CN116990965A - 瞳距调节方法、头戴显示设备和可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
一种瞳距调节方法、头戴显示设备和可读存储介质。头戴显示设备包括IPD调节机构和两个光学显示模组,IPD调节机构用于驱动两个光学显示模组移动。瞳距调节方法包括:用户佩戴头戴显示设备后,控制IPD调节机构沿第一方向移动第一距离,第一距离用于消除IPD调节机构的空回误差;控制所述IPD调节机构动作沿第二方向移动第二距离,所述IPD调节机构驱动所述两个光学显示模组移动,移动后两个所述光学显示模组之间的距离与所述用户的瞳距相匹配。通过控制IPD调节机构动作,考虑了IPD调节机构中机械结构的空回误差,驱动两个光学显示模组移动,实现了头戴显示设备的瞳距的自动调节,提高了瞳距调整的便利性和准确性。
Description
技术领域
本申请实施例涉及终端技术领域,尤其涉及一种瞳距调节方法、头戴显示设备和可读存储介质。
背景技术
头戴式显示设备,是佩戴于用户头部的显示设备,可以为用户提供新的可视化环境。随着显示技术的发展,例如,增强现实(augmented reality,AR)技术、虚拟现实(virtual reality,VR)技术或混合现实(mixed reality,MR)技术等,头戴式显示设备可以向用户提供接近真实场景的感受,受到了用户的喜爱。
用户佩戴头戴式显示设备时,由于不同人的瞳距(inter pupilary distance,IPD)通常不同,因此需要对头戴式显示设备的双镜筒间距进行调节。
目前,IPD调节均采用手动式、机械式的调节,用户手动对头戴式显示设备上的调节机构进行操作,从而调节双镜筒间距。用户的操作较为复杂,调节效果不佳。
发明内容
本申请实施例提供一种瞳距调节方法、头戴显示设备和可读存储介质,提高了头戴显示设备进行瞳距调整的便利性和准确性。
第一方面,提供了一种瞳距调节方法,应用于头戴显示设备,头戴显示设备包括IPD调节机构和两个光学显示模组,IPD调节机构用于驱动两个光学显示模组移动;瞳距调节方法包括:用户佩戴头戴显示设备后,控制IPD调节机构沿第一方向移动第一距离,第一距离用于消除IPD调节机构的空回误差;控制IPD调节机构动作沿第二方向移动第二距离,IPD调节机构驱动两个光学显示模组移动,移动后两个光学显示模组之间的距离与用户的瞳距相匹配。在一些实施例中,驱动两个光学显示模组移动,直至判断模块确定头戴显示设备的瞳距与用户瞳距之间的偏差在第一误差范围内。例如,第一误差范围小于等于A,A的取值小于等于1毫米。
第一方面提供的瞳距调节方法,通过控制IPD调节机构沿第一方向移动第一距离,可以在头戴显示设备调整瞳距的过程中消除IPD调节机构的机械结构可能引入的空回误差,提高瞳距调整的准确性。并继续控制IPD调节机构沿第二方向移动第二距离,可以驱动两个光学显示模组移动,实现了头戴显示设备的瞳距自动调节,避免了用户手动、机械式的调整,提高了头戴显示设备瞳距调整的便利性和准确性。其中,第二方向也是本申请实施例中的目标移动方向,可以是使得两个光学显示模组相互靠近或相互远离的方向。第一距离大于或等于0。第一方向为使得两个光学显示模组相互靠近或相互远离的方向。
一种可能的实现方式中,第一方向和第二方向相反,第一方向为使得两个光学显示模组相互靠近或相互远离的方向。
该实现方式提供的瞳距调节方法,先控制IPD调节机构沿第一方向移动第一距离,第一方向为第二方向的反方向或者本申请实施例中目标移动方向的反方向,第一距离大于0,用于消除IPD调节机构中的机械结构引入的空回误差对设备瞳距调节带来的影响。之后,再控制IPD调节机构反向动作,即沿第二方向(目标移动方向)移动第二距离,驱动两个光学显示模组沿第二方向移动,提高了设备瞳距调节的精确度和准确性,适用于多次正反向调节时可能引入累计误差的场景。
一种可能的实现方式中,第一方向为预设方向,预设方向为使得两个光学显示模组相互靠近或相互远离的方向。
该实现方式提供的瞳距调节方法,第一方向和第二方向均为预设方向且方向相反。比如,第一方向为使得两个光学显示模组相互靠近的方向,第二方向为使得两个光学显示模组相互远离的方向;或者,第一方向为使得两个光学显示模组相互远离的方向,第二方向为使得两个光学显示模组相互靠近的方向。实现方式简单。
一种可能的实现方式中,控制IPD调节机构沿第一方向移动第一距离,包括:控制IPD调节机构动作沿第一方向移动第一距离,驱动两个光学显示模组移动超过预设距离或者移动到达瞳距极限位置。
在该实现方式中,控制IPD调节机构动作沿第一方向移动第一距离,也就是驱动两个光学显示模组沿第一方向移动第一距离。在一个场景中,两个光学显示模组移动第一距离后还没有到达瞳距极限位置,第一距离超过预设距离,移动预设距离可以消除IPD调节机构的空回误差,提高了瞳距调整的准确性。在另一个场景中,两个光学显示模组先移动到达瞳距极限位置,后续,从瞳距极限位置处开始沿着一个方向移动,消除了IPD调节机构的空回误差,提高了瞳距调整的准确性。
一种可能的实现方式中,第一方向和第二方向相同,第一方向为使得两个光学显示模组相互靠近或相互远离的方向。
该实现方式提供的瞳距调节方法,第一方向和第二方向相同,均为本申请实施例中的目标移动方向,瞳距调整过程中具有一个移动方向,实现方式简单。通过控制IPD调节机构沿第一方向移动第一距离,消除了IPD调节机构的空回误差,提高了瞳距调整的准确性。
一种可能的实现方式中,第一方向和第二方向与头戴显示设备上一次调节瞳距时IPD调节机构动作的方向相反,第一距离为0;控制IPD调节机构沿第一方向移动第一距离,包括:控制IPD调节机构沿第一方向动作持续第一时长,第一时长用于消除IPD调节机构的空回误差。
该实现方式提供的瞳距调节方法,需要比较本次瞳距调节时的第一方向(或者第二方向,或者目标移动方向)和上一次瞳距调节时的瞳距调整方向是否相同。如果相邻两次瞳距调整方向相反,则需要考虑正反向调节时IPD调节机构中的机械结构所引入的空回误差对设备瞳距调整带来的影响。本次瞳距调整时,开始控制IPD调节机构沿着第一方向持续动作第一时长,可以消除IPD调节机构中机械结构引入的空回误差,但是IPD调节机构或者是两个光学显示模组之间的距离并没有改变,即,第一距离为0。之后,可以继续控制IPD调节机构动作沿第一方向移动第二距离,实现头戴显示设备的瞳距自动调节。
一种可能的实现方式中,IPD调节机构包括马达、与马达连接的齿轮和与齿轮连接的齿条,齿条还与光学显示模组连接;控制IPD调节机构沿第一方向动作持续第一时长,包括:控制马达沿第一方向动作持续第一时长,驱动齿轮转动持续第一时长。
在该实现方式中,IPD调节机构中的机械结构包括齿轮和齿条。由于齿轮和齿条的齿的空隙,导致存在空回误差。由于本次瞳距调整方向(第一方向,或第二方向,或目标移动方向)和上一次瞳距调节时的瞳距调整方向相反,先控制马达沿第一方向动作持续第一时长时,消除了齿轮和齿条之间的空回误差,但是IPD调节机构或者是两个光学显示模组之间的距离并没有改变,即,第一距离为0。之后,可以继续控制IPD调节机构动作沿第一方向移动第二距离,实现头戴显示设备的瞳距自动调节。
一种可能的实现方式中,第一方向和第二方向与头戴显示设备上一次调节瞳距时IPD调节机构动作的方向相同,第一距离为0;控制IPD调节机构沿第一方向移动第一距离,包括:控制IPD调节机构不动作。
该实现方式提供的瞳距调节方法,需要比较本次瞳距调节时的第一方向(或者第二方向,或者目标移动方向)和上一次瞳距调节时的瞳距调整方向是否相同。如果相邻两次瞳距调整方向相同,则不需要考虑正反向调节时IPD调节机构中的机械结构所引入的空回误差对设备瞳距调整带来的影响。本次瞳距调整时,直接控制IPD调节机构沿着第一方向动作即可。可以理解为,控制IPD调节机构不动作,第一距离为0。之后,可以继续控制IPD调节机构动作沿第一方向移动第二距离,实现头戴显示设备的瞳距自动调节。
一种可能的实现方式中,控制IPD调节机构沿第一方向移动第一距离之前,瞳距调节方法还包括:获取瞳距调整信息;瞳距调整信息用于表征头戴显示设备进行瞳距调整的量值;根据瞳距调整信息确定第一方向和/或第二方向。
一种可能的实现方式中,头戴显示设备还包括眼动追踪装置,获取瞳距调整信息,包括:通过眼动追踪装置获得单眼的瞳距偏移量;单眼的瞳距偏移量用于指示单眼的瞳孔与对应光学显示模组之间的偏差。
该实现方式提供的瞳距调节方法,瞳距调整信息包括单眼的瞳距偏移量,通过眼动追踪装置可以自动获取头戴显示设备需要调整的瞳距量值,提高了获取瞳距调整信息的准确性,相比于根据用户人眼的观看感觉调整瞳距,提高了头戴显示设备进行瞳距调整的准确性。
一种可能的实现方式中,通过眼动追踪装置获得单眼的瞳距偏移量,包括:通过眼动追踪装置对人的左眼或右眼进行眼动追踪,将得到的左眼的瞳距偏移量或右眼的瞳距偏移量确定为单眼的瞳距偏移量。
在该实现方式中,单眼的瞳距偏移量有1个值,具体为左眼的瞳距偏移量或右眼的瞳距偏移量。由于人的双眼和头戴显示设备的结构通常是对称的,通过对单只眼睛进行眼动追踪,得到单眼的瞳距偏移量,实现方式简单。
一种可能的实现方式中,通过眼动追踪装置获得单眼的瞳距偏移量,包括:通过眼动追踪装置对人的左眼和右眼分别进行眼动追踪,根据得到的左眼的瞳距偏移量和右眼的瞳距偏移量确定单眼的瞳距偏移量。
在该实现方式中,通过眼动追踪装置对人的左眼和右眼分别进行眼动追踪,根据得到的左眼的瞳距偏移量和右眼的瞳距偏移量确定单眼的瞳距偏移量,提高了确定瞳距偏移量的准确性。
一种可能的实现方式中,根据得到的左眼的瞳距偏移量和右眼的瞳距偏移量确定单眼的瞳距偏移量,包括:将左眼的瞳距偏移量和右眼的瞳距偏移量,确定为单眼的瞳距偏移量;或者,将左眼的瞳距偏移量和右眼的瞳距偏移量的平均值,确定为单眼的瞳距偏移量。
在该实现方式中,一个场景为,单眼的瞳距偏移量有2个值,包括左眼的瞳距偏移量和右眼的瞳距偏移量。后续,在调节头戴显示设备的瞳距的过程中,可以针对左眼和右眼分别移动对应光学显示模组的位置,提高了设备瞳距调整的准确性和灵活性。另一个场景为,单眼的瞳距偏移量有1个值。通过求取平均值,提高了确定单眼瞳距偏移量的准确性。
一种可能的实现方式中,头戴显示设备还包括IPD调节传感器,IPD调节传感器的检测值用于表征头戴显示设备的瞳距;获取瞳距调整信息,还包括:获取IPD调节传感器的当前检测值;根据标定表、单眼的瞳距偏移量和当前检测值,确定目标瞳距值和/或目标检测值;其中,标定表用于指示IPD调节传感器的检测值和头戴显示设备的瞳距之间的对应关系。
该实现方式提供的瞳距调节方法,瞳距调整信息包括目标瞳距值和/或目标检测值,通过IPD调节传感器和标定表,可以获得进行瞳距调整的量值。后续可以基于此确定是否可以结束瞳距调节,提高了瞳距调节的准确性。
一种可能的实现方式中,获取瞳距调整信息,包括:获取用户输入的目标瞳距值。
一种可能的实现方式中,获取用户输入的目标瞳距值,包括:获取用户通过语音输入的目标瞳距值。
一种可能的实现方式中,获取用户输入的目标瞳距值,包括:显示第一界面;获取用户在第一界面中输入的目标瞳距值。
一种可能的实现方式中,头戴显示设备还包括眼动追踪装置,头戴显示设备的瞳距与用户瞳距之间的偏差在第一误差范围内,包括:|δx|≤k;其中,δx表示通过眼动追踪装置获得的当前时刻的单眼的瞳距偏移量,k表示预设瞳距偏移误差。
该实现方式提供的瞳距调节方法,通过眼动追踪装置实现是否可以结束瞳距调整的判定。单眼的瞳距偏移量在第一误差范围内,就可以确定设备瞳距调节完成。
一种可能的实现方式中,头戴显示设备还包括IPD调节传感器,IPD调节传感器的检测值用于表征头戴显示设备的瞳距;头戴显示设备的瞳距与用户瞳距之间的偏差在第一误差范围内,包括:|V2-V1|≤δV,和/或,|L2-L1|≤δL;其中,V1表示IPD调节传感器在当前时刻的第一检测值,V2表示头戴显示设备的目标瞳距对应的目标检测值,L1表示根据标定表确定的第一检测值V1对应的第一瞳距值,L2表示目标瞳距值,δV表示预设检测值误差,δL表示预设瞳距误差,标定表用于指示IPD调节传感器的检测值和头戴显示设备的瞳距之间的对应关系。
该实现方式提供的瞳距调节方法,通过IPD调节传感器实现是否可以结束瞳距调整的判定。
一种可能的实现方式中,标定表包括第一标定表和第二标定表,第一标定表对应两个光学显示模组相互靠近的移动方向,第二标定表对应两个光学显示模组相互远离的移动方向。
一种可能的实现方式中,瞳距调节方法还包括:输出提示信息;提示信息用于指示头戴显示设备的瞳距调节结束。
该实现方式提供的瞳距调节方法,在瞳距自动调节完成后,可以输出提示信息,用于向用户提醒瞳距调节结束,提高了用户的使用感受。
一种可能的实现方式中,提示信息还包括头戴显示设备在瞳距调节后的瞳距值。
该实现方式提供的瞳距调节方法,通过向用户输出瞳距自动调节完成的瞳距值,使得用户可以得知自己的瞳距,提高了用户的使用感受。
