微软专利分享:开发精确、紧凑、高效的AR/VR眼动追踪系统
(映维网Nweon 2022年12月08日)眼动追踪越发成为头显的标准配置,各家厂商都在积极探索精确、轻型、紧凑和高成本效益的眼动追踪系统。但开发眼动追踪系统存在一系列的技术和实际问题。
眼动追踪系统可能会增加重量,涉及大型光学部件,并且需要额外的处理能力。对于特定的眼动追踪算法,只要眼动追踪照明源位于眼睛正前方,就可能有助于提高精度、鲁棒性和/或速度。
然而,直接照明会阻挡用户的视线。这通常不可取,特别是在透明显示器的情况下。克服这种视线障碍的一种方法是使用一个或多个部分反射镜将照明重定向到眼睛。然而,这种方法依赖于潜在的大型光学元件。

这是工程师们经常需要权衡的目标。针对这个问题, 微软在名为“Eye tracker illumination through a waveguide”的专利申请提出了一种相关的眼动追踪配置。

如图3A所示的现实世界中,来自遥远物体310到达用户115眼睛的光线305几乎平行。如图3B所示,处于光学无限远(正常视力约为6米或更远)的真实物体的光线320在到达眼睛时完全平行。来自附近真实世界物体330的光线325则以不同的、发散角更大的角度到达眼睛。

在一个实施例中,可以使用各种方法渲染具有适当发散角的虚拟图像,从而在目标焦距处显示。例如在图4中,负(凹面)透镜405可以使从传统耦合器元件接收到的准直/平行光线450发散,以产生全息虚拟图像。如图所示,从负透镜射入用户眼睛115的光线是非平行和发散的,并使用眼睛的内部透镜会聚在视网膜上形成图像,如参考数字420所示。
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