一种眼球追踪模组的组合件及可穿戴设备论文和设计-王云飞

全文摘要

本实用新型属于智能设备技术领域，公开了一种眼球追踪模组的组合件及可穿戴设备。该眼球追踪模组的组合件包括一种眼球追踪模组的组合件，包括：壳体、红外光源和多个透光通孔，红外光源能发射出环绕用户眼球的红外光，透光通孔设置在壳体上，透光通孔朝向用户眼球设置，多个透光通孔按照指定环绕间隔分布，透光通孔控制红外光按照指定照射方向射向用户眼球。该可穿戴设备包括框架和容置在框架上的配对设置的眼球追踪模组的组合件。该眼球追踪模组的组合件和可穿戴设备，通过透光通孔对红外光线起到了导向汇聚的作用，使得采集到的光斑清晰，从而提高瞳孔中心的计算精度和眼球追踪的准确性提高瞳孔中心的计算精度。

主设计要求

1.一种眼球追踪模组的组合件，其特征在于，包括：壳体(1)、红外光源和多个透光通孔(4)，所述红外光源能发射出环绕用户眼球的红外光，所述透光通孔(4)设置在所述壳体(1)上，所述透光通孔(4)朝向所述用户眼球设置，所述多个透光通孔(4)按照指定环绕间隔分布，所述透光通孔(4)控制所述红外光按照指定照射方向射向所述用户眼球。

设计方案

2.根据权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述指定照射方向为朝向所述用户眼球的照射方向。

3.根据权利要求1所述的组合件，其特征在于，多个所述透光通孔(4)的数量为八个或四个。

4.根据权利要求3所述的组合件，其特征在于，多个所述透光通孔(4)分为两组设置在所述壳体(1)上，两组所述透光通孔(4)分别位于所述壳体(1)的两侧，每组所述透光通孔(4)的间距呈均匀分布或不均匀分布。

5.根据权利要求1所述的组合件，其特征在于，在所述壳体(1)上至少设置一个透光挡片，所述透光挡片设置在所述红外光射向所述用户眼球的光路上，所述透光挡片与所述壳体(1)匹配。

6.根据权利要求5所述的组合件，其特征在于，所述透光挡片与所述透光通孔(4)匹配设置。

7.根据权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述红外光源包括红外灯(3)，所述红外灯(3)的数量为八个或四个。

8.根据权利要求7所述的组合件，其特征在于，所述红外灯(3)分为两组设置在所述壳体(1)上，两组所述红外灯(3)分别位于所述壳体(1)的两侧，每组所述红外灯(3)的灯距呈均匀分布或不均匀分布。

9.根据权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述壳体(1)为环形结构，所述壳体(1)面向所述用户眼球的一侧为平面结构。

10.一种可穿戴设备，包括框架(20)，其特征在于，还包括如权利要求1-9任一项所述的眼球追踪模组的组合件，所述眼球追踪模组的组合件容置并配对设置在所述框架(20)上。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及智能设备技术领域，尤其涉及一种眼球追踪模组的组合件及可穿戴设备。

背景技术

可穿戴设备为头戴式显示设备的简称，可穿戴设备是指用不同方法向眼球发送光学信号，可以实现虚拟现实(VR，Virtual Reality)、增强现实(AR，Augmented Reality)及混合现实(MR，Mixed Reality)等不同效果。可穿戴设备在使用的过程中，为准确地对佩戴者的视线进行定位和追踪，通常会在可穿戴设备上设置眼球追踪模块。眼球追踪模块包括在红外光源、图像采集器及眼控主板等，其中红外光源设置在可穿戴设备的安装孔周围，起到照亮眼球并在眼球表面呈现光斑的作用，图像采集器采集到带有光斑的眼球图像后，眼控主板中的图像处理模块根据采集到的图像信息分析捕捉眼球瞳孔和光斑的相对位置，从而根据眼球瞳孔和光斑的相对位置或瞳孔的位置实现眼球追踪。

通常，现有的可穿戴设备采用左右眼球分别对应一个红外光源，可穿戴设备根据效果具体可以分为AR眼控设备和VR眼控设备，两种眼控设备采用的红外光源的数量和布置方式各不相同，每个红外光源可以设置各六颗红外灯、七颗红外灯或十颗红外灯。现有的方式采用红外灯直接进行照射，红外光线比较分散，导致采集到的光斑不清晰，从而影响瞳孔中心的计算精度。

当每个红外光源设置六颗红外灯时，左右眼球对应的红外光源呈对称布置，单个红外光源上的红外灯沿镜片外围或视场外围在靠近鼻梁一侧呈C形结构排布，在鼻梁的上部、下部和内测三个位置处均设置有两颗红外灯；当每个红外光源设置七颗红外灯时，单个红外光源上的红外灯沿镜片外围或视场外围呈排布。这两种方案单个红外光源的红外灯数量过少，不能保证在各个方向上图像采集器捕捉到的眼球图像中都有两个以上的光斑。

