CN211454097U

CN211454097U - 一种头戴设备的眼球追踪装置以及头戴设备

Info

Publication number: CN211454097U
Application number: CN201922011695.4U
Authority: CN
Inventors: 璐剧淮; 贾维
Original assignee: Qingdao Xiaoniao Kankan Technology Co Ltd
Current assignee: Qingdao Xiaoniao Kankan Technology Co Ltd
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2019-11-19
Publication date: 2020-09-08
Anticipated expiration: 2029-11-19

Abstract

本实用新型涉及一种头戴设备的眼球追踪装置以及头戴设备，包括：光学镜片和显示装置，以及固定在所述光学镜片和所述显示装置之间的红外反射镜片；沿所述光学镜片的边缘固定有镜片盖，所述镜片盖上设置有红外透光区，红外透光区位于所述光学镜片的背向所述红外反射镜片的一侧；所述镜片盖内设置有多个红外灯，所述红外灯从所述红外透光区的位置射出红外光；所述镜片盖外部设置有红外摄像头。本实用新型的一个技术效果在于，通过该眼球追踪装置实现头戴设备对眼球数据的采集，使头戴设备能够实现更多交互功能。

Description

一种头戴设备的眼球追踪装置以及头戴设备

技术领域

本实用新型涉及人机交互技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种头戴设备的眼球追踪装置以及头戴设备。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality)也称为虚拟技术、虚拟环境，是利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供用户关于视觉等感官的模拟，让用户感觉仿佛身历其境，可以即时、没有限制地观察三维空间内的事物。随着科技的发展，虚拟现实技术也取得了巨大进步，并逐步成为一个新的科学技术领域。

在虚拟技术中极性人机交互的过程中，进行交互的人在虚拟的景象对不同的目标观察或选取时，需要转动头部以实现交互。面对较为复杂的场景或需要多次更换选择场景时，需要头部多次转动实现。这样增加人疲劳感，降低了人机交互的体验感。

因此，需要一种新的技术方案，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种头戴设备的眼球追踪装置以及头戴设备的新技术方案。

根据本实用新型的第一方面，提供了：

一种头戴设备的眼球追踪装置，包括：

光学镜片和显示装置，以及固定在所述光学镜片和所述显示装置之间的红外反射镜片；

沿所述光学镜片的边缘固定有镜片盖，所述镜片盖上设置有红外透光区，红外透光区位于所述光学镜片的背向所述红外反射镜片的一侧；

所述镜片盖内设置有多个红外灯，所述红外灯从所述红外透光区的位置射出红外光；

所述镜片盖外部设置有红外摄像头；

其中，所述红外反射镜片被配置为能够反射红外光且能透过其他可见光；

其中，通过光学镜片的红外光经红外反射镜片反射进入红外摄像头。

可选地，所述镜片盖包括环形部和侧壁部，所述侧壁部垂直固定在所述环形部的边缘，所述红外透光区位于所述环形部，所述红外摄像头位于所述侧壁部。

可选地，所述红外透光区为弧形区域。

可选地，所述镜片盖上设置有两个对称分布的所述红外透光区，所述镜片盖内设置有LED灯带，所述红外灯设置在所述LED灯带上，所述红外灯对应两个所述红外透光区分布。

可选地，两个所述红外透光区内的红外灯数量相同。

可选地，所述LED灯带上对应每个所述红外透光区所在的位置设置5个所述红外灯。

可选地，所述镜片盖通过双射注塑成型，所述红外透光区为可透过红外光的材料，其余部分为不可透过红外光的材料。

可选地，所述红外透光区为黑色半透明材料。

可选地，包括两个所述光学镜片，两个所述光学镜片和所述显示装置间分别设置所述红外反射镜片；

两个所述光学镜片上分别设置所述镜片盖，两个所述镜片盖内分别设置有所述LED灯带；

两个所述镜片盖外分别设置红外摄像头。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种头戴设备，包括设备本体，以及设置在所述设备本体内的上述任意一项所述的眼球追踪装置。

本实用新型的一个技术效果在于，通过该眼球追踪装置实现头戴设备对眼球数据的采集，使头戴设备能够实现更多交互功能。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型一个实施例的眼球追踪装置的结构示意图。

图2是本实用新型一个实施例的双镜的眼球追踪装置的结构示意图。

图3是本实用新型一个实施例的眼球追踪装置的爆炸图。

图4是本实用新型一个实施例的灯带的结构示意图。

图5是本实用新型一个实施例的镜片盖的结构示意图。

图中，1为光学镜片，2为显示装置，3为红外反射镜片，4为镜片盖，41为红外透过区，5为LED灯带，51为红外灯，6为红外摄像头。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

