眼球追踪系统和头戴显示设备技术方案

本发明专利技术公开了一种眼球追踪系统和头戴显示设备。其中，该眼球追踪系统包括多个点光源、摄像头、第一光波导装置以及分析装置，摄像头用于拍摄目标区域的图像，所述多个点光源分别朝向所述第一光波导装置发射光线，所述第一光波导装置对入射的光线进行扩瞳后朝向目标区域射出多组光束，每组光束包括所述多个点光源分别对应的出射光线，所述分析装置用于根据所述图像中的眼部图像和所述多个点光源对应的多个光斑图像确定眼球位置。本发明专利技术旨在实现眼球追踪的同时减少所需使用光源的数量，以降低眼球追踪过程对人眼的危害，降低设备运行功耗。耗。耗。

【技术实现步骤摘要】
眼球追踪系统和头戴显示设备


[0001]本专利技术涉及智能
，尤其涉及眼球追踪系统和头戴显示设备。

技术介绍

[0002]头戴显示设备，例如虚拟现实设备等，在运行过程中大多会对用户的眼球的位置进行追踪，以根据追踪到的眼球位置进行画面显示。
[0003]在眼球追踪过程中一般需要在设备上设置多个点光源，并通过相机捕捉人眼反射点光源的光形成的光斑来对眼球进行定位，然而要满足定位需求，需要在多个不同的位置设置大量的点光源，这不但容易对人眼造成危害，还会使设备运行功耗过大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种眼球追踪系统和头戴显示设备，旨在实现眼球追踪的同时减少所需使用光源的数量，以降低眼球追踪过程对人眼的危害，降低设备运行功耗。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种眼球追踪系统，应用于头戴显示设备，所述眼球追踪系统包括：
[0006]多个点光源；
[0007]摄像头，用于拍摄目标区域的图像；
[0008]第一光波导装置，所述多个点光源分别朝向所述第一光波导装置发射光线，所述第一光波导装置对入射的光线进行扩瞳后朝向目标区域射出多组光束，每组所述光束包括所述多个点光源分别对应的出射光线；
[0009]分析装置，所述分析装置用于根据所述图像中的眼部图像和所述多个点光源对应的多个光斑图像确定眼球位置。
[0010]可选地，所述眼球追踪系统还包括第二光波导装置，所述第二光波导装置用于接收所述目标区域入射的光线并朝向所述摄像头射出，以在所述摄像头成像形成所述图像。
[0011]可选地，所述第二光波导装置设于所述第一光波导装置朝向所述目标区域的表面。
[0012]可选地，所述第一光波导装置包括第一入射耦合部、与所述第一入射耦合部连接的第一全反射部以及与所述第一全反射部连接的第一出射耦合部，所述第二光波导装置包括第二入射耦合部、与所述第二入射耦合部连接的第二全反射部以及与所述第二全反射部连接的第二出射耦合部，所述第一出射耦合部与所述第二入射耦合部对位设置，所述第一入射耦合部对应所述多个点光源设置，所述第二出射耦合部的出射方向朝向所述摄像头。
[0013]可选地，所述第一出射耦合部的第一区域范围和所述第二入射耦合部的第二区域范围均根据所述目标区域内的预设人眼活动范围确定。
[0014]可选地，所述第一光波导装置和第二光波导装置均为玻璃结构。
[0015]可选地，所述多个点光源非共线设置。
[0016]可选地，所述分析装置还用于：
[0017]根据所述多个光斑图像确定眼部的光轴位置，确定所述眼部图像中的瞳孔位置；
[0018]根据所述瞳孔位置相对于所述光轴位置的相对位置确定所述眼球位置。
[0019]可选地，所述根据所述多个光斑图像确定眼部的光轴位置的步骤包括：
[0020]根据所述多个光斑图像确定所述多个光斑图像所在的圆形轮廓；
[0021]确定所述圆形轮廓的圆心为所述光轴位置。
[0022]此外，为了实现上述目的，本申请还提出一种头戴显示设备，所述头戴显示设备包括：
[0023]如上任一项所述的眼球追踪系统；
[0024]显示装置，所述眼球追踪系统中的第一光波导装置设于所述目标区域与所述显示装置之间。
[0025]本专利技术提出的一种眼球追踪系统，该眼球追踪系统通过第一波导装置对多个点光源入射的光线进行扩瞳后朝向目标区域射出多组光束，每组光束包括多个点光源分别对应的出射光线，当人眼位于目标区域时可对多个出射光线进行反射，摄像头拍摄到目标区域的图像除了包括眼部图像以外还会包括多个点光源对应的光斑图像，基于此，通过分析装置对眼部图像和多个光斑图像进行分析便可确定眼球当前的位置，此过程中，通过利用第一波导装置的扩瞳效果，只需一组点光源便可射出多组点光源的光线，实现对人眼在不同角度下均可反射形成多个光斑进行定位，实现过程无需在设备设置多组点光源，从而实现眼球追踪的同时减少所需使用光源的数量，以降低眼球追踪过程对人眼的危害，降低设备运行功耗。
