CN108378819B - 眼底照相机以及虚拟现实成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及虚拟现实成像系统领域，提供了一种眼底照相机以及虚拟现实成像设备。该眼底照相机包括VR系统和成像系统，VR系统包括第一机体以及设置于第一机体内的接眼镜片和用于反射红外光的二向色镜，成像系统包括第二机体以及设置于第二机体内的成像透镜和相机本体，二向色镜倾斜设置且位于接眼镜片远离用户的一侧用于将红外光向外反射，第二机体与第一机体连接，成像透镜用于将二向色镜反射的红外光汇聚至相机本体内。其能够将人眼眼底的图像拍摄下来，使用者可以自己看到自己眼底的图像。

Description

眼底照相机以及虚拟现实成像设备

技术领域

本发明涉及虚拟现实成像系统领域，具体而言，涉及一种眼底照相机以及虚拟现实成像设备。

背景技术

VR(Virtual Reality，虚拟现实)技术，是一种综合利用计算机图形系统和各种控制接口，在计算机上生成可交互的三维交互环境，面向用户提供沉浸感的技术。在相关技术中，用户可以通过佩戴虚拟现实头戴设备，比如VR眼镜、VR头盔等VR设备，以获得相应的虚拟现实体验。由于VR场景下的特殊性，使得传统的手机、PC等电子设备上采用的技术方案，往往并不适用于VR场景。例如，当希望采集佩戴VR设备的用户的眼部红外图像时，由于VR设备内部的结构限制，常规手段往往难以满足图像采集条件，导致无法顺利实现相应的生物特征识别、眼球追踪等目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种眼底照相机，其能够将人眼眼底的图像拍摄下来，使用者可以自己看到自己眼底的图像。

本发明的另一目的在于提供一种虚拟现实成像设备，其能够将人眼内的图像呈现出来。

本发明的实施例是这样实现的：

一种眼底照相机，其包括VR系统和成像系统，VR系统包括第一机体以及设置于第一机体内的接眼镜片和用于反射红外光的二向色镜，成像系统包括第二机体以及设置于第二机体内的成像透镜和相机本体，二向色镜倾斜设置且位于接眼镜片远离用户的一侧用于将红外光向外反射，第二机体与第一机体连接，成像透镜用于将二向色镜反射的红外光汇聚至相机本体内。

可选地，在本发明的优选实施例中，上述眼底照相机还包括红外光照明灯，红外光照明灯设置于第一机体和第二机体之间用于向二向色镜进行红外补光。

可选地，在本发明的优选实施例中，上述二向色镜呈片状；二向色镜的镜面朝向斜下方倾斜，成像透镜和相机本体位于第一机体的底部。

可选地，在本发明的优选实施例中，上述二向色镜呈片状；二向色镜的镜面朝向斜上方倾斜，成像透镜和相机本体位于机体的第二顶部。

可选地，在本发明的优选实施例中，上述VR系统内还包括第一传递镜组、第一折光反射镜以及屏幕，第一折光反射镜位于传递镜组远离二向色镜的一侧用于将屏幕发出的光线反射至第一传递镜组，第一传递镜组设置于二向色镜远离接眼镜片的一侧。

可选地，在本发明的优选实施例中，上述第一传递镜组包括第一平凸透镜和凹凸透镜，第一平凸透镜设置于二向色镜和说说凹凸透镜之间。

可选地，在本发明的优选实施例中，上述成像系统还包括第二传递镜组和第二折光反射镜，第二折光反射镜位于成像透镜和第二传递镜组之间用于将成像透镜汇集的光线反射至第二传递镜组，第二传递镜组位于第二折光反射镜和相机本体之间。

可选地，在本发明的优选实施例中，上述第二传递镜组包括双凸透镜和第二平凸透镜，双凸透镜设置于第二折光反射镜和第二平凸透镜之间。

可选地，在本发明的优选实施例中，上述第二机体还设置有用于传输图像的蓝牙传输装置和/或数据接口。

一种虚拟现实成像设备，其包括上述眼底照相机。

本发明实施例的有益效果是：

本发明提供的眼底照相机中，人眼能够接收到屏幕发出的光线进而人眼能够看清屏幕上显示的内容。光线在经过二向色镜时，绝大部分可见光透过去，红外光和少部分可见光反射回来，这样，屏幕上的内容依然能够被人眼看到，同时红外光还能把人眼眼底的图像传出来。通过设置的成像透镜能够将二向色镜反射的光线进行汇集并传递至相机本体，进而将人眼眼底的图像拍摄下来，使用者可以自己看到自己眼底的图像。

