[發明專利]頭戴式可視設備及用于頭戴式可視設備的眼球追蹤系統

有效

• 申請號: 201810945241.1
• 申請日: 2018-08-20
• 公開（公告）號: CN110850594B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 張扣文;郭美杉;宋立通;唐溦;謝劍
• 申請（專利權）人: 余姚舜宇智能光學技術有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B27/00;G06F3/01
• 代理公司: 上海領洋專利代理事務所(普通合伙) 31292
• 代理人: 羅曉飛

1.一頭戴式可視設備，其特征在于，包括：

一屏幕，用于投射一虛擬場景圖像至使用者的眼球，

一VR(Virtual Reality)光學透鏡，用于在所述屏幕和該使用者的眼球之間構建一光學路徑，以使得所述屏幕所投射的所述虛擬場景圖像能夠透過所述VR光學透鏡抵至該使用者的眼球；以及

一眼球追蹤系統，用于檢測該使用者的眼球的視線方向，以基于該視線方向調整所述虛擬場景圖像位于所述屏幕的顯示位置，其中，所述眼球追蹤系統包括：

至少一光源，用于投射一檢測光至該使用者的眼球；以及

一接收模組，用于接收自該使用者的眼球處所反射的該檢測光，以檢測該使用者的眼球的視線方向，其中，所述接收模組位于所述VR光學透鏡的側部，并朝向該使用者的眼球，以使得自該使用者的眼球處所反射的該檢測光直接被所述接收模組所接收；

其中所述接收模組包括至少一光學透鏡和一感光芯片，其中，所述至少一光學透鏡朝向該使用者的眼球且用于接收該使用者的眼球處所反射的該檢測光，其中，所述感光芯片所設定的平面與所述至少一光學透鏡所設定的平面之間具有一夾角，其中，所述感光芯片所設定的平面與所述至少一光學透鏡所設定的平面之間的夾角的大小取決于該使用者眼球所設定的物方光軸和所述接收模組所設定的感光光軸之間的夾角和所述至少一光學透鏡自身的光學參數；

其中，該使用者眼球所設定的物方光軸和所述接收模組所設定的感光光軸之間的夾角取決于該使用者的眼球與所述VR光學透鏡之間的距離，該使用者的眼球的預設直徑，以及，所述VR光學透鏡與所述接收模組之間的距離；該使用者眼球所設定的物方光軸和所述接收模組所設定的感光光軸之間的夾角的范圍為：25.0°～40.0°。

2.如權利要求1所述的頭戴式可視設備，其中，設定該使用者眼球所設定的光軸和所述接收模組所設定的光軸之間的夾角為32°。

3.如權利要求2所述的頭戴式可視設備，其中，設定所述感光芯片所設定的平面與所述至少一光學透鏡所設定的平面之間的夾角為20°。

4.如權利要求1-3任一所述的頭戴式可視設備，其中，所述接收模組的所述至少一光學透鏡被實施為單片非球面光學透鏡。

5.如權利要求4所述的頭戴式可視設備，其中，所述眼球追蹤系統集成于所述VR光學透鏡，以使得所述VR光學透鏡和所述眼球追蹤系統具有一體式結構。

6.如權利要求4所述的頭戴式可視設備，其中，所述至少一光源包括8個所述光源，其中，8個所述光源周向地布置于所述VR光學透鏡的周緣，用于投射該檢測光至該使用者的眼球。

7.如權利要求6所述的頭戴式可視設備，其中，每一所述光源包括多路光纖和一非可見光光源，所述多路光纖分別連通于所述非可見光光源，以使得在所述非可見光光 源被導通后，分別于所述多路光纖的每一光纖處產生該檢測光。

8.如權利要求1-3任一所述的頭戴式可視設備，其中，所述屏幕相對所述VR光學透鏡可移動，以通過改變所述屏幕和所述VR光學透鏡之間的距離，調節該使用者的眼球的屈光度。