[发明专利]头戴显示设备的光轴校准方法

权利要求书

1.一种头戴显示设备的光轴校准方法，其特征在于：

头戴显示设备包括菲涅尔透镜和显示屏；

显示屏向菲涅尔透镜的方向投射校准图像，所述校准图像标记出显示屏的显示中心，通过显示屏投射的校准图像使菲涅尔透镜产生环形条纹光斑；

用拍摄设备通过菲涅尔透镜拍摄显示屏，获取校准图像和环形条纹光斑，拍摄设备预设有拍摄中心；

根据环形条纹光斑确定菲涅尔透镜的透镜中心，校准调节菲涅尔透镜的位置以使所述透镜中心与拍摄中心对正；

校准调节显示屏的位置以使所述显示中心与拍摄中心对正；

显示屏上不显示校准图像的区域不投射光线，显示屏远离菲涅尔透镜的一侧布设黑色背底。

2.根据权利要求1所述的头戴显示设备的光轴校准方法，其特征在于，所述校准图像为圆环与十字的组合图形，十字位于圆环的中心，十字位于显示中心；

或者，所述校准图像为圆环，圆环的圆心位于显示中心；

或者，所述校准图像为十字，十字位于显示中心。

3.根据权利要求1所述的头戴显示设备的光轴校准方法，其特征在于，菲涅尔透镜和显示屏设置在暗箱环境中。

4.根据权利要求1所述的头戴显示设备的光轴校准方法，其特征在于，采用图像分析软件对校准图像和环形条纹光斑进行分析，图像分析软件根据拍摄设备的像素形成像素坐标，通过像素坐标确定显示中心和透镜中心相对于拍摄中心的位置。

5.根据权利要求1所述的头戴显示设备的光轴校准方法，其特征在于，所述拍摄设备拍摄显示屏的曝光时间大于或等于50万微秒，所述拍摄设备拍摄显示屏时的光圈F值小于5.6。

6.根据权利要求1所述的头戴显示设备的光轴校准方法，其特征在于，对环形条纹光斑的形状进行检测分析，获取菲涅尔透镜相对于拍摄设备的成像平面的倾斜度，调整菲涅尔透镜的姿态以使菲涅尔透镜的轴线垂直于拍摄设备的成像平面。

7.根据权利要求1所述的头戴显示设备的光轴校准方法，其特征在于，采用机械手校准调节菲涅尔透镜和显示屏位于头戴显示设备中的位置。

8.根据权利要求1所述的头戴显示设备的光轴校准方法，其特征在于，在头戴显示设备中设置垫塞物以校准调节菲涅尔透镜和显示屏位于头戴显示设备中的位置。

9.根据权利要求1所述的头戴显示设备的光轴校准方法，其特征在于，所述方法应用于头戴显示设备的装配过程中，完成对菲涅尔透镜和显示屏的校准调节后，再将菲涅尔透镜和显示屏与头戴显示设备形成固定连接。