本發明涉及虛擬現實技術領域，尤其涉及一種應用于虛擬現實設備中的調焦方法和裝置。

背景技術：

虛擬現實設備是現代顯示技術中的一種全新技術，在增強顯示、虛擬現實以及立體顯示等方面有著重要應用。虛擬現實設備的佩戴者通過虛擬現實設備看到的虛擬畫面，具有很強的立體感。

針對不同視力的人群，現有的虛擬現實設備可以加裝多種規格的鏡片，以讓不同視力的佩戴者能否看清楚虛擬畫面。但是，針對不同視力的佩戴者，需要佩戴者在使用前調節鏡片，使用起來特別麻煩。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種調焦方法和裝置，方便不同視力的佩戴者使用虛擬現實設備。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于人眼視力的調焦方法，包括：

獲取佩戴虛擬現實設備的佩戴者眼睛的瞳孔面積；

根據預設的瞳孔面積與第一調節距離之間的對應關系確定是否有與所述瞳孔面積對應的第一調節距離；

如果有第一調節距離，則將所述虛擬現實設備的鏡片到屏幕之間的距離調整為所述第一調節距離，使得所述佩戴者眼睛處于對焦狀態。

進一步的，如果沒有與所述瞳孔面積對應的第一調節距離，則：

根據所述瞳孔面積計算該佩戴者的近視度數；

獲取第一參數和第二參數，其中，所述第一參數為佩戴者眼睛到虛擬現實設備的鏡片之間的距離，所述第二參數為該虛擬現實設備的鏡片到屏幕之間的距離；

根據所述第一參數、第二參數和該佩戴者的近視度數計算得到第二調節距離；

調整該虛擬現實設備的鏡片到屏幕之間的距離至所述第二調節距離使得所述佩戴者眼睛處于對焦狀態。

進一步的，根據所述瞳孔面積計算該佩戴者的近視度數包括：

如果所述瞳孔面積S為30.74～36.36mm²，則確定該佩戴者的近視度數H為：

H＝|S-30|*S*1.68；

如果所述瞳孔面積S為36.37～41.41mm²，則確定該佩戴者的近視度數H為：

H＝|S-30|*S*1.25；

如果所述瞳孔面積S為42.61～48.57mm²，則確定該佩戴者的近視度數H為：

H＝|S-30|*S*1.08。

進一步的，所述根據所述第一參數、第二參數和該佩戴者的近視度數計算所述第二調節距離包括：

根據下式計算所述第二調節距離Y₂：

Y₂＝K+Y₁-1/φ

其中，K為第一參數，Y₁為第二參數，φ為佩戴者眼睛的屈光度，并且φ＝H/100。

進一步的，還包括：

獲取該佩戴者的瞳距，其中，所述瞳距為該佩戴者眼睛的瞳孔之間的距離；

根據該佩戴者的瞳距調整該虛擬現實設備的瞳距。

本發明還提供了一種基于人眼視力的調焦裝置，包括：

瞳孔面積獲取模塊，用于獲取佩戴虛擬現實設備的佩戴者眼睛的瞳孔面積；

第一調節距離確定模塊，用于根據預設的瞳孔面積與第一調節距離之間的對應關系確定是否有與所述瞳孔面積對應的第一調節距離；

第一對焦模塊，用于如果有第一調節距離，則將所述虛擬現實設備的鏡片到屏幕之間的距離調整為所述第一調節距離，使得所述佩戴者眼睛處于對焦狀態。

進一步的，還包括第二調節距離確定模塊，所述第二調節距離確定模塊包括：

近視度數計算模塊，用于根據所述瞳孔面積計算該佩戴者的近視度數；

參數獲取模塊，用于獲取第一參數和第二參數，其中，所述第一參數為佩戴者眼睛到虛擬現實設備的鏡片之間的距離，所述第二參數為該虛擬現實設備的鏡片到屏幕之間的距離；

第二調節距離計算模塊，用于根據所述第一參數、第二參數和該佩戴者的近視度數計算得到第二調節距離；

第二對焦模塊，用于調整該虛擬現實設備的鏡片到屏幕之間的距離至所述第二調節距離使得所述佩戴者眼睛處于對焦狀態。

進一步的，所述近視度數計算模塊包括：

第一近視度數計算子模塊，用于如果所述瞳孔面積S為30.74～36.36mm²，則確定該佩戴者的近視度數H為：

H＝|S-30|*S*1.68；

第二近視度數計算子模塊，用于如果所述瞳孔面積S為36.37～41.41mm²，則確定該佩戴者的近視度數H為：

H＝|S-30|*S*1.25；

第三近視度數計算子模塊，用于如果所述瞳孔面積S為42.61～48.57mm²，則確定該佩戴者的近視度數H為：

