一种vr头显设备、镜片度数确定方法及相关组件
技术领域
1.本技术涉及虚拟现实技术领域，特别涉及一种vr头显设备、镜片度数确定方法及相关组件。


背景技术：

2.虚拟现实技术(vr，virtual reality)能够模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。随着vr头显设备的使用场景越来越丰富，使用头显设备的人员数量也在不断攀升。用户使用vr头显设备时主要依赖视觉采集信息，当近视或远视的用户使用vr头显设备时会出现种种不便。
3.因此，如何实现vr头显设备的镜片度数调节是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本技术的目的是提供一种vr头显设备、一种vr头显设备的镜片度数确定方法、一种vr头显设备的镜片度数确定装置、一种电子设备及一种存储介质，能够实现vr头显设备的镜片度数调节。
5.为解决上述技术问题，本技术提供一种vr头显设备，包括左眼对应的光学组件、右眼对应的光学组件和屏幕；
6.其中，每一所述光学组件均包括第一透镜、第二透镜和调节装置，所述第一透镜和所述第二透镜的主光轴重合，所述调节装置用于通过调节所述第一透镜和所述第二透镜之间的距离改变所述光学组件的组合焦距。
7.进一步的，所述第一透镜与所述屏幕之间的距离大于所述第二透镜与所述屏幕之间的距离；
8.相应的，所述第一透镜固定于所述vr头显设备的第一目标位置，所述调节装置控制所述第二透镜沿主光轴移动；
9.或，所述第二透镜固定于所述vr头显设备的第二目标位置，所述调节装置控制所述第一透镜沿主光轴移动；
10.或，所述调节装置控制所述第一透镜和第二透镜沿主光轴移动。
11.本技术还提供了一种vr头显设备的镜片度数确定方法，应用于上述vr头显设备，所述vr头显设备的调节装置包括滑动变阻器，当所述调节装置调节第一透镜和第二透镜之间的距离时滑动变阻器接入电路的电阻大小改变，所述镜片度数确定方法，包括：
12.获取透镜间距与变阻器电压的第一对应关系；其中，所述透镜间距为所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离，所述变阻器电压为所述滑动变阻器接入电路的电阻两端的电压；
13.获取所述透镜间距与镜片度数的第二对应关系；
14.根据所述第一对应关系和所述第二对应关系生成所述变阻器电压与所述镜片度
数的对应关系；
15.读取所述滑动变阻器的当前变阻器电压，并根据所述变阻器电压与所述镜片度数的对应关系确定所述当前变阻器电压对应的当前镜片度数。
16.进一步的，在根据所述变阻器电压与所述镜片度数的对应关系确定所述当前变阻器电压对应的当前镜片度数之后，还包括：
17.将所述当前镜片度数显示至所述vr头显设备的屏幕。
18.进一步的，在根据所述变阻器电压与所述镜片度数的对应关系确定所述当前变阻器电压对应的当前镜片度数之后，还包括：
19.判断所述当前镜片度数与所述屏幕上当前显示的镜片度数的度数之差是否在预设区间内；
20.若否，则将所述当前镜片度数更新至所述vr头显设备的屏幕。
21.进一步的，还包括：
22.若接收到用户输入的左眼度数调节完毕的反馈信息，则对左眼对应的调节装置进行锁定；
23.若接收到用户输入的右眼度数调节完毕的反馈信息，则对右眼对应的调节装置进行锁定。
24.进一步的，还包括：
25.判断左眼和右眼对应的调节装置是否均已锁定；
26.若是，则继续播放目标内容；
27.若否，则暂停播放所述目标内容。
28.本技术还提供了一种vr头显设备的镜片度数确定装置，应用于上述的vr头显设备，所述vr头显设备的调节装置包括滑动变阻器，当所述调节装置调节第一透镜和第二透镜之间的距离时滑动变阻器接入电路的电阻大小改变，所述镜片度数确定装置，包括：
29.第一关系获取模块，用于获取透镜间距与变阻器电压的第一对应关系；其中，所述透镜间距为所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离，所述变阻器电压为所述滑动变阻器接入电路的电阻两端的电压；
30.第二关系获取模块，用于获取所述透镜间距与镜片度数的第二对应关系；
