頭戴式顯示設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種頭戴式顯示設備，所述頭戴式顯示設備包括：生物特征掃描單元，對佩戴所述頭戴式顯示設備的用戶的生物特征進行掃描；認證接口單元，從生物特征掃描單元接收生物特征掃描結果，將生物特征掃描結果發(fā)送到遠程服務器，以便遠程服務器對用戶的生物特征進行認證。
【專利說明】頭戴式顯示設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示領域，具體地講，涉及一種頭戴式顯示設備。
【背景技術】
[0002]頭戴式顯示設備(Head Mounted Display,HMD)指的是可以戴在頭上的顯示設備。HMD—般使用“近眼光學系統(tǒng)”來在距離眼球幾厘米的顯示屏幕(例如鏡片)上顯示圖形圖片等多媒體信息。根據(jù)顯示屏幕的數(shù)量，HMD可以細分為“單鏡片HMD”和“雙鏡片HMD”。一些HMD只顯示ー張“計算機生成圖像”(CGI)，而ー些種類的HMD則可以以“現(xiàn)實世界視角”的方式顯示疊加的CGI。后者一般又稱為“增強的現(xiàn)實”，因為使用者的對于現(xiàn)實世界的圖像信息被附著在顯示設備上的圖像給“強化” 了。具體來說，就是用戶既可以通過透明的鏡片觀看自己周圍的外部世界，也可以通過控制系統(tǒng)在鏡片上顯示ー些多媒體信息，例如文字(在前方看到的一座大廈的名字，距離自己最近的餐館的位置以及其招牌菜、菜單等即時信息)。
[0003]HMD具有許多實用性的和娛樂性的應用。例如，航天應用允許飛行員在眼光不從飛行路線上移開的前提下，查看至關重要的飛行控制信息。公共安全應用可以包括跟蹤顯示地圖信息以及犯罪嫌疑人的面部自動識別匹配信息等。其他應用領域也可以包括視頻游戲、遠程醫(yī)療、遠程控制等。由于該技術還處于早期階段，隨著該技術的發(fā)展，將會有更多的實用性和娛樂性的應用出現(xiàn)。但是，目前這些應用被限制在成本、尺寸、顯示區(qū)域、以及用來實現(xiàn)當前HMD的傳統(tǒng)光學設備的效率問題等。并且，其他ー些尚未徹底解決的技術問題將會隨著HMD的迅猛發(fā)展而被逐步攻克并實現(xiàn)其在市場上的廣泛應用。
[0004]另ー方面，基于個人用戶的生物特征(例如指紋、視網(wǎng)膜、靜脈、虹膜、聲波紋等)的用戶認證，有著廣泛而重要的應用市場。例如，用戶便攜式電腦、平板電腦、手機等的啟動密碼管理；用戶銀行賬號管理；用戶保險箱管理；用戶電子郵件管理，用戶的交通設備(例如汽車等)的啟動認證管理等等。
[0005]讓用戶自己隨身攜帯其日常生活中使用的各個信用卡、銀行賬戶、或者各種打折卡(優(yōu)惠券等)不是一件容易的事情。

【發(fā)明內容】

[0006]針對上述缺點和不足，本發(fā)明提供ー種可靠的頭戴式顯示設備，以方便地與遠程服務器進行認證。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供ー種頭戴式顯示設備，所述頭戴式顯示設備包括:生物特征掃描単元，對佩戴所述頭戴式顯示設備的用戶的生物特征進行掃描；認證接ロ単元，從生物特征掃描単元接收生物特征掃描結果，將生物特征掃描結果發(fā)送到遠程服務器，以便遠程服務器對用戶的生物特征進行認證。
[0008]所述頭戴式顯示設備還包括:眼球跟蹤單元，跟蹤用戶的眼球視線位置，并提供用戶的眼球視線位置信息；控制器，接收用戶的眼球視線位置信息，判斷用戶的眼球視線的變化，其中，如果控制器確定用戶的眼球視線沿第一特定方向運動，則控制器開啟生物特征掃描單元對用戶的指紋進行掃描。