H＝|S-30|*S*1.08。

進一步的，所述第二調節距離計算模塊包括：

根據下式計算所述第二調節距離Y₂：

Y₂＝K+Y₁-1/φ

其中，K為第一參數，Y₁為第二參數，φ為佩戴者眼睛的屈光度，并且φ＝H/100。

進一步的，還包括：

瞳孔距離獲取模塊，用于獲取該佩戴者的瞳距，其中，所述瞳距為該佩戴者眼睛的瞳孔之間的距離；

瞳距調整模塊，用于根據該佩戴者的瞳距調整該虛擬現實設備的瞳距。

本發明提供的調焦方法和裝置根據佩戴者眼睛的瞳孔面積調整虛擬現實設備的鏡片到屏幕之間距離為第一調節距離，使得佩戴者眼睛處于對焦狀態，從而適配不同視力的佩戴者，不再需要佩戴者更換鏡片或手動調節焦距，使用更為方便。

進一步，本發明提供的調焦方法和裝置根據佩戴者的瞳孔面積來計算近視度數，結合第一參數和第二參數計算該佩戴者在對焦狀態下鏡片與屏幕之間的第二距離，將對佩戴者的近視度數的調節轉換為對鏡片至屏幕之間的距離的調節，從而滿足不同視力用戶的使用需求。而且本發明提供的調焦方法和裝置通過對現有的虛擬現實設備稍加改造即可實現，對虛擬現實設備的硬件結構的改造成本也較小。

附圖說明

圖1是本發明第一實施方式的調焦方法的流程圖；

圖2是本發明第二實施方式的調焦方法的流程圖；

圖3為本發明實施方式中的調整瞳距的流程圖；

圖4是本發明的虛擬現實設備的結構示意圖；

圖5是本發明調焦裝置一實施方式的示例性的功能模塊圖；

圖6是圖5示出的調焦裝置中近視度數計算模塊的功能模塊圖。

主要元件符號說明

如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本發明。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特征和優點，下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施方式及實施方式中的特征可以相互組合。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，所描述的實施方式僅僅是本發明一部分實施方式，而不是全部的實施方式?；诒景l明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本發明保護的范圍。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在于限制本發明。

在本發明的各實施例中，近視眼是指遠處物體反射或者發出的光線經眼球折光后，聚焦在視網膜前而不能在視網膜上形成清晰的物像。所述的瞳孔面積是指佩戴者眼睛處于黑暗環境(背景光的光照度低于0.02Lux)中測試得到的瞳孔面積。在對人類瞳孔面積與近視關系的研究中發現，正常人眼睛(即正視眼)在黑暗環境下的瞳孔面積為(30.21±6.29)mm²，近視人群的眼睛的瞳孔面積為(39.30±9.24)mm²，正視眼與近視眼的瞳孔面積的差異有著顯著的統計學差異(P<0.01)，近視眼的瞳孔面積較正視眼的瞳孔面積大，并且瞳孔面積隨著近視度數的加深而增大。

圖1是本發明第一實施方式的調焦方法的流程圖，如圖1所示，該調焦方法包括如下步驟：

步驟S110：獲取佩戴虛擬現實設備的佩戴者眼睛的瞳孔面積。

在具體實施方式中，可以采用設置在虛擬現實設備內的紅外攝像頭在黑暗環境中實時拍攝佩戴者眼睛的瞳孔的動態變化圖像，對動態變化圖像處理分析得到佩戴者眼睛的瞳孔面積。在本實施例中，可以根據佩戴者的設置單獨對佩戴者的左眼、或者右眼進行測試，也可以同時測試佩戴者兩眼的瞳孔面積。

步驟S120：根據預設的瞳孔面積與第一調節距離之間的對應關系確定是否有與所述瞳孔面積對應的第一調節距離。

在本實施例中，該瞳孔面積與第一調節距離對應可以是：

1、瞳孔面積與第一調節距離一一對應，不同面積的瞳孔面積對應著不同距離的第一調節距離。例如，面積為31.45mm²的瞳孔面積對應的第一調節距離為36mm，面積為35.43mm²的瞳孔面積對應的第一調節距離為37.5mm。

