AR光学显示系统到眼球距离的调节方法、系统和AR设备与流程

本发明涉及ar，具体涉及一种ar光学显示系统到眼球距离的调节方法、系统和ar设备。

背景技术：

1、ar(augmented reality，增强现实)领域技术发展迅速，随着ar设备显示技术的提升，用户对显示质量的要求也随着提高，其中eye relief(出瞳距离)为影响显示质量的重要参数指标之一。从用户的角度，出瞳距离是指从眼球(角膜顶点)与ar光学显示系统的第一个光学元件的距离。

2、目前出瞳距离调节还处于手动调节的方案，即通过手动调节达到变化ar光学显示系统到眼球的实际距离，使用户可以看到一个相对理想的显示界面。然而由于人眼的自适应性和滞后性，用户无法确定当前显示界面是否为最佳显示界面，对应的无法精确调节ar光学显示系统到眼球的距离为预设的出瞳距离。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种ar光学显示系统到眼球距离的调节方法、系统和ar设备，解决了无法精准调整的技术问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一种ar光学显示系统到眼球距离的调节方法，包括：

4、获取ar光学显示系统到眼球的实际距离；

5、获取所述实际距离与预先设定的出瞳距离的差值，若所述差值小于等于阈值，则结束自动调节；否则，调节ar光学显示系统到眼球的距离直至满足阈值要求。

6、优选的，所述获取ar光学显示系统到眼球的实际距离，包括：

7、s11、基于两个红外摄像头，识别眼球的角膜在视场内的位置；

8、s12、根据所述角膜在视场内的位置，结合红外补光灯阵列的灯斑特征，修正所述角膜的位置；

9、s13、根据所述角膜修正后的位置，结合两个所述红外摄像头与ar光学显示系统的第一个光学元件之间的相对位置关系，获取所述ar光学显示系统到眼球的实际距离；

10、其中两个所述红外摄像头位置固定且均朝向眼球方向，所述红外补光灯阵列位置固定且沿眼球外沿四周布设。

11、优选的，所述s13中获取所述ar光学显示系统到眼球的实际距离，具体包括：

12、根据两个所述红外摄像头与第一个光学元件的相对位置关系，确定第一个光学元件a点的位置；根据角膜顶点分别在两个所述红外摄像头中视场内的成像角度α、β，确定角膜顶点e点的位置；根据a点和e点的位置，获取线段a-e的距离并作为所述ar光学显示系统到眼球的实际距离。

13、优选的，所述调节ar光学显示系统到眼球的距离直至满足阈值要求，包括：

14、当所述差值大于等于阈值时，控制步进马达沿着移动滑轨前后移动，带动ar光学显示系统相对头箍前后移动，使得所述ar光学显示系统到眼球的距离满足阈值要求；其中所述头箍与眼球保持相对固定。

15、优选的，所述阈值设定为0.1mm。

16、一种ar光学显示系统到眼球距离的调节系统，包括：

17、测距模块，用于获取ar光学显示系统到眼球的实际距离；

18、调节模块，用于获取所述实际距离与预先设定的出瞳距离的差值，若所述差值小于等于阈值，则完成自动调节；否则，调节ar光学显示系统到眼球的距离直至满足阈值要求。

19、优选的，所述测距模块包括：

20、定位子模块，用于基于两个红外摄像头，识别眼球的角膜在视场内的位置；

21、修正子模块，用于根据所述角膜在视场内的位置，结合红外补光灯阵列的灯斑特征，修正所述角膜的位置；

22、测距子模块，用于根据所述角膜修正后的位置，结合两个所述红外摄像头与ar光学显示系统的第一个光学元件之间的相对位置关系，获取所述ar光学显示系统到眼球的实际距离；

23、其中两个所述红外摄像头位置固定且均朝向眼球方向，所述红外补光灯阵列位置固定且沿眼球外沿四周布设。

24、优选的，所述测距子模块具体用于：

25、根据两个所述红外摄像头与第一个光学元件的相对位置关系，确定第一个光学元件a点的位置；根据角膜顶点分别在两个所述红外摄像头中视场内的成像角度α、β，确定角膜顶点e点的位置；根据a点和e点的位置，获取线段a-e的距离并作为所述ar光学显示系统到眼球的实际距离。

26、优选的，所述调节模块具体用于：

27、当所述差值大于等于阈值时，控制步进马达沿着移动滑轨前后移动，带动ar光学显示系统相对头箍前后移动，使得所述ar光学显示系统到眼球的距离满足阈值要求；其中所述头箍与眼球保持相对固定。

