本發(fā)明實(shí)施例涉及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種焦距控制設(shè)備、方法及vr眼鏡。

背景技術(shù)：

虛擬現(xiàn)實(shí)(英文：virtualreality，簡稱：vr)技術(shù)是仿真技術(shù)的一個(gè)重要方向，vr顯示器是利用頭戴式顯示設(shè)備將人的對外界的視覺、聽覺封閉，引導(dǎo)用戶產(chǎn)生一種身在虛擬環(huán)境中的感覺。

vr顯示器采用雙目立體視覺顯示方式，設(shè)定固定的焦距，使用戶兩只眼睛看到的不同圖像顯示在不同顯示器上，其顯示原理是左右眼屏幕分別顯示左右眼的圖像，人眼獲取這種帶有差異的信息后在腦海中產(chǎn)生立體感，利用雙眼的輻輳(即當(dāng)雙眼凝視一個(gè)向眼前移近的物體時(shí)，在出現(xiàn)瞳孔縮小的同時(shí)，雙眼同時(shí)向鼻側(cè)聚合)作用成像于空間點(diǎn)，使物像躍出或凹陷于屏幕內(nèi)，從而形成縱深的空間感。

目前，在vr頭戴顯示器中，其固定焦距，不能變焦，使用戶的雙眼在畫面之間不斷的平衡調(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突，導(dǎo)致用戶產(chǎn)生眩暈、惡心的癥狀。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種焦距控制設(shè)備、方法及vr眼鏡，以解決在先技術(shù)中vr頭戴顯示器中固定焦距，不能變焦，導(dǎo)致用戶產(chǎn)生眩暈、惡心的問題。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種焦距控制設(shè)備，所述焦距控制設(shè)備包括：

焦距測定模組，焦距變換模組和渲染模組，

所述焦距測定模組用于將測量到的人眼的焦距值發(fā)送至所述焦距變換模組和所述渲染模組；

所述焦距變換模組用于根據(jù)接收到的所述人眼的焦距值，對所述焦距控制設(shè)備的焦距進(jìn)行控制；

所述渲染模組用于根據(jù)接收到的所述人眼的焦距值，對虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的顯示畫面進(jìn)行模糊處理。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種焦距控制方法，所述方法包括：

通過焦距測定模組測量人眼的瞳孔位置信息，并根據(jù)所述瞳孔位置信息，計(jì)算出人眼的焦距值；

所述焦距變換模組根據(jù)所述人眼的焦距值，對所述焦距控制設(shè)備的焦距進(jìn)行控制；

所述渲染模組根據(jù)接收到的所述人眼的焦距值，對所述虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的顯示畫面進(jìn)行模糊處理。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種焦距控制設(shè)備、方法及vr眼鏡，設(shè)備包括焦距測定模組，焦距變換模組和渲染模組，焦距控制設(shè)備通過焦距測定模組測量人眼的焦距值，并將焦距值發(fā)送至焦距變換模組和渲染模組，焦距變換模組根據(jù)接收到的人眼的焦距值，對設(shè)備的焦距進(jìn)行控制；渲染模組用于根據(jù)接收到的人眼的焦距值，對顯示畫面進(jìn)行模糊處理。焦距控制設(shè)備通過焦距測定模組，焦距變換模組和渲染模組，將人眼的焦距、3d畫面和顯示屏處于同一個(gè)平面，創(chuàng)造出景深效果，使顯示畫面更加符合實(shí)際人眼看到的場景，減輕了人眼由于視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突而產(chǎn)生的眩暈感。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明實(shí)施例的描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種焦距控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種焦距控制設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2a是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種焦距測定模組工作原理圖；

圖2b是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種焦距變換模組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是發(fā)明實(shí)施例提供的一種焦距控制方法的步驟流程圖；

圖4是發(fā)明實(shí)施例提供的一種焦距控制方法的具體步驟流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參照圖1，示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種焦距控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明提供的一種焦距控制設(shè)備可以應(yīng)用于vr眼鏡中，具體可以包括：

焦距測定模組10，焦距變換模組20和渲染模組30，焦距測定模組10用于將測量到的人眼50的焦距值發(fā)送至焦距變換模組20和渲染模組30；焦距變換模組20用于根據(jù)接收到的人眼50的焦距值，對焦距控制設(shè)備的焦距進(jìn)行控制；渲染模組30用于根據(jù)接收到的人眼50的焦距值，對顯示屏40的顯示畫面進(jìn)行模糊處理。

