本实用新型专利技术提供一种自适应近眼显示装置，包括光学系统、摄像单元、处理单元和运动单元，所述摄像单元和所述运动单元分别与所述处理单元电性连接，所述光学系统包括透镜单元和显示单元，所述处理单元根据所述摄像单元拍摄的图像信息命令所述运动单元调整所述光学系统的位置，所述运动单元可以驱动所述透镜单元进行纵向移动并且可以驱动所述光学系统进行横向移动。与现有技术相比，本实用新型专利技术采用自动调焦的方法使近眼显示系统的使用更加方便。横向调整和纵向调整相结合，使光学系统可以完美适配不同视力状况的使用者，使得显示更加清晰，增加了虚拟现实设备的沉浸感。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及近眼显示装置领域，更具体地说，涉及一种自适应近眼显示装置。
技术介绍
近眼显示装置包括可将图像直接投射到观察者眼中的头戴显示器(HMD)，这种近眼显示装置是目前虚拟现实(VR)或增强现实(AR)领域常用的装置。一般情况下，近眼显示装置的显示屏距离使用者的眼球不到十厘米，通过特殊的光学处理，近眼显示装置可以将图像清晰地投射在人的视网膜上，在用户眼前呈现出虚拟大幅面图像，由此用于虚拟现实或增强现实。不同的用户在使用近眼显示装置前必须调整光学系统，使用户可以看到清晰的显示图像。现有技术多通过手动调整光学镜片的方法来调整光学系统，这种方法调整的光学系统精度较差，而且不方便。
技术实现思路
为了解决当前近眼显示装置调整精度较差而且不方便的缺陷，本技术提供一种精度较高而且使用方便的一种自适应近眼显示装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种自适应近眼显示装置，所述一种自适应近眼显示装置包括光学系统、摄像单元、处理单元和运动单元，所述摄像单元和所述运动单元分别与所述处理单元电性连接，所述光学系统包括透镜单元和显示单元，所述处理单元根据所述摄像单元拍摄的 图像信息命令所述运动单元调整所述光学系统的位置，所述运动单元可以驱动所述透镜单元进行纵向移动并且可以驱动所述光学系统进行横向移动。优选地，所述运动单元包括横向电机和纵向电机，所述横向电机可以驱动所述光学系统进行横向移动，所述纵向电机可以驱动所述透镜单元进行纵向移动。优选地，所述摄像单元包括固定焦距和朝向的摄像装置，所述摄像装置包括左摄像装置和右摄像装置，所述左摄像装置可以拍摄使用者左侧眼球图像，所述右摄像装置可以拍摄使用者右侧眼球图像，所述摄像单元可以将拍摄到的图像信息传输至所述处理单元，所述处理单元根据接收到的信息判断使用者单侧眼球瞳孔的横坐标，所述横向电机根据使用者单侧眼球瞳孔横坐标调整对应侧光学系统的位置。优选地，所述摄像单元包括红外补光装置和至少两个摄像装置，所述显示单元包括显示屏，所述摄像装置和所述红外补光装置设置在所述显示屏的边缘，所述红外补光装置在所述摄像装置拍摄使用者眼球图像信息时可以对使用者眼球位置进行补光。优选地，在所述透镜单元与所述显示单元之间设置有一密闭空间，所述摄像单元置于该密闭空间中。优选地，自适应调整开始后，首先进行横向调整，所述摄像单元拍摄使用者眼部图像并传输至所述处理单元，所述处理单元据此测算出使用者左眼瞳孔和右眼瞳孔的横向位置，并根据该位置命令所述运动单元调整所述光学系统的横向位置，横向调整完成后进行纵向调整，摄像单元再次拍摄使用者眼部图像并传输至所述处理单元，所述处理单元命令所述运动单元调整所述透镜单元的纵向位置，直至所述摄像单元拍摄的图像足够清晰，当所述摄像单元拍摄的图 像足够清晰时，关闭所述摄像单元和所述运动单元。优选地，在横向调整时，所述处理单元定义一个坐标轴，以使用者右眼到左眼的方向为正方向，在使用者两眼之间定义一个虚拟的中心点作为原点，所述瞳孔上任一点的横坐标为瞳孔上该点到坐标轴的垂线所对应的横坐标，所述处理单元根据接收到的图片信息分别标定使用者瞳孔左侧横坐标和瞳孔右侧横坐标，并根据使用者瞳孔左侧横坐标和瞳孔右侧横坐标确定使用者瞳孔的横坐标。优选地，在纵向调整时，所述显示单元显示一个“十”字，根据所述摄像单元拍摄到的使用者眼球反射图像中“十”字横线和竖线的像素来判断所述摄像单元拍摄的图像是否足够清晰。优选地，在横向调整时，所述处理系统根据使用者左眼瞳孔和右眼瞳孔的横向位置调整虚拟摄像头在所述显示单元中的位置，使之与所述透镜单元和所述显示单元相配合。优选地，所述一种自适应近眼显示装置为虚拟现实头盔。与现有技术相比，本技术采用自动调焦的方法使近眼显示系统的使用更加方便。横向调整和纵向调整相结合，使光学系统可以完美适配不同视力状况的使用者，使得显示更加清晰，增加了虚拟现实设备的沉浸感。将摄像单元设置在显示屏的边缘，较好地利用了反向畸变带来的显示盲区，使摄像单元有更大的角度和焦距空间来拍摄使用者的眼球图像。采用固定焦距和朝向的摄像装置，防止了整体图像像素最高而眼球成像被虚化的情况，进而防止处理单元产生误判。步进电机和MCU的使用使控制更加精确。