[发明专利]眼球追踪模组及其追踪方法、虚拟现实设备

说明书

本发明提供一种眼球追踪模组，包括：红外光源组件、第一红外反射部件、第二红外反射部件及红外摄像组件；红外光源组件，用于向眼球发射红外光；第一红外反射部件，用于将经第一次反射过来的红外光进行第二次反射，以将眼球图像随红外光的第二次反射传递至第二红外反射部件；第二红外反射部件，用于将经第二反射过来的红外光进行第三次反射，以将眼球图像随红外光的第三次反射传递至红外摄像部件；红外摄像组件，用于采集随红外光的第三次反射传递的眼球图像。本发明所解析的眼球图像具有较小的像差，同时，本发明能够消除畸变，从而提高图像的清晰度，并减小图像处理的运算量，进而提高对眼球的追踪精度和速度。

技术领域

本发明涉及眼球追踪技术及图像处理技术领域，尤其涉及一种眼球追踪模组及其追踪方法、虚拟现实设备。

背景技术

眼球追踪是利用机械、电子、光学等各种检测手段获取受试者当前“注视方向”的技术。当人的眼睛看向不同方向时，眼部会有细微的变化，这些变化会产生可以提取的特征，计算机可以通过图像捕捉或扫描提取这些特征，从而实时追踪眼睛的变化，预测用户的状态和需求，并进行响应，达到用眼睛控制设备的目的。

随着计算机视觉、人工智能技术和数字化技术的迅速发展，眼球追踪技术已成为当前热点研究领域，其在虚拟现实研究中非常常见，其实现原理常用的有三种：根据眼球和眼球周边的特征变化进行跟踪；根据虹膜角度变化进行跟踪；主动投射红外线等光束到虹膜来提取特征。现有的眼球追踪术的主要设备包括红外设备和图像采集设备。在精度方面，红外线投射方式有比较大的优势，大概能在30英寸的屏幕上精确到1厘米以内，辅以眨眼识别、注视识别等技术，已经可以在一定程度上替代鼠标、触摸板，进行一些有限的操作。此外，其他图像采集设备，如电脑或手机上的摄像头，在软件的支持下也可以实现眼球跟踪，但是在准确性、速度和稳定性上各有差异。

然而，现有虚拟现实设备的红外眼球追踪设备中存在较大的像差和畸变，造成红外摄像头采集的图像清晰度不够，且存在图像畸变的情况，导致后期图像处理的计算量增加，降低了眼球的追踪精度和速度。

发明内容

本发明提供一种眼球追踪模组及应用了该眼球追踪模组的虚拟设备。

第一方面，本发明提供一种眼球追踪模组，包括：红外光源组件、第一红外反射部件、第二红外反射部件及红外摄像组件；

红外光源组件，用于向眼球发射红外光，以使发射的红外光在眼球上发生第一次反射并使眼球图像随红外光的第一次反射传递至所述第一红外反射部件；

第一红外反射部件，用于将经第一次反射过来的红外光进行第二次反射，以将眼球图像随红外光的第二次反射传递至第二红外反射部件；

第二红外反射部件，用于将经第二反射过来的红外光进行第三次反射，以将眼球图像随红外光的第三次反射传递至红外摄像部件；

红外摄像组件，用于采集随红外光的第三次反射传递的眼球图像。

具体的，所述第一红外反射部件为透明红外反射膜层，所述第一红外反射部件贴覆或涂覆于透镜上。

具体的，所述第二红外反射部件为曲面结构，所述第二红外反射部件还用于对随红外光第二次反射传递的眼球图像进行畸变矫正。

优选的，所述模组还包括处理器，所述处理器用于对红外摄像组件采集的眼球图像进行图像处理，以解析出眼球的静态或动态信息。

第二方面，本发明提供一种虚拟现实设备，包括成像透镜及第一方面所述的眼球追踪模组。

具体的，所述眼球追踪模组中的第一红外反射部件为透明红外反射膜层，所述第一红外反射部件贴覆或涂覆于所述成像透镜的近眼侧。

具体的，所述第一红外反射部件位于眼球的反射光路上。

优选的，所述第二反射部件位于所述第一红外反射部件的反射光路上。