此外，本发明实施例还提供了一种虚拟现实成像设备，其包括上述眼底照相机，其能够将人眼内的图像呈现出来。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的眼底照相机的成像系统位于VR系统下方的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的眼底照相机的成像系统位于VR系统上方的结构示意图。

图标：100-眼底照相机；110-VR系统；111-第一机体；112-接眼镜片；113-二向色镜；114-第一传递镜组；115-第一折光反射镜；116-屏幕；117-第一平凸透镜；118-凹凸透镜；120-成像系统；121-第二机体；122-成像透镜；123-相机本体；124-第二传递镜组；125-第二折光反射镜；126-双凸透镜；127-第二平凸透镜；130-红外光照明灯。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1，本实施例提供一种眼底照相机100，其包括VR系统110、成像系统120和红外光照明灯130。

VR系统110包括第一机体111、接眼镜片112、二向色镜113、第一传递镜组114、第一折光反射镜115以及屏幕116。

其中，接眼镜片112设置于第一机体111内，人眼位于接眼镜片112的一侧，二向色镜113位于接眼镜片112的另一侧，二向色镜113倾斜设置于第一机体111内，用于将红外光向外反射。第一折光反射镜115位于传递镜组远离二向色镜113的一侧用于将屏幕116发出的光线反射至第一传递镜组114，第一传递镜组114设置于二向色镜113远离接眼镜片112的一侧。人眼能够收集到屏幕116发出的光线，从而能够看清楚屏幕116显示的内容。屏幕116发出的光线能够依次通过第一折光反射镜115、第一传递镜组114、二向色镜113和接眼镜片112，最终进入人眼。

具体地，第一传递镜组114包括第一平凸透镜117和凹凸透镜118，第一平凸透镜117设置于二向色镜113和凹凸透镜118之间。通过第一平凸透镜117和凹凸透镜118的并排设置能够将第一折光反射镜115反射的光线很好的进行传递，顺利进入人眼，实现人眼能够清晰的看到第一折光反射镜115反射的内容。

二向色镜113呈片状，二向色镜113的镜面可以朝向斜下方倾斜设置，也可以朝向斜上方倾斜设置，成像透镜122和相机本体123对应设置于二向色镜113反射的光线的出口处。具体地，请参阅图1，当二向色镜113的镜面朝向斜下方倾斜时，成像透镜122和相机本体123位于所述第一机体111的底部。请参阅图2，当二向色镜113的镜面朝向斜上方倾斜时，成像透镜122和相机本体123位于机体的第二顶部。

值得注意的是，二向色镜113并非仅反射红外光，还可以反射部分自然光。

成像系统120包括第二机体121、成像透镜122、相机本体123、第二传递镜组124和第二折光反射镜125。

第二机体121用于容纳上述成像透镜122、相机本体123、第二传递镜组124和第二折光反射镜125，本实施例中，第二机体121与第一机体111连接，从而实现将二向色镜113反射出来的光线进行汇集成像。具体地，成像透镜122用于将二向色镜113反射的红外光汇聚至相机本体123内。第二折光反射镜125位于成像透镜122和第二传递镜组124之间用于将成像透镜122汇集的光线反射至第二传递镜组124，第二传递镜组124位于第二折光反射镜125和相机本体123之间。相机本体123能够对人眼眼底的图像拍下来。

通过在第一传递镜组114和接眼镜片112之间设置的二向色镜113，光线在经过二向色镜113时，绝大部分可见光透过去，红外光和少部分可见光反射回来，这样，屏幕116上的内容依然能够被人眼看到，同时红外光还能把人眼眼底的图像传出来。

通过设置的成像透镜122能够将二向色镜113反射的光线进行汇集并传递至相机本体123，进而将人眼眼底的图像拍摄下来，使用者可以自己看到自己眼底的图像。其中，通过第二传递镜组124和第二折光反射镜125进行传递和反射，以减小第二机体121的体积。

第二传递镜组124包括双凸透镜126和第二平凸透镜127，双凸透镜126设置于第二折光反射镜125和第二平凸透镜127之间。通过双凸透镜126和第二平凸透镜127的并排设置能够将成像透镜122汇集的光线很好的进行传递，顺利进入相机。

