防眩晕方法及虚拟现实显示输出设备的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种用于虚拟现实显示输出设备的防眩晕方法及虚拟现实显示输出设备，方法包括：获取用户视线焦点，对所述用户视线焦点进行跟踪；根据用户视线焦点，设置所述虚拟现实显示输出设备所输出的图像的焦点跟随所述用户视线焦点进行变化。本发明的虚拟现实显示输出设备所输出的图像的焦点跟随用户视线焦点进行变化，使得用户视线焦点与系统显示的焦点保持一致，从而彻底解决用户操作虚拟现实显示输出设备时所产生的眩晕感。
【专利说明】
防眩晕方法及虚拟现实显示输出设备
技术领域
[0001]本发明涉及虚拟现实显示相关技术领域，特别是一种用于虚拟现实显示输出设备的防眩晕方法及虚拟现实显示输出设备。
【背景技术】
[0002]虚拟现实(VirtualReality，VR)技术就是利用电脑或其他智能计算设备为核心，结合光电传感技术生成逼真的视、听、触一体化的特定范围内的虚拟环境。虚拟现实系统中主要包括输入设备和输出设备。一种典型的虚拟现实显示输出设备为头戴式显示器(HeadMount Display，HMD)，配合输入设备的交互能够让用户产生独立封闭的沉浸式交互体验。目前消费品的HMD主要有两种产品形态一种是利用个人电脑(PC)计算能力接入方式的PC头盔显示设备、另一种是基于手机的计算处理能力的便携式头盔显示设备。
[0003]现有的VR系统所显示的图像焦点是固定的，一般来说，会将焦点设置在显示屏正中。然而，用户在观看图像时，眼球并不是一直不动的，当眼球偏离显示屏正中，其焦点会发生改变，事实上，用户即使在固定观察一个目标，其眼球也会不停的变化，由于用户观察的焦点与显示屏显示图像的焦点不一致，从而引起用户眩晕。因此，在现有的VR操作中存在的最大问题是无法完全避免用户在观看过程中产生眩晕的感觉。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要针对现有技术VR系统无法完全避免眩晕的技术问题，提供一种用于虚拟现实显示输出设备的防眩晕方法及虚拟现实显示输出设备。
[0005]本发明提供一种用于虚拟现实显示输出设备的防眩晕方法，包括:
[0006]用户视线焦点获取步骤，包括:获取用户视线焦点，对所述用户视线焦点进行跟踪;
[0007]显示图像焦点跟随步骤，包括:根据用户视线焦点，设置所述虚拟现实显示输出设备所输出的图像的焦点跟随所述用户视线焦点进行变化。
[0008]进一步的，所述用户视线焦点获取步骤，具体包括:
[0009]向所述虚拟现实显示输出设备的用户佩戴区域发射红外光；
[0010]采集红外图像，所述红外图像包括所述用户佩戴区域反射所述红外光所形成的光斑；
[0011]对所采集的红外图像中的光斑进行视线估计确定用户视线焦点，对所述用户视线焦点进行跟踪。
[0012]更进一步的:
[0013]所述红外图像由红外摄像机采集，所述红外摄像机设置在所述显示屏前端且正对所述用户佩戴区域中用户眼球的角膜曲率中心的预估位置；
[0014]所述红外光由红外发光管发射，所述红外发光管包括设置在所述虚拟现实显示输出设备的显示屏两端的两个显示屏红外发光管以及设置在所述红外摄像机上的摄像机红外发光管。
[0015]进一步的，所述显示图像焦点跟随步骤中，设置所述虚拟现实显示输出设备所输出的图像的焦点与所述用户视线焦点一致。
[0016]更进一步的，所述显示图像焦点跟随步骤，具体包括:
[0017]响应于用户视线焦点变化，获取用户视线焦点在所述虚拟现实显示输出设备的显示屏上的位置作为焦点位置，设置所述虚拟现实显示输出设备的显示屏所输出的图像的焦点为所述焦点位置。
[0018]本发明提供一种虚拟现实显示输出设备，包括:
[0019]用户视线焦点获取模块，用于:获取用户视线焦点，对所述用户视线焦点进行跟踪;
