專利名稱：雙眼式頭戴顯示裝置及其圖像間距調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于頭戴顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙眼式頭戴顯示裝置及其圖像間距調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
頭戴顯示裝置(HMD，Head Mount Display)又稱眼鏡顯示裝置、視頻眼鏡、隨身影院等，是以類似頭盔或眼鏡的形式直接戴在用戶眼前的顯示設(shè)備。頭戴顯示裝置分可為雙眼式和單眼式兩種，單眼式頭戴顯示裝置只為用戶的一只眼睛提供圖像，而雙眼式頭戴顯示裝置分別為用戶的雙眼提供不同圖像。如圖I所示，雙眼式頭戴顯示裝置包括兩個用于產(chǎn)生顯示圖像的顯示單元I (如液 晶顯示器)，它們分別為用戶的左眼8和右眼8提供圖像，從而可方便的實現(xiàn)3D顯示。其中，顯示單元I優(yōu)選位于裝置兩側(cè)部(如“眼鏡腿”中)，它們發(fā)出的光需經(jīng)反射單元(由一系列反射鏡片21、22組成)反射后才能到達(dá)用戶眼睛8，這主要是為了節(jié)約裝置空間；當(dāng)然，如果沒有反射單元，而將顯示單元I直接設(shè)在用戶眼睛8前方也是可行的。另外，在圖像傳播的光路中還可設(shè)有調(diào)焦透鏡單元3，每個調(diào)焦透鏡單元3包括一個或多個調(diào)焦透鏡，其用于調(diào)整圖像相對人眼的物距(即將“圖像”虛擬成從較遠(yuǎn)處發(fā)出的圖像，以改善觀看體驗)、放大圖像等。當(dāng)然，以上的顯示單元I、反射單元、調(diào)焦透鏡單元3等均有多種不同的已知形式，故在此不再詳細(xì)描述。如圖2所示，當(dāng)人雙眼看物體時，左眼和右眼會各自分別看到一幅圖像，即人實際看到了兩幅圖像，但人腦會對雙眼看到的圖像進(jìn)行合成處理，最終使人感覺只看到了一幅圖像。上述合成處理的具體過程與雙眼的位置有關(guān)，在一些情況下(例如故意“對眼”看很近的物體)，如圖3所示，人腦不能將雙眼圖像正確合成為一幅圖像，則人會感到看到的物體出現(xiàn)“重影”等。顯然，在使用雙眼式頭戴顯示裝置時，應(yīng)當(dāng)使用戶感覺自己看到的是一幅圖像，而非雙眼看到不同圖像。為實現(xiàn)這一目的，應(yīng)保證在用戶直視前方時，兩顯示單元產(chǎn)生的圖像進(jìn)入用戶雙眼時保持特定間距，從而使用戶的大腦可將二者正確合成處理為一幅圖像；也就是說，雙眼式頭戴顯示裝置產(chǎn)生的圖像的間距應(yīng)與用戶的瞳距(指人直視前方時兩眼瞳孔間的距離)匹配。如果圖像間距與用戶瞳距不匹配，則用戶就會感覺圖像出現(xiàn)“重影”，顯示效果不好，或者用戶必須刻意調(diào)整雙眼的視線(例如故意“對眼”)才能看清圖像，用戶體驗不好。顯然，不同人的瞳距是不同的(通常在58飛4mm之間)，故適應(yīng)不同用戶的圖像間距也不同。因此，在每個用戶使用雙眼式頭戴顯示裝置前，需要根據(jù)自己的需求調(diào)整圖像間距，使其與自己的瞳距相適應(yīng)。目前，雙眼式頭戴顯示裝置的圖像間距調(diào)整有多種不同的方法，例如對具有反射單元的雙眼式頭戴顯示裝置，可沿圖I中箭頭所示的方向旋轉(zhuǎn)反射鏡片21，從而改變射入用戶雙眼的兩圖像間的距離；或者，也可調(diào)整兩個顯示單元所產(chǎn)生的圖像的位置(相當(dāng)于調(diào)整電腦顯示屏上圖像的位置)，從而使射入人眼的圖像的間距發(fā)生變化。當(dāng)然，調(diào)整圖像間距還有許多其他的方法，例如直接調(diào)整顯示單元的位置等，由于這些方法是已知的，故在此不再詳細(xì)描述。