本申請涉及虛擬現(xiàn)實技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種虛擬現(xiàn)實頭戴設(shè)備。

背景技術(shù)：

VR(Virtual Reality，虛擬現(xiàn)實)技術(shù)，是一種綜合利用計算機圖形系統(tǒng)和各種控制接口，在計算機上生成可交互的三維交互環(huán)境，面向用戶提供沉浸感的技術(shù)。在相關(guān)技術(shù)中，用戶可以通過佩戴虛擬現(xiàn)實頭戴設(shè)備，比如VR眼鏡、VR頭盔等VR設(shè)備，以獲得相應(yīng)的虛擬現(xiàn)實體驗。

由于VR場景的特殊性，尤其是用戶在佩戴VR設(shè)備后，VR設(shè)備內(nèi)部的剩余空間十分有限且亮度很低，難以準確采集到用戶的眼部圖像，導(dǎo)致無法順利實現(xiàn)相應(yīng)的身份識別、眼球追蹤等目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N虛擬現(xiàn)實頭戴設(shè)備，可以對用戶的眼部進行紅外補光，以提升攝像機采集到的用戶眼部圖像的清晰度，及其生理特征信息的準確度。

為實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┘夹g(shù)方案如下：

根據(jù)本申請的第一方面，提出了一種虛擬現(xiàn)實頭戴設(shè)備，包括：

設(shè)備本體，所述設(shè)備本體中裝配有凸透鏡；

裝配于所述設(shè)備本體中的紅外光源，所述紅外光源分布于至少一個凸透鏡的外圍，并對所述至少一個凸透鏡對應(yīng)的用戶眼部進行紅外補光；

裝配于所述設(shè)備本體中的攝像機，所述攝像機的鏡頭朝向所述至少一個凸透鏡對應(yīng)的用戶眼部，并對所述用戶眼部的生理特征信息進行紅外圖像采集。

可選的，所述設(shè)備本體內(nèi)裝配有兩個凸透鏡，其中任一預(yù)設(shè)凸透鏡的周圍分布有至少一個紅外光源和至少一個攝像機。

可選的，所述設(shè)備本體內(nèi)的每一凸透鏡周圍，均分布有至少一個紅外光源和至少一個攝像機。

可選的，當(dāng)任一凸透鏡對應(yīng)于多個紅外光源時，多個紅外光源在所述任一凸透鏡的周圍均勻分布。

可選的，所述紅外光源的安裝位置處于對應(yīng)的凸透鏡的外切矩形的覆蓋區(qū)域內(nèi)。

可選的，所述攝像機位于相應(yīng)的凸透鏡靠近所述用戶的一側(cè)。

可選的，所述攝像機位于相應(yīng)的凸透鏡的下方。

可選的，所述攝像機的裝配位置緊貼于相應(yīng)的凸透鏡。

可選的，還包括：

裝配于所述設(shè)備本體上的設(shè)備接口，所述設(shè)備接口可與安裝至所述設(shè)備本體中的電子設(shè)備進行電連接，所述電子設(shè)備用于播放虛擬現(xiàn)實顯示內(nèi)容；

所述攝像機和所述紅外光源通過數(shù)據(jù)線連接至所述設(shè)備接口；其中，所述攝像機和所述紅外光源可在接收到所述電子設(shè)備通過所述設(shè)備接口和所述數(shù)據(jù)線傳出的開關(guān)控制指令時，執(zhí)行響應(yīng)于所述開關(guān)控制指令的開關(guān)狀態(tài)切換操作，且所述攝像機還將采集到的紅外圖像通過所述設(shè)備接口和所述數(shù)據(jù)線傳輸至所述電子設(shè)備。

可選的，所述攝像機為紅外攝像機或紅綠藍-紅外攝像機。

由以上技術(shù)方案可見，本申請通過在設(shè)備本體內(nèi)設(shè)置紅外光源，并將該紅外光源設(shè)置于凸透鏡的周圍，可以對該凸透鏡對應(yīng)的用戶眼部進行紅外補光，從而在通過攝像機采集用戶眼部的紅外圖像時，可以降低對攝像機的安裝角度、間隔距離等其他條件的要求，有助于對虛擬現(xiàn)實頭戴設(shè)備中的部件進行合理裝配、優(yōu)化空間占用。

