[發明專利]跟蹤眼球焦距的頭戴式虛擬現實顯示設備及顯示方法

無效

• 申請號: 201610165115.5
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105653227A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 郝大明
• 申請（專利權）人: 北京全景思維科技有限公司
• 主分類號: G06F3/14
• 分類號: G06F3/14
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊

技術領域

本發明涉及虛擬現實(VirtualReality，VR)技術領域，尤其涉及一種頭戴式虛 擬現實顯示裝置，具體來說就是一種跟蹤眼球焦距的頭戴式虛擬現實顯示設備及顯示 方法。

背景技術

目前，頭戴式虛擬現實顯示設備(主要是虛擬現實VR眼鏡)普遍采用雙目立體 顯示，大腦的本能反應，雙目看到遠處的物體，人眼晶狀體會聚焦到遠處，看到近處 的物體，人眼晶狀體會聚焦到近處。但是目前設備成像是在一個平面上，人眼晶狀體 需要聚焦到這個平面上才能看得清楚，也即無論物體遠近，為了看清楚，眼球晶狀體 的焦距都不能改變，這與大腦的本能反應產生沖突，會導致觀看者頭部眩暈，因此， 雙目立體視覺體驗很難利用目前的虛擬現實顯示設備模擬。

為此，斯坦福大學和英偉達聯合發明的虛擬現實顯示技術使用多片透明的液晶顯 示器(LCD)進行堆疊，近處的LCD顯示近處的景物，遠處的LCD顯示遠處的景物， 經過透鏡折射，可以模擬真實的場景，即當人眼晶狀體聚焦到近處，近處物體清晰， 遠處物體模糊，當人眼晶狀體聚焦到遠處，近處物體模糊，遠處物體清晰。但是，這 樣虛擬現實顯示技術需要很多片LCD才能逼真模擬，設備復雜、成本高。另外，Magic Leap使用快速掃描的光纖來模擬自然光場，感覺和真實場景一樣，但是，這種虛擬 現實顯示設備成本高，小型化困難。

因此，本領域技術人員亟需研發一種成本低廉、構造簡單的虛擬現實顯示設備， 為觀看者輕松進行虛擬現實視覺體驗提供技術保證。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種跟蹤眼球焦距的頭戴式虛擬現 實顯示設備及顯示方法，解決現有技術中虛擬現實顯示設備結構復雜、體積龐大、成 本高、用戶體驗差的問題。

為了解決上述技術問題，本發明的一個具體實施方式提供一種跟蹤眼球焦距的頭 戴式虛擬現實顯示設備，包括：晶狀體焦距檢測器，用于檢測眼球晶狀體的晶狀體焦 距的變化；透鏡，與所述晶狀體焦距檢測器連接，用于根據所述晶狀體焦距的變化調 整所述透鏡的透鏡焦距，以使眼睛始終看到清晰的圖像；顯示屏，用于向用戶顯示圖 像；圖像處理器，與所述晶狀體焦距檢測器連接，用于根據所述晶狀體焦距的變化調 整所述顯示屏上顯示的圖像。

本發明的另一個具體實施方式提供一種跟蹤眼球焦距的頭戴式虛擬現實顯示設 備，包括：晶狀體焦距檢測器，用于檢測眼球晶狀體的晶狀體焦距的變化；透鏡，與 所述晶狀體焦距檢測器連接，用于對所述晶狀體焦距的變化進行補償；透鏡調整機構， 與所述晶狀體焦距檢測器連接，用于根據所述晶狀體焦距的變化調整所述透鏡的透鏡 焦距或者調整所述透鏡到顯示屏的距離，以使眼睛始終看到清晰的圖像；顯示屏，用 于向用戶顯示圖像；圖像處理器，與所述晶狀體焦距檢測器連接，用于根據所述晶狀 體焦距的變化調整所述顯示屏上顯示的圖像。

本發明一個具體實施方式提供一種跟蹤眼球焦距的頭戴式虛擬現實顯示方法，包 括：檢測眼球晶狀體的晶狀體焦距的變化；根據所述晶狀體焦距的變化調整透鏡的透 鏡焦距或者調整透鏡到顯示屏的距離，以使眼睛始終看到清晰的圖像；根據所述晶狀 體焦距的變化調整顯示屏上顯示的圖像。

根據本發明的上述具體實施方式，可以得知跟蹤眼球焦距的頭戴式虛擬現實顯示 設備及顯示方法的有益效果或特點至少包括：根據眼球晶狀體的焦距的變化調整透鏡 的焦距或調整透鏡到顯示屏的距離，對眼球晶狀體焦距的變化進行補償，并根據眼球 晶狀體的焦距變化調整顯示屏上顯示的圖像，眼球晶狀體聚焦到近處，焦距較短時， 顯示屏上近處的物體應清晰，顯示屏上遠處的物體應虛化；眼球晶狀體聚焦到遠處， 焦距較長時，顯示屏上遠處的物體應清晰，顯示屏上近處的物體應虛化，設備簡單、 成本低廉，易于小型化設計，保證用戶的最終觀察點始終落在顯示屏上，用戶眼睛不 用為了觀看圖像而反復調整眼球晶狀體的焦距，用戶虛擬現實體驗效果好、降低了用 戶的視覺疲勞，基于用戶的生理反應顯示圖像，增強觀看者觀看時的真實感，用戶觀 看時不會感到頭部眩暈。

應了解的是，上述一般描述及以下具體實施方式僅為示例性及闡釋性的，其并不 能限制本發明所欲主張的范圍。

附圖說明

下面的所附附圖是本發明的說明書的一部分，其繪示了本發明的示例實施例，所 附附圖與說明書的描述一起用來說明本發明的原理。