一种基于视觉追踪的头戴显示设备的红外灯透射装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于视觉追踪的头戴显示设备的红外灯透射装置，包括红外灯1、电路板2、透红外罩3，透红外罩3位于红外灯1和人眼之间，红外灯1的光经过透红外罩3到达人眼，透红外罩3只能透过某一个波长的红外光，几乎阻挡了全部的可见光以及剩余波段的红外光。本技术方案极大的减少了到达人眼的红外光，最大程度的降低了红外高温导致泪膜的持续蒸发和角膜蛋白凝结的风险，避免了红外线对人眼的直接伤害，直接改善使用者在佩戴头戴显示设备时的舒适度；且光学效果佳，能有效遏制各种杂光干扰，减少图像噪声，减少视觉追踪算法的运算量，改善使用者在使用头戴显示设备时的交互体验。

A visual tracking head mounted display device based on infrared transmission

The invention discloses a head mounted display visual tracking infrared transmission device based on infrared light, including 1, circuit board 2, red cover 3, red cover 3 in infrared light between 1 and 1 eyes, infrared light through the red cover 3 to Master red eyes, only through a cover 3 a wavelength of infrared light, almost all of the visible light barrier and residual infrared band. The technical scheme can greatly reduce the Master eye to infrared light, to minimize the risk of infrared high temperature leads to tear film evaporation and condensation of persistent corneal protein, to avoid the direct damage of infrared to the human eye, directly improve the users with head mounted display device of comfort; and the optical effect, can effectively curb various stray light interference, reduce noise, reduce the amount of computation of visual tracking algorithm, improve the users in the use of head mounted display device interaction experience.

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉追踪的头戴显示设备的红外灯透射装置
本专利技术属于红外照射领域，具体来说是一种基于视觉追踪的头戴显示设备的红外灯透射装置。
技术介绍
头戴显示设备在近两年备受行业瞩目，它可以模拟真实的场景，让人在虚拟的世界里得到感官的满足，被称为“下一代计算机平台”。目前针对头戴显示设备有不同的交互解决方案，例如：手柄操纵、触摸板操作、语音控制、3D手势识别、眼控交互等等。针对头戴显示设备还可以配置视觉追踪模块，满足一些特定的使用场景。视觉追踪需要实时获知使用者的瞳孔及虹膜相关数据，通过计算，得出使用者的真实注视点及视点位置的景深等信息。因为要进行瞳孔及虹膜的数据获取，需要在头戴显示设备中装置红外灯，并采用微型红外摄像头采集使用者的人眼照片。在头戴显示设备中，人眼离红外灯的距离一般小于3cm。虹膜及视网膜的色素吸收的红外线会转变为热能。高温会导致泪膜的持续蒸发，泪腺分泌不畅，从而会出现干眼的症状。红外线也会导致慢性睑缘炎、结膜炎。同时高温会导致角膜蛋白凝结，从而造成晶状体局部混浊、视网膜损伤。长时间高辐照的红外线对人眼的照射，甚至可以引起白内障。在算法部分，需要去除噪声对瞳孔及虹膜识别的干扰，图像噪声越多，需要的计算时间越长，需要占用的芯片资源越多，容易造成延时，影响用户体验。
技术实现思路
本专利技术公开了一种基于视觉追踪的头戴显示设备的红外灯透射装置，用于解决在头戴显示设备中的红外灯的红外线照射人眼的光生物安全问题，并且减少瞳孔及虹膜识别算法的运算量。为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于视觉追踪的头戴显示设备的红外灯透射装置，其特征在于，包括：包括红外灯1、电路板2、透红外罩3。优选的，红外灯1与电路板2连接；红外灯1发出的光经过透红外罩3到达人眼；透红外罩3设置在所述电路板2或所述头戴显示设备上。优选的，红外灯1灯接于电路板2上；电路板2固定于头戴显示设备上；透红外罩3在红外灯1的上方且将红外灯1罩在密闭空间内；透红外罩3位于红外灯1和人眼之间。优选的，本装置可以为1套或者多套，根据头戴显示设备中的视觉追踪具体算法而定，或对环境光的具体要求而定。优选的，红外灯1为波长为810nm或850nm或940nm的贴片红外LED。优选的，红外灯1包括但不限于1颗，优选为2颗或4颗或6颗或8颗或10颗或12颗。优选的，红外灯1的驱动电流或电压由红外灯驱动电路控制；红外灯驱动电路或者设计在电路板2上，或者设计在头戴显示设备的主板上，或者设计在头戴显示设备的视觉追踪模块上，或者设计为一个单独的红外灯驱动模块。优选的，电路板2为单面或双面或多层的PCB板，优选单面或双面的柔性FPCB板或者铝基板；电路板2与头戴显示设备电连接。优选的，电路板2固定于头戴显示设备上，具体固定位置根据具体光路需求而定。可以固定于左光学透镜的外环处，或者可以固定于右光学透镜的外环处。优选的，电路板2固定前需敷散热膏，以加强散热，延长红外灯的使用寿命。优选的，电路板2的形状和大小基于具体需求设定，可以为异形，专利技术优选为环状，且环内径大于光学透镜4的外径；电路板2厚度不超过2mm。优选的，透红外罩3由透红外的材质加工而成，透红外的材质包括但不局限于透红外PMMA或PC或光学玻璃或ABS；透红外罩3只能透过某个波长的红外光，如810nm或850nm或940nm的近红外光，透光率为85％以上；透红外罩3颜色包括但不局限于黑色或白色或红色。优选的，红外灯1的发光方向垂直于透红外罩3或者和透红外罩3成0～90°夹角。优选的，头戴显示设备包括光学透镜4、显示模块5、壳体6。光学透镜4包括左光学透镜和右光学透镜，分别对应使用者的左右眼；使用者在使用头戴显示设备时，眼睛靠近光学透镜4，可以观看显示模块5上的内容。优选的，头戴显示设备包括视觉追踪模块、微型红外摄像头；红外灯1透过透红外罩3发光；微型红外摄像头采集使用者的人眼照片；视觉追踪模块进行数据的处理或者传输。相比现有技术，本技术方案主要有2个优点：1、极大的减少了到达人眼的红外光，降低了红外高温导致泪膜的持续蒸发和角膜蛋白凝结的风险，避免了红外线对人眼的直接伤害，直接改善使用者在佩戴头戴显示设备时的舒适度；2、光学效果佳，能有效遏制各种杂光干扰，减少图像噪声，减少算法的运算量，改善使用者在使用头戴显示设备时的交互体验。附图说明此附图说明所提供的图片用来辅助对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的不当限定，在附图中：图1为本专利技术提供的第一种实施方式一种基于视觉追踪的头戴显示设备的红外灯透射装置的结构示意图。图2为本专利技术提供的第一种实施方式一种基于视觉追踪的头戴显示设备的红外灯透射装置的正视图。图3为本专利技术提供的第二种实施方式一种基于视觉追踪的头戴显示设备的红外灯透射装置的正视图。图4为本专利技术提供的第三种实施方式一种基于视觉追踪的头戴显示设备的红外灯透射装置的正视图。主要部件符号说明如下：红外灯1、电路板2、透红外罩3、光学透镜4、显示模块5、壳体6。具体实施方式为了使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术，下面结合附图和示例性实施例对本专利技术技术方案进一步说明。本示例性实施例不意图限制本公开的范围、适用性或配置。应当理解到，可以在组件的具体布置方面做出各种改变而不脱离权利要求中阐述的本专利技术实用方案的精神和范围。如图1、图2所示的实施例一，一种基于视觉追踪的头戴显示设备的红外灯透射装置，包括红外灯1、电路板2、透红外罩3。头戴显示设备包括光学透镜4、显示模块5、壳体6。使用者在使用头戴显示设备时，眼睛靠近光学透镜4，透过光学透镜4，使用者可以观看显示模块5上的内容。使用者在使用头戴显示设备时，红外灯1透过透红外罩3发光，微型红外摄像头采集使用者的人眼照片，视觉追踪模块或VR主板模块或外接运算模块进行运算，可以实时得出使用者的瞳孔及虹膜相关数据、使用者的真实注视点及视点位置的景深等信息。以下详细介绍各部分特征及工作原理：(一)红外灯红外灯1为光源，红外灯(1)为波长为810nm或850nm或940nm的贴片红外LED；红外灯(1)包括但不限于1颗，设置数量根据需求而定，可以为一个，也可以为多个，本专利技术对此并不限制，优选为2颗或4颗或6颗或8颗或10颗或12颗。红外灯1焊接于电路板2上，透红外罩3在红外灯1的上方且将红外灯1罩在密闭空间内，红外灯1的光不能直射人眼，红外灯1发出的光经过透红外罩3到达人眼。具体的，使用多颗红外灯时，红外灯根据具体光路设计其分布位置，使进入人眼的光均匀，且使微型红外摄像头采集到的黑白图像边缘清晰分明，以减少算法中对于瞳孔或者虹膜特征提取的运算量。红外灯1的驱动电流由红外灯驱动电路控制；红外灯驱动电路或者设计在电路板2上。具体的，驱动电流大小根据红外灯的参数设定，在满足图像边缘清晰的前提下，尽量采用更小电流，以降低红外灯的总辐照值。红外灯1的发光方向垂直于透红外罩3的水平面。(二)电路板电路板2为单面柔性FPCB板，因为柔性FPCB板耐弯折性、精密性更好。红外灯驱动电路或者设计在电路板2上，电路板2与头戴显示设备电连接。具体的，电路板2与头戴显示设备通过排线连接，头戴显示设备给电路板2供电。电路板2固定于左光学透镜的外环。具体的，电路板2固定于左光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于视觉追踪的头戴显示设备的红外灯透射装置，其特征在于，包括：红外灯(1)、电路板(2)和透红外罩(3)；其中所述红外灯(1)与电路板(2)连接；所述红外灯(1)发出的光经过透红外罩(3)到达人眼；所述透红外罩(3)设置在所述电路板(2)或所述头戴显示设备上。

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉追踪的头戴显示设备的红外灯透射装置，其特征在于，包括：红外灯(1)、电路板(2)和透红外罩(3)；其中所述红外灯(1)与电路板(2)连接；所述红外灯(1)发出的光经过透红外罩(3)到达人眼；所述透红外罩(3)设置在所述电路板(2)或所述头戴显示设备上。2.根据权利要求1的一种基于视觉追踪的头戴显示设备的红外灯透射装置，其特征在于：红外灯(1)焊接于电路板(2)上；电路板(2)固定于头戴显示设备上；透红外罩(3)在红外灯(1)的上方且将红外灯(1)罩在密闭空间内；透红外罩(3)位于红外灯(1)和人眼之间。3.根据权利要求1的一种基于视觉追踪的头戴显示设备的红外灯透射装置，其特征在于：所述装置为1套或者多套。4.根据权利要求1的一种基于视觉追踪的头戴显示设备的红外灯透射装置，其特征在于：电路板(2)为单面或双面或多层的PCB板；所述电路板(2)与头戴显示设备电连接。5.根据权利要求1的一种基于视觉追踪的头戴显示设备的红外灯透射装置，其特征在于：红外灯(1)为波长为810nm或850nm或940n...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗明，
申请(专利权)人：栗明，
类型：发明
国别省市：北京,11