一种虚拟头盔的透镜间距调节方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及虚拟现实技术，公开了一种虚拟头盔的透镜间距调节方法及其装置。本发明专利技术中，利用倾斜安装于透镜边框上的微型相机拍摄人眼，对得到的人眼图像进行眼球检测，得到人眼图像中的眼球位置；根据得到的眼球位置，调整透镜位置，直至人眼与透镜的中心位置重合。使得虚拟头盔中的两个透镜间距能够根据用户的瞳距自动调节，从而在用户使用过程中，能够自动适应不同用户的瞳孔宽度，提供给用户最佳的使用感受。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及虚拟现实技术，特别涉及一种虚拟头盔中两个透镜间距的调节方法。
技术介绍
虚拟头盔是利用人的左右眼获取信息差异，引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉的一种头盔立体显示器。其显示原理是左右眼屏幕分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感。虚拟头盔的原理是将小型二维显示器所产生的影像藉由光学系统放大。具体而言，小型显示器所发射的光线经过凸状透镜使影像因折射产生类似远方效果。利用此效果将近处物体放大至远处观赏而达到所谓的全像视觉(Hologram)。液晶显示器(早期用小型阴极射线管，最近已有应用有机电致发光显示器件)的影像通过一个偏心自由曲面透镜，使影像变成类似大银幕画面。由于偏心自由曲面透镜为一倾斜状凹面透镜，因此在光学上它已不单是透镜功能，基本上已成为自由面棱镜。当产生的影像进入偏心自由曲面棱镜面，再全反射至观视者眼睛对向侧凹面镜面。侧凹面镜面涂有一层镜面涂层，反射同时光线再次被放大反射至偏心自由曲面棱镜面，并在该面补正光线倾斜，到达观视者眼睛。理想情况下，两只眼睛的瞳孔中心与透镜的中心在水平方向和垂直方向相吻合时，用户才能够获取最佳的观看效果，如图1所示。而实际中，由于人与人之间在眼睛的水平瞳间距上存在差异，因而透镜间距需要能够进行调节，从而满足不同用户的使用要求。现有的调节方式主要是手动调节的方式，而用户一般需要多次调节，每次调节后通过佩戴虚拟头盔进行试看，从而判断透镜的间距是否合适，这种操作方式繁琐，复杂。且对一般用户来说，难以判断间距的准确性，很难真正使两个透镜与用户的瞳孔精确匹配，影响了用户的观看效果。更甚至，部分用户或用户初用时，会由于这种调节方法的复杂性，不对其进行调节而直接凑合使用，这将严重降低用户的舒适度，从而影响用户的体验感。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种虚拟头盔的透镜间距调节方法及其装置，使得虚拟头盔中的两个透镜间距能够根据用户的瞳距自动调节，从而在用户使用过程中，能够自动适应不同用户的瞳孔宽度，提供给用户最佳的使用感受。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种虚拟头盔的透镜间距调节方法，包含以下步骤：利用倾斜安装于透镜边框上的微型相机拍摄人眼；对微型相机拍摄的人眼图像进行眼球检测，得到人眼图像中的眼球位置；根据得到的眼球位置，调整透镜位置，直至人眼与透镜的中心位置重合。本专利技术的实施方式还提供了一种虚拟头盔的透镜间距调节装置，包含：倾斜安装于透镜边框上的微型相机，用于拍摄人眼；图像检测模块，用于对微型相机拍摄的人眼图像进行眼球检测，得到人眼图像中的眼球位置；控制装置，用于根据得到的眼球位置，调整透镜位置，直至人眼与所述
透镜的中心位置重合。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，利用倾斜安装于透镜边框上的微型相机拍摄人眼，对拍摄的人眼图像进行眼球检测，得到人眼图像中的眼球位置，根据得到的眼球位置，调整透镜位置，直至人眼与透镜的中心位置重合。利用人眼图像的眼球位置检测，自动进行整个调整过程，使得两个透镜间距能够自动适应不同用户的瞳孔宽度，完全不需要人为干预，从而避免了手动调节透镜间距的复杂性。而且通过对眼球位置的检测可以得到很精准的数据，从而保证了透镜间距调节的准确性，提供给用户最佳的使用感受。另外，微型相机安装于所述透镜的上边框或下边框的中心位置；根据得到的眼球位置，调整透镜位置，直至所述人眼与所述透镜的中心位置重合的步骤中，如果所述得到的眼球位置与所述人眼图像的中心位置重合，则判定所述透镜位置已调整完成。将微型相机安装在上下边框的中心位置，保证拍到的人眼图像的中心位置和透镜的中心位置吻合，这样方便计算眼球位置和和透镜中心距离的偏差距离和偏差方向，使得通过判断眼球位置是否与人眼图像的中心位置重合，即可判断出是否完成透镜位置的调整，提高了透镜间距自动调节的效率以及准确度。另外，根据计算出的眼球位置与人眼图像的中心位置的偏差距离和偏差方向，获取透镜的调整方向和调整距离，从而将透镜调整至目标位置。通过计算眼球位置与人眼图像的中心位置的偏差距离和偏差方向，得到的是很明确的数据，相比较手动调节透镜间距时凭用户的感觉进行操作，大大提高了调节的准确度。另外，在调整透镜位置的步骤中，左右透镜分别由独立的控制装置进行位置的调整。通过控制装置分别控制两边的透镜，使其沿水平方向向左或向右移动，直至满足吻合条件。使得在左右眼不对称的情况下，也能实现透镜
