本實用新型涉及計算機技術領域，尤其涉及一種頭戴式可視設備，具體來說就是一種可以采集用戶虹膜信息的頭戴式可視設備。

背景技術：

虹膜識別技術就是基于眼睛中的虹膜進行身份識別，應用于例如門禁等有高度保密需求的場所。人的眼睛結(jié)構(gòu)由鞏膜、虹膜、瞳孔晶狀體、視網(wǎng)膜等部分組成。虹膜是位于黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環(huán)狀部分，其包含有很多相互交錯的斑點、細絲、冠狀、條紋、隱窩等的細節(jié)特征。而且虹膜在胎兒發(fā)育階段形成后，在整個生命歷程中將是保持不變的。這些特征決定了虹膜特征的唯一性，同時也決定了身份識別的唯一性。因此，可以將眼睛的虹膜特征作為每個人的身份識別對象，并且相對于其它生物識別技術而言，虹膜的唯一性、穩(wěn)定性、防偽性，以及虹膜識別技術的非接觸性都具有很大的優(yōu)勢。

現(xiàn)有的虹膜識別系統(tǒng)一般都需要在封閉的環(huán)境中，并在良好的照明下，采取必須的遮光措施遮擋環(huán)境光線的干擾，才能有效采集到虹膜圖像，因而，現(xiàn)有虹膜識別系統(tǒng)通常具有較大的體積，一般投入使用后，設備的位置基本上是固定的，不具備便攜特性，因此現(xiàn)有虹膜識別技術根據(jù)無法應用到在線支付、身份認證、考勤記錄等現(xiàn)代生活及工作當中。

近年來，頭戴式電子設備的大量涌現(xiàn)，例如，聯(lián)想眼鏡、谷歌眼鏡、虛擬現(xiàn)實(VR)游戲眼鏡等，虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality，VR)、增強現(xiàn)實(Augmented Reality，AR)及混合現(xiàn)實(Mixed Reality，MR)技術逐漸進入我們的日常生活中。頭戴式顯示器(HMD，也稱為頭戴式電子設備)是把二維圖像直接反射到觀看者的眼睛里，具體就是通過一組光學系統(tǒng)(主要是精密光學透鏡)放大超微顯示屏上的圖像，將影像投射于視網(wǎng)膜上，進而將大屏幕圖像呈現(xiàn)在觀看者眼中，形象點說就是拿放大鏡看物體呈現(xiàn)出放大的虛擬物體圖像。圖像可以直接通過發(fā)光二極管(LED)、主動式矩陣液晶顯示器(AMLCD)、有機發(fā)光二極管(OLED)或液晶附硅(LCOS)獲得，也可以通過光纖等傳導方式間接獲得。顯示系統(tǒng)通過準直透鏡成像在無窮遠處，然后通過反射面把圖像反射進人的眼睛里。頭戴式電子設備由于其具有便攜性、娛樂性等特點，正在悄然改變?nèi)藗兊默F(xiàn)代生活。

因此，如何將虹膜識別技術集成到現(xiàn)有日益興盛的頭戴式電子設備中，從而克服傳統(tǒng)虹膜識別設備的弊端，是本領域技術人員長期亟需解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型要解決的技術問題在于提供一種可以采集用戶虹膜信息的頭戴式可視設備，解決了人們在日常生活中不能隨意應用虹膜識別技術，以及頭戴式可視設備不具備虹膜識別技術的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型的具體實施方式提供一種可以采集用戶虹膜信息的頭戴式可視設備，包括：框架，用于將頭戴式可視設備佩戴于用戶頭部；圖像源，設置于所述框架上，用于向用戶播放虛擬圖像；光學組件，設置于所述框架上，用于展開所述虛擬圖像以便用戶觀看；不可見光源，與所述圖像源并排設置，用于通過所述光學組件照射人眼虹膜；光波導鏡片，設置于所述框架上，用于接收并傳導人眼虹膜反射的圖像信息；光傳感器，設置于所述框架上，用于感應所述圖像信息從而獲得用戶虹膜信息。