2、多個瞳孔面積與一第一調節距離對應，例如，瞳孔面積為31.45mm²和32.45mm²均對應于第一調節距離。

3、一個區間的瞳孔面積與一第一調節距離對應，例如可以是數值在30.74～31.22mm²的區間的瞳孔面積對應于一第一調節距離。

該第一調節距離及其對應的瞳孔面積可以存儲在虛擬現實設備的存儲器中，例如可以將瞳孔面積和第一調節距離對應存儲在一資料數據庫中，根據獲得的瞳孔面積來檢索與該瞳孔面積對應的第一調節距離，如果能夠從該資料數據庫中檢索到與該瞳孔面積對應的第一調節距離，則可以確定有與所述瞳孔面積對應的第一調節距離；否則，確定沒有與該瞳孔面積對應的第一調節距離。

步驟S130：如果有第一調節距離，則將所述虛擬現實設備的鏡片到屏幕之間的距離調整為所述第一調節距離，使得所述佩戴者眼睛處于對焦狀態。

上述的對焦狀態是指虛擬現實設備的屏幕顯示影像發出的光線透過鏡片聚焦在佩戴者眼睛的視網膜上，使得佩戴者可以清楚看到虛擬現實設備的屏幕上顯示的影像。在本步驟中，調整鏡片到屏幕之間的距離至第一調節距離，使得屏幕影像的光線通過鏡片聚焦在眼睛的視網膜上，佩戴者得以清楚看到虛擬現實設備的屏幕上顯示的影像。

本實施方式提供的所述調焦方法根據佩戴者眼睛的瞳孔面積調整虛擬現實設備的鏡片到屏幕之間距離為第一調節距離，使得佩戴者眼睛處于對焦狀態，從而快速適配不同視力的佩戴者，不再需要佩戴者更換鏡片或手動調節焦距，使用更為方便。

圖2為本發明第二實施方式的調焦方法的流程圖。所述的第二實施方式與第一實施方式的主要區別在于，第二實施方式為更優選的實施方式。需要說明的是，在本發明的精神或基本特征的范圍內，適用于第一實施方式中的各具體方案也可以相應的適用于第二實施方式中，為節省篇幅及避免重復起見，在此就不再贅述。

如圖2所示，該調焦方法包括如下步驟：

步驟S210：獲取佩戴虛擬現實設備的佩戴者眼睛的瞳孔面積。

步驟S220：判斷是否有與該佩戴者的瞳孔面積對應的第一調節距離，如果有，則進入步驟S230，否則，進入步驟S240。

步驟S230：將所述虛擬現實設備的鏡片到屏幕之間的距離調整為所述第一調節距離，使得所述佩戴者眼睛處于對焦狀態。

步驟S240：根據所述瞳孔面積計算該佩戴者的近視度數。

近視度數用來衡量眼球屈光不正的程度。根據近視度數的高低，可以將近視程度分為低、中、高度近視。根據對瞳孔面積與近視度數的研究中發現，低度近視患者的瞳孔面積為30.74～36.36mm²；中度近視患者的瞳孔面積為36.37～41.41mm²，高度近視患者的瞳孔面積為42.61～48.57mm²，并且上述的低、中、高度近視眼患者的瞳孔面積有著顯著的統計學差異(P<0.01)，因此，人類眼球的瞳孔面積與近視度數之間存在規律變化。

通過大量實驗和數據分析，在本實施例中，可以應用如下公式根據所述瞳孔面積計算該佩戴者的近視度數：

如果所述瞳孔面積S為30.74～36.36mm²，則確定該佩戴者的近視度數H為：

H＝|S-30|*S*1.68；

如果所述瞳孔面積S為36.37～41.41mm²，則確定該佩戴者的近視度數H為：

H＝|S-30|*S*1.25；

如果所述瞳孔面積S為42.61～48.57mm²，則確定該佩戴者的近視度數H為：

H＝|S-30|*S*1.08。

步驟S250：獲取第一參數和第二參數，其中，所述第一參數為佩戴者眼睛到虛擬現實設備的鏡片之間的距離，所述第二參數為該虛擬現實設備的鏡片到屏幕之間的距離。

在本實施例中，在佩戴者佩戴虛擬現實設備后，可以通過安裝在虛擬現實設備中的超聲波或者紅外測距傳感器測出眼睛到鏡片之間的距離作為第一參數。另外，第二參數可以通過虛擬現實設備中的超聲波或者紅外測距傳感器檢測佩戴者在調焦前鏡片到屏幕之間的距離作為第二參數。

