CN106874895A - 一种视线追踪装置及头戴式显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种视线追踪装置及头戴式显示设备，其中，该视线追踪装置包括：包括红外摄像机、红外灯组和控制电路，所述控制电路与所述红外灯组电连接，所述红外灯组包括至少两个设置于不同位置的红外灯；所述红外摄像机，用于采集在所述红外灯点亮时用户的眼球图像；所述控制电路，用于在所述视线追踪装置工作于虹膜识别和视线追踪时分别控制所述红外灯组中的达到有效工作亮度的红外灯个数，所述有效工作亮度指该亮度不小于阈值亮度。本发明使得视线追踪装置工作于虹膜识别时能够较快获取用户身份，工作于视线追踪时，更加精确的获取用户视线方向。

Description

一种视线追踪装置及头戴式显示设备

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，具体而言，涉及一种视线追踪装置及头戴式显示设备。

背景技术

现有的视线追踪装置可以同时具备视线追踪功能和虹膜识别功能，一方面使得视线追踪装置可以获取用户的视线方向，同时可以准确识别用户身份。

发明人在研究中发现，现有技术中在实现视线追踪功能和虹膜识别功能时都是同时使用摄像机在红外补光灯补光的情况下对眼部区域进行拍摄抓取眼部图像，然后依赖不同的图像识别算法判断出眼睛的注视点位置及用户身份信息，在这两个过程中，达到有效工作亮度的红外灯个数不会改变，即红外灯在虹膜识别和视线追踪时，达到有效工作亮度的红外灯的个数均一致。由此在达到有效工作亮度的红外灯个数较多时，造成了视线追踪装置工作于虹膜识别时，由于红外摄像机采集的眼球图像上包括较多的红外光斑，会局部遮挡虹膜图像，造成无法获取全部的眼部特征。或者在红外灯个数较少时，造成了视线追踪装置工作于视线追踪时，由于红外摄像机采集的眼球图像上的红外光斑较少，容易在虹膜区域上采集不到红外光斑，造成视线方向计算不精确或无法计算。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种视线追踪装置及头戴式显示设备，以在该视线追踪装置工作于虹膜识别时减少红外灯组中达到有效工作亮度的红外灯个数避免过多红外灯对眼部特征值采集的干扰问题，以及在该视线追踪装置工作于视线追踪时，增加达到有效工作亮度的红外灯的个数使得视线追踪更加精确。

第一方面，本发明实施例提供了一种视线追踪装置，包括红外摄像机、红外灯组和控制电路，所述控制电路与所述红外灯组电连接，所述红外灯组包括至少两个设置于不同位置的红外灯；

所述红外摄像机，用于采集在所述红外灯点亮时用户的眼球图像；

所述控制电路，用于在所述视线追踪装置工作于虹膜识别和视线追踪时分别控制所述红外灯组中的达到有效工作亮度的红外灯个数，所述有效工作亮度指该亮度不小于阈值亮度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，所述红外灯组包括设置于第一位置的红外灯组和设置于第二位置的红外灯组，设置于该第一位置的红外灯组工作时发出的红外光不直接照射用户的眼球，设置于该第二位置的红外灯组工作时发出的红外光直接照射用户的眼球；

所述控制电路，用于在所述视线追踪装置工作于虹膜识别时控制设置于第一位置的红外灯组达到有效工作亮度，在所述视线追踪装置工作于视线追踪时控制设置于第二位置的红外灯组达到有效工作亮度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，所述红外摄像机与所述控制电路电连接；

所述红外摄像机，还用于将所述眼球图像和所述红外光照射所述红外摄像机上形成的虹膜图像传输到所述控制电路；

所述控制电路，还用于调节达到有效工作亮度的所述红外灯的亮度使得所述眼球图像的灰度值达到预设灰度值。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，所述红外灯组包括第一红外灯和第二红外灯，所述第一红外灯的数量小于所述第二红外灯的数量；