第二方面,提供了一种瞳距调节装置,可以包括:处理模块,用于在用户佩戴头戴显示设备后,控制IPD调节机构沿第一方向移动第一距离,第一距离用于消除IPD调节机构的空回误差;还用于控制IPD调节机构动作沿第二方向移动第二距离,IPD调节机构驱动两个光学显示模组移动,移动后两个光学显示模组之间的距离与用户的瞳距相匹配。在一些实施例中,驱动两个光学显示模组移动,直至判断模块确定头戴显示设备的瞳距与用户瞳距之间的偏差在第一误差范围内。例如,第一误差范围小于等于A,A的取值小于等于1毫米。
一种可能的实现方式中,第一方向和第二方向相反,第一方向为使得两个光学显示模组相互靠近或相互远离的方向。
一种可能的实现方式中,第一方向为预设方向,预设方向为使得两个光学显示模组相互靠近或相互远离的方向。
一种可能的实现方式中,处理模块用于:控制IPD调节机构动作沿第一方向移动第一距离,驱动两个光学显示模组移动超过预设距离或者移动到达瞳距极限位置。
一种可能的实现方式中,第一方向和第二方向相同,第一方向为使得两个光学显示模组相互靠近或相互远离的方向。
一种可能的实现方式中,第一方向和第二方向与头戴显示设备上一次调节瞳距时IPD调节机构动作的方向相反,第一距离为0;处理模块用于:控制IPD调节机构沿第一方向动作持续第一时长,第一时长用于消除IPD调节机构的空回误差。
一种可能的实现方式中,IPD调节机构包括马达、与马达连接的齿轮和与齿轮连接的齿条,齿条还与光学显示模组连接;处理模块用于:控制马达沿第一方向动作持续第一时长,驱动齿轮转动持续第一时长。
一种可能的实现方式中,第一方向和第二方向与头戴显示设备上一次调节瞳距时IPD调节机构动作的方向相同,第一距离为0;处理模块用于:控制IPD调节机构不动作。
一种可能的实现方式中,处理模块还用于:在控制IPD调节机构沿第一方向移动第一距离之前,获取瞳距调整信息;瞳距调整信息用于表征头戴显示设备进行瞳距调整的量值;根据瞳距调整信息确定第一方向和/或第二方向。
一种可能的实现方式中,头戴显示设备还包括眼动追踪装置,处理模块用于:通过眼动追踪装置获得单眼的瞳距偏移量;单眼的瞳距偏移量用于指示单眼的瞳孔与对应光学显示模组之间的偏差。
一种可能的实现方式中,处理模块用于:通过眼动追踪装置对人的左眼或右眼进行眼动追踪,将得到的左眼的瞳距偏移量或右眼的瞳距偏移量确定为单眼的瞳距偏移量。
一种可能的实现方式中,处理模块用于:通过眼动追踪装置对人的左眼和右眼分别进行眼动追踪,根据得到的左眼的瞳距偏移量和右眼的瞳距偏移量确定单眼的瞳距偏移量。
一种可能的实现方式中,处理模块用于:将左眼的瞳距偏移量和右眼的瞳距偏移量,确定为单眼的瞳距偏移量;或者,将左眼的瞳距偏移量和右眼的瞳距偏移量的平均值,确定为单眼的瞳距偏移量。
一种可能的实现方式中,头戴显示设备还包括IPD调节传感器,IPD调节传感器的检测值用于表征头戴显示设备的瞳距;处理模块还用于:获取IPD调节传感器的当前检测值;根据标定表、单眼的瞳距偏移量和当前检测值,确定目标瞳距值和/或目标检测值;其中,标定表用于指示IPD调节传感器的检测值和头戴显示设备的瞳距之间的对应关系。
一种可能的实现方式中,处理模块用于:获取用户输入的目标瞳距值。
一种可能的实现方式中,处理模块用于:获取用户通过语音输入的目标瞳距值。
一种可能的实现方式中,处理模块用于:显示第一界面;获取用户在第一界面中输入的目标瞳距值。
一种可能的实现方式中,头戴显示设备还包括眼动追踪装置,头戴显示设备的瞳距与用户瞳距之间的偏差在第一误差范围内,包括:|δx|≤k;其中,δx表示通过眼动追踪装置获得的当前时刻的单眼的瞳距偏移量,k表示预设瞳距偏移误差。
一种可能的实现方式中,头戴显示设备还包括IPD调节传感器,IPD调节传感器的检测值用于表征头戴显示设备的瞳距;头戴显示设备的瞳距与用户瞳距之间的偏差在第一误差范围内,包括:|V2-V1|≤δV,和/或,|L2-L1|≤δL;其中,V1表示IPD调节传感器在当前时刻的第一检测值,V2表示头戴显示设备的目标瞳距对应的目标检测值,L1表示根据标定表确定的第一检测值V1对应的第一瞳距值,L2表示目标瞳距值,δV表示预设检测值误差,δL表示预设瞳距误差,标定表用于指示IPD调节传感器的检测值和头戴显示设备的瞳距之间的对应关系。
一种可能的实现方式中,标定表包括第一标定表和第二标定表,第一标定表对应两个光学显示模组相互靠近的移动方向,第二标定表对应两个光学显示模组相互远离的移动方向。
一种可能的实现方式中,处理模块还用于:输出提示信息;提示信息用于指示头戴显示设备的瞳距调节结束。
一种可能的实现方式中,提示信息还包括头戴显示设备在瞳距调节后的瞳距值。
第三方面,提供了一种头戴显示设备,包括:IPD调节机构、两个光学显示模组、处理器和存储器;IPD调节机构,用于驱动两个光学显示模组移动;处理器,用于与存储器耦合,读取存储器中的指令并根据指令使得头戴显示设备执行本申请第一方面提供的方法。
一种可能的实现方式中,头戴显示设备还包括眼动追踪装置,眼动追踪装置包括至少一个光源和至少一个摄像模组;至少一个光源,用于向人的眼睛发出光;至少一个摄像模组,用于获取至少一个光源照射眼睛后反射的部分光。
一种可能的实现方式中,每个光学显示模组均对应设置有光源和摄像模组;或者,两个光学显示模组中的一个光学显示模组对应设置有光源和摄像模组。
一种可能的实现方式中,光学显示模组包括光学模组和显示器件,光学模组包括至少一个光学器件;摄像模组位于光学模组和人眼之间;或者,摄像模组位于光学模组中两个相邻的光学器件之间;或者,摄像模组位于光学模组和显示器件之间。
一种可能的实现方式中,光学模组包括第一光学器件,第一光学器件和显示器件之间的距离可调;摄像模组位于第一光学器件和显示器件之间。
一种可能的实现方式中,眼动追踪装置还包括焦距测量器件,焦距测量器件用于检测光学显示模组的焦距信息。
一种可能的实现方式中,焦距测量器件包括霍尔传感器、红外激光测距单元或滑动变阻器。
一种可能的实现方式中,头戴显示设备还包括IPD调节传感器,IPD调节传感器的检测值用于表征头戴显示设备的瞳距。
一种可能的实现方式中,IPD调节传感器包括霍尔传感器或滑动变阻器。
一种可能的实现方式中,IPD调节机构包括马达和与马达连接的IPD调节机械结构,IPD调节机械结构与两个光学显示模组连接;IPD调节机械结构,用于在马达的驱动下带动两个光学显示模组移动。
一种可能的实现方式中,马达为一个;IPD调节机械结构,用于在马达的驱动下带动两个光学显示模组同时移动。
一种可能的实现方式中,马达为两个,每个马达对应有IPD调节机械结构,两个IPD调节机械结构与两个光学显示模组一一对应连接;IPD调节机械结构,用于在对应的马达的驱动下带动对应的光学显示模组移动。
一种可能的实现方式中,IPD调节机械结构包括齿轮和齿条,齿轮与马达和齿条分别连接,齿条和光学显示模组连接。
第四方面,提供了一种IPD调节机构,包括:马达和与马达连接的IPD调节机械结构;马达,用于接收控制信号,根据控制信号进行位移;IPD调节机械结构,用于与头戴显示设备中的两个光学显示模组连接,在马达的驱动下带动两个光学显示模组移动。其中,在本申请实施例中,控制信号可以为头戴显示设备的处理器发送的控制信号,控制信号用于驱动马达位移,从而驱动IPD调节机械结构带动两个光学显示模组移动,调整头戴显示设备的瞳距。
一种可能的实现方式中,马达为一个;IPD调节机械结构,用于在马达的驱动下带动两个光学显示模组同时移动。
一种可能的实现方式中,马达为两个,每个马达对应有IPD调节机械结构,两个IPD调节机械结构与两个光学显示模组一一对应连接;IPD调节机械结构,用于在对应的马达的驱动下带动对应的光学显示模组移动。
一种可能的实现方式中,IPD调节机械结构包括齿轮和齿条,齿轮与马达和齿条分别连接,齿条和光学显示模组连接。
一种可能的实现方式中,马达用于沿第一方向动作持续第一时长,第一时长用于消除齿轮和齿条之间的空回误差,第一方向为使得两个光学显示模组相互靠近或相互远离的方向;其中,马达上一次的动作方向与第一方向相反。
第五方面,提供一种程序,该程序在被处理器执行时用于执行第一方面提供的方法。
第六方面,提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有指令,当指令在计算机或处理器上运行时,实现第一方面提供的方法。
第七方面,提供一种程序产品,程序产品包括计算机程序,计算机程序存储在可读存储介质中,设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取计算机程序,至少一个处理器执行计算机程序使得该设备实施第一方面提供的方法。
附图说明
图1为本申请实施例提供的VR眼镜的一种结构示意图;
图2A~图2B为本申请实施例提供的用户瞳距和设备瞳距不匹配时的示意图;
图3为本申请实施例提供的头戴显示设备的一种结构示意图;
图4A~图4B为本申请实施例提供的光学显示模组的结构示意图;
图5A~图5B为本申请实施例提供的IPD调节机构的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的眼动追踪装置的一种结构示意图;
图7为本申请实施例提供的人眼的组成示意图;
图8为本申请实施例提供的基于角膜反射的眼动追踪原理示意图;
图9为本申请实施例提供的IPD距离和磁感应强度的标定曲线的一种示意图;
图10A~图10D为本申请实施例提供的一组界面示意图;
图11为本申请实施例提供的瞳距调节方法的一种流程图;
图12为本申请实施例提供的瞳距调节方法的另一种流程图;
图13A~图13B为本申请实施例提供的瞳距调整的一组示意图;
图14A~图14B为本申请实施例提供的瞳距调整的另一组示意图;
图15为本申请实施例提供的瞳距调节方法的又一种流程图;
图16为本申请实施例提供的瞳距调节方法的又一种流程图;
图17为本申请实施例提供的瞳距调节方法的又一种流程图;
图18为本申请实施例提供的瞳距调节方法的又一种流程图;
图19为本申请实施例提供的瞳距调节方法的又一种流程图;
图20为本申请实施例提供的瞳距调节方法的又一种流程图;
图21为本申请实施例提供的瞳距调节装置的一种结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图描述本申请实施例。
本申请实施例提供的瞳距调节方法,适用于头戴显示设备。本申请实施例对头戴显示设备的类型、名称和结构不作限定。例如,头戴显示设备可以为采用AR技术、VR技术或者MR技术的眼镜,用于向用户提供虚拟显示功能。
为了方便说明,本申请实施例以头戴显示设备为VR眼镜作为示例。
示例性的,图1为本申请实施例提供的VR眼镜的一种结构示意图。如图1所示,VR眼镜100包括光学显示模组1和光学显示模组2。可选的,VR眼镜100还包括支架3和支撑部4。支架3用于将VR眼镜100支撑在用户的双耳上,支撑部4用于将VR眼镜100支撑在用户的鼻梁上,以确保用户稳定的佩戴VR眼镜。其中,光学显示模组1包括显示器件11和光学模组13。光学显示模组2包括显示器件12和光学模组14。光学模组13和光学模组14相对于人脸的中心线或者VR眼镜100的中心线C对称。可选的,人脸的中心线可以是人的左眼和右眼之间的中垂线。VR眼镜100的中心线可以是支架3或支撑部4的中心线。
当用户佩戴VR眼镜100时,光学显示模组1用于向用户的左眼展示图像,光学显示模组2用于向用户的右眼展示图像。对于光学显示模组1,光学模组13靠近人的左眼,显示器件11远离人的左眼。显示器件11具有显示功能。显示器件11在显示图像时,显示器件11发出的光线经过光学模组13汇聚到人的左眼,光学模组13用于改变光线的传播方向,从而,人的左眼可以看到显示器件11显示的图像。相似的,对于光学显示模组2,显示器件12在显示图像时,显示器件12发出的光线经过光学模组14汇聚到人的右眼,从而,人的右眼可以看到显示器件12显示的图像。
其中,本申请实施例对显示器件11和显示器件12的类型和数量不做限定。可选的,显示器件11和显示器件12可以是两个独立的显示器件,或者,是同一块显示器件上的两个显示区域。可选的,显示器件11和显示器件12可以分别为显示屏,例如液晶屏、发光二极管(light emitting diode,LED)显示屏或者其它类型的显示器件。
可选的,光学显示模组1和光学显示模组2可以分别为两个镜筒,镜筒可以为中空圆柱状,显示器件11、光学模组13、显示器件12和光学模组14容纳在镜筒内,此时,显示器件和光学模组通过镜筒被安置在VR眼镜100上。在本申请实施例中,光学显示模组1和光学显示模组2也可以称为镜筒。