31.第三关系获取模块，用于根据所述第一对应关系和所述第二对应关系生成所述变阻器电压与所述镜片度数的对应关系；
32.度数确定模块，用于读取所述滑动变阻器的当前变阻器电压，并根据所述变阻器电压与所述镜片度数的对应关系确定所述当前变阻器电压对应的当前镜片度数。
33.本技术还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时实现上述vr头显设备的镜片度数确定方法执行的步骤。
34.本技术还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现上述vr头显设备的镜片度数确定方法执行的步骤。
35.本技术提供了一种vr头显设备，包括左眼对应的光学组件、右眼对应的光学组件和屏幕；其中，每一所述光学组件均包括第一透镜、第二透镜和调节装置，所述第一透镜和所述第二透镜的主光轴重合，所述调节装置用于通过调节所述第一透镜和所述第二透镜之
间的距离改变所述光学组件的组合焦距。
36.本技术提供的vr头显设备包括左眼和右眼对应的光学组件，每一光学组件包括第一透镜、第二透镜和调节装置。用户的单只眼睛通过光学组件中的第一透镜和第二透镜观看屏幕上显示的内容，调节装置通过调节第一透镜和第二透镜之间的距离之间的距离改变所述光学组件的组合焦距。近视和远视的原因为平行光线的聚焦点未落在视网膜，因此本技术通过调整第一透镜和第二透镜之间的距离实现了镜片度数的调节，提高了用户使用vr头显设备的便捷性。本技术同时还提供了一种vr头显设备的镜片度数确定方法、一种vr头显设备的镜片度数确定装置、一种电子设备及一种存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本技术实施例所提供的一种vr头显设备的结构示意图；
39.图2为本技术实施例所提供的一种光学组件的组合焦距示意图；
40.图3为本技术实施例所提供的一种屈光度和透镜间距之间的线性相关性示意图；
41.图4为本技术实施例所提供的一种vr头显设备的镜片度数确定方法的流程图；
42.图5为本技术实施例所提供的一种滑动变阻器与透镜的连接关系示意图；
43.图6为本技术实施例所提供的一种vr头显设备的近视调节的软件实现流程图；
44.图7为本技术实施例所提供的一种ipd sensor从b点移动到a点的示意图；
45.图8为本技术实施例所提供的一种ipd sensor的输出电压比示意图。
具体实施方式
46.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
47.下面请参见图1，图1为本技术实施例所提供的一种vr头显设备的结构示意图，本实施例所提供的vr头显设备可以包括左眼对应的光学组件、右眼对应的光学组件和屏幕，由于左眼和右眼对应的光学组件结构相同，图1中示出了单只眼对应的光学组件110和屏幕120，每一所述光学组件110均包括第一透镜111、第二透镜112和调节装置113，所述第一透镜111和所述第二透镜112的主光轴重合，所述调节装置113用于通过调节所述第一透镜111和所述第二透镜112之间的距离改变所述光学组件110的组合焦距，用户通过所述光学组件110观看所述屏幕120中显示的图像。上述第一透镜和第二透镜可以为凸透镜或凹透镜。
48.如图1所示，所述第一透镜与所述屏幕之间的距离大于所述第二透镜与所述屏幕之间的距离；在其他实施方式中，第一透镜和第二透镜的位置可以相互调换，即：所述第二透镜与所述屏幕之间的距离大于所述第一透镜与所述屏幕之间的距离。
49.调节装置上可以设置有用于连接第一透镜和/或第二透镜的连接结构，通过改变
上述连接结构的位置实现第一透镜和第二透镜之间的距离。作为一种可行的实施方式，上述调节装置可以为滑动变阻器ipd sensor。本实施例可一通过软件驱动实现vr头显设备的近视和远视调节功能，佩戴者可根据自身近视度数对双眼对应的每两个透镜之间的距离进行单独调节，以便达到最佳的视觉效果。
50.具体的，本实施例可以存在以下几种调节第一透镜和第二透镜之间的距离的方案：
51.方案1：调节装置的第二连接结构与第二透镜连接，第一透镜固定于所述vr头显设备的第一目标位置，所述调节装置控制所述第二透镜沿主光轴移动。