所述控制电路，用于在所述视线追踪装置工作于虹膜识别时，控制所述第一红外灯达到有效工作亮度，控制所述第二红外灯的亮度小于所述阈值亮度；以及，用于在所述视线追踪装置工作于视线追踪时，控制所述第一红外灯的亮度小于所述阈值亮度，控制所述第二红外灯达到有效工作亮度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，所述控制电路与各个所述红外灯分别电连接；

所述控制电路，用于在所述视线追踪装置工作于虹膜识别时，控制第一设定数量的所述红外灯达到有效工作亮度；以及，用于在所述视线追踪装置工作于视线追踪时，控制第二设定数量的所述红外灯达到有效工作亮度；所述第一设定数量小于所述第二设定数量。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，所述第一位置的红外灯组包括至少两个红外灯，所述第二位置的红外灯组包括至少3个红外灯；

所述第一位置的红外灯组中的各个红外灯的发光波长小于所述第二位置的红外灯组中的红外灯的发光波长。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，所述第一位置的红外灯组中至少两个红外灯的发光波长不同。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，所述红外摄像机包括第一红外摄像机和第二红外摄像机，所述控制电路还用于当视线追踪装置工作于虹膜识别时，控制第一红外摄像机工作；当视线追踪装置工作于视线追踪时，控制第二红外摄像机工作。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，所述控制电路还用于在所述红外灯达到有效工作亮度时，控制所述红外摄像机开始工作。

第二方面，本发明实施例提供了一种头戴式显示设备，包括第一方面至第一方面的第八种可能的实施方式中的任一种视线追踪装置。

本发明实施例提供的一种视线追踪装置及头戴式显示设备，与现有技术中的视线追踪装置相比，其红外灯组包括至少两个设置于不同位置的红外灯，控制电路在视线追踪装置工作于虹膜识别和视线追踪时能够分别控制所述红外灯组中的达到有效工作亮度的红外灯个数，使得视线追踪装置在这两种工作状态下，达到有效工作亮度的红外灯的个数不一样，从而使得视线追踪装置可以在工作于虹膜识别和视线追踪时，分别控制红外灯组中达到有效工作亮度的红外灯的个数，使得视线追踪装置工作于虹膜识别时有效工作亮度的红外灯的个数少，使得红外摄像机获得的用户眼球图像上没有较多的红外光斑，从而可以通过获取全部的眼部特征而识别用户身份。以及使得视线追踪装置工作于视线追踪时有效工作亮度的红外灯的个数较多，使得红外摄像机获得的用户眼球图像上的红外光斑较多，从而更加精确的获得用户的视线方向。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种视线追踪装置的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的圆环形红外灯板的实物示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的控制电路的电路图；

图4示出了本发明实施例所提供的头戴式虚拟现实眼镜实物示意图。

图标：101-红外摄像机；102-红外灯组；103-控制电路；1021-红外灯；400-圆环形红外灯板；401-眼镜框架；402-镜头。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例1提供了一种视线追踪装置，如图1所示，包括红外摄像机101，还包括红外灯组102和控制电路103，其中控制电路103和红外灯组102电连接，其中，红外灯组102包括至少两个设置于不同位置的红外灯1021，其中红外摄像机101可以与控制电路103电连接。

红外摄像机101，用于采集在上述红外灯1021点亮时用户的眼球图像。

当上述视线追踪装置工作时，且所处环境较为黑暗，则红外摄像机101需要在红外灯1021点亮时采集用户的眼球图像。

控制电路103，用于在视线追踪装置工作于虹膜识别和视线追踪时分别控制红外灯组102中的达到有效工作亮度的红外灯1021的个数，该有效工作亮度指该亮度不小于阈值亮度。

其中达到有效工作亮度的红外灯1021是指该亮度的红外灯直接照射到用户眼球时，红外摄像机101采集到该用户眼球图像时，在虹膜区域采集到的红外光斑会遮挡局部的虹膜图像，使得无法提取全部的眼部特征。如果红外灯1021的亮度极暗，其照射到用户眼球时，红外摄像机提取的眼球图像中的虹膜图像，并没有被局部遮挡，不影响提取全部的眼部特征值，则称为此部分亮度极暗的红外灯1021并没有达到有效工作亮度。为了便于一下叙述方便，将通过达到有效工作亮度的红外灯1021照射形成的红外光斑称为包含红外光斑，将没有达到有效工作亮度的红外灯1021照射眼球图像时形成的红外光斑称为没有形成红外光斑，因为此时的红外光斑在采集眼部特征值时没形成干扰，在视线追踪时，对计算视线方向也没起到作用。

阈值亮度值可以通过多次试验得出，小于阈值亮度的红外灯照射用户眼球时，红外摄像机获取的眼球图像中的虹膜图像上，所成的红外光斑的亮度特别低，或者红外光斑特别小，不影响提取用户的眼部特征值。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1提出的技术方案中，红外灯组包括设置于第一位置的红外灯组和设置于第二位置的红外灯组，设置于该第一位置红外灯组工作时发出的红外光工作时发出的红外光不直接照射用户的眼球，设置于该第二位置的红外灯组工作时发出的红外光工作时发出的红外光直接照射用户的眼球。

控制电路，用于在视线追踪装置工作于虹膜识别时控制设置于第一位置的红外灯组达到有效工作亮度，在视线追踪装置工作于视线追踪时控制设置于第二位置的红外灯组达到有效工作亮度。

其中，设置于第一位置的红外灯工作时不直接照射用户眼球指的是该位置的红外灯在达到有效工作亮度时，没有直接照射人眼，而是照射其他地方，比如用户的眼皮，通过漫反射照射人眼，然后在红外摄像机上成像，红外摄像机获得了用户的眼球图像，且该眼球图像上的虹膜区域无红外光斑。而设置于第二位置的红外灯工作时直接照射用户眼睛，经过眼球的镜面反射，在红外摄像机上成像，红外摄像机获得了用户的眼球图像，且该眼球图像上的虹膜区域有红外光斑。

比如可以设置两个圆环形灯板，一个直径略大于另一个，将直径大的圆环形灯板套设于直径较小的圆环形灯板上，将直径较大的圆环形灯板设置到距离用户眼球距离较远的地方，且其发射的红外光不直接照射用户眼球，而是照射眼球周围的区域，经过该区域的漫反射，一部分漫反射光照射到用户眼球，再在红外摄像机上成像，从而使得红外摄像机获取的眼球图像上没有红外光斑。

在上述情况中，设置于第一位置的红外灯组包括至少两个红外灯，设置于第二位置的红外灯组至少包括3个红外灯，且第一位置的红外灯组中的各个红外灯的发光波长小于第二位置的红外灯组的红外灯的发光波长。

在虹膜识别时，为了提高对用户眼球图像的虹膜识别率，便于提取虹膜特征值，一般采用波长介于760nm～850nm的红外光，而在视线追踪时，为了提高眼球图像中的红外光斑的清晰度，且为了对用户眼球的保护，一般采用波长介于850nm～940nm的红外光。

特别的，在虹膜识别时，由于对虹膜识别率除了受红外光的波长的影响，还受用户眼睛中虹膜区域的颜色的影响。因此，一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出的技术方案中，设置于第一位置的红外灯组中至少有两个红外灯的发光波长不一样，比如包括3个红外灯，它们发出的红外光的波长是分别是770nm、810nm和840nm。当某一个用户使用该视线追踪装置，且正在进行虹膜识别时，分别让这三种波长的灯有效工作，查看红外摄像机分别获得的三张图像，取最清晰的图像，即灰度值最大的一个，则对应工作的红外灯为该用户最适合的红外灯。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出，红外摄像机包括第一红外摄像机和第二红外摄像机，控制电路还用于当视线追踪装置工作于虹膜识别时，控制第一红外摄像机工作；当视线追踪装置工作于视线追踪时，控制第二红外摄像机工作。第一红外摄像机接收的红外光的波长小于第二红外摄像机接收的红外光的波长。

