利用投影仪的注视追踪制造技术

本发明专利技术针对用于注视追踪的系统、方法和计算机程序产品。示例性方法包括：使用投影仪将光导入眼睛；使用图像捕获模块检测来自与所述眼睛相关联的表面的反射；以及基于所检测的反射确定与所述眼睛相关联的视线。在一些实施例中，所述光包括红外光。在一些实施例中，所述投影仪包括激光器。在一些实施例中，所述投影仪包括硅上液晶（LCoS）芯片。在一些实施例中，与所述反射相关联的所述表面是角膜、虹膜或视网膜中的至少一个。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用投影仪的注视追踪
技术介绍
如图1中所呈现的，人眼1〇〇的重要部件包括角膜110、虹膜120、瞳孔130、晶状体 135、视网膜140和视神经150。角膜110是在眼睛前部的清亮的外凸表面。角膜110是眼 睛的主要折射表面。虹膜120是眼睛的有色部件，其调整进入眼睛的光的量。瞳孔130是 在虹膜120的中心处的开口。虹膜120更改或调节瞳孔130的大小并且由此控制进入眼睛 的光的量。晶状体135是虹膜120后面的、眼睛的清亮部件，其将光聚焦在视网膜140上。 视网膜140是排列在眼睛背部的光敏组织。视网膜140将光转换为电信号，该电信号经由 视神经被传递到大脑。水状体160是凝胶状液体，其位于晶状体135和角膜110之间的空 间中。水状体160的功能是保持眼内压和使眼球膨胀。 注视追踪是在一段时间内追踪注视点（与眼睛或眼睛正在看的东西相关联的视 线）的过程。在基础水平，注视追踪包括使用光源照射眼睛的步骤，由此引起来自眼睛的各 种边界的可见反射。这些反射中的一些可以被称为浦肯野（Purkinje)图像。被追踪的一 种类型的可见反射是微光。微光是被角膜反射的少量的光。微光也可以被称为第一浦肯野 图像。 如在此所使用的，注视追踪可以包括生成反射和追踪反射的步骤。生成反射的步 骤可以使用离散红外（IR)光源(例如，用于将IR光导入眼睛的离散IR发光二极管（LED)) 来施行。存在与使用IR光来用于注视追踪相关联的若干优点。IR光能够照射眼睛而不打 扰观众。此外，IR光被角膜或眼睛的其他部件(例如，瞳孔）较好地反射，并且结果，反射更 容易由IR图像捕获模块(例如，IR照相机）可检测。 然而，存在与使用离散IR LED来将光导入眼睛相关联的若干缺点。在其中从图像 捕获模块到眼睛的距离非常小的系统中，当反射变得更大时，反射(例如，微光）可能难以进 行具有高精度的检测和/或追踪。此外，IR LED能够占据相当大量的空间，并且由于注视 追踪系统上的空间可能有限，当需要若干个IR LED时，系统无法容纳若干个IR LED。此外， 当系统需要容纳若干个IR LED时，每个LED需要分离开至少预定距离以便使得反射(例如， 微光)能够落入角膜的球形部位。当系统上的空间有限时，因为有限的空间阻碍了每个LED 从另一个LED分离开预定距离，所以系统无法容纳若干个LED。此外，在其上注视的方向能 够被追踪的角度范围较小，因为眼睛移动导致反射(例如，微光）落在角膜的球形部位之外， 这使反射的检测不太可靠。 因此，所需要的是克服这些缺点的用于注视追踪的系统。
技术实现思路
本专利技术的实施例针对用于注视追踪的系统、方法和计算机程序产品。在一些实施 例中，所述方法包括：使用投影仪将光导入眼睛；使用图像捕获模块检测来自与眼睛相关 联的至少一个表面的至少一个反射；以及基于所检测的反射确定与眼睛相关联的视线。在 一些实施例中，所述光包括红外光。在一些实施例中，所述投影仪包括激光器。在一些实施 例中，所述投影仪包括硅上液晶（LCoS)芯片。在一些实施例中，与所述反射相关联的所述 至少一个表面是与眼睛相关联的角膜、瞳孔、虹膜或视网膜中的至少一个。 在一些实施例中，所述投影仪和所述图像捕获模块被包括在头戴设备内。在一些 实施例中，所述头戴设备包括眼镜、护目镜或头盔中的至少一个。 在一些实施例中，所述光形成图案。如在此所使用的，图案是指图像。术语图像 和图案是等同的。在一些实施例中，所述图案具有四边形的形状。在一些实施例中，所 述投影仪包括非暂态存储器，所述存储器存储至少一个图案，并且其中所述投影仪至少部 分地基于眼睛的至少一个部分与该部分基本上中心的位置的距离来选择图案或者为该图 案选择投影位置。在一些实施例中，所述存储器可以被收纳在从所述投影仪分离的设备中。 在一些实施例中，与眼睛的部分(例如，瞳孔、视网膜等）相关联的基本上中心的位置是指当 观众正在看或基本上笔直向前地聚焦在被远远地安置或者在无限远的距离处的对象时，眼 睛的所述部分的位置。 在一些实施例中，所述方法还包括确定瞳孔或者瞳孔的至少一部分(例如，瞳孔的 基本上中心的部分）的位置。 在一些实施例中，所述方法还包括更改以下各项中的至少一个：所述至少一个反 射的大小、与所述至少一个反射相关联的形状、与所述至少一个反射相关联的强度或反射 的量。 在一些实施例中，头戴设备包括显示器，并且所述方法还包括使用所述投影仪将 图像投影到所述显示器上。 在一些实施例中，所述方法还包括至少部分地基于所述眼睛与第二眼睛之间的瞳 孔间距离来调节所述图像。 