[发明专利]应用于VRAR系统中的光学系统及其调焦方法

说明书

本发明公开了一种应用于VRAR系统中的光学系统及其调焦方法，所述方法包括：基于眼球追踪技术检测人眼的立体视觉会聚面位置；判断出检测的立体视觉会聚面位置超出所述光学系统当前焦距对应的立体视觉舒适区范围后，调节所述光学系统的焦距，使得检测的立体视觉会聚面位置进入调节后的焦距对应的立体视觉舒适区范围内。应用本发明可以在解决辐辏冲突问题时有效降低计算数据量，以减小计算开销所带来的成本。

技术领域

本发明涉及VRAR技术领域，特别是指一种应用于VRAR系统中的光学系统及其调焦方法。

背景技术

当观看VRAR(虚拟现实、增强现实)系统显示的3D物体的时候，因为观看的原理是左右两只眼睛通过(色差、偏振或者分时)不同的立体显示机制分别看到了同一图像的不同显示，出现了视差，然后通过大脑把图像进行整合，从而实现立体的显示。这一过程中，两只眼睛分别通过晶状体调节焦点聚焦到屏幕或者是虚像平面的位置，但是大脑整合以后，由于立体的物体和屏幕或者虚像平面之间的纵深差，眼睛需要进行辐辏转动。而在持续观看动态3D图像过程中，若眼睛频繁地进行辐辏转动则容易出现眼疲劳。

为解决因辐辏冲突而导致观看者的眼疲劳，目前VRAR系统中的光学系统通常是基于眼球追踪技术的深度检测之后进行的连续性调节，也就是说，眼球追踪技术通过跟踪2只眼球的视角，计算不同时刻人眼所聚焦的距离，这个距离即为立体视觉会聚面位置，然后基于此，现有技术可以通过如下方案的光学系统来解决辐辏冲突：

通过追踪的立体视觉会聚面位置，实时调节屏幕和VR透镜或者AR光学结构之间的距离，改变聚焦面，使得聚焦面始终和眼球追踪检测到的立体视觉会聚面在同一面上；然而实现该方案的光学系统需要较大的数据计算量。

发明内容

本发明提出了一种应用于VRAR系统中的光学系统及其调焦方法，可以在解决辐辏冲突问题时有效降低计算数据量，以减小计算开销所带来的成本。

基于上述目的，本发明提供一种应用于VRAR系统中的光学系统的调焦方法，包括：

基于眼球追踪技术检测人眼的立体视觉会聚面位置；

判断出检测的立体视觉会聚面位置超出所述光学系统当前焦距对应的立体视觉舒适区范围后，调节所述光学系统的焦距，使得检测的立体视觉会聚面位置进入调节后的焦距对应的立体视觉舒适区范围内。

较佳地，所述光学系统中包括：多个不同焦距的透镜；以及

所述调节所述光学系统的焦距，使得检测的立体视觉会聚面位置进入调节后的焦距对应的立体视觉舒适区范围内，具体包括：

根据各透镜的焦距所对应的立体视觉舒适区范围，判断检测的立体视觉会聚面位置所位于的立体视觉舒适区范围所对应的焦距；

将该焦距的透镜切换为所述光学系统的当前使用的透镜，实现所述光学系统的焦距调节。

较佳地，所述光学系统中的透镜具体为3个，设置于光学系统的机械轮换结构上，以及所述光学系统还包括用以驱动所述机械轮换结构的伺服机构；以及

所述调节所述光学系统的焦距，使得检测的立体视觉会聚面位置进入调节后的焦距对应的立体视觉舒适区范围内，具体为：

根据各透镜的焦距所对应的立体视觉舒适区范围，判断检测的立体视觉会聚面位置所位于的立体视觉舒适区范围所对应的焦距；

通过所述伺服机构控制所述机械轮换结构顺时针或逆时针旋转，将该焦距的透镜切换为所述光学系统的当前使用的透镜，实现所述光学系统的焦距调节。

本发明还提供一种应用于VRAR系统中的光学系统，包括：

眼球追踪模块，用于基于眼球追踪技术检测人眼的立体视觉会聚面位置；