[发明专利]头戴式显示设备

说明书

技术领域

本发明属于自动电源管理领域，涉及一种头戴式显示设备。

背景技术

头戴式显示设备(Head Mounted Display，HMD)指的是可以戴在头上的显示设备。HMD一般使用“近眼光学系统”来在距离眼球几厘米的显示屏幕（例如镜片）上显示图形图片等多媒体信息。根据显示屏幕的数量，HMD可以细分为“单镜片HMD”和“双镜片HMD”。一些HMD只显示一张“计算机生成图像”（CGI），而一些种类的HMD则可以以“现实世界视角”的方式显示叠加的CGI。后者一般又称为“增强的现实”，因为使用者的对于现实世界的图像信息被附着在显示设备上的图像给“强化”了。具体来说，就是用户既可以通过透明的镜片观看自己周围的外部世界，也可以通过控制系统在镜片上显示一些多媒体信息，例如文字（在前方看到的一座大厦的名字，距离自己最近的餐馆的位置以及其招牌菜、菜单等即时信息）。

HMD具有许多实用性的和娱乐性的应用。例如，航天应用允许飞行员在眼光不从飞行路线上移开的前提下，查看至关重要的飞行控制信息。公共安全应用可以包括跟踪显示地图信息以及犯罪嫌疑人的面部自动识别匹配信息等。其他应用领域也可以包括视频游戏、远程医疗、远程控制等。由于该技术还处于早期阶段，随着该技术的发展，将会有更多的实用性和娱乐性的应用出现。但是，目前这些应用被限制在成本、尺寸、显示区域、以及用来实现当前HMD的传统光学设备的效率问题等。并且，其他一些尚未彻底解决的技术问题将会随着HMD的迅猛发展而被逐步攻克并实现其在市场上的广泛应用。

另一方面，眼球跟踪技术近期被广泛关注。某些便携式设备（例如三星galaxy s4手机）已经集成该功能，实现诸如用户兴趣点记录、屏幕控制（如翻页、下拉显示）等诸多功能。

头戴式显示设备中的电池的续航能力直接影响着用户的使用体验。然而，目前使用手指触摸式控制或者声音控制的电源管理，需要用户主动付出比较多的交互成本，从而降低了用户使用可头戴式显示设备的体验效果。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种头戴式显示设备，通过眼球跟踪技术来自动控制头戴式显示设备的电源，从而节省用户的交互成本。

根据本发明的一方面，一种头戴式显示设备包括：显示屏幕；眼球跟踪单元，跟踪眼球视线位置，并提供眼球视线位置信息；控制器，接收所述眼球视线位置信息，判断眼球视线落在所述显示屏幕的显示区域之外是否超过预定时间，如果超过预定时间，则控制所述显示屏幕的显示区域进入无显示模式。

如果眼球视线落在所述显示屏幕的显示区域之外超过第一预定时间，则控制器控制所述显示屏幕的显示区域进入暗化模式；如果在第一预定时间之后眼球视线落在所述显示屏幕的显示区域之外超过第二预定时间，则控制器控制所述显示屏幕的显示区域进入无显示模式。

如果在第一预定时间之后的第二预定时间内眼球视线落在所述显示屏幕的显示区域内，则控制器控制所述显示屏幕的显示区域进入亮化显示模式。

眼球跟踪单元包括：红外光源，朝向用户的眼睛发射红外光；红外摄像头，接收被用户眼球瞳孔反射的红外光，并提供眼球视线位置信息。

如果红外摄像头在与显示屏幕的预定距离内没有捕获到用户眼球超过预定时间，则控制器控制所述显示屏幕的显示区域进入无显示模式。

如果红外摄像头在与显示屏幕的预定距离内没有捕获到用户眼球超过第三预定时间，则控制器控制所述显示屏幕的显示区域进入暗化模式；如果红外摄像头在第三预定时间之后在与显示屏幕的预定距离内没有捕获到用户眼球超过第四预定时间，则控制器控制所述显示屏幕的显示区域进入无显示模式。

如果红外摄像头在第三预定时间之后的第四预定时间内捕获到用户的眼球视线位置位于显示屏幕的显示区域内，则控制器控制所述显示屏幕的显示区域进入亮化显示模式。

在显示屏幕的显示区域处于无显示模式下，用户通过下列方式中的一种重新开启显示屏幕的显示区域：用户通过触摸设置在头戴式显示设备中的触摸板使得显示屏幕的显示区域进入开启状态；用户通过语音开启指令使得显示屏幕的显示区域进入开启状态。

可头戴式显示设备还包括：存储器，存储关于用户眼球的移动方向与显示屏幕的开启/关闭之间的对应关系的数据。眼球跟踪单元捕获用户眼球的图像，控制器根据捕获的用户眼球的图像确定用户眼球的移动方向，将确定的用户眼球的移动方向与存储器中存储的用户眼球的移动方向进行匹配；如果匹配，则控制器根据存储器中存储的用户眼球的移动方向与显示屏幕的开启/关闭之间的对应关系，来开启/关闭显示屏幕。