[发明专利]集成显示器和眼动仪和虹膜识别仪的帽子

说明书

技术领域

本发明属于穿戴式智能设备领域，具体涉及一种集成显示器和眼动仪和虹膜识别仪的帽子。

背景技术

现有技术的头戴显示器主要包括全屏蔽式和透明环境叠加式，然而其两者都功能单一，且体积较大，难以就头戴装置实现人机交互；而现有技术的头戴式眼动仪，其具有准确率非常高，但是存在体积较大，功能单一且从价格高昂，同时虹膜识别仪也存在价格高昂，功能单一，难以使用在个人密钥上；为了满足现有市场中头戴式显示器，更需要集成化、小体积、易隐藏和成本低。

申请号为201210362802.8的专利中提供了通过平面波导和衍射光栅实现显示和眼睛跟踪的方法。该专利申请使用了平面波导和衍射光栅，结构类似眼镜，以透明、近眼、平面波导覆盖全视野的方式显示和跟踪视线，其光路设计复杂而且材料制造的价格昂贵。

然而，现有技术中并未提供一种在帽舌区域能显示图像，并且使用廉价的半反半透屏和一般光学器件就能实现头戴显示器和眼动仪、虹膜识别仪的集成并随身穿戴化。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成了眼动仪、虹膜识别仪和显示器、且体积小、使用稳定性好的集成显示器和眼动仪和虹膜识别仪的帽子。

实现本发明目的的技术方案是：一种集成显示器和眼动仪和虹膜识别仪的帽子，包括帽子顶罩和帽体，在帽子顶罩和帽体之间的夹层里设有：

用于与眼睛配合的光学系统，所述光学系统包括安装在帽体前下方用于视线交互的光学合成器，和与光学合成器光轴共轴的分光器和中继透镜组；

用于显示图像的显示屏，所述显示屏与光学系统为光学地耦合，显示屏发出的图像光线经过分光器反射和中继透镜组整理后传给光学合成器，光学合成器将外部光线和中继透镜组整理后传来的光学合成后投射到用户眼睛；

用于识别的红外识别系统，所述红外识别系统包括红外摄像头、中央红外LED、外围红外LED、摄像主控处理模块、跟踪计算模块和滤波算码模块；

在夹层里还设有：头戴处理模块、运动跟踪传感器、骨传导麦克风，所述摄像主控处理模块、跟踪计算模块、滤波算码模块、运动跟踪传感器和骨传导麦克风均与所述头戴处理模块相连接。

还包括红外摄像头，所述红外摄像头与光学系统为光学地耦合，用户眼睛反射的光线经光学合成器反射至分光器，分光器将光学合成器反射来的光线过滤掉可见光后将红外光传给红外摄像头并得出图像。

所述中央红外LED安装在红外摄像头边围，分光器将中央红外LED发出的红外光传给光学合成器照射用户眼睛。

所述外围红外LED为多个，所述外围红外LED安装在光学合成器下边缘，用于照射用户眼睛。

所述摄像主控处理模块分别连接红外摄像头、中央红外LED、外围红外LED、滤波算码模块和跟踪计算模块，共同配合完成识别和采样。

所述骨传导麦克风安装在紧贴用户脑门的帽体部位，用于拾取用户骨传导声音并发出鼠标动作指令。

所述运动跟踪传感器包含用于传感用户头部运动数据的陀螺仪、加速仪和三轴磁强仪。

所述头戴处理模块包括微处理器，和与所述微处理器相连接的扩展接口，所述摄像主控处理模块、跟踪计算模块、滤波算码模块、运动跟踪传感器、骨传导麦克风分别连接在所述扩展接口上。

所述光学系统为单显示器单通道单眼识别、单显示器双通道单眼识别或双显示器双通道双眼识别。

所述头戴处理模块还包括电池供电装置。

本发明具有积极的效果：本发明以帽子为基础集成显示器和眼动仪和虹膜识别仪，用自然行为习惯方式实现了个人随身穿戴智能设备的所视即所控，用同一套光学系统实现图像显示、眼动仪和虹膜识别仪，结构简单紧凑，其输入输出结构对等，体积小重量轻，加以头动跟踪和骨导声音指令，实现了操作自然动作量小所视即所控，有助残疾人使用，而作为帽子穿戴外观自然符合佩戴习惯和普适价值。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明的整体结构框图；

图2为本发明中含分光器的结构示意图；

图3为本发明中不含分光器的结构示意图；

图4为本发明中双眼红外发光模块位置示意图；

图5为本发明中处于帽子上的位置结构示意图。

具体实施方式

(实施例1)