当每个红外光源设置十颗红外灯时，单个红外光源上的红外灯分两组，两组红外灯分别布置在镜片或视场的左右两侧，且每组五颗红外灯沿镜片外围或视场外围布置。采用这种方案，单个红外光源上的红外灯的数量过多，虽然能够保证在各个方向上图像采集器捕捉到的眼球图像中都有两个以上的光斑，但中部的光斑过多，多余的光斑会影响到瞳孔中心的计算精度，且增加设备的生产成本。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种眼球追踪模组的组合件，保证光斑的清晰度，用于提高瞳孔中心的计算精度，提高眼球追踪的准确性。

本实用新型的另一目的在于提供一种可穿戴设备，用于提高显示品质，提高了用户的使用体验。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种眼球追踪模组的组合件，包括：壳体、红外光源和多个透光通孔，所述红外光源能发射出环绕所述用户眼球的红外光，所述透光通孔设置在所述壳体上，所述透光通孔朝向所述用户眼球设置，所述多个透光通孔按照指定环绕间隔分布，所述透光通孔控制所述红外光按照指定照射方向射向所述用户眼球。

可选的，所述指定照射方向为朝向所述用户眼球的照射方向。

可选的，所述多个透光通孔的数量为八个或四个。

可选的，所述多个透光通孔分为两组设置在所述壳体上，两组所述透光通孔分别位于所述壳体的两侧，每组所述透光通孔的间距呈均匀分布或不均匀分布。

可选的，在壳体上至少设置一个透光挡片，所述透光挡片设置在所述红外光射向所述用户眼球光路上，所述透光挡片与所述壳体匹配。

可选的，所述透光挡片与所述透光通孔匹配设置。

可选的，所述红外光源包括红外灯，所述红外灯的数量为八个或四个。

可选的，所述红外灯分为两组设置在所述壳体上，两组所述红外灯分别位于所述壳体的两侧，每组所述红外灯的灯距呈均匀分布或不均匀分布。

可选的，所述壳体为环形结构，所述壳体面向所述用户眼球的一侧为平面。

为达上述目的，本实用新型还提供了一种可穿戴设备，包括框架(20)和上述的眼球追踪模组的组合件，所述眼球追踪模组的组合件容置并配对设置在所述框架上。

本实用新型的有益效果：

本实施例提供了一种眼球追踪模组的组合件，通过设置红外光源能发射出环绕用户眼球的红外光，且多个透光通孔按照指定环绕间隔分布，能够保证眼球的照明均匀；通过设置透光通孔朝向用户眼球设置，透光通孔控制红外光按照指定照射方向射向用户眼球，透光通孔对红外光线起到了导向和汇聚的作用，红外光线不分散、容易集中，实现对红外光线照射角度的调节，使得采集到的光斑清晰，从而提高瞳孔中心的计算精度和眼球追踪的准确性。

本实施例还提供了一种可穿戴设备，通过采用上述的眼球追踪模组的组合件，提高了眼球追踪的精度和可穿戴设备的显示品质，提高了用户的使用体验。

附图说明

图1是本实用新型眼球追踪模组的组合件一种形式的结构示意图；

图2是本实用新型眼球追踪模组的组合件另一种形式的结构示意图；

图3是本实用新型眼球追踪模组的组合件在VR眼控设备的结构示意图；

图4是本实用新型眼球追踪模组的组合件在AR眼控设备的结构示意图；

图5是图2中红外灯的光线照射示意图；

图6是本实用新型可穿戴设备的结构示意图。

图中：

10、眼球追踪模组的组合件；20、框架；30、安装孔；

1、壳体；2、镜片；3、红外灯；4、透光通孔。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

图1是本实用新型眼球追踪模组的组合件一种形式的结构示意图，图2是本实用新型眼球追踪模组的组合件另一种形式的结构示意图，本实施例提供了一种眼球追踪模组的组合件10，适用于AR眼控设备和VR眼控设备，用户的左右眼球分别对应一个眼球追踪模组的组合件10，如图1-2所示，该眼球追踪模组的组合件10包括壳体1及均设置在壳体1上的镜片2、红外光源、图像获取单元、主板及多个透光通孔4，红外光源环绕于镜片2的周围并能发射出环绕用户眼球的红外光，起到照亮眼球并在眼球表面呈现光斑的作用，图像获取单元将采集到的光斑信息传递给主板，从而根据眼球瞳孔和光斑的相对位置或瞳孔的位置实现眼球追踪。透光通孔4朝向用户眼球设置，多个透光通孔4按照指定环绕间隔分布，透光通孔4控制红外光按照指定照射方向射向用户眼球。其中，上述指定照射方向具体为朝向用户眼球的照射方向。

本实施例提供的眼球追踪模组的组合件10，通过设置红外光源能发射出环绕用户眼球的红外光，且多个透光通孔4按照指定环绕间隔分布，能够保证眼球的照明均匀；通过设置透光通孔4朝向用户眼球设置，透光通孔4控制红外光按照指定照射方向射向用户眼球，透光通孔4对红外光线起到了导向和汇聚的作用，红外光线不分散、容易集中，实现对红外光线照射角度的调节，使得采集到的光斑清晰，从而提高瞳孔中心的计算精度和眼球追踪的准确性。