[0009]所述頭戴式顯示設備還包括:紅外光源，朝向用戶的眼睛發(fā)射紅外光；紅外攝像頭，接收被用戶眼球瞳孔反射的紅外光，并提供用戶的眼球視線位置信息。
[0010]當用戶的手指在生物特征掃描單元的附近沿第二特定方向運動時，生物特征掃描單元開始對用戶的指紋進行掃描。
[0011]所述頭戴式顯示設備還包括顯示屏幕，所述顯示屏幕預先顯示第一特定方向和第二特定方向，以提示用戶眼球視線沿第一特定方向運動以及用戶手指沿第二特定方向運動。
[0012]生物特征掃描單元基于第二特定方向對用戶輸入的個人指紋信息進行剪切，僅保留第二特定方向上的有效識別區(qū)域，作為匹配的關鍵圖像。
[0013]遠程服務器將從認證接口單元發(fā)送的生物特征掃描結果與預存儲在遠程服務器中的生物特征進行比較，對佩戴頭戴式顯示設備的用戶進行認證；如果用戶認證成功，則遠程服務器允許用戶與遠程服務器進行交互；如果用戶認證不成功，則遠程服務器禁止用戶與遠程服務器進行交互。
[0014]當用戶初次使用頭戴式顯示設備時，生物特征掃描單元初次掃描用戶的生物特征，認證接口單元將掃描的生物特征上傳到遠程服務器進行存儲，以便將初次掃描的生物特征與隨后掃描的生物特征比較以執(zhí)行認證。
[0015]當用戶需要修改生物特征時，用戶輸入與原有的生物特征信息對應的生物特征以被生物特征掃描單元掃描，遠程服務器將掃描的生物特征與原有的生物特征比較，以對用戶進行認證；如果用戶認證成功，則用戶輸入新的生物特征以被生物特征掃描單元掃描，認證接口單元將新的生物特征上傳到遠程服務器以更新原有的生物特征；如果用戶認證不成功，則用戶被禁止修改生物特征。
[0016]本發(fā)明在頭戴式顯示設備上實現(xiàn)了用戶的生物特征識別和認證，便于與遠程服務器進行可靠交互。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]通過結合附圖，從下面的實施例的描述中，本發(fā)明這些和/或其它方面及優(yōu)點將會變得清楚，并且更易于理解，其中:
[0018]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的頭戴式顯示設備的前向視角示意圖；
[0019]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的基于用戶眼球定向移動和手指定向移動的頭戴式顯示設備的生物特征識別的示意圖；
[0020]圖3是根據(jù)本發(fā)明的指紋定向識別的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]以下參照附圖來詳細描述本發(fā)明的實施例。根據(jù)HMD的顯示屏幕的數(shù)量，HMD可以細分為單鏡片HMD和雙鏡片HMD。本發(fā)明可同時適用于單鏡片HMD以及雙鏡片HMD。
[0022]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的頭戴式顯示設備的前向視角示意圖。
[0023]參照圖1，頭戴式顯示設備可包括框架1、顯示屏幕2、生物特征掃描單元3和認證接ロ單元(未示出)。
[0024]框架I可由特定材料(例如碳纖維等輕質材料)制成。顯示屏幕2安裝在頭戴式顯示設備的框架I中。顯示屏幕2可被設置有觸摸式控制界面或者麥克風配合聲音識別模塊等來接受用戶的觸摸式以及聲音等控制信息，實現(xiàn)交互。
[0025]顯示屏幕2可以是ー個顯示屏幕或兩個顯示屏幕(即，左顯示屏幕21和右顯示屏幕22)，分別對應于單鏡片HMD和雙鏡片HMD。