52.方案2：调节装置的第一连接结构与第一透镜连接，第二透镜固定于所述vr头显设备的第二目标位置，所述调节装置控制所述第一透镜沿主光轴移动。
53.方案3：调节装置的第一连接结构与第一透镜连接，调节装置的第二连接结构与第二透镜连接，调节装置控制所述第一透镜和第二透镜沿主光轴移动。
54.下面对上述实施例中vr头显设备能够调节镜片度数的光学原理进行说明，请参见图2，图2为本技术实施例所提供的一种光学组件的组合焦距示意图，图2中l1表示第一透镜，l2’表示移动前的第二透镜，l2”表示移动后的第二透镜，s’表示第二透镜移动前与第一透镜之间的距离，s”第二透镜移动前与第一透镜之间的距离，fov表示眼睛的视场角，a表示第二透镜移动前的有效观察区域，b表示第二透镜移动后的有效观察区域，vid l2’表示第二透镜移动前的虚像距离，vid l2”表示第二透镜移动后的虚像距离，δs表示第二透镜移动前后的虚像距离变化长度，display表示屏幕。
55.第一透镜的焦距为f1，第二透镜的焦距为f2，第一透镜和第二透镜的组合焦距f为：f＝(f1
×
f2)/(f1+f2-s)。
56.如图2所示，通过前后移动第二透镜l2，改变第一透镜和第二透镜的间距，调节第一透镜和第二透镜组合的屈光度，使像面靠近或远离人眼来达到近视调节或远视调节的效果。
57.已知屈光度d与焦距f之间的关系为：d＝1/f。
58.第一透镜和第二透镜之间的距离(即透镜间距)为s，根据屈光度d与焦距f之间的关系，以及组合焦距计算公式可得屈光度d与s之间的关系如下：其中1d＝100
°
，眼镜度数d
δ
＝d*100。
59.根据屈光度d与s之间的关系、眼镜度数计算公式可知，当s值唯一确定时就可以精确地确定调节的度数d
δ
。
60.通过光学数据统计可以得到表1所示的透镜光学参数，进而计算得到距离s和屈光度d的线性关系。
61.表1透镜光学参数
62.dvidsl2-displaytotal0.520007.55218.552110007.1171.4368.5531.56676.7261.8278.55325006.3332.2198.552
2.54005.9412.6128.55333335.5463.0078.5533.52865.1593.3948.55342504.7653.7888.5534.52224.3724.1818.55352003.9874.5668.5535.51823.6054.9488.55361673.2265.3278.5536.51542.8415.7128.55371432.5885.9648.5527.51332.076.4828.55281251.7146.8398.5538.51181.3667.1868.552
63.表1中d为屈光度、vid为虚像距离、s为第一透镜和第二透镜之间的距离，l2-display为第二透镜与屏幕之间的距离，total为l1与屏幕之间的距离。
64.请参见图3，图3为本技术实施例所提供的一种屈光度和透镜间距之间的线性相关性示意图，图3中横坐标为屈光度d，纵坐标为第一透镜和第二透镜之间的距离s，其表达式可以为s＝-07707d+7.8744。
65.本实施例提供的vr头显设备包括左眼和右眼对应的光学组件，每一光学组件包括第一透镜、第二透镜和调节装置。用户的单只眼睛通过光学组件中的第一透镜和第二透镜观看屏幕上显示的内容，调节装置通过调节第一透镜和第二透镜之间的距离之间的距离改变所述光学组件的组合焦距。本实施例根据用户眼镜参数通过修改头显透镜焦距的方法，使得近视用户不用佩戴眼镜就可以匹配到跟自身视力一致的视图。近视和远视的原因为平行光线的聚焦点未落在视网膜，因此本实施例通过调整第一透镜和第二透镜之间的距离实现了镜片度数的调节，提高了用户使用vr头显设备的便捷性。
66.下面请参见图4，图4为本技术实施例所提供的一种vr头显设备的镜片度数确定方法的流程图，图4所示的镜片度数确定方法可以应用于上文实施例中所述的vr头显设备，该vr头显设备的调节装置包括滑动变阻器，当所述调节装置调节第一透镜和第二透镜之间的距离时所述滑动变阻器接入电路的电阻大小改变，所述镜片度数确定方法可以包括以下步骤：
