头戴3D显示设备的视觉优化方法技术

本发明专利技术提供了一种头戴3D显示设备的视觉优化方法，包括以下步骤：S1、在左眼所见的第一虚像所在平面建立第一直角坐标系，在右眼所见的第二虚像所在平面建立第二直角坐标系，所述第一虚像在第一直角坐标系中的位置固定，所述第二虚像在第二直角坐标系中的位置固定，这种头戴3D显示设备的视觉优化方法根据用户眼睛的注视点和眼睛的标准屈光度来获得变焦镜片的最佳屈光度，然后相应地调节变焦镜片的屈光度，目的是让用户在观看电子影像时，睫状肌尽量处于放松的状态，有效防止睫状肌因为长时间的保持收缩状态，导致肌痉挛，保证用户使用此类产品时不会损害眼睛的健康。

Visual optimization method for head mounted 3D display device

The present invention provides a head mounted 3D display visual equipment optimizing method, which comprises the following steps: first, virtual S1 seen in the left eye of the establishment of the first plane Cartesian coordinate system, see in the eye of second virtual plane built second Cartesian coordinate system, the first virtual image in the first in the Cartesian coordinate system fixed position, the second virtual images in second Cartesian coordinate system of fixed position, the head mounted 3D display device visual optimization method according to the user's eye gaze point and eye refractive standards is to obtain the optimal zoom lens diopter, then adjust the zoom lens diopter, the purpose is to let users watch the electronic image, try to ciliary muscles in a relaxed state, effectively prevent the ciliary muscle for a long time to maintain contraction, cause muscle spasm, to ensure that users use such products Time does not damage the eye's health.

【技术实现步骤摘要】
头戴3D显示设备的视觉优化方法
本专利技术涉及头戴显示设备
，尤其涉及一种头戴3D显示设备的视觉优化方法。
技术介绍
头戴显示设备包括：虚拟现实(VR)显示器，诸如由Sony、Samsung、Oculus、CarlZeiss所制造的那些；头戴式显示器(HMD)，诸如由Google和Vuzix所生产的那些；增强现实(AR)显示器，诸如由Microsoft、Vuzix和DigiLens所制造的那些；以及混合增强(MR)等其它类似设备。此类设备给使用者最重要的体验是视觉上的“沉浸感”，让画面内容完全覆盖你的视野，不被现实环境所干扰，仿佛沉浸在另外一个世界当中，原理是通过两块凸透镜在电子屏幕的同侧产生一个电子影像的虚像，使用者透过凸透镜看到比实际电子影像要大的虚像，而虚像距离使用者的眼睛很近，电子影像因此覆盖使用者的视野。在我们的眼球中有一个叫“晶状体”的结构，晶状体通过睫状小带与睫状体相连，睫状体中睫状肌的收缩和舒张可以改变晶状体曲度，睫状肌，就像一个拉力的小人，在拉着晶状体改变它的厚薄，来调节远近的景物，成像在视网膜上。晶状体相当于一个可以变形的凸透镜，睫状肌改变晶状体的形状来调节晶状体的屈光度，睫状肌放松的时候，晶状体被拉平变薄，屈光度变小，这时我们可以看到远处的景物，当睫状肌收缩的时候，晶状体变厚，屈光度变高，这时就是我们要看近处景物的时候。如果睫状肌保持收缩的状态太长时间，就容易肌痉挛，睫状肌就会发生变形，调节晶状体的能力下降，晶状体也随之变形，导致晶状体标准屈光度(睫状肌放松状态下)提高，屈光度的调节范围下降，就成了俗称的近视眼。头戴式显示设备虽然可以给人们身临其境的沉浸感，但电子影像的虚像距离眼球比较近，相当于保持近距离的观看电子屏幕，睫状肌就会像上面所说的保持长时间的紧张状态，造成近视。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：针对目前市面上的头戴式显示设备对于用户使用时间长，眼睛产生疲劳，导致视力下降的问题并没有有效的解决方案，本专利技术提供了一种头戴3D显示设备的视觉优化方法来解决上述问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种头戴3D显示设备的视觉优化方法，包括以下步骤：S1、在左眼所见的第一虚像所在平面建立第一直角坐标系，在右眼所见的第二虚像所在平面建立第二直角坐标系，所述第一虚像在第一直角坐标系中的位置固定，所述第二虚像在第二直角坐标系中的位置固定，用户左眼初始的正视方向为Q0，用户右眼初始的正视方向为Q0’，所述正视方向Q0垂直于第一虚像所在平面并且左眼沿正视方向Q0的视线集中在第一虚像中心点O上,所述正视方向Q0’垂直于第二虚像所在平面并且右眼沿正视方向Q0’的视线集中在第二虚像中心点O’上；S2、获取左眼的标准屈光度D0，获取左眼与第一虚像中心点O之间的直线距离为L0；获取右眼的标准屈光度D0’，获取右眼与第二虚像中心点O’之间的直线距离为L0’；S3、检测用户的头部形态，得到左眼的的正视方向Q1，根据距离L0、正视方向Q1和正视方向Q0得到左眼在第一虚像上的注视点O1与左眼之间的直线距离为L1，根据距离L1和标准屈光度D0得到左眼实时的最佳屈光度D1，调节变焦镜片，使变焦镜片位于左眼的晶状体前的区域的屈光度为D1；得到右眼的的正视方向Q1’，根据距离L0’、正视方向Q1’和正视方向Q0’得到右眼在第二虚像上的注视点O1’与右眼之间的直线距离为L1’，根据距离L1’和标准屈光度D0’得到右眼实时的最佳屈光度D1’，调节变焦镜片，使变焦镜片位于右眼的晶状体前的区域的屈光度为D1’。作为优选：还包括以下步骤：S4、根据标准屈光度D0和屈光度D1得到左眼的屈光度训练下限fit_min和屈光度训练上限fit_max，确定左眼的屈光度训练单元fit_offset；第一轮训练：调节变焦镜片，使其在左眼的晶状体前的屈光度在[(D1-fit),(D1+fit)]区间内连续变化n个来回，其中fit＝fit_min；第二轮训练：调节变焦镜片，使其在左眼的晶状体前的屈光度在[(D1-fit),(D1+fit)]区间内连续变化n个来回，其中fit＝fit_min+fit_offset；如果fit_min+fit_offset≥fit_max，则停止训练，否则进行第三轮训练：调节变焦镜片，使其在左眼的晶状体前的屈光度在[(D1-fit),(D1+fit)]区间内连续变化n个来回，其中fit＝fit_min+fit_offset*2；以此类推，直至fit＝fit_min+fit_offset*(m-1)≥fit_max便停止训练，其中m为已训练的轮数；S5、采用与步骤4同样的方法对右眼进行训练；作为优选：在步骤S3中，还获取用户的年龄F，根据年龄F、距离L1和标准屈光度D0得到实时的最佳屈光度D1