[0026]生物特征掃描單元3安裝在頭戴式顯示設備的框架I中。生物特征掃描單元3對佩戴頭戴式顯示設備的用戶的生物特征進行掃描。用戶的生物特征包括指紋、視網(wǎng)膜、靜脈、虹膜、聲波紋等中的ー種。認證接ロ單元從生物特征掃描単元3接收生物特征掃描結果，將生物特征掃描結果發(fā)送到遠程服務器。認證接ロ単元可通過無線方式將生物特征掃描結果發(fā)送到遠程服務器。
[0027]遠程服務器將從認證接ロ單元發(fā)送的生物特征掃描結果與預存儲在遠程服務器中的生物特征進行比較，對佩戴頭戴式顯示設備的用戶進行認證。如果認證成功，則遠程服務器允許該用戶與遠程服務器進行交互，例如統(tǒng)一管理用戶日常使用的各種電子貨幣以及虛擬貨幣的密碼、進行自動貨 幣結算等。如果認證不成功，則遠程服務器禁止該用戶與遠程服務器進行交互。
[0028]顯示屏幕2可顯示遠程服務器的認證結果和/或頭戴式顯示設備與遠程服務器的交互結果。
[0029]生物特征掃描単元3可對用戶的視網(wǎng)膜進行掃描，感測視網(wǎng)膜上的血管分布圖，從而獲得用戶的生物特征。
[0030]另外，生物特征掃描単元3還可對用戶的指紋進行掃描，從而獲得用戶的生物特征。即，用戶可將其手指從生物特征掃描単元3的ー側移動到另ー側，以使得生物特征掃描単元3掃描用戶的指紋。
[0031]為了提高生物特征掃描単元3的掃描準確性并避免誤操作，可將生物特征掃描單元3的掃描操作與用戶眼球視線的變化相關聯(lián)。即，在檢測到用戶眼球視線沿特定方向運動的情況下，才開啟生物特征掃描単元3對用戶的指紋進行掃描。
[0032]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的基于用戶眼球定向移動和手指定向移動的頭戴式顯示設備的生物特征識別的示意圖。
[0033]具體地，參照圖2，頭戴式顯示設備還可包括眼球跟蹤單元4和控制器(未示出)。眼球跟蹤單元4安裝在框架I中，跟蹤用戶的眼球視線位置，并提供用戶的眼球視線位置信
o
[0034]眼球跟蹤單元4可包括紅外光源41和紅外攝像頭42。紅外光源41安裝在框架I中，朝向用戶的眼睛發(fā)射紅外光。紅外攝像頭42安裝在框架I中，接收被用戶眼球瞳孔反射的紅外光，并提供用戶的眼球視線位置信息。紅外光源41可以是紅外發(fā)光二極管或紅外
激光二極管。
[0035]控制器安裝在框架I中，接收用戶的眼球視線位置信息，判斷用戶的眼球視線的變化。如果控制器確定用戶的眼球視線沿第一特定方向(例如從左下到右上)運動，即，用戶的眼球視線運動方向與第一特定方向匹配，則控制器開啟生物特征掃描単元3對用戶的指紋進行掃描。[0036]此外，當用戶的手指在生物特征掃描單元3附近沿第二特定方向運動時，即，當用戶手指運動方向與第二特定方向匹配時，生物特征掃描單元3開始對用戶的指紋進行掃描。
[0037]顯示屏幕2可預先顯示第一特定方向和第二特定方向，以提示用戶眼球視線沿第一特定方向運動以及用戶手指沿第二特定方向運動。
[0038]在本發(fā)明中，基于用戶眼球定向移動或者基于用戶眼球定向移動與手指定向移動兩者結合來開啟生物特征識別，因此可防止下面的不便:如果每次用戶無意用手指觸碰到了可頭戴式顯示設備上的生物特征掃描單元3，則生物特征掃描單元3都會掃描來自用戶的指紋信息，并進一步進行匹配判斷，這無疑加重了可頭戴式顯示設備的計算負擔和遠程數(shù)據(jù)交互的流量上升的問題。因此，通過眼球的定向移動(例如從左下向右上看)和手指定向滑動的結合，來避免上述誤操作(而顯然，只判斷眼球的定向移動信息，比傳遞并匹配指紋信息所產生的計算代價和數(shù)據(jù)傳輸量要低很多)，從而只有用戶眼球定向移動被捕捉或者用戶眼球定向移動和手指定向滑動兩者都被捕捉的前提下，才開啟對于指紋的識別和匹配。
