CN117555172B - 通过vr显示设备矫正视力进行vr体验的方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种通过VR显示设备矫正视力进行VR体验的方法及设备，通过在VR显示设备中加入电子变焦液晶透镜，并在VR显示屏上显示电子视力表，在VR显示界面上发送变焦指令，生成一幅与焦距对应的图片，通过视频接口发送图片控制变焦液晶透镜改变屈光度，以适配佩戴者的视力度数，从而观看到清晰的VR画面，使得同一台VR显示设备可以供不同视力度数的人使用。
Description
技术领域
本申请各实施例属AR显示技术领域，尤其涉及一种通过VR显示设备矫正视力进行VR体验的方法及VR显示设备。
背景技术
目前，VR显示设备应用广泛，当一台VR显示设备需要给不同视力度数的人使用时，就需要做视力矫正。市面上的VR设备一般有三种视力矫正方式：第一种是直接戴着近视眼镜观看，这种方式会带来结构件的干涉，佩戴不适，并且很难调整到最佳的观看效果；第二种是额外加配一幅吸附式近视眼镜片，这种方式需要针对不同度数的人更换不同的镜片，使用起来很不方便；第三种是通过机械结构调节目镜镜片组间的距离或者目镜组与屏幕之间的距离，从而调节目镜度数，这种方式会增加VR设备的厚度，并且需要实体的旋钮去调节，实际使用起来也不方便。
发明内容
为了解决或缓解现有技术中的问题，本发明实施例提供了一种通过VR显示设备矫正视力进行VR体验的方法，所述VR显示设备包括变焦液晶透镜和显示屏，所述变焦液晶透镜和显示屏通过控制器连接，所述方法应用于VR显示设备中的控制器，所述方法包括：
接收用户在VR显示设备的显示屏上通过输入矫正的目标视力度数或视力加减度数以改变变焦液晶透镜屈光度的请求；
根据改变所述变焦液晶透镜屈光度的请求确定所述变焦液晶透镜的焦距；
通过测试不同灰阶下变焦液晶透镜的光程差，得到灰阶-光程差曲线；光透过第一偏振片、液晶透镜、第二偏振片的强度图片
根据理想透镜的光程差曲线和所述灰阶-光程差曲线，得到任意焦距对应的各个环形电极应当输入的灰阶，进而根据所述确定的所述变焦液晶透镜的焦距确定对应的各个环形电极应当输入的灰阶，根据各个环形电极应当输入的灰阶得到一幅彩色图片，所述彩色图片中每个像素的子像素的灰阶对应变焦液晶透镜的不同环形电极的电压；
将所述彩色图片转换为电信号，通过所述电信号控制变焦液晶透镜中的液晶分子形成对应焦距的光程差分布，从而进行变焦液晶透镜的屈光度调节，进而进行用户视力矫正后的VR体验。
作为本申请一优选实施例，所述接收用户在VR显示设备的显示屏上通过输入矫正的目标视力度数或视力加减度数以改变变焦液晶透镜屈光度的请求之前，包括：
发送电子视力表至VR显示设备的显示屏，用户通过所述电子视力表进行自行测试视力。
作为本申请一优选实施例，所述VR显示设备的显示屏上设置有显示目镜屈光度调节控件，通过所述调节控件输入矫正的目标视力度数或视力加减度数。
作为本申请一优选实施例，所述将所述彩色图片转换为电信号，通过所述电信号控制变焦液晶透镜中的液晶分子形成对应焦距的光程差分布，以进行变焦液晶透镜的屈光度调节，包括：
将所述彩色图片通过视频接口传送到与变焦液晶透镜连接的显示驱动芯片，所述显示驱动芯片将所述视频接口输出的视频信号分配到所述显示驱动芯片输出端的各个信号通道形成电信号；
通过每个信号通道中的电信号控制变焦液晶透镜中的液晶分子在电场作用下发生偏转，形成对应焦距的光程差分布，从而进行变焦液晶透镜的屈光度调节。
作为本申请一优选实施例，所述通过每个信号通道中的电信号控制液晶透镜中的液晶分子在电场作用下发生偏转，包括：
