[发明专利]头戴式虚拟现实显示设备及自动调整方法

说明书

本发明提供一种头戴式虚拟现实显示设备及自动调整方法。该头戴式虚拟现实显示设备包括第一显示屏、第二显示屏、第一限制元件、第二限制元件、第一光学显示模组、第二光学显示模组、拍摄模组和控制模组。该头戴式虚拟现实显示设备使得第一光学显示模组和第二光学显示模组对透过第一限制元件和第二限制元件的光学图像基本无放大作用，减小光学图像畸变程度，衍射效应较弱，且能自动适应使用者的瞳距及头戴式虚拟现实显示设备佩戴情况，使得使用者通过第一光学显示模组和第二光学显示模组观看到的虚拟显示画面具有最大的灰黑边界，且观看到的画面视角没有明显的缩小。该自动调整方法应用于上述头戴式虚拟现实显示设备。

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，具体而言，涉及一种头戴式虚拟现实显示设备及自动调整方法。

背景技术

目前，头戴式虚拟现实显示设备就不同使用者瞳距的适用方面而言，存在虚拟现实光学显示模组可调和固定两种形式。

对于其光学显示模组可调的头戴式虚拟现实显示设备，使用者可以根据自己的瞳距进行手动调整光学显示模组的物理间距以达到最优的虚拟现实观看体验。对于需要手动调整光学显示模组的物理间距的头戴式虚拟现实显示设备，具有机械结构复杂且调整麻烦等缺点。

对于其光学显示模组固定的头戴式虚拟现实显示设备，当使用者的瞳距偏离光学显示模组的固定物理间距较大时，单目通过光学显示模组易观察到头戴式虚拟现实显示设备的显示屏的有效显示区，通常此有效显示区为矩形，且由于光学显示模组成像是有畸变的，对于有效显示区物理上的矩形边界而言是无法从软件上进行畸变校正的，最终双目观察到的显示画面的边界呈现出带枕形圆弧的异形边界，影响虚拟现实体验的真实感、沉浸感。同时，对于不同的使用者，头围、佩戴习惯的差异，这种异形边界也不同。对于上述问题，目前已有的解决方案有：减小透镜的有效成像口径，此方法的缺点是：为适应大多数使用者都观察不到显示屏矩形边界，需要极大缩小透镜的有效成像口径，如此直接导致了虚拟显示视野急剧缩小，反而降低了虚拟现实体验的沉浸感，管中窥豹的视觉感增强。另一种解决方案是：在显示屏的显示面上增加一限制 显示屏显示画面可被裸眼观察到的区域，该区域通常为圆形或椭圆或其它近圆形形状的限制片，如图1 所示。由于在显示屏显示端限制了显示画面的边界，对于任一使用者，最终看到的都是此圆形边界显示画面经过光学显示模组后的由于畸变而具有近圆形边界的虚拟显示画面，该方法虽然能够解决异形边界的问题，然而，由于显示屏出射的光源会在该限制片的边界产生一定的衍射效应，使用者通过光学显示模组后观看到该边界带有与周边画面颜色不一致的某一种色彩，也会影响虚拟现实的视觉体验。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能自动适应瞳距且视场较大、边界无畸变和无边界衍射的头戴式虚拟现实显示设备及自动调整方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明较佳实施例提供一种头戴式虚拟现实显示设备，包括：第一显示屏、第二显示屏、第一限制元件、第二限制元件、第一光学显示模组、第二光学显示模组、拍摄模组和控制模组；

所述第一光学显示模组与第一显示屏相对设置，所述第一限制元件设置于所述第一光学显示模组与第一显示屏之间且靠近所述第一光学显示模组的位置，所述第二光学显示模组与第二显示屏相对设置，所述第二限制元件设置于所述第二光学显示模组与第二显示屏之间且靠近所述第二光学显示模组的位置，所述拍摄模组设置在不干扰使用者观看虚拟显示画面且能捕获到使用者双眼图像的头戴式虚拟现实显示设备内任一处，所述控制模组电连接在所述拍摄模组与所述第一限制元件和第二限制元件之间；

所述第一显示屏用于显示第一高亮矩形边框，所述第二显示屏用于显示第二高亮矩形边框，所述第一高亮矩形边框为所述第一显示屏的有效显示矩形区域的边界，所述第二高亮矩形边框为所述第二显示屏的有效显示矩形区域的边界；

所述拍摄模组用于拍摄靠近所述第一光学显示模组的眼睛反射的图像和靠近所述第二光学显示模组的眼睛反射的图像并发送至所述控制模组；