；根据年龄F、距离L1’和标准屈光度D0’得到实时的最佳屈光度D1’；在步骤S4中，根据年龄F、标准屈光度D0和屈光度D1得到屈光度训练下限fit_min和屈光度训练上限fit_max，确定屈光度训练单元fit_offset；在步骤S5中，根据年龄F、标准屈光度D0’和屈光度D1’得到右眼的屈光度训练下限fit_min’和屈光度训练上限fit_max’，确定右眼的屈光度训练单元fit_offset’；作为优选：还包括步骤：统计若干个用户的左眼注视第一虚像上不同点并且获得最清晰的视觉效果时，变焦镜片位于左眼的晶状体前的区域的屈光度D2，根据统计结果将距离L1、标准屈光度D0和年龄F作为条件，屈光度D2作为结果建立表1，在步骤S3中，根据年龄F、距离L1和标准屈光度D0通过查询表1得到屈光度D1；统计若干个用户的右眼注视第二虚像上不同点并且获得最清晰的视觉效果时，变焦镜片位于右眼的晶状体前的区域的屈光度D2'，根据统计结果将距离L1’、标准屈光度D0’和年龄F作为条件，屈光度D2’作为结果建立表2，在步骤S3中，根据年龄F、距离L1’和标准屈光度D0’通过查询表2得到屈光度D1’。作为优选：还包括步骤：统计若干个用户的左眼注视第一虚像上不同点并且获得最清晰的视觉效果时，变焦镜片位于左眼的晶状体前的区域的屈光度D2，根据统计结果设定最远距离Lmax，当L1<Lmax，D1＝D0*f1(L1,F)，函数f1为对统计结果进行线性回归获得的线性函数；当L1≥Lmax时，D1＝D0*f2(F)，f2为与年龄F对应的固定值；在步骤S3中，当L1<Lmax，D1＝D0*f1(L1,F)，当L1≥Lmax时，D1＝D0*f2(F)；统计若干个用户的右眼注视第二虚像上不同点并且获得最清晰的视觉效果时，变焦镜片位于右眼的晶状体前的区域的屈光度D2'，根据统计结果设定最远距离Lmax’，当L1’<Lmax’，D1’＝D0’*f1(L1’,F)，函数f1为对统计结果进行线性回归获得的线性函数；当L1’≥Lmax’时，D1’＝D0’*f2(F)，f2为与年龄F对应的固定值；在步骤S3中，当L1’<Lmax’，D1’＝D0’*f1(L1’,F)，当L1’≥Lmax’时，D1’＝D0’*f2(F)。作为优选：在步骤S4中，建立公式fit_min＝f3(F,D0,D1)，将大量的不同年龄F、不同标准屈光度D0的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种头戴3D显示设备的视觉优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在左眼所见的第一虚像所在平面建立第一直角坐标系，在右眼所见的第二虚像所在平面建立第二直角坐标系，所述第一虚像在第一直角坐标系中的位置固定，所述第二虚像在第二直角坐标系中的位置固定，用户左眼初始的正视方向为Q0，用户右眼初始的正视方向为Q0’，所述正视方向Q0垂直于第一虚像所在平面并且左眼沿正视方向Q0的视线集中在第一虚像中心点O上,所述正视方向Q0’垂直于第二虚像所在平面并且右眼沿正视方向Q0’的视线集中在第二虚像中心点O’上；S2、获取左眼的标准屈光度D0，获取左眼与第一虚像中心点O之间的直线距离为L0；获取右眼的标准屈光度D0’，获取右眼与第二虚像中心点O’之间的直线距离为L0’；S3、检测用户的头部形态，得到左眼的的正视方向Q1，根据距离L0、正视方向Q1和正视方向Q0得到左眼在第一虚像上的注视点O1与左眼之间的直线距离为L1，根据距离L1和标准屈光度D0得到左眼实时的最佳屈光度D1，调节变焦镜片，使变焦镜片位于左眼的晶状体前的区域的屈光度为D1；得到右眼的的正视方向Q1’，根据距离L0’、正视方向Q1’和正视方向Q0’得到右眼在第二虚像上的注视点O1’与右眼之间的直线距离为L1’，根据距离L1’和标准屈光度D0’得到右眼实时的最佳屈光度D1’，调节变焦镜片，使变焦镜片位于右眼的晶状体前的区域的屈光度为D1’。...

