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  • 眼球追蹤模組和眼鏡的制作方法

    文檔序號:26100108發布日期:2021-07-30 18:10
    眼球追蹤模組和眼鏡的制作方法
    本發明涉及頭戴設備領域,特別涉及一種眼球追蹤模組和眼鏡。
    背景技術
    :眼球追蹤技術是一種利用機械、電子、光學等各種檢測手段獲取使用者當前“注視方向”的技術。隨著計算機視覺、人工智能技術和數字化技術的迅速發展,眼球追蹤技術已成為當前熱點研究領域,在人機交互領域有著廣泛應用,例如,可應用于虛擬現實、增強現實、車輛輔助駕駛、用戶體驗、認知障礙診斷等多個領域。眼球追蹤技術在虛擬現實設備、增強現實設備等頭戴類產品中實現時,通常需要在頭戴類產品中設置光源和攝像裝置。為保證用戶體驗效果,避免遮擋用戶視線,需要將光源設置在合適的位置。技術實現要素:本發明的主要目的是提出一種眼球追蹤模組,旨在降低對佩戴者視線的遮擋。為實現上述目的,本發明提出的眼球追蹤模組,用于眼鏡,所述眼鏡包括鏡片,所述眼球追蹤模組包括:至少一個定位組件,包括設于所述鏡片周側的光源、及與所述光源位于同一光學路徑上的反射結構;至少部分所述光源發出的光經所述反射結構反射至用戶眼球;以及攝像部件,用以拍攝所述用戶眼球的眼部圖像??蛇x地,所述反射結構為反射鏡;所述反射鏡嵌設在所述鏡片中;或者,所述反射鏡懸置于所述鏡片的內側或者外側??蛇x地,所述反射結構為成型于所述鏡片上的凹槽,所述凹槽中靠近所述光源的槽壁面形成用以反射所述光源所發射的光線的反射面??蛇x地,所述反射面設有反射涂層??蛇x地,所述鏡片包括位于中心的用戶視線區和位于所述用戶視線區外圍的非用戶視線區,所述反射結構設置于所述非用戶視線區??蛇x地,所述鏡片具有相對的第一側邊和第二側邊,所述第一側邊和所述第二側邊各設有至少一個所述定位組件??蛇x地,所述鏡片具有位于所述第一側邊和所述第二側邊之間的第三側邊,所述攝像部件設于所述第三側邊??蛇x地,所述眼球追蹤模組還包括柔性電路板,所述柔性電路板設于所述鏡片的外周,所述攝像部件和所述光源均與所述柔性電路板電連接??蛇x地,所述柔性電路板呈透明設置。本發明還提出一種眼鏡,包括鏡架、鏡片以及如上所述的眼球追蹤模組,所述鏡片設于所述鏡架,所述眼球追蹤模組至少設于所述鏡架和所述鏡片中的一者??蛇x地,所述鏡架包括相連接的兩個安裝框部,每一所述安裝框部中均設有一個所述眼球追蹤模組,任意一個所述眼球追蹤模組的攝像部件均設于對應的所述安裝框部遠離另一個所述安裝框部的一側??蛇x地,所述眼球追蹤模組的鏡片為光波導鏡片,所述眼鏡還包括光機模組,所述光機模組安裝于所述鏡架。本發明技術方案通過將光源設置在鏡片周側,利用與光源對應設置的反射結構將光線反射至眼球,如此相當于將光源設置在鏡片的視線區域之外,可以避免光源遮擋視線。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。圖1為本發明眼球追蹤模組一實施例的結構示意圖;圖2為圖1中眼球追蹤模組的剖切示意圖;圖3為圖2中眼球追蹤模組光線反射至人眼的示意圖;圖4為本發明眼鏡一實施例的結構示意圖。附圖標號說明:標號名稱標號名稱10鏡片40柔性電路板11第一側邊50鏡架12第二側邊51安裝框部13第三側邊511透視窗區14透視鏡片區512光機安裝區15耦入區52連接部21光源53掛架22反射結構60光機模組30攝像部件本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例,參照附圖做進一步說明。具體實施方式下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。需要說明,若本發明實施例中有涉及方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……),則該方向性指示僅用于解釋在某一特定姿態下各部件之間的相對位置關系、運動情況等,如果該特定姿態發生改變時,則該方向性指示也相應地隨之改變。另外,若本發明實施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,則該“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。另外,全文中出現的“和/或”的含義為,包括三個并列的方案,以“a和/或b為例”,包括a方案,或b方案,或a和b同時滿足的方案。另外,各個實施例之間的技術方案可以相互結合,但是必須是以本領域普通技術人員能夠實現為基礎,當技術方案的結合出現相互矛盾或無法實現時應當認為這種技術方案的結合不存在,也不在本發明要求的保護范圍之內。本發明提出一種眼球追蹤模組,用于眼鏡,該眼鏡可以為ar眼鏡或其它需要眼球追蹤模組的眼鏡。在本發明實施例中,請參照圖1至圖3,該眼球追蹤模組包括攝像部件30和至少一個定位組件,定位組件包括設于眼鏡的鏡片10周側的光源21、及與光源21位于同一光學路徑上的反射結構22;至少部分光源21發出的光經反射結構22反射至用戶眼球。攝像部件30用以拍攝用戶的眼部圖像。本實施例中,光源21設于鏡片10周側時,既可以將光源21設置在鏡片上10、并位于鏡片10的邊緣部分,以使光源21位于鏡片10的視線區域之外,以減少光源21對用戶視線的遮擋;也可以將光源21在鏡片10所在的平面上的正投影與鏡片10間隔,從而可以避免光源21遮擋視線,且可以避免在鏡片10上布置導電線路,從而避免導電線路對視線的遮擋。反射結構22在鏡片10所在的平面上的正投影位于鏡片10上,由于反射結構22只需要反射光源21發出的光線即可,故可以將反射結構22簡化設置,從而可以盡量減小對視線的遮擋。本發明技術方案通過將光源21設置在鏡片10周側,利用與光源21對應設置的反射結構22將光線反射至眼球,如此相當于將光源21設置在鏡片10的視線區域之外,可以避免光源21遮擋視線。另外,由于反射結構22只需要反射光源21發出的光線即可,故可以將反射結構22簡化設置,從而可以盡量減小反射結構22對視線的遮擋,而且可以避免在鏡片10的視線區域中布置導電線路,以避免導電線路對視線的遮擋。即本方案的眼球追蹤模組能降低對佩戴者視線的遮擋。此外,相較于光源21從鏡片10周側直接朝眼球傾斜發射光線的方式,如此通過設置反射結構22,能減小從反射結構22反射至用戶眼球的光路相對用戶正向視線的傾斜角度,從而能夠較好地使得光線從眼球的正面射向眼球,提升光源21照射至用戶眼球的光斑在眼部圖像中的位置精度。反射結構22的實現方式具有多種,例如,在一實施例中,反射結構22為反射鏡,反射鏡嵌設在鏡片10中。具體地,反射鏡與鏡片10一體成型,即在制造鏡片10時,將反射鏡作為嵌件一體成型于鏡片10內,如此能夠保證反射鏡與鏡片10連接可靠,相較于反射鏡與鏡片10分體設置的方式,如此有利于簡化裝配工序。此外,另一實施例中,反射結構22為反射鏡,反射鏡懸置于鏡片10的內側(即鏡片10朝向眼球的一側)或者外側(即鏡片10背向眼球的一側)。即反射鏡設于鏡片10外,如此在安裝時能便于調節反射鏡的傾角,以保證反射鏡能夠準確將光線反射至眼球。另外,再一實施例中,反射結構22為成型于鏡片10上的凹槽,凹槽中靠近光源21的槽壁面形成用以反射光源21所發射的光線的反射面。即反射面相對鏡片10傾斜設置,可以設置定位光線和反射面形成全反射結構22,即光源21發射的光線至反射面的入射角大于臨界角時,光源21發出的光線能夠被反射面全反射至眼球,如此使得反射結構22的結構簡單。在一實施例中,反射面設有反射涂層。即反射涂層可以進行提升反射面的反射效果,從而提升定位光斑的成型效果。需要說明的是,光源21發出的光,經反射結構22反射后在眼球角膜表面發生反射,而在攝像部件30的成像面上形成亮斑,該亮斑即為定位光斑,當然,在攝像部件30的成像面上還形成瞳孔圖像。在一實施例中,鏡片10包括位于中心的用戶視線區和位于用戶視線區外圍的非用戶視線區,反射結構22設置于非用戶視線區。即反射結構22靠近鏡片10的邊緣設置,應當理解,佩戴者在佩戴眼鏡時,位于中心的用戶視線區為主要視線區域,而位于用戶視線區外圍的非用戶視線區對用戶的視線影響相對較小,故將反射結構22設置于非用戶視線區時,能夠進一步降低反射結構22對視線的遮擋。