜组40和光学板30之间的距离调节第一视度值,通过第二光学镜组40的光焦度调节第二视度值,针对不同的人眼度数的用户如正常视力、近视和远视,调节原理基本相同,但调节过程存在差异。
例如,如图2所示,对于正常视力的用户而言,只需调节第一视度值和第二视度值后(即改变第二光学镜组40和光学板30之间的距离和第二光学镜组40的光焦度),使得从光学板30透射向人眼区域的光线为平行光即可,无需对光线进行会聚或者发散,此时第二光学镜组40和光学板30之间的距离为L1,第二光学镜组40的光焦度为0(即为平面折射);再例如,如图3所示,对于近视的用户而言,根据近视程度的不同(即人眼度数的不同)调节第一视度值和第二视度值后,此时第二光学镜组40和光学板30之间的距离为L2,相较于L1而言,L2更小,且第二光学镜组40的光焦度为负,使得从光学板30透射向人眼区域的光线发散,发散的程度和人眼度数相关;再例如,如图4所示,对于远视的用户而言,根据远视程度的不同(即人眼度数的不同)调节第一视度值和第二视度值后,此时第二光学镜组40和光学板30之间的距离为L3,相较于L1而言,L3更大,且光焦度为正,使得从光学板30透射向人眼区域的光线会聚,会聚的程度和人眼度数相关。
其中,第二光学镜组40移动的位移X和人眼度数S的关系如图5所示,近视的人眼度数为负数,远视的人眼度数为正数,第二光学镜组40远离光学板30移动时位移为负数,第二光学镜组40靠近光学板30移动时位移为正数。可以看出,视度调节的位移和近视或远视的程度近似呈线性关系。这里需要说明的是第二光学镜组40进行视度调节的位移的大小还与第二光学镜组40与光学板30相对的反射面的曲率半径有关,曲率半径越大,相同近视或远视的度数,第二光学镜组40的位移越大。本申请实施方式中,第二光学镜组40和光学板30之间的距离所处的范围为[5毫米(mm),20毫米],在其他实施方式中,第二光学镜组40和光学板30之间的距离所处的范围为[10毫米,20毫米]、或[5mm,10mm],可根据可穿戴设备100用于安装第二光学镜组40和光学板30的空间和反射面的曲率半径确定。
可以理解,图5的关系曲线可用于调节第一视度值,根据人眼度数可在图5中找到对应的位移X(即,根据图5的直线对应的函数关系可计算人眼度数对应的第一调节参数),从而根据第一调节采纳数控制调节装置200移动第二光学镜组40靠近或远离光学板30移动该位移,实现第一视度值的调节,在调节好第一视度值后,然后根人眼度数和人眼度数与光焦度的函数关系计算人眼度数对应的光焦度(即,第二调节参数),然后根据第二调节参数调节第二光学镜组40的光焦度的大小即可实现第二视度值的调节。当然,若通过移动显示器10/第一光学镜组20实现第一视度值的调节,显示器10/第一光学镜组20的位移和人眼度数同样存在如图5类似的关系,从而根据人眼度数可快速调节第一光学镜组20的位移以实现第一视度值的调节。
第一视度值和第二视度值由于均需要匹配同样的人眼度数,因此,第一视度值和第二视度值基本相同,但由于调节过程中可能存在一定误差,第一视度值和第二视度值也可能存在差异,在调节完成后,第一视度值和第二视度值的差值在预定差值范围内即可认为第一视度值和第二视度值的调节是准确的。
本申请的视度调节方法和可穿戴设备100能够根据人眼度数计算第一入光光路对应的第一调节参数和第二入光光路对应的第二调节参数,以分别调节可穿戴设备100中第一视度值和第二视度值,从而使得第一视度值和第二视度值均和人眼度数匹配,无需佩戴矫正视力的眼镜,佩戴体验较好,减少了头部承受的重量,有利于可穿戴设备100的轻量化。
请参阅图2和图6,在某些实施方式中,人眼度数包括左眼度数和右眼度数;处理器50还用于:获取左眼度数和右眼度数;根据左眼度数控制调节装置200调节左眼对应的第一视度值和第二视度值;及根据右眼度数控制调节装置200调节右眼对应的第一视度值和第二视度值。
具体地,AR眼镜中,显示器10、第一光学镜组20、光学板30和第二光学镜组40均为两个,两组(每组包括一个显示器10、一个第一光学镜组20、一个光学板30和一个第二光学镜组40)分别对应用户的左眼和右眼,因此,在调节第一视度值和第二视度值时,根据左眼度数调节左眼对应的第一视度值和第二视度值,根据右眼度数调节右眼对应的第一视度值和第二视度值,可使得可穿戴设备100更准确地匹配左眼度数和右眼度数。在左眼度数和右眼度数差异较大时,也能够起到良好的视度调节效果。
