视力保护方法、装置及具有视力保护功能的VR眼镜制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种视力保护方法，用于在用户佩戴虚拟现实眼镜观看虚拟图像时，控制虚拟现实眼镜中虚拟图像的成像位置位于用户的可视范围内；并周期性调整所述虚拟图像的成像位置，以改变用户的眼部肌肉状态，保护视力。本发明专利技术同时还提供一种视力保护装置，包括虚拟现实眼镜，数据确定单元，用于确定用户的可视范围；中央控制单元，用于基于所述可视范围，产生虚拟图像成像位置控制信号；调节单元，用于根据来自中央控制单元的虚拟图像成像位置控制信号，控制虚拟现实眼镜中虚拟图像的成像位置位于所述视力矫正范围内，并周期性调整所述虚拟图像的成像位置，以改变用户的眼部肌肉状态，保护视力。

【技术实现步骤摘要】
视力保护方法、装置及具有视力保护功能的VR眼镜
本专利技术涉及一种用于进行视力保护的方法和装置，及一种具有视力保护功能的VR眼镜。
技术介绍
随着虚拟现实(VirtualReality，VR)设备的兴起，目前市面上出现各种类型的虚拟现实眼镜，即VR眼镜，也可以成为VR头盔。这些VR眼镜的结构一般都是透镜+显示屏的成像方式。透镜在使用者的眼前，显示屏位于透镜的焦距范围之内，显示屏上播放的图像通过透镜的光学原理产生被放大的虚拟图像，使得用户可以通过透镜看到虚拟图像。一般的VR眼镜中透镜和显示屏的位置是固定的，基本上依据正常视力的用户的可视范围设置。但不同用户的眼睛屈光度是不同的，可视范围也不同。屈光不正患者使用这种VR眼镜就很困难，他们会因为看不清而不得不忍受使劲看、眯眼看的痛苦。而如果他们戴着自己的屈光不正的矫正眼镜去使用VR眼镜，则会因为眼部受到过多物体的挤压，感觉非常难受。现在也有在VR眼镜上设置用于适配屈光度的调节单元，通过调整显示屏或透镜在VR眼镜中的位置，来满足不同的需求。但是不论是否能够适配不同的屈光度，现有的VR眼镜在用户观看虚拟图像的过程中，都是使虚拟图像在固定的成像位置上成像，这就迫使用户长时间盯在一个固定位置，使得用户眼睛的睫状肌长时间保持收紧状态或保持放松，造成肌肉疲劳，轻则容易引起用户眼睛酸胀不堪，重则对视力造成永久性的损伤。通常，对于具有正常视力的人眼而言，当一个实际物体(realobject)的光线入射到晶状体(Eyelens)，晶状体的形状将允许这些光线聚焦而在视网膜上产生视网膜图像(retinalimage)。如图1所示的一个正常视力的眼睛结构图。在正常视力中，一个实际对象可以正确聚焦(即视网膜图像产生在视网膜上)。当物体接近眼睛(如当看书或看智能手机时)，视网膜图像将远离晶状体和视网膜。因此，对象将被视为模糊，此时，眼睛的睫状肌(ciliarymuscles)会立即拉紧以便晶状体凸大，使视网膜图像落在视网膜上，从而实物变得清晰了。物体远离眼睛时，视网膜图像朝晶状体移动并离开视网膜。因此，对象将首先看起来模糊，此时睫状肌放松以使得晶状体的形状趋向扁平，从而视网膜图像将落在视网膜上，物体变得清晰。屈光不正(Refractiveerrors)，尤其是近视(nearsightedness)和远视(farsightedness)，是指光不能直接聚焦在眼睛的视网膜(retina)上。对于那些屈光不正，视网膜图像未能出现在视网膜上，这些偏差导致人对实际物体的感知是模糊的。如图2所示屈光不正的眼睛成像示意图，其中图2a为近视，图2b为远视。人眼的视觉调节系统中有主要和次要两个反馈回路，它们能轻松调节视网膜图像的位置，从而纠正屈光不正。主要反馈回路通过睫状肌调整眼睛的晶状体的形状来响应视网膜图像偏差。因此，模糊的视力会导致睫状肌放松或拉紧以控制晶状体形状，以便视网膜图像落在视网膜上。