在一實施例中,可以設置多個定位組件,每個定位組件包括光源21及與光源21位于同一光學路徑上的反射鏡(反射結構22)。多個光源21在鏡片10的周向間隔分布,鏡片10上對應每一個光源21均設有一個反射結構22,每一個光源21均可以形成一個定位光斑,即多個光源21各自形成的定位光斑在攝像部件30的成像面中不重合。如此設置多個光源21和反射結構22,可以增加眼球追蹤的參照,有利于提升眼球追蹤的精準度。其中,光源21的數量可以為兩個、三個、四個、五個、六個、七個、八個、九個、十個或更多等等。當然,在其它實施例中,也可以僅設置一個光源21。在一實施例中,鏡片10具有相對的第一側邊11和第二側邊12,第一側邊11和第二側邊12各設有至少一個定位組件。即第一側邊11和第二側邊12各設有至少一個光源21、鏡片10上對應每一個光源21均設有一個反射結構22。如此在第一側邊11和第二側邊12各設有至少一個定位組件時,相當于增加了光源21的數量,有利于提升眼球追蹤的精準度。而且將多個光源21分設于鏡片10的兩相對側時,使得位于第一側邊11的光源21發射至角膜表面的光線位置位于眼球靠近第一側邊11的一側,而位于第二側邊12的光源21發射至角膜表面的光線位置位于眼球靠近第二側邊12的一側,如此能夠保證第一側邊11和第二側邊12的光源21發出的光線在反射結構22與眼球之間的光路均較近,且可以使得各個光路長度大致相當,還能避免第一側邊11的光源21和第二側邊12的光源21發出的光線相干涉。當然,在其它實施例中,也可以將多個光源21在鏡片10的四周均勻分布或者所有光源21設于鏡片10的同一側邊。在一實施例中,鏡片10具有位于第一側邊11和第二側邊12之間的第三側邊13,攝像部件30設于第三側邊13。即光源21與攝像部件30不在鏡片10的同一側邊,如此能夠避免攝像部件30與光源21相干涉。當然,在其它實施例中,光源21與攝像部件30也可以設于鏡片10的同一側邊。在一實施例中,眼球追蹤模組還包括柔性電路板40,柔性電路板40設于鏡片10的外周,攝像部件30和光源21均與柔性電路板40電連接。通過將柔性電路板40設于鏡片10的外周,可以降低柔性電路板40對視線的遮擋,而且攝像部件30和光源21均設于鏡片10的周側,通過同一柔性電路板40與眼鏡的控制電路電連接,有利于簡化電路結構。為進一步降低柔性電路板40對視線造成遮擋的可能,在一實施例中,柔性電路板40呈透明設置。當然,在其它實施例中,柔性電路板40也可以呈不透明設置。在一實施例中,光源21為發光二極管。如此可以將光源21的尺寸設置較小,能夠簡化眼球追蹤模組的結構和整體尺寸。當然,在其它實施例中,光源21也可以為其它發光結構。本發明還提出一種眼鏡,請結合參照圖1和圖4,該眼鏡包括鏡架50、鏡片10和眼球追蹤模組,該眼球追蹤模組的具體結構參照上述實施例,由于本眼鏡采用了上述所有實施例的全部技術方案,因此至少具有上述實施例的技術方案所帶來的所有有益效果,在此不再一一贅述。其中,鏡片10設于鏡架50,眼球追蹤模組至少設于鏡架50和鏡片10中的一者。即眼球追蹤模組可以僅安裝于鏡片10;或者眼球追蹤模組可以僅安裝于鏡架50;或者眼球追蹤模組部分結構(例如光源21)安裝于鏡架50,另一部分(例如反射結構22)安裝于鏡片10。鏡架50用于佩戴在用戶頭部。本實施例中,鏡架50包括安裝框部51和佩戴組件,眼球追蹤模組設于安裝框部51,佩戴組件與安裝框部51可拆卸連接。具體而言,鏡片10安裝于安裝框部51。其中,光源21可以僅固定在鏡片10的周側,或者光源21也可以僅固定在安裝框部51,或者光源21還可以固定在鏡片10的同時、還與安裝框部51固定。攝像部件30可以僅安裝在鏡片10的周側,或者攝像部件30也可以安裝在安裝框部51。在其它實施例中,也可以將安裝框部51和佩戴組件也可以連接為一體,即安裝框部51和佩戴組件為不可拆卸連接。在一實施例中,鏡架50包括相連接的兩個安裝框部51,每一安裝框部51中均設有一個眼球追蹤模組,任意一個眼球追蹤模組的攝像部件30均設于對應的安裝框部51遠離另一個安裝框部51的一側。