用户佩戴头戴显示设备时,为了获得好的显示效果,提升用户体验,用户的瞳距需要与头戴显示设备的瞳距相匹配。用户的瞳距也称为用户瞳距或人眼瞳距,是指人的双眼瞳孔之间的距离。头戴显示设备的瞳距也称为设备瞳距,是指头戴显示设备上两个光学模组中心线之间的距离,例如图1中光学模组13和光学模组14的中心线之间的距离;或者,是指两个光学显示模组中心线之间的距离,例如图1中光学显示模组1和光学显示模组2的中心线之间的距离。不同人的瞳距通常不同。用户佩戴头戴显示设备时会有调整设备瞳距的需求。示例性的,在一个场景中,如图2A所示,VR眼镜100的设备瞳距为参考线A和参考线B之间的距离L(可以理解为光学显示模组1和光学显示模组2的距离),参考线A指示光学显示模组1的中心线,参考线B指示光学显示模组2的中心线。用户瞳距为参考线a和参考线b之间的距离D,参考线a对应用户左眼的瞳孔,参考线b对应用户右眼的瞳孔。在图2A中,设备瞳距L小于用户瞳距D,需要调大光学显示模组1与光学显示模组2之间的距离。示例性的,在另一个场景中,如图2B所示,设备瞳距L大于用户瞳距D,需要缩小光学显示模组1与光学显示模组2之间的距离。
目前,设备的瞳距调节(IPD调节)普遍采用手动式、机械式的调节。头戴显示设备上设置有用于用户手动调节瞳距的部件(例如,拨盘旋钮)。用户拨动拨盘旋钮,结合调整过程中人眼的观看感受,手动的、机械的调整头戴显示设备的瞳距。用户的操作较为复杂、繁琐,调节精度不高,瞳距调节的效果较差。
本申请实施例提供的瞳距调节方法,用户佩戴头戴显示设备后,头戴显示设备可以获取瞳距调整信息,瞳距调整信息指示了头戴显示设备进行瞳距调整的量值,根据瞳距调整信息实现对头戴显示设备的瞳距的自动调节,避免了用户手动、机械式的调整,提高了头戴显示设备瞳距调整的便利性和准确性。
示例性的,图3为本申请实施例提供的头戴显示设备的一种结构示意图。如图3所示,头戴显示设备可以包括:处理器31、存储器32、光学显示模组33、眼动追踪装置34、IPD调节传感器35和IPD调节机构36。
处理器31用于控制头戴显示设备的整体操作,可以包括一个或多个处理单元,处理单元可以为微控制单元(microcontroller unit,MCU)。例如:处理器31可以包括应用处理器(application processor,AP),调制解调处理器,图形处理器(graphics processingunit,GPU),图像信号处理器(image signal processor,ISP),视频处理单元(videoprocessing unit,VPU)控制器,存储器,视频编解码器,数字信号处理器(digital signalprocessor,DSP),基带处理器,和/或神经网络处理器(neural-network processing unit,NPU)等。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。
处理器31中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。在一些实施例中,处理器31中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器31刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器31需要再次使用该指令或数据,可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取,减少了处理器31的等待时间,提高了系统效率。
处理器31可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integratedcircuit,I2C)接口,通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter,UART)接口,移动产业处理器接口(mobile industry processor interface,MIPI),通用输入输出(general-purpose input/output,GPIO)接口,用户标识模块(subscriber identity module,SIM)接口,和/或通用串行总线(universal serial bus,USB)接口,串行外设接口(serial peripheral interface,SPI)接口等。
在本申请实施例中,处理器31可以获取眼动追踪装置34、IPD调节传感器35的相关数据,确定瞳距调整信息,根据瞳距调整信息控制IPD调节机构36动作,从而调节两个光学显示模组33之间的距离,实现瞳距的自动调整。
存储器32用于存储可执行的程序代码和/或数据,可执行的程序代码可以包括指令。处理器31通过运行存储在存储器32的指令,从而执行头戴显示设备的各种功能应用以及数据处理。存储器32可以包括存储程序区和存储数据区。其中,存储程序区可存储操作系统,至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能,图像播放功能等)等。存储数据区可存储头戴显示设备使用过程中所创建的数据(比如音频数据,图像数据,视频数据等)等。此外,存储器32可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件,硬盘(hard disk drive,HDD),固态硬盘(solid-state drive,SS),闪存器件,通用闪存存储器(universal flash storage,UFS)等,还可以是易失性存储器(volatilememory),例如随机存取存储器(random-access memory,RAM)。
光学显示模组33的结构可以参见图1中关于光学显示模组1和光学显示模组2的描述。光学显示模组33用于在处理器31的控制下,为用户呈现图像。光学显示模组33可以通过反射镜、透射镜或光波导等中的一种或几种光学器件,将实像素图像显示转化为近眼投影的虚拟图像显示,实现虚拟的交互体验,或实现虚拟与现实相结合的交互体验。例如,光学显示模组33接收处理器发送的图像数据信息,并向用户呈现对应的图像。处理器31可以控制光学显示模组33的光焦度,实现对头戴显示设备的光焦度的调整的功能。例如,处理器31可以通过调整光学显示模组33中各个光学器件(如透镜等)之间的相对位置,使得光学显示模组33的光焦度得到调整,进而使得光学显示模组33在向人眼成像时,对应的虚像面的位置可以得到调整,从而达到控制头戴显示设备的光焦度的效果。
眼动追踪装置34用于实现对用户眼睛的眼动追踪。眼动追踪装置34可以通过视频眼图法、光电二极管响应法或者瞳孔角膜反射法等方法,确定用户的注视点位置,或者确定用户的视线方向。例如,通过瞳孔角膜反射法定位人眼瞳孔的位置,获取人眼瞳孔中心的坐标,计算人的注视点,或者计算人眼瞳孔与镜筒中心线之间的瞳距偏移量,为调整头戴显示设备的瞳距提供准确的调整量值。
可选的,眼动追踪装置34可以包括光源341、摄像模组342和焦距测量器件343。本申请实施例对光源341、摄像模组342和焦距测量器件343的数量和位置不做限定,数量可以为至少一个。例如,头戴显示设备面向人脸(或用户眼睛)的端面上可以设置有至少一个光源341,头戴显示设备面向人脸(或用户眼睛)的端面上还可以设置有至少一个摄像模组342。摄像模组342可以拍摄到光源341经人眼反射的光斑,实现用户的眼动追踪。可选的,至少一个光源341和至少一个摄像模组342可以对应一个光学显示模组33,实现对一只眼睛的眼动追踪;也可以分别对应两个光学显示模组33,即,每个光学显示模组33均对应设置有光源341和摄像模组342,实现了对每只眼睛的眼动追踪。其中,焦距测量器件343用于检测光学显示模组33的焦距信息,也可以理解为检测光学显示模组33中光学模组的焦距信息。
IPD调节传感器35的检测值可以反映出头戴显示设备的当前瞳距,或者反映出光学显示模组33的位置。基于IPD调节传感器35的检测值可以确定检测值与设备瞳距之间的对应关系,或者可以确定检测值与光学显示模组的位置之间的对应关系,该对应关系可以称为标定表。本申请实施例对IPD调节传感器的名称和类型不做限定。例如,IPD调节传感器也可以称为IPD传感器或瞳距传感器,IPD调节传感器可以包括但不限于:霍尔传感器或滑动变阻器,霍尔传感器也可以称为霍尔器件。IPD调节传感器为霍尔传感器时,标定表可以反映霍尔传感器检测的磁感应强度与设备瞳距之间的对应关系。IPD调节传感器为滑动变阻器时,标定表可以反映滑动变阻器检测的电阻值与设备瞳距之间的对应关系。
IPD调节机构36用于在处理器31的控制下动作,调节两个光学显示模组33之间的距离,从而实现头戴显示设备的瞳距的自动调节。可选的,IPD调节机构36可以包括马达361和IPD调节机械结构362。马达361用于驱动IPD调节机械结构362动作。IPD调节机械结构362与光学显示模组33连接,用于在马达361的驱动下动作,带动两个光学显示模组33移动,改变两个光学显示模组33之间的距离,实现设备瞳距调节。本申请实施例对马达361的数量不做限定。例如,马达361为一个,用于同时驱动两个光学显示模组33移动,或者,马达361为2个,分别驱动一个光学显示模组33移动。
可以理解的是,图3并不对头戴显示设备的结构形成限定,头戴显示设备可以包括比图3所示的更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。可选的,图3所示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。
可选的,头戴显示设备还可以包括:电池,麦克风,扬声器,摄像头,按键,输入输出接口,通信模块等。
头戴显示设备可以包括一个或多个按键,这些按键可以控制头戴显示设备,为用户提供访问头戴显示设备上的功能。按键的形式可以是按钮、开关、刻度盘、触摸传感器或近触摸传感设备。例如,用户可以通过按下按钮来打开头戴显示设备的光学显示模组33。按键可以包括开机键,音量键等。按键可以是机械按键,也可以是触摸式按键。头戴显示设备可以接收按键输入,产生与头戴显示设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。
输入输出接口可以通过合适的组件将其他装置连接到头戴显示设备。组件例如可以包括音频/视频插孔,数据连接器等。
通信模块可以包含无线通信模块和移动通信模块,用于与其他设备通信。通信功能可以通过天线、移动通信模块,调制解调处理器或基带处理器等实现。
天线用于发射和接收电磁波信号。头戴显示设备中可以包含多个天线,每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用,以提高天线的利用率。
移动通信模块可以提供应用在头戴显示设备上的包括第二代(2th generation,2G)网络/第三代(3th generation,3G)网络/第四代(4th generation,4G)网络/第五代(5th generation,5G)网络等无线通信的解决方案。
调制解调处理器可以包括调制器和解调器。其中,调制器用于将待发送的低频基带信号调制成中高频信号。解调器用于将接收的电磁波信号解调为低频基带信号。随后解调器将解调得到的低频基带信号传送至基带处理器处理。低频基带信号经基带处理器处理后,被传递给应用处理器。
无线通信模块可以提供应用在头戴显示设备上的包括无线局域网(wirelesslocal area networks,WLAN)(如无线保真(wireless fidelity,Wi-Fi)网络),蓝牙(bluetooth,BT),全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS),调频(frequency modulation,FM),近距离无线通信技术(near field co瞳距调节方法unication,NFC),红外技术(infrared,IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块经由天线接收电磁波,将电磁波信号调频以及滤波处理,将处理后的信号发送到处理器31。无线通信模块还可以从处理器31接收待发送的信号,对其进行调频,放大,经天线转为电磁波辐射出去。
下面,结合图3对本申请实施例涉及的概念和头戴显示设备中的部分结构和原理进行说明。
1、光学显示模组、光学模组、光学器件
如图1、图2A和图2B所示,光学显示模组用于向用户的眼睛展示图像,用户的左眼和右眼分别对应一个光学显示模组。例如,在图1中,用户的左眼对应光学显示模组1,用户的左眼对应光学显示模组2。
光学显示模组包括光学模组和显示器件。显示器件具有显示功能,用于显示图像。光学模组包括至少一个光学器件,本申请实施例对光学器件的数量和类型不做限定。例如,光学器件可以是反射镜、透射镜、菲涅尔透镜、非球面透镜或光波导等类型,还可以是由多个器件组成的镜组。光学模组包括的光学器件的数量和类型不同时,光路、焦距和视场角有所不同。
