用于生成眼睛模型的角膜球跟踪制造技术

头戴式显示器(HMD)包括被配置为使得能够使用光进行眼睛跟踪的眼睛跟踪系统。眼睛跟踪系统包括相对于彼此定位的两个或更多个照明源和针对每只眼睛的光学检测器。光学检测器被配置为使用来自眼睛的反射来捕获照明源的图像。当用户观看HMD中的各个对象时，系统收集数据。该系统通过确定三维空间中的瞳孔形状、中央凹度偏移和角膜半径中的一项或多项来确定眼睛的形状。眼睛的形状用于确定用户的眼睛的三维位置以及注视方向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生成眼睛模型的角膜球跟踪
本公开总体上涉及眼睛跟踪，并且具体地涉及用于生成眼睛模型的角膜球跟踪。
技术介绍
眼睛跟踪是针对头戴式显示(HMD)系统的重要特征，该头戴式显示(HMD)系统包括在虚拟现实(VR)应用中使用的系统。常规跟踪系统跟踪人类眼睛的特征并且通常受限于光学路径的质量。这些常规系统不提供在HMD系统中的眼睛跟踪所需的足够的准确度。
技术实现思路
公开了一种用于生成并校准眼睛模型的眼睛跟踪系统。眼睛跟踪系统可以用于VR系统环境或其他系统环境(诸如增强现实(AR)系统)中。眼睛跟踪系统包括至少两个照明源和用于对每只眼睛进行建模的光学传感器。光学传感器和至少两个照明源相对于彼此定位使得光学传感器可以使用来自眼睛的角膜的反射来捕获照明源的图像(在下文中被称为“角膜反射”)。当用户移动他们的眼睛时(例如，在生成眼睛模型的校准过程期间和/或在正常使用期间)，系统收集数据。该系统通过基于所收集的数据确定每只眼睛的角膜球的半径和原点来对眼睛进行建模，其中每只眼睛被近似为两个球体，其中一个球体逼近整个眼睛(例如，一个巩膜表面的一部分)并且另一个球体的一部分(即，角膜球)逼近角膜的一部分。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种头戴式显示器(HMD)，包括：眼睛跟踪系统，包括：两个或更多个照明源，被配置为照亮用户的眼睛，检测器，被配置为捕获从与所述用户的眼睛相关联的角膜反射的光作为图像，以及控制模块，所述控制模块被配置为：用来自所述两个或更多个照明源的光照亮用户的眼睛，在所述检测器处捕获所述用户的眼睛的一个或多个图像，基于所捕获的所述用户的眼睛的一个或多个所述图像生成所述眼睛的模型，并且部分地基于所生成的所述眼睛的模型来执行光学动作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.11 US 62/306,758;2016.03.11 US 62/306,7771.一种头戴式显示器(HMD)，包括：眼睛跟踪系统，包括：两个或更多个照明源，被配置为照亮用户的眼睛，检测器，被配置为捕获从与所述用户的眼睛相关联的角膜反射的光作为图像，以及控制模块，所述控制模块被配置为：用来自所述两个或更多个照明源的光照亮用户的眼睛，在所述检测器处捕获所述用户的眼睛的一个或多个图像，基于所捕获的所述用户的眼睛的一个或多个所述图像生成所述眼睛的模型，并且部分地基于所生成的所述眼睛的模型来执行光学动作。2.根据权利要求1所述的HMD，其中，所述两个或更多个照明源相对于彼此定位，使得所述检测器能够基于从角膜反射的光捕获所述两个或更多个照明源的一个或多个图像。3.根据权利要求1所述的HMD，其中，所述两个或更多个照明源是电子显示器的一部分。4.根据权利要求1所述的HMD，其中，所述两个或更多个照明源中的每一个被配置为发射不同波长的光。5.根据权利要求1所述的HMD，其中，由所述两个或更多个照明源中的每一个发射的光在不同的频率和不同的振幅下被调制。6.