CN113781940B - 头戴式显示设备及其显示亮度调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种头戴式显示设备的显示亮度调节方法，该方法包括获取佩戴者的眼部信息；根据眼部信息获取第一眼球的瞳孔直径的数据；根据眼部信息将头戴式显示设备的显示区域划分为对应第一眼球的第一显示区域和对应第二眼球的第二显示区域；根据第一眼球的瞳孔直径的数据计算对应的第一显示亮度，并将第二显示区域的显示亮度调整为第一显示亮度。本发明提出的头戴式显示设备的显示亮度调节方法能够准确获取佩戴者的入眼亮度变化，保证了亮度调整的准确性，而且通过检测一侧眼球和调整另一侧显示亮度的方式避免了由于正反馈导致的显示亮度达到极限的问题。

Description

头戴式显示设备及其显示亮度调节方法

技术领域

本发明属于头戴式显示技术领域，具体涉及一种头戴式显示设备及其显示亮度调节方法。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

随着信息技术和高新产业的日益发展，头戴式显示设备如AR眼镜、VR眼镜等诸多设备正逐渐走入人们的生活，其中，基于增强现实技术(AugmentedReality,AR)设备可以将虚拟的信息呈现在真实世界中，用户使用AR设备时，不仅可以看到外界实景，还能同时看到由AR设备呈现的虚拟场景，因此，进入用户眼睛的光线亮度包括外界环境光线亮度和AR设备的显示亮度。

由于在外界实景之上叠加虚景呈现给用户的显示效果与上述两种显示亮度的匹配有很大关系，当外界光线过于明亮或太暗时，虚像在用户视野中的显示效果并不好，需要调节AR设备的显示亮度，避免外界光线过强时看不清楚虚拟图像，或避免外界光线过暗时虚拟图像刺眼。现有的AR设备通过环境光传感器收集环境亮度的方法仅能收集用户所处的环境亮度，无法精确识别用户的入眼亮度。因此，现有的头戴式显示设备的显示亮度自动调节功能不完善，存在调整效果差的问题。

发明内容

为了解决现有的头戴式显示设备的显示亮度自动调节效果差的问题，本发明第一方面提供了一种头戴式显示设备的显示亮度调节方法，包括：

获取佩戴者的眼部信息；

根据所述眼部信息获取第一眼球的瞳孔直径的数据；

根据所述眼部信息将所述头戴式显示设备的显示区域划分为第一显示区域和第二显示区域，所述第一显示区域对应所述第一眼球，所述第二显示区域对应第二眼球；

获取瞳孔直径与显示亮度的关系，根据所述第一眼球的瞳孔直径的数据计算对应的第一显示亮度，并将第二显示区域的显示亮度调整为所述第一显示亮度。

根据本发明实施例的头戴式显示设备的显示亮度调节方法，通过实时获取第一眼球的瞳孔的数据，根据瞳孔直径与显示亮度的关系，利用第一眼球的瞳孔直径数据计算出对应的第一显示亮度，由此能够准确获取佩戴者的入眼亮度变化，保证了后续亮度调整的准确性；将与第二眼球对应的第二显示区域的显示亮度调整至第一显示亮度，直至第一眼球的瞳孔直径不再发生变化时，将与第一眼球对应的第一显示区域的显示亮度调整至与第二显示区域的显示亮度相同的亮度，本实施例通过获取用户其中一侧眼球的瞳孔直径数据，调整另一侧眼球对应的显示区域调整为计算出的第一显示亮度，从而实现对显示亮度的自动调节，解决了现有的头戴式显示设备的显示亮度自动调节效果差的问题，而且通过检测一侧眼球和调整另一侧显示亮度的方式避免了由于正反馈导致的显示亮度达到极限的问题。

另外，根据本发明实施例的头戴式显示设备的显示亮度调节方法，还可以具有如下的技术特征：

在本发明的一些实施例中，在所述将第二显示区域的显示亮度调整为所述第一显示亮度之后还包括：根据所述第一眼球的瞳孔直径停止变化，将第一显示区域的显示亮度调整为与所述第二显示区域的显示亮度相同。