红外光照明灯130设置于第一机体111和第二机体121之间用于向二向色镜113进行红外补光。红外光照明灯130能够补光，确保人眼能够清晰的看到屏幕116上显示的内容。

此外，第二机体121还设置有用于传输图像的蓝牙传输装置和/或数据接口。手机既可以作为观赏的娱乐，也可以接收蓝牙或数据接口传送的图像，也就是说，使用者可以自己看到自己的眼底图像。

本实施例结合了流行的VR产品和专业的眼科医疗设备，能够让专业设备随迅速扩展开的VR产品进入家用。

眼底照相机100的工作原理是：屏幕116发出的光线能够通过第一折光反射镜115、第一传递镜组114、二向色镜113以及接眼镜片112进入人眼，人眼能够接收到屏幕116发出的光线进而人眼能够看清屏幕116上显示的内容。光线在经过二向色镜113时，绝大部分可见光透过去，红外光和少部分可见光反射回来，这样，屏幕116上的内容依然能够被人眼看到，同时红外光还能把人眼眼底的图像传出来。通过设置的成像透镜122能够将二向色镜113反射的光线进行汇集并传递至相机本体123，进而将人眼眼底的图像拍摄下来，使用者可以自己看到自己眼底的图像。

综上所述，本发明提供的眼底照相机100中，人眼能够接收到屏幕116发出的光线进而人眼能够看清屏幕116上显示的内容。光线在经过二向色镜113时，绝大部分可见光透过去，红外光和少部分可见光反射回来，这样，屏幕116上的内容依然能够被人眼看到，同时红外光还能把人眼眼底的图像传出来。通过设置的成像透镜122能够将二向色镜113反射的光线进行汇集并传递至相机本体123，进而将人眼眼底的图像拍摄下来，使用者可以自己看到自己眼底的图像。

此外，本发明实施例还提供了一种虚拟现实成像设备，其包括上述眼底照相机100，其能够将人眼内的图像呈现出来。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种眼底照相机，其特征在于，其包括VR系统和成像系统，所述VR系统包括第一机体以及设置于所述第一机体内的接眼镜片和用于反射红外光的二向色镜，所述成像系统包括第二机体以及设置于所述第二机体内的成像透镜和相机本体，所述二向色镜倾斜设置且位于所述接眼镜片远离用户的一侧用于将红外光向外反射，所述第二机体与所述第一机体连接，所述成像透镜用于将所述二向色镜反射的红外光汇聚至所述相机本体内；

所述成像系统还包括第二传递镜组和第二折光反射镜，所述第二折光反射镜位于所述成像透镜和所述第二传递镜组之间用于将所述成像透镜汇集的光线反射至所述第二传递镜组，所述第二传递镜组位于所述第二折光反射镜和所述相机本体之间；

所述第二传递镜组包括双凸透镜和第二平凸透镜，所述双凸透镜设置于所述第二折光反射镜和所述第二平凸透镜之间；

所述VR系统内还包括第一传递镜组、第一折光反射镜以及屏幕，所述第一折光反射镜位于所述传递镜组远离所述二向色镜的一侧用于将所述屏幕发出的光线反射至所述第一传递镜组，所述第一传递镜组设置于所述二向色镜远离所述接眼镜片的一侧；

所述第一传递镜组包括第一平凸透镜和凹凸透镜，所述第一平凸透镜设置于所述二向色镜和所述凹凸透镜之间。

2.根据权利要求1所述的眼底照相机，其特征在于，所述眼底照相机还包括红外光照明灯，所述红外光照明灯设置于所述第一机体和所述第二机体之间用于向所述二向色镜进行红外补光。

3.根据权利要求1所述的眼底照相机，其特征在于，所述二向色镜呈片状；所述二向色镜的镜面朝向斜下方倾斜，所述成像透镜和所述相机本体位于所述第一机体的底部。

4.根据权利要求1所述的眼底照相机，其特征在于，所述二向色镜呈片状；所述二向色镜的镜面朝向斜上方倾斜，所述成像透镜和所述相机本体位于所述机体的第二顶部。

5.根据权利要求1所述的眼底照相机，其特征在于，所述第二机体还设置有用于传输图像的蓝牙传输装置和/或数据接口。

6.一种虚拟现实成像设备，其特征在于，其包括如权利要求1-5任一项所述的眼底照相机。