微软AR/VR专利介绍了多激光器眼动追踪系统

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可以增加在目标区域中捕获和追踪注视点的“驻留”时间,同时降低关注区域的延迟。

映维网 2021年04月20日眼动追踪系统是配置成相对于参照系追踪眼动的系统。追踪眼睛通常包括确定眼睛相对于参照系的位置和/或移动(如旋转)。例如,参照系可以是眼睛所在的头部。关于头部在坐标系中的方向信息可以与眼睛角度相结合,以确定用户的注视方向和/或用户的注视点。

在一份名为“Multi-laser eye tracking system”的专利申请中,微软介绍了一种利用多个激光器来追踪眼动的系统。

微软指出,激光器是一种根据受激辐射(如电磁辐射)并通过光放大来发射光的装置。激光器可以在半导体芯片中形成。例如,激光器可以形成为半导体衬底上的波导。

专利描述的多激光眼动追踪系统可以包括一个或多个半导体芯片,并且每个半导体芯片可以包括一个或多个激光器。多激光眼动追踪系统中的每一个激光器都能够独立于其他激光器进行控制。例如,激光器可以依次照亮(又称为激活)。根据一个示例,当激活的激光器的照明扫出时,激活的激光器可以关闭,然后另一激光器可以激活。以这种方式激活激光器,可以增加在目标区域中捕获和追踪注视点的“驻留”时间,同时降低关注区域的延迟。

在一个示例方法中,来自多个激光光源的光扫描包括用户眼睛的区域。所述激光光源至少包括第一激光光源和第二激光光源。来自第一激光光源的第一光在第一时间段内扫描所述区域的第一部分。来自第二激光光源的第二光扫描所述区域的第二部分。所述区域的第二部分至少部分地与第一部分重叠。

从虹膜反射的部分光由一个或多个相应的光电探测器检测。光电探测器至少部分地根据光检测生成模拟信号。由各个光电探测器生成的模拟信号的总和转换为数字信号。系统可以计算扫描镜的当前扫描角,其中扫描镜用于扫描位于特定区域的激光光源光。至少部分地根据当前的扫描角,在帧缓冲器的像素中提供数字信号。

在另一个示例方法中,光电探测器至少部分地根据光检测生成模拟电流。由各个光电探测器产生的模拟电流转换为各个电压。将电压与参考电压进行比较。至少部分地根据参考电压和相应电压之间的相应差来提供数字状态。当包括在数字状态中的数字状态触发中断处理程序时,提供时间值。时间值表示光电检测器检测到闪烁的时间。

图3和图4分别说明了单个激光器扫描和多个激光器扫描。

如图3所示,对于每个帧,从单个激光器发射的光沿着路径308从起点到终点扫描。出于说明性目的,路径308形成为包括十六条水平线的光栅图案。应当认识到,光栅图案可以包括任何适当数量的水平线。

所述区域包括目标区域312,其包括眼睛310。眼睛310包括瞳孔302、虹膜304和角膜306。需要认识到的是,目标区域312不必包括眼睛310的整体。因为扫描光来自单个激光器,所以目标区域312每帧扫描一次。在图3的实施例中,路径308的大部分不落在关注区域312内。所以,目标区域312中的驻留时间相对较低。

作为对比,图4是多激光扫描配置。对于每个帧,从第一激光器发射的光沿着第一路径408a从第一起点(START1)到第一终点(标记为“STOP1”)扫描;对于每帧,从第二激光器发射的光沿着第二路径408b从第二起点(“START2”)到第二终点(标记为“STOP2”)扫描。

当来自第一激光器的光扫描(即,第一扫描)停止后,启动来自第二激光器的光的扫描(即第二扫描)。如图4所示,第二扫描相对于第一扫描在空间和时间上存在差别。可以看到,在第一扫描已经通过目标区域412并且停止之后,第二扫描尚未到达目标区域412。所以,依次执行第一扫描和第二扫描可以致使目标区域412每帧被扫描两次。

通过这种方式,目标区域412中的驻留时间可以大于(如两倍)图3中的目标区域312中的驻留时间,和/或图4的关注区域412中的延迟可以小于(如一半)图3中的目标区域312中的延迟。当两个以上的激光器发射的光可以在区域的各个部分扫描时,可以进一步增加目标区域的驻留时间和/或进一步降低目标区域中的延迟。只要激光器的光扫描区域覆盖目标区域,每个附加激光器都可有助于增加驻留时间和/或减少延迟。

相关专利Microsoft Patent | Multi-laser eye tracking system

名为Multi-laser eye tracking system的专利申请最初在2019年10月提交,并在日前由美国专利商标局公布。需要注意的是,这只是一份专利申请,不确定实际的应用效果。

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