在视线追踪装置分别工作于虹膜识别时和视线追踪时，控制红外灯组102中达到有效工作亮度的红外灯1021个数不同，使得视线追踪装置工作于虹膜识别时，红外摄像机101采集到用户的眼球图像上不包含红外光斑或者包含很少的红外光斑，这样避免红外摄像机101获取的眼球图像上存在过多的红外光斑，从而无法提取眼球的全部特征值，而无法完成膜识别。同时，使得视线追踪装置工作于视线追踪时，有较多达到有效工作亮度的红外灯1021照射用户眼球的角膜区域，从而使得红外摄像机101获取的眼球图像中，在眼球的瞳孔中心附近分布着较多的红外光斑，通过计算瞳孔中心与各个红外光斑的距离，能够更加精确的确定用户的视线方向。

该视线追踪装置可以用于虚拟现实设备，也可以用于增强现实设备或者其头戴式眼控设备，该设备可以兼具对用户的虹膜识别功能和确定用户的视线方向，具体的应用环境在此不做具体限定。

该控制电路103包括处理器，处理器可以通过输出脉冲宽度调制信号调节红外灯组102中的达到有效工作亮度的红外灯1021的个数。

比如，可以通过前期的测试，获取红外灯1021达到有效工作亮度时，通过的最低电流值，则可以通过输出脉冲宽度调制信号调节电流，使得该电流大于或等于上述最低电流值。

在实际操作中，红外灯1021的亮度达到有效工作亮度时，红外摄像机获取的眼球图像中的虹膜图像或者虹膜图像中的红外光斑，并不是较清晰的情况，则可以调节红外灯1021的亮度，使得上述虹膜图像以及红外光斑清晰。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出，见图1，红外摄像机101与控制电路103电连接；

其中，红外摄像机101，还用于将获取的用户的眼球图像传输到控制电路103。

控制电路103，还用于调节达到有效工作亮度的红外灯1021的亮度使得眼球图像的灰度值达到预设灰度值。

这种情况包括：当视线追踪装置工作于虹膜识别时，控制电路103调节用户眼球图像中的纹理图像的灰度值，使得纹理更加清晰，增加该纹理的识别度，便于很快完成虹膜识别。当视线追踪装置工作于视线追踪时，控制电路103调节获取的用户眼球图像中的瞳孔和红外光斑的灰度值，便于获取较为清晰的瞳孔和红外光斑的图像。

比如，在控制电路103中的处理器中预存眼球图像中的纹理的灰度值为108，预设光斑图像的灰度值为100，或者预存一个灰度值范围。当视线追踪装置工作于虹膜识别时，控制电路103中的处理器可以判断接收到的纹理图像的灰度值是否达到预设的灰度值108，或者是否达到预设灰度值范围，若达到，则不调节此时的红外灯1021的亮度，若未达到，则可以通过输出脉冲宽度调制信号调节红外灯1021的亮度。

当视线追踪装置工作于视线追踪时，控制电路103中的处理器可以判断接收到的眼球图像中的红外光斑的图像的灰度值是否达到预设灰度值100，或者是否达到预存的一个灰度值范围，若达到，则不调节此时的红外灯1021的亮度，若未达到，则可以通过输出脉冲宽度调制信号调节红外灯1021的亮度。

其中，脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

在此，可以通过调节脉冲宽度调制信号的占空比，来调节输出电流的大小，当然，通过输出脉冲宽度调制信号来调节红外灯1021的亮度仅仅是一种实施例，并不局限于此种方式。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出，红外灯组102包括第一红外灯和第二红外灯，且第一红外灯的数量小于第二红外灯的数量；

控制电路103，用于在视线追踪装置工作于虹膜识别时，控制第一红外灯达到有效工作亮度，控制第二红外小于阈值亮度；以及，用于在视线追踪装置工作于视线追踪时，控制第一红外灯小于阈值亮度，控制第二红外灯达到有效工作亮度。