28、优选的，所述阈值设定为0.1mm。

29、一种ar设备，包括头箍、主机和驱动组件；

30、所述头箍用于绑定头部，与眼球保持相对固定；

31、所述主机上至少设置眼球定位系统、ar光学显示系统和自动调节系统；

32、其中所述自动调节系统用于根据眼球定位系统，获取ar光学显示系统到眼球的实际距离；以及用于获取所述实际距离与预先设定的出瞳距离的差值，若所述差值大于等于阈值，通过所述驱动组件调节ar光学显示系统相对头箍的位置，使得所述ar光学显示系统到眼球的距离满足阈值要求。

33、优选的，所述眼球定位系统包括两个红外摄像头和红外补光灯阵列；其中两个所述红外摄像头位置固定且均朝向眼球方向，所述红外补光灯阵列位置固定且沿眼球外沿四周布设。

34、优选的，所述驱动组件包括配套使用的步进电机和移动滑轨；其中所述步进电机固定在主机上，所述移动滑轨固定在头箍上。

35、优选的，所述驱动组件还包括与步进电机的输出轴相连接的减速箱。

36、优选的，所述阈值设定为0.1mm。

37、本发明提供了ar光学显示系统到眼球距离的调节方法、系统和ar设备。与现有技术相比，具备以下有益效果：

38、本发明首先获取ar光学显示系统到眼球的实际距离；然后获取所述实际距离与预先设定的出瞳距离的差值，若所述差值小于等于阈值，则结束自动调节；否则，调节ar光学显示系统到眼球的距离直至满足阈值要求。该方法为用户全程无感的自动调节方法，无需用户手动操作；使用时系统自动调节ar光学显示系统的位置，以尽可能减小ar光学显示系统到眼球的实际距离与预设出瞳距离的差值，实现ar设备的最佳观感。

技术特征：

1.一种ar光学显示系统到眼球距离的调节方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的自动调节方法，其特征在于，所述获取ar光学显示系统到眼球的实际距离，包括：

3.如权利要求2所述的自动调节方法，其特征在于，所述s13中获取所述ar光学显示系统到眼球的实际距离，具体包括：

4.如权利要求1所述的自动调节方法，其特征在于，所述调节ar光学显示系统到眼球的距离直至满足阈值要求，包括：

5.如权利要求1～4任一项所述的自动调节方法，其特征在于，所述阈值设定为0.1mm。

6.一种ar光学显示系统到眼球距离的调节系统，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的自动调节系统，其特征在于，所述测距模块包括：

8.如权利要求7所述的自动调节系统，其特征在于，所述测距子模块具体用于：

9.如权利要求6所述的自动调节系统，其特征在于，所述调节模块具体用于：

10.如权利要求6～9任一项所述的自动调节系统，其特征在于，所述阈值设定为0.1mm。

11.一种ar设备，包括头箍、主机和驱动组件，所述头箍用于绑定头部，与眼球保持相对固定，其特征在于，

12.如权利要求11所述的ar设备，其特征在于，所述眼球定位系统包括两个红外摄像头和红外补光灯阵列；其中两个所述红外摄像头位置固定且均朝向眼球方向，所述红外补光灯阵列位置固定且沿眼球外沿四周布设。

13.如权利要求11所述的ar设备，其特征在于，所述驱动组件包括配套使用的步进电机和移动滑轨；其中所述步进电机固定在主机上，所述移动滑轨固定在头箍上。

14.如权利要求13所述的ar设备，其特征在于，所述驱动组件还包括与步进电机的输出轴相连接的减速箱。

15.如权利要求11～14任一项所述的ar设备，其特征在于，所述阈值设定为0.1mm。

技术总结
本发明提供一种AR光学显示系统到眼球距离的调节方法、系统和AR设备，涉及AR技术领域。本发明提供的方法为用户全程无感的自动调节方法，无需用户手动操作，使用时系统自动调节AR光学显示系统的位置，以尽可能减小AR光学显示系统到眼球的实际距离与预设出瞳距离的差值，实现AR设备的最佳观感。具体在确定眼球位置后，通过空间算法模拟出AR光学显示系统距离眼球的实际距离，通过电路设计驱动步进马达，自动调节AR光学显示系统到眼球的距离，以最大程度接近预设的出瞳距离。

技术研发人员：赵志辉
受保护的技术使用者：北京细红线科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5