其中，所述光學組件進一步包括：第一梯形棱鏡，用于接收所述虛擬圖像和不可見光；全反射膜，設置于所述第一梯形棱鏡的一個腰面上，用于反射所述虛擬圖像和不可見光；多個依次抵靠設置的六面體棱鏡，用于導送所述虛擬圖像和不可見光；多個半透膜，設置于所述六面體棱鏡的傾斜面上，用于反射相應比例的所述虛擬圖像和不可見光。

其中，所述六面體棱鏡的個數(shù)為大于2的正整數(shù)；所述半透膜的反射率沿不可見光的傳輸方向依次升高。

其中，所述光波導鏡片具有光輸入端和光輸出端。其中，所述光輸入端用于向所述光波導鏡片輸入所述圖像信息；所述光輸出端用于輸出并調(diào)整所述圖像信息的大小以適應所述光傳感器。

其中，所述光輸入端為用于向所述光波導鏡片輸入所述圖像信息的全息光柵；所述光輸出端為用于從所述光波導鏡片輸出并調(diào)整所述圖像信息的大小的全息光柵2。

其中，所述光輸入端為用于輸入所述圖像信息的第一全息光柵。所述光輸出端進一步包括：第二全息光柵，用于從所述光波導鏡片輸出所述圖像信息；光學透鏡，設置于所述第二全息光柵和所述光傳感器之間，用于調(diào)整所述圖像信息的大小以適應所述光傳感器。

本實用新型的具體實施方式的另一個方面，該頭戴式可視設備還包括：處理器，與所述光傳感器連接，用于根據(jù)所述用戶虹膜信息進行身份認證。

其中，所述不可見光源為紅外LED光源；所述光傳感器為NIR CMOS圖像傳感器。

其中，所述光波導鏡片為平面透鏡。

其中，所述光波導鏡片位于所述光學組件遠離人眼的一側(cè)。

根據(jù)本實用新型的上述具體實施方式可知，可以采集用戶虹膜信息的頭戴式可視設備至少具有以下有益效果：通過在光學組件設置半反半透膜，并在光學組件的一側(cè)設置光波導鏡片，同時將不可見光源設置于圖像源附近，分級透視反射圖像源顯示的虛擬圖像以及不可見光源反射的不可見光，利用光學組件將虛擬圖像和不可見光傳導到人眼，再利用光波導鏡片將人眼虹膜反射的圖像信息傳送到光傳感器，光傳感器感應圖像信息從而獲得用戶虹膜信息，可以不影響用戶正常觀看圖像的同時獲得用戶虹膜信息，將虹膜識別技術集成在頭戴式可視設備中，便于攜帶、操作方便，可以將虹膜識別技術廣泛應用于身份認證、在線支付、考勤記錄等領域，滿足人們現(xiàn)代化工作、生活的需要，符合信息化、網(wǎng)絡化、數(shù)字化的發(fā)展潮流，用戶體驗度好。

應了解的是，上述一般描述及以下具體實施方式僅為示例性及闡釋性的，其并不能限制本實用新型所欲主張的范圍。

附圖說明

下面的所附附圖是本實用新型的說明書的一部分，其繪示了本實用新型的示例實施例，所附附圖與說明書的描述一起用來說明本實用新型的原理。

圖1為本實用新型具體實施方式提供的一種可以采集用戶虹膜信息的頭戴式可視設備的實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型具體實施方式提供的一種頭戴式可視設備的光學組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型具體實施方式提供的一種頭戴式可視設備的光波導鏡片的實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型具體實施方式提供的一種頭戴式可視設備的光波導鏡片的實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型具體實施方式提供的一種可以采集用戶虹膜信息的頭戴式可視設備的實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實用新型具體實施方式提供的一種頭戴式可視設備的實施例一的光路圖；

圖7為本實用新型具體實施方式提供的一種頭戴式可視設備的實施例二的光路圖；

圖8為本實用新型具體實施方式提供的一種頭戴式可視設備的實施例三的光路圖；

圖9為本實用新型具體實施方式提供的一種頭戴式可視設備的實施例四的光路圖。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面將以附圖及詳細敘述清楚說明本實用新型所揭示內(nèi)容的精神，任何所屬技術領域技術人員在了解本實用新型內(nèi)容的實施例后，當可由本實用新型內(nèi)容所教示的技術，加以改變及修飾，其并不脫離本實用新型內(nèi)容的精神與范圍。