进一步地，上述壳体1为环形结构，壳体1面向用户眼球的一侧为平面结构，具有结构稳固性好、不容易变形及光照均匀的优势，且提高用户佩戴的舒适性。

进一步地，红外光源包括多个红外灯3，红外灯3的数量为八个或四个，且透光通孔4与红外灯对应设置，透光通孔4的数量为八个或四个。

当采用眼球瞳孔和光斑之间相对位置的计算方式时，通过设置红外灯3的数量为八个，与现有技术采用六个或七个红外灯3相比，增加了红外灯3的数量，保证在各个方向上图像采集器捕捉到的眼球图像中都有两个以上的光斑，且与现有技术采用十个红外灯3相比，位于中部的光斑不会过多、数量适当，从而提高了提高瞳孔中心的计算精度和眼球追踪的准确性；当采用眼球瞳孔的计算方式时，通过设置红外灯3的数量为四个，能够保证眼球的照明均匀，且图像采集器不会采集到打在眼球表面的多余光斑，从而提高瞳孔中心的计算精度，同时，组装简单，外观更简洁，有效地降低生产成本设备的成本。

为了实现对红外灯3的排布，将多个透光通孔4分为两组设置在壳体1上，两组透光通孔4分别位于壳体1的两侧，每组透光通孔4的间距呈均匀分布或不均匀分布，且红外灯3的组数设置为两组，两组红外灯3分别位于壳体1的左右两侧。该眼球追踪模组的组合件10还包括电连接于红外光源的电源，红外光源包括电路板和红外灯3，电路板分别电连接于红外灯3和电源。两组红外灯3通过电路板分别通入不同的电源电流，呈现不同的亮度，从而使眼部照明更加均匀。

具体地，如图1所示，对于红外灯3的数量为四个时，四个红外灯3环绕于镜片2或视场的周围，每组红外灯3分别布置在壳体1或视场的左右两侧，每组两个红外灯3，每组红外灯3中位于镜片2上部和下部的红外灯3的数量相同，使得四个红外灯3分别布置在镜片2或视场的左上、右上、左下、右下四个位置处。

具体地，如图2所示，对于红外灯3的数量为八个时，八个红外灯3环绕于镜片2或视场的周围，每组红外灯3分别布置在壳体1或视场的左右两侧，每组四个红外灯3，每组红外灯3呈均匀或非均匀分布，即每组红外灯3的灯距全部相同或至少两个灯距不同。进一步地，图3是本实用新型眼球追踪模组的组合件在VR眼控设备的结构示意图，VR眼控设备的镜片2为圆形结构，镜片2距离用户眼球较近，八个红外灯3可以按照如图3所示的位置进行的排布。图4是本实用新型眼球追踪模组的组合件在AR眼控设备的结构示意图，AR眼控设备的镜片2为眼镜式，便于用户在鼻梁位置进行佩戴使用，镜片2距离用户眼球较远，八个红外灯3可以按照如图4所示的位置进行的排布。

另外，八个红外灯3的排布不一定进行分组排列，对于一个眼球追踪模组的组合件10的八个红外灯3沿壳体1或视场的周围均匀分布或不均匀分布。

由于八个红外灯3分成两组时，位于最上部的两个红外灯3之间的距离较大，使得用户眼球上方的位置会出现照明不均匀或照明的暗区或盲区，图5是图2中红外灯的光线照射示意图，如图5所示，为了解决这一问题，将位于最上部的两个红外灯3朝向镜片2中心的正上方照射，以增强该区域的照明强度。其中镜片2中心和壳体1的中心同心，均为各自对应圆弧结构的中心点，其中四个红外灯3的照射光线穿设镜片2中心，且将八个红外灯3划分成两组的中心线穿设镜片2中心(如图5所示)。

为了增强照明效果，该组合件10还包括至少一设置在壳体1上的透光挡片，透光挡片设置在红外光射向用户眼球光路上，透光挡片与壳体1和透光通孔4匹配。其中透光挡片具体为红外滤波片，在红外灯3上覆盖有红外滤波片，使得红外滤波片可以位于红外灯3和眼球之间，红外滤光片可以透过一定范围波长的红外光，且可以阻挡灰尘吸附在红外灯3上，从而提高了照明效果。

图6是本实用新型可穿戴设备的结构示意图，如图6所示，本实施例还提供了一种可穿戴设备，其包括框架20、镜像设置在框架20上的两个安装孔30及与安装孔30对应设置的上述眼球追踪模组的组合件10，眼球追踪模组的组合件10容置并配对设置在框架20上。两个眼球追踪模组的组合件10的平直部相对设置且具有预设锐角，使在两个眼球追踪模组的组合件10的中间形成中空部，方便用户在鼻梁位置进行佩戴使用。本实施例提供的可穿戴设备，通过采用上述的眼球追踪模组的组合件10，提高了眼球追踪的精度和可穿戴设备的显示品质，提高了用户的使用体验。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

设计图

一种眼球追踪模组的组合件及可穿戴设备论文和设计

一种眼球追踪模组的组合件及可穿戴设备论文和设计-王云飞

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