【技术特征摘要】
1.一种头戴3D显示设备的视觉优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在左眼所见的第一虚像所在平面建立第一直角坐标系，在右眼所见的第二虚像所在平面建立第二直角坐标系，所述第一虚像在第一直角坐标系中的位置固定，所述第二虚像在第二直角坐标系中的位置固定，用户左眼初始的正视方向为Q0，用户右眼初始的正视方向为Q0’，所述正视方向Q0垂直于第一虚像所在平面并且左眼沿正视方向Q0的视线集中在第一虚像中心点O上,所述正视方向Q0’垂直于第二虚像所在平面并且右眼沿正视方向Q0’的视线集中在第二虚像中心点O’上；S2、获取左眼的标准屈光度D0，获取左眼与第一虚像中心点O之间的直线距离为L0；获取右眼的标准屈光度D0’，获取右眼与第二虚像中心点O’之间的直线距离为L0’；S3、检测用户的头部形态，得到左眼的的正视方向Q1，根据距离L0、正视方向Q1和正视方向Q0得到左眼在第一虚像上的注视点O1与左眼之间的直线距离为L1，根据距离L1和标准屈光度D0得到左眼实时的最佳屈光度D1，调节变焦镜片，使变焦镜片位于左眼的晶状体前的区域的屈光度为D1；得到右眼的的正视方向Q1’，根据距离L0’、正视方向Q1’和正视方向Q0’得到右眼在第二虚像上的注视点O1’与右眼之间的直线距离为L1’，根据距离L1’和标准屈光度D0’得到右眼实时的最佳屈光度D1’，调节变焦镜片，使变焦镜片位于右眼的晶状体前的区域的屈光度为D1’。2.如权利要求1所述的头戴3D显示设备的视觉优化方法，其特征在于：还包括以下步骤：S4、根据标准屈光度D0和屈光度D1得到左眼的屈光度训练下限fit_min和屈光度训练上限fit_max，确定左眼的屈光度训练单元fit_offset；第一轮训练：调节变焦镜片，使其在左眼的晶状体前的屈光度在[(D1-fit),(D1+fit)]区间内连续变化n个来回，其中fit＝fit_min；第二轮训练：调节变焦镜片，使其在左眼的晶状体前的屈光度在[(D1-fit),(D1+fit)]区间内连续变化n个来回，其中fit＝fit_min+fit_offset；如果fit_min+fit_offset≥fit_max，则停止训练，否则进行第三轮训练：调节变焦镜片，使其在左眼的晶状体前的屈光度在[(D1-fit),(D1+fit)]区间内连续变化n个来回，其中fit＝fit_min+fit_offset*2；以此类推，直至fit＝fit_min+fit_offset*(m-1)≥fit_max便停止训练，其中m为已训练的轮数；S5、采用与步骤4同样的方法对右眼进行训练。3.如权利要求2所述的头戴3D显示设备的视觉优化方法，其特征在于：在步骤S3中，还获取用户的年龄F，根据年龄F、距离L1和标准屈光度D0得到实时的最佳屈光度D1；根据年龄F、距离L1’和标准屈光度D0’得到实时的最佳屈光度D1’；在步骤S4中，根据年龄F、标准屈光度D0和屈光度D1得到屈光度训练下限fit_min和屈光度训练上限fit_max，确定屈光度训练单元fit_offset；在步骤S5中，根据年龄F、标准屈光度D0’和屈光度D1’得到右眼的屈光度训练下限fit_min’和屈光度训练上限fit_max’，确定右眼的屈光度训练单元fit_offset’。4.如权利要求3所述的头戴3D显示设备的视觉优化方法，其特征在于：还包括步骤：统计若干个用户的左眼注视第一虚像上不同点并且获得最清晰的视觉效果时，变焦镜片位于左眼的晶状体前的区域的屈光度D2，根据统计结果将距离L1、标准屈光度D0和年龄F作为条件，屈光度D2作为结果建立表1，在步骤S3中，根据年龄F、距离L1和标准屈光度D0通过查询表1得到屈光度D1；统计若干个用户的右眼注视第二虚像上不同点并且获得最清晰的视觉效果时，变焦镜片位于右眼的晶状体前的区域的屈光度D2'，根据统计结果将距离L1’、标准屈光度D0’和年龄F作为条件，屈光度D2’作为结果建立表2，在步骤S3中，根据年龄F、距离L1’和标准屈光度D0’通过查询表2得到屈光度D1’。5.如权利要求3所述的头戴3...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾雪骢，
申请(专利权)人：常州快来信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32