[发明专利]具虹膜采集功能的虚拟现实设备

权利要求书

1.一种具虹膜采集功能的虚拟现实设备，其包括具收容空间的外壳、嵌设于所述外壳内的观察镜片、收容于所述外壳内并与所述观察镜片相对设置的显示屏以及收容于所述外壳内的至少一个虹膜摄像头，所述虚拟现实设备具有过所述显示屏中心的光学中心轴，该虚拟现实设备还进一步包括至少一个收容于所述外壳内的红外光源，其特征在于，所述红外光源设于所述观察镜片的焦平面上且其光线经所述观察镜片出射后照射人眼的虹膜，所述虹膜摄像头用于从所述观察镜片中采集人眼的虹膜图像且其所处位置不遮挡人眼观察所述红外光源及所述显示屏的视线，所述虹膜摄像头与所述观察镜片的直线距离为X，与所述中心轴的垂直距离为Y，则X和Y满足以下公式：

d为人眼的瞳距，D为所述观察镜片的直径，为所述显示屏在垂直于所述中心轴方向上的高度，l′为所述观察镜片到人眼经观察镜片所成的像的直线距离。

2.根据权利要求1所述的具虹膜采集功能的虚拟现实设备，其特征在于，所述观察镜片的数量为两个且分别为第一观察镜片及第二观察镜片，所述虹膜摄像头用于从所述第一观察镜片或所述第二观察镜片中采集人眼的两个虹膜图像，d为所述第一观察镜片及所述第二观察镜片的中心间距且与人眼的瞳距相匹配。

3.根据权利要求2所述的具虹膜采集功能的虚拟现实设备，其特征在于，所述虹膜摄像头和所述红外光源分别设于所述中心轴两侧。

4.根据权利要求2所述的具虹膜采集功能的虚拟现实设备，其特征在于，所述虹膜摄像头和所述红外光源分别设于所述中心轴同侧。

5.根据权利要求4所述的具虹膜采集功能的虚拟现实设备，其特征在于，X和Y还满足以下公式：

L为所述红外光源距所述中心轴的垂直距离，f’为所述观察镜片的焦距。

6.根据权利要求3或5所述具虹膜采集功能的虚拟现实设备，其特征在于，所述虹膜摄像头的视场角为ω，则其满足以下公式：

ω>2×max[(α-β),(γ-α)]

其中，

当α-β＝γ-α时，所述虹膜摄像头的视场角为ω满足以下公式：

α为所述虹膜摄像头与垂直于所述光学中心轴方向的夹角，β为一个人眼像与所述虹膜摄像头光心的连线与垂直于所述光学中心轴方向的夹角，γ为另一个人眼像与所述虹膜摄像头光心的连线与垂直于所述光学中心轴方向的夹角。

7.根据权利要求6所述的具虹膜采集功能的虚拟现实设备，其特征在于，所述红外光源的数量为一个，所述红外光源距所述中心轴的垂直距离为L，发光角度为ψ，则所述发光角度ψ满足以下公式：

f’为所述观察镜片的焦距。

8.根据权利要求6所述的具虹膜采集功能的虚拟现实设备，其特征在于，所述红外光源的数量为两个，其具所述中心轴的垂直距离分别为L1和L2，发光角度分别为ψ1和ψ2，则两个所述红外光源的发光角度分别满足以下公式：

f’为所述观察镜片的焦距。

9.根据权利要求6所述的具虹膜采集功能的虚拟现实设备，其特征在于，所述虹膜摄像头景深的计算公式为：

近景深：

Δ₁≤(X+l′)sinα+(Y-d/2)cosα

远景深：

Δ₂≥(X+l′)sinα+(Y+d/2)cosα

景深：

Δ≥d·cosα。

10.根据权利要求1所述的具虹膜采集功能的虚拟现实设备，其特征在于，所述虹膜摄像头的数量为两个，所述虹膜摄像头靠近所述显示屏设置且分别对称设于所述光学中心轴的两侧；所述观察镜片的数量为两个，所述观察镜片与所述显示屏相对设置且分别对称设于所述光学中心轴的两侧，两个所述虹膜摄像头用于分别从两个所述观察镜片中采集人眼的单个虹膜图像。