[0039]另外，生物特征掃描單元3基于第二特定方向對用戶輸入的個人指紋信息進行剪切，僅保留第二特定方向上的有效識別區(qū)域，作為匹配的關鍵圖像，從而能提高匹配的速度，有效壓縮指紋信息的數(shù)據(jù)量。
[0040]本發(fā)明基于用戶眼球定向移動和手指定向移動來實現(xiàn)生物特征識別，可有效防止用戶的誤操作，提高識別速度和效率，并可減小與遠程服務器之間的數(shù)據(jù)傳輸量。
[0041]圖3是根據(jù)本發(fā)明的指紋定向識別的示意圖。參照圖3，圖3中的(a)示出了第二特定方向的示例，圖3中的(b)的斑馬線區(qū)域示出了指紋的有效識別區(qū)域。
[0042]采用本發(fā)明，可在頭戴式顯示設備上實現(xiàn)自動貨幣結算系統(tǒng)。例如，用戶通過生物特征掃描單元3輸入生物特征，遠程服務器對輸入的生物特征進行認證。如果認證通過，則遠程服務器上存儲的用戶的各種電子貨幣、虛擬貨幣、優(yōu)惠券信息可被傳送到頭戴式顯示設備。接著，頭戴式顯示設備可與店面終端進行信息交互，增加或扣除相應貨幣。更新后的貨幣信息可通過頭戴式顯示設備或店面終端上傳到個人的賬戶。
[0043]此外，可通過設置在頭戴式顯示設備的前向攝像頭主動對用戶當前所在的店面(例如銀行l(wèi)ogo，食品店的logo等)進行自動識別，并主動去遠程服務器的數(shù)據(jù)庫查找對應的銀行卡賬戶信息、店面的優(yōu)惠券信息等。之后，將這種信息返回到頭戴式顯示設備上，便于用戶與店面進行自動貨幣結算。
[0044]當用戶初次使用頭戴式顯示設備時，生物特征掃描單元3可初次掃描用戶的生物特征。認證接口單元可將掃描的生物特征上傳到遠程服務器進行存儲，以便將初次掃描的生物特征與隨后掃描的生物特征比較以執(zhí)行認證。
[0045]當用戶需要修改生物特征(例如更換將被掃描的手指，或者頭戴式顯示設備的用戶發(fā)生改變)時，用戶可輸入與原有的生物特征信息對應的生物特征以被生物特征掃描單元3掃描，遠程服務器將掃描的生物特征與原有的生物特征比較，以對用戶進行認證。如果認證成功，則使得用戶輸入新的生物特征以被生物特征掃描單元3掃描，認證接口單元將新的生物特征上傳到遠程服務器以更新原有的生物特征。如果認證不成功，則用戶被禁止修改生物特征。[0046]本發(fā)明在頭戴式顯示設備上實現(xiàn)了用戶的生物特征識別和認證，便于與遠程服務器進行交互。基于用戶眼球定向移動和手指定向移動來實現(xiàn)生物特征識別，可有效防止用戶的誤操作，提高識別速度和效率，并可減小與遠程服務器之間的數(shù)據(jù)傳輸量。
[0047]相對于基于文字串的密碼管理，基于用戶生物特征的認證方法更加安全可靠而且不可替代。本發(fā)明的可頭戴式顯示設備可接收用戶生物特征信息來與遠程服務器進行交互，從而可統(tǒng)一管理用戶日常使用的各種電子貨幣以及虛擬貨幣的密碼，構建出簡單可依賴的自動貨幣結算系統(tǒng)。
[0048]通過本發(fā)明，用戶不再需要分別記錄自己的各個信用卡，銀行賬戶，或者各種優(yōu)惠券的入口密碼，這些都通過個人生物特征作為密碼，并由用戶的頭戴式顯示設備來統(tǒng)一管理；這既可以減少用戶的記憶時間，又可以增加認證的安全性，即，若干字符信息轉變?yōu)閭€人的不可替代的生物特征信息。更進一步，這也可以有效降低用戶隨身攜帶多個信用卡、銀行卡、優(yōu)惠券等的成本，增加了便利性。
