本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種VR頭盔設(shè)備視場(chǎng)角測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

視場(chǎng)角，英文Field of View，簡(jiǎn)稱FOV。在顯示系統(tǒng)中，視場(chǎng)角就是顯示器邊緣與觀察點(diǎn)(眼睛)連線的夾角。如圖1所示，AOB角就是水平視場(chǎng)角，BOC就是垂直視場(chǎng)角，AOC角就是對(duì)角線視場(chǎng)角。

在VR頭盔設(shè)備中，人眼透過(guò)透鏡觀察到的影像是一個(gè)虛像。虛像(virtual image)，是一個(gè)物理詞匯。如果光束是發(fā)散的，那么發(fā)散光束的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)的集合叫作物體的虛像。虛像能用眼睛直接觀看，但不能用光屏接受，所以直接量測(cè)比較困難。

目前現(xiàn)有技術(shù)并沒(méi)有一個(gè)很好的方法可以測(cè)量視場(chǎng)角。如果沒(méi)有透鏡參數(shù)，大都通過(guò)計(jì)算屏幕對(duì)物方主點(diǎn)張角估算，這樣結(jié)果較粗略，不精準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，提出一種VR頭盔設(shè)備視場(chǎng)角測(cè)量方法，測(cè)量方法采用孔徑光闌模擬人眼的瞳孔，所述孔徑光闌的中間為通光孔；固定VR頭盔，將孔徑光闌設(shè)置與VR頭盔的透鏡平行，且通光孔中心位于透鏡光軸上，孔徑光闌與透鏡的距離即為出瞳距離；在孔徑光闌一定距離處設(shè)置固定裝置，固定裝置上設(shè)置第一平行光源和第二平行光源；第一平行光源中心與透鏡的主光軸重合，第一平行光源的光束通過(guò)孔徑光闌投射至VR頭盔的屏幕中心；調(diào)整第二平行光源的角度，將其光束通過(guò)孔徑光闌后經(jīng)過(guò)透鏡折射到屏幕的邊緣；測(cè)量第一平行光源與第二平行光源的夾角ω，得到視場(chǎng)角FOV為2ω。

調(diào)整第二平行光源的角度，將其光束通過(guò)孔徑光闌后經(jīng)過(guò)透鏡折射到屏幕的邊緣：該邊緣為上下邊緣時(shí)，測(cè)得的視場(chǎng)角FOV為垂直視場(chǎng)角；該邊緣為左右邊緣時(shí)，測(cè)得的視場(chǎng)角FOV為水平視場(chǎng)角。

優(yōu)選的，控制VR頭盔的屏幕與透鏡距離最近時(shí)候，且設(shè)置透鏡與孔徑光闌的距離最近，測(cè)量得到最大視場(chǎng)角FOV_max。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，透鏡與孔徑光闌的最近距離為6mm。

優(yōu)選的，控制VR頭盔的屏幕與透鏡距離最遠(yuǎn)時(shí)候，且設(shè)置透鏡與孔徑光闌的距離最遠(yuǎn)，測(cè)量得到最小視場(chǎng)角FOV_min。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，透鏡與孔徑光闌的最遠(yuǎn)距離為20mm。

優(yōu)選的，通過(guò)電子角度儀或角度尺測(cè)量第一平行光源與第二平行光源的夾角ω。

優(yōu)選的，所述透鏡為單透鏡或組合透鏡。

優(yōu)選的，所述固定裝置為三腳架。

優(yōu)選的，所述通光孔為圓形，其直徑在1mm以內(nèi)。

優(yōu)選的，所述第一平行光源和第二平行光源的光束寬度在1mm以內(nèi)。

優(yōu)選的，采用平面圖形替代屏幕。將透鏡自VR頭盔設(shè)備中拆除，通過(guò)三腳架或其它設(shè)備將透鏡和平面圖形按照一定距離設(shè)置，以模擬VR頭盔中屏幕與透鏡的位置關(guān)系。然后通過(guò)孔徑光闌、第一平行光源和第二平行光源進(jìn)行視場(chǎng)角測(cè)量。無(wú)需昂貴的裝置，使得測(cè)量更加精確。

本發(fā)明的有益效果

本方案利用光路可逆性原理，通過(guò)一些儀器組合方便準(zhǔn)確地達(dá)到測(cè)量VR頭盔設(shè)備視場(chǎng)角FOV的目的。

廠商宣傳只會(huì)給出一個(gè)最大視場(chǎng)角FOV_max，通過(guò)本發(fā)明方案同時(shí)可以測(cè)得最小視場(chǎng)角FOV_min。

附圖說(shuō)明

圖1為水平視場(chǎng)角與垂直視場(chǎng)角。

圖2為VR頭盔設(shè)備基本成像原理。

圖3為測(cè)量視場(chǎng)角基本方法示意圖。

圖4為孔徑光闌結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為替代屏幕測(cè)量的平面圖形示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此：

