头戴显示设备的控制方法转让专利
申请号 : CN201710474605.8
文献号 : CN107307981B
文献日 : 2020-03-27
发明人 : 曾雪骢 , 刘小利 , 郝新厂
申请人 : 常州快来信息科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种头戴显示设备的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、在眼睛所见的虚像所在平面建立直角坐标系,所述虚像在直角坐标系中的位置固定,用户眼睛的正视方向为Q0,所述正视方向Q0垂直于虚像并且眼睛沿正视方向Q0的视线集中在虚像中心点O上;
S2、获取用户眼睛的标准屈光度D0,获取眼睛与虚像中心点O之间的直线距离为L0;
S3、检测用户的眼球形态,得到用户实时的注视方向Q1,根据距离L0、注视方向Q1和正视方向Q0得到眼睛在虚像上的注视点O1与眼睛之间的直线距离为L1,根据距离L1和标准屈光度D0得到实时最佳屈光度D1,调节变焦镜片,使变焦镜片位于眼睛的晶状体前的区域的屈光度为D1。
2.如权利要求1所述的头戴显示设备的控制方法,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。
3.如权利要求2所述的头戴显示设备的控制方法,其特征在于:还包括步骤:统计若干个用户的眼睛注视虚像上不同点并且获得最清晰的视觉效果时,变焦镜片位于眼睛的晶状体前的区域的屈光度D2,根据统计结果将距离L1、用户的标准屈光度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。
4.如权利要求2所述的头戴显示设备的控制方法,其特征在于:还包括步骤:统计若干个用户的眼睛注视虚像上不同点并且获得最清晰的视觉效果时,变焦镜片位于眼睛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
5.如权利要求3或4所述的头戴显示设备的控制方法,其特征在于:还包括步骤S4、以注视点O1为圆心,以R为半径的圆形区域为主注视区,虚像其它部分为次注视区,提高主注视区的画面质量和/或降低次注视区的画面质量。
6.如权利要求5所述的头戴显示设备的控制方法,其特征在于:还包括以下步骤:建立用户数据库,所述用户数据库中存有至少一个用户数据,所述用户数据包括ID号、身份信息、年龄F、标准屈光度D0和瞳距P,所述身份信息包括字符串、声纹数据、指纹数据和/或虹膜数据。
7.如权利要求6所述的头戴显示设备的控制方法,其特征在于:还包括以下步骤:获取验证信息并将其与所述用户数据中的身份信息进行验证,验证通过后取出并使用所述用户数据中的年龄F、标准屈光度D0和瞳距P。
说明书 :
头戴显示设备的控制方法
技术领域
背景技术
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。
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。
状态,造成近视。
发明内容
制方法来解决上述问题。
视线集中在虚像中心点O上;
准屈光度D0得到实时最佳屈光度D1,调节变焦镜片,使变焦镜片位于眼睛的晶状体前的区
域的屈光度为D1。
否则进行第三轮训练:调节变焦镜片的屈光度在[(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。
L1、用户的标准屈光度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。
远距离Lmax,当L1
统计,函数f3是对统计结果进行线性回归获得的线性函数;
统计,函数f4是对统计结果进行线性回归获得的线性函数;
括字符串、声纹数据、指纹数据和/或虹膜数据。
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
眼睛的疲劳感降低。
附图说明
具体实施方式
图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连
接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通
技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外,在本发明的描述
中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺
序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明
的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
集中在虚像中心点O上,中心点的坐标为(x0,y0);设备启动后,虚像在平面中的位置就被确
定下来,之后不会随着用户的注视方向的改变而改变位置;正视方向是指眼球不向任何方
向转动的状态时的视线方向,眼球的形态是指眼球的转动的位置,眼球的注视方向随眼球
的转动而改变;
接从存储器中调用标准屈光度D0。由于变焦镜片、凸透镜和显示屏的位置相对固定,那么眼
睛与虚像的位置也是确定的,那么眼睛与虚像中心点O之间的直线距离为L0可以认为是一
