微軟釋出眼動追蹤系統新專利:利用鐳射器可增加目標區域的捕捉時間

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可以增加在目標區域中捕獲和追蹤注視點的“駐留”時間,同時降低關注區域的延遲。

映維網 2021年04月20日

)眼動追蹤系統是配置成相對於參照系追蹤眼動的系統。追蹤眼睛通常包括確定眼睛相對於參照系的位置和/或移動(如旋轉)。例如,參照系可以是眼睛所在的頭部。關於頭部在座標系中的方向資訊可以與眼睛角度相結合,以確定使用者的注視方向和/或使用者的注視點。

在一份名為“Multi-laser eye tracking system”的專利申請中,微軟介紹了一種利用多個鐳射器來追蹤眼動的系統。

微軟釋出眼動追蹤系統新專利:利用鐳射器可增加目標區域的捕捉時間

微軟指出,鐳射器是一種根據受激輻射(如電磁輻射)並透過光放大來發射光的裝置。鐳射器可以在半導體晶片中形成。例如,鐳射器可以形成為半導體襯底上的波導。

專利描述的多鐳射眼動追蹤系統可以包括一個或多個半導體晶片,並且每個半導體晶片可以包括一個或多個鐳射器。多鐳射眼動追蹤系統中的每一個鐳射器都能夠獨立於其他鐳射器進行控制。例如,鐳射器可以依次照亮(又稱為啟用)。根據一個示例,當啟用的鐳射器的照明掃出時,啟用的鐳射器可以關閉,然後另一鐳射器可以啟用。以這種方式啟用鐳射器,可以增加在目標區域中捕獲和追蹤注視點的“駐留”時間,同時降低關注區域的延遲。

在一個示例方法中,來自多個鐳射光源的光掃描包括使用者眼睛的區域。所述鐳射光源至少包括第一鐳射光源和第二鐳射光源。來自第一鐳射光源的第一光在第一時間段內掃描所述區域的第一部分。來自第二鐳射光源的第二光掃描所述區域的第二部分。所述區域的第二部分至少部分地與第一部分重疊。

從虹膜反射的部分光由一個或多個相應的光電探測器檢測。光電探測器至少部分地根據光檢測生成模擬訊號。由各個光電探測器生成的模擬訊號的總和轉換為數字訊號。系統可以計算掃描鏡的當前掃描角,其中掃描鏡用於掃描位於特定區域的鐳射光源光。至少部分地根據當前的掃描角,在幀緩衝器的畫素中提供數字訊號。

在另一個示例方法中,光電探測器至少部分地根據光檢測生成模擬電流。由各個光電探測器產生的模擬電流轉換為各個電壓。將電壓與參考電壓進行比較。至少部分地根據參考電壓和相應電壓之間的相應差來提供數字狀態。當包括在數字狀態中的數字狀態觸發中斷處理程式時,提供時間值。時間值表示光電檢測器檢測到閃爍的時間。

微軟釋出眼動追蹤系統新專利:利用鐳射器可增加目標區域的捕捉時間

圖3和圖4分別說明了單個鐳射器掃描和多個鐳射器掃描。

如圖3所示,對於每個幀,從單個鐳射器發射的光沿著路徑308從起點到終點掃描。出於說明性目的,路徑308形成為包括十六條水平線的光柵圖案。應當認識到,光柵圖案可以包括任何適當數量的水平線。

所述區域包括目標區域312,其包括眼睛310。眼睛310包括瞳孔302、虹膜304和角膜306。需要認識到的是,目標區域312不必包括眼睛310的整體。因為掃描光來自單個鐳射器,所以目標區域312每幀掃描一次。在圖3的實施例中,路徑308的大部分不落在關注區域312內。所以,目標區域312中的駐留時間相對較低。

作為對比,圖4是多鐳射掃描配置。對於每個幀,從第一鐳射器發射的光沿著第一路徑408a從第一起點(START1)到第一終點(標記為“STOP1”)掃描;對於每幀,從第二鐳射器發射的光沿著第二路徑408b從第二起點(“START2”)到第二終點(標記為“STOP2”)掃描。

當來自第一鐳射器的光掃描(即,第一掃描)停止後,啟動來自第二鐳射器的光的掃描(即第二掃描)。如圖4所示,第二掃描相對於第一掃描在空間和時間上存在差別。可以看到,在第一掃描已經透過目標區域412並且停止之後,第二掃描尚未到達目標區域412。所以,依次執行第一掃描和第二掃描可以致使目標區域412每幀被掃描兩次。

透過這種方式,目標區域412中的駐留時間可以大於(如兩倍)圖3中的目標區域312中的駐留時間,和/或圖4的關注區域412中的延遲可以小於(如一半)圖3中的目標區域312中的延遲。當兩個以上的鐳射器發射的光可以在區域的各個部分掃描時,可以進一步增加目標區域的駐留時間和/或進一步降低目標區域中的延遲。只要鐳射器的光掃描區域覆蓋目標區域,每個附加鐳射器都可有助於增加駐留時間和/或減少延遲。

相關專利

Microsoft Patent | Multi-laser eye tracking system

https://patent。nweon。com/18571

名為Multi-laser eye tracking system的專利申請最初在2019年10月提交,並在日前由美國專利商標局公佈。需要注意的是,這只是一份專利申請,不確定實際的應用效果。