可选的,光学模组中的光学器件的位置可以固定,也可以在远离显示器件或靠近显示器件的方向上移动,以改变光焦度。
可选的,光学模组中的光学器件可以为固定焦距镜片,也可以为变焦距镜片。
下面通过图4A~图4B对光学显示模组的结构进行说明,但图4A~图4B并不对光学显示模组、光学模组和光学器件的结构形成限定。在图4A和图4B中,光学显示模组包括的显示器件标记为显示器件41。
在图4A中,光学模组包括一个光学器件42,光学器件42的位置固定。
在图4B中,光学模组包括两个光学器件,分别为光学器件42和光学器件43。其中,光学器件42的位置固定,光学器件43可以相对于显示器件41靠近或者远离移动。
2、IPD调节机构、空回误差
本申请实施例提供的瞳距调节方法,处理器可以控制IPD调节机构动作,实现头戴显示设备的瞳距的自动调节,不需要用户手动调节。IPD调节机构动作的方向不同时,可以使得头戴显示设备的瞳距增大或减小,即,使得头戴显示设备中两个光学显示模组之间的距离增大或减小。如图3所示,IPD调节机构36包括马达361和IPD调节机械结构362。本申请实施例对IPD调节机械结构362的名称不做限定,例如,IPD调节机械结构也可以称为移动组件。马达361和IPD调节机械结构362连接,IPD调节机械结构362和光学显示模组33连接。马达361在处理器的控制下移动,驱动IPD调节机械结构362动作,进而,IPD调节机械结构362带动头戴显示设备中的两个光学显示模组33(或称为两个镜筒)移动,改变两个光学显示模组之间的距离,自动调节了头戴显示设备的瞳距。
可选的,IPD调节机械结构362可以包括相互配合的齿轮和齿条。
可选的,在一种实现方式中,IPD调节机构36可以控制两个光学显示模组同时移动。该实现方式相对简单,需要的部件少,占用空间小。
示例性的,如图5A所示,VR眼镜100包括光学显示模组1和光学显示模组2,光学显示模组1设置在镜筒15中,光学显示模组2设置在镜筒16中。IPD调节机构包括一个马达(未示出)和IPD调节机械结构,IPD调节机械结构包括齿轮51和配合的两个齿条,两个齿条标记为齿条52和齿条53。其中,马达与齿轮51连接,齿轮51分别和齿条52和齿条53连接。齿条52和光学显示模组1(或镜筒15)连接,用于带动光学显示模组1移动。齿条53和光学显示模组2(或镜筒16)连接,用于带动光学显示模组2移动。
当马达在处理器的控制下位移时,马达驱动齿轮51转动。齿轮51顺时针转动时,驱动齿条52向左移动,齿条53向右移动。齿条52带动光学显示模组1向左移动,齿条53带动光学显示模组2向右移动,此时,光学显示模组1和光学显示模组2相互远离移动,光学显示模组1和光学显示模组2之间的距离逐渐增大,头戴显示设备的瞳距逐渐增大。相似的,齿轮51逆时针转动时,齿条52向右移动,齿条53向左移动,光学显示模组1和光学显示模组2之间的距离逐渐减小,头戴显示设备的瞳距逐渐减小。
可选的,在另一种实现方式中,IPD调节机构36可以分别控制两个光学显示模组各自移动。在该实现方式中,两个光学显示模组可以各自移动,瞳距调整更加灵活。
示例性的,参见图5B。图5B和图5A的区别在于:马达的数量不同。每个马达均对应有各自的IPD调节机械结构,用于控制一个光学显示模组的移动。如图5B所示,IPD调节机构包括两个马达(未示出,称为马达A和马达B)。马达A对应的IPD调节机械结构包括齿轮56和齿条57,马达B对应的IPD调节机械结构包括齿轮58和齿条59。其中,马达A和齿轮56连接,齿轮56和齿条57连接,齿条57和光学显示模组1(或镜筒15)连接,用于带动光学显示模组1移动。马达B和齿轮58连接,齿轮58和齿条59连接,齿条59和光学显示模组2(或镜筒16)连接,用于带动光学显示模组2移动。
对于马达A,当马达A在处理器的控制下位移时,驱动齿轮56转动。齿轮56顺时针转动时,驱动齿条57向左移动,进而,齿条57带动光学显示模组1向左移动;齿轮56逆时针转动时,驱动齿条57向右移动,可以带动光学显示模组1向右移动。
对于马达B,当马达B在处理器的控制下位移时,驱动齿轮58转动。齿轮58顺时针转动时,驱动齿条59向右移动,进而,齿条59带动光学显示模组2向右移动;齿轮58逆时针转动时,驱动齿条59向左移动,可以带动光学显示模组2向左移动。
可选的,在进行瞳距调整时,瞳距调整方向可以为光学显示模组1和光学显示模组2之间相互靠近移动或者相互远离移动。
在通过IPD调节机械结构362对头戴显示设备的瞳距进行调整时,由于机械结构之间存在空隙,导致当马达位移方向相反时,IPD调节机械结构并不能马上跟随马达反向移动,要等到反方向上的机械结构的空隙消除后,才能反向移动,这个误差可以称为空回误差、空程误差或回程误差。例如,如图5A所示,马达驱动齿轮51顺时针转动,齿轮51带动齿条52向左移动。当马达反向位移时,驱动齿轮51从顺时针转动变更为逆时针转动。由于齿轮51和齿条52上的齿之间存在空隙,因此,齿条52并不能马上从向左移动变更为向右移动。具体的,马达反向位移驱动齿轮51逆时针转动第一时长后,齿轮51和齿条52上的齿之间的空隙被消除,之后,马达继续驱动齿轮51逆时针转动,齿轮51可以带动齿条52向右移动。
在本申请实施例中,为了提高头戴显示设备瞳距调整的精确性,当瞳距调整方向相反时,需要考虑空回误差的影响。
需要说明,本申请实施例对空回误差的取值不做限定,不同的机械结构的空回误差不同,可以为通过仪器测量的值,或者为经验值。
3、眼动追踪装置、单眼的瞳距偏移量
在本申请实施例中,如果头戴显示设备包括眼动追踪装置,可以通过眼动追踪装置对用户人眼的注视点进行眼动跟踪,获得单眼的瞳距偏移量。单眼的瞳距偏移量指示了单眼的瞳孔与对应光学显示模组之间的偏差。示例性的,如图2A或图2B所示,单眼的瞳距偏移量可以表示为δX。可选的,瞳距偏移量δX的取值可以为正值,也可以为负值,通过瞳距偏移量δX的取值的正负,可以确定头戴显示设备的当前设备瞳距是大于人眼瞳距还是小于人眼瞳距。例如,如果图2A中瞳距偏移量δX的取值为正,则图2B中瞳距偏移量δX的取值为负;或者,如果图2A中瞳距偏移量δX的取值为负,则图2B中瞳距偏移量δX的取值为正。
可见,通过眼动追踪装置,头戴显示设备可以自动获取需要调整的瞳距量值,相比于用户根据自己眼睛的感觉手动调整设备的瞳距,提高了获取瞳距调整量值的准确性,提高了头戴显示设备进行瞳距调整的准确性。
而且,通过眼动追踪装置还可以继续实时获取单眼的瞳距偏移量,根据单眼的瞳距偏移量确定设备的瞳距调整是否可以结束。比如,如图2A所示,设备瞳距L大于用户瞳距D,需要将光学显示模组1和光学显示模组2相互靠近移动,减小设备瞳距。在减小设备瞳距的过程中,可以通过眼动追踪装置实时获得单眼的瞳距偏移量δX。如果单眼的瞳距偏移量δX在第一误差范围内,则可以确定结束瞳距调整,自动调整瞳距完成;否则,如果单眼的瞳距偏移量δX超出第一误差范围,则继续调整设备的瞳距。本申请实施例对第一误差范围的取值不做限定。
可见,通过眼动追踪装置获得的瞳距偏移量,为是否结束瞳距调整提供了准确的依据,提高了头戴显示设备进行瞳距调整的准确性。
在结构上,头戴显示设备的2个光学显示模组,可以其中的1个光学显示模组对应设置有眼动追踪装置,也可以每个光学显示模组均设置有眼动追踪装置。
示例性的,以2个光学显示模组均设置有眼动追踪装置为例进行说明。图6为本申请实施例提供的眼动追踪装置的一种结构示意图。如图6所示,VR眼镜100包括光学显示模组1和光学显示模组2。光学显示模组1和光学显示模组2分别对应有眼动追踪装置34。其中,眼动追踪装置34包括至少一个光源341和摄像模组342。本申请实施例对光源341的数量、类型和分布位置不做限定,对摄像模组342的类型、结构和设置位置不做限定。例如,在图6中,光学显示模组1对应的光源341为8个,在光学显示模组1面向眼睛的端面上呈圆形均匀分布,摄像模组342设置在光学显示模组1面向眼睛的端面上。例如,光源341可以为近红外发光二极管(light emitting diode,LED),摄像模组342可以为近红外相机。
下面,通过图7和图8,以单只眼睛采用瞳孔角膜反射法为例,对眼动追踪装置实现眼动追踪,获得单眼的瞳距偏移量的原理进行说明。
示例性的,图7为本申请实施例提供的人眼的组成示意图。如图7所示,人眼中可以包括:视网膜、晶状体、睫状肌、瞳孔、虹膜和角膜。其中,角膜为眼球壁外层前部的圆形透明部分,虹膜为眼球壁中层的扁圆形环状薄膜,瞳孔是指人眼内虹膜中心的小圆孔,为光线进入眼睛的通道。晶状体位于虹膜之后,晶状体可以起到变焦透镜的作用,对射入人眼的光线进行汇聚处理,将入射的光线汇聚到人眼眼底的视网膜上,使得实际场景中的景物能够在视网膜上成清晰的像。睫状肌可以调节晶状体的形态,比如睫状肌可以通过收缩或放松,调节晶状体的屈光度,达到调整晶状体焦距的效果,从而使得实际场景中不同距离的物体,都可以通过晶状体清晰地在视网膜上成像。
示例性的,图8为本申请实施例提供的基于角膜反射的眼动追踪原理示意图。图8中的光源341,可以为图6中的任意一个光源341,图8中的摄像模组342,可以为图6中的摄像模组342。如图8所示,用户眼球30的中心凹30a与角膜球心30b的连线为眼球30的视轴30c,即视线方向。瞳孔中心30d与角膜球心30b的连线为眼球30的光轴30e,即眼球30的光学轴心。眼球30的光轴30e与视轴30c之间有夹角,其中一些检测结果为该夹角为5°。
基于眼动追踪装置采用瞳孔角膜反射法时,光源341发出的光线经眼球30的角膜反射后进入摄像模组342,参见虚线81,摄像模组342可以拍摄得到光源341对应的光斑30f。同时,参见虚线82,眼球30的瞳孔在角膜折射进入摄像模组342,摄像模组342可以拍摄得到眼球30的瞳孔对应的光斑30g,并以此找到瞳孔中心30d。基于光源341的位置、摄像模组342的位置、角膜的半径R、瞳孔到角膜顶点的距离K、角膜的折射率n等参数,根据反射定律,由角膜反射的光线确定的法线,经过角膜球心30b,根据光源341的光斑30f的位置可以计算出角膜球心30b的位置,再结合瞳孔中心的像30g的位置,可以得到眼球30的光轴30e和瞳孔的坐标P。通常,多个光源341围绕光学显示模组的中心线均匀分布,即,光学显示模组的中心线位于多个光源341形成的圆形的圆心O。从而,根据瞳孔的坐标P和圆心O的坐标可以计算O.P两点之间的距离,即,单眼的瞳距偏移量δX。相关参数可以表示如下:光源341的数量为j,j个光源341的三维坐标可以表示为lj(xlj,ylj,zlj),j=0.1.2……;摄像模组342的三维坐标可以表示为C(xC,yC,zC);瞳孔的三维坐标P可以表示为P(xP,yP,zP);圆心O的三维坐标可以表示为O(xO,yO,zO);其中,x,y,z分别表示三维坐标系中x轴、y轴和z轴。
可选的,在一些实施例中,通过校准还可以得到眼球30的视轴30c。
在本申请实施例中,光学显示模组中的光学模组可以包括至少一个光学器件。光学模组的实现方式不同时,摄像模组342可以设置在不同的位置上。摄像模组342的位置不同时会影响摄像模组342的光路计算,需要考虑光学模组中光学器件对光线的折射所引入的轴向像差和/或垂直像差。
可选的,在一种实现方式中,摄像模组342可以位于光学模组和人眼之间。此时,摄像模组342位于光学模组中所有光学器件的前方且靠近人眼,摄像模组342在光学系统之外。示例性的,参见图4A或图4B中位置A处的摄像模组342。此时,光路原理可以参见图8。
可选的,在另一种实现方式中,摄像模组342可以位于光学模组中两个相邻的光学器件之间。此时,摄像模组342在光学系统中,光路计算需要考虑位于摄像模组342之前的光学器件的折射。示例性的,参见图4B中位置B处的摄像模组342,需要考虑光学器件42的折射对光路的影响。
可选的,在又一种实现方式中,摄像模组342可以位于光学模组和显示器件之间。此时,摄像模组342位于光学模组中所有光学器件的后方且靠近显示器件,摄像模组342在光学系统中,光路计算需要考虑光学模组中所有光学器件的折射。例如,参见图4A中位置B处的摄像模组342,需要考虑光学器件42的折射对光路的影响。图4A中的虚线示出了光源341发射的光线经人眼角膜反射后进入位置B处的摄像模组342的光路。又例如,参见图4B中位置C处的摄像模组342,需要考虑光学器件42和光学器件43的折射对光路的影响。例如,图4B中的虚线示出了光源341发射的光线经人眼角膜反射后进入位置C处的摄像模组342的光路。
可选的,光学模组中光学器件的位置可以移动,以改变光学模组的焦距。例如,图4B中的光学器件43。眼动追踪装置还可以包括焦距测量器件,用于检测光学模组的焦距信息。可选的,焦距测量器件可以包括但不限于霍尔传感器、近视调节霍尔传感器、红外激光测距单元或滑动变阻器。