其中控制红外灯的亮度小于阈值亮度，包括将该红外灯直接关闭。

比如，第一红外灯的个数为1个，第二红外灯的个数为8个，当视线追踪装置工作于虹膜识别时，通过控制电路103控制第一红外灯，即1盏红外灯达到有效工作亮度；当视线追踪装置工作于视线追踪时，通过控制电路103控制第二红外灯，即8盏红外灯达到有效工作亮度。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出，可以使得第一红外灯和第二红外灯之间并联设置，第二红外灯中的各个红外灯之间串联设置。

另一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出，控制电路103与红外灯组102中的各个红外灯1021电连接；

此时，控制电路103，用于在视线追踪装置工作于虹膜识别时，控制第一设定数量的红外灯1021达到有效工作亮度；以及用于在视线追踪装置工作于视线追踪时，控制第二设定数量的红外灯1021达到有效工作亮度；其中，第一设定数量小于第二设定数量。

比如，第一设定数量为1个，第二设定数量为8个，当视线追踪装置工作于虹膜识别时，控制电路103控制红外灯组102中的1盏红外灯1021达到有效工作亮度；当视线追踪装置工作于视线追踪时，控制电路103控制红外灯组102中的8盏红外灯达到有效工作亮度，且这8盏红外灯1021可以包括上述虹膜识别中点亮的那1盏红外灯1021。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出，上述红外灯组102中的各个红外灯1021并联连接。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出，上述视线追踪装置还包括红外灯板，该红外灯板用于承载红外灯1021，也可以将控制电路103和红外摄像机101设置在该红外灯板上。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1提出的技术方案中，该红外灯板为圆环形红外灯板400，各个红外灯1021均匀的分布在该圆环形红外灯板400上。如图2所示，红外灯组102一共有8盏红外灯1021。该8盏红外灯1021均匀的分布在该圆环形红外灯板400上，围成一个圆，相邻红外灯的间隔相等。此时的控制电路103如图3所示。

视线追踪装置还包括供电模块，该供电模块用于给控制电路和红外摄像机供电。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1提出的技术方案中，控制电路还用于在红外灯达到有效工作亮度时，控制红外摄像机开始工作。

为了节约对供电模块的电能消耗，控制电路103还能够控制红外摄像机101的曝光时间与红外灯1021的点亮与熄灭时间。

一种较佳的实施方式，在实施例1提出的技术方案中，视线追踪装置工作于视线追踪模式时，红外摄像机曝光时间设置为固定最大值，控制电路通过调节输出的脉冲宽度调制信号将工作于视线追踪的红外灯调整到合适亮度时，控制红外摄像机输出拍摄同步信号，拍摄完成后控制工作于视线追踪的红外灯熄灭。使得工作于视线追踪的红外灯的闪烁频率与红外摄像机拍摄频率相同。

视线追踪装置工作于虹膜识别时，控制电路同样通过调节输出的脉冲宽度调制信号将工作于虹膜识别的红外灯调整到合适亮度时，控制红外摄像机输出拍摄同步信号，拍摄完成后控制工作于虹膜识别的红外灯熄灭。使得工作于虹膜识别的红外灯的闪烁频率与红外摄像机拍摄频率相同。

另外，在不同的应用环境中，视线追踪装置中可以选择其工作模式，比如，仅仅开启虹膜识别模式，仅仅开启视线追踪模式或者两种工作模式均开启。

比如，视线追踪装置应用于一种对安全性要求较高的环境，可以使得虹膜识别模式在间隔一定时间时就开启一次。及视线追踪装置在实行视线追踪时，间隔行的开启虹膜识别功能。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出的技术方案中，控制电路控制视线追踪与虹膜识别交替循环，控制电路控制红外摄像机在与对应模式的红外灯交替电亮时进行拍摄，这样可以实现第1帧图像为眼控模式下的眼球图像，第2帧为虹膜识别模式下的眼球图像，第3帧为眼控模式下的眼球图像，……依次类推，同时实现眼控与虹膜识别模式，如采集频率为60fps，则奇数帧下的眼球图像为一种工作模式获取的，偶数帧下的眼球图像为另外一种工作模式获取的。此种情况，由于两种工作模式的切换速度极快，所以人眼基本感觉不到工作于两种工作模式下的红外灯的切换。

此外，该视线追踪装置可以安装在一部虚拟现实眼镜中，如图4所示，该虚拟现实眼镜包括眼镜框架401，该眼镜框架包括与用户眼睛对应的镜头402，圆环形红外灯板400的内径大于镜头402的直径，圆环形红外灯板400套设在镜头402上。

实施例2

本发明实施例2提供了一种头戴式显示设备，包括实施例1中的任一种视线追踪装置，还包括头戴式显示设备本体，该本体包括承载装置，该承载装置上包括镜头组和显示屏，镜头组包括左眼镜头或者右眼镜头。

镜头组可以是凸透镜也可以是凹透镜，或者是护眼镜，来适应不同用户的需要，显示屏用于显示图像。

实施例1中的视线追踪装置，用于识别用户的身份和确定用户的视线方向，该视线追踪装置中的红外摄像机、红外灯组和控制电路可以安装在一个圆环形红外灯板上，为了节约上述头戴式显示设备的设计空间，该圆环形红外灯板可以设计为内径略大于上述镜头组中的左眼镜头或者右眼镜头的直径。

一种较佳的实施方式，有两个圆环形红外灯板，分别套设在上述左眼镜头和右眼镜头上，在圆环形红外灯板上各自均匀设置了8盏红外灯和一个红外摄像机，且均由同一个控制电路进行控制。

下面结合一个实施例进行详细阐述：

在一种虚拟现实眼镜中，安装了实施例1中提供的视线追踪装置，且该视线追踪装置包括8盏红外灯，且均与控制电路连接，这8盏红外灯安装在圆环形红外灯板上，控制电路也设置在圆环形红外灯板上，圆环形红外灯板套设在虚拟现实眼镜的一个圆形目镜上，在另一个圆形目镜上套设了一个装有8盏红外灯的圆环形红外灯板，该8盏红外灯也由上述控制电路进行控制。

用户佩戴该虚拟现实眼镜，首先可以打开该虚拟现实眼镜的开关，则视线追踪装置开始对该用户进行身份确认，在此过程中，两个目镜中各一盏红外灯达到有效工作亮度，红外摄像机采集到用户眼球图像，并将该图像发送到控制电路中的处理器中，处理器内预设了虹膜识别时的图像灰度值，处理器接收到眼球图像时，获取眼球图像的灰度值，并与预设的上述图像灰度值进行比对，根据比对结果调节红外灯的亮度。当亮度合适时，将红外摄像机获取的眼球图像进行处理，获取该用户的眼部特征值，与预存的合法身份的用户特征值进行比对。

若判断该用户为合法使用者，则控制其余7盏灯全部点亮，同时调节8盏灯的亮度到合适范围，通过红外摄像机实时获取用户眼球图像，通过上述8盏灯经角膜反射的红外光斑的位置和用户的瞳孔中心位置确定用户的视线方向。

上述仅仅是视线追踪装置的一种应用环境，其应用环境并不局限于一种虚拟现实眼镜，还可以应用于增强现实设备和其他头戴式设备，比如用户在自主取款机进行取款或者其他业务时，可以通过一种包含视线追踪装置的头戴式设备进行操控。