在本發(fā)明實(shí)施例中，vr眼鏡通過顯示屏40將3d(dimensional，維面)影像利用人眼50的輻輳(物體較近，眼球向內(nèi)轉(zhuǎn)動；物體較遠(yuǎn)，眼球會向外，這樣產(chǎn)生了視覺輻輳。與此同時(shí)，眼睛還會根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。通常，視覺輻輳與焦點(diǎn)調(diào)節(jié)是成對出現(xiàn)的)作用成像于空間點(diǎn)，使3d畫面中的物體越出或凹陷于顯示屏40內(nèi)，從而產(chǎn)生縱深的空間感。

具體的，本發(fā)明實(shí)施例通過焦距測定模組10監(jiān)測到人眼50的焦距信息，通過對該焦距信息進(jìn)行處理，得到人眼50的焦距值，并將該焦距值發(fā)送給焦距變換模組20和渲染模組30。

進(jìn)一步的，焦距變換模組20通過接收到的人眼50的焦距值，對焦距控制設(shè)備的焦距進(jìn)行控制，使焦距控制設(shè)備的焦距與人眼50的焦距匹配，將越出或凹陷于顯示屏40內(nèi)的3d畫面控制在顯示屏40上，使人眼50的焦距、3d畫面和顯示屏40處于同一個(gè)平面，減輕了人眼由于視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突而產(chǎn)生的眩暈感。

渲染模組30通過接收到的人眼50的焦距值，對顯示畫面中人眼焦點(diǎn)區(qū)域之外的畫面進(jìn)行有層次的模糊處理，從而創(chuàng)造出景深效果，使顯示畫面更加符合實(shí)際人眼50看到的場景，進(jìn)一步的減輕了人眼由于視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突而產(chǎn)生的眩暈感。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種焦距控制設(shè)備，包括焦距測定模組，焦距變換模組和渲染模組，焦距控制設(shè)備通過焦距測定模組測量人眼的焦距值，并將焦距值發(fā)送至焦距變換模組和渲染模組，焦距變換模組根據(jù)接收到的人眼的焦距值，對設(shè)備的焦距進(jìn)行控制；渲染模組用于根據(jù)接收到的人眼的焦距值，對顯示畫面進(jìn)行模糊處理。焦距控制設(shè)備通過焦距測定模組，焦距變換模組和渲染模組，將人眼的焦距、3d畫面和顯示屏處于同一個(gè)平面，創(chuàng)造出景深效果，使顯示畫面更加符合實(shí)際人眼看到的場景，減輕了人眼由于視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突而產(chǎn)生的眩暈感。

參照圖2，示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種焦距控制設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)示意圖，焦距控制設(shè)備具體包括：

焦距測定模組10，焦距變換模組20和渲染模組30，其中焦距測定模組10包括攝像頭101和處理器102，攝像頭101與處理器102連接，用于監(jiān)控人眼50的瞳孔位置信息，并向處理器102發(fā)送測量到的瞳孔位置信息；處理器102根據(jù)攝像頭101發(fā)送的瞳孔位置信息計(jì)算出人眼50的焦距值。

具體的，如圖2a所示，攝像頭可以為測距攝像頭，且設(shè)置于遠(yuǎn)離于兩眼之間中點(diǎn)的位置，在處理器中內(nèi)置有監(jiān)控軟件，監(jiān)控軟件基于“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器學(xué)習(xí)”算法，程序使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)庫neuroph開發(fā)，可以使用大量圖片進(jìn)行訓(xùn)練，最后就會擁有檢測人眼焦點(diǎn)位置的功能。監(jiān)控軟件可以通過攝像頭監(jiān)控人眼50的瞳孔位置的夾角a和兩眼瞳孔之間的距離m，從而計(jì)算出人眼的視覺深度由得到的人眼的視覺深度h，從而進(jìn)一步計(jì)算得到人眼的焦距值(其中h為攝像頭中成像的水平寬度)。

需要說明的是，人眼在看顯示畫面時(shí)，會不斷調(diào)整眼球位置，物體較近，眼球向內(nèi)轉(zhuǎn)動；物體較遠(yuǎn)，眼球會向外，在該過程中，攝像頭可以實(shí)時(shí)監(jiān)控人眼的瞳孔位置，實(shí)時(shí)對人眼的焦距值f進(jìn)行更新。

進(jìn)一步參照圖2，焦距變換模組20包括：透鏡201和電機(jī)202，電機(jī)202與透鏡201連接，用于根據(jù)處理器102計(jì)算出的人眼50的焦距值，驅(qū)動透鏡201移動，移動的距離為與人眼的焦距值匹配的距離。

具體的，參照圖2b，其示出了焦距變換模組的結(jié)構(gòu)示意圖。vr眼鏡框架60內(nèi)部設(shè)置有電機(jī)202的驅(qū)動結(jié)構(gòu)2021，驅(qū)動結(jié)構(gòu)2021內(nèi)部設(shè)置有透鏡201，vr眼鏡腔體601覆蓋電機(jī)驅(qū)動結(jié)構(gòu)2021和透鏡201。在電機(jī)驅(qū)動結(jié)構(gòu)2021的驅(qū)動下，透鏡201可以在vr眼鏡腔體601內(nèi)部水平移動。

在本發(fā)明實(shí)施例中，透鏡201的數(shù)量可以為兩個(gè)，分別與左眼501和右眼502對應(yīng)，處理器102根據(jù)計(jì)算出的人眼50的焦距值，計(jì)算出透鏡201需要移動的距離，并將透鏡201移動指令傳輸給電機(jī)202，電機(jī)202根據(jù)該指令驅(qū)動透鏡201進(jìn)行移動。

參照圖2，渲染模組30與處理器102連接，用于根據(jù)處理器102計(jì)算出的人眼50的焦距值，確定焦距區(qū)域，并對焦距區(qū)域以外的顯示畫面進(jìn)行渲染。進(jìn)一步的，渲染模組30根據(jù)人眼60的焦距值確定顯示畫面的焦距區(qū)域，并對焦距區(qū)域以外的顯示畫面做景深處理，景深處理為對焦距區(qū)域以外的顯示畫面添加不同亮度層次的光斑貼圖。

3d影像是利用雙眼的輻輳作用成像于空間點(diǎn)，使物像躍出或凹陷于屏幕內(nèi),從而形成縱深的空間感，vr眼鏡所呈現(xiàn)的對應(yīng)雙眼的兩個(gè)虛擬環(huán)境畫面具有雙眼視差，這兩個(gè)畫面在映入視網(wǎng)膜之后，同現(xiàn)實(shí)世界一樣，視線也可以聚焦于虛擬畫面中的任意虛擬對象上，但是現(xiàn)實(shí)世界的畫面是具有明顯深度感的，而vr眼鏡展現(xiàn)的前后位置各不相同的各個(gè)虛擬對象，不但沒有發(fā)出與其所處位置相對應(yīng)的散開度的光線，而且和平面圖像一樣，各對象發(fā)出的入瞳光線的散開度卻相互幾乎一致，這種現(xiàn)象違背了正常的視覺生理，改變了正常的視覺生理機(jī)能，會導(dǎo)致調(diào)節(jié)和輻輳關(guān)系的不和諧，甚至相互沖突，使使用者產(chǎn)生眩暈的感覺。所以，為了消除這種視覺沖突，處理器將攝像頭監(jiān)測到人眼瞳孔位置信息計(jì)算得到人眼的焦距值，并將人眼的焦距值發(fā)送給渲染模組，渲染模組根據(jù)人眼的焦距值確定顯示畫面的焦距區(qū)域，并對焦距區(qū)域以外的顯示畫面做景深處理，景深處理為對焦距區(qū)域以外的顯示畫面添加不同亮度層次的光斑貼圖。

具體的，確定焦距區(qū)域是根據(jù)攝像頭監(jiān)測人眼瞳孔的角度，得到人眼視線落在顯示屏上的位置，即為人眼看在顯示屏上的焦點(diǎn)，以該焦點(diǎn)為圓心，設(shè)置預(yù)設(shè)長度的半徑，得到一個(gè)圓形區(qū)域，該圓形區(qū)域即為顯示畫面的焦距區(qū)域，需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例對圓形區(qū)域的半徑長度不做限定。進(jìn)一步的，渲染模組中設(shè)置有景深渲染引擎，在確定雙眼的焦距區(qū)域后，景深渲染引擎對焦距區(qū)域以外的顯示畫面做景深處理，具體步驟如下：