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題現(xiàn)有的雙眼式頭戴顯示裝置的圖像間距調(diào)整是由用戶自行人工進(jìn)行的，因此其操作麻煩，同時多數(shù)用戶沒有相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)知識，故不一定能將圖像間距調(diào)整為與瞳距最匹配的值，可能造成顯示效果和觀看體驗不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題包括，針對現(xiàn)有技術(shù)中雙眼式頭戴顯示裝置的圖像間距調(diào)整操作麻煩，顯示效果和觀看體驗不好的問題，提供一種操作簡單，顯示效果和觀看體驗好的雙眼式頭戴顯示裝置。解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種雙眼式頭戴顯示裝置，包括
兩個顯示單元，分別用于產(chǎn)生供用戶左眼和右眼觀看的圖像，所述圖像包括測試圖像和顯示圖像；其中，供用戶左眼和右眼觀看的測試圖像中各有一測試標(biāo)記，且兩測試標(biāo)記的間距逐漸增大或逐漸減??；圖像采集單元，用于采集用戶雙眼的圖像；瞳距分析單元，用于在用戶觀看測試圖像時根據(jù)用戶雙眼的圖像得到用戶雙眼瞳孔間距變化的臨界時刻，并根據(jù)所述臨界時刻兩測試標(biāo)記的間距確定供用戶左眼和右眼觀看的圖像的間距；其中，當(dāng)兩測試標(biāo)記間距逐漸增大時，用戶雙眼瞳孔間距在臨界時刻前逐漸增大，并從臨界時刻開始保持穩(wěn)定，當(dāng)兩測試標(biāo)記間距逐漸減小時，用戶雙眼瞳孔間距在臨界時刻前保持穩(wěn)定，并從臨界時刻開始逐漸減小。其中，“測試圖像”是指在每個用戶開始使用雙眼式頭戴顯示裝置時，用于測定用戶瞳距以調(diào)整圖像間距的專門圖像；“顯示圖像”是指用戶在用雙眼式頭戴顯示裝置觀看所需內(nèi)容(如電影等)時產(chǎn)生的正常圖像?！坝脩綦p眼瞳孔間距”是指隨著用戶眼球位置的變化，兩眼瞳孔間的距離，而“瞳距”是指用戶在直視前方時雙眼瞳孔間的距離，對每個用戶而言，其“雙眼瞳孔間距”隨時變化，而“瞳距”為定值?！芭R界時刻”是指用戶雙眼瞳孔間距從不變到開始變化的時刻，或從變化到開始穩(wěn)定不變的時刻。“圖像間距”是指分別由兩個顯示單元產(chǎn)生的供用戶左眼和右眼觀看的圖像射到用戶眼睛時的間距，其應(yīng)當(dāng)與用戶的瞳距匹配才能達(dá)到良好的顯示效果。在本發(fā)明的雙眼式頭戴顯示裝置中，顯示單元可提供測試圖像，兩測試圖像中各有一個測試標(biāo)記(用戶每只眼睛只能看到一個測試標(biāo)記)。在兩測試標(biāo)記的間距逐漸增大時，用戶開始可在雙眼瞳孔間距小于瞳距的情況下分別用雙眼跟蹤兩測試標(biāo)記，且雙眼瞳孔間距隨測試標(biāo)記間距的增大而增大，當(dāng)雙眼瞳孔間距增大到瞳距時(即臨界時刻)則會停止增大而保持穩(wěn)定；這是因為人眼不習(xí)慣向外側(cè)看(即人只能“對眼”而不能“分眼”)，故人雙眼瞳孔間的距離一般不會大于瞳距。相應(yīng)的，當(dāng)兩測試標(biāo)記的間距逐漸減小時，用戶也會從雙眼瞳孔間距等于瞳距時(即臨界時刻)開始分別追蹤兩測試標(biāo)記，且雙眼瞳孔間距開始逐漸減小。由此可知，在臨界時刻，用戶雙眼瞳孔間距恰好等于瞳距，而通過分析圖像采集單元采集的圖像，瞳距分析單元可找到該臨界時刻(也就是用戶雙眼由逐漸遠(yuǎn)離變?yōu)橥Ｖ共粍拥臅r刻，或由停止不動變?yōu)橹饾u靠近的時刻)，并根據(jù)臨界時刻兩測試標(biāo)記的間距判斷出用戶的瞳距，再確定適合用戶的圖像間距。因此，本發(fā)明的裝置可自動、準(zhǔn)確的調(diào)整圖像間距，操作簡單，顯示效果和觀看體驗好。優(yōu)選的是，兩測試標(biāo)記分別位于各自測試圖像的水平平分線上；兩測試標(biāo)記到用戶雙眼連線中點間的距離相等。優(yōu)選的是，所述雙眼式頭戴顯示裝置還包括圖像間距調(diào)整單元，用于調(diào)整供用戶左眼和右眼觀看的圖像的間距。進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述雙眼式頭戴顯示裝置還包括反射單元，用于將顯示單元產(chǎn)生的圖像反射到用戶眼睛，所述反射單元包括反射鏡片；且所述圖像間距調(diào)整單元用于調(diào)整反射鏡片的角度。進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述圖像間距調(diào)整單元用于調(diào)整顯示單元產(chǎn)生的圖像的位置；或所述圖像間距調(diào)整單元用于調(diào)整顯示單元的位置。
優(yōu)選的是，所述雙眼式頭戴顯示裝置還包括用于將顯示單元產(chǎn)生的圖像反射到用戶眼睛的反射單元，所述反射單元包括圖像采集鏡片，所述圖像采集鏡片為半反半透鏡片；其中所述圖像采集單元采集由圖像采集鏡片反射的用戶眼睛的圖像，而所述顯示單元產(chǎn)生的圖像透過圖像采集鏡片后傳到用戶眼睛；或所述圖像采集單元采集透過圖像采集鏡片的用戶眼睛的圖像，而所述顯示單元產(chǎn)生的圖像經(jīng)圖像采集鏡片反射后傳到用戶眼睛。優(yōu)選的是，所述圖像采集單元包括兩個圖像采集器，分別用于采集用戶左眼和右眼的圖像；或一個圖像采集器，用于采集用戶雙眼的圖像。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還包括，針對現(xiàn)有技術(shù)中雙眼式頭戴顯示裝置的圖像間距調(diào)整操作麻煩，顯示效果和觀看體驗不好的問題，提供一種操作簡單，顯示效果和觀看體驗好的雙眼式頭戴顯示裝置的圖像間距調(diào)整方法。解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種雙眼式頭戴顯示裝置的圖像間距調(diào)整方法，包括兩個顯示單元分別產(chǎn)生供用戶左眼和右眼觀看的測試圖像，每個測試圖像中有一個測試標(biāo)記，兩測試標(biāo)記的間距逐漸增大或逐漸減??；同時，圖像采集單元采集用戶雙眼的圖像；瞳距分析單元根據(jù)所述用戶雙眼的圖像得到用戶雙眼瞳孔間距變化的臨界時刻，并根據(jù)所述臨界時刻兩測試標(biāo)記的間距確定供用戶左眼和右眼觀看的圖像的間距；其中，當(dāng)兩測試標(biāo)記間距逐漸增大時，用戶雙眼瞳孔間距在臨界時刻前逐漸增大，并從臨界時刻開始保持穩(wěn)定，當(dāng)兩測試標(biāo)記間距逐漸減小時，用戶雙眼瞳孔間距在臨界時刻前保持穩(wěn)定，并從臨界時刻開始逐漸減??；調(diào)整供用戶左眼和右眼觀看的圖像的間距。本發(fā)明的雙眼式頭戴顯示裝置的圖像間距調(diào)整方法實際是上述雙眼式頭戴顯示裝置的圖像間距調(diào)整方法，因此其可實現(xiàn)準(zhǔn)確的自動調(diào)整，操作簡單，顯示效果和觀看體驗好。優(yōu)選的是，兩測試標(biāo)記分別位于各自測試圖像的水平平分線上；兩測試標(biāo)記到用戶雙眼連線中點間的距離相等。優(yōu)選的是，所述調(diào)整供用戶左眼和右眼觀看的圖像的間距包括以下方法中的任意一種調(diào)整反射單元的反射鏡片的角度；調(diào)整所述顯示單元所產(chǎn)生的圖像的位置；調(diào)整所述顯示單元的位置。


圖I為現(xiàn)有的雙眼式頭戴顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為正確的雙眼圖像合成處理過程的示意圖；圖3為不正確的雙眼圖像合成處理過程的示意圖；圖4為本發(fā)明的實施例I的雙眼式頭戴顯示裝置的組成示意框圖；圖5為本發(fā)明的實施例2的一種雙眼式頭戴顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明的實施例2的雙眼式頭戴顯示裝置中兩測試標(biāo)記間距逐漸增大時的過程示意圖；圖7為本發(fā)明的實施例2的雙眼式頭戴顯示裝置中兩測試標(biāo)記間距與用戶雙眼瞳 孔間距的對應(yīng)關(guān)系不意圖；圖8為本發(fā)明的實施例2的另一種雙眼式頭戴顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明的實施例2的另一種雙眼式頭戴顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明的實施例2的雙眼式頭戴顯示裝置中調(diào)整顯示單元顯示的圖像的位置的方法示意圖。其中附圖標(biāo)記為1、顯示單元；21、反射鏡片；22、用戶眼睛前方的反射鏡片；23、圖像采集鏡片；3、調(diào)焦透鏡單元；4、圖像采集單元；8、用戶眼睛。
具體實施例方式為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實施例I :如圖4所示，本實施例提供一種雙眼式頭戴顯示裝置，其包括兩個顯示單元，分別用于產(chǎn)生供用戶左眼和右眼觀看的圖像，圖像包括測試圖像和顯示圖像；其中，供用戶左眼和右眼觀看的測試圖像中各有一測試標(biāo)記，且兩測試標(biāo)記的間距逐漸增大或逐漸減小。圖像采集單元，用于采集用戶雙眼的圖像。瞳距分析單元，用于在用戶觀看測試圖像時根據(jù)用戶雙眼的圖像得到用戶雙眼瞳孔間距變化的臨界時刻，并根據(jù)臨界時刻兩測試標(biāo)記的間距確定供用戶左眼和右眼觀看的圖像的間距；其中，當(dāng)兩測試標(biāo)記間距逐漸增大時，用戶雙眼瞳孔間距在臨界時刻前逐漸增大，并從臨界時刻開始保持穩(wěn)定，當(dāng)兩測試標(biāo)記間距逐漸減小時，用戶雙眼瞳孔間距在臨界時刻前保持穩(wěn)定，并從臨界時刻開始逐漸減小。在本實施例的雙眼式頭戴顯示裝置中，顯示單元可提供測試圖像，兩測試圖像中各有一個測試標(biāo)記(用戶每只眼睛只能看到一個測試標(biāo)記)。在兩測試標(biāo)記的間距逐漸增大時，用戶開始可在雙眼瞳孔間距小于瞳距的情況下分別用雙眼跟蹤兩測試標(biāo)記，且雙眼瞳孔間距隨測試標(biāo)記間距的增大而增大，當(dāng)雙眼瞳孔間距增大到瞳距時(即臨界時刻)則會停止增大而保持穩(wěn)定；這是因為人眼不習(xí)慣向外側(cè)看(即人只能“對眼”而不能“分眼”)，故人雙眼瞳孔間的距離一般不會大于瞳距。相應(yīng)的，當(dāng)兩測試標(biāo)記的間距逐漸減小時，用戶也會從雙眼瞳孔間距等于瞳距時(即臨界時刻)開始分別追蹤兩測試標(biāo)記，且雙眼瞳孔間距開始逐漸減小。由此可知，在臨界時刻，用戶雙眼瞳孔間距恰好等于瞳距，而通過分析圖像采集單元采集的圖像，瞳距分析單元可找到該臨界時刻(也就是用戶雙眼由逐漸遠(yuǎn)離變?yōu)橥Ｖ共粍拥臅r刻，或由停止不動變?yōu)橹饾u靠近的時刻)，并根據(jù)臨界時刻兩測試標(biāo)記的間距判斷出用戶的瞳距，再確定適合用戶的圖像間距。因此，本實施例的裝置可自動、準(zhǔn)確的調(diào)整圖像間距，操作簡單，顯示效果和觀看體驗好。實施例2 本實施例提供一種雙眼式頭戴顯示裝置，如圖5至圖10所示，其包括兩個顯示單元I、圖像采集單元、瞳距分析單元。其中，兩個顯示單元I分別用于產(chǎn)生供用戶左眼8和右眼8觀看的圖像，其可為液晶顯示單元I (LCD)、有機(jī)電致發(fā)光顯示單元I (OLED)等常規(guī)的顯示器件。當(dāng)然，為了適應(yīng)頭戴顯示裝置，顯示單元I的體積應(yīng)當(dāng)很小，且應(yīng)當(dāng)具有較高的分辨率?！?br> 優(yōu)選的，如圖5、圖8所示，顯示單元I設(shè)在雙眼式頭戴顯示裝置的側(cè)部(如“眼鏡腿”中)，故其顯示面不朝向用戶的眼睛8，其產(chǎn)生的圖像并不直接到達(dá)用戶眼睛8中。此時，雙眼式頭戴顯示裝置中還應(yīng)還包括反射單元，反射單元用于將顯示單元I產(chǎn)生的圖像反射到用戶眼睛8中。反射單元由一系列的反射鏡片21、22、23組成，反射鏡片21、22、23的具體位置、個數(shù)、類型等根據(jù)顯示單元I的情況而定；例如，如果要求用戶在看到圖像的同時還能看到外界的真實景物(即針對“開放式頭戴顯示裝置”)，則位于用戶眼睛8前方的反射鏡片22應(yīng)為半反半透鏡片。半反半透鏡片是一種常規(guī)的顯示元件，其既可將部分光線反射(例如反射30%)，又可允許部分光線透過(例如透過70%)。