應當理解,佩戴者佩戴眼鏡時,兩個安裝框部51之間的部分對應佩戴者的鼻梁設置,通過將任意一個眼球追蹤模組的攝像部件30均設于安裝框部51遠離另一個安裝框部51的一側時,相當于使得攝像部件30遠離佩戴者鼻梁設置,能夠避免佩戴者佩戴眼鏡時攝像部件30與佩戴者鼻梁干涉,提升攝像部件30的可靠性。當然,在其它實施例中,也可以將任意一個眼球追蹤模組的攝像部件30均設于安裝框部51靠近另一個安裝框部51的一側。另外,在其它實施例中,也可以僅設置一個安裝框部51,兩個眼球追蹤模組均設于該安裝框部51中。佩戴組件的結構具有多種,例如,一實施例中,佩戴組件包括兩個鏡腿和連接兩個鏡腿前端的掛架53,掛架53與鏡框連接,安裝框部51或兩個安裝框部51的連接處設有連接部52,掛架53與連接部52連接,并與安裝框部51間隔,即掛架53與安裝框部51相隔離開,以使掛架53與安裝框部51之間具有供掛架53朝安裝框部51形變的無障礙空間。以在佩戴或掰動鏡腿時,即使掛架53因鏡腿張開而發生變形,然而掛架53與安裝框部51間隔,能夠降低甚至可以避免因掛架53變形而帶動鏡框變形的可能。其中,掛架53可以設于鏡框的上側、前側或后側。當然,在其它實施例中,佩戴組件也可以為綁帶結構或者其它頭戴結構等等。在一實施例中,鏡腿與掛架53鉸接,以使鏡腿能夠相對掛架53折疊,便于收納。在一實施例中,眼鏡還包括光機模組60,光機模組60安裝于鏡架50。即眼鏡為ar眼鏡,通過將眼球追蹤模組用于ar眼鏡時,能夠提升ar眼鏡的眼球追蹤功能。當然,在其它實施例中,眼鏡也可以為智能眼鏡或vr眼鏡等等。在一實施例中,眼球追蹤模組的鏡片10為光波導鏡片,光機模組60在光波導鏡片所在平面上的投影位于光波導鏡片上,如此相當于可以利用光波導鏡片作為眼球追蹤模組的鏡片10,有利于簡化眼鏡的結構,減輕眼鏡重量和成本。在一實施例中,安裝框部51包括透視窗區511以及位于透視窗區511遠離連接部52一側且外凸于透視窗區511的光機安裝區512,透視窗區511的外邊沿與光機安裝區512的外邊沿平滑過渡。即光機安裝區512朝透視窗區511遠離連接部52的方向凸出設置,光機模組60安裝于光機安裝區512。如此可以使得光機模組60與連接部52之間的距離較遠,一方面能夠避免光機模組60與佩戴組件干涉,以及避免光機模組60抵接用戶面部。另一方面能進一步降低連接部52與安裝框部51之間輕微變形時對光機模組60和鏡片10配合精度的影響,從而保證ar眼鏡成像效果和雙目融合精度較好。當然,在其它實施例中,光機模組60也可以設于安裝框部51的上方或安裝框部51的側邊。另外,在其它實施例中,透視窗區511的外邊沿與光機安裝區512的外邊沿也可以不是平滑過渡。在一實施例中,鏡片10包括一體的透視鏡片區14和耦入區15,透視鏡片區14對應于透視窗區511、耦入區15對應于光機安裝區512且外凸于透視鏡片區14。透視鏡片區14安裝于透視窗區511,耦入區15朝透視鏡片區14的側向凸出設置,并對應安裝于光機安裝區512,以與光機模組60配合安裝。如此通過在透視鏡片區14的側向凸出設置耦入區15來與光機模組60配合時,相當于只增大了鏡片10的局部尺寸,可以使得耦入區15的尺寸對應光機模組60的尺寸設置,能夠避免鏡片10尺寸過大,有利于提升ar眼鏡的結構緊湊性,且使得耦入區15不在透視窗區511內,避免了光機模組60與鏡片10配合的位置遮擋視線。在一實施例中,反射結構22為反射鏡,反射鏡嵌設在鏡片10中,且與鏡片10一體成型時,反射鏡上反射面沿耦入區15指向透視鏡片區14的方向延伸,如此能夠降低反射鏡對光機模組60耦入光線的干涉,有利于保證成像效果。以上所述僅為本發明的優選實施例,并非因此限制本發明的專利范圍,凡是在本發明的發明構思下,利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換,或直接/間接運用在其他相關的
    技術領域
    均包括在本發明的專利保護范圍內。當前第1頁12
    再多了解一些
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