根据权利要求1所述的HMD，其中，所述两个或更多个照明源形成环形图案。7.根据权利要求1所述的HMD，其中，所述检测器是能够捕获所述用户的眼睛的多个图像的光学传感器。8.根据权利要求1所述的HMD，其中，所生成的模型包括近似所述眼睛的巩膜表面的一部分的第一球体和近似所述角膜的第二球体。9.根据权利要求8所述的HMD，其中，生成所述眼睛的所述模型包括：接收捕获的所述用户的眼睛的一个或多个图像，所述图像包括一个或多个角膜反射；生成所述眼睛的模型，所生成的所述眼睛的模型包括与所述第一球体相关联的半径和原点以及与所述第二球体相关联的半径和原点；以及将所生成的模型存储在与所述HMD相关联的数据库中。10.根据权利要求9所述的HMD，其中，所述控制模块进一步被配置为将角膜运动建模为绕与所述第一球体相关联的所述原点的旋转。11.根据权利要求8所述的HMD，其中，生成所述眼睛的所述模型包括：检索参考眼睛的学习模型，所述学习模型包括所述参考眼睛的一个或多个移动与和所述参考眼睛相关联的角膜反射之间的关系；捕获所述用户的眼睛的图像，一个或多个所述图像包括角膜反射；以及基于所述参考眼睛的一个或多个所述角膜反射与和所捕获的图像相关联的所述角膜反射之间的比较，来外插与所述眼睛的模型相关联的一个或多个参数值。12.根据权利要求1所述的HMD，其中，执行一个或多个所述光学动作包括执行选自由以下各项组成的群组的动作：确定所述用户的聚散角、确定所述用户的适应深度、识别所述用户、确定眼睛的扭转状态，或其中的一些组合。13.一种头戴式显示器(HMD)，包括：电子显示器，被配置为向用户显示图像；光学块，被配置为放大由所述光学块从所述电子显示器接收的光；以及眼睛跟踪系统，包括：两个或更多个照明源，被配置为照亮所述用户的眼睛的表面，检测器，被配置为捕获从角膜反射的光作为图像，以及控制模块，所述控制模块被配置为确定：当用户正在观看HMD中的已知位置时，用来自所述两个或更多个照明源的光照亮用户的眼睛，在所述检测器处捕获所述用户的眼睛的一个或多个图像，基于所捕获的所述用户的眼睛的一个或多个所述图像执行一次性单点校准，并且执行光学动作。14.根据权利要求13所述的HMD，其中，所述两个或更多个照明源相对于彼此定位，使得所述检测器能够基于从所述角膜反射的光捕获所述两个或更多个照明源的一个或多个图像。15.根据权利要求13所述的HMD，其中，所述两个或更多个照明源是所述电子显示器的一部分。16.根据权利要求13所述的HMD，其中，执行一次性单点校准包括：访问与所述用户的眼睛相对应的眼睛模型信息，所述眼睛模型信息包括所述眼睛的角膜球的半径和所述角膜球的中心的位置；在用户正在观看所述电子显示器上的已知位置时，在相机处捕获所述用户的眼睛的瞳孔的图像；通过处理所接收的图像来确定所述瞳孔的形状；基于所接收的眼睛模型信息和所确定的瞳孔形状来识别包括所述眼睛的瞳孔的平面；以及通过识别源自所述平面并且垂直于所述角膜球的表面的光线来确定针对所述瞳孔的瞳孔轴线。17.根据权利要求16所述的HMD，其中，确定瞳孔的形状包括确定在由所述检测器捕获的一个或多个所述图像中的反射的强度跨所述用户的眼睛的变化。18.根据权利要求16所述的HMD，执行一次性单点校准进一步包括迭代地修改所确定的瞳孔形状以校正所述角膜的折射失真。19.根据权利要求13所述的HMD，执行一次单点校准进一步...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃伦·安德鲁·亨特，罗伯特·达勒·卡文，
申请(专利权)人：欧库勒斯虚拟现实有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US