當(dāng)然，兩顯示單元I也可如圖9所示，分別直接設(shè)在用戶左眼8和右眼8的前方，這樣就不必再設(shè)置反射單元了。顯示單元I產(chǎn)生的圖像包括測試圖像和顯示圖像。其中，“測試圖像”是指在每個用戶開始使用雙眼式頭戴顯示裝置時，用于測定用戶瞳距以調(diào)整圖像間距的專門圖像；“顯示圖像”是指用戶在用雙眼式頭戴顯示裝置觀看所需內(nèi)容(如電影等)時產(chǎn)生的正常圖像。如圖6所示，供用戶左眼8和右眼8觀看的測試圖像中分別各有一個測試標(biāo)記，兩測試標(biāo)記會移動，且二者間的距離逐漸增大或逐漸減小。該測試標(biāo)記可如圖6所示為黑暗背景中的圓點，當(dāng)然其并不限于此，只要是容易被用戶看到的圖形即可。優(yōu)選的，兩測試標(biāo)記分別位于各自測試圖像的水平平分線上，且兩測試標(biāo)記到用戶雙眼連線中點間的距離相等。也就是說，兩測試標(biāo)記的高度優(yōu)選與用戶雙眼的高度齊平，故用戶觀看測試標(biāo)記時不必向上或向下看；同時兩測試標(biāo)記優(yōu)選是相互對稱的，故用戶觀看測試標(biāo)記時不必“斜眼”;這樣的測試標(biāo)記可以保證用戶眼睛8移動的均勻性，使測試結(jié)果更加準(zhǔn)確。圖像采集單元4則用于采集用戶雙眼的圖像，并將該圖像傳遞給瞳距分析單元。優(yōu)選的，如圖5、圖8所示，反射單元中還包括圖像采集鏡片23，該圖像采集鏡片23為半反半透鏡片。顯然，反射單元一方面可將顯示單元I產(chǎn)生的圖像反射到用戶眼睛8中(圖中實線的路徑)，同時也會將用戶眼睛8的圖像以相反路徑反射回來(圖中虛線的路徑)，因此如果圖像采集單元4直接設(shè)在光路中以采集用戶眼睛8的反射圖像，則其必然會阻擋由顯示單元I產(chǎn)生的圖像的傳播。而在具有圖像采集鏡片23時，可如圖5所示，使圖像采集單元4采集由圖像采集鏡片23反射的用戶眼睛8的圖像，而顯示單元I產(chǎn)生的圖像透過圖像采集鏡片23后傳到用戶眼睛8;或者也可如圖8所示，圖像采集單元4采集從圖像采集鏡片23透過的用戶眼睛8的圖像，而顯示單元I產(chǎn)生的圖像則經(jīng)圖像采集鏡片23反射后再傳到用戶眼睛8 ;總之，通過設(shè)置圖像采集鏡片23，可使用戶眼睛8圖像的采集與圖像的傳播互不影響。優(yōu)選的，圖像采集單元4也可如圖9所示，直接設(shè)在用戶眼睛8前方，不經(jīng)過反射單元而直接采集用戶眼睛8的圖像。優(yōu)選的，圖像采集單元4可如圖5、圖8所示，包括兩個圖像采集器，分別用于采集用戶左眼8和右眼8的圖像；或者，其也可如圖9所示，只有一個圖像采集器，用于采集用戶雙眼的圖像。優(yōu)選的，上述圖像采集器為CXD (電荷耦合元件)照相頭或C⑶攝像頭。因為這兩種圖像采集器體積小、重量輕、成本低、技術(shù)成熟，特別適用于雙眼式頭戴顯示裝置中?？傊?，圖像采集單元4的具體形式是多樣的，其可設(shè)在不同位置，可直接采集用戶 眼睛8的圖像也可采集經(jīng)反射或透射的用戶眼睛8的圖像，可只包括一個圖像采集器也可有兩個圖像采集器，圖像采集器可為不同類型的器件，但只要其能采集到用戶雙眼圖像的即可。瞳距分析單元則用于根據(jù)用戶雙眼的圖像得到用戶在觀看測試圖像時雙眼瞳孔間距變化的臨界時刻，并根據(jù)該臨界時刻兩測試標(biāo)記的間距確定供用戶左眼8和右眼8觀看的圖像間距，再根據(jù)該圖像間距發(fā)送控制命令給圖像間距調(diào)整單元，使圖像間距調(diào)整單元對圖像間距進(jìn)行調(diào)整；該瞳距分析單元可為任何具有數(shù)據(jù)處理能力的單元，如CPU、微芯
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/I寸O在觀看測試圖像時，用戶雙眼瞳孔間距與兩測試標(biāo)記間距的對應(yīng)關(guān)系如圖7所示；當(dāng)用戶雙眼瞳孔間距小于瞳距時，用戶雙眼可同時分別觀察到兩測試標(biāo)記，故雙眼瞳孔間距隨著兩測試標(biāo)記間距的增大而增大，二者成線性關(guān)系；而當(dāng)用戶雙眼瞳孔間距達(dá)到瞳距時，如前所述，由于人的雙眼不習(xí)慣向外側(cè)看，故雙眼瞳孔間距會保持在瞳距，而不再隨兩測試標(biāo)記間距的增大而變化，此時用戶也不再能同時看到兩測試標(biāo)記。因此，當(dāng)測試標(biāo)記間距逐漸增大時，用戶雙眼瞳孔間距開始會先逐漸增大，之后在某一時刻(即臨界時刻)停止增大而保持在瞳距；相應(yīng)的，當(dāng)測試標(biāo)記的間距逐漸減小時，用戶雙眼瞳孔間距開始先保持在瞳距，之后在某一時刻(即臨界時刻)開始逐漸減小。也就是說，在觀看測試圖像時，用戶雙眼瞳孔間距的變化規(guī)律會在臨界時刻發(fā)生變化，或者從逐漸增大變?yōu)楸３址€(wěn)定，或者從保持穩(wěn)定變?yōu)橹饾u減小。顯然，瞳距分析單元通過分析用戶雙眼圖像中瞳孔的位置變化即可確定該“臨界時刻”；由此，在臨界時刻兩測試標(biāo)記的間距也是可知的；根據(jù)圖7，也就可以知道該用戶的瞳距為多少；又因為每個用戶所需的圖像間距是與其瞳距對應(yīng)的，從而瞳距分析單元最終可計算出與該用戶的需求相適應(yīng)的圖像間距是多少，以便相應(yīng)的調(diào)整圖像間距，達(dá)到更好的顯示效果。當(dāng)然，為了保證在測試標(biāo)記移動的過程中可以出現(xiàn)臨界時刻，故當(dāng)兩測試標(biāo)記間距逐漸增大時，其起始的間距值應(yīng)足夠小，以便瞳距最小的用戶在開始時雙眼也能分別跟蹤兩測試標(biāo)記；而當(dāng)兩測試標(biāo)記間距逐漸減小時，其起始的間距值應(yīng)足夠大，以便瞳距最大的用戶在開始時雙眼也不能同時分別看到兩測試標(biāo)記。
另外，雖然只要出現(xiàn)一次臨界時刻即可確定出用戶所需的圖像間距，但為了保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，也可使兩測試標(biāo)記的間距反復(fù)增大和減小，以出現(xiàn)多次臨界時刻(例如先增大，待出現(xiàn)一次臨界時刻后再減小，以便再出現(xiàn)一次臨界時刻)，并通過各臨界時刻求出多個圖像間距，再根據(jù)各圖像間距的平均值確定最終的圖像間距。優(yōu)選的，本實施例的雙眼式頭戴顯示裝置中還包括圖像間距調(diào)整單元，其可用于根據(jù)來自瞳距分析單元的控制命令調(diào)整供用戶左眼和右眼觀看的圖像間距。當(dāng)然，該圖像間距調(diào)整單元可通過多種不同的方法調(diào)整圖像間距。優(yōu)選的，如圖5、圖8所示，當(dāng)裝置中具有反射單元時，圖像間距調(diào)整單元可用于調(diào)整反射單元中的反射鏡片21、22的角度；該調(diào)整的方式是多樣的，可如圖5所示調(diào)整反射鏡片21，也可如圖8所示調(diào)整位于用戶眼睛8前方的反射鏡片22。優(yōu)選的，如圖9所示，圖像間距調(diào)整單元也可用于調(diào)整顯示單元I的位置；顯然，通 過直接調(diào)整顯示單元I的位置，也可改變射入用戶眼睛8中的圖像的間距。優(yōu)選的，如圖10所示，圖像間距調(diào)整單元也可用于調(diào)整顯示單元I產(chǎn)生的圖像的位置。也就是說，圖像間距調(diào)整單元可直接調(diào)整顯示單元I的顯示屏所產(chǎn)生的圖像的位置(類似于調(diào)整電腦顯示屏上圖像的位置)，使顯示單元I產(chǎn)生的圖像并不位于顯示屏中心，而是有所偏差，這樣也可改變最終射入用戶眼睛8中的圖像間距。當(dāng)然，根據(jù)調(diào)整方式的不同，圖像間距調(diào)整單元的結(jié)構(gòu)也有不同；例如，調(diào)整反射鏡片21、22角度的圖像間距調(diào)整單元可為與反射鏡片21、22相連的微型電機(jī)；調(diào)整顯示單元I位置的圖像間距調(diào)整單元可為與顯示單元I相連的微型液壓缸；而調(diào)整顯示單元I產(chǎn)生的圖像的位置的圖像間距調(diào)整單元則可為與顯示單元I相連的控制電路等。