通过每个信号通道中的电信号对所述变焦液晶透镜的每个环形电极充电到目标电压，所述变焦液晶透镜下基板与变焦液晶透镜上基板之间形成垂直电场，进而控制变焦液晶透镜中的液晶分子在电场作用下发生偏转，从而进行变焦液晶透镜的屈光度调节。
作为本申请一优选实施例，所述将所述彩色图片转换为电信号，通过所述电信号控制变焦液晶透镜中的液晶分子形成对应焦距的光程差分布，以进行变焦液晶透镜的屈光度调节，进而进行用户视力矫正后的VR体验之后，包括：
确定是否接收到所述用户需要重新调整屈光度的请求；
如果是，则重新进行变焦液晶透镜的屈光度的调节，如果否，则根据当前调节的变焦液晶透镜的屈光度进行用户视力矫正后的VR体验。
与现有技术相比，本申请实施例提供了一种通过VR显示设备矫正视力进行VR体验的方法，通过在VR显示设备中加入电子变焦液晶透镜，并在VR显示屏上显示电子视力表，在VR显示界面上发送变焦指令，通过视频接口发送图片控制变焦液晶透镜改变屈光度，以适配佩戴者的视力度数，从而观看到清晰的VR画面，使得同一台VR显示设备可以供不同视力度数的人使用。
第二方面，本申请实施例提供了一种带视力矫正功能的头戴式VR显示设备，用于实现第一方面任一项所述的方法；所述设备包括：
显示屏，用于显示用户视力表以便用户进行自测视力，还用于用户根据自测视力输入矫正的目标视力度数或视力加减度数；
变焦液晶透镜，用于根据用户在所述显示屏上输入的矫正的目标视力度数或视力加减度数进行用户视力矫正；
控制器，用于接收的改变变焦液晶透镜屈光度的请求，并理想透镜的光程差曲线和所述灰阶-光程差曲线，得到任意焦距对应的各个环形电极应当输入的灰阶，进而根据所述确定的所述变焦液晶透镜的焦距确定对应的各个环形电极应当输入的灰阶，根据各个环形电极应当输入的灰阶得到一幅彩色图片，所述彩色图片中每个像素的子像素的灰阶对应变焦液晶透镜的不同环形电极，将所述彩色图片转换为电信号，通过所述电信号控制变焦液晶透镜中的液晶分子形成对应焦距的光程差分布，以进行变焦液晶透镜的屈光度调节，进而进行用户视力矫正后的VR体验。
与现有技术相比，本申请实施例提供的一种带视力矫正功能的头戴式VR显示设备的有益效果与第一方面相同，在此不再赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分，本领域技术人员应该理解的是，这些附图未必是按比例绘制的，在附图中：
图1是本申请实施例提供的一通过VR显示设备矫正视力进行VR体验的方法的流程示意图；
图2是本申请实施例提供的彩色图像每个子像素对应变焦液晶透镜的不同环形电极的示意图；
图3是本申请实施例提供的灰阶-光程差测试光路示意图；
图4是本申请实施例提供的彩色图片灰阶-光强关系图；
图5是本申请实施例提供的彩色图片灰阶-光程差关系图；
图6是本申请实施例提供的液晶透镜电极-灰阶关系图；
图7是本申请实施例提供的一种带视力矫正功能的头戴式VR显示设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
如图1所示，第一方面，本申请实施例提供了一种通过VR显示设备矫正视力进行VR体验的方法，所述VR显示设备包括变焦液晶透镜和显示屏，所述变焦液晶透镜和显示屏通过控制器连接，所述方法应用于VR显示设备中的控制器，所述方法包括：
步骤S01，接收用户在VR显示设备的显示屏上通过输入矫正的目标视力度数或视力加减度数以改变变焦液晶透镜屈光度的请求；
步骤S01之前，包括：
发送电子视力表至VR显示设备的显示屏，用户通过所述电子视力表进行自行测试视力。
具体的，用户在通过VR显示设备矫正视力进行VR体验时，需要将VR显示设备佩戴在头部，如果用户需要矫正视力，则用户通过控制VR显示设备开启视力矫正功能，VR显示设备的显示屏会显示一幅电子视力表，可以选择左右眼分开显示，即左眼显示电子视力表时，右眼为黑画面，右眼显示电子视力表时，左眼显示黑画面，可以分别检测左右眼的视力矫正情况。用户通过电子视力表进行自行测试视力后，在VR显示设备的显示屏上通过输入矫正的目标视力度数或视力加减度数以改变变焦液晶透镜屈光度的请求。
具体的，所述VR显示设备的显示画面上设置有显示目镜屈光度调节控件，通过所述调节控件输入矫正的目标视力度数或视力加减度数。
需要说明的是，用户在通过屈光度调节控件可以直接输入根据自测视力后的度数，也可以通过调节控件输入需要在原来度数基础上增加或减少的度数，此可以根据用户的使用习惯自行决定。
步骤S02，根据改变所述变焦液晶透镜屈光度的请求确定所述变焦液晶透镜的焦距；
步骤S03，通过测试不同灰阶下变焦液晶透镜的光程差，得到灰阶-光程差曲线；
步骤S04，根据理想透镜的光程差曲线和所述灰阶-光程差曲线，得到任意焦距对应的各个环形电极应当输入的灰阶，进而根据所述确定的所述变焦液晶透镜的焦距确定对应的各个环形电极应当输入的灰阶，根据各个环形电极应当输入的灰阶得到一幅彩色图片，
需要说明的是，控制器得到用户相应的屈光度指令后生成一幅彩色图片，这个彩色图片包含了变焦液晶透镜各个环形电极对应的灰阶信息，具体的，如图2所示，是彩色图片的某个区域，其中R（红）、G（绿）、B（蓝）分别代表每个像素对应的红绿蓝子像素，每个子像素对应变焦液晶透镜的不同环形电极，因此，可以以彩色图片作为输入信号来控制变焦液晶透镜。
在本申请实施例中，具体在获得不同焦距下的彩色图片，需要先搭建以下光路，通过测试不同灰阶下变焦液晶透镜的光程差，可以获得灰阶-光程差曲线。具体方法是在变焦液晶透镜组装前，搭建如图3光路，通过输入整面灰阶画面控制液晶透镜，在每个灰阶下用相机拍摄准直激光透过第一偏振片、液晶透镜、第二偏振片的强度图片，可以获得如图4所示的灰阶-光强曲线。
通过液晶透镜光程差与光强的变化规律，即两个波峰之间为一个波长的光程差，可以将图4所示的曲线转换成灰阶-光程差的关系，如图5所示。
按照理想透镜的光程差曲线，结合图5获得的灰阶-光程差曲线，就可以得到任意焦距对应的各个环形电极应当输入的灰阶，如图6所示，是变焦液晶透镜某个焦距下各个电极对应的灰阶。
步骤S05，将所述彩色图片转换为电信号，通过所述电信号控制变焦液晶透镜中的液晶分子形成对应焦距的光程差分布，从而进行变焦液晶透镜的屈光度调节进而进行用户视力矫正后的VR体验。
需要说明的是，所述将所述彩色图片转换为电信号，通过所述电信号控制变焦液晶透镜中的液晶分子形成对应焦距的光程差分布，以进行变焦液晶透镜的屈光度调节，包括：
将所述彩色图片通过视频接口传送到与液晶透镜连接的显示驱动芯片，所述显示驱动芯片将所述视频接口输出的视频信号分配到所述显示驱动芯片输出端的各个信号通道形成电信号；
通过每个信号通道中的电信号控制变焦液晶透镜中的液晶分子在电场作用下发生偏转，形成对应焦距的光程差分布，从而进行变焦液晶透镜的屈光度调节。
所述通过每个信号通道中的电信号控制液晶透镜中的液晶分子在电场作用下发生偏转，包括：
通过每个信号通道中的电信号对所述变焦液晶透镜的每个环形电极充电到目标电压，所述变焦液晶透镜下基板与变焦液晶透镜上基板之间形成垂直电场，进而控制变焦液晶透镜中的液晶分子在电场作用下发生偏转，从而进行变焦液晶透镜的屈光度调节。
步骤S06，所述根据所述彩色图片调整所述液晶透镜的屈光度之后，包括：
确定是否接收到所述用户需要重新调整屈光度的请求；
如果是，则重新进行变焦液晶透镜的屈光度的调节，如果否，则根据当前调节的变焦液晶透镜的屈光度进行用户视力矫正后的VR体验。