可选的,眼动追踪装置还可以包括反光器件,用于通过反射改变光路中光线的方向,使得光线经过反射后进入摄像模组342。本申请实施例对反光器件的类型和设置位置不做限定,例如,反光器件为红外反射镜。
4、IPD调节传感器、标定表
IPD调节传感器的检测值可以反映出光学显示模组的当前位置,或者反映出头戴显示设备的当前瞳距。基于IPD调节传感器的检测值可以获得检测值与设备瞳距之间的对应关系,该对应关系可以称为标定表。
下面以IPD调节传感器为霍尔传感器为示例,对IPD调节传感器的实现方式和检测原理进行说明。
示例性的,如图5A所示,IPD调节传感器包括磁铁54和霍尔传感器55。通过磁铁和霍尔传感器之间的磁感应,可以获取霍尔传感器55检测到的磁感应强度(可以理解为磁通量),标记为B(Bx,By,Bz),Bx,By,Bz分别表示x,y,z这3个轴的空间分量。在图5A中,霍尔传感器55设置在印制电路板(printed circuit board,PCB)上,位置保持不变。磁铁54设置在IPD调节机构中的齿条52上。齿条52可以在马达的驱动下左右移动,进而带动光学显示模组1向左或向右移动,调整VR眼镜100的设备瞳距。当齿条52移动时,带动磁铁54移动,磁铁54和霍尔传感器55之间的位置发生变化,霍尔传感器55检测到的磁感应强度B(Bx,By,Bz)将发生变化。
可见,通过IPD调节机构改变VR眼镜100的瞳距,可以在VR眼镜100处于不同的瞳距下,实现霍尔传感器55的磁感应强度的连续探测。根据霍尔传感器55检测到的磁感应强度B(Bx,By,Bz)和光学显示模组1的空间坐标(x,y,z),可以建立磁感应强度与光学显示模组位置的对应关系,形成标定表。
在一些实现方式中,头戴显示设备可以预先在本地存储标定表。
在一些实现方式中,头戴显示设备可以和云服务器通信,从云服务器获取标定表,并进行本地存储。
在确定标定表的一种实现方式中,可以采用工业相机(例如,远心镜头相机),通过抓取镜筒特征,包括但不限于镜片裙边、磨砂雾化面、镜筒结构件外径、镜筒结构件上特征等,实现双镜筒实时IPD距离L的抓取,通过处理器读取霍尔传感器上报的磁感应强度,得到磁感应强度B(Bx,By,Bz)和IPD距离L的对应关系,得到标定表。本申请实施例对标定表的呈现形式不做限定,可以为数据表格,也可以为曲线函数。可选的,可以拟合出磁感应强度B和IPD距离L的标定曲线。可选的,根据磁铁和霍尔传感器的相对摆放关系,可以采取变化斜率最大的轴分量作为强度分布的判定依据,选取一个对称分量作为方向分布的判定依据,从而保证由磁感应强度反解IPD距离的唯一性。
示例性的,图9为本申请实施例提供的IPD距离和磁感应强度的标定曲线的一种示意图。如图9所示,横轴表示IPD距离,单位为毫米(mm),纵轴表示磁感应强度B(Bx,By,Bz)。在磁感应强度B的三个轴分量(Bx,By,Bz)中,轴分量Bx的变化斜率最大,作为强度分布的判定依据。再选取轴分量Bz作为方向分布的判定依据。例如,当轴分量Bx为-5时,轴分量Bx的曲线上有两个点,分别为点A和点B,然后,通过轴分量Bz最终确定IPD距离。假设,轴分量Bz为负值,则可以确定当前的IPD距离为71.5毫米,确保了通过磁感应强度可以求解IPD距离的唯一值。
可选的,拟合磁感应强度B和IPD距离L的标定曲线时,为了保证拟合精度,可以由采点数据确定拟合多项式。例如,拟合多项式为高阶多项式Bx=ALX+BLX-1+……+CONS,其中,A和B表示标定出来的系数,L表示IPD距离,CONS表示常数;或是包含三角函数的拟合多项式。
可选的,在本申请实施例中,头戴显示设备的瞳距调整,可以实现无极连续调节,或者限定档位精度调节。例如,头戴显示设备的瞳距可调范围在58mm-72mm,每个档位(单位档位)可以调节0.2mm。在限定档位精度调节的方式中,要求霍尔传感器探测磁感应强度满足2个条件:(1)任意点的磁感应强度<霍尔传感器的量程;(2)每个档位的精度>霍尔传感器灵敏度。
可选的,由于IPD调节机械结构在调节设备瞳距时可能引入空回误差,为了提高标定表的准确性以及设备调节瞳距的准确性,通过霍尔传感器进行磁感应强度的连续探测时,可以从头戴显示设备的一个瞳距极限位置移动到另一个瞳距极限位置。例如,头戴显示设备的瞳距可调范围为58mm-72mm,可以从58mm的最小IPD极限位置移动到72mm的最大IPD极限位置,或者,从72mm的最大IPD极限位置移动到58mm的最小IPD极限位置。这样,不同瞳距调整方向均对应一张标定表。后续在使用标定表时,可以根据不同的瞳距调整方向使用对应的标定表。
其中,本申请实施例对磁铁54和霍尔传感器55的位置不做限定。例如,在图5A中,磁铁54可以设置在PCB上,霍尔传感器55设置在齿条52上。
其中,本申请实施例对IPD调节传感器的类型不做限定,IPD调节传感器的类型不同时,检测值不同。例如,IPD调节传感器可以为滑动变阻器,此时,检测值可以为电阻值,标定表可以反映电阻值与光学显示模组位置(或者设备瞳距)之间的对应关系。
可选的,头戴显示设备中的2个光学显示模组,可以其中的1个光学显示模组对应设置有IPD调节传感器,也可以2个光学显示模组分别对应设置有IPD调节传感器。
在本申请实施例中,如果头戴显示设备包括IPD调节传感器,IPD调节传感器可以实时获取设备当前瞳距下的检测值,基于标定表,可以确定头戴显示设备当前的设备瞳距。在头戴显示设备自动调节瞳距的过程中,可以基于IPD调节传感器的检测值,确定设备的瞳距调整是否可以结束。
可选的,在一种实现方式中,获取目标检测值,目标检测值为头戴显示设备的目标瞳距(或目标瞳距值)对应的检测值。实时获取当前的检测值,如果当前的检测值与目标检测值之间的差值在第一误差范围内,则确定结束设备瞳距的调整,自动调节瞳距完成;否则,如果当前的检测值与目标检测值之间的差值超出第一误差范围,则继续调整设备的瞳距。
可选的,在另一种实现方式中,获取头戴显示设备的目标瞳距(或目标瞳距值)。实时获取IPD调节传感器的当前检测值,并根据标定表得到当前检测值对应的当前瞳距(或当前瞳距值)。如果当前瞳距值与目标瞳距值之间的差值在第一误差范围内,则确定结束设备瞳距的调整,自动调节瞳距完成;否则,如果当前瞳距值与目标瞳距值之间的差值超出第一误差范围,则继续调整设备的瞳距。
需要说明,本申请实施例对第一误差范围的取值范围不做限定。
可见,通过IPD调节传感器和标定表,为结束瞳距调整提供了准确的依据,提高了头戴显示设备进行瞳距调整的准确性。
下面,对本申请实施例涉及的显示界面进行示例性说明。
本申请实施例提供的瞳距调节方法,可以通过眼动追踪装置获取瞳距调整信息,还可以根据用户的输入获取瞳距调整信息。
可选的,在一种实现方式中,可以由用户输入需要调整的目标瞳距值。示例性的,如图10A所示,头戴显示设备显示界面1001。界面1001中包括头戴显示设备的当前瞳距值Xmm,还通过提示信息引导用户输入目标瞳距值。例如,提示信息为文字“请您输入希望调整的目标瞳距值”。例如,用户可以输入数值Y,单位是毫米。
可选的,在另一种实现方式中,可以由用户输入瞳距调整的方向。相应的,头戴显示设备可以根据用户输入的调整方向按照预设的单位档位调节设备瞳距,本申请实施例对一个档位调节的瞳距距离不作限定,例如,每个档位可以调节0.2~1mm。示例性的,如图10B所示,头戴显示设备显示界面1002。界面1002中包括头戴显示设备的当前瞳距值Xmm。还通过提示信息引导用户输入瞳距的调整方向或者引导用户输入目标瞳距值。例如,提示信息为文字“调整方向”、箭头控件1003和箭头控件1004,以及文字“请您输入希望调整的目标瞳距值”。假设,用户点击箭头控件1004,指示了瞳距调整方向为瞳距增大、两个光学显示模组相互远离的方向。
本申请实施例提供的瞳距调节方法,可以实现头戴显示设备的瞳距的自动调节。在瞳距调节完成后,可以输出提示信息,用于向用户提醒瞳距调节结束。可选的,提示信息可以包括调整后的设备瞳距值。
示例性的,在一个示例中,如图10C所示,头戴显示设备显示界面1002,当瞳距调节完成后,可以在界面1002中弹出窗口1005。窗口1005中包括提示信息。例如,提示信息为文字“瞳距调整完成”。
示例性的,在另一个示例中,如图10D所示,头戴显示设备显示界面1006,界面1006中包括提示信息。例如,提示信息为文字“瞳距调整完成,当前瞳距值为:Xmm”。
需要说明,图10A~图10D并不对相关界面形成限定,可以根据需要对界面的布局和显示内容进行调整。可选的,相关界面可以为系统应用的界面,或者为第三方应用程序(application,APP)的界面。
下面通过具体的实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
本申请实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
图11为本申请实施例提供的瞳距调节方法的一种流程图。本实施例提供的瞳距调节方法,执行主体为头戴显示设备。如图11所示,本实施例提供的瞳距调节方法,可以包括:
S1101、获取瞳距调整信息。
其中,瞳距调整信息用于表征头戴显示设备进行瞳距调整的量值,头戴显示设备可以基于瞳距调整信息实现设备瞳距的调节。
可选的,如果头戴显示设备包括眼动追踪装置,获取瞳距调整信息,可以包括:
通过眼动追踪装置获得单眼的瞳距偏移量。单眼的瞳距偏移量用于指示单眼的瞳孔与对应光学显示模组之间的偏差。
示例性的,如图2A或图2B所示,单眼的瞳距偏移量可以表示为δX。关于眼动追踪装置的原理可以参见本申请上面描述,此处不再赘述。在该实现方式中,瞳距调整信息包括单眼的瞳距偏移量,通过眼动追踪装置可以自动获取头戴显示设备需要调整的瞳距量值,提高了获取瞳距调整信息的准确性,相比于根据用户人眼的观看感觉调整瞳距,提高了头戴显示设备进行瞳距调整的准确性。
在本实施例中,头戴显示设备包括2个光学显示模组,可以其中的1个光学显示模组设置眼动追踪装置,也可以每个光学显示模组均设置眼动追踪装置。
可选的,如果只有1个光学显示模组设置眼动追踪装置,或者,每个光学显示模组均设置眼动追踪装置,通过眼动追踪装置获得单眼的瞳距偏移量,可以包括:
通过眼动追踪装置对人的左眼或右眼进行眼动追踪,将得到的左眼的瞳距偏移量或右眼的瞳距偏移量确定为单眼的瞳距偏移量。
在该实现方式中,单眼的瞳距偏移量有1个值,具体为左眼的瞳距偏移量或右眼的瞳距偏移量。由于人的双眼和头戴显示设备的结构通常是对称的,通过对单只眼睛进行眼动追踪,得到单眼的瞳距偏移量,实现方式简单。
可选的,如果每个光学显示模组均设置有眼动追踪装置,通过眼动追踪装置获得单眼的瞳距偏移量,可以包括:
通过眼动追踪装置对人的左眼和右眼分别进行眼动追踪,根据得到的左眼的瞳距偏移量和右眼的瞳距偏移量确定单眼的瞳距偏移量。
在该实现方式中,对每只眼睛都进行眼动追踪,得到左眼和右眼分别对应的瞳距偏移量,并根据左眼的瞳距偏移量和右眼的瞳距偏移量最终确定单眼的瞳距偏移量,提高了确定瞳距偏移量的准确性。
可选的,在一种实现方式中,根据得到的左眼的瞳距偏移量和右眼的瞳距偏移量确定单眼的瞳距偏移量,可以包括:
将左眼的瞳距偏移量和右眼的瞳距偏移量,确定为单眼的瞳距偏移量。
在该实现方式中,单眼的瞳距偏移量有2个值,包括左眼的瞳距偏移量和右眼的瞳距偏移量。后续,在调节头戴显示设备的瞳距的过程中,可以针对左眼和右眼分别移动对应光学显示模组的位置,提高了设备瞳距调整的准确性和灵活性。
可选的,在另一种实现方式中,根据得到的左眼的瞳距偏移量和右眼的瞳距偏移量确定单眼的瞳距偏移量,可以包括:
将左眼的瞳距偏移量和右眼的瞳距偏移量的平均值,确定为单眼的瞳距偏移量。
该实现方式中,单眼的瞳距偏移量有1个值。通过求取平均值,提高了确定单眼瞳距偏移量的准确性。
可选的,如果头戴显示设备包括眼动追踪装置,还包括IPD调节传感器,获取瞳距调整信息,还可以包括:
获取IPD调节传感器的当前检测值。
获取标定表。标定表用于指示IPD调节传感器的检测值和头戴显示设备的瞳距之间的对应关系。
根据标定表、单眼的瞳距偏移量和当前检测值,确定目标瞳距值和/或目标检测值。
结合示例进行说明。假设,IPD调节传感器为霍尔传感器,检测值为磁感应强度。IPD调节传感器的当前检测值为磁感应强度B1,通过标定表可以得到磁感应强度B1对应的设备瞳距IPD1,即头戴显示设备的当前瞳距值为IPD1。假设,单眼的瞳距偏移量为δX。那么,目标瞳距值IPD2=IPD1+2δx。通过标定表可以得到目标瞳距值IPD2对应的目标检测值B2。
在该实现方式中,瞳距调整信息包括目标瞳距值和/或目标检测值,通过IPD调节传感器和标定表,可以获得进行瞳距调整的量值。而且,在设备瞳距调整的过程中,可以根据目标瞳距值和/或目标检测值,以及当前瞳距值和/或当前检测值,确定是否可以结束瞳距调节,提高了瞳距调节的准确性。
