[发明专利]一种测量虚拟显示设备的虚拟场景视场角的方法

说明书

本发明提供了一种测量虚拟显示设备虚拟场景视场角的方法，能实现对虚拟场景的视场角做量化测量。本发明通过仿人眼光学系统绕光阑中心水平和垂直旋转来测量虚拟场景的水平视场角和垂直视场角，采用仿人眼光学系统代替实际的人眼去观察虚拟场景，能实现对虚拟场景的视场角做量化测量。本发明进一步地可以量化测量头戴显示器的虚拟场景深度，通过移动仿人眼光学系统像平面的位置来测量虚拟场景的深度，可以定量分析虚拟显示设备的显示性能，解决了以往只能通过人的主观感受去大致评估头戴显示器的显示性能这一问题，使头戴显示器的显示性能有直观的呈现。

技术领域

本发明属于光学测量技术领域，尤其涉及一种测量虚拟显示设备的虚拟场景视场角的方法。

背景技术

目前的虚拟显示设备主要以头戴显示器为主，头戴显示器是根据人眼特点来进行设计的，人眼可以通过头戴显示器看到虚拟场景，但却只能通过自己的主观感受去大致的评估虚拟显示设备(头戴显示器)的显示性能，而无法对虚拟场景的深度与视场角做精确的测量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种测量虚拟显示设备的虚拟场景视场角的方法，能实现对虚拟场景视场角的量化测量。

为实现上述目的，本发明提供了9种测量虚拟显示设备的虚拟场景视场角的方法的技术方案，具体如下：

一种测量虚拟显示设备的虚拟场景视场角的方法，包括如下步骤：

步骤1，依次放置虚拟显示设备显示屏、虚拟显示设备光学系统、虚拟显示设备出瞳光阑、仿人眼光学系统入瞳光阑、仿人眼光学系统以及仿人眼光学系统传感器；

其中，虚拟显示设备显示屏位于虚拟显示设备光学系统一倍焦距以内，虚拟显示设备显示屏上显示的场景经过虚拟显示设备光学系统成像，形成正立放大的场景虚像；场景虚像经过仿人眼光学系统成像到仿人眼光学系统传感器上；

步骤2，将虚拟显示设备的出瞳光阑中心与仿人眼光学系统入瞳光阑中心重合，仿人眼光学系统位于水平视场角测量旋转起始位置；其中，在所述水平视场角测量旋转起始位置处，仿人眼光学系统传感器上出现一半虚拟场景，一半非虚拟场景，且二者的分界线位于仿人眼光学系统水平视场的中心位置；

将仿人眼光学系统围绕其光阑中心进行水平旋转，仿人眼光学系统传感器上刚好全是虚拟场景时，记录此时的旋转角△h1；虚拟场景的水平视场角为θh＝αh/2+△h1，其中αh为仿人眼光学系统的水平视场角；

将仿人眼光学系统位于垂直视场角测量旋转起始位置；其中，在所述垂直视场角测量旋转起始位置处，仿人眼光学系统传感器上会现一半虚拟场景，一半非虚拟场景，且二者的分界线位于仿人眼光学系统垂直视场的中心位置；

将仿人眼光学系统围绕其光阑中心进行垂直旋转，仿人眼光学系统传感器上刚好全是虚拟场景时，记录此时的旋转角△v1；虚拟场景的垂直视场角为θv＝αv/2+△v1，其中αv为仿人眼光学系统的垂直视场角。

一种测量虚拟显示设备的虚拟场景视场角的方法，包括如下步骤：

步骤1，依次放置虚拟显示设备显示屏、虚拟显示设备光学系统、虚拟显示设备出瞳光阑、仿人眼光学系统入瞳光阑、仿人眼光学系统以及仿人眼光学系统传感器；

其中，虚拟显示设备显示屏位于虚拟显示设备光学系统一倍焦距以内，虚拟显示设备显示屏上显示的场景经过虚拟显示设备光学系统成像，形成正立放大的场景虚像；场景虚像经过仿人眼光学系统成像到仿人眼光学系统传感器上；

步骤2，将虚拟显示设备的出瞳光阑中心与仿人眼光学系统的入瞳光阑中心重合，将仿人眼光学系统位于水平视场角测量旋转起始位置；其中，在所述水平视场角测量旋转起始位置处，仿人眼光学系统传感器上出现一半虚拟场景，一半非虚拟场景，且二者的分界线位于仿人眼光学系统水平视场的中心位置；