在调节装置200为生产过程中的装置时,可穿戴设备100可分为更多种型号,如左眼度数和右眼度数相同的型号,左眼度数和右眼度数差50度的型号和左眼度数和右眼度数差100度的型号等,以供左眼度数和右眼度数差异较大的用户选择,用户也可通过网上商城等平台下单并提供左眼度数和右眼度数,厂家根据用户的左眼度数和右眼度数即可量身定制最适合用户的可穿戴设备100。
在调节装置200设置在可穿戴设备100内时,可穿戴设备100根据左眼度数即可控制调节装置200自动调节左眼对应的显示器10、第一光学镜组20、光学板30和第二光学镜组40的相对位置,根据右眼度数即可控制调节装置200自动调节右眼对应的显示器10、第一光学镜组20、光学板30和第二光学镜组40的相对位置,从而分别实现左眼对应的第一视度值和第二视度值的调节、及实现右眼对应的第一视度值和第二视度值的调节。
请参阅图2、图6和图7,在某些实施方式中,光学板30同时位于第一入光光路O1和第二入光光路O2,第一调节参数包括第一移动距离,步骤013包括:
0131:根据第一移动距离移动第一光学镜组20和/或显示器10以调节第一视度值;或
0132:根据第一移动距离移动第二光学镜组40以调节第一视度值。
在某些实施方式中,处理器50还用于根据第一移动距离控制调节装置200移动第一光学镜组20和/或显示器10以调节第一视度值;或根据第一移动距离控制调节装置200移动第二光学镜组40以调节第一视度值。也即是说,步骤0131和步骤0132可以由处理器50配合调节装置200实现。
具体地,第一视度值受到显示器10、第一光学镜组20、光学板30和第二光学镜组40的影响,因此,第一视度值可通过调节显示器10、第一光学镜组20、光学板30和第二光学镜组40四者之间的相对位置和/或第一光学镜组20的透镜参数实现。如处理器50根据第一移动距离控制调节装置200移动显示器10和/或第一光学镜组20,以改变显示器10和光学板30之间的距离实现第一视度值的调节;或者,处理器50控制调调节装置200改变第一光学镜组20和光学板30之间的距离实现第一视度值的调节;或者,处理器50控制调节装置200改变第二光学镜组40和光学板30的距离实现第一视度值的调节;或者,通过改变第一光学镜组20的透镜参数(如光焦度)实现第一视度值的调节;或者,处理器50控制调节装置200通过改变显示器10和光学板30之间的距离,同时改变第一光学镜组20的透镜参数(如光焦度)实现第一视度值的调节等等。本实施方式中,处理器50通过控制调节装置200移动第二光学镜组40移动,以改变第二光学镜组40和光学板30之间的距离,从而实现第一视度值的调节。
请参阅图2、图8和图9,在某些实施方式中,第二光学镜组40包括第一透镜41,第一透镜41包括与光学板30相对的反射面411和与反射面411相背的透射面412,第二调节参数包括曲率半径变化量,步骤013还包括:
0133:根据曲率半径变化量改变透射面412的曲率半径以调节第二视度值。
在某些实施方式中,第二光学镜组40包括第一透镜41,第一透镜41能够根据电压改变透射面412的曲率半径,处理器50还用于根据曲率半径变化量控制输入第一透镜41的电压以改变第二视度值。也即是说,步骤0125可以由处理器50实现。
具体地,第二视度值受到光学板30和第二光学镜组40的影响,因此,第二视度值可通过调节第二光学镜组40和光学板30的相对位置和/或第二光学镜组40的透镜参数实现。如处理器50控制调节装置200改变第二光学镜组40和光学板30的距离实现第二视度值的调节;或者,通过改变第二光学镜组40的透镜参数(如光焦度)实现第二视度值的调节;或者,处理器50控制调节装置200改变第二光学镜组40和光学板30的距离,同时改变第二光学镜组40的透镜参数(如光焦度)实现第二视度值的调节。