个定值,距离L0存储在存储器中,控制芯片直接调用;在另一个实例中,标准屈光度D0存储
在一台服务器中,服务器接入互联网,头戴显示设备也接入互联网,从服务器中调用用户眼
睛的标准屈光度D0和距离L0;
射时,发射到光源位置的光线比较多,于是可以利用和摄像头成轴向和非轴向的光源照射
眼睛时,瞳孔的图像有黑白之分,利用两幅图的差分来获取眼睛的形态,又例如:用不同波
形的红外线照射眼部,利用瞳孔对不同波长的红外线发射的程度不同,将获取的图像进行
差分也能得到眼球的形态,又或者直接拍摄眼球的照片,对图片进行处理来获得眼球的形
态。由于头戴显示设备是在显示屏上将画面分屏,对于2D影像来说,屏幕左右两部分同时播
放同样的影像,两只眼睛分别观看,两只眼睛会分别看到一个虚像,但是左眼与左眼所见虚
像的位置关系和右眼与右眼所见虚像的位置关系是一致的;因此两只眼睛的注视方向一
致,注视点O1就是从用户的一只眼睛沿注视方向Q1发出的射线与这只眼睛看到的虚像的交
点;计算注视方向Q1和正视方向Q0之间的夹角α,由于虚像的位置是固定不变的,正视方向
Q0垂直于虚像所在平面并且眼睛沿正视方向Q0的视线穿过虚像中心点O,那么根据直角三
角形的边长的计算公式,将距离L0作为一条直角边的长度,夹角α作为一个锐角,计算得到
眼睛在虚像上的注视点O1与眼睛之间的直线距离为L1,以及注视点O1与中心点O之间的距
离,从而确定注视点O1的坐标,以上计算距离L1的过程可以在用户使用设备时进行,也可以
预先进行计算,将不同的注视方向对应相应的距离L1,形成表单,用户使用设备时直接根据
注视方向Q1去查询此表,得到相应的距离L1;
前的区域的屈光度D2,采样的过程需要用户在获得最清晰的视觉效果时给设备一个确认信
号(可以通过一个确认键与控制芯片连接来采集确认信号),设备收到信号后立即记录变焦
镜片位于眼睛的晶状体前的区域的屈光度D2,给出确认信号也可以让另一人与用户配合来
进行操作;将距离L1和用户的标准屈光度D0作为条件,屈光度D2作为结果建立表1,之后根
据距离L1和标准屈光度D0通过查询表1得到屈光度D1;在建立表1时,还可以将用户的其它
信息作为条件,例如还获取用户的年龄F,将年龄F、距离L1和用户的标准屈光度D0作为条
件,屈光度D2作为结果建立表1,之后根据年龄F、距离L1和标准屈光度D0通过查询表1得到
屈光度D1。在另一个实例中,根据统计结果设定最远距离Lmax,当L1
与年龄F对应的固定值。Lmax是个定值,例如,根据统计结果来看,当L1超过某一数值,通过
函数f1计算得到D1的调节效果不佳时,将此数值作为Lmax;
焦镜片,使变焦镜片上屈光度为D1的区域移动到用户的眼睛的晶状体前,使眼睛与变焦镜
片组成的视觉系统达到最佳的屈光力;在另一个实例中,变焦镜片是一种中间设置有液晶
层的盒体,在液晶的两侧设置有电极,控制芯片控制电极作出一定的图案,对图案被施加不
同的电压,使液晶分子按相应的规律排列,通过在此排列下的液晶分子折射率实现一定的
分布,最终使得液晶盒模拟出透镜的功能,根据屈光度D1,控制器对图像施加相应的电压,
实现变焦镜片屈光度的调节;
fit),再从(D1+fit)连续递增至(D1-fit),反之亦可;
否则进行第三轮训练:调节变焦镜片的屈光度在[(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。通过以上训练,不停改变晶状体的屈光度,
实际是小范围内对睫状肌张弛的训练。在另一个实例中,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:
统计,训练的效果的好坏由用户来反馈,函数f3是对统计结果进行线性回归获得的线性函
数;
统计,训练的效果的好坏由用户来反馈,函数f4是对统计结果进行线性回归获得的线性函
数;
区的画面质量,例如提高主注视区的像素、亮度、清晰度等,使用户可以准确快速清晰的捕
捉到所关注的画面;在另一个实例中,降低次注视区的画面质量,可以减轻显像设备的工作
负担,对降低设备的热量,节省能耗上也有良好的效果;在另一个实例中,在提高主注视区
的画面质量的同时降低次注视区的画面质量。
一开始使用设备时进行注册,用户输入身份信息,例如字符串、声纹数据、指纹数据和/或虹
膜数据,ID号用户可以自己选择也可以由系统生成,ID号与身份信息绑定,字符串可以是数
字、大小写英文字母、符号或者是它们的组合形式,声纹数据通过麦克风采集、指纹数据通
过指纹传感器来采集、虹膜数据通过摄像头来采集,用户注册之后,可以通过设备的控制界
面,例如在手机的控制界面上输入年龄F、标准屈光度D0和瞳距P,用户也可以将自己的年龄
F、标准屈光度D0和瞳距P通过其它电子设备输入并上传至服务器,头戴显示设备从服务器
获取;用户启动设备,设备采集验证信息(设备采集的声纹数据、指纹数据或虹膜数据)或者
用户将字符串密码输入到设备中,将验证信息与用户数据中的身份信息进行验证,验证通
过后取出并使用用户数据中的年龄F、标准屈光度D0和瞳距P。
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对所述术语的示意性表述不
一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何
的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。