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讨论。

根据本公开的一个实施例，本实用新型提供了一种头戴设备的眼球追踪装置，如图1,3所示，该装置包括：

光学镜片1和显示装置2，以及固定在所述光学镜片1和所述显示装置2之间的红外反射镜片3；

沿所述光学镜片1的边缘固定有镜片盖4，所述镜片盖4上设置有红外透光区41，红外透光区41位于所述光学镜片1的背向所述红外反射镜片3的一侧；

所述镜片盖4内设置有多个红外灯51，所述红外灯51从所述红外透光区41的位置射出红外光；

所述镜片盖4外部设置有红外摄像头6；

其中，所述红外反射镜片3被配置为能够反射红外光且能透过其他可见光；

其中，通过光学镜片1的红外光经红外反射镜片3反射进入红外摄像头6。

在该实施例中，用户的眼镜位于光学镜片1的一侧，其中红外灯51发出的红外光直接射入眼睛。红外光经眼睛反射后，透过光学镜片1射到红外反射镜片3上。红外反射镜片3将红外光再次反射至红外摄像头6，这样就完成了红外摄像头6对眼球的捕捉。捕捉到的红外光信息经电脑分析实现眼球追踪。

红外反射镜片3需将红外光反射至红外摄像头6，因此，需要设置一定角度，本领域技术人员可根据实际安装需求进行设置。

红外反射镜片3只能反射红外光，其他可见光均可透过。这样在红外反射镜片3反射红外光的同时，也不影响显示装置2的画面进入用户的眼睛。

例如，该眼球追踪装置在应用时，显示装置上显示场景内容。显示装置上的画面发出光，透过光学镜片传入进行交互的用户眼睛中。需移动或选取场景时，进行交互的用户只需要转动眼球。同时，多个红外灯射在用户眼球上，红外光经眼球反射后透过光学镜片1被红外反射镜片3反射，再进入红外摄像机6。因眼球的转动，红外摄像机6捕捉到的红外光数据会发生变化，通过算法计算分析捕捉到的红外光数据以追踪眼球，将数据与虚拟现实场景进行分析对比，完成用户眼球转动选择人机交互。

在一个实施例中，如图1所示，所述镜片盖4包括环形部和侧壁部，所述侧壁部垂直固定在所述环形部的边缘，所述红外透光区41位于所述环形部，所述红外摄像头6位于所述侧壁部。

在该实施例中，环形部围绕着光学镜片1边缘设置，红外透光区41在环形部上，环形部向着面向用户的一侧，以使红外透光区41透出的红外光能够进入用户的眼睛。

侧壁部垂直固定在环形部的边缘，与环形部形成的结构固定在光学镜片1的边缘。这样镜片盖4能包裹着光学镜片。在镜片盖4内设置的红外灯51发出的红外光只能从红外透光区41发出。

在一个实施例中，如图5所示，所述红外透光区41为弧形区域。

在该实施例中，红外透光区41为弧形区域。根据人眼的结构，一般将镜片盖4设置为弧形的环，红外透光区41发出的红外光需要射入用户眼睛。将红外透光区41设置为弧形区域更符合人眼结构，提高装置的适用性。

红外灯51在红外透光区41内向外射出，使红外灯51沿弧形区域均匀分布，能够更容易满足结构需求，更适合人眼结构。

在一个实施例中，如图5所示，所述镜片盖4上设置有两个对称分布的所述红外透光区41，所述镜片盖4内设置有LED灯带5，所述红外灯51设置在所述LED灯带5上，所述红外灯51对应两个所述红外透光区41分布。

在该实施例中，在镜片盖4上设置两个对称分布的红外透光区41。在镜片盖4内设置有LED灯带5，红外灯51设置在LED灯带5上，红外灯51从两个红外透光区41向外射出红外光。这样能够保证用户的每个眼睛都会有两个方向的红外灯51发出红外光。这样能够采集眼睛转动时不同方向的数据。以更精确地分析眼球转动的数据。

在一个例子中，两个所述红外透光区41内的红外灯51数量相同。相同数量额的红外灯51在眼睛的不同方向提供了相同的数据采集点。这样采集到的眼球的数据更加均匀，更方便进行数据计算。