在透镜单元与显示单元之间设置有一密闭空间容纳摄像单元，避免灰尘等进入该空间对摄像装置的内外表面和透镜单元的内表面造成污染，影响对眼球图像的判断。通过摄像单 元拍摄使用者眼球的成像信息，并通过处理单元判定接收到的图像足够清晰的方法来判断图像在使用者眼中成像是否清晰的方法，结合运动单元控制显示单元的方法较好地实现了自动调焦。单独测量和调整单侧瞳孔坐标位置的方法不仅可以测量使用者的瞳距，还可以测量使用者单侧瞳孔偏离中心位置的位移并根据测量结果单独调整对应侧光学系统，使测量和调整更加精确，保证了更好的显示效果，也避免了仅仅测量瞳距来调整可能产生的偏差。红外补光装置的设置可以保证摄像装置拍摄到足够清晰的眼球图像，更增加了自动调焦的精准度。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是本技术一种自适应近眼显示装置结构位置示意图；图2是一种自适应近眼显示装置成像原理示意图；图3是本技术一种自适应近眼显示装置模块结构示意图。图4是本技术一种自适应近眼显示装置摄像装置具体位置示意图；图5是本技术一种自适应近眼显示装置具体结构示意图；图6是本技术一种自适应近眼显示装置摄像装置拍摄图像示意图；图7是本技术一种自适应近眼显示装置右摄像装置拍摄图像示意图；图8是本技术一种自适应近眼显示装置右眼瞳孔横坐标标定示意图；图9是本技术一种自适应近眼显示装置左眼瞳孔横坐标标定示意图。具体实施方式为了解决当前近眼显示装置调整精度较差而且不方便的缺陷，本技术 提供一种精度较高而且使用方便的可以自动调焦的一种自适应近眼显示装置及方法。为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本技术的具体实施方式。请参阅图1，本技术一种自适应近眼显示装置包括近眼显示系统10，近眼显示系统10可以是虚拟现实头盔。近眼显示系统10包括光学系统20、摄像单元14、处理单元15和运动单元16，光学系统20包括显示单元13、透镜单元12和虚拟摄像机(图未示)，显示单元13包括至少一显示屏23。显示屏23为OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机电激光显示)屏或LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)屏。在近眼显示系统10中，摄像单元14、运动单元16与处理单元15电性连接，处理单元15包括MCU(Micro Controller Unit，微控制单元)，MCU可以控制摄像单元14和运动单元16的工作状态。运动单元16包括横向电机261和纵向电机262，处理单元15可以命令横向电机261和纵向电机262分别带动光学系统20和透镜单元12运动。我们规定x方向为横向，y方向为纵向。横向电机261可以带动光学系统20沿横向运动，纵向电机262可以带动透镜单元12沿纵向运动。透镜单元12与显示单元13之间的空间为密闭空间，摄像单元14安装在该密闭空间中。在透本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自适应近眼显示装置，其特征在于，所述一种自适应近眼显示装置包括光学系统、摄像单元、处理单元和运动单元，所述摄像单元和所述运动单元分别与所述处理单元电性连接，所述光学系统包括透镜单元和显示单元，所述处理单元根据所述摄像单元拍摄的图像信息命令所述运动单元调整所述光学系统的位置，所述运动单元可以驱动所述透镜单元进行纵向移动并且可以驱动所述光学系统进行横向移动。
【技术特征摘要】
1.一种自适应近眼显示装置，其特征在于，所述一种自适应近眼显示装置包括光学系统、摄像单元、处理单元和运动单元，所述摄像单元和所述运动单元分别与所述处理单元电性连接，所述光学系统包括透镜单元和显示单元，所述处理单元根据所述摄像单元拍摄的图像信息命令所述运动单元调整所述光学系统的位置，所述运动单元可以驱动所述透镜单元进行纵向移动并且可以驱动所述光学系统进行横向移动。2.根据权利要求1所述的一种自适应近眼显示装置，其特征在于，所述运动单元包括横向电机和纵向电机，所述横向电机可以驱动所述光学系统进行横向移动，所述纵向电机可以驱动所述透镜单元进行纵向移动。3.根据权利要求2所述的一种自适应近眼显示装置，其特征在于，所述摄像单元包括固定焦距和朝向的摄像装置，所述摄像装置包括左摄像装置和右摄像装置，所述左摄像装置可以拍摄使用者左侧眼球图像，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：党少军，
申请(专利权)人：深圳市虚拟现实科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44
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