本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。另外，在附圖及實施方式中所使用相同或類似標號的元件/構(gòu)件是用來代表相同或類似部分。

關于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特別指稱次序或順位的意思，也非用以限定本實用新型，其僅為了區(qū)別以相同技術用語描述的元件或操作。

關于本文中所使用的方向用語，例如：上、下、左、右、前或后等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本創(chuàng)作。

關于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限于。

關于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部組合。

關于本文中所使用的用語“大致”、“約”等，用以修飾任何可以微變化的數(shù)量或誤差，但這些微變化或誤差并不會改變其本質(zhì)。一般而言，此類用語所修飾的微變化或誤差的范圍在部分實施例中可為20％，在部分實施例中可為10％，在部分實施例中可為5％或是其他數(shù)值。本領域技術人員應當了解，前述提及的數(shù)值可依實際需求而調(diào)整，并不以此為限。

某些用以描述本申請的用詞將于下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本申請的描述上額外的引導。

圖1為本實用新型具體實施方式提供的一種可以采集用戶虹膜信息的頭戴式可視設備的實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，通過在光學組件設置半反半透膜，并在光學組件的一側(cè)設置光波導鏡片，同時將不可見光源設置于圖像源附近，分級透視反射圖像源顯示的虛擬圖像以及不可見光源反射的不可見光，利用光學組件將虛擬圖像和不可見光傳導到人眼，再利用光波導鏡片將人眼虹膜反射的圖像信息傳送到光傳感器，光傳感器感應圖像信息從而獲得用戶虹膜信息。

該附圖所示的具體實施方式中，該頭戴式可視設備包括框架10、圖像源20、光學組件30、不可見光源40、光波導鏡片50和光傳感器60，其中，框架10用于將頭戴式可視設備佩戴于用戶頭部；圖像源20設置于所述框架10上，圖像源20用于向用戶播放虛擬圖像；光學組件30設置于所述框架10上，光學組件30用于展開所述虛擬圖像以便用戶觀看；不可見光源40與所述圖像源20并排設置，不可見光源40用于通過所述光學組件30照射人眼虹膜；光波導鏡片50設置于所述框架10上，光波導鏡片50用于接收并傳導人眼虹膜反射的圖像信息；光傳感器60設置于所述框架10上，光傳感器60用于感應所述圖像信息從而獲得用戶虹膜信息。

本實用新型的具體實施例中，圖像源20可以為發(fā)光二極管LED、有機發(fā)光二極管OLED、液晶顯示器LCD、主動式矩陣液晶顯示器AMLCD或者液晶附硅LCOS。不可見光源40可以為紅外LED光源，紅外LED光源的光波長可以為850nm或者980nm，紅外光為不可見光，不會對用戶正常觀看造成影響，用戶體驗度好；光傳感器60可以為NIR CMOS圖像傳感器，通常該NIR CMOS圖像傳感器可以設置于所述框架10的鏡腿101處。將NIR CMOS圖像傳感器設置在所述框架10的鏡腿101處，不會影響用戶正常觀看，而且不會影響頭戴式可視設備的整體美感。光波導鏡片50為平面透鏡，不會影響用戶正常觀看現(xiàn)實虛擬視頻，并且在虛擬視頻光線不是很強時，用戶也可以透過光學組件30和光波導鏡片50觀看到真實世界。光波導鏡片50位于光學組件30遠離人眼的一側(cè)，虛擬圖像不會影響人眼虹膜反射的圖像信息在光波導鏡片50中正常傳輸，不會產(chǎn)生光傳感器60不能準確獲得用戶虹膜信息的問題。

參見圖1，本實用新型能夠在頭戴式可視設備中集成虹膜識別技術，便于攜帶、操作方便，在用戶觀看虛擬圖像的同時獲取用戶的虹膜信息，不會影響用戶正常觀看圖像，因此，可以將虹膜識別技術廣泛應用于身份認證、在線支付、考勤記錄等領域，滿足人們現(xiàn)代化工作、生活的需要，符合信息化、網(wǎng)絡化、數(shù)字化的發(fā)展潮流，用戶體驗度好。

圖2為本實用新型具體實施方式提供的一種頭戴式可視設備的光學組件的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，光學組件由多個棱鏡、全反射膜、半透膜組成，光學組件展開虛擬圖像和不可見光照射人眼，從而實現(xiàn)虛擬圖像的近眼顯示，同時將不可見光照射到人眼虹膜。

