一種頭戴式眼控虛擬實境設備的製造方法
2024-04-06 22:18:05 1
一種頭戴式眼控虛擬實境設備的製造方法
【專利摘要】本實用新型通過在頭戴式虛擬實境設備中增加了眼控裝置，解決了用戶在使用虛擬實境設備時，交互體驗不佳的問題，本實用新型提供的一種頭戴式眼控虛擬實境設備，由頭戴式虛擬實境設備和眼控裝置組成，虛擬實境設備包括殼體、置於殼體內部的光學鏡杯和顯示裝置，眼控裝置置於虛擬實境設備的殼體內部，包括紅外攝像頭、紅外反射裝置、紅外光源以及數據傳輸線。
【專利說明】
一種頭戴式眼控虛擬實境設備
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及一種通過眼球運動來操作虛擬實境設備的裝置。【背景技術】
[0002]頭戴式虛擬實境設備，又稱VR眼鏡，或者VR頭盔，是目前正在快速發展和普及的虛擬實境產品，比較著名的廠商有Oculus等。
[0003]現有頭戴式虛擬實境設備基本都是通過滑鼠、鍵盤或者遊戲手柄等來完成對虛擬實境場景的人機互動。然而因為頭戴式虛擬實境設備會遮擋人的視線使得無法看到外部場景，使用滑鼠、鍵盤或者遊戲手柄在虛擬實境中進行人機互動在很多情況下是不方便的。【實用新型內容】
[0004]本實用新型旨在解決用戶在使用虛擬實境設備時，交互體驗不佳的問題。
[0005]本實用新型提供一種頭戴式眼控虛擬實境設備，無需依賴滑鼠、鍵盤或者遊戲手柄等，使用者只需通過眼球運動即可在虛擬實境場景中進行人機互動，操作過程簡單、快捷，對虛擬實境用戶來說，用戶體驗將顯著改善。例如在射擊類遊戲中只需用眼睛鎖定目標即可按鍵發射。也可在虛擬場景中用眼睛進行菜單選擇，或用眼睛打字輸入密碼等。對一些操作較簡單的應用，比如看視頻等，則可以通過眼睛選擇視頻節目，並控制開始、暫停等按鈕，完全擺脫對手的依賴。
[0006]本實用新型提供的一種頭戴式眼控虛擬實境設備，包括頭戴式虛擬實境設備和眼控裝置，所述頭戴式虛擬實境設備包括殼體、置於殼體內部的鏡杯和顯示裝置，所述眼控裝置置於頭戴式虛擬實境設備中，包括紅外攝像頭、紅外反射裝置、紅外光源以及數據傳輸線。
[0007]所述殼體為前殼、後殼組成的密閉殼體;所述鏡杯包括光學透鏡和透鏡支架，光學透鏡通過透鏡支架安裝固定在後殼上;所述顯示裝置安裝固定在前殼上，至少包括顯示屏、 顯示屏支架及控制板。
[0008]所述紅外反射裝置安裝在鏡杯內側與顯示屏之間，可以固定在前殼的顯示屏上， 也可以固定於鏡杯內側的透鏡支架上;所述紅外攝像頭至少為一個，安裝固定在鏡杯內側與顯示屏之間；所述紅外光源的數量至少為一個，紅外光源可以安裝固定在鏡杯外側，也可以安裝固定在鏡杯內側與顯示屏之間，優選的與所述紅外攝像頭相鄰。
[0009]用戶在使用所述設備時，光線透過光學透鏡，照射到紅外線反射裝置上，對應波段的紅外線被反射回來，並被紅外攝像頭捕獲，紅外攝像頭捕獲到清晰的眼部圖像，然後通過數據傳輸線傳送到計算單元做圖像分析處理;所述計算單元可以集成在鏡杯上，可以集成在控制板上，也可以是外接的其他計算單元。
[0010]所述紅外反射裝置為可以反射紅外光線的部件，包括紅外截止濾光片或紅外反射膜;所述紅外反射膜為可以反射紅外光線的薄膜，通過電鍍或是粘貼的方式固定在顯示屏上;所述紅外反射裝置與顯示屏之間呈一定夾角，所述夾角根據紅外攝像頭的安裝位置確定，度數在0°-40°之間。
[0011]當頭戴式眼控虛擬實境設備的紅外光源的數量為兩個以上時，可以有至少一個紅外光源安裝固定在鏡杯外側的透鏡支架上;也可以將全部紅外光源安裝固定在鏡杯內側與顯示屏之間，優選與所述紅外攝像頭相鄰。
[0012]當所述紅外反射裝置、紅外攝像頭、紅外光源和數據傳輸線都安裝固定在透鏡支架上時，所述眼控裝置與光學透鏡一起組成鏡杯，所述鏡杯通過卡扣、螺旋或螺釘安裝固定在後殼上，可進行拆卸和替換。
[0013]所述鏡杯還可以包括計算單元，根據攝像頭所拍攝的眼睛圖像直接計算出眼睛位置坐標，並通過有線或無線的方式進行數據傳輸。[〇〇14] 透鏡的內表面和或外表面上可以增加增透膜，用於使紅外光線透過，降低透鏡紅外反射的幹擾;所述由前後殼組成的密閉殼體內部殼體壁為亞光材料，降低紅外光線在殼體內部的反射。
[0015]本實用新型提供的頭戴式眼控虛擬實境設備及其實現方法，讓用戶在進行虛擬實境的三維場景體驗時，可以通過眼球運動進行人機互動，方便易用，到達更佳的虛擬實境用戶體驗。【附圖說明】
[0016]通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對於本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用於示出優選實施方式的目的，而並不認為是對本實用新型的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中:
[0017]圖1為頭戴式眼控虛擬實境設備的結構示意圖。
[0018]圖2為頭戴式眼控虛擬實境設備中眼控裝置的結構示意圖。【具體實施方式】
[0019]下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施方式，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這裡闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，並且能夠將本公開的範圍完整的傳達給本領域的技術人員。
[0020]根據本實用新型的實施方式，提出一種頭戴式眼控虛擬實境設備，如附圖1所示， 該設備包括前殼101、後殼103組成的密閉殼體及殼體內部的顯示裝置102、眼控裝置104。顯示裝置102安裝固定在前殼101中，由顯示屏、顯示屏支架和控制板組成，後殼103上固定著一對至少包括光學透鏡和透鏡支架的鏡杯，眼控裝置104安裝在顯示裝置102與後殼103之間。
[0021]圖2示出了眼控裝置104的具體結構，眼控裝置104由兩個紅外攝像頭1042、一個紅外反射裝置1041、兩個紅外光源1043以及數據傳輸線1040組成。其中:兩個紅外光源1043對稱安裝固定在一個鏡杯的外側靠近人眼的地方;兩個紅外攝像頭1042對稱地安裝固定在該鏡杯內側與顯示屏之間；紅外反射裝置1041為紅外反射膜，安裝在顯示裝置102的顯示屏上。[〇〇22]為了讓紅外攝像頭1042拍攝到清晰的人眼圖像，選擇波長為940nm的紅外光源1043提供紅外光，紅外攝像頭1042在鏡杯內側，拍攝從紅外反射裝置1044反射過來的紅外圖像。[〇〇23]用戶在使用時，外部光線透過光學透鏡，照射到顯示屏前的紅外線反射裝置上，對應波段的紅外線被反射回來，並被面朝紅外反射裝置側的紅外攝像頭捕獲，紅外攝像頭捕獲到清晰的眼部圖像，然後通過數據傳輸線1040傳送到頭戴式虛擬實境設備的計算單元做圖像分析處理。
[0024]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應所述以權利要求的保護範圍為準。
【主權項】
1.一種頭戴式眼控虛擬實境設備，包括頭戴式虛擬實境設備和眼控裝置，其特徵在於: 所述頭戴式虛擬實境設備包括殼體、置於殼體內部的光學鏡杯和顯示裝置，所述眼控裝置 置於頭戴式虛擬實境設備的殼體內部，包括紅外攝像頭、紅外反射裝置、紅外光源以及數據 傳輸線。2.如權利要求1所述的一種頭戴式眼控虛擬實境設備，其特徵在於:所述殼體為前殼、 後殼組成的密閉殼體;所述鏡杯包括光學透鏡和透鏡支架，光學透鏡通過透鏡支架安裝固 定在後殼上;所述顯示裝置安裝固定在前殼上，至少包括顯示屏、顯示屏支架及控制板;所 述紅外反射裝置安裝在鏡杯內側與顯示屏之間，固定在前殼的顯示屏上，或者固定於鏡杯 內側的透鏡支架上;所述紅外攝像頭至少為一個，安裝固定在鏡杯內側與顯示屏之間;所述 紅外光源的數量至少為一個，紅外光源安裝固定在鏡杯外側，或者安裝固定在鏡杯內側與 顯示屏之間。3.如權利要求2所述的一種頭戴式眼控虛擬實境設備，其特徵在於:所述紅外反射裝置 為可以反射紅外光線的部件，包括紅外截止濾光片或紅外反射膜;所述紅外反射膜為可以 反射紅外光線的薄膜，通過電鍍或是粘貼的方式固定在顯示屏上;所述紅外反射裝置與顯 示屏之間呈一定夾角，度數在0° -40°之間。4.如權利要求2所述的一種頭戴式眼控虛擬實境設備，其特徵在於:所述紅外光源安裝 固定在鏡杯內側與顯示屏之間時，與所述紅外攝像頭相鄰。5.如權利要求1?4任一所述的一種頭戴式眼控虛擬實境設備，其特徵在於:當所述紅 外反射裝置、紅外攝像頭、紅外光源和數據傳輸線都安裝固定在透鏡支架上時，所述眼控裝 置與光學透鏡一起組成鏡杯，所述鏡杯通過卡扣、螺旋或螺釘安裝固定在後殼上。6.如權利要求2所述的一種頭戴式眼控虛擬實境設備，其特徵在於:透鏡的內表面和或 外表面上增加增透膜;所述由前後殼組成的密閉殼體內部殼體壁為亞光材料。7.如權利要求5所述的一種頭戴式眼控虛擬實境設備，其特徵在於:所述鏡杯還包括計 算單元，根據攝像頭所拍攝的眼睛圖像直接計算出眼睛位置坐標，並通過有線或無線的方 式進行數據傳輸。
【文檔編號】G06F3/01GK205721634SQ201620442580
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月16日
【發明人】詹培忠, 杜煜, 汪江林, 秦亞明
【申請人】上海青研科技有限公司