[0020]显示图像焦点跟随模块，用于:根据用户视线焦点，设置所述虚拟现实显示输出设备所输出的图像的焦点跟随所述用户视线焦点进行变化。
[0021]进一步的，所述用户视线焦点获取模块，具体用于:
[0022]向所述虚拟现实显示输出设备的用户佩戴区域发射红外光；
[0023]采集红外图像，所述红外图像包括所述用户佩戴区域反射所述红外光所形成的光斑；
[0024]对所采集的红外图像中的光斑进行视线估计确定用户视线焦点，对所述用户视线焦点进行跟踪。
[0025]更进一步的:
[0026]所述红外图像由红外摄像机采集，所述红外摄像机设置在所述显示屏前端且正对所述用户佩戴区域中用户眼球的角膜曲率中心的预估位置；
[0027]所述红外光由红外发光管发射，所述红外发光管包括设置在所述虚拟现实显示输出设备的显示屏两端的两个显示屏红外发光管以及设置在所述红外摄像机上的摄像机红外发光管。
[0028]进一步的，所述显示图像焦点跟随模块中，设置所述虚拟现实显示输出设备所输出的图像的焦点与所述用户视线焦点一致。
[0029]更进一步的，所述显示图像焦点跟随模块，具体用于:
[0030]响应于用户视线焦点变化，获取用户视线焦点在所述虚拟现实显示输出设备的显示屏上的位置作为焦点位置，设置所述虚拟现实显示输出设备的显示屏所输出的图像的焦点为所述焦点位置。
[0031]本发明提供一种虚拟现实显示输出设备，包括:具有显示屏的显示器本体，以及与所述显示器本体连接的头带，所述显示屏两端设置有两个显示屏红外发光管，所述显示屏前端设置有红外摄像机，所述红外摄像机正对所述显示器本体的用户佩戴区域中用户眼球的角膜曲率中心的预估位置，所述红外摄像机上设置有摄像机红外发光管；
[0032]所述显示屏红外发光管和所述摄像机红外发光管向所述用户佩戴区域发射红外光，所述红外摄像机采集包括所述用户佩戴区域反射所述红外光所形成的光斑的红外图像；
[0033]所述显示屏本体根据所采集的红外图像中的光斑进行视线估计确定用户视线焦点，对所述用户视线焦点进行跟踪，并根据用户视线焦点，设置所述显示屏所输出的图像的焦点跟随所述用户视线焦点进行变化。
[0034]本发明的虚拟现实显示输出设备所输出的图像的焦点跟随用户视线焦点进行变化，使得用户视线焦点与系统显示的焦点保持一致，从而彻底解决用户操作虚拟现实显示输出设备时所产生的眩晕感。
【附图说明】
[0035]图1为本发明一种用于虚拟现实显示输出设备的防眩晕方法的工作流程图；
[0036]图2为本发明用户视线焦点获取示意图；
[0037]图3为本发明最佳实施例的工作流程图；
[0038]图4为本发明提供一种虚拟现实显示输出设备的结构模块图；
[0039]图5为本发明虚拟现实显示输出设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
[0041]如图1所示为本发明一种用于虚拟现实显示输出设备的防眩晕方法的工作流程图，包括:
[0042]步骤SlOl，包括:获取用户视线焦点，对所述用户视线焦点进行跟踪；
[0043]步骤S102，包括:根据用户视线焦点，设置所述虚拟现实显示输出设备所输出的图像的焦点跟随所述用户视线焦点进行变化。
[0044]虚拟现实显示输出设备造成眩晕感的原因中，用户视线与系统显示的焦点不一致是主要原因，现有的设备一般会默认用户的视线是在显示屏正中，因此虚拟现实显示输出设备在输出图像均会将焦点设置在显示屏正中。然而，用户在观看图像时，眼球并不是一直不动的，当眼球偏离显示屏正中，其焦点会发生改变，而现有技术的虚拟现实显示输出设备所显示的图像的焦点并不会变化。而事实上，用户即使在固定观察一个目标，其眼球也会不停的变化，从而引起眩晕。如果要用户保持眼球不动，会令用户非常不舒服。