67.s401：获取透镜间距与变阻器电压的第一对应关系；
68.其中，所述透镜间距为所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离s，所述变阻器电压为所述滑动变阻器接入电路的电阻两端的电压v。vr头显设备的光学组件包括第一透镜、第二透镜和调节装置，调节装置包括滑动变阻器。请参见图5，图5为本技术实施例所提供的一种滑动变阻器与透镜的连接关系示意图，图中111为第一透镜、112为第二透镜、120为屏幕、r1为滑动变阻器、r2为其他电阻。当第二透镜移动时滑动变阻器接入电路的大小发生变化，滑动变阻器接入电路的电阻两端的电压也会发生变化。在图5所示的例子中，若第二透镜向左移动，电压表的测量值变大；若第二透镜向右移动，电压表的测量值变小。
69.s402：获取所述透镜间距与镜片度数的第二对应关系；
70.根据上文表1和图3可以确定透镜间距s与镜片度数d
δ
的第二对应关系。
71.s403：根据所述第一对应关系和所述第二对应关系生成所述变阻器电压与所述镜片度数的对应关系；
72.其中，在已知s和v对应关系、s与d
δ
对应关系的基础上，可以得到变阻器电压v与所述镜片度数d
δ
的对应关系。
73.s404：读取所述滑动变阻器的当前变阻器电压，并根据所述变阻器电压与所述镜片度数的对应关系确定所述当前变阻器电压对应的当前镜片度数。
74.用户可以通过拨动调节装置来调整透镜间距，透镜间距变化时滑动变阻器的当前变阻器电压v改变，因此可以根据当前变阻器电压v来确定当前镜片度数。
75.在上述实施例中，根据透镜间距与变阻器电压的对应关系、以及透镜间距与镜片度数确定变阻器电压与所述镜片度数的对应关系，在用户拨动调节装置来调整镜片度数时可以根据滑动变阻器的当前变阻器电压确定当前镜片度数，准确确定vr头戴设备的镜片度数。
76.作为一种可行的实施方式，在根据所述变阻器电压与所述镜片度数的对应关系确定所述当前变阻器电压对应的当前镜片度数之后，还可以将所述当前镜片度数显示至所述vr头显设备的屏幕，以便用户确定当前的镜片度数调节情况。
77.为了避免屏幕上显示的镜片度数频繁变化，在根据所述变阻器电压与所述镜片度数的对应关系确定所述当前变阻器电压对应的当前镜片度数之后，还可以判断所述当前镜片度数与所述屏幕上当前显示的镜片度数的度数之差是否在预设区间内；若是，则不更新当前镜片度数；若否，则将所述当前镜片度数更新至所述vr头显设备的屏幕。进一步的，本实施例还可以按照特定的梯度更新当前镜片度数。
78.作为一种可行的实施方式，在用户通过拨动调节装置改变镜片间距的过程中，若接收到用户输入的左眼度数调节完毕的反馈信息，则对左眼对应的调节装置进行锁定，以便停止左眼的镜片度数调节；若接收到用户输入的右眼度数调节完毕的反馈信息，则对右眼对应的调节装置进行锁定，以便停止右眼的镜片度数调节。进一步的，在vr头显设备开机后可以判断左眼和右眼对应的调节装置是否均已锁定；若是，则继续播放目标内容；若否，则暂停播放所述目标内容。通过上述方式能够在调节镜片度数时暂停播放，在调节镜片度数完毕后可以继续播放，以提高用户体验。
79.请参见图6，图6为本技术实施例所提供的一种vr头显设备的近视调节的软件实现流程图。在vr头显设备的驱动中可以实现以下流程：驱动设备树添加ipd sensor节点时读取电压值，根据实际操作数据建立透镜间距s与当前变阻器电压v的关系；根据光学数据提供的透镜间距s与镜片度数d
δ
的对应表，建立透镜间距s与镜片度数d
δ
的对应关系；建立当前变阻器电压v和镜片度数d
δ
的对应关系。在客户端可以实现以下操作：当透镜间距s变化是实时同步镜片度数d
δ
显示到屏幕上，以25度为一个梯度，随着ipd sensor的电压变换实时更新镜片的当前度数。
80.请参见图7和图8，图7为本技术实施例所提供的一种ipd sensor从b点移动到a点的示意图，图8为本技术实施例所提供的一种ipd sensor的输出电压比示意图，图8中横坐标为透镜间距s，纵坐标为电压v。根据厂商提供ipd sensor spec，ipd sensor从b点移动到a点的理想out voltage ratio。实际操作总结便可以建立移动距离s与输出电压v之间的关