如圖2所示，圖中孔徑光闌(4)的位置就是人眼觀察位置。人眼通過(guò)透鏡(3)觀察屏幕(2)時(shí)，實(shí)際觀察到的是屏幕(2)通過(guò)透鏡(3)和孔徑光闌(4)呈現(xiàn)的虛像(1)。屏幕(2)的邊緣光線經(jīng)過(guò)透鏡(3)后對(duì)人眼的張角也就是虛像(1)對(duì)人眼的張角即為視場(chǎng)角，即圖中的FOV。

實(shí)施例1：如圖3所示，一種VR頭盔設(shè)備視場(chǎng)角測(cè)量方法，測(cè)量方法采用孔徑光闌(4)模擬人眼瞳孔，如圖4所示，所述孔徑光闌(4)的中間為通光孔；固定VR頭盔，將孔徑光闌(4)設(shè)置與VR頭盔的透鏡(3)平行，且使通光孔中心位于透鏡光軸上，孔徑光闌(4)與透鏡(3)的距離即為出瞳距離(8)；在孔徑光闌(4)一定距離處設(shè)置固定裝置，固定裝置上設(shè)置第一平行光源(6)和第二平行光源(7)；第一平行光源(6)中心與透鏡(3)的主光軸重合，第一平行光源(6)的光束通過(guò)孔徑光闌(4)投射至VR頭盔的屏幕(2)中心；調(diào)整第二平行光源(7)的角度，將其光束通過(guò)孔徑光闌(4)后經(jīng)過(guò)透鏡(3)折射到屏幕(2)的邊緣；測(cè)量第一平行光源(6)與第二平行光源(7)的夾角ω，得到視場(chǎng)角FOV為2ω。

在本實(shí)施例中，調(diào)整第二平行光源(7)的角度，將其光束通過(guò)孔徑光闌(4)后經(jīng)過(guò)透鏡(3)折射到屏幕(2)的邊緣：該邊緣為上下邊緣時(shí)，測(cè)得的視場(chǎng)角FOV為垂直視場(chǎng)角；該邊緣為左右邊緣時(shí)，測(cè)得的視場(chǎng)角FOV為水平視場(chǎng)角。

實(shí)施例2：如實(shí)施例1所述的一種VR頭盔設(shè)備視場(chǎng)角測(cè)量方法，控制VR頭盔的屏幕(2)與透鏡(3)距離最近時(shí)候，且設(shè)置透鏡(3)與孔徑光闌(4)的距離最近，測(cè)量得到最大視場(chǎng)角FOV_max。

在一些具體實(shí)施例中，透鏡(3)與孔徑光闌(4)的最近距離為6mm。

實(shí)施例3：如實(shí)施例1或2所述的一種VR頭盔設(shè)備視場(chǎng)角測(cè)量方法，控制VR頭盔的屏幕(2)與透鏡(3)距離最遠(yuǎn)時(shí)候，且設(shè)置透鏡(3)與孔徑光闌(4)的距離最遠(yuǎn)，測(cè)量得到最小視場(chǎng)角FOV_min。

在一些具體實(shí)施例中，透鏡(3)與孔徑光闌(4)的最遠(yuǎn)距離為20mm。

實(shí)施例4：如實(shí)施例1所述的一種VR頭盔設(shè)備視場(chǎng)角測(cè)量方法，通過(guò)電子角度儀或角度尺測(cè)量第一平行光源(6)與第二平行光源(7)的夾角ω。

實(shí)施例5：如實(shí)施例1所述的一種VR頭盔設(shè)備視場(chǎng)角測(cè)量方法，所述透鏡(3)為單透鏡或組合透鏡。

實(shí)施例6：如實(shí)施例1所述的一種VR頭盔設(shè)備視場(chǎng)角測(cè)量方法，所述固定裝置為三腳架。

實(shí)施例7：如實(shí)施例1所述的一種VR頭盔設(shè)備視場(chǎng)角測(cè)量方法，所述通光孔為圓形，其直徑在1mm以內(nèi)。

實(shí)施例8：如實(shí)施例1所述的一種VR頭盔設(shè)備視場(chǎng)角測(cè)量方法，所述第一平行光源(6)和第二平行光源(7)的光束寬度在1mm以內(nèi)。

結(jié)合圖3和圖5，在一些實(shí)施方式中，采用平面圖形替代屏幕(2)。此時(shí)，可以將透鏡(3)自VR頭盔設(shè)備中拆除，通過(guò)三腳架或其它設(shè)備將透鏡(3)和平面圖形按照一定距離設(shè)置，以模擬VR頭盔中屏幕(2)與透鏡(3)的位置關(guān)系。然后按照本發(fā)明公開(kāi)的方案通過(guò)調(diào)整孔徑光闌(4)、第一平行光源(6)和第二平行光源(7)進(jìn)行視場(chǎng)角測(cè)量。無(wú)需昂貴的裝置，使得測(cè)量更加精確。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神做舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。