可选的,如果不同的瞳距调整方向分别对应有标定表,在获取瞳距调整方向的情况下,需要使用该瞳距调整方向所对应的标定表。
可选的,瞳距调整信息可以是用户输入的。本实施例对用户输入瞳距调整信息的方式不作限定,例如,可以通过语音输入,或者通过在头戴显示设备显示的界面中进行操作而输入。
可选的,在一种实现方式中,获取瞳距调整信息,可以包括:获取用户输入的目标瞳距值。
在该实现方式中,瞳距调整信息包括用户输入的目标瞳距值,适用于用户知道人眼瞳距的场景。
可选的,获取用户输入的目标瞳距值,可以包括:获取用户通过语音输入的目标瞳距值;或者,显示第一界面,获取用户在第一界面中输入的目标瞳距值。示例性的,第一界面可以参见图10B或图10C所示。
可选的,在另一种实现方式中,获取瞳距调整信息,可以包括:获取用户输入的瞳距调整方向。
在该实现方式中,瞳距调整信息包括用户输入的瞳距调整方向,瞳距调整方向可以包括瞳距增大、两个光学显示模组相互远离的方向;或者瞳距减小、两个光学显示模组相互靠近的方向。后续,头戴显示设备可以根据预设的单位档位调节设备瞳距。本申请实施例对一个档位调节的瞳距距离不作限定,例如,每个档位可以调节0.2~1mm。例如,如图10C所示,用户每次点击箭头控件1004,设备瞳距可以增大0.5mm,用户每次点击箭头控件1003,设备瞳距可以减小0.5mm。
S1102、确定两个光学显示模组的目标移动方向。
其中,目标移动方向为两个光学显示模组相互靠近的方向或相互远离的方向。
可选的,可以根据瞳距调整信息确定目标移动方向。
在一种实现方式中,如果瞳距调整信息包括单眼的瞳距偏移量,可以根据瞳距偏移量的取值的正负确定目标移动方向。可以理解,头戴显示设备的当前设备瞳距大于或小于用户瞳距时,单眼的瞳距偏移量的取值的正负是不同的。比如,设备瞳距大于用户瞳距时,单眼的瞳距偏移量为正,设备瞳距小于用户瞳距时,单眼的瞳距偏移量为负。或者相反,设备瞳距大于用户瞳距时,单眼的瞳距偏移量为负,设备瞳距小于用户瞳距时,单眼的瞳距偏移量为正。
在另一种实现方式中,如果瞳距调整信息包括用户输入的目标瞳距值,可以根据头戴显示设备的当前瞳距值和用户输入的目标瞳距值,确定目标移动方向。目标瞳距值大于当前瞳距值时,需要调大设备瞳距,目标移动方向为两个光学显示模组相互远离的方向;相反的,目标瞳距值小于当前瞳距值时,目标移动方向为两个光学显示模组相互靠近的方向。
可选的,如果瞳距调整信息包括用户输入的瞳距调整方向,则将用户输入的瞳距调整方向确定为目标移动方向。
S1103、根据瞳距调整信息和目标移动方向,控制IPD调节机构动作,驱动两个光学显示模组移动。
可见,本实施例提供的瞳距调节方法,可以获取瞳距调整信息,指示了头戴显示设备进行瞳距调整的量值,根据瞳距调整信息和目标移动方向驱动IPD调节机构动作,带动两个光学显示模组移动,实现了对头戴显示设备的瞳距的自动调节,避免了用户手动、机械式的调整,提高了头戴显示设备调整瞳距的便利性和准确性。
在上述实施例的基础上,在本申请的另一实施例中,提供了S1103中,根据瞳距调整信息和目标移动方向,控制IPD调节机构动作,驱动两个光学显示模组移动的实现方式。
在一种实现方式中,图12为本申请实施例提供的瞳距调节方法的另一种流程图。如图12所示,S1103中,根据瞳距调整信息和目标移动方向,控制IPD调节机构动作,驱动两个光学显示模组移动,可以包括:
S1201、控制IPD调节机构动作,驱动两个光学显示模组沿目标移动方向的反方向移动超过预设距离或者移动到达瞳距极限位置。
其中,预设距离用于消除IPD调节机构中的机械结构引入的空回误差,本实施例对预设距离的取值不作限定,可以根据空回误差设置。预设距离需要大于空回误差对应的直线移动距离。
瞳距极限位置包括头戴显示设备的瞳距可调范围内的最小瞳距位置或者最大瞳距位置。
其中,目标移动方向可以参见S1102中的描述。此外,目标移动方向还可以为预设方向。预设方向可以为两个光学显示模组相互靠近的方向或相互远离的方向。
S1202、根据瞳距调整信息控制IPD调节机构反向动作,驱动两个光学显示模组沿目标移动方向移动。
结合图2A和图5A进行举例说明。在图2A中,VR眼镜100的当前设备瞳距L小于用户瞳距D,需要增大VR眼镜100的瞳距。在图5A中,齿轮51顺时针转动时,通过齿条52和齿条53可以控制光学显示模组1和光学显示模组2相互远离移动,相反的,齿轮51逆时针转动时,光学显示模组1和光学显示模组2相互靠近移动。
在一个示例中,由于设备瞳距L小于用户瞳距D,需要增大VR眼镜100的瞳距,确定目标移动方向为光学显示模组1和光学显示模组2相互远离的方向。目标移动方向的反方向为光学显示模组1和光学显示模组2相互靠近的方向。先控制马达位移,控制齿轮51逆时针转动,带动光学显示模组1和光学显示模组2相互靠近移动,到达VR眼镜100的最小瞳距位置,如图13A所示。之后,再控制马达反向位移,控制齿轮51顺时针转动,带动光学显示模组1和光学显示模组2相互远离移动,最终,将设备瞳距L调节为用户瞳距D,如图13B所示。在瞳距调整的过程中,用户佩戴头戴显示设备,可以感受到瞳距先减小再增大的移动过程。
在另一个示例中,假设,目标移动方向为预设的光学显示模组1和光学显示模组2相互靠近的方向。目标移动方向的反方向为光学显示模组1和光学显示模组2相互远离的方向。先控制马达位移,控制光学显示模组1和光学显示模组2相互远离移动,到达VR眼镜100的瞳距极大值位置,如图14A所示。之后,再控制马达反向位移,控制光学显示模组1和光学显示模组2相互靠近移动,最终,将设备瞳距L调节为用户瞳距D,如图14B所示。在瞳距调整的过程中,用户佩戴头戴显示设备,可以感受到瞳距先增大再减小的移动过程。
可见,先控制两个光学显示模组沿目标移动方向的反方向移动一段距离,消除IPD调节机构中的机械结构引入的空回误差对设备瞳距调节带来的影响,之后,再控制IPD调节机构反向动作,驱动两个光学显示模组沿目标移动方向移动,提高了设备瞳距调节的精确度和准确性,尤其适用于多次正反向调节时可能引入累计误差的场景。
在另一种实现方式中,图15为本申请实施例提供的瞳距调节方法的又一种流程图。如图15所示,S1103中,根据瞳距调整信息和目标移动方向,控制IPD调节机构动作,驱动两个光学显示模组移动,可以包括:
S1501、获取上一次的瞳距调整方向。
其中,上一次的瞳距调整方向为本次瞳距调节之前最近一次瞳距调节时的瞳距调整方向。
S1502、若上一次的瞳距调整方向和目标移动方向相同,则根据瞳距调整信息控制IPD调节机构动作,驱动两个光学显示模组沿目标移动方向移动。
S1503、若上一次的瞳距调整方向和目标移动方向相反,则根据瞳距调整信息和预设的空回误差控制IPD调节机构动作,驱动两个光学显示模组沿目标移动方向移动。
在该实现方式中,需要比较本次瞳距调节时的目标移动方向和上一次瞳距调节时的瞳距调整方向。如果相邻两次瞳距调整的移动方向相同,则不需要考虑IPD调节机构中机械结构的空回误差对瞳距调节的影响,直接根据目标移动方向进行本次瞳距调节。如果相邻两次瞳距调整的移动方向相反,则需要考虑IPD调节机构中的机械结构所引入的空回误差对设备瞳距调整带来的影响,依然根据目标移动方向进行本次的瞳距调节,但是需要考虑预设的空回误差,从而消除IPD调节机构中的机械结构所引入的空回误差,提高了设备瞳距调节的精确性。
在又一种实现方式中,S1103中,根据瞳距调整信息和目标移动方向,控制IPD调节机构动作,驱动两个光学显示模组移动,可以包括:
根据瞳距调整信息控制IPD调节机构动作,驱动两个光学显示模组沿目标移动方向移动。
在该实现方式中,没有考虑IPD调节机构中机械结构的空回误差对瞳距调节的影响,直接根据目标移动方向进行本次瞳距调节,实现了设备瞳距的自动调节。
可选的,控制IPD调节机构动作,可以包括:
根据瞳距调整信息确定IPD调节机构中马达的位移方向和位移距离。
根据马达的位移方向和位移距离控制马达移动。
可选的,在上述实施例的基础上,在本申请的又一实施例中,对头戴显示设备是否可以结束瞳距调整进行说明。
首先,对结束瞳距调整的条件进行说明。
可选的,如果头戴显示设备包括眼动追踪装置,结束瞳距调整的条件可以包括:
第一瞳距偏移量的绝对值小于或等于预设瞳距偏移误差。其中,第一瞳距偏移量为通过眼动追踪装置获得的当前时刻的单眼的瞳距偏移量,标记为δx。预设瞳距偏移误差标记为k。该条件可以表示为公式|δx|≤k。
具体的,单眼的瞳距偏移量的取值可以为正值,也可以为负值。通过取值的正负可以反映头戴显示设备当前的设备瞳距大于人眼瞳距还是小于人眼瞳距。但是,只要单眼的瞳距偏移量在第一误差范围内,就可以确定设备瞳距调节完成。本实施例对预设瞳距偏移误差k的取值不作限定。可以理解,预设瞳距偏移误差k的取值越小,瞳距调节越精确。
可选的,如果头戴显示设备包括IPD调节传感器,结束瞳距调整的条件可以包括:
第一检测值与目标检测值的差值的绝对值小于或等于预设检测值误差;和/或,第一瞳距值与目标瞳距值的差值的绝对值小于或等于预设瞳距误差。
其中,第一检测值是指IPD调节传感器在当前时刻的检测值,标记为V1。第一瞳距值是指头戴显示设备的当前瞳距,标记为L1。根据标定表,可以根据第一检测值V1得到第一瞳距值L1。目标瞳距值为头戴显示设备调节之后的瞳距值,标记为L2。目标检测值为目标瞳距值L2对应的检测值,标记为V2。根据标定表,可以根据目标瞳距值L2得到目标检测值V2。预设检测值误差表示为δV,预设瞳距误差表示为δL。上述两个条件可以分别表示为公式|V2-V1|≤δV以及公式|L2-L1|≤δL。
本实施例对预设检测值误差δV和预设瞳距误差δL的取值不作限定。可以理解,取值越小,瞳距调节越精确。
可选的,如果不同的瞳距调整方向分别对应有标定表,例如,两个光学显示模组相互靠近移动的方向对应第一标定表,两个光学显示模组相互远离移动的方向对应第二标定表,那么,在使用标定表时,需要使用两个光学显示模组的移动方向对应的标定表,以提升获取检测值或者瞳距值的准确性。例如,如果目标移动方向为两个光学显示模组相互远离,则使用第二标定表。
可选的,上述结束瞳距调整的条件可以相互结合,本实施例对结合方式不作限定。例如,头戴显示设备包括眼动追踪装置和IPD调节传感器,在一些实施方式中,结束瞳距调整的条件可以包括:第一瞳距偏移量的绝对值小于或等于预设瞳距偏移误差,并且,第一检测值与目标检测值的差值的绝对值小于或等于预设检测值误差。在另一些实施方式中,结束瞳距调整的条件可以包括:第一瞳距偏移量的绝对值小于预设瞳距偏移误差,或者,第一瞳距值与目标瞳距值的差值的绝对值小于预设瞳距误差。
下面,对判断是否满足结束瞳距调整的条件的时机进行说明。
在一种实现方式中,在执行S1103,根据瞳距调整信息和目标移动方向,控制IPD调节机构动作,驱动两个光学显示模组移动的过程中,判断是否满足结束瞳距调整的条件。
具体的,可以周期性判断是否满足结束瞳距调整的条件。本实施例对判断周期不作限定。如果满足结束瞳距调整的条件,则停止IPD调节机构动作,停止两个光学显示模组的移动,结束瞳距调整过程。如果不满足结束瞳距调整的条件,则继续执行S1103,并继续周期性判断是否满足结束瞳距调整的条件。
通过该实现方式,避免了瞳距调整过程中在一个方向上的过度移动,避免了由于过度移动而导致的需要控制光学显示模组反向移动的情况。
举例说明。假设,需要缩小头戴显示设备的瞳距,目标移动方向为两个光学显示模组相互靠近。结束瞳距调整的条件为第一检测值V1与目标检测值V2的差值的绝对值小于预设检测值误差δV。在控制两个光学显示模组相互靠近移动的过程中,在t1时刻,获取第一检测值V11,判断|V11-V2|是否小于δV。如果不小于,则继续控制两个光学显示模组相互靠近移动。在t1+T时刻,获取第一检测值V12,判断|V12-V2|是否小于δV。如果不小于,则继续控制两个光学显示模组相互靠近移动。在t1+2*T时刻,获取第一检测值V13,判断|V13-V2|是否小于δV。如果小于,则控制IPD调节机构停止动作,停止两个光学显示模组的移动。
在另一种实现方式中,在S1103之后,还可以包括:判断是否满足结束瞳距调整的条件。如果满足结束瞳距调整的条件,则流程结束,完成头戴显示设备的瞳距自动调节。如果不满足结束瞳距调整的条件,则返回执行S1103。
具体的,可以根据瞳距调整信息确定IPD调节机构中马达的位移方向和位移距离,或者确定两个光学显示模组的移动距离。通过执行S1103,控制马达移动到瞳距调整信息对应的目标位置或者控制两个光学显示模组移动到瞳距调整信息对应的目标位置。可以理解,此时,头戴显示设备的设备瞳距和用户瞳距可能差距较小,满足结束瞳距调整的条件;或者,头戴显示设备的设备瞳距和用户瞳距可能差距较大,不满足结束瞳距调整的条件。当不满足结束瞳距调整的条件时,两个光学显示模组在目标移动方向上可能存在过度移动,也可能存在欠移动。