[0045]为此，本发明当用户佩戴并启动虚拟现实显示输出设备后，虚拟现实显示输出设备的显示屏显示图像，并同时触发步骤SlOl以获取用户视线焦点，对用户视线焦点进行跟踪。显示屏在显示图像时对图像焦点进行设置，以便用户能观看到清晰的图像，图像焦点的设置方式可以采用现有技术。然而，区别于现有技术的对图像焦点的固定设置方式，本发明的图像焦点是动态设置，在步骤S102中，虚拟现实显示输出设备所输出的图像的焦点则跟随用户视线焦点进行变化，即只要用户视线焦点发生改变，则会重新对显示屏输出的图像的焦点进行设置。例如，用户在观察目标时，眼球会发生细微的转动，通过捕捉用户的视线焦点，从而触发步骤S102，对输出图像焦点也做出相应的调整，使得用户获得清晰的图像。
[0046]本发明通过跟踪用户焦点，不断地调整输出图像的焦点，使得输出图像焦点与用户的视线焦点保持一致，从而避免用户眩晕。
[0047]在其中一个实施例中，所述步骤SlOl，具体包括:
[0048]向所述虚拟现实显示输出设备的用户佩戴区域发射红外光；
[0049]采集红外图像，所述红外图像包括所述用户佩戴区域反射所述红外光所形成的光斑；
[0050]对所采集的红外图像中的光斑进行视线估计确定用户视线焦点，对所述用户视线焦点进行跟踪。
[0051]本实施例采用红外发光管向用户佩戴区域发射红外光，用户佩戴区域指的是用户佩戴虚拟现实显示输出设备进行观察的区域，一般来说，用户佩戴虚拟现实显示输出设备后，用户佩戴区域即为用户的眼球。红外发光管为安全级别，其发射功率极低，所发射红外光不会对用户眼球造成任何损害。因此当将红外发光管向用户佩戴区域发射红外光后，会在用户眼球上形成光斑。通过红外摄像机采集红外图像，该红外图像包括用户佩戴区域反射所述红外光所形成的光斑。如图2所示，当用户戴上虚拟现实显示输出设备时，光斑21、22、23由用户眼球反射红外光所形成。通过对光斑21、22、23进行视线估计，从而获取到用户视线焦点。
[0052]本实施例通过红外光测量用户视线，能最大程度地减少对用户的视线干扰，增强用户的沉浸感。
[0053]如图2所示，在其中一个实施例中:
[0054]所述红外图像由红外摄像机采集，所述红外摄像机25设置在所述显示屏24前端且正对所述用户佩戴区域中用户眼球的角膜曲率中心的预估位置；
[0055]所述红外光由红外发光管发射，所述红外发光管包括设置在所述虚拟现实显示输出设备的显示屏24两端的两个显示屏红外发光管241、242以及设置在所述红外摄像机25上的摄像机红外发光管251。
[0056]两个显示屏红外发光管241、242分别设置在显示屏24的两端，红外摄像机25设置在显示屏24的前端，摄像机红外发光管251设置在红外摄像机25上，通过对光斑21、22、23的计算，获取用户视线方向27，用户视线方向27与显示屏24的交汇点即为用户视线焦点28。用户佩戴区域中用户眼球的角膜曲率中心的预估位置指的是当用户佩戴上虚拟现实显示输出设备时，用户眼球的角膜曲率中心的位置，即图2中眼球26的角膜曲率中心位置261，用户眼球26通过瞳孔中心262落在显示屏24上的位置即为用户视线焦点28。
[0057]本实施例在显示屏两端的两个显示屏红外发光管，以减少对用户的视觉干扰，增强沉浸感，而将红外摄像机设置在所述显示屏前端且正对所述用户佩戴区域中用户眼球的角膜曲率中心的预估位置使得测量更为准确。
[0058]在其中一个实施例中，所述步骤S102中，设置所述虚拟现实显示输出设备所输出的图像的焦点与所述用户视线焦点一致。
[0059]本实施例设置所述虚拟现实显示输出设备所输出的图像的焦点与所述用户视线焦点一致，能彻底解决用户眩晕问题。
[0060]在其中一个实施例中，所述步骤S102，具体包括:
[0061]响应于用户视线焦点变化，获取用户视线焦点在所述虚拟现实显示输出设备的显示屏上的位置作为焦点位置，设置所述虚拟现实显示输出设备的显示屏所输出的图像的焦点为所述焦点位置。
[0062]将用户视线焦点换算为显示屏上的位置即为焦点位置，例如用户视线焦点偏离显示屏中心向上，则将显示屏所输出的图像的焦点向上调整，当用户视线焦点偏离显示屏中心向左，则将显示屏所输出的图像的焦点向左调整。
[0063]如图3所示为本发明最佳实施例的工作流程图，包括:
[0064]步骤S301，用两个安全级别的红外发光管向眼球照射红外光，红外摄像机采集红外图像；
[0065]步骤S302，对红外摄像机采集的图像，进行预处理、特征分析、视线估计即可得到视线的焦点；
[0066]步骤S303，将得到的视线焦点传递给VR系统的显示单元，显示单元根据视线焦点的变化设置焦点，从而避免了眩晕感的产生。
[0067]如图4所示为本发明一种虚拟现实显示输出设备的结构模块图，包括:
[0068]用户视线焦点获取模块401，用于:获取用户视线焦点，对所述用户视线焦点进行跟踪；
[0069]显示图像焦点跟随模块402，用于:根据用户视线焦点，设置所述虚拟现实显示输出设备所输出的图像的焦点跟随所述用户视线焦点进行变化。
[0070]在其中一个实施例中，所述用户视线焦点获取模块401，具体用于:
[0071]向所述虚拟现实显示输出设备的用户佩戴区域发射红外光；
[0072]采集红外图像，所述红外图像包括所述用户佩戴区域反射所述红外光所形成的光斑；
[0073]对所采集的红外图像中的光斑进行视线估计确定用户视线焦点，对所述用户视线焦点进行跟踪。
[0074]在其中一个实施例中:
[0075]所述红外图像由红外摄像机采集，所述红外摄像机设置在所述显示屏前端且正对所述用户佩戴区域中用户眼球的角膜曲率中心的预估位置；
[0076]所述红外光由红外发光管发射，所述红外发光管包括设置在所述虚拟现实显示输出设备的显示屏两端的两个显示屏红外发光管以及设置在所述红外摄像机上的摄像机红外发光管。
[0077]在其中一个实施例中，所述显示图像焦点跟随模块402中，设置所述虚拟现实显示输出设备所输出的图像的焦点与所述用户视线焦点一致。
[0078]在其中一个实施例中，所述显示图像焦点跟随模块402，具体用于:
[0079]响应于用户视线焦点变化，获取用户视线焦点在所述虚拟现实显示输出设备的显示屏上的位置作为焦点位置，设置所述虚拟现实显示输出设备的显示屏所输出的图像的焦点为所述焦点位置。
[0080]如图5所示为本发明虚拟现实显示输出设备的结构示意图。虚拟现实显示输出设备可以是利用PC计算能力接入方式的PC头盔显示设备、或者基于手机的计算处理能力的便携式头盔显示设备、或者是头盔显示设备自带计算处理能力，其主要包括:处理器501、存储器502、显示屏503以及红外摄像机504等。
[0081]其中存储器502中存储前述方法的具体代码，由处理器501具体执行，通过红外摄像机504捕捉用户眼球图像，并由处理器501根据前述方法进行处理后调整显示屏503上所显示图像的焦点。
[0082]如图2所示为本发明一种虚拟现实显示输出设备的结构示意图，包括:具有显示屏24的显示器本体，以及与所述显示器本体连接的头带(图中未示出)，所述显示屏24两端设置有两个显示屏红外发光管241、242，所述显示屏前端设置有红外摄像机25，所述红外摄像机25正对所述显示器本体的用户佩戴区域中用户眼球的角膜曲率中心的预估位置，所述红外摄像机25上设置有摄像机红外发光管251;
[0083]所述显示屏红外发光管241、242和所述摄像机红外发光管251向所述用户佩戴区域发射红外光，所述红外摄像机25采集包括所述用户佩戴区域反射所述红外光所形成的光斑的红外图像；
[0084]所述显示屏本体根据所采集的红外图像中的光斑进行视线估计确定用户视线焦点，对所述用户视线焦点进行跟踪，并根据用户视线焦点，设置所述显示屏所输出的图像的焦点跟随所述用户视线焦点进行变化。