該附圖所示的具體實施方式中，光學組件30進一步包括第一梯形棱鏡301、設置于所述第一梯形棱鏡301的一個腰面上的全反射膜302、多個依次抵靠設置的六面體棱鏡303和設置于所述六面體棱鏡303的傾斜面上的多個半透膜304，其中，第一梯形棱鏡301用于接收所述虛擬圖像和不可見光；全反射膜302用于反射所述虛擬圖像和不可見光；六面體棱鏡303用于導送所述虛擬圖像和不可見光；半透膜304用于反射相應比例的所述虛擬圖像和不可見光，第一梯形棱鏡301與最右側(cè)的六面體棱鏡303緊靠設置。本實用新型的具體實施例中，六面體棱鏡303的個數(shù)為大于2的正整數(shù)，例如共3個六面體棱鏡303，即共有4個半透膜304；半透膜304的反射率沿不可見光的傳輸方向依次升高，即半透膜304的透射率沿不可見光的傳輸方向依次降低，例如4個半透膜304的透射率沿不可見光的方向分別為80％、70％、50％、30％，對應的反射率分別為20％、30％、50％、70％。

參見圖2，半透膜304的透射率沿不可見光的方向依次降低，可以保證經(jīng)半透膜304反射的虛擬圖像的亮度相同，用戶觀看虛擬圖像時不會出現(xiàn)不適；另外當虛擬圖像亮度不是很強時，用戶還可以通過半透膜304觀看到外部的現(xiàn)實世界。

圖3為本實用新型具體實施方式提供的一種頭戴式可視設備的光波導鏡片的實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，人眼虹膜反射的圖像信息通過光波導鏡片的光輸入端進入光波導鏡片，并在光波導鏡片內(nèi)傳輸，然后通過光波導鏡片的光輸出端輸出，最終照射在光傳感器上。

該附圖所示的具體實施方式中，所述光波導鏡片50具有光輸入端501和光輸出端502，其中，所述光輸入端501用于向所述光波導鏡片50輸入所述圖像信息；所述光輸出端502用于輸出并調(diào)整所述圖像信息的大小以適應所述光傳感器60。進一步地，光輸入端501可以為用于向所述光波導鏡片50輸入所述圖像信息的全息光柵；光輸出端502可以為用于從所述光波導鏡片50輸出并調(diào)整所述圖像信息的大小的全息光柵2。全息光柵2與全息光柵相比，全息光柵2不但具有輸出輸入圖像信息的功能，而且還能夠調(diào)整圖像信息的大小，例如，全息光柵2可以輸出并調(diào)整所述圖像信息的大小以適應所述光傳感器40。

圖4為本實用新型具體實施方式提供的一種頭戴式可視設備的光波導鏡片的實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，由于全息光柵不能調(diào)整圖像信息的大小，因此在光輸出端與光傳感器之間設置一光學透鏡，用于調(diào)整圖像信息的大小以便在光傳感器上成像。

該附圖所示的具體實施方式中，光輸入端501可以為用于輸入所述圖像信息的第一全息光柵。光輸出端502進一步包括第二全息光柵5021和光學透鏡5022，其中，第二全息光柵5021用于從所述光波導鏡片50輸出所述圖像信息；光學透鏡5022設置于所述第二全息光柵5021和所述光傳感器60之間，光學透鏡5022用于調(diào)整所述圖像信息的大小以適應所述光傳感器60。

參見圖4，利用全息光柵和光學透鏡的組合替代全息光柵2，可以降低頭戴式可視設備的成本，降低頭戴式可視設備的制作難度，因為，全息光柵2的無論是制作工藝，還是制作成本，都比全息光柵高的多。

圖5為本實用新型具體實施方式提供的一種可以采集用戶虹膜信息的頭戴式可視設備的實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，處理器可以將光傳感器獲得的用戶虹膜信息與預先存儲的虹膜信息進行對比，從而進行身份認證、在線支付、考勤記錄等操作。