次要反馈回路也响应视网膜图像偏差，但是是通过延长或缩短眼球的纵轴(longitudinalaxis)。这将使视网膜图像接近视网膜。然而，这些反馈循环最终会导致出现持久的屈光不正。主要和次要反馈回路的动态变化会导致永久性屈光不正的发生和发展。主要反馈回路具有一个较短的时间常数以迅速纠正屈光不正。然而，长时间放松或收紧睫状肌会减少肌肉的灵活性，睫状肌的调节能力下降，将导致主要反馈回路在很长一段时间是无效的。次要反馈回路有个较长的时间常数，并相对可抵抗视力的变化。当睫状肌疲劳时，视网膜图像将长期离开视网膜，此时次级反馈回路发挥主要作用，从而导致纵向延长或缩短的眼球。由于次级反馈回路的相对可抵抗视力改变的耐性和睫状肌的疲劳度，屈光不正持续下去。目前，有两种视力矫正产品可用于控制这些屈光不正：眼镜和隐形眼镜。然而，这些产品不仅不能治疗屈光不正，反而会恶化这些条件。如图3所示，两种产品都利用一个镜片产生一个真实物体的虚拟图像(virtualimage)。因为虚拟图像位于接近或远离真正的对象的距离上，虚拟图象的光线可以穿过晶状体并创建一个视网膜图像在视网膜。这将有助于弥补长期失败的主要反馈回路，但不会纠正眼球的纵轴长度。事实上，镜片会导致眼球纵轴长度进一步偏离正常长度。例如，对于近视而言，矫正镜片将创建一个比真正物体更近的虚拟物体(realobject)，有效地使真实物体接近眼睛以便看清晰。这个补偿通过人为地把远处的物体拉近而允许病人有正常的视力范围。然而，当病人观看那些比通过矫正镜片具有更清晰地可视度的接近物体时，矫正镜片会将这些物体拉得更近。因而使得睫状肌更紧张并将加快损失主要反馈循环的功效，导致越来越依赖于次级反馈回路，从而进一步延伸眼球。因此，眼球的原始失真不是被纠正而是加深了。这可以刺激近视的程度加深，病人的视力范围将会慢慢减少，需要更高度数的处方眼镜和隐形眼镜。现有技术也存在多焦距隐形眼镜或多焦距眼镜，一般的使用者是同时近视和远视的中老年人。然而同样的，这些眼镜因为不必要地使睫状肌过分放松或紧张从而会加剧的近视和远视的程度。显然，上述两种最流行的视力校正方法不能治愈屈光不正，反而可能加深病情发展。另外还有两种视力矫正方式，LASIK手术(镭射视力矫正手术(LaserAssistedIn-situKeratomi))和角膜矫正术(orthokeratology，Ortho-K)，旨在提供长期的矫正屈光不正。然而，与前述校正镜片的方式相同，这些方法只补偿的主要反馈回路的故障，而不考虑对眼球的纵轴长度的长期损害。并且这两种方法都以相对侵入的方式直接操纵眼睛的晶状体形状，存在风险。现有技术中的这些可用产品只能是被动的矫正，迫使眼睛的肌肉完全依赖这些拐杖和促使眼球纵轴长度进一步偏离理想状态。这些行为最终阻碍病人恢复正常视力。因此，有必要提出一种改进的技术方案来解决上述问题。
技术实现思路
为了实现上述目的，本专利技术提出一种视力保护方法和装置，以便能在不同屈光度的用户使用VR眼镜时给予有准确有效的视力保护。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出一种视力保护方法，包括：确定用户的可视范围；在用户佩戴虚拟现实眼镜观看虚拟图像时，控制虚拟现实眼镜中虚拟图像的成像位置位于所述可视范围内；基于所述可视范围，周期性调整所述虚拟图像的成像位置，以改变用户的眼部肌肉状态，保护视力。进一步的，可以基于视力阈值和/或视力处方值，确定所述可视范围。