步驟S260：根據所述第一參數、第二參數和該佩戴者的近視度數計算得到第二調節距離。

在本實施例中，可以根據下式計算所述第二調節距離Y₂：

Y₂＝K+Y₁-1/φ

其中，K為第一參數，Y₁為第二參數，φ為佩戴者眼睛的屈光度，并且φ＝H/100，其中，H為步驟240得到的近視度數。

步驟S270：調整該虛擬現實設備的鏡片到屏幕之間的距離至所述第二調節距離使得所述佩戴者眼睛處于對焦狀態。

在一些實施方式中，還可以將上述的瞳孔面積和與該瞳孔面積對應的第二調節距離存儲在虛擬現實設備中，在后續檢測到具有該瞳孔面積的用戶佩戴該虛擬現實設備后，可以根據瞳孔面積查找該第二調節距離，將鏡片與屏幕之間的距離快速調整為該第二調節距離，滿足不同視力人群的使用需求。

本第二實施方式提供的所述調焦方法除了具有在第一實施方式中所提到的技術效果之外，在無法根據瞳孔面積確定鏡片與屏幕之間的距離的情況下，還可以根據第一參數和第二參數計算該佩戴者在對焦狀態下鏡片與屏幕之間的第二距離，將對佩戴者的近視度數的調節轉換為對鏡片至屏幕之間的距離的調節，滿足不同視力用戶的使用需求，而且本實施例提供的調焦方法可以對現有的虛擬現實設備稍加改造即可實現，對虛擬現實設備的硬件結構的改造成本也較小。

圖3為本發明第三實施方式的調焦方法的流程圖。

所述的第三實施方式是基于第一實施方式和第二實施方式的方案，進一步為了達到適應佩戴者眼睛瞳距的目的，所述的第三實施方式還可以包括以下調整瞳距的步驟。

步驟S310：獲取該佩戴者的瞳距，其中，所述瞳距為該佩戴者眼睛的瞳孔之間的距離。本步驟中，可以通過虛擬現實設備的攝像頭獲取佩戴者兩只眼睛的瞳孔之間的距離。

步驟S320：根據該佩戴者的瞳距調整該虛擬現實設備的瞳距。

一般而言，各佩戴者的兩瞳孔之間的瞳距各有差異，根據佩戴者眼睛的瞳距調整虛擬現實設備的瞳距，使得虛擬現實設備的鏡片的位置與佩戴者的眼睛適配，便于佩戴者使用該虛擬現實設備。

以上是對本發明所提供的方法進行的詳細描述。根據不同的需求，所示流程圖中方塊的執行順序可以改變，某些方塊可以省略。下面對本發明所提供的裝置進行描述。

圖4為本發明提供的可應用上述各實施方式的電子設備的結構示意圖。如圖4所示，虛擬現實設備100包括存儲器120。存儲器120存儲有應用于虛擬現實設備100的調焦裝置200。所述的調焦裝置200可根據佩戴者眼睛的瞳孔面積調整虛擬現實設備的鏡片到屏幕之間距離為第一調節距離，使得佩戴者眼睛處于對焦狀態，滿足不同視力用戶的使用需求。

本實施方式中，虛擬現實設備100還可以包括屏幕160及處理器110。存儲器120、屏幕160可以分別與處理器110電連接。所述的存儲器110可以是不同類型存儲設備，用于存儲各類數據。例如，可以是虛擬現實設備100的內存，還可以是可外接于該虛擬現實設備100的存儲卡，如閃存、SM卡(Smart Media Card，智能媒體卡)、SD卡(Secure Digital Card，安全數字卡)等。存儲器120用于存儲各類數據，例如，所述虛擬現實設備100中安裝的各類應用程序(Applications)、圖片或者視頻等信息。

屏幕160安裝于虛擬現實設備100內，用于顯示各類影像，包括圖片、視頻、網頁頁面、各類程序或游戲的交互界面等。處理器110用于執行所述調節裝置200以及所述虛擬現實設備100內安裝的各類軟件，例如操作系統及游戲程序等。處理器110包含但不限于處理器(Central Processing Unit，CPU)、微控制單元(Micro Controller Unit，MCU)等用于解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數據的裝置。紅外攝像頭140與處理器110電連接，優選在虛擬現實設備的左眼鏡片和右眼鏡片上各安裝一個，用于測量佩戴者左眼或者右眼的瞳孔面積。測距傳感器130可以是紅外測距傳感器或者超聲波測距傳感器，用于檢測佩戴者眼睛到鏡片之間的距離，以及虛擬現實設備100的鏡片到屏幕160之間的距離。鏡片焦距調節系統150用于根據處理器110的指令移動鏡片的位置，調整鏡片至屏幕160之間的距離。