在本发明的一些实施例中，所述将第一显示区域的显示亮度调整为与所述第二显示区域的显示亮度相同后，还包括：

获取所述第二眼球的瞳孔直径的数据，根据所述第二眼球的瞳孔直径的数据计算对应的第二显示亮度，并将第一显示区域的显示亮度调整为所述第二显示亮度；

根据所述第二眼球的瞳孔直径停止变化，将第二显示区域的显示亮度调整为与所述第一显示区域的显示亮度相同。

在本发明的一些实施例中，所述根据所述眼部信息将所述头戴式显示设备的显示区域划分为第一显示区域和第二显示区域包括：

确定所述第一眼球的瞳孔与所述第二眼球的瞳孔之间的中心点，将经过所述中心点并垂直于所述第一眼球的瞳孔与所述第二眼球的瞳孔的连线的线条确定为中心线；

根据所述中心线，将显示区域划分为位于所述中心线一侧的第一显示区域和位于所述中心线另一侧的第二显示区域。

在本发明的一些实施例中，所述获取瞳孔直径与显示亮度的关系包括：

将头戴式显示设备调整至多种不同的显示亮度，在多种显示亮度环境下采集佩戴者的多个不同的瞳孔直径；

根据所述多个不同的瞳孔直径和所述多种不同的显示亮度，计算所述瞳孔直径与所述显示亮度的关系。

在本发明的一些实施例中，所述根据所述多个不同的瞳孔直径和所述多种不同的显示亮度，计算所述瞳孔直径与所述显示亮度的关系包括：

以所述瞳孔直径为横坐标，所述显示亮度为纵坐标，绘制所述瞳孔直径与所述显示亮度的第一关系曲线。

在本发明的一些实施例中，所述第一眼球的瞳孔直径的数据包括所述第一眼球的瞳孔直径停止变化时的最终值，所述根据所述第一眼球的瞳孔直径的数据计算对应的第一显示亮度包括：根据所述第一关系曲线查找所述最终值对应的显示亮度作为所述第一显示亮度。

在本发明的一些实施例中，所述根据所述多个不同的瞳孔直径和所述多种不同的显示亮度，计算所述瞳孔直径与所述显示亮度的关系包括：

以所述瞳孔直径的变化值为横坐标，所述显示亮度的变化值为纵坐标，绘制所述瞳孔直径的变化值与所述显示亮度的变化值的第二关系曲线。

在本发明的一些实施例中，所述第一眼球的瞳孔直径的数据包括所述第一眼球的瞳孔直径的变化值，所述根据所述第一眼球的瞳孔直径的数据计算对应的第一显示亮度包括：根据所述第二关系曲线查找所述变化值对应的显示亮度的变化值。

本发明第二方面提供了一种头戴式显示设备，包括：

眼球追踪摄像机，所述眼球追踪摄像机实时采集眼球图像，根据所述眼球图像获取所述眼部信息；

控制器，所述控制器包括控制装置和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有控制指令，所述控制装置通过执行所述控制指令来实现根据上述任一实施例所述的头戴式显示设备的显示亮度调节方法，所述控制装置包括：

计算模块，所述计算模块用于获取所述第一眼球的瞳孔直径的数据，计算所述第一显示亮度；

控制模块，所述控制模块用于调整所述第一显示区域和所述第二显示区域的显示亮度。

根据本发明实施例的头戴式显示设备，具有与上述实施例中头戴式显示设备的显示亮度调节方法相同的优点，本实施例提出的头戴式显示设备能够准确获取佩戴者的入眼亮度变化，并能够准确调整显示亮度。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。

在附图中：

图1为本发明实施例的头戴式显示设备的显示亮度调节方法的流程示意图一；

图2为本发明实施例的头戴式显示设备的显示亮度调节方法的流程示意图二；

图3为本发明实施例的头戴式显示设备的显示亮度调节方法中瞳孔直径的变化值与显示亮度的变化值的第二关系曲线的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解的是，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反的，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1至图3所示，本发明第一方面的实施例提出了一种头戴式显示设备的显示亮度调节方法，该显示亮度调节方法包括：