举例说明。假设,需要缩小头戴显示设备的瞳距,目标移动方向为两个光学显示模组相互靠近的方向。根据瞳距调整信息确定了IPD调节机构中马达的位移方向和位移距离。当马达按照位移方向移动达到位移距离时,驱动两个光学显示模组相互靠近的移动了一段距离。此时,两个光学显示模组在相互靠近的方向上可能移动的距离不够,导致头戴显示设备的瞳距依然大于用户瞳距很多,出现欠移动的情况;或者,两个光学显示模组在相互靠近的方向上移动的距离过大,导致头戴显示设备的瞳距已经小于用户瞳距且小于用户瞳距很多,反而需要两个光学显示模组再反向移动一段距离,使得设备瞳距再增大一些,出现过度移动的情况。
在该实现方式中,在执行S1103之后,判断是否满足结束瞳距调整的条件。如果满足条件则结束流程。如果不满足条件,则返回执行S1103,并继续判断是否满足结束瞳距调整的条件,直至满足结束瞳距调整的条件。其中,当出现过度移动的情况时,需要下次反向移动调节设备瞳距时,可以参考图15提供的方法,在相邻两次瞳距调整的移动方向相反时,考虑IPD调节机构中的机械结构引入的空回误差对设备瞳距调节带来的影响。
可选的,本实施例提供的瞳距调节方法,还可以包括:
输出提示信息,提示信息用于指示瞳距调节结束。
本实施例对提示信息的输出方式不做限定。例如,可以通过语音输出,也可以在相关界面中显示,可以参见图10C或图10D所示。
可选的,提示信息可以包括调整后的设备瞳距值。
可选的,在上述实施例的基础上,针对头戴显示设备包括不同的硬件结构时,提供瞳距调节方法的实现流程。
图16为本申请实施例提供的瞳距调节方法的又一种流程图。在该实现方式中,头戴显示设备包括:两个光学显示模组、IPD调节机构、眼动追踪装置和IPD调节传感器。如图16所示,本实施例提供的瞳距调节方法,可以包括:
S1601、通过眼动追踪装置获得单眼的瞳距偏移量。单眼的瞳距偏移量用于指示单眼的瞳孔与对应光学显示模组之间的偏差。
S1602、获取IPD调节传感器的第一当前检测值,并根据标定表得到第一当前检测值对应的第一当前瞳距值。标定表用于指示IPD调节传感器的检测值和头戴显示设备的瞳距之间的对应关系。
其中,对S1601和S1602的执行顺序不作限定。
S1603、根据单眼的瞳距偏移量和第一当前瞳距值,确定目标瞳距值和/或目标检测值。
具体的,根据第一当前瞳距值和单眼的瞳距偏移量,可以确定目标瞳距值。根据标定表,可以得到目标瞳距值对应的目标检测值。
S1604、根据单眼的瞳距偏移量、目标瞳距值或目标检测值中的至少一项,确定两个光学显示模组的目标移动方向。
S1605、根据单眼的瞳距偏移量、目标瞳距值或目标检测值中的至少一项,确定IPD调节机构中马达的位移方向和位移距离。
S1606、根据马达的位移方向和位移距离控制马达移动,通过马达驱动两个光学显示模组移动。
S1607、获取IPD调节传感器的第二当前检测值,并判断是否满足结束瞳距调整的条件。
可选的,在一种实现方式中,判断第二当前检测值与目标检测值的差值的绝对值是否小于预设检测值误差。如果小于预设检测值误差,则确定满足结束瞳距调整的条件,停止流程;如果大于或等于预设检测值误差,则确定不满足结束瞳距调整的条件,返回执行S1605。
可选的,在另一种实现方式中,根据标定表得到第二当前检测值对应的第二当前瞳距值,判断第二当前瞳距值与目标瞳距值的差值的绝对值是否小于预设瞳距误差。如果小于预设瞳距误差,则确定满足结束瞳距调整的条件,停止流程;如果大于或等于小于预设瞳距误差,则确定不满足结束瞳距调整的条件,返回执行S1605。
可见,在该实现方式中,通过眼动追踪装置得到单眼的瞳距偏移量,根据单眼的瞳距偏移量和标定表确定目标瞳距值和/或目标检测值,提高了获取设备瞳距调整的量化值的准确性,基于此控制IPD调节机构动作,提高了设备自动调节瞳距的准确性。而且,基于IPD调节传感器的检测值和标定表,确定设备的瞳距调整是否可以结束,进一步提高了头戴显示设备进行瞳距调整的准确性。
图17为本申请实施例提供的瞳距调节方法的又一种流程图。在该实现方式中,头戴显示设备包括:两个光学显示模组、IPD调节机构、眼动追踪装置和IPD调节传感器。如图17所示,本实施例提供的瞳距调节方法,可以包括:
S1701、通过眼动追踪装置获得单眼的瞳距偏移量。单眼的瞳距偏移量用于指示单眼的瞳孔与对应光学显示模组之间的偏差。
S1702、获取IPD调节传感器的第一当前检测值,并根据标定表得到第一当前检测值对应的第一当前瞳距值。标定表用于指示IPD调节传感器的检测值和头戴显示设备的瞳距之间的对应关系。
其中,对S1701和S1702的执行顺序不作限定。
S1703、根据单眼的瞳距偏移量和第一当前瞳距值,确定目标瞳距值和/或目标检测值。
具体的,根据第一当前瞳距值和单眼的瞳距偏移量,可以确定目标瞳距值。根据标定表,可以得到目标瞳距值对应的目标检测值。
S1704、确定两个光学显示模组的目标移动方向。
可选的,可以根据单眼的瞳距偏移量、目标瞳距值或目标检测值中的至少一项,确定两个光学显示模组的目标移动方向。
可选的,目标移动方向可以为预设方向。预设方向为两个光学显示模组相互靠近的方向或相互远离的方向。
S1705、控制IPD调节机构动作,驱动两个光学显示模组沿目标移动方向的反方向移动超过预设距离或者移动到达瞳距极限位置。
S1706、根据单眼的瞳距偏移量、目标瞳距值或目标检测值中的至少一项,控制IPD调节机构反向动作,驱动两个光学显示模组沿目标移动方向移动,并在该移动过程中判断是否满足结束瞳距调整的条件。
其中,判断是否满足结束瞳距调整的条件,可以参见S1607的相关描述,此处不再赘述。
如果满足结束瞳距调整的条件,则停止流程;如果不满足结束瞳距调整的条件,则继续执行S1706。
可见,在该实现方式中,先控制两个光学显示模组沿目标移动方向的反方向移动一段距离,消除IPD调节机构中的机械结构引入的空回误差对设备瞳距调节带来的影响,之后,再控制IPD调节机构反向动作,驱动两个光学显示模组沿目标移动方向移动,提高了设备瞳距调节的精确度和准确性。
图18为本申请实施例提供的瞳距调节方法的又一种流程图。在该实现方式中,头戴显示设备包括:两个光学显示模组、IPD调节机构、眼动追踪装置和IPD调节传感器。如图18所示,本实施例提供的瞳距调节方法,可以包括:
S1801、通过眼动追踪装置获得单眼的瞳距偏移量。单眼的瞳距偏移量用于指示单眼的瞳孔与对应光学显示模组之间的偏差。
S1802、获取IPD调节传感器的第一当前检测值,并根据标定表得到第一当前检测值对应的第一当前瞳距值。标定表用于指示IPD调节传感器的检测值和头戴显示设备的瞳距之间的对应关系。
其中,对S1801和S1802的执行顺序不作限定。
S1803、根据单眼的瞳距偏移量和第一当前瞳距值,确定目标瞳距值和/或目标检测值。
具体的,根据第一当前瞳距值和单眼的瞳距偏移量,可以确定目标瞳距值。根据标定表,可以得到目标瞳距值对应的目标检测值。
S1804、根据单眼的瞳距偏移量、目标瞳距值或目标检测值中的至少一项,确定两个光学显示模组的目标移动方向。
S1805、获取上一次的瞳距调整方向,并判断上一次的瞳距调整方向与目标移动方向是否相同。
如果相同,则执行S1806;否则,执行S1807。
S1806、若上一次的瞳距调整方向和目标移动方向相同,则根据单眼的瞳距偏移量、目标瞳距值或目标检测值中的至少一项,控制IPD调节机构动作,驱动两个光学显示模组沿目标移动方向移动,并在该移动过程中判断是否满足结束瞳距调整的条件。
如果满足结束瞳距调整的条件,则停止流程;如果不满足结束瞳距调整的条件,则继续执行S1806。
S1807、若上一次的瞳距调整方向和目标移动方向相反,则根据单眼的瞳距偏移量、目标瞳距值或目标检测值中的至少一项以及预设的空回误差,控制IPD调节机构动作,驱动两个光学显示模组沿目标移动方向移动,并在该移动过程中判断是否满足结束瞳距调整的条件。
如果满足结束瞳距调整的条件,则停止流程;如果不满足结束瞳距调整的条件,则继续执行S1807。
其中,判断是否满足结束瞳距调整的条件,可以参见S1607的相关描述,此处不再赘述。
可见,在该实现方式中,需要比较本次瞳距调节时的目标移动方向和上一次瞳距调节时的瞳距调整方向。如果相邻两次瞳距调整的方向相同,则不需要考虑IPD调节机构中机械结构引起的空回误差对瞳距调节的影响,直接根据目标移动方向进行本次的瞳距调节。如果相邻两次瞳距调整的方向相反,则需要考虑IPD调节机构中的机械结构引入的空回误差对设备瞳距调节带来的影响,依然根据目标移动方向进行本次的瞳距调节,但是需要考虑预设的空回误差,从而消除IPD调节机构中的机械结构引入的空回误差,提高了设备瞳距调节的精确性。
图19为本申请实施例提供的瞳距调节方法的又一种流程图。在该实现方式中,头戴显示设备包括:两个光学显示模组、IPD调节机构和眼动追踪装置。如图19所示,本实施例提供的瞳距调节方法,可以包括:
S1901、通过眼动追踪装置获得第一单眼的瞳距偏移量。单眼的瞳距偏移量用于指示单眼的瞳孔与对应光学显示模组之间的偏差。
S1902、根据第一单眼的瞳距偏移量,确定两个光学显示模组的目标移动方向。
S1903、根据第一单眼的瞳距偏移量,确定IPD调节机构中马达的位移方向和位移距离。
S1904、根据马达的位移方向和位移距离控制马达移动,通过马达驱动两个光学显示模组移动。
S1905、通过眼动追踪装置获得第二单眼的瞳距偏移量,并判断是否满足结束瞳距调整的条件。
具体的,判断第二单眼的瞳距偏移量的绝对值是否小于预设瞳距偏移误差。如果小于预设瞳距偏移误差,则确定满足结束瞳距调整的条件,停止流程;如果大于或等于预设瞳距偏移误差,则确定不满足结束瞳距调整的条件,返回执行S1902,此时,第二单眼的瞳距偏移量即为S1902中的第一单眼的瞳距偏移量。
可见,在该实现方式中,头戴显示设备包括眼动追踪装置,通过眼动追踪装置得到单眼的瞳距偏移量,基于单眼的瞳距偏移量确定头戴显示设备瞳距调整的量值,并确定设备的瞳距调整是否可以结束,提高了头戴显示设备进行瞳距调整的准确性。
图20为本申请实施例提供的瞳距调节方法的又一种流程图。在该实现方式中,头戴显示设备包括:两个光学显示模组、IPD调节机构和IPD调节传感器。如图20所示,本实施例提供的瞳距调节方法,可以包括:
S2001、获取用户输入的目标瞳距值。
S2002、获取IPD调节传感器的第一当前检测值,并根据标定表得到第一当前检测值对应的第一当前瞳距值。标定表用于指示IPD调节传感器的检测值和头戴显示设备的瞳距之间的对应关系。
其中,对S2001和S2002的执行顺序不作限定。
S2003、确定两个光学显示模组的目标移动方向。
可选的,可以根据第一当前瞳距值和目标瞳距值,确定两个光学显示模组的目标移动方向。
可选的,目标移动方向可以为预设方向。预设方向为两个光学显示模组相互靠近的方向或相互远离的方向。
S2004、控制IPD调节机构动作,驱动两个光学显示模组沿目标移动方向的反方向移动超过预设距离或者移动到达瞳距极限位置。
S2005、根据目标瞳距值和/或目标检测值,控制IPD调节机构反向动作,驱动两个光学显示模组沿目标移动方向移动,并在该移动过程中判断是否满足结束瞳距调整的条件。
其中,可以根据标定表,得到目标瞳距值对应的目标检测值。
其中,判断是否满足结束瞳距调整的条件,可以参见S1607的相关描述,此处不再赘述。
如果满足结束瞳距调整的条件,则停止流程;如果不满足结束瞳距调整的条件,则继续执行S2005。
可见,在该实现方式中,由用户输入头戴显示设备的目标瞳距值。在调整设备瞳距时,先控制两个光学显示模组沿目标移动方向的反方向移动一段距离,消除IPD调节机构中的机械结构引入的空回误差对设备瞳距调节带来的影响,之后,再控制IPD调节机构反向动作,驱动两个光学显示模组沿目标移动方向移动,提高了设备瞳距调节的精确度和准确性。
可以理解的是,头戴显示设备为了实现上述功能,其包含了执行各个功能相应的硬件和/或软件模块。结合本文中所公开的实施例描述的各示例的算法步骤,本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以结合实施例对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本申请实施例可以根据上述方法示例对头戴显示设备进行功能模块的划分,例如,可以对应各个功能划分各个功能模块,也可以将两个或两个以上的功能集成在一个模块中。需要说明的是,本申请实施例中对模块的划分是示意性的,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式。需要说明的是,本申请实施例中模块的名称是示意性的,实际实现时对模块的名称不做限定。