进一步的，所述视力阈值，可以是在用户佩戴所述虚拟现实眼镜时，调节虚拟现实眼镜的虚拟图像成像位置，直至获得用户可视的最远距离和/或最近距离，并以该最远距离和/或最近距离作为视力阈值；或者，可以是预先设置的最远距离和/或最近距离；或者，可以是依据视力处方值确定的明视距离获得用户可视的最远距离和/或最近距离，并以该最远距离和/或最近距离作为视力阈值。进一步的，所述视力处方值，可以是预先设置的屈光度；或者，可以是在用户佩戴所述虚拟现实眼镜时，虚拟现实眼镜检测用户视力获得的屈光度。进一步的，基于所述可视范围，周期性调整所述虚拟图像的成像位置，可以包括：根据所述可视范围，按照预先设定的调整原则，周期性地改变虚拟图像的成像位置。进一步的，在用户佩戴虚拟现实眼镜观看虚拟图像的过程中，可以根据预定的调整时间、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视力保护方法，其特征在于：包括：确定用户的可视范围；在用户佩戴虚拟现实眼镜观看虚拟图像时，控制虚拟现实眼镜中虚拟图像的成像位置位于所述可视范围内；基于所述可视范围，周期性调整所述虚拟图像的成像位置，以改变用户的眼部肌肉状态，保护视力。

【技术特征摘要】
2017.02.14 CN 20171007726361.一种视力保护方法，其特征在于：包括：确定用户的可视范围；在用户佩戴虚拟现实眼镜观看虚拟图像时，控制虚拟现实眼镜中虚拟图像的成像位置位于所述可视范围内；基于所述可视范围，周期性调整所述虚拟图像的成像位置，以改变用户的眼部肌肉状态，保护视力。2.如权利1所述视力保护方法，其特征在于：基于视力阈值和/或视力处方值，确定所述可视范围。3.如权利要求2所述方法，其特征在于：所述视力阈值，是在用户佩戴所述虚拟现实眼镜时，调节虚拟现实眼镜的虚拟图像成像位置，直至获得用户可视的最远距离和/或最近距离，并以该最远距离和/或最近距离作为视力阈值；或者，是预先设置的最远距离和/或最近距离；或者，是依据视力处方值确定的明视距离获得用户可视的最远距离和/或最近距离，并以该最远距离和/或最近距离作为视力阈值。4.如权利要求2所述方法，其特征在于：所述视力处方值，是预先设置的屈光度；或者，是在用户佩戴所述虚拟现实眼镜时，虚拟现实眼镜检测用户视力获得的屈光度。5.如权利要求1至4中之一所述方法，其特征在于：基于所述可视范围，周期性调整所述虚拟图像的成像位置，包括：根据所述可视范围，按照预先设定的调整原则，周期性地改变虚拟图像的成像位置。6.如权利要求5所述方法，其特征在于：在用户佩戴虚拟现实眼镜观看虚拟图像的过程中，根据预定的调整时间、位移量和移动方向，使虚拟图像的成像位置逐渐靠近/远离用户的眼睛，直至移动到可视范围的一个端点，再使虚拟图像的成像位置逐渐远离/靠近用户的眼睛，直至移动到可视范围的另一个端点，如此循环往复。7.如权利要求1所述方法，其特征在于：在用户佩戴虚拟现实眼镜观看虚拟图像时，监测用户连续观看的时间，当观看时间超过预先设定的时间阈值时，提示用户进入视力保护模式，或自动进入视力保护模式。8.如权利要求1所述方法，其特征在于：根据用户输入的指令，进入视力保护模式。9.一种视力保护装置，包括虚拟现实眼镜，其特征在于：还包括数据确定单元，用于确定用户的可视范围，中央控制单元，用于基于所述可视范围，产生虚拟图像成像位置控制信号；调节单元，用于根据来自中央控制单元的虚拟图像成像位置控制信号，控制虚拟现实眼镜中虚拟图像的成像位置位于所述视力矫正范围内，并周期性调整所述虚拟图像的成像位置，以改变用户的眼部肌肉状...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓东，陈冠璇，
申请(专利权)人：合肥中感微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34