系。综上所述，输出电压和调节度数之间的关系建立后，调节过程中获取到的电压值将实时转化为度数，上层app通过jni(java native interface)获取并实时显示到屏幕上，以便佩戴者观看。
81.本实施例能够满足近视人群使用vr头显设备时达到最佳的使用效果的需求，本方案具有如下特点：a.近视人群不用佩戴眼镜就可以使用，且实现对不同近视度数的用户适配。通过ipd sensor(滑动变阻器)对lens的间距进行调节，从而达到近视调节的目的。b.每个ipd sensor可以单独对lens的垂直方向之间的距离进行调节，实现左右眼不同度数的调节功能。c.本实施例使用ipd sensor调节度数的过程中，软件系统实时接收电压信号，近视度数将会显示在屏幕上，佩戴者可以根据的自己的近视度数针对性地进行调节。
82.本技术实施例还提供的一种vr头显设备的镜片度数确定装置，该装置可以应用于以上实施例所述的vr头显设备，所述vr头显设备的调节装置包括滑动变阻器，当所述调节装置调节第一透镜和第二透镜之间的距离时滑动变阻器接入电路的电阻大小改变，所述镜片度数确定装置，包括：
83.第一关系获取模块，用于获取透镜间距与变阻器电压的第一对应关系；其中，所述透镜间距为所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离，所述变阻器电压为所述滑动变阻器接入电路的电阻两端的电压；
84.第二关系获取模块，用于获取所述透镜间距与镜片度数的第二对应关系；
85.第三关系获取模块，用于根据所述第一对应关系和所述第二对应关系生成所述变阻器电压与所述镜片度数的对应关系；
86.度数确定模块，用于读取所述滑动变阻器的当前变阻器电压，并根据所述变阻器电压与所述镜片度数的对应关系确定所述当前变阻器电压对应的当前镜片度数。
87.在上述实施例中，根据透镜间距与变阻器电压的对应关系、以及透镜间距与镜片度数确定变阻器电压与所述镜片度数的对应关系，在用户拨动调节装置来调整镜片度数时可以根据滑动变阻器的当前变阻器电压确定当前镜片度数，准确确定vr头戴设备的镜片度数。
88.进一步的，还包括：
89.第一显示模块，用于在根据所述变阻器电压与所述镜片度数的对应关系确定所述当前变阻器电压对应的当前镜片度数之后，将所述当前镜片度数显示至所述vr头显设备的屏幕。
90.进一步的，还包括：
91.第二显示模块，用于在根据所述变阻器电压与所述镜片度数的对应关系确定所述当前变阻器电压对应的当前镜片度数之后，判断所述当前镜片度数与所述屏幕上当前显示的镜片度数的度数之差是否在预设区间内；若否，则将所述当前镜片度数更新至所述vr头显设备的屏幕。
92.进一步的，还包括：
93.锁定模块，用于若接收到用户输入的左眼度数调节完毕的反馈信息，则对左眼对应的调节装置进行锁定；还用于若接收到用户输入的右眼度数调节完毕的反馈信息，则对右眼对应的调节装置进行锁定。
94.进一步的，还包括：
95.内容播放模块，用于判断左眼和右眼对应的调节装置是否均已锁定；若是，则继续播放目标内容；若否，则暂停播放所述目标内容。
96.由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
97.本技术还提供了一种存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。该存储介质可以包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
98.本技术还提供了一种电子设备，可以包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时，可以实现上述实施例所提供的步骤。当然所电子设备还可以包括各种网络接口，电源等组件。
99.说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。
100.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。