[发明专利]跟踪眼球焦距的头戴式虚拟现实显示设备及显示方法

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟现实(VirtualReality，VR)技术领域，尤其涉及一种头戴式虚 拟现实显示装置，具体来说就是一种跟踪眼球焦距的头戴式虚拟现实显示设备及显示 方法。

背景技术

目前，头戴式虚拟现实显示设备(主要是虚拟现实VR眼镜)普遍采用双目立体 显示，大脑的本能反应，双目看到远处的物体，人眼晶状体会聚焦到远处，看到近处 的物体，人眼晶状体会聚焦到近处。但是目前设备成像是在一个平面上，人眼晶状体 需要聚焦到这个平面上才能看得清楚，也即无论物体远近，为了看清楚，眼球晶状体 的焦距都不能改变，这与大脑的本能反应产生冲突，会导致观看者头部眩晕，因此， 双目立体视觉体验很难利用目前的虚拟现实显示设备模拟。

为此，斯坦福大学和英伟达联合发明的虚拟现实显示技术使用多片透明的液晶显 示器(LCD)进行堆叠，近处的LCD显示近处的景物，远处的LCD显示远处的景物， 经过透镜折射，可以模拟真实的场景，即当人眼晶状体聚焦到近处，近处物体清晰， 远处物体模糊，当人眼晶状体聚焦到远处，近处物体模糊，远处物体清晰。但是，这 样虚拟现实显示技术需要很多片LCD才能逼真模拟，设备复杂、成本高。另外，Magic Leap使用快速扫描的光纤来模拟自然光场，感觉和真实场景一样，但是，这种虚拟 现实显示设备成本高，小型化困难。

因此，本领域技术人员亟需研发一种成本低廉、构造简单的虚拟现实显示设备， 为观看者轻松进行虚拟现实视觉体验提供技术保证。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种跟踪眼球焦距的头戴式虚拟现 实显示设备及显示方法，解决现有技术中虚拟现实显示设备结构复杂、体积庞大、成 本高、用户体验差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的一个具体实施方式提供一种跟踪眼球焦距的头 戴式虚拟现实显示设备，包括：晶状体焦距检测器，用于检测眼球晶状体的晶状体焦 距的变化；透镜，与所述晶状体焦距检测器连接，用于根据所述晶状体焦距的变化调 整所述透镜的透镜焦距，以使眼睛始终看到清晰的图像；显示屏，用于向用户显示图 像；图像处理器，与所述晶状体焦距检测器连接，用于根据所述晶状体焦距的变化调 整所述显示屏上显示的图像。

本发明的另一个具体实施方式提供一种跟踪眼球焦距的头戴式虚拟现实显示设 备，包括：晶状体焦距检测器，用于检测眼球晶状体的晶状体焦距的变化；透镜，与 所述晶状体焦距检测器连接，用于对所述晶状体焦距的变化进行补偿；透镜调整机构， 与所述晶状体焦距检测器连接，用于根据所述晶状体焦距的变化调整所述透镜的透镜 焦距或者调整所述透镜到显示屏的距离，以使眼睛始终看到清晰的图像；显示屏，用 于向用户显示图像；图像处理器，与所述晶状体焦距检测器连接，用于根据所述晶状 体焦距的变化调整所述显示屏上显示的图像。

本发明一个具体实施方式提供一种跟踪眼球焦距的头戴式虚拟现实显示方法，包 括：检测眼球晶状体的晶状体焦距的变化；根据所述晶状体焦距的变化调整透镜的透 镜焦距或者调整透镜到显示屏的距离，以使眼睛始终看到清晰的图像；根据所述晶状 体焦距的变化调整显示屏上显示的图像。

根据本发明的上述具体实施方式，可以得知跟踪眼球焦距的头戴式虚拟现实显示 设备及显示方法的有益效果或特点至少包括：根据眼球晶状体的焦距的变化调整透镜 的焦距或调整透镜到显示屏的距离，对眼球晶状体焦距的变化进行补偿，并根据眼球 晶状体的焦距变化调整显示屏上显示的图像，眼球晶状体聚焦到近处，焦距较短时， 显示屏上近处的物体应清晰，显示屏上远处的物体应虚化；眼球晶状体聚焦到远处， 焦距较长时，显示屏上远处的物体应清晰，显示屏上近处的物体应虚化，设备简单、 成本低廉，易于小型化设计，保证用户的最终观察点始终落在显示屏上，用户眼睛不 用为了观看图像而反复调整眼球晶状体的焦距，用户虚拟现实体验效果好、降低了用 户的视觉疲劳，基于用户的生理反应显示图像，增强观看者观看时的真实感，用户观 看时不会感到头部眩晕。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不 能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

下面的所附附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所 附附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。