示例性的,图21为本申请实施例提供的瞳距调节装置的一种结构示意图。本实施例提供的瞳距调节装置,可以用于头戴显示设备。头戴显示设备包括IPD调节机构和两个光学显示模组,IPD调节机构用于驱动两个光学显示模组移动。如图21所示,本实施例提供的瞳距调节装置,可以包括:
处理模块2101,用于在用户佩戴头戴显示设备后,控制IPD调节机构沿第一方向移动第一距离,第一距离用于消除IPD调节机构的空回误差。
所述处理模块2101,还用于控制IPD调节机构动作沿第二方向移动第二距离,驱动两个光学显示模组移动,直至判断模块2102确定头戴显示设备的瞳距与用户瞳距之间的偏差在第一误差范围内。
一种可能的实现方式中,第一方向和第二方向相反,第一方向为使得两个光学显示模组相互靠近或相互远离的方向。
一种可能的实现方式中,第一方向为预设方向,预设方向为使得两个光学显示模组相互靠近或相互远离的方向。
一种可能的实现方式中,处理模块2101用于:
控制IPD调节机构动作沿第一方向移动第一距离,驱动两个光学显示模组移动超过预设距离或者移动到达瞳距极限位置。
一种可能的实现方式中,第一方向和第二方向相同,第一方向为使得两个光学显示模组相互靠近或相互远离的方向。
一种可能的实现方式中,第一方向和第二方向与头戴显示设备上一次调节瞳距时IPD调节机构动作的方向相反,第一距离为0;处理模块2101用于:
控制IPD调节机构沿第一方向动作持续第一时长,第一时长用于消除IPD调节机构的空回误差。
一种可能的实现方式中,IPD调节机构包括马达、与马达连接的齿轮和与齿轮连接的齿条,齿条还与光学显示模组连接;处理模块2101用于:
控制马达沿第一方向动作持续第一时长,驱动齿轮转动持续第一时长。
一种可能的实现方式中,第一方向和第二方向与头戴显示设备上一次调节瞳距时IPD调节机构动作的方向相同,第一距离为0;处理模块2101用于:
控制IPD调节机构不动作。
一种可能的实现方式中,处理模块2101还用于:
在控制IPD调节机构沿第一方向移动第一距离之前,获取瞳距调整信息;瞳距调整信息用于表征头戴显示设备进行瞳距调整的量值;
根据瞳距调整信息确定第一方向和/或第二方向。
一种可能的实现方式中,头戴显示设备还包括眼动追踪装置,处理模块2101用于:
通过眼动追踪装置获得单眼的瞳距偏移量;单眼的瞳距偏移量用于指示单眼的瞳孔与对应光学显示模组之间的偏差。
一种可能的实现方式中,处理模块2101用于:
通过眼动追踪装置对人的左眼或右眼进行眼动追踪,将得到的左眼的瞳距偏移量或右眼的瞳距偏移量确定为单眼的瞳距偏移量。
一种可能的实现方式中,处理模块2101用于:
通过眼动追踪装置对人的左眼和右眼分别进行眼动追踪,根据得到的左眼的瞳距偏移量和右眼的瞳距偏移量确定单眼的瞳距偏移量。
一种可能的实现方式中,处理模块2101用于:
将左眼的瞳距偏移量和右眼的瞳距偏移量,确定为单眼的瞳距偏移量;或者,将左眼的瞳距偏移量和右眼的瞳距偏移量的平均值,确定为单眼的瞳距偏移量。
一种可能的实现方式中,头戴显示设备还包括IPD调节传感器,IPD调节传感器的检测值用于表征头戴显示设备的瞳距;处理模块2101还用于:
获取IPD调节传感器的当前检测值;
根据标定表、单眼的瞳距偏移量和当前检测值,确定目标瞳距值和/或目标检测值;其中,标定表用于指示IPD调节传感器的检测值和头戴显示设备的瞳距之间的对应关系。
一种可能的实现方式中,处理模块2101用于:
获取用户输入的目标瞳距值。
一种可能的实现方式中,处理模块2101用于:
获取用户通过语音输入的目标瞳距值。
一种可能的实现方式中,处理模块2101用于:
显示第一界面;
获取用户在第一界面中输入的目标瞳距值。
一种可能的实现方式中,头戴显示设备还包括眼动追踪装置,头戴显示设备的瞳距与用户瞳距之间的偏差在第一误差范围内,包括:
|δx|≤k;其中,δx表示通过眼动追踪装置获得的当前时刻的单眼的瞳距偏移量,k表示预设瞳距偏移误差。
一种可能的实现方式中,头戴显示设备还包括IPD调节传感器,IPD调节传感器的检测值用于表征头戴显示设备的瞳距;头戴显示设备的瞳距与用户瞳距之间的偏差在第一误差范围内,包括:
|V2-V1|≤δV,和/或,|L2-L1|≤δL;其中,V1表示IPD调节传感器在当前时刻的第一检测值,V2表示头戴显示设备的目标瞳距对应的目标检测值,L1表示根据标定表确定的第一检测值V1对应的第一瞳距值,L2表示目标瞳距值,δV表示预设检测值误差,δL表示预设瞳距误差,标定表用于指示IPD调节传感器的检测值和头戴显示设备的瞳距之间的对应关系。
一种可能的实现方式中,标定表包括第一标定表和第二标定表,第一标定表对应两个光学显示模组相互靠近的移动方向,第二标定表对应两个光学显示模组相互远离的移动方向。
一种可能的实现方式中,处理模块2101还用于:
输出提示信息;提示信息用于指示头戴显示设备的瞳距调节结束。
一种可能的实现方式中,提示信息还包括头戴显示设备在瞳距调节后的瞳距值。
本实施例提供的瞳距调节方法,用于执行本申请方法实施例提供的瞳距调节方法,技术原理和技术效果相似,此处不再赘述。
本申请实施例提供一种计算机程序产品,当所述计算机程序产品在设备运行时,使得所述设备执行上述实施例中的技术方案。其实现原理和技术效果与上述相关实施例类似,此处不再赘述。
本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,其上存储有程序指令,所述程序指令被设备执行时,使得所述设备执行上述实施例的技术方案。其实现原理和技术效果与上述相关实施例类似,此处不再赘述。
综上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,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申请各实施例技术方案的范围。
Claims (20)
1.一种瞳距调节方法,其特征在于,应用于头戴显示设备,所述头戴显示设备包括瞳距IPD调节机构和两个光学显示模组,所述IPD调节机构用于驱动所述两个光学显示模组移动;所述方法包括:
用户佩戴所述头戴显示设备后,控制所述IPD调节机构沿第一方向移动第一距离,所述第一距离用于消除所述IPD调节机构的空回误差;
控制所述IPD调节机构动作沿第二方向移动第二距离,所述IPD调节机构驱动所述两个光学显示模组移动,移动后两个所述光学显示模组之间的距离与所述用户的瞳距相匹配。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一方向和所述第二方向相反,所述第一方向为使得所述两个光学显示模组相互靠近或相互远离的方向。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一方向为预设方向,所述预设方向为使得所述两个光学显示模组相互靠近或相互远离的方向。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述控制所述IPD调节机构沿第一方向移动第一距离,包括:
控制所述IPD调节机构动作沿所述第一方向移动所述第一距离,驱动所述两个光学显示模组移动超过预设距离或者移动到达瞳距极限位置。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一方向和所述第二方向相同,所述第一方向为使得所述两个光学显示模组相互靠近或相互远离的方向。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述第一方向和所述第二方向与所述头戴显示设备上一次调节瞳距时所述IPD调节机构动作的方向相反,所述第一距离为0;所述控制所述IPD调节机构沿第一方向移动第一距离,包括:
控制所述IPD调节机构沿所述第一方向动作持续第一时长,所述第一时长用于消除所述IPD调节机构的空回误差。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述IPD调节机构包括马达、与所述马达连接的齿轮和与所述齿轮连接的齿条,所述齿条还与所述光学显示模组连接;所述控制所述IPD调节机构沿所述第一方向动作持续第一时长,包括:
控制所述马达沿所述第一方向动作持续所述第一时长,驱动所述齿轮转动持续所述第一时长。
8.根据权利要求1-2、4-7中任一项所述的方法,其特征在于,所述控制所述IPD调节机构沿第一方向移动第一距离之前,所述方法还包括:
获取瞳距调整信息;所述瞳距调整信息用于表征所述头戴显示设备进行瞳距调整的量值;
根据所述瞳距调整信息确定所述第一方向和/或所述第二方向。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述头戴显示设备还包括眼动追踪装置,所述获取瞳距调整信息,包括:
通过所述眼动追踪装置获得单眼的瞳距偏移量;所述单眼的瞳距偏移量用于指示单眼的瞳孔与对应光学显示模组之间的偏差。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述头戴显示设备还包括IPD调节传感器,所述IPD调节传感器的检测值用于表征所述头戴显示设备的瞳距;所述获取瞳距调整信息,还包括:
获取所述IPD调节传感器的当前检测值;
根据标定表、所述单眼的瞳距偏移量和所述当前检测值,确定目标瞳距值和/或目标检测值;其中,所述标定表用于指示所述IPD调节传感器的检测值和所述头戴显示设备的瞳距之间的对应关系。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法,其特征在于,所述头戴显示设备还包括眼动追踪装置,所述两个所述光学显示模组之间的距离与所述用户的瞳距相匹配,包括:
|δx|≤k;其中,δx表示通过所述眼动追踪装置获得的当前时刻的单眼的瞳距偏移量,k表示预设瞳距偏移误差。
12.根据权利要求1-10中任一项所述的方法,其特征在于,所述头戴显示设备还包括IPD调节传感器,所述IPD调节传感器的检测值用于表征所述头戴显示设备的瞳距;所述两个所述光学显示模组之间的距离与所述用户的瞳距相匹配,包括:
|V2-V1|≤δV,和/或,|L2-L1|≤δL;
其中,V1表示所述IPD调节传感器在当前时刻的第一检测值,V2表示所述头戴显示设备的目标瞳距对应的目标检测值,L1表示根据标定表确定的所述第一检测值V1对应的第一瞳距值,L2表示所述目标瞳距值,δV表示预设检测值误差,δL表示预设瞳距误差,所述标定表用于指示所述IPD调节传感器的检测值和所述头戴显示设备的瞳距之间的对应关系。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
输出提示信息;所述提示信息用于指示所述头戴显示设备的瞳距调节结束。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述提示信息还包括所述头戴显示设备在瞳距调节后的瞳距值。
15.一种头戴显示设备,其特征在于,包括:瞳距IPD调节机构、两个光学显示模组、处理器和存储器;
所述IPD调节机构,用于驱动所述两个光学显示模组移动;
所述处理器,用于与所述存储器耦合,读取所述存储器中的指令并根据所述指令使得所述头戴显示设备执行如权利要求1-14中任一项所述的方法。
16.根据权利要求15所述的头戴显示设备,其特征在于,所述头戴显示设备还包括眼动追踪装置,所述眼动追踪装置包括至少一个光源和至少一个摄像模组;
所述至少一个光源,用于向人的眼睛发出光;
所述至少一个摄像模组,用于获取所述至少一个光源照射眼睛后反射的部分所述光。
17.根据权利要求15或16所述的头戴显示设备,其特征在于,所述头戴显示设备还包括IPD调节传感器;
所述IPD调节传感器的检测值用于表征所述头戴显示设备的瞳距。
18.根据权利要求15-17中任一项所述的头戴显示设备,其特征在于,所述IPD调节机构包括马达和与所述马达连接的IPD调节机械结构;所述IPD调节机械结构包括齿轮和齿条,所述齿轮与所述马达和所述齿条分别连接,所述齿条还和所述光学显示模组连接;
所述IPD调节机械结构,用于在所述马达的驱动下带动所述两个光学显示模组移动。
19.根据权利要求18所述的头戴显示设备,其特征在于,
所述马达为一个;所述IPD调节机械结构用于在所述马达的驱动下带动所述两个光学显示模组同时移动;或者,
所述马达为两个,每个所述马达对应有所述IPD调节机械结构,两个所述IPD调节机械结构与两个所述光学显示模组一一对应连接;所述IPD调节机械结构用于在对应的马达的驱动下带动对应的光学显示模组移动。
20.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,当所述计算机指令在设备上运行时,使得所述设备执行如权利要求1-14中任一项所述的方法。
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