步骤一：获取佩戴者的眼部信息；

步骤二：根据眼部信息获取第一眼球的瞳孔直径的数据；

步骤三：根据眼部信息将头戴式显示设备的显示区域划分为第一显示区域和第二显示区域，第一显示区域对应第一眼球，第二显示区域对应第二眼球；

步骤四：获取瞳孔直径与显示亮度的关系，根据第一眼球的瞳孔直径的数据计算对应的第一显示亮度，并将第二显示区域的显示亮度调整为第一显示亮度。

在一种可选的实施方式中，还包括步骤五：根据第一眼球的瞳孔直径停止变化，将第一显示区域的显示亮度调整为与第二显示区域的显示亮度相同。

本发明实施例提出的头戴式显示设备的显示亮度调节方法，通过实时获取第一眼球的瞳孔的数据，根据瞳孔直径与显示亮度的关系，利用第一眼球的瞳孔直径数据计算出对应的第一显示亮度，由此能够准确获取佩戴者的入眼亮度变化，保证了后续亮度调整的准确性；将与第二眼球对应的第二显示区域的显示亮度调整至第一显示亮度，直至第一眼球的瞳孔直径不再发生变化时，将与第一眼球对应的第一显示区域的显示亮度调整至与第二显示区域的显示亮度相同的亮度，本实施例通过获取用户其中一侧眼球的瞳孔直径数据，调整另一侧眼球对应的显示区域调整为计算出的第一显示亮度，从而实现对显示亮度的自动调节，解决了现有的头戴式显示设备的显示亮度自动调节效果差的问题。

另外需要说明的是，相关技术在利用瞳孔直径数据对显示亮度调节的过程中，通常由于环境亮度过高，检测到瞳孔直径缩小时，需要提高显示亮度，从而造成显示亮度的变化与外界亮度的变化呈正相关，形成正反馈现象，最终导致显示亮度达到极限，影响显示亮度调节的准确性，而本实施例中通过对一侧眼球做检测，对另一侧眼球对应的显示区域进行调整，最后同步两侧显示区域的显示亮度，这样的方式可以避免同一侧眼球既做检测又调整显示亮度导致的正反馈现象，提高了亮度调节的准确性。

在步骤一中获取佩戴者的眼部信息包括采集眼球照片，具体地，在本发明的一些实施例中，可以通过眼球追踪摄像机实时采集眼球图像，从而根据眼球图像获取眼部信息，眼球追踪摄像机的数量可以为一个或两个，并能够采集到第一眼球和第二眼球的图像。

在步骤二根据眼部信息获取第一眼球的瞳孔直径的数据中，可以理解地，当佩戴者佩戴好头戴式显示设备时，瞳孔的直径会由于外界光线强度变化发生变化，本步骤中可以检测第一眼球的瞳孔直径的初始值，以及当瞳孔大小不再变化时瞳孔直径的最终值，以及可以根据初始值和最终值计算得出的瞳孔直径的变化值，故本实施例中第一眼球的瞳孔直径的数据可以包括上述初始值、最终值和变化值中的一者或多者，如果第一眼球的瞳孔的直径没有发生变化，则将此时第一显示区域的显示亮度记为标准亮度，并可以将第二显示区域的显示亮度调整为与第一显示区域的显示亮度相同。

在步骤三中，根据眼部信息将头戴式显示设备的显示区域划分为第一显示区域和第二显示区域中，眼部信息为检测到的第一眼球和第二眼球的尺寸数据，在本发明的一些实施例中，可以检测第一眼球的瞳孔的尺寸、第二眼球的瞳孔的尺寸、第一瞳孔的中心与第二瞳孔的中心之间的距离，从而确定第一眼球的瞳孔与第二眼球的瞳孔之间的中心点，并以经过中心点，且垂直于第一眼球的瞳孔与第二眼球的瞳孔的连线的线条作为中心线，根据中心线将显示区域划分为位于中心线的两侧的第一显示区域和第二显示区域，其中第一显示区域对应第一眼球，第二显示区域对应第二眼球，也就是说，第一眼球位于第一显示区域产生的显示亮度环境下，第二眼球位于第二显示区域产生的显示亮度环境下。

