红外摄像头和头戴式显示设备制造技术

本公开提供了一种红外摄像头和头戴式显示设备，属于光学技术领域。红外摄像头包括依次排布的镜头、红外滤光片和图像传感器。图像传感器具有第一工作模式和第二工作模式，且图像传感器在第一工作模式下的感光单元的面积大于在第二工作模式下的感光单元的面积，因此，图像传感器在第一工作模式下的分辨率低于第二工作模式下的分辨率。当需要感知眼球的视线变化时，图像传感器可工作在分辨率较低的第一工作模式，因此图像传感器可在一定带宽和整机功耗下以较高的帧率运行。而当需要识别用户身份时，图像传感器可工作在分辨率较高的第二工作模式，以获得清晰的眼球图像，从而进行准确的身份识别。确的身份识别。确的身份识别。

【技术实现步骤摘要】
红外摄像头和头戴式显示设备


[0001]本公开涉及光学
，特别涉及一种红外摄像头和头戴式显示设备。

技术介绍

[0002]头戴式显示设备具有感知用户视线和身份识别的功能。
[0003]其中，感知用户视线是指基于红外摄像头采集到的眼球图像，确定用户所注视的区域以及远近状态。身份识别是指基于红外摄像头采集到的眼球图像，采集虹膜特征，并基于虹膜特征完成身份识别。
[0004]由于感知用户视线和身份识别对眼球图像的要求不同，所以如何使得红外摄像头既能够输出适用于感知用户视线的眼球图像，也能够输出适用于身份识别的眼球图像，是一个关键的技术问题。

技术实现思路

[0005]本公开提供了一种红外摄像头和头戴式显示设备，能够解决相关技术中存在的技术问题，所述红外摄像头和头戴式显示设备的技术方案如下：
[0006]第一方面，本公开提供了一种红外摄像头，所述红外摄像头应用在头戴式显示设备中，用于拍摄眼球图像，所述红外摄像头包括依次排布的镜头、红外滤光片和图像传感器；
[0007]所述镜头用于进光，所述红外滤光片用于透过红外光；
[0008]所述图像传感器具有第一工作模式和第二工作模式，且所述图像传感器在所述第一工作模式下的感光单元的面积大于在所述第二工作模式下的感光单元的面积。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述图像传感器在所述第一工作模式下的帧率高于在所述第二工作模式下的帧率。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述图像传感器包括微透镜和像素阵列；/>[0011]所述微透镜位于所述像素阵列朝向所述镜头的一侧；
[0012]所述像素阵列具有多个像素单元，且所述图像传感器在所述第一工作模式下的感光单元包括的像素单元的数量，大于在所述第二工作模式下的感光单元包括的像素单元的数量。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述图像传感器在所述第一工作模式下的感光单元包括四个像素单元，在所述第二工作模式下的感光单元包括一个像素单元。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述图像传感器在所述第一工作模式下的感光单元包括的四个像素单元呈两行两列式排布。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述像素阵列为光电二极管转换阵列。
[0016]第二方面，本公开提供了一种头戴式显示设备，所述头戴式显示设备具有如第一方面任一项所述的红外摄像头。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述头戴式显示设备包括镜筒、红外补光灯和所述红
外摄像头；
[0018]所述镜筒用于显示信息；
[0019]所述红外补光灯位于所述镜筒朝向眼球的一侧，所述红外补光灯用于为眼球补光；
[0020]所述红外摄像头用于采集眼球图像。
[0021]在一种可能的实现方式中，所述红外补光灯在所述图像传感器处于第一工作模式时的亮度，低于在所述图像传感器处于第二工作模式时的亮度。
[0022]在一种可能的实现方式中，所述头戴式显示设备为VR(Virtual Reality，虚拟现实)设备。
[0023]本公开提供的技术方案至少具有以下有益效果：
[0024]本公开提供了一种红外摄像头，在该红外摄像头中，图像传感器具有第一工作模式和第二工作模式，且图像传感器在第一工作模式下的感光单元的面积大于在第二工作模式下的感光单元的面积，因此，图像素传感器在第一工作模式下的分辨率低于第二工作模式下的分辨率。当需要感知眼球的视线变化时，图像传感器可工作在分辨率较低的第一工作模式，从而降低整机功耗。而当需要识别用户身份时，图像传感器可工作在分辨率较高的第二工作模式，以获得清晰的眼球图像，从而进行准确的身份识别。
[0025]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
[0026]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：
[0027]图1是本公开实施例示出的一种红外摄像头的示意图；
[0028]图2是本公开实施例示出的一种像素矩阵的示意图；
[0029]图3是本公开实施例示出的一种像素矩阵的示意图；
[0030]图4是本公开实施例示出的一种头戴式显示设备的示意图；
[0031]图5是本公开实施例示出的一种头戴式显示设备的示意图。
[0032]图例说明：
[0033]01、镜筒，02、红外补光灯，03、红外摄像头；
[0034]1、镜头；
[0035]2、红外滤光片；
[0036]3、图像传感器，30、感光单元，31、微透镜，32、像素阵列，321、像素单元。
[0037]通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
[0038]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步的详细描述。
[0039]本公开的实施方式部分使用的术语仅用于对本公开的实施例进行解释，而非旨在限定本公开。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。
[0040]随着VR(Virtual Reality，虚拟现实)技术的发展，头戴式显示设备应用范围原来越广泛，可用于观影、游戏、购物等领域。
[0041]用户佩戴头戴式显示设备时，红外摄像头能够通过高帧率采集眼球图像来感知用户视线的变化，并通过眼球模型还原找到用户在显示区域内注视的区域及远近状态，从而优化显示效果，给用户带来身临其境的体验。为能够更好的捕捉到眼球快速移动的信息，需要较高的扫描帧率。但由于并不需要眼球的清晰图像细节，故而在兼顾整机功耗的情况下，红外摄像头的分辨率不宜过高，红外摄像头需采用低分辨率和高帧率的组合。
[0042]当头戴式显示设备识别用户身份时，要进行虹膜识别，红外摄像头需要采集尽可能多的虹膜生物特征信息，故而需要红外摄像头具有高分辨率。另外，进行虹膜识别时可以通过视觉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外摄像头，其特征在于，所述红外摄像头应用在头戴式显示设备中，用于拍摄眼球图像，所述红外摄像头包括依次排布的镜头(1)、红外滤光片(2)和图像传感器(3)；所述镜头(1)用于进光，所述红外滤光片(2)用于透过红外光；所述图像传感器(3)具有第一工作模式和第二工作模式，且所述图像传感器(3)在所述第一工作模式下的感光单元(30)的面积大于在所述第二工作模式下的感光单元(30)的面积。2.根据权利要求1所述的红外摄像头，其特征在于，所述图像传感器(3)在所述第一工作模式下的帧率高于在所述第二工作模式下的帧率。3.根据权利要求1或2所述的红外摄像头，其特征在于，所述图像传感器(3)包括微透镜(31)和像素阵列(32)；所述微透镜(31)位于所述像素阵列(32)朝向所述镜头(1)的一侧；所述像素阵列(32)具有多个像素单元(321)，且所述图像传感器(3)在所述第一工作模式下的感光单元(30)包括的像素单元(321)的数量，大于在所述第二工作模式下的感光单元(30)包括的像素单元(321)的数量。4.根据权利要求3所述的红外摄像头，其特征在于，所述图像传感器(3)在所述第一工作模式下的感光单元(30)包括四个像素单元(321)，在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周伟彪，郭润增，孙士友，龚辉，吕俊，刘勇，莫槟诚，
申请(专利权)人：腾讯科技深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：