[0085]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种用于虚拟现实显示输出设备的防眩晕方法，其特征在于，包括: 用户视线焦点获取步骤，包括:获取用户视线焦点，对所述用户视线焦点进行跟踪； 显示图像焦点跟随步骤，包括:根据用户视线焦点，设置所述虚拟现实显示输出设备所输出的图像的焦点跟随所述用户视线焦点进行变化。2.根据权利要求1所述的用于虚拟现实显示输出设备的防眩晕方法，其特征在于，所述用户视线焦点获取步骤，具体包括: 向所述虚拟现实显示输出设备的用户佩戴区域发射红外光； 采集红外图像，所述红外图像包括所述用户佩戴区域反射所述红外光所形成的光斑；对所采集的红外图像中的光斑进行视线估计确定用户视线焦点，对所述用户视线焦点进行跟踪。3.根据权利要求2所述的用于虚拟现实显示输出设备的防眩晕方法，其特征在于: 所述红外图像由红外摄像机采集，所述红外摄像机设置在所述显示屏前端且正对所述用户佩戴区域中用户眼球的角膜曲率中心的预估位置； 所述红外光由红外发光管发射，所述红外发光管包括设置在所述虚拟现实显示输出设备的显示屏两端的两个显示屏红外发光管以及设置在所述红外摄像机上的摄像机红外发光管。4.根据权利要求1所述的用于虚拟现实显示输出设备的防眩晕方法，其特征在于，所述显示图像焦点跟随步骤中，设置所述虚拟现实显示输出设备所输出的图像的焦点与所述用户视线焦点一致。5.根据权利要求4所述的用于虚拟现实显示输出设备的防眩晕方法，其特征在于，所述显示图像焦点跟随步骤，具体包括: 响应于用户视线焦点变化，获取用户视线焦点在所述虚拟现实显示输出设备的显示屏上的位置作为焦点位置，设置所述虚拟现实显示输出设备的显示屏所输出的图像的焦点为所述焦点位置。6.一种虚拟现实显示输出设备，其特征在于，包括: 用户视线焦点获取模块，用于:获取用户视线焦点，对所述用户视线焦点进行跟踪； 显示图像焦点跟随模块，用于:根据用户视线焦点，设置所述虚拟现实显示输出设备所输出的图像的焦点跟随所述用户视线焦点进行变化。7.根据权利要求6所述的虚拟现实显示输出设备，其特征在于，所述用户视线焦点获取模块，具体用于: 向所述虚拟现实显示输出设备的用户佩戴区域发射红外光； 采集红外图像，所述红外图像包括所述用户佩戴区域反射所述红外光所形成的光斑；对所采集的红外图像中的光斑进行视线估计确定用户视线焦点，对所述用户视线焦点进行跟踪。8.根据权利要求7所述的虚拟现实显示输出设备，其特征在于: 所述红外图像由红外摄像机采集，所述红外摄像机设置在所述显示屏前端且正对所述用户佩戴区域中用户眼球的角膜曲率中心的预估位置； 所述红外光由红外发光管发射，所述红外发光管包括设置在所述虚拟现实显示输出设备的显示屏两端的两个显示屏红外发光管以及设置在所述红外摄像机上的摄像机红外发光管。9.根据权利要求6所述的虚拟现实显示输出设备，其特征在于，所述显示图像焦点跟随模块中，设置所述虚拟现实显示输出设备所输出的图像的焦点与所述用户视线焦点一致。10.根据权利要求9所述的虚拟现实显示输出设备，其特征在于，所述显示图像焦点跟随模块，具体用于: 响应于用户视线焦点变化，获取用户视线焦点在所述虚拟现实显示输出设备的显示屏上的位置作为焦点位置，设置所述虚拟现实显示输出设备的显示屏所输出的图像的焦点为所述焦点位置。11.一种虚拟现实显示输出设备，其特征在于，包括:具有显示屏的显示器本体，以及与所述显示器本体连接的头带，所述显示屏两端设置有两个显示屏红外发光管，所述显示屏前端设置有红外摄像机，所述红外摄像机正对所述显示器本体的用户佩戴区域中用户眼球的角膜曲率中心的预估位置，所述红外摄像机上设置有摄像机红外发光管； 所述显示屏红外发光管和所述摄像机红外发光管向所述用户佩戴区域发射红外光，所述红外摄像机采集包括所述用户佩戴区域反射所述红外光所形成的光斑的红外图像； 所述显示屏本体根据所采集的红外图像中的光斑进行视线估计确定用户视线焦点，对所述用户视线焦点进行跟踪，并根据用户视线焦点，设置所述显示屏所输出的图像的焦点跟随所述用户视线焦点进行变化。
【文档编号】G06F3/01GK105892634SQ201510796510
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年11月18日
【发明人】张超
【申请人】乐视致新电子科技（天津）有限公司