附圖說明

圖1是本申請一示例性實施例提供的一種VR頭盔的側(cè)向剖視圖。

圖2是本申請一示例性實施例提供的一種VR頭盔在佩戴者方向上的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本申請一示例性實施例提供的一種紅外光源與凸透鏡之間的位置關(guān)系的示意圖。

圖4是本申請一示例性實施例提供的另一種VR頭盔的側(cè)向剖視圖。

具體實施方式

為對本申請進行進一步說明，下面以VR頭盔為例，提供下列實施例，以介紹本申請的虛擬現(xiàn)實頭戴設(shè)備的相關(guān)結(jié)構(gòu)：

圖1是本申請一示例性實施例提供的一種VR頭盔的側(cè)向剖視圖。如圖1所示，在VR頭盔的設(shè)備主體1中，裝配有凸透鏡2和VR播放組件3。其中，凸透鏡2位于用戶(圖1示出了該用戶的眼部4)與該設(shè)備本體1中的VR播放組件3之間，使得VR播放組件3播放的VR顯示內(nèi)容可以基于可見光S1的形式，穿透凸透鏡2并傳播至用戶的眼部4，由用戶的眼部4接收該可見光S1并實現(xiàn)對VR顯示內(nèi)容的查看。

為了對佩戴VR頭盔的用戶進行眼球追蹤、虹膜識別等功能，需要對用戶的眼部4進行紅外圖像采集。但是，由于VR頭盔需要向用戶提供沉浸式的VR場景和使用體驗，要求盡可能地避免外部光線的射入，導(dǎo)致用戶在佩戴VR頭盔之后，設(shè)備本體1內(nèi)部的光線條件差，難以滿足對眼部進行圖像采集的條件。

因此，在本申請的VR頭盔中，進一步包括裝配于設(shè)備本體1中的紅外光源5，該紅外光源5分布于至少一個凸透鏡2的外圍，并對該至少一個凸透鏡2對應(yīng)的用戶眼部4進行紅外補光(由該紅外光源5向眼部4射出R1、R2等紅外光)。如圖2所示，VR頭盔中通常配置有兩個凸透鏡2，以對應(yīng)于用戶的雙眼；而紅外光源5可以分布于單個凸透鏡2的外圍，比如圖2中分布于右側(cè)凸透鏡22的外圍、以對用戶的右眼進行紅外補光，而左側(cè)凸透鏡21的外圍則并未分布有紅外光源5。

那么，通過VR頭盔中裝配于設(shè)備本體1內(nèi)的攝像機6，對用戶的眼部4的生理特征信息進行圖像采集時，由于紅外光源5對眼部4進行紅外補光，可以確保眼部4能夠反射出充足的紅外光S2，并由攝像機6對該紅外光S2進行捕捉后，得到清晰的紅外圖像，并由此準確提取出眼部4的生理特征信息，例如眼球位置、虹膜特征等，以進一步實現(xiàn)眼球追蹤、虹膜識別等功能。其中，攝像機6可以為IR(Infrared Radiation，紅外)攝像機，也可以為RGB(Red-Green-Blue，紅綠藍)-IR一體攝像機，本申請并不對此進行限制。

在上述實施例中，為了避免對VR播放組件3播放的VR顯示內(nèi)容造成遮擋，即避免阻擋可見光S1的傳播，紅外光源5和攝像機6均必須遠離凸透鏡2相對于用戶眼部4的可視范圍(例如該可視范圍可以由圖1所示的上邊界T1、下邊界T2進行標示)，使得紅外光源5裝配于凸透鏡2的外圍，而攝像機6通常裝配于設(shè)備本體1的頂部或底部，比如圖1中位于設(shè)備本體1的底部位置，且位于凸透鏡2靠近該用戶的一側(cè)(即圖1所示的左側(cè))。

進一步地，攝像機6在對眼部4發(fā)出的紅外光S2進行采集時，由于攝像機6必須遠離上述的可視范圍，而用戶在使用VR頭盔的過程中，眼部4基本保持圖1所示的直視狀態(tài)，即紅外光S2基本沿水平傳播，使得攝像機6必然與該紅外光S2呈一夾角α。那么，為了避免夾角α過大而造成采集到的圖像嚴重形變，該攝像機6可以緊貼(包括水平距離和垂直距離中至少之一)該凸透鏡2的邊緣設(shè)置，即盡可能地增加攝像機6與眼部4的距離(包括水平距離和垂直距離中至少之一)，從而在相同條件下盡可能地減小該夾角α?？蛇x的，攝像機6的角度可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整，以適應(yīng)于不同用戶在使用相同VR頭盔時的差異；其中，在調(diào)整時，可以盡量確保用戶眼部4的瞳孔中心位于采集到的紅外圖像的中心區(qū)域，以避免圖像變形或過度變形。

在上述實施例中，紅外光源5與攝像機6在設(shè)備本體1中的裝配位置相適配。例如圖2所示，當(dāng)紅外光源5分布于右側(cè)凸透鏡22外圍時，攝像機6在垂直方向上裝配于右側(cè)凸透鏡22的下方(當(dāng)然也可以裝配于右側(cè)凸透鏡22的上方)，而在水平方向上裝配于右側(cè)凸透鏡22的中心位置處，以減小或消除攝像機6與用戶的眼部4之間的水平夾角。其中，在圖2所示的實施例中，僅針對右側(cè)凸透鏡22裝配了相應(yīng)的紅外光源5和攝像機6，從而對用戶的右眼進行紅外圖像采集，而實際上也可以存在其他情況：例如，可以僅針對左側(cè)凸透鏡21裝配相應(yīng)的紅外光源5和攝像機6，從而對用戶的左眼進行紅外圖像采集，或者可以同時針對左側(cè)凸透鏡21、右側(cè)凸透鏡22裝配相應(yīng)的紅外光源5和攝像機6，從而同時對用戶的雙眼進行紅外圖像采集(或者選擇性地開啟一側(cè)的紅外光源5和攝像機6，以實現(xiàn)對單側(cè)眼部的紅外圖像采集)。

雖然圖2所示的實施例中，右側(cè)凸透鏡22的外圍分布有4個紅外光源5，但是此處僅用于舉例；實際上，在本申請的VR頭盔中，每一凸透鏡的外圍可以分布一個或多個紅外光源5，本申請并不對紅外光源5的數(shù)量進行限制。其中，當(dāng)存在多個紅外光源5時，例如圖2中的右側(cè)凸透鏡22外圍分布有4個紅外光源5時，這些紅外光源5可以盡可能地均勻分布，以對眼部4進行均勻補光。

另外，當(dāng)設(shè)備本體1內(nèi)裝配凸透鏡2時，該設(shè)備本體1的規(guī)格與該凸透鏡2的空間占用情況相關(guān)。例如圖3所示，假定凸透鏡2在水平方向(即x軸方向)上的長度為L、在垂直方向(即y軸方向)上的長度為H(當(dāng)凸透鏡2呈圓形時，L和H均等于圓形的直徑長度)，則該凸透鏡2對于設(shè)備本體1的空間占用與L、H的數(shù)值相關(guān)，即設(shè)備本體1在水平方向上的長度不應(yīng)當(dāng)小于L、在垂直方向上的長度不應(yīng)當(dāng)小于H。而實際上，當(dāng)設(shè)備本體1基本呈長方體形狀時，凸透鏡2對于設(shè)備本體1的規(guī)格需求，幾乎等同于該凸透鏡2的外切矩形(如圖3所示，水平寬度為L、垂直高度為H)對于設(shè)備本體1的規(guī)格需求。

在一種情況下，如圖3所示，當(dāng)紅外光源5的安裝位置位于凸透鏡2的外切矩形的覆蓋區(qū)域內(nèi)時，而由于紅外光源5需要避免遮擋凸透鏡2，因而紅外光源5不應(yīng)當(dāng)位于凸透鏡2的覆蓋區(qū)域內(nèi)(如A點處)，而應(yīng)當(dāng)位于圖3所示的陰影區(qū)域內(nèi)(如B點處)。此時，紅外光源5對于設(shè)備本體1的空間占用需求與該外切矩形(或凸透鏡2)存在重疊，使得紅外光源5不會對設(shè)備本體1存在更多的空間占用需求，因而有助于控制或縮小設(shè)備本體1及其VR頭盔的規(guī)格，避免VR頭盔過于龐大、笨重。