在通过改变第二光学镜组40的光焦度以实现第二视度值的调节时,可通过能够根据电压改变透射面412的曲率半径的第一透镜41实现,具体地,第一透镜41可以是液体透镜,如电润湿效应透镜,是通过改变施加的电压来控制液体在固体表面上的润湿特性的液体透镜。电润湿效应简单来说就是通过电压来控制液滴的表面形状。更准确来说,电润湿效应是一种物理化学现象,通过改变液体-固体界面的外加电压来控制液体在固体面上的润湿特性,从而改变液滴的接触角,使其能像人眼的晶状体一样改变曲率实现变焦(光焦度的改变)。同时,施加电压的不同,其表面曲率会发生变化,从而实现光学变焦。第一透镜41的的光焦度φ范围为[-5D,+5D],D为屈光度(Dioptre),是光焦度的单位,当然,根据可穿戴设备100面向的人群的不同,第一透镜41的的光焦度范围可以更大,如[-6D,+6D]、[-8D,+8D]、[-10D,+10D]等。
处理器50通过改变施加在第一透镜41的电压,改变透射面412的曲率半径,从而实现第一透镜41的光焦度的改变,最终实现第二视度值的调节。如此,通过液体透镜实现第二视度值的调节,相较于通过改变第一透镜41和光学板30之间的距离来实现第二视度值的调节而言,第一透镜41无需移动,第一透镜41所需的安装空间较小,有利于可穿戴设备100的小型化和轻量化,同样的,在调节第一视度值时,第一光学镜组20也可以设置类似第一透镜41的液体透镜以实现第一视度值的调节,从而使得可穿戴设备100不仅能够实现小型化和轻量化,而且可自动调节视度,可适应不同人眼度数的用户。当然,考虑到液体透镜的成本以及实现难度,厂家可根据用户提供的人眼度数,量身定制对应的光焦度的第一透镜41。
请参阅图10至图12,在某些实施方式中,第二调节参数包括第二移动距离,第二光学镜组40包括第一透镜41和第二透镜42,步骤013还包括:
0134:根据第二移动距离移动第二透镜42以调节第二视度值。
在某些实施方式中,处理器50还用于控制调节装置200调节第一透镜41和第二透镜42之间的距离以改变第二视度值。也即是说,步骤0126可以由处理器50配合调节装置200实现。
具体地,第二光学镜组40可设置一个或多个透镜,通过改变多个透镜之间的距离实现第二光学镜组40的光焦度的改变,透镜的个数可根据所需要调节的光焦度的范围确定。本实施方式中,通过两个透镜(第一透镜41和第二透镜42)实现第二光学镜组40的光焦度的改变,第二透镜42和第一透镜41沿第二入光光路O2依次设置,在调节第一视度值时,处理器50根据第一移动距离控制调节装置200移动第一透镜41,以使得第一透镜41靠近或远离光学板30,从而改变第一透镜41和光学板30之间的距离,实现第一视度值的调节,第一移动距离和人眼度数的对应关系类似如图5所示的第二光学镜组的位移和人眼度数的关系,通过人眼度数可快速计算得到第一移动距离,从而实现第一视度值的调节。
之后,调节装置200不再移动第一透镜41(即,保持第一视度值不变),处理器50根据第二移动距离控制调节装置200移动第二透镜42,以使得第二透镜42靠近或远离第一透镜41,从而改变第二透镜42和第一透镜41之间的距离,实现第二光学镜组40的光焦度的改变,最终实现第二视度值的调节。第二移动距离和人眼度数的对应关系也类似如图5所示的第二光学镜组的位移和人眼度数的关系,通过人眼度数可快速计算得到第二移动距离,从而实现第二视度值的调节。
可以理解,调节装置200可以是一个或多个,可根据需要移动的部件的数量和位置确定,本申请实施方式中,调节装置200为两个,第一透镜41和第二透镜42分别设置在两个调节装置200上,在处理器50控制调节装置200移动时即带动第一透镜41和第二透镜42移动。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。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方式或示例。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方式或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施方式,可以理解的是,上述实施方式是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。
Claims (11)
1.一种视度调节方法,应用于可穿戴设备,其特征在于,所述可穿戴设备可安装显示器,所述显示器显示的画面沿第一入光光路投射到人眼区域,现实场景的画面沿第二入光光路透射到所述人眼区域;所述视度调节方法包括:
获取人眼度数;
根据所述人眼度数计算所述第一入光光路对应的第一调节参数、和所述第二入光光路对应的第二调节参数;及
根据所述第一调节参数和所述第二调节参数分别调节所述第一入光光路对应的第一视度值和所述第二入光光路对应的第二视度值,以使得所述第一视度值和所述第二视度值均与所述人眼度数匹配。
2.根据权利要求1所述的视度调节方法,其特征在于,所述可穿戴设备包括第一光学镜组、第二光学镜组和光学板,所述光学板同时位于所述第一入光光路和所述第二入光光路,所述第一调节参数包括第一移动距离,所述根据所述第一调节参数调节所述第一入光光路对应的第一视度值,包括:
根据所述第一移动距离移动所述第一光学镜组和/或所述显示器以调节所述第一视度值;或
根据所述第一移动距离移动所述第二光学镜组以调节所述第一视度值。
3.根据权利要求2所述的视度调节方法,其特征在于,所述第二光学镜组包括第一透镜,所述第一透镜包括所述反射面和与所述反射面相背的透射面,所述反射面与所述光学板相对,所述第二调节参数包括曲率半径变化量,所述根据所述第二调节参数调节所述第二入光光路对应的第二视度值,包括:
根据所述曲率半径变化量改变所述透射面的曲率半径以调节所述第二视度值。
4.根据权利要求3所述的视度调节方法,其特征在于,所述第二光学镜组包括所述第一透镜和第二透镜,所述第二调节参数包括第二移动距离,所述根据所述第二调节参数调节所述第二入光光路对应的第二视度值,还包括:
根据所述第二移动距离移动所述第二透镜以调节所述第二视度值。
5.一种可穿戴设备,其特征在于,所述可穿戴设备包括处理器,所述可穿戴设备可安装显示器,所述显示器显示的画面沿第一入光光路投射到人眼区域,现实场景的画面沿第二入光光路透射到所述人眼区域;所述处理器用于获取人眼度数;根据所述人眼度数计算所述第一入光光路对应的第一调节参数和所述第二入光光路对应的第二调节参数;及根据所述第一调节参数和所述第二调节参数控制调节装置分别调节所述第一入光光路对应的第一视度值和所述第二入光光路对应的第二视度值,以使得所述第一视度值和所述第二视度值均与所述人眼度数匹配。
6.根据权利要求5所述的可穿戴设备,其特征在于,所述可穿戴设备还包括第一光学镜组、第二光学镜组和光学板,所述调节装置与所述显示器、所述第一光学镜组和所述第二光学镜组均连接,所述光学板同时位于所述第一入光光路和所述第二入光光路,所述第一调节参数包括第一移动距离,所述处理器还用于:
根据所述第一移动距离控制所述调节装置移动所述第一光学镜组和/或所述显示器以调节所述第一视度值;或
根据所述第一移动距离控制所述调节装置移动所述第二光学镜组以调节所述第一视度值。
7.根据权利要求6所述的可穿戴设备,其特征在于,所述第二光学镜组包括第一透镜,所述第一透镜包括所述反射面和与所述反射面相背的透射面,所述反射面与所述光学板相对,所述第二调节参数包括曲率半径变化量,所述第一透镜能够根据电压改变所述透射面的曲率半径,所述处理器还用于根据所述曲率半径变化量控制输入所述第一透镜的电压以调节所述第二视度值。
8.根据权利要求6所述的可穿戴设备,其特征在于,所述第二光学镜组包括第一透镜和第二透镜,所述第一透镜包括所述反射面,所述反射面与所述光学板相对,所述第二调节参数包括第二移动距离,所述处理器还用于根据所述第二移动距离控制所述调节装置移动所述第二透镜以调节所述第二视度值。
9.一种可穿戴系统,其特征在于,所述可穿戴系统包括:
权利要求5至8任一项所述的可穿戴设备;及
所述显示器,所述显示器用于显示图像。
10.一种可穿戴系统,其特征在于,所述可穿戴系统包括:
权利要求5至8任一项所述的可穿戴设备;及
所述调节装置,所述调节装置设置在可穿戴设备上,所述调节装置用于调节所述第一视度值和所述第二视度值。
11.一种可穿戴系统,其特征在于,所述可穿戴系统包括:
权利要求5至8任一项所述的可穿戴设备;
所述显示器,所述显示器用于显示图像;及
所述调节装置,所述调节装置设置在可穿戴设备上,所述调节装置用于调节所述第一视度值和所述第二视度值。
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