在一个例子中，LED灯带5上对应每个所述红外透光区41所在的位置设置5个所述红外灯51。每个红外透光区41的5个红外灯发出红外光，红外光射入眼球形成点阵。在一个眼球上形成一共10个红外灯51的红外光点阵。这样能够得到更精确的眼球数据。

在一个实施例中，所述镜片盖4通过双射注塑成型，所述红外透光区41为可透过红外光的材料，其余部分为不可透过红外光的材料。

在该实施例中，通过双射注塑成型镜片盖4。将能够透过红外光的材料成型为红外透光区41，其余部分通过不能透过红外光的材料成型。这样在红外光射出红外透光区41时，不会从其他位置射出，避免了串光的问题，能够确保红外光的路径正确。

在一个例子中，所述红外透光区41为黑色半透明材料。这样能够在透过红外光的同时，阻挡其他可见光线透过。能够隐藏内部的元器件，避免元器件的自身反射的光进入眼球。

在一个实施例中，如图2所示，该装置包括两个所述光学镜片1，两个所述光学镜片1和所述显示装置2间分别设置所述红外反射镜片3；两个所述光学镜片1上分别设置所述镜片盖4，两个所述镜片盖4内分别设置有LED灯带5；两个所述镜片盖4外分别设置红外摄像头6。

在该实施例中，显示装置2的一侧形成两组能够追踪眼球的装置。两只眼睛分别被红外光照射，并通过红外摄像头6采集数据。两只眼睛在观察显示装置2时，两组眼球追踪装置对眼球转动的数据进行采集，并通过算法计算，将结果用在人机交互中。这样可以通过对眼球的追踪实现通过眼球转动控制虚拟场景的功能。不同的转动情况实现不同功能，能够实现更多交互。并且能够利用采集的眼球数据实现虚拟场景的局部渲染。减少通过其他方式交互产生的能耗。

如图3所示，两个LED灯带5可以是连接在一起，对所有红外灯51同时控制。也可以是两个LED灯带5上的红外灯51分开控制。

根据本实用新型的一个实施例，提供了一种头戴设备，包括设备本体，以及设置在所述设备本体内的上述任意一项所述的眼球追踪装置。

将眼球追踪装置应用在头戴设备中，实现了头戴设备的眼球追踪功能。这样能够提高头戴设备的功能表现，能够节省、优化头戴设备人机交互场景的局部渲染资源，提升了头戴设备的产品体验。

例如，头戴设备可以是VR、AR等虚拟现实设备。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims

1.一种头戴设备的眼球追踪装置，其特征在于，包括：

所述镜片盖外部设置有红外摄像头；

其中，所述红外反射镜片被配置为能够反射红外光且能透过可见光；

2.根据权利要求1所述的头戴设备的眼球追踪装置，其特征在于，所述镜片盖包括环形部和侧壁部，所述侧壁部垂直固定在所述环形部的边缘，所述红外透光区位于所述环形部，所述红外摄像头位于所述侧壁部。

3.根据权利要求1所述的头戴设备的眼球追踪装置，其特征在于，所述红外透光区为弧形区域。

4.根据权利要求1所述的头戴设备的眼球追踪装置，其特征在于，所述镜片盖上设置有两个对称分布的所述红外透光区，所述镜片盖内设置有LED灯带，所述红外灯设置在所述LED灯带上，所述红外灯对应两个所述红外透光区分布。

5.根据权利要求4所述的头戴设备的眼球追踪装置，其特征在于，两个所述红外透光区内对应的红外灯数量相同。

6.根据权利要求5所述的头戴设备的眼球追踪装置，其特征在于，所述LED灯带上对应每个所述红外透光区所在的位置设置5个所述红外灯。

7.根据权利要求1所述的头戴设备的眼球追踪装置，其特征在于，所述镜片盖通过双射注塑成型，所述红外透光区为可透过红外光的材料，其余部分为不可透过红外光的材料。

8.根据权利要求7所述的头戴设备的眼球追踪装置，其特征在于，所述红外透光区为黑色半透明材料。

9.根据权利要求1所述的头戴设备的眼球追踪装置，其特征在于，包括两个所述光学镜片，两个所述光学镜片和所述显示装置间分别设置所述红外反射镜片；

两个所述光学镜片上分别设置所述镜片盖，两个所述镜片盖内分别设置有LED灯带；

两个所述镜片盖外分别设置红外摄像头。

10.一种头戴设备，其特征在于，包括设备本体，以及设置在所述设备本体内的如权利里要求1-9任意一项所述的眼球追踪装置。