附图说明
[0026]图1为本专利技术眼球追踪系统一实施例的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术眼球追踪系统另一实施例中运行涉及的硬件结构示意图；
[0028]图3为本专利技术眼球追踪系统一实施例中多个点光源的分布示意图；
[0029]图4为本专利技术头戴显示设备一实施例的结构示意图。
[0030]附图标号说明：
[0031]标号名称标号名称1眼球追踪系统14分析装置11点光源15第二光波导装置12摄像头151第二入射耦合部13第一光波导装置152第二全反射部131第一入射耦合部153第二出射耦合部132第一全反射部2显示装置133第一出射耦合部01目标区域
[0032]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0033]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0034]本专利技术实施例提出一种应用于头戴显示设备的眼球追踪系统1，用于对眼球进行定位。
[0035]在本专利技术实施例中，参照图1和图2，所述眼球追踪系统1包括多个点光源11、摄像头12、第一光波导装置13以及分析装置14。
[0036]在本实施例中，点光源11为LED灯，所发射的光为红外光。其他实施例中，点光源11也可为荧光灯。或者，其他实施例中，点光源11发射的光可为可见光。在本实施例中，多个点光源11的数量为3个。在其他实施例中，多个点光源11的数量也可设置为4个或5个等。
[0037]分析装置14可与点光源11连接，以控制点光源11的开启和关闭。
[0038]在本实施例中，摄像头12用于拍摄目标区域01的图像，摄像头12的数量可为一个或多于一个。目标区域01为预先设置的人眼所在区域。在本实施例中，摄像头12为红外摄像头12。在其他实施例中，摄像头12也可为可见光摄像头12。
[0039]所述多个点光源11分别朝向所述第一光波导装置13发射光线，所述第一光波导装置13对入射的光线进行扩瞳后朝向目标区域01射出多组光束，每组光束包括所述多个点光源11分别对应的出射光线。每个点光源11朝向第一光波导装置13发射一条光线，第一光波导装置13的扩瞳作用下每条入射光线分别对应出射多条出射光线，出射光线的出射方向朝向目标区域01。
[0040]每组光束中多个点光源11对应的多条出射光线与多个点光源11具有相同的排布方式。每个点光源11对应出射的光线的数量可根据预测的目标区域01内的人眼活动范围确定。
[0041]在本实施例中，多个点光源11与目标区域01分别设置于第一光波导装置13相对设置的两侧。在其他实施例中，多个点光源11与目标区域01也可设于第一光波导装置13的同一侧。
[0042]在本实施例中，多个点光源11朝向第一光波导装置13发射的光线与第一光波导装置1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种眼球追踪系统，应用于头戴显示设备，其特征在于，所述眼球追踪系统包括：多个点光源；摄像头，用于拍摄目标区域的图像；第一光波导装置，所述多个点光源分别朝向所述第一光波导装置发射光线，所述第一光波导装置对入射的光线进行扩瞳后朝向目标区域射出多组光束，每组所述光束包括所述多个点光源分别对应的出射光线；分析装置，所述分析装置用于根据所述图像中的眼部图像和所述多个点光源对应的多个光斑图像确定眼球位置。2.如权利要求1所述的眼球追踪系统，其特征在于，所述眼球追踪系统还包括第二光波导装置，所述第二光波导装置用于接收所述目标区域入射的光线并朝向所述摄像头射出，以在所述摄像头成像形成所述图像。3.如权利要求2所述的眼球追踪系统，其特征在于，所述第二光波导装置设于所述第一光波导装置朝向所述目标区域的表面。4.如权利要求3所述的眼球追踪系统，其特征在于，所述第一光波导装置包括第一入射耦合部、与所述第一入射耦合部连接的第一全反射部以及与所述第一全反射部连接的第一出射耦合部；所述第二光波导装置包括第二入射耦合部、与所述第二入射耦合部连接的第二全反射部以及与所述第二全反射部连接的第二出射耦合部；所述第一出射耦合部与所述第二入射耦合部对位设...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹿丽华，程衍伟，王朋杰，张金杰，
申请(专利权)人：歌尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：