[0049]通過本發(fā)明，可以實現(xiàn)用戶待使用的銀行賬戶或者優(yōu)惠券的“自動識別，自動啟動”功能。這通過安裝在頭戴式顯示設備上的攝像頭來自動識別各個銀行的logo以及店面的店名、電影院的名稱等作為關鍵詞來自動搜索遠程服務器的數(shù)據(jù)庫，并調出相應的準入入口界面，并統(tǒng)一推送用戶的個人生物特征來實現(xiàn)這種認證交互。
[0050]雖然本發(fā)明是參照其示例性的實施例被具體描述和顯示的，但是本領域的普通技術人員應該理解，在不脫離由權利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其進行形式和細節(jié)的各種改變。
【權利要求】
1.一種頭戴式顯示設備，包括: 生物特征掃描單元，對佩戴所述頭戴式顯示設備的用戶的生物特征進行掃描； 認證接口單元，從生物特征掃描單元接收生物特征掃描結果，將生物特征掃描結果發(fā)送到遠程服務器，以便遠程服務器對用戶的生物特征進行認證。
2.根據(jù)權利要求1所述的頭戴式顯示設備，所述頭戴式顯示設備還包括: 眼球跟蹤單元，跟蹤用戶的眼球視線位置，并提供用戶的眼球視線位置信息； 控制器，接收用戶的眼球視線位置信息，判斷用戶的眼球視線的變化， 其中，如果控制器確定用戶的眼球視線沿第一特定方向運動，則控制器開啟生物特征掃描單元對用戶的指紋進行掃描。
3.根據(jù)權利要求2所述的頭戴式顯示設備，所述眼球跟蹤單元包括: 紅外光源，朝向用戶的眼睛發(fā)射紅外光； 紅外攝像頭，接收被用戶眼球瞳孔反射的紅外光，并提供用戶的眼球視線位置信息。
4.根據(jù)權利要求2所述的頭戴式顯示設備，其中，當用戶的手指在生物特征掃描單元的附近沿第二特定方向運動時，生物特征掃描單元開始對用戶的指紋進行掃描。
5.根據(jù)權利要求4所述的頭戴式顯示設備，所述頭戴式顯示設備還包括:顯示屏幕，所述顯示屏幕預先顯示第一特定方向和第二特定方向，以提示用戶眼球視線沿第一特定方向運動以及用戶手指沿第二特定方向運動。
6.根據(jù)權利要求4所述的頭戴式顯示設備，其中，生物特征掃描單元基于第二特定方向對用戶輸入的個人指紋信息進行剪切，僅保留第二特定方向上的有效識別區(qū)域，作為匹配的關鍵圖像。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的頭戴式顯示設備，其中，遠程服務器將從認證接口單元發(fā)送的生物特征掃描結果與預存儲在遠程服務器中的生物特征進行比較，對佩戴頭戴式顯示設備的用戶進行認證， 如果用戶認證成功，則遠程服務器允許用戶與遠程服務器進行交互；如果用戶認證不成功，則遠程服務器禁止用戶與遠程服務器進行交互。
8.根據(jù)權利要求7所述的頭戴式顯示設備，其中，當用戶初次使用頭戴式顯示設備時，生物特征掃描單元初次掃描用戶的生物特征，認證接口單元將掃描的生物特征上傳到遠程服務器進行存儲，以便將初次掃描的生物特征與隨后掃描的生物特征比較以執(zhí)行認證。
9.根據(jù)權利要求7所述的頭戴式顯示設備，其中，當用戶需要修改生物特征時，用戶輸入與原有的生物特征信息對應的生物特征以被生物特征掃描單元掃描，遠程服務器將掃描的生物特征與原有的生物特征比較，以對用戶進行認證， 如果用戶認證成功，則用戶輸入新的生物特征以被生物特征掃描單元掃描，認證接口單元將新的生物特征上傳到遠程服務器以更新原有的生物特征；如果用戶認證不成功，則用戶被禁止修改生物特征。
【文檔編號】G06F21/32GK103455746SQ201310408008
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權日:2013年9月10日
【發(fā)明者】吳先超 申請人:百度在線網(wǎng)絡技術（北京）有限公司