在本申请实施例中，如果用户在一次矫正视力后，发现没有达到最近的VR体验，可以再次进行矫正视力，第二次矫正视力过程与第一次矫正视力的方法相同，再此不再赘述。
如图7所示，第二方面，本申请实施例提供了一种带视力矫正功能的头戴式VR显示设备，所述设备包括：
显示屏02，用于显示用户视力表以便用户进行自测视力，还用于用户根据自测视力输入矫正的目标视力度数或视力加减度数；
变焦液晶透镜03，用于根据用户在所述显示屏上输入的矫正的目标视力度数或视力加减度数进行用户视力矫正；
控制器01，用于接收的改变变焦液晶透镜屈光度的请求，并根据通过测试不同灰阶下变焦液晶透镜的光程差，得到灰阶-光程差曲线；根据理想透镜的光程差曲线和所述灰阶-光程差曲线，得到任意焦距对应的各个环形电极应当输入的灰阶，进而根据所述确定的所述变焦液晶透镜的焦距确定对应的各个环形电极应当输入的灰阶，根据各个环形电极应当输入的灰阶得到一幅彩色图片，所述彩色图片中每个像素的子像素的灰阶对应变焦液晶透镜的不同环形电极的电压；将所述彩色图片转换为电信号，通过所述电信号控制变焦液晶透镜中的液晶分子形成对应焦距的光程差分布，从而进行变焦液晶透镜的屈光度调节以进行用户视力矫正后的VR体验。
本发明提供了一种带视力矫正功能的头戴式VR显示设备，在VR显示设备的显示屏的VR画面中会显示一幅电子视力表，该电子视力表由标准视力表根据VR显示设备的虚像距离和成像系统放大倍率换算而来，可用于用户视力的自行检测；同时VR画面中还会显示目镜屈光度调节控件，可以直接输入度数或加减度数；控制器得到相应的屈光度指令后生成一幅彩色图片，通过视频接口传送到与液晶透镜连接的LCD-DDIC（显示驱动芯片，DisplayDriver IC,DDIC），LCD-DDIC将视频信号以行扫描的形式分配到LCD-DDIC输出端的各个信号通道，每个信号通道与液晶透镜下基板（这里把有图案化电极的一侧称为下基板）对应的每个环形电极连接，环形电极被充电到相应的电压，与液晶透镜上基板（这里把整面电极的一侧称为上基板）间形成垂直电场，对应区域的液晶分子在电场作用下发生偏转，形成对应焦距的OPD（光程差，optical path difference,OPD）分布，从而实现了屈光度调节；目镜与显示屏预先设计成虚像距离较近的模式，通过设计目镜的焦距或目镜与屏幕之间的距离，将初始状态设定为适配 x D屈光度的状态，即需将距离设定为1/x米。变焦液晶透镜本身可以实现±y D屈光度变化，因此，变焦液晶透镜与目镜系统组合后的屈光度可调范围是(x+y)D~(x-y)D，比如目镜初始状态为-3D屈光度，变焦液晶透镜调节范围为±3D屈光度时，总屈光度调节范围就是0D~6D，可以满足正常视力人群和6D（600度）以内近视人群的视力适配。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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 (7)
1.一种通过VR显示设备矫正视力进行VR体验的方法，其特征在于，所述VR显示设备包括变焦液晶透镜和显示屏，所述变焦液晶透镜和显示屏通过控制器连接，所述方法应用于VR显示设备中的控制器，所述方法包括：
接收用户在VR显示设备的显示屏上通过输入矫正的目标视力度数或视力加减度数以改变变焦液晶透镜屈光度的请求；
根据改变所述变焦液晶透镜屈光度的请求确定所述变焦液晶透镜的焦距；
通过测试不同灰阶下变焦液晶透镜的光程差，得到灰阶-光程差曲线；
根据理想透镜的光程差曲线和所述灰阶-光程差曲线，得到任意焦距对应的各个环形电极应当输入的灰阶，进而根据确定的所述变焦液晶透镜的焦距确定对应的各个环形电极应当输入的灰阶，根据各个环形电极应当输入的灰阶得到一幅彩色图片，所述彩色图片中每个像素的子像素的灰阶对应变焦液晶透镜的不同环形电极的电压；
将所述彩色图片转换为电信号，通过所述电信号控制变焦液晶透镜中的液晶分子形成对应焦距的光程差分布，以进行变焦液晶透镜的屈光度调节，进而进行用户视力矫正后的VR体验。
2.如权利要求1所述的一种通过VR显示设备矫正视力进行VR体验的方法，其特征在于，所述接收用户在VR显示设备的显示屏上通过输入矫正的目标视力度数或视力加减度数以改变变焦液晶透镜屈光度的请求之前，包括：
发送电子视力表至VR显示设备的显示屏，用户通过所述电子视力表进行自行测试视力。
3.如权利要求1所述的一种通过VR显示设备矫正视力进行VR体验的方法，其特征在于，所述VR显示设备的显示屏上设置有显示目镜屈光度调节控件，通过所述调节控件输入矫正的目标视力度数或视力加减度数。
4.如权利要求1所述的一种通过VR显示设备矫正视力进行VR体验的方法，其特征在于，所述将所述彩色图片转换为电信号，通过所述电信号控制变焦液晶透镜中的液晶分子形成对应焦距的光程差分布，从而进行变焦液晶透镜的屈光度调节，包括：
将所述彩色图片通过视频接口传送到与变焦液晶透镜连接的显示驱动芯片，所述显示驱动芯片将所述视频接口输出的视频信号分配到所述显示驱动芯片输出端的各个信号通道形成电信号；
通过每个信号通道中的电信号控制变焦液晶透镜中的液晶分子在电场作用下发生偏转，形成对应焦距的光程差分布，从而进行变焦液晶透镜的屈光度调节。
5.如权利要求4所述的一种通过VR显示设备矫正视力进行VR体验的方法，其特征在于，所述通过每个信号通道中的电信号控制变焦液晶透镜中的液晶分子在电场作用下发生偏转，包括：
通过每个信号通道中的电信号对所述变焦液晶透镜的每个环形电极充电到目标电压，所述变焦液晶透镜下基板与变焦液晶透镜上基板之间形成垂直电场，进而控制变焦液晶透镜中的液晶分子在电场作用下发生偏转，从而进行变焦液晶透镜的屈光度调节。
6.如权利要求1所述的一种通过VR显示设备矫正视力进行VR体验的方法，其特征在于，所述将所述彩色图片转换为电信号，通过所述电信号控制变焦液晶透镜中的液晶分子形成对应焦距的光程差分布，以进行变焦液晶透镜的屈光度调节，进而进行用户视力矫正后的VR体验之后，包括：
确定是否接收到所述用户需要重新调整屈光度的请求；
如果是，则重新进行变焦液晶透镜的屈光度的调节，如果否，则根据当前调节的变焦液晶透镜的屈光度进行用户视力矫正后的VR体验。
7.一种带视力矫正功能的头戴式VR显示设备，其特征在于，用于实现如权利要求1至6任一项所述的方法；所述设备包括：
显示屏，用于显示用户视力表以便用户进行自测视力，还用于用户根据自测视力输入矫正的目标视力度数或视力加减度数；
变焦液晶透镜，用于根据用户在所述显示屏上输入的矫正的目标视力度数或视力加减度数进行用户视力矫正；
控制器，用于接收的改变变焦液晶透镜屈光度的请求，并根据理想透镜的光程差曲线和所述灰阶-光程差曲线，得到任意焦距对应的各个环形电极应当输入的灰阶，进而根据所述确定的所述变焦液晶透镜的焦距确定对应的各个环形电极应当输入的灰阶，根据各个环形电极应当输入的灰阶得到一幅彩色图片，所述彩色图片中每个像素的子像素的灰阶对应变焦液晶透镜的不同环形电极；
将所述彩色图片转换为电信号，通过所述电信号控制变焦液晶透镜中的液晶分子形成对应焦距的光程差分布，以进行变焦液晶透镜的屈光度调节，进而进行用户视力矫正后的VR体验。
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