另一種情況下，如圖3所示，當(dāng)紅外光源5位于C點處時，使得紅外光源5和凸透鏡2的整體在垂直方向上的高度由H增加至H1，即對于設(shè)備本體1在垂直方向上的空間占用需求由H增加至H1，使得VR頭盔變得更厚；類似地，當(dāng)紅外光源5位于D點處時，使得紅外光源5和凸透鏡2的整體在水平方向上的寬度由L增加至L1，即對于設(shè)備本體1在水平方向上的空間占用需求由L增加至L1，使得VR頭盔變得更寬。

因此，可以盡可能地將紅外光源5裝配于相應(yīng)凸透鏡2的外切矩形的覆蓋區(qū)域內(nèi)，以避免增加對設(shè)備本體1的空間占用需求，有助于控制VR頭盔的規(guī)格。

圖4是本申請一示例性實施例提供的另一種VR頭盔的側(cè)向剖視圖。如圖4所示，VR頭盔可以為分體式VR頭戴設(shè)備，該VR頭盔的設(shè)備本體1中可以裝配有設(shè)備接口7，使得該設(shè)備接口7可與安裝至該設(shè)備本體1中的手機、平板等電子設(shè)備進行電連接；其中，該電子設(shè)備可以通過處理器、顯卡芯片等實現(xiàn)渲染處理、通過屏幕組件進行內(nèi)容顯示等，以作為設(shè)備本體1中的VR播放組件3。

進一步地，設(shè)備本體1中的攝像機6和紅外光源5可以通過數(shù)據(jù)線8連接至該設(shè)備接口7，使得設(shè)備接口7連接的電子設(shè)備發(fā)出開關(guān)控制指令時，該攝像機6和該紅外光源5可通過該設(shè)備接口7和該數(shù)據(jù)線8接收到該開關(guān)控制指令，從而執(zhí)行響應(yīng)于該開關(guān)控制指令的開關(guān)狀態(tài)切換操作。換言之，基于用戶對上述電子設(shè)備的操控，或者基于電子設(shè)備上運行的應(yīng)用程序的控制，使得該電子設(shè)備可以向攝像機6和紅外光源5發(fā)送開關(guān)控制指令，控制紅外光源5對眼部4進行紅外補光、攝像機6對眼部4進行紅外圖像采集，提升了紅外補光和紅外圖像采集的可控性。

其中，開關(guān)控制指令可以同時發(fā)送至攝像機6和紅外光源5；或者，開關(guān)控制指令也可以單獨發(fā)送至攝像機6或紅外光源5，例如單獨控制開啟攝像機6進行紅外圖像采集，并在光線不足的情況下，單獨控制紅外光源5進行紅外補光等。

另外，當(dāng)攝像機6完成紅外圖像采集后，如果VR頭盔內(nèi)部設(shè)置有處理模塊，可以將采集到的紅外圖像傳輸至該處理模塊進行處理；或者，攝像機6可以將采集到的紅外圖像通過設(shè)備接口7和數(shù)據(jù)線8傳輸至上述的電子設(shè)備，以由該電子設(shè)備進行處理。

需要說明的是，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、商品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、商品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、商品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本申請相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本申請的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

在本申請使用的術(shù)語是僅僅出于描述特定實施例的目的，而非旨在限制本申請。在本申請和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義。還應(yīng)當(dāng)理解，本文中使用的術(shù)語“和/或”是指并包含一個或多個相關(guān)聯(lián)的列出項目的任何或所有可能組合。

應(yīng)當(dāng)理解，盡管在本申請可能采用術(shù)語第一、第二、第三等來描述各種信息，但這些信息不應(yīng)限于這些術(shù)語。這些術(shù)語僅用來將同一類型的信息彼此區(qū)分開。例如，在不脫離本申請范圍的情況下，第一信息也可以被稱為第二信息，類似地，第二信息也可以被稱為第一信息。取決于語境，如在此所使用的詞語“如果”可以被解釋成為“在……時”或“當(dāng)……時”或“響應(yīng)于確定”。

以上所述僅為本申請的較佳實施例而已，并不用以限制本申請，凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本申請保護的范圍之內(nèi)。