[发明专利]一种近眼显示设备的眼球追踪系统及近眼显示设备

说明书

本发明公开了一种近眼显示设备及其眼球追踪系统，包括处理器用于输出视频信号；控制分析装置用于根据视频信号及预设的IR图像信号得到与色轮上包括IR荧光粉区间的各个荧光粉区间对应的多色图像信号及色轮控制同步信号和相应的子场显示信号；在色轮控制同步信号及子场显示信号均与IR图像信号对应时生成采集信号，根据IR相机采集的眼球图像得到人眼注视点信息；色轮装置用于依据色轮控制同步信号转动色轮使相应的荧光粉区间在光源照射发出的光线入射至DMD显示装置中；DMD显示装置用于根据子场显示信号将光线反射至镜头中形成对应的图像并通过光波导镜片投射至人眼；IR相机用于依据采集信号采集眼球图像；能够减小整机体积和成本。

技术领域

本发明实施例涉及近眼显示技术领域，特别是涉及一种近眼显示设备的眼球追踪系统及近眼显示设备。

背景技术

DLP即数字光处理技术(digital light processing)，是利用半导体芯片上集成微镜片阵列，同时利用MEMS技术控制每个微镜片转动。这些微镜片在数字驱动信号的控制下能够迅速改变角度，一旦接收到相应信号，微镜片就会倾斜 10°，从而使入射光的反射方向改变。处于投影状态的微镜片被示为“开”，并随数字信号而倾斜+10°；如果微镜片处于非投影状态，则被示为“关”，并倾斜-10°。与此同时，“开”状态下被反射出去的入射光通过投影透镜将影像投影到屏幕上；而“关”状态下反射在微镜片上的入射光被光吸收器吸收。

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，这就是眼球追踪技术的基本原理。

近年来随着VR/AR等头戴产品的发展，急需一种高效的用户交互技术。眼球追踪作为一种交互方式，无需用户双手或语言参与，只需通过眼球即可完成人机交互，使用日益广泛。

目前业界大多数眼球追踪系统使用IR红外照射和红外相机，按照IR LED 放置位置分为暗瞳方式和明瞳方式。在眼睛周围均匀排布IR LED，均匀红外光照射眼球，红外光会通过瞳孔区域进入眼睛，而在其它位置则将红外光反射回来，相机拍摄到的黑暗区域则被视为瞳孔。如果IR光源靠近光轴，则IR光进入人眼后可以从眼睛后方反射，这种情况下瞳孔显得很亮，相机拍摄到明亮区域视为瞳孔。不管是暗瞳或明瞳方式，实现方式都是在眼睛周围放置IR LED，同时在眼睛下方放置IR camera拍摄瞳孔。因为VR或AR等头戴设备在人眼处空间较小，放置IR camera给工程实现带来不小的难度，并且有可能带来整机体积变大，成本也高。

鉴于此，如何提供一种解决上述技术问题的近眼显示设备的眼球追踪系统及近眼显示设备成为本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种近眼显示设备的眼球追踪系统及近眼显示设备，在使用过程中能够将镜片做到轻薄化，减小整机体积，降低产品成本。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种近眼显示设备的眼球追踪系统，包括处理器、控制分析装置、色轮装置、DMD显示装置和IR相机，所述色轮装置包括光源和设有多个不同颜色荧光粉区间的色轮，多个所述荧光粉区间中包括IR荧光粉区间，其中：

所述处理器，用于输出与近眼显示设备当前显示视频对应的视频信号；

控制分析装置，用于根据所述视频信号及预设的IR图像信号得到与所述色轮上各个荧光粉区间对应的多色图像信号，并生成色轮控制同步信号及相应的子场显示信号；还用于在所述色轮控制同步信号及所述子场显示信号均与所述IR图像信号对应时生成采集信号，并根据IR相机采集的眼球图像得到人眼注视点信息；

所述色轮装置，用于依据所述色轮控制同步信号转动所述色轮使所述光源照射相应的荧光粉区间并发射出对应颜色的光线，使所述光线入射至DMD显示装置中；