所述的調焦裝置200可以被分割成一個或多個模塊，所述一個或多個模塊被存儲在虛擬現實設備100的存儲器120中并被配置成由一個或多個處理器(本實施方式為一個處理器110)執行，以完成本發明。例如，參閱圖5所示，所述調焦裝置200可以被分割成瞳孔面積獲取模塊210、第一調節距離確定模塊220、第一對焦模塊230、近視度數計算模塊250、參數獲取模塊260、第二調節距離計算模塊270、第二對焦模塊280和瞳距調整模塊240。本發明所稱的模塊是完成一特定功能的程序段，比程序更適合于描述軟件在處理器中的執行過程。

可以理解的是，對應上述消息提醒方法中的各實施方式，調焦裝置200可以被分割成圖5中所示的各功能模塊中的一部分或全部，各模塊的功能將在以下具體介紹。需要說明的是，以上調焦方法的各實施方式中相同的名詞相關名詞及其具體的解釋說明也可以適用于以下對各模塊的功能介紹。為節省篇幅及避免重復起見，在此就不再贅述。

瞳孔面積獲取模塊210，用于獲取佩戴虛擬現實設備的佩戴者眼睛的瞳孔面積。

第一調節距離確定模塊220，用于根據預設的瞳孔面積與調節距離之間的對應關系確定是否有與所述瞳孔面積對應的第一調節距離。

第一對焦模塊230，用于如果有第一調節距離，則將所述虛擬現實設備的鏡片到屏幕之間的距離調整為所述第一調節距離，使得所述佩戴者眼睛處于對焦狀態。

近視度數計算模塊250，用于根據所述瞳孔面積計算該佩戴者的近視度數。

參閱圖6所示，所述近視度數計算模塊250包括：

第一近視度數計算子模塊251，用于如果所述瞳孔面積S為30.74～36.36mm²，則確定該佩戴者的近視度數H為：

H＝|S-30|*S*1.68；

第二近視度數計算子模塊252，用于如果所述瞳孔面積S為36.37～41.41mm²，則確定該佩戴者的近視度數H為：

H＝|S-30|*S*1.25；

第三近視度數計算子模塊253，用于如果所述瞳孔面積S為42.61～48.57mm²，則確定該佩戴者的近視度數H為：

H＝|S-30|*S*1.08。

參數獲取模塊260，用于獲取第一參數和第二參數，其中，所述第一參數為佩戴者眼睛到虛擬現實設備的鏡片之間的距離，所述第二參數為該虛擬現實設備的鏡片到屏幕之間的距離。

第二調節距離計算模塊270，用于根據所述第一參數、第二參數和該佩戴者的近視度數計算得到第二調節距離。

所述第二調節距離計算模塊270包括：

根據下式計算所述調節距離Y₂：

Y₂＝k+Y₁-1/φ

其中，K為第一參數，Y₁為第二參數，φ為佩戴者眼睛的屈光度，并且φ＝H/100。

第二對焦模塊280，用于調整該虛擬現實設備的鏡片到屏幕之間的距離至所述第二調節距離使得所述佩戴者眼睛處于對焦狀態。

此外，該調焦裝置還包括瞳距調整模塊240，所述瞳距調整模塊240包括：

瞳孔距離獲取子模塊241，用于獲取該佩戴者的瞳距，其中，所述瞳距為該佩戴者眼睛的瞳孔之間的距離；

瞳距調整子模塊242，用于根據該佩戴者的瞳距調整該虛擬現實設備的瞳距。

本實施例提供的調焦裝置根據佩戴者眼睛的瞳孔面積調整虛擬現實設備的鏡片到屏幕之間距離為第一調節距離，使得佩戴者眼睛處于對焦狀態，從而適配不同視力的佩戴者，不再需要佩戴者更換鏡片或手動調節焦距，使用更為方便。

進一步，本發明實施例提供的調焦裝置根據佩戴者的瞳孔面積來計算近視度數，結合第一參數和第二參數計算該佩戴者在對焦狀態下鏡片與屏幕之間的第二距離，將對佩戴者的近視度數的調節轉換為對鏡片至屏幕之間的距離的調節，滿足不同視力用戶的使用需求，而且本實施例提供的調焦方法可以對現有的虛擬現實設備稍加改造即可實現，對虛擬現實設備的硬件結構的改造成本也較小。

在本發明所提供的幾個具體實施方式中，應該理解到，所揭露的裝置和方法，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的裝置實施方式僅僅是示意性的，例如，所述模塊的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式。對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化涵括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。此外，顯然“包括”一詞不排除其他單元或步驟，單數不排除復數。裝置權利要求中陳述的多個單元或裝置也可以由同一個單元或裝置通過軟件或者硬件來實現。第一，第二等詞語用來表示名稱，而并不表示任何特定的順序。

以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照以上較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換都不應脫離本發明技術方案的精神和范圍。