在步骤四中，获取瞳孔直径与显示亮度的关系有多种方式，示例性地，在本发明的一些实施例中，可以将头戴式显示设备调整至多种不同的显示亮度，并在多种显示亮度环境下采集佩戴者的多个不同的瞳孔直径，将上述多种显示亮度和多种瞳孔直径的数据进行记录，并计算出对应的关系式或关系表。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，可以根据多个不同的瞳孔直径和多种不同的显示亮度绘制关系曲线，具体地，在采集到多组数据后，以瞳孔直径为横坐标，以显示亮度为纵坐标，根据多组数据绘制出瞳孔直径与显示亮度的第一关系曲线，由此，可以根据第一关系曲线以及获取的瞳孔直径得到需要调整的显示亮度。

在上述实施方式的基础上，第一眼球的瞳孔直径的数据包括第一眼球的瞳孔直径停止变化时的最终值，由此，可以根据第一关系曲线查找最终值对应的显示亮度作为第一显示亮度，并将第二显示区域的显示亮度调整为第一显示亮度。

在本发明的另一些实施例中，如图2所示，可以根据多个不同的瞳孔直径的变化值△L和多种不同的显示亮度的变化值△B绘制关系曲线，具体地，在采集到多组数据后，以瞳孔直径的变化值△L为横坐标，显示亮度的变化值△B为纵坐标，绘制如图3所示的瞳孔直径的变化值△L与显示亮度的变化值△B的第二关系曲线，由此，可以根据第二关系曲线以及获取的瞳孔直径的变化值查找出对应的显示亮度应当增大或减小的变化值。

在上述实施方式的基础上，第一眼球的瞳孔直径的数据包括第一眼球的瞳孔直径的变化值，由此，如图2所示，可以根据第二关系曲线查找第一眼球的瞳孔直径的变化值对应的显示亮度的变化值，从而根据显示亮度的初始值和变化值计算得出第一显示亮度。

在步骤五中，当第一眼球的瞳孔直径停止变化后，将第一显示区域的显示亮度调整为与第二显示区域的显示亮度相同，可以理解地，本实施例中对第一眼球的瞳孔直径进行实时检测，并实时计算对应的第一显示亮度，直至第一眼球的瞳孔直径停止变化，此时停止调节第二显示区域的显示亮度，并将第一显示区域的显示亮度直接调整为第二显示区域的最终显示亮度，从而进一步避免第一显示区域发生正反馈现象。

进一步地，在本发明的一些实施例中，将第一显示区域的显示亮度调整为与第二显示区域的显示亮度相同之后，继续对第二眼球进行检测，检测和计算步骤与上述步骤一至步骤五相同，在此不再赘述，具体地，在获取第二眼球的瞳孔直径的数据后，若第二眼球的瞳孔直径继续变化，则根据第二眼球的瞳孔直径的数据计算对应的第二显示亮度，并将第一显示区域的显示亮度调整为第二显示亮度，直至第二眼球的瞳孔直径停止变化后，将第二显示区域的最终的显示亮度调整为与第一显示区域的显示亮度相同。

本发明第二方面的实施例提供了一种头戴式显示设备，包括：

眼球追踪摄像机，眼球追踪摄像机实时采集眼球图像，从而根据眼球图像获取眼部信息；控制器，控制器包括控制装置和计算机可读存储介质，计算机可读存储介质内存储有控制指令，控制装置通过执行控制指令来实现根据上述任一实施例的头戴式显示设备的显示亮度调节方法，控制装置包括计算模块和控制模块，计算模块用于获取第一眼球的瞳孔直径的数据，计算第一显示亮度，控制模块用于调整第一显示区域和第二显示区域的显示亮度。

本发明实施例提出的头戴式显示设备，具有与上述实施例中头戴式显示设备的显示亮度调节方法相同的优点，本实施例提出的头戴式显示设备能够准确获取佩戴者的入眼亮度变化，并能够准确调整显示亮度。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种头戴式显示设备的显示亮度调节方法，其特征在于，包括：

获取佩戴者的眼部信息；

根据所述眼部信息获取第一眼球的瞳孔直径的数据；

根据所述眼部信息将所述头戴式显示设备的显示区域划分为第一显示区域和第二显示区域，所述第一显示区域对应所述第一眼球，所述第二显示区域对应第二眼球；

获取瞳孔直径与显示亮度的关系，根据所述第一眼球的瞳孔直径的数据计算对应的第一显示亮度，并将第二显示区域的显示亮度调整为所述第一显示亮度；

在所述将第二显示区域的显示亮度调整为所述第一显示亮度之后还包括：

确定所述第一眼球的瞳孔直径停止变化，将第一显示区域的显示亮度调整为与所述第二显示区域的显示亮度相同。

2.根据权利要求1所述的头戴式显示设备的显示亮度调节方法，其特征在于，所述将第一显示区域的显示亮度调整为与所述第二显示区域的显示亮度相同后，还包括：

获取所述第二眼球的瞳孔直径的数据，根据所述第二眼球的瞳孔直径的数据计算对应的第二显示亮度，并将第一显示区域的显示亮度调整为所述第二显示亮度；

根据所述第二眼球的瞳孔直径停止变化，将第二显示区域的显示亮度调整为与所述第一显示区域的显示亮度相同。

3.根据权利要求1所述的头戴式显示设备的显示亮度调节方法，其特征在于，所述根据所述眼部信息将所述头戴式显示设备的显示区域划分为第一显示区域和第二显示区域包括：

确定所述第一眼球的瞳孔与所述第二眼球的瞳孔之间的中心点，将经过所述中心点并垂直于所述第一眼球的瞳孔与所述第二眼球的瞳孔的连线的线条确定为中心线；

根据所述中心线，将显示区域划分为位于所述中心线一侧的第一显示区域和位于所述中心线另一侧的第二显示区域。

4.根据权利要求1所述的头戴式显示设备的显示亮度调节方法，其特征在于，所述获取瞳孔直径与显示亮度的关系包括：

将头戴式显示设备调整至多种不同的显示亮度，在多种显示亮度环境下采集佩戴者的多个不同的瞳孔直径；

根据所述多个不同的瞳孔直径和所述多种不同的显示亮度，计算所述瞳孔直径与所述显示亮度的关系。

5.根据权利要求4所述的头戴式显示设备的显示亮度调节方法，其特征在于，所述根据所述多个不同的瞳孔直径和所述多种不同的显示亮度，计算所述瞳孔直径与所述显示亮度的关系包括：

以所述瞳孔直径为横坐标，所述显示亮度为纵坐标，绘制所述瞳孔直径与所述显示亮度的第一关系曲线。

6.根据权利要求5所述的头戴式显示设备的显示亮度调节方法，其特征在于，所述第一眼球的瞳孔直径的数据包括所述第一眼球的瞳孔直径停止变化时的最终值，所述根据所述第一眼球的瞳孔直径的数据计算对应的第一显示亮度包括：根据所述第一关系曲线查找所述最终值对应的显示亮度作为所述第一显示亮度。

7.根据权利要求4所述的头戴式显示设备的显示亮度调节方法，其特征在于，所述根据所述多个不同的瞳孔直径和所述多种不同的显示亮度，计算所述瞳孔直径与所述显示亮度的关系包括：

以所述瞳孔直径的变化值为横坐标，所述显示亮度的变化值为纵坐标，绘制所述瞳孔直径的变化值与所述显示亮度的变化值的第二关系曲线。

8.根据权利要求7所述的头戴式显示设备的显示亮度调节方法，其特征在于，所述第一眼球的瞳孔直径的数据包括所述第一眼球的瞳孔直径的变化值，所述根据所述第一眼球的瞳孔直径的数据计算对应的第一显示亮度包括：根据所述第二关系曲线查找所述变化值对应的显示亮度的变化值。

9.一种头戴式显示设备，其特征在于，包括：

眼球追踪摄像机，所述眼球追踪摄像机实时采集眼球图像，根据所述眼球图像获取所述眼部信息；

控制器，所述控制器包括控制装置和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有控制指令，所述控制装置通过执行所述控制指令来实现根据权利要求1至8任一项所述的头戴式显示设备的显示亮度调节方法，所述控制装置包括：

计算模块，所述计算模块用于获取所述第一眼球的瞳孔直径的数据，计算所述第一显示亮度；

控制模块，所述控制模块用于调整所述第一显示区域和所述第二显示区域的显示亮度。