在一些实施例中，一种用于注视追踪的头戴系统包括：至少一个显不器；第一投 影仪，用于将光导入第一眼睛并用于将第一图像投影到所述至少一个显示器上；以及第一 图像捕获模块，用于：检测来自与所述第一眼睛相关联的至少一个表面的至少一个反射，并 且基于所检测的反射确定与所述第一眼睛相关联的视线。 在一些实施例中，所述系统还包括第二投影仪，用于将光导入第二眼睛并用于将 第二图像投影到所述至少一个显示器上；以及第二图像捕获模块，用于：检测来自与所述 第二眼睛相关联的至少一个表面的至少一个反射，并且基于所检测的反射确定与所述第二 眼睛相关联的视线。 在一些实施例中，所述第一图像捕获模块确定与所述第一眼睛相关联的基本上中 心的部分，并且其中所述第二图像捕获模块确定与所述第二眼睛相关联的基本上中心的部 分。 在一些实施例中，所述系统还包括处理器，其至少部分地基于所确定的与所述第 一眼睛相关联的基本上中心的部分和所确定的与所述第二眼睛相关联的基本上中心的部 分来确定所述第一眼睛的瞳孔与所述第二眼睛的瞳孔之间的距离。 在一些实施例中，所述第一投影仪至少部分地基于所述第一眼睛与所述第二眼睛 之间的瞳孔间距离来调节所述第一图像，并且其中所述第二投影仪至少部分地基于所述瞳 孔间距离来调节所述第二图像。 在一些实施例中，一种用于调节与头戴系统相关联的至少一个显示器上的图像的 方法，包括：将第一投影仪用于将第一图像投影到所述至少一个显示器上；将第二投影仪 用于将第二图像投影到所述至少一个显示器上；将第一图像捕获模块用于确定与第一眼睛 相关联的基本上中心的部分；将第二图像捕获模块用于确定与第二眼睛相关联的基本上中 心的部分；至少部分地基于所确定的与所述第一眼睛相关联的基本上中心的部分和所确定 的与所述第二眼睛相关联的基本上中心的部分来确定所述第一眼睛与所述第二眼睛之间 的距离；至少部分地基于所确定的所述第一眼睛与所述第二眼睛之间的距离来调节所述第 一图像；以及至少部分地基于所确定的所述第一眼睛与所述第二眼睛之间的距离来调节所 述第二图像。在一些实施例中，所述第一投影仪将所述第一图像并且所述第二投影仪将所 述第二图像投影到现实世界环境的基本上实况的视图上。 【附图说明】 已经概括地如此描述了本专利技术的实施例，现在将对附图做出参照，其中： 图1是图示出眼睛的截面视图； 图2是根据本专利技术的一个实施例图示出示例性系统的透视图；以及 图3是根据本专利技术的一个实施例图示出用于施行注视追踪的示例性过程流的流程图。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于注视追踪的方法，所述方法包括：使用投影仪将光导入眼睛，所述光形成图案；使用图像捕获模块检测来自与所述眼睛相关联的至少一个表面的至少一个反射；以及基于所检测的反射确定与所述眼睛相关联的视线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.06 US 61/5956411. 一种用于注视追踪的方法，所述方法包括： 使用投影仪将光导入眼睛，所述光形成图案； 使用图像捕获模块检测来自与所述眼睛相关联的至少一个表面的至少一个反射；以及 基于所检测的反射确定与所述眼睛相关联的视线。2. 权利要求1的方法，其中所述光包括红外光。3. 权利要求1的方法，其中所述投影仪包括激光器或硅上液晶（LCoS)芯片中的至少 一个。4. 权利要求1的方法，其中所述图像捕获模块包括照相机或光学传感器中的至少一 个。5. 权利要求1的方法，其中所述至少一个表面包括与所述眼睛相关联的角膜、视网 膜、虹膜或晶状体中的至少一个。6. 权利要求1的方法，其中所述投影仪和所述图像捕获模块被包括在头戴设备内。7. 权利要求6的方法，其中所述头戴设备包括眼镜、护目镜或头盔中的至少一个。8. 权利要求6的方法，其中所述头戴设备包括显示器，并且其中所述方法还包括使用 所述投影仪将图像投影到所述显示器上。9. 权利要求8的方法，还包括至少部分地基于所述眼睛与第二眼睛之间的瞳孔间距 离来调节所述图像。10. 权利要求1的方法，还包括确定瞳孔的至少一个部分的位置。11. 权利要求1的方法，其中所述图案具有四边形的形状。12. 权利要求1的方法，其中所述投影仪包括非暂态存储器，所述存储器存储至少一 个图案，并且其中所述投影仪至少部分地基于所述眼睛的至少一个部分与该部分基本上中 心的位置的距离来选择图案或者为所述图案选择投影位置。13. 权利要求1的方法，还包括： 更改以下各项中的至少一个：所述至少一个反射的大小、与所述至少一个反射相关联 的形状、与所述至少一个反射相关联的强度或反射的量。14. 一种用于注视追踪的头戴系统，所述系统包括： 至少一个显示器； 第一投影仪，用于将光导入第一眼睛并用于将第一图像投影到所述至少一个显示器 上；以及 第一图像捕获模块，用于检测来自与所述第一眼睛相关联的至少一个表...

【专利技术属性】
技术研发人员：PA阿伦松，
申请(专利权)人：索尼爱立信移动通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE