[發(fā)明專利]頭戴顯示設(shè)備成像方法及頭戴顯示設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011086094.0
• 申請(qǐng)日: 2020-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN112213859B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王朋杰;鹿麗華;劉小建;姜濱;遲小羽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 歌爾科技有限公司
• 主分類號(hào): G02B27/01
• 分類號(hào): G02B27/01
• 代理公司: 青島聯(lián)智專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 37101
• 代理人: 邵新華

1.一種頭戴顯示設(shè)備成像方法，其特征在于，包括：

檢測(cè)頭戴顯示設(shè)備通過其光學(xué)系統(tǒng)出射的光束波前；

獲取人眼的視軸位置；

計(jì)算人眼的視軸與光學(xué)系統(tǒng)的光軸之間的偏差，其包括：

--以光學(xué)系統(tǒng)的光軸與頭戴顯示設(shè)備的顯示屏的交點(diǎn)作為原點(diǎn)A（0,0）進(jìn)行十字標(biāo)定，建立直角坐標(biāo)系；

--獲取人眼在顯示屏上的注視點(diǎn)B的坐標(biāo)（x，y）;

--計(jì)算出A、B兩點(diǎn)的距離ρ以及A、B兩點(diǎn)的連線與Y軸的夾角θ；

根據(jù)所述偏差調(diào)整入射到人眼的波前，其包括：

--根據(jù)所述ρ和θ，利用澤尼克多項(xiàng)式計(jì)算人眼在注視所述注視點(diǎn)B時(shí)的波前數(shù)據(jù)W2；

--根據(jù)所述波前數(shù)據(jù)W2以及光學(xué)系統(tǒng)出射的光束波前數(shù)據(jù)W1計(jì)算出波前像差的相對(duì)變化量△W；

--根據(jù)所述相對(duì)變化量△W調(diào)整入射到人眼的波前；

使入射到人眼的波前與視軸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系同光學(xué)系統(tǒng)出射的光束波前與光軸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系一致。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴顯示設(shè)備成像方法，其特征在于，所述獲取人眼的視軸位置的過程包括：

利用眼球追蹤技術(shù)獲取人眼在頭戴顯示設(shè)備的顯示屏上的注視點(diǎn)；

獲取人眼的瞳孔位置；

將注視點(diǎn)與瞳孔中心的連線作為人眼的視軸位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頭戴顯示設(shè)備成像方法，其特征在于，所述根據(jù)相對(duì)變化量△W調(diào)整入射到人眼的波前的過程包括：

在所述光學(xué)系統(tǒng)朝向人眼的一側(cè)安裝波前校正器；

利用波前校正器根據(jù)所述相對(duì)變化量△W調(diào)整入射到人眼的波前，使入射到人眼的波前與視軸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系同光學(xué)系統(tǒng)出射的光束波前與光軸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系一致。

4.一種頭戴顯示設(shè)備，包括顯示屏和光學(xué)系統(tǒng)；其特征在于，還包括：

波前探測(cè)器，其用于檢測(cè)所述光學(xué)系統(tǒng)出射的光束波前；

攝像頭，其采集佩戴者的眼球影像；

波前校正器，其安裝在所述光學(xué)系統(tǒng)朝向人眼的一側(cè)，用于調(diào)整入射到人眼的波前；

處理器，其接收所述波前探測(cè)器檢測(cè)輸出的波前數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述攝像頭采集到的眼球影像確定出人眼的視軸；以光學(xué)系統(tǒng)的光軸與顯示屏的交點(diǎn)作為原點(diǎn)A（0,0）進(jìn)行十字標(biāo)定，建立直角坐標(biāo)系，并獲取人眼在顯示屏上的注視點(diǎn)B的坐標(biāo)（x，y），通過計(jì)算A、B兩點(diǎn)的距離ρ以及A、B兩點(diǎn)的連線與Y軸的夾角θ，確定出人眼的視軸與光學(xué)系統(tǒng)的光軸之間的偏差；根據(jù)計(jì)算出的ρ和θ，利用澤尼克多項(xiàng)式計(jì)算出人眼在注視所述注視點(diǎn)B時(shí)的波前數(shù)據(jù)W2，并根據(jù)所述波前數(shù)據(jù)W2以及所述波前探測(cè)器檢測(cè)輸出的波前數(shù)據(jù)W1計(jì)算出波前像差的相對(duì)變化量△W，根據(jù)所述相對(duì)變化量△W控制所述波前校正器對(duì)入射到人眼的波前進(jìn)行校正，使入射到人眼的波前與視軸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系同光學(xué)系統(tǒng)出射的光束波前與光學(xué)系統(tǒng)的光軸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系一致。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的頭戴顯示設(shè)備，其特征在于，所述處理器根據(jù)所述攝像頭采集到的眼球影像，利用眼球追蹤技術(shù)確定出人眼在顯示屏上的注視點(diǎn)以及人眼的瞳孔位置，并以注視點(diǎn)與瞳孔中心的連線作為人眼的視軸位置。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的頭戴顯示設(shè)備，其特征在于，在所述波前校正器中設(shè)置有透射式液晶單元、驅(qū)動(dòng)電路和液晶空間光調(diào)制器，所述處理器根據(jù)所述相對(duì)變化量△W生成控制信號(hào)發(fā)送至所述液晶空間光調(diào)制器，生成調(diào)制信號(hào)調(diào)整通過所述驅(qū)動(dòng)電路施加到透射式液晶單元上的電壓，以校正通過透射式液晶單元出射的光束波前，使其與視軸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系同光學(xué)系統(tǒng)出射的光束波前與光學(xué)系統(tǒng)的光軸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系一致。