[发明专利]一种头戴显示装置

摘要

本发明公开了一种基于计算机视觉的测距方法及应用该测距方法的HMD光学系统调节方法和头戴显示装置，本发明利用图像配准技术及光学系统成像原理，计算出人眼距目标图像的距离，即物距；根据测量出的物距，调节头戴显示光学系统成像距离，解决现有头戴显示光学系统虚像距人眼的距离不可调的缺陷，可根据目标图像到人眼的距离远近，自动调节虚像到人眼距离的远近，使虚像与实际环境更好的融合。

主权项

一种头戴显示装置，包括主体框架、摄像机、透视式光学显示系统和主控系统，其特征在于：所述主控系统包括图像检索模块、图像配准模块、测距模块和调节控制模块；透视式光学显示系统包括图像显示模块、光学放大系统和微调机构；所述摄像机捕获包含目标图像的当前场景图像；所述图像检索模块在服务器端搜索与所述目标图像匹配的样本图像；所述图像配准模块对摄像机捕获的当前场景图像和样本图像进行配准，得到单应性矩阵；所述测距模块首先根据单应性矩阵的逆矩阵、样本图像顶点坐标及摄像机的分辨率计算目标图像的拍摄尺寸，然后根据目标图像的拍摄尺寸、目标图像的真实尺寸、摄像机的像距及摄像机距人眼距离，计算目标图像到人眼的距离；所述调节控制模块，用于根据得到的目标图像到人眼的距离，控制微调机构调整图像显示模块与光学放大系统的轴向距离，和/或控制微调机构调整光学放大系统的焦距，使虚像到人眼距离等于目标物到人眼的距离；其中，所述调节控制模块内嵌光学指标计算单元，将目标物到人眼的距离作为像距，和/或将目标图像的真实尺寸作为像高输入光学指标计算单元，光学指标计算单元自动计算出需要调整的光学指标；调节控制模块将计算出的需要调整的光学指标转换为微调机构可识别的指令，以控制微调机构对相关光学元件进行微调。