与用户瞳孔的精确匹配，使虚拟头盔的性能达到最好，可以满足特殊用户的使用需求，大大提高了产品的竞争力。附图说明图1是现有技术中取得最佳观看效果时透镜与用户瞳孔的位置示意图；图2是根据第一实施方式的虚拟头盔的透镜间距调节方法流程图；图3是第一实施方式中微型相机分别安装于两个透镜上的位置示意图；图4是第一实施方式中两只眼睛瞳孔位置与透镜中心不重合时的调整示意图；图5是根据第二实施方式的虚拟头盔的透镜间距调节方法流程图；图6是根据第四实施方式的透镜间距的自动调节装置示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本专利技术的第一实施方式涉及一种虚拟头盔的透镜间距调节方法，具体流程如图2所示。在步骤201中，利用倾斜安装于透镜边框上的微型相机拍摄人眼。具体地说，在本实施方式中，需要预先在透镜边框上安装用于拍摄人眼的微型相机。比如说，预先将两个微型相机分别倾斜安装于两个透镜上边框或下边框
的中心位置上，如图3所示。通过倾斜安装，以确保能拍摄到人眼。另外，将微型相机分别安装在上边框或者下边框的中心位置可以保证拍到的人眼图像的中心位置和透镜的中心位置吻合，这样方便计算眼球位置和透镜中心位置的偏差距离和偏差方向，提高了透镜间距自动调节的效率以及准确度。微型相机安装的倾斜度与该微型相机的视场角相关，视场角越大，倾斜度越小。另外，可以理解，微型相机安装的倾斜度也与相机和人眼之间的距离有关，距离越大，倾斜度越小。在本步骤中，利用微型相机拍摄得到人眼图像，拍摄时要求用户保持眼球按照正常方式观看前方屏幕，即直视前方，不斜视。可以保证拍到的人眼位置和人眼图像的中心位置在同一水平线上，从而可以很方便的判断人眼位置是否与成像的水平中心相吻合，也方便计算眼球位置与人眼图像的中心位置的偏差方向和偏差距离。在步骤202中，对人眼图像进行眼球检测得到眼球位置。利用现有的图像检测技术，即可实现图像中眼球位置的检测，在此不再赘述。在步骤203中，计算眼球位置与人眼图像的中心位置的偏差方向和偏差距离，作为透镜的调整方向和调整距离。具体的说，由于人眼位置和人眼图像的中心位置在同一水平线上，所以这里的偏差方向只有向左和向右两种。比如，检测到眼球位置在人眼图像的中心位置的左边，则说明需要将透镜向左移动；如果检测到眼球位置在人眼图像的中心位置的右边，则说明需要将透镜向右移动。在步骤204中，判断偏差距离是否为零。具体地说，如果偏差距离为零，说明人眼位置和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种虚拟头盔的透镜间距调节方法，其特征在于，包含以下步骤：利用倾斜安装于透镜边框上的微型相机拍摄人眼；对所述微型相机拍摄的人眼图像进行眼球检测，得到所述人眼图像中的眼球位置；根据所述得到的眼球位置，调整透镜位置，直至所述人眼与所述透镜的中心位置重合。

【技术特征摘要】
1.一种虚拟头盔的透镜间距调节方法，其特征在于，包含以下步骤：利用倾斜安装于透镜边框上的微型相机拍摄人眼；对所述微型相机拍摄的人眼图像进行眼球检测，得到所述人眼图像中的眼球位置；根据所述得到的眼球位置，调整透镜位置，直至所述人眼与所述透镜的中心位置重合。2.根据权利要求1所述的虚拟头盔的透镜间距调节方法，其特征在于，所述微型相机安装于所述透镜的上边框或下边框的中心位置；所述根据得到的眼球位置，调整透镜位置，直至所述人眼与所述透镜的中心位置重合的步骤中，如果所述得到的眼球位置与所述人眼图像的中心位置重合，则判定所述透镜位置已调整完成。3.根据权利要求2所述的虚拟头盔的透镜间距调节方法，其特征在于，所述根据得到的眼球位置，调整透镜位置，直至所述人眼与所述透镜的中心位置重合的步骤中，包含以下子步骤：计算所述眼球位置与所述人眼图像的中心位置的偏差距离和偏差方向；根据计算的所述偏差距离和偏差方向，获取所述透镜的调整方向和调整距离；根据所述调整方向和调整距离，将所述透镜调整至目标位置。4.根据权利要求2所述的虚拟头盔的透镜间距调节方法，其特征在于，所述根据得到的眼球位置，调整透镜位置，直至所述人眼与所述透镜的中心位置重合的步骤中，包含以下子步骤：获取所述眼球位置与所述人眼图像的中心位置的偏差方向；根据所述偏差方向，以预设步长调整所述透镜；重新利用微型相机拍摄人眼，如果重新得...

【专利技术属性】
技术研发人员：张修宝，
申请(专利权)人：乐视致新电子科技天津有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12