第一步，景深渲染引擎并根據(jù)人眼的焦距值生成散焦區(qū)域的算法。

第二步，啟動焦距區(qū)域外顯示畫面成像光斑生成器，設(shè)置采樣數(shù)，即過濾器的數(shù)量。

第三步，設(shè)置最大模糊距離，最大模糊距離小于4.0時(shí)渲染效果較優(yōu)。

第四步，將人眼的焦距值導(dǎo)入成像光斑生成器，設(shè)置成像貼圖的尺寸、光斑亮度和最小亮度，生成不同亮度層次的光斑貼圖。

第五步，將生成的不同亮度層次的光斑貼圖覆蓋在焦距區(qū)域外的顯示畫面中，產(chǎn)生景深效果。

綜上，渲染模組可以在顯示畫面中渲染出景深效果，使顯示畫面可以模擬人眼在現(xiàn)實(shí)世界的視覺感受，符合正常的視覺生理機(jī)能，減小了使用vr眼鏡的眩暈感。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種vr眼鏡，該vr眼鏡包括焦距控制設(shè)備。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種焦距控制設(shè)備，包括焦距測定模組，焦距變換模組和渲染模組，焦距控制設(shè)備通過焦距測定模組測量人眼的焦距值，并將焦距值發(fā)送至焦距變換模組和渲染模組，焦距變換模組根據(jù)接收到的人眼的焦距值，對設(shè)備的焦距進(jìn)行控制；渲染模組用于根據(jù)接收到的人眼的焦距值，對顯示畫面進(jìn)行模糊處理。焦距控制設(shè)備通過焦距測定模組，焦距變換模組和渲染模組，將人眼的焦距、3d畫面和顯示屏處于同一個(gè)平面，創(chuàng)造出景深效果，使顯示畫面更加符合實(shí)際人眼看到的場景，減輕了人眼由于視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突而產(chǎn)生的眩暈感。

參照圖3，示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種焦距控制方法的步驟流程圖，包括：

步驟310，通過焦距測定模組測量人眼的瞳孔位置信息，并根據(jù)所述瞳孔位置信息，計(jì)算出人眼的焦距值。

該步驟中，焦距測定模組監(jiān)測到人眼的焦距信息，通過對該焦距信息進(jìn)行處理，得到人眼的焦距值，并將該焦距值發(fā)送給焦距變換模組和渲染模組。

步驟320，所述焦距變換模組根據(jù)所述人眼的焦距值，對所述焦距控制設(shè)備的焦距進(jìn)行控制。

該步驟中，焦距變換模組通過接收到的人眼的焦距值，對焦距控制設(shè)備的焦距進(jìn)行控制，使焦距控制設(shè)備的焦距與人眼的焦距匹配，將越出或凹陷于顯示屏內(nèi)3d畫面控制在顯示屏上，使人眼的焦距、3d畫面和顯示屏處于同一個(gè)平面，減輕了人眼由于視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突而產(chǎn)生的眩暈感。

步驟330，所述渲染模組根據(jù)接收到的所述人眼的焦距值，對顯示畫面進(jìn)行模糊處理。

該步驟中，渲染模組通過接收到的人眼的焦距值，對顯示畫面中人眼焦點(diǎn)區(qū)域之外的畫面進(jìn)行有層次的模糊處理，從而創(chuàng)造出景深效果，使顯示畫面更加符合實(shí)際人眼看到的場景，進(jìn)一步的減輕了人眼由于視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突而產(chǎn)生的眩暈感。

參照圖4，示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種焦距控制方法的具體步驟流程圖，包括：

步驟410，所述攝像頭監(jiān)控人眼的瞳孔位置信息，并向所述處理器發(fā)送測量到的人眼的瞳孔位置信息。

步驟420，所述處理器根據(jù)所述攝像頭發(fā)送的瞳孔位置信息計(jì)算出人眼的焦距值。

步驟430，所述電機(jī)根據(jù)所述處理器計(jì)算出的人眼的焦距值，驅(qū)動透鏡移動，所述移動的距離為與人眼的焦距值匹配的距離。

步驟440，所述渲染模組根據(jù)所述人眼的焦距值確定顯示畫面的焦距區(qū)域，并對焦距區(qū)域以外的顯示畫面做景深處理，所述景深處理為對焦距區(qū)域以外的顯示畫面添加不同亮度層次的光斑貼圖。

需要說明的是，步驟410至步驟440可以參考上述圖2中對焦距測定模組，焦距變換模組和渲染模組的具體描述，此處不再贅述。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種焦距控制設(shè)備，包括焦距測定模組，焦距變換模組和渲染模組，焦距控制設(shè)備通過焦距測定模組測量人眼的焦距值，并將焦距值發(fā)送至焦距變換模組和渲染模組，焦距變換模組根據(jù)接收到的人眼的焦距值，對設(shè)備的焦距進(jìn)行控制；渲染模組用于根據(jù)接收到的人眼的焦距值，對顯示畫面進(jìn)行模糊處理。焦距控制設(shè)備通過焦距測定模組，焦距變換模組和渲染模組，將人眼的焦距、3d畫面和顯示屏處于同一個(gè)平面，創(chuàng)造出景深效果，使顯示畫面更加符合實(shí)際人眼看到的場景，減輕了人眼由于視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突而產(chǎn)生的眩暈感。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)、裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。