[发明专利]双眼式头戴显示装置及其图像间距调整方法

说明书

技术领域

本发明属于头戴显示技术领域，具体涉及一种双眼式头戴显示装置及其图像间距调整方法。

背景技术

头戴显示装置(HMD,Head Mount Display)又称眼镜显示装置、视频眼镜、随身影院等，是以类似头盔或眼镜的形式直接戴在用户眼前的显示设备。头戴显示装置分可为双眼式和单眼式两种，单眼式头戴显示装置只为用户的一只眼睛提供图像，而双眼式头戴显示装置分别为用户的双眼提供不同图像。

如图1所示，双眼式头戴显示装置包括两个用于产生显示图像的显示单元1(如液晶显示器)，它们分别为用户的左眼8和右眼8提供图像，从而可方便的实现3D显示。其中，显示单元1优选位于装置两侧部(如“眼镜腿”中)，它们发出的光需经反射单元(由一系列反射镜片21、22组成)反射后才能到达用户眼睛8，这主要是为了节约装置空间；当然，如果没有反射单元，而将显示单元1直接设在用户眼睛8前方也是可行的。另外，在图像传播的光路中还可设有调焦透镜单元3，每个调焦透镜单元3包括一个或多个调焦透镜，其用于调整图像相对人眼的物距(即将“图像”虚拟成从较远处发出的图像，以改善观看体验)、放大图像等。当然，以上的显示单元1、反射单元、调焦透镜单元3等均有多种不同的已知形式，故在此不再详细描述。

如图2所示，当人双眼看物体时，左眼和右眼会各自分别看到一幅图像，即人实际看到了两幅图像，但人脑会对双眼看到的图像进行合成处理，最终使人感觉只看到了一幅图像。上述合成处理的具体过程与双眼的位置有关，在一些情况下(例如故意“对眼”看很近的物体)，如图3所示，人脑不能将双眼图像正确合成为一幅图像，则人会感到看到的物体出现“重影”等。

显然，在使用双眼式头戴显示装置时，应当使用户感觉自己看到的是一幅图像，而非双眼看到不同图像。为实现这一目的，应保证在用户直视前方时，两显示单元产生的图像进入用户双眼时保持特定间距，从而使用户的大脑可将二者正确合成处理为一幅图像；也就是说，双眼式头戴显示装置产生的图像的间距应与用户的瞳距(指人直视前方时两眼瞳孔间的距离)匹配。如果图像间距与用户瞳距不匹配，则用户就会感觉图像出现“重影”，显示效果不好，或者用户必须刻意调整双眼的视线(例如故意“对眼”)才能看清图像，用户体验不好。

显然，不同人的瞳距是不同的(通常在58~64mm之间)，故适应不同用户的图像间距也不同。因此，在每个用户使用双眼式头戴显示装置前，需要根据自己的需求调整图像间距，使其与自己的瞳距相适应。目前，双眼式头戴显示装置的图像间距调整有多种不同的方法，例如对具有反射单元的双眼式头戴显示装置，可沿图1中箭头所示的方向旋转反射镜片21，从而改变射入用户双眼的两图像间的距离；或者，也可调整两个显示单元所产生的图像的位置(相当于调整电脑显示屏上图像的位置)，从而使射入人眼的图像的间距发生变化。当然，调整图像间距还有许多其他的方法，例如直接调整显示单元的位置等，由于这些方法是已知的，故在此不再详细描述。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的双眼式头戴显示装置的图像间距调整是由用户自行人工进行的，因此其操作麻烦，同时多数用户没有相应的专业技术知识，故不一定能将图像间距调整为与瞳距最匹配的值，可能造成显示效果和观看体验不好。

发明内容

本发明所要解决的技术问题包括，针对现有技术中双眼式头戴显示装置的图像间距调整操作麻烦，显示效果和观看体验不好的问题，提供一种操作简单，显示效果和观看体验好的双眼式头戴显示装置。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种双眼式头戴显示装置，包括：

两个显示单元，分别用于产生供用户左眼和右眼观看的图像，所述图像包括测试图像和显示图像；其中，供用户左眼和右眼观看的测试图像中各有一测试标记，且两测试标记的间距逐渐增大或逐渐减小；

图像采集单元，用于采集用户双眼的图像；

瞳距分析单元，用于在用户观看测试图像时根据用户双眼的图像得到用户双眼瞳孔间距变化的临界时刻，并根据所述临界时刻两测试标记的间距确定供用户左眼和右眼观看的图像的间距；其中，当两测试标记间距逐渐增大时，用户双眼瞳孔间距在临界时刻前逐渐增大，并从临界时刻开始保持稳定，当两测试标记间距逐渐减小时，用户双眼瞳孔间距在临界时刻前保持稳定，并从临界时刻开始逐渐减小。