[发明专利]一种基于含眼控的交互模块的头戴显示设备中的红外灯透射装置

说明书

技术领域

本发明属于红外照射领域，具体来说是一种基于含眼控的交互模块的头戴显示设备中的红外灯透射装置。

背景技术

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含眼控的交互模块，满足一些特定的使用场景。

眼控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。

发明内容

本发明公开了一种基于含眼控的交互模块的头戴显示设备中的红外灯透射装置，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，本发明采用的技术方案如下：

一种基于含眼控的交互模块的头戴显示设备中的红外灯透射装置，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。

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眼控交互的具体算法而定，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含眼控的交互模块上，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，发明优选为环状，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，头戴显示设备包括含眼控的交互模块、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；含眼控的交互模块进行数据的处理或者传输。

优选的，含眼控的交互模块包括眼控模块，或者眼控模块和其它交互模块。

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；