以上应用环境仅仅是部分实施例，凡是应用实施例1中提到的视线追踪装置的设备，均在本保护范围之内。

基于上述分析可知，与现有技术中的视线追踪装置相比，其红外灯组包括至少两个设置于不同位置的红外灯，控制电路在视线追踪装置工作于虹膜识别和视线追踪时能够分别控制红所述红外灯组中的达到有效工作亮度的红外灯个数，使得视线追踪装置在这两种工作状态下，达到有效工作亮度的红外灯的个数不一样，从而使得视线追踪装置可以在工作于虹膜识别和视线追踪时，分别控制红外灯组中达到有效工作亮度的红外灯的个数，使得视线追踪装置工作于虹膜识别时有效工作亮度的红外灯的个数少，使得红外摄像机获得的用户眼球图像上没有较多的红外光斑，从而可以通过获取全部的眼部特征而识别用户身份。以及使得视线追踪装置工作于视线追踪时有效工作亮度的红外灯的个数较多，使得红外摄像机获得的用户眼球图像上的红外光斑较多，从而更加精确的获得用户的视线方向。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种视线追踪装置，其特征在于，包括红外摄像机、红外灯组和控制电路，所述控制电路与所述红外灯组电连接，所述红外灯组包括至少两个设置于不同位置的红外灯；

所述红外摄像机，用于采集在所述红外灯点亮时用户的眼球图像；

所述控制电路，用于在所述视线追踪装置工作于虹膜识别和视线追踪时分别控制所述红外灯组中达到有效工作亮度的红外灯个数，所述有效工作亮度指该亮度不小于阈值亮度。

2.根据权利要求1所述的视线追踪装置，其特征在于，所述红外灯组包括设置于第一位置的红外灯组和设置于第二位置的红外灯组，设置于该第一位置的红外灯组工作时发出的红外光不直接照射用户的眼球，设置于该第二位置的红外灯组工作时发出的红外光直接照射用户的眼球；

所述控制电路，用于在所述视线追踪装置工作于虹膜识别时控制设置于第一位置的红外灯组达到有效工作亮度，在所述视线追踪装置工作于视线追踪时控制设置于第二位置的红外灯组达到有效工作亮度。

3.根据权利要求1所述的视线追踪装置，其特征在于，所述红外摄像机与所述控制电路电连接；

所述红外摄像机，还用于将所述眼球图像和所述红外光照射所述红外摄像机上形成的虹膜图像传输到所述控制电路；

所述控制电路，还用于调节达到有效工作亮度的所述红外灯的亮度使得所述眼球图像的灰度值达到预设灰度值。

4.根据权利要求1所述的视线追踪装置，其特征在于，所述红外灯组包括第一红外灯和第二红外灯，所述第一红外灯的数量小于所述第二红外灯的数量；

所述控制电路，用于在所述视线追踪装置工作于虹膜识别时，控制所述第一红外灯达到有效工作亮度，控制所述第二红外灯的亮度小于所述阈值亮度；以及，用于在所述视线追踪装置工作于视线追踪时，控制所述第一红外灯的亮度小于所述阈值亮度，控制所述第二红外灯达到有效工作亮度。

5.根据权利要求1所述的视线追踪装置，其特征在于，所述控制电路与各个所述红外灯分别电连接；

所述控制电路，用于在所述视线追踪装置工作于虹膜识别时，控制第一设定数量的所述红外灯达到有效工作亮度；以及，用于在所述视线追踪装置工作于视线追踪时，控制第二设定数量的所述红外灯达到有效工作亮度；所述第一设定数量小于所述第二设定数量。

6.根据权利要求2所述的视线追踪装置，其特征在于，所述第一位置的红外灯组包括至少两个红外灯，所述第二位置的红外灯组包括至少3个红外灯；

所述第一位置的红外灯组中的各个红外灯的发光波长小于所述第二位置的红外灯组中的红外灯的发光波长。

7.根据权利要求6所述的视线追踪装置，其特征在于，所述第一位置的红外灯组中至少两个红外灯的发光波长不同。

8.根据权利要求7所述视线追踪装置，其特征在于，所述红外摄像机包括第一红外摄像机和第二红外摄像机，所述控制电路还用于当视线追踪装置工作于虹膜识别时，控制第一红外摄像机工作；当视线追踪装置工作于视线追踪时，控制第二红外摄像机工作。

9.根据其权利要求1所述的视线追踪装置，其特征在于，所述控制电路还用于在所述红外灯达到有效工作亮度时，控制所述红外摄像机开始工作。

10.一种头戴式显示设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一所述的视线追踪装置。