由于圖像間距調(diào)整單元的具體結(jié)構(gòu)可采用不同的已知形式，故在此不再對其進(jìn)行詳細(xì)描述。當(dāng)然，如果沒有圖像間距調(diào)整單元，而是由瞳距分析單元給出所需的圖像間距，并由用戶根據(jù)該圖像間距自行調(diào)整，也是可行的。在本實施例的雙眼式頭戴顯示裝置中，還可具有調(diào)焦透鏡單元3等已知的部件，在此不再詳細(xì)描述。實施例3 本實施例提供一種雙眼式頭戴顯示裝置的圖像間距調(diào)整方法，包括兩個顯示單元分別產(chǎn)生供用戶左眼和右眼觀看的測試圖像，每個測試圖像中有一個測試標(biāo)記，兩測試標(biāo)記的間距逐漸增大或逐漸減小；同時，圖像采集單元采集用戶雙眼的圖像；瞳距分析單元根據(jù)用戶雙眼的圖像得到用戶雙眼瞳孔間距變化的臨界時刻，并根據(jù)臨界時刻兩測試標(biāo)記的間距確定供用戶左眼和右眼觀看的圖像的間距；其中，當(dāng)兩測試標(biāo)記間距逐漸增大時，用戶雙眼瞳孔間距在臨界時刻前逐漸增大，并從臨界時刻開始保持穩(wěn)定，當(dāng)兩測試標(biāo)記間距逐漸減小時，用戶雙眼瞳孔間距在臨界時刻前保持穩(wěn)定，并從臨界時刻開始逐漸減?。徽{(diào)整供用戶左眼和右眼觀看的圖像的間距。本實施例的雙眼式頭戴顯示裝置的圖像間距調(diào)整方法就是上述各實施例的雙眼式頭戴顯示裝置的圖像間距調(diào)整方法，因此其可實現(xiàn)準(zhǔn)確的自動調(diào)整，操作簡單，顯示效果和觀看體驗好。
優(yōu)選的，兩測試標(biāo)記分別位于各自測試圖像的水平平分線上；兩測試標(biāo)記到用戶雙眼連線中點間的距離相等。優(yōu)選的，所述調(diào)整供用戶左眼和右眼觀看的圖像的間距包括以下方法中的任意一種調(diào)整反射單元的反射鏡片的角度；調(diào)整所述顯示單元所產(chǎn)生的圖像的位置；調(diào)整所述顯示單元的位置?？梢岳斫獾氖牵陨蠈嵤┓绞絻H僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù) 范圍。
權(quán)利要求
1.一種雙眼式頭戴顯示裝置，其特征在于，包括 兩個顯示單元，分別用于產(chǎn)生供用戶左眼和右眼觀看的圖像，所述圖像包括測試圖像和顯示圖像；其中，供用戶左眼和右眼觀看的測試圖像中各有一測試標(biāo)記，且兩測試標(biāo)記的間距逐漸增大或逐漸減小； 圖像采集單元，用于采集用戶雙眼的圖像； 瞳距分析單元，用于在用戶觀看測試圖像時根據(jù)用戶雙眼的圖像得到用戶雙眼瞳孔間距變化的臨界時刻，并根據(jù)所述臨界時刻兩測試標(biāo)記的間距確定供用戶左眼和右眼觀看的圖像的間距；其中，當(dāng)兩測試標(biāo)記間距逐漸增大時，用戶雙眼瞳孔間距在臨界時刻前逐漸增大，并從臨界時刻開始保持穩(wěn)定，當(dāng)兩測試標(biāo)記間距逐漸減小時，用戶雙眼瞳孔間距在臨界時刻前保持穩(wěn)定，并從臨界時刻開始逐漸減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙眼式頭戴顯示裝置，其特征在于， 兩測試標(biāo)記分別位于各自測試圖像的水平平分線上； 兩測試標(biāo)記到用戶雙眼連線中點間的距離相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的雙眼式頭戴顯示裝置，其特征在于，還包括 圖像間距調(diào)整單元，用于調(diào)整供用戶左眼和右眼觀看的圖像的間距。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙眼式頭戴顯示裝置，其特征在于，還包括反射單元，用于將顯示單元產(chǎn)生的圖像反射到用戶眼睛，所述反射單元包括反射鏡片；且 所述圖像間距調(diào)整單元用于調(diào)整反射鏡片的角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙眼式頭戴顯示裝置，其特征在于， 所述圖像間距調(diào)整單元用于調(diào)整顯示單元產(chǎn)生的圖像的位置； 或 所述圖像間距調(diào)整單元用于調(diào)整顯示單元的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的雙眼式頭戴顯示裝置，其特征在于，還包括用于將顯示單元產(chǎn)生的圖像反射到用戶眼睛的反射單元，所述反射單元包括圖像采集鏡片，所述圖像采集鏡片為半反半透鏡片；其中 所述圖像采集單元采集由圖像采集鏡片反射的用戶眼睛的圖像，而所述顯示單元產(chǎn)生的圖像透過圖像采集鏡片后傳到用戶眼睛； 或 所述圖像采集單元采集透過圖像采集鏡片的用戶眼睛的圖像，而所述顯示單元產(chǎn)生的圖像經(jīng)圖像采集鏡片反射后傳到用戶眼睛。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的雙眼式頭戴顯示裝置，其特征在于，所述圖像采集單元包括 兩個圖像采集器，分別用于采集用戶左眼和右眼的圖像； 或 一個圖像采集器，用于采集用戶雙眼的圖像。
8.—種雙眼式頭戴顯示裝置的圖像間距調(diào)整方法，其特征在于，包括 兩個顯示單元分別產(chǎn)生供用戶左眼和右眼觀看的測試圖像，每個測試圖像中有一個測試標(biāo)記，兩測試標(biāo)記的間距逐漸增大或逐漸減?。煌瑫r，圖像采集單元采集用戶雙眼的圖像；瞳距分析單元根據(jù)所述用戶雙眼的圖像得到用戶雙眼瞳孔間距變化的臨界時刻，并根據(jù)所述臨界時刻兩測試標(biāo)記的間距確定供用戶左眼和右眼觀看的圖像的間距；其中，當(dāng)兩測試標(biāo)記間距逐漸增大時，用戶雙眼瞳孔間距在臨界時刻前逐漸增大，并從臨界時刻開始保持穩(wěn)定，當(dāng)兩測試標(biāo)記間距逐漸減小時，用戶雙眼瞳孔間距在臨界時刻前保持穩(wěn)定，并從臨界時刻開始逐漸減??； 調(diào)整供用戶左眼和右眼觀看的圖像的間距。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙眼式頭戴顯示裝置的圖像間距調(diào)整方法，其特征在于， 兩測試標(biāo)記分別位于各自測試圖像的水平平分線上； 兩測試標(biāo)記到用戶雙眼連線中點間的距離相等。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的雙眼式頭戴顯示裝置的圖像間距調(diào)整方法，其特征在于，所述調(diào)整供用戶左眼和右眼觀看的圖像的間距包括以下方法中的任意一種 調(diào)整反射單元的反射鏡片的角度； 調(diào)整所述顯示單元所產(chǎn)生的圖像的位置； 調(diào)整所述顯示單元的位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種雙眼式頭戴顯示裝置及其圖像間距調(diào)整方法，屬于頭戴顯示技術(shù)領(lǐng)域，其可解決現(xiàn)有的雙眼式頭戴顯示裝置的圖像間距調(diào)整操作麻煩，顯示效果和觀看體驗不好的問題。本發(fā)明的雙眼式頭戴顯示裝置包括兩個顯示單元，分別用于產(chǎn)生供用戶左眼和右眼觀看的測試圖像和顯示圖像，兩測試圖像中各有一測試標(biāo)記，且兩測試標(biāo)記的間距逐漸增大或逐漸減??；圖像采集單元，用于采集用戶雙眼的圖像；瞳距分析單元，用于在用戶觀看測試圖像時根據(jù)用戶雙眼的圖像得到用戶雙眼瞳孔間距變化的臨界時刻，并根據(jù)臨界時刻兩測試標(biāo)記的間距確定圖像間距；其中，臨界時刻為雙眼瞳孔間距由逐漸增大變?yōu)榉€(wěn)定的時刻，或由穩(wěn)定開始逐漸減小的時刻。
文檔編號G02B27/01GK102944935SQ20121045529
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者金熙哲, 張春芳, 魏燕, 徐超 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司