該附圖所示的具體實施方式中，該頭戴式可視設備還包括處理器70，處理器70與所述光傳感器60連接，處理器70用于根據(jù)所述用戶虹膜信息進行身份認證。

參見圖5，可以預先將用戶虹膜信息存儲在一個存儲器(圖中未標示)或者通過無線收發(fā)器(圖中未標示)存儲在遠端服務器(圖中未標示)中，處理器70比對光傳感器60獲得的用戶虹膜信息與預先存儲的虹膜信息，從而進行身份識別、在線支付、考勤記錄等操作。

圖6為本實用新型具體實施方式提供的一種頭戴式可視設備的實施例一的光路圖；圖7為本實用新型具體實施方式提供的一種頭戴式可視設備的實施例二的光路圖，如圖6所示，圖像源20和不可見光源40并排設置，圖像源20發(fā)出的虛擬圖像和不可見光源40發(fā)出的不可見光通過第一梯形棱鏡301進入光學組件30，遇到第一梯形棱鏡301的一個腰面上的全反射膜302后，虛擬圖像和不可見光全部被反射后，進行橫向傳輸；然后，虛擬圖像和不可見光遇到第一梯形棱鏡301另一個腰面上的半透膜304，反射一部分虛擬圖像和不可見光，剩余部分的虛擬圖像和不可見光繼續(xù)向前傳輸，遇到第二個半透膜304，再次反射一部分虛擬圖像和不可見光，剩余部分的虛擬圖像和不可見光繼續(xù)向前傳輸，如此進行多次這樣的反射和透射。由于半透膜的透射率沿不可見光的方向依次降低，因此，用戶看到的虛擬圖像亮度一致，不會產(chǎn)生不適。不可見光照射用戶虹膜后，用戶虹膜會反射一圖像信息，圖像信息通過光波導鏡片50的光輸入端501進入光波導鏡片50，圖像信息在光波導鏡片50內(nèi)傳輸，然后通過光波導鏡片50的光輸出端502照射出來，最終圖像信息照射到光傳感器60，光傳感器60感應圖像信息從而獲得用戶虹膜信息；處理器70將光傳感器60獲得的用戶虹膜信息與預先存儲的虹膜信息進行比較，進行身份識別、在線支付、考勤記錄等操作。

圖7與圖6的不同在于，圖6中光波導鏡片50的光輸出端502為全息光柵2，全息光柵2能夠輸出并調(diào)整圖像信息的大小；圖7中光波導鏡片50的光輸出端502為第二全息光柵5021和光學透鏡5022的組合，第二全息光柵5021用于輸出圖像信息，光學透鏡5022用于調(diào)整圖像信息的大小。

圖8為本實用新型具體實施方式提供的一種頭戴式可視設備的實施例三的光路圖；圖9為本實用新型具體實施方式提供的一種頭戴式可視設備的實施例四的光路圖，如圖8、圖9所示，圖8與圖6的不同在于，光波導鏡片50位于光學組件30靠近人眼的一側(cè)；圖9與圖7的不同在于，光波導鏡片50位于光學組件30靠近人眼的一側(cè)。即，本實用新型不具體限定光波導鏡片50和光學組件30之間的位置關系，可以根據(jù)用戶的具體需求，將光波導鏡片50靠近人眼或者將光學組件30靠近人眼，本實用新型不以此為限。

本實用新型具體實施例提供一種可以采集用戶虹膜信息的頭戴式可視設備，通過在光學組件設置半反半透膜，并在光學組件的一側(cè)設置光波導鏡片，同時將不可見光源設置于圖像源附近，分級透視反射圖像源顯示的虛擬圖像以及不可見光源反射的不可見光，利用光學組件將虛擬圖像和不可見光傳導到人眼，再利用光波導鏡片將人眼虹膜反射的圖像信息傳送到光傳感器，光傳感器感應圖像信息從而獲得用戶虹膜信息，可以不影響用戶正常觀看圖像的同時獲得用戶虹膜信息，將虹膜識別技術集成在頭戴式可視設備中，便于攜帶、操作方便，可以將虹膜識別技術廣泛應用于身份認證、在線支付、考勤記錄等領域，滿足人們現(xiàn)代化工作、生活的需要，符合信息化、網(wǎng)絡化、數(shù)字化的發(fā)展潮流，用戶體驗度好。

以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下，任何本領域的技術人員所做出的等同變化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍。