一种眼动追踪装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种眼动追踪装置，包含：一电源管理模块，用于根据一电源控制信号来供电以使所述眼动追踪装置在一相对应模式下工作，并提供与其供电状态相关的一电源状态信号；一感测模块，其包含至少一影像传感器，用来以一取样频率来撷取一使用者的一眼睛影像；以及一处理器，用于：根据所述眼睛影像计算该使用者的一眼睛特征、一眼动信息及/或包含一凝视位置坐标的视线信息；以及，根据所述电源状态信号来调整所述取样频率、调整所述处理器输出信息的频率及/或切换所述眼动追踪装置的工作模式。

【技术实现步骤摘要】
一种眼动追踪装置
本专利技术涉及一种眼动追踪装置，尤其是一种可根据使用情境切换工作模式的眼动追踪装置。
技术介绍
眼动追踪(eye-tracking)是一种用来侦测使用者凝视位置的技术，其通过测量眼睛注视点的位置或眼球相对头部的运动来实现对眼球运动的追踪。眼动追踪技术被广泛地应用在商业、工业、教育或医疗等各领域的心理学研究、使用者行为实验和教育训练等用途。头戴型眼动追踪装置常被用来侦测使用者的疲劳程度、注意力或工作负荷高低等使用者状态，主要由一头戴型设备搭配至少一红外光光源和一影像传感器所组成，其中头戴型设备可为虚拟实境(virtualreality,VR)头戴型显示器、扩增实境(augmentedreality,AR)头戴型显示器、混合实境(mixedreality,MR)头戴型显示器、智能眼镜，或其它任何眼镜型或安全帽型的设备。通过红外光光源照射使用者的眼睛，分析影像传感器撷取到的光源反射点和使用者眼睛影像，即可推算出使用者凝视的位置，进而应用在需要与虚拟物体互动的VR/AR/MR领域。相较于传统远距型眼动追踪装置，头戴型眼动追踪装置具有轻便、方便携带以及使用场景更贴近自然环境等优势，但其电池续航力有限。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的不足，提出一种可根据使用情境切换不同工作模式的眼动追踪装置，以优化电源使用状况，延长头戴型眼动追踪装置的电源续航能力。本专利技术为达上述目的提出以下技术方案：一种眼动追踪装置，包含：一电源管理模块，用于根据一电源控制信号来供电以使所述眼动追踪装置在一相对应模式下工作，并提供与其供电状态相关的一电源状态信号；一感测模块，其包含至少一影像传感器，用来以一取样频率来撷取一使用者的一眼睛影像；以及一处理器，用于：根据所述眼睛影像计算该使用者的一眼睛特征、一眼动信息及/或包含一凝视位置坐标的视线信息；以及，根据所述电源状态信号来调整所述取样频率、调整所述处理器输出信息的频率及/或切换所述眼动追踪装置的工作模式。附图说明图1是本专利技术实施例中一种眼动追踪装置的功能方框图；图2是本专利技术另一实施例中一种眼动追踪装置的功能方框图；图3是本专利技术实施例中眼动追踪装置使用状态的主视图；图4是本专利技术实施例中眼动追踪装置使用状态的右视图。附图标记说明：10：电源管理模块20：感测模块20L：左眼影像传感器20R：右眼影像传感器20C：场景影像传感器22：声音传感器24：接近传感器26：环境光传感器30：照明装置32：光源驱动器40：处理器50：记忆单元60：镜片70：显示屏100、200：眼动追踪装置F1～F3：滤光元件IR1～IRN：光源具体实施方式下面结合附图和具体的实施方式对本专利技术作进一步说明。图1为本专利技术实施例中一种眼动追踪装置100的功能方框图。图2为本专利技术另一实施例中一种眼动追踪装置200的功能方框图。眼动追踪装置100和200各包含一电源管理模块10、一感测模块20、一照明装置30、一处理器40以及一记忆单元50。本专利技术的眼动追踪装置100和200均可安装在一头戴型装置，例如安装在VR/AR/MR装置、智慧眼镜、任一眼镜型装置或任一安全帽型态的装置上。然而，眼动追踪装置100和200所应用的头戴型装置并不限定本专利技术的保护范围。在本专利技术的眼动追踪装置100或200中，电源管理模块10可供应眼动追踪装置100或200中各元件工作所需的稳定电源。在一实施例中，电源管理模块10包含内建电源，可根据处理器40提供的电源控制信号S1来调整输出至各元件的电力以使眼动追踪装置100或200能在相对应的模式下工作，并能提供与其供电状态相关的电源状态信号S2，其中电源状态信号S2包含电源管理模块10所输出的电源总量或电源稳定度等信息。在另一实施例中，当眼动追踪装置100或200安装于包含内建电源的头戴型装置时，电源管理模块10可接收并调节头戴型装置所供应的电力，再根据处理器40提供的电源控制信号S1来调整输出至各元件的电源以使眼动追踪装置100或200能在相对应的模式下工作，并能提供与其供电状态相关的电源状态信号S2，其中电源状态信号S2包含电源管理模块10所输出的电源总量或电源稳定度等信息。然而，电源管理模块10供电电力的来源并不限定本专利技术的保护范围。在本专利技术的眼动追踪装置100或200中，感测模块20至少包含一影像传感器，用来侦测使用者的眼睛影像，并能根据处理器40提供的影像控制信号S3来调整其取样频率。在图1和图2所示的实施例中，感测模块20至少包含一左眼影像传感器20L和一右眼影像传感器20R，可分别以特定取样频率来撷取使用者左眼和右眼的影像，但感测模块20中影像传感器的数量并不限定本专利技术的保护范围。在另一实施例中，感测模块20可另包含一场景影像传感器，用来纪录使用者在其视野范围内所看见的影像。在另一实施例中，感测模块20可另包含一声音传感器，用来采集使用者所在环境的声音信息。在另一实施例中，感测模块20可另包含一接近传感器(proximitysensor)，用来检测使用者所在环境内出现的动作信息。在另一实施例中，感测模块20可另包含一环境光传感器，用来采集使用者所在位置的环境光信息。在图2所示的眼动追踪装置200中，感测模块20包含一左眼影像传感器20L、一右眼影像传感器20R、一场景影像传感器20C、一声音传感器22、一接近传感器24，以及一环境光传感器26。然而，除了至少包含一影像传感器之外，本专利技术的感测模块20可另包含一场景影像传感器、一声音传感器、一接近传感器和一环境光传感器其中之一或其中至少两者的任意组合。在本专利技术中，感测模块20可另包含至少一滤光元件，用来调整至少一影像传感器对特定波长光线的穿透率。举例来说，在图1所示的眼动追踪装置100中，感测模块20可另包含两个滤光元件，分别用来改变左眼影像传感器20L或右眼影像传感器20R对特定波长光线的穿透率；在图2所示的眼动追踪装置200中，感测模块20可另包含一滤光元件，用来改变场景影像传感器20C对特定波长光线的穿透率；在图2所示的眼动追踪装置200中，感测模块20可另包含三个滤光元件，分别用来改变左眼影像传感器20L、右眼影像传感器20R和场景影像传感器20C对特定波长光线的穿透率。在本专利技术的眼动追踪装置100或200中，照明装置30包含光源IR1、IR2、……IRN和一光源驱动器32，其中N为正整数。光源IR1～IRN用来照亮使用者的眼睛，而光源驱动器32可根据处理器40提供的亮度控制信号S4来调整每一光源的亮度，进而调整影像传感器所撷取眼睛影像的画面质量。在一实施例中，光源IR1～IRN可为红外光光源，设置在眼动追踪装置100或200中可照射使用者眼部的位置。然而，照明装置30所包含的光源种类、数量或设置位置并不限定本专利技术的保护范围。在本专利技术中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种眼动追踪装置，其特征在于，包含：/n一电源管理模块，用于根据一电源控制信号来供电以使所述眼动追踪装置在一相对应模式下工作，并提供与其供电状态相关的一电源状态信号；/n一感测模块，其包含至少一影像传感器，用来以一取样频率来撷取一使用者的一眼睛影像；以及/n一处理器，用于：根据所述眼睛影像计算该使用者的一眼睛特征、一眼动信息及/或包含一凝视位置坐标的视线信息；以及，根据所述电源状态信号来调整所述取样频率、调整所述处理器输出信息的频率及/或切换所述眼动追踪装置的工作模式。/n

【技术特征摘要】
20190528 US 62/853,173;20200105 US 62/957,2791.一种眼动追踪装置，其特征在于，包含：
一电源管理模块，用于根据一电源控制信号来供电以使所述眼动追踪装置在一相对应模式下工作，并提供与其供电状态相关的一电源状态信号；
一感测模块，其包含至少一影像传感器，用来以一取样频率来撷取一使用者的一眼睛影像；以及
一处理器，用于：根据所述眼睛影像计算该使用者的一眼睛特征、一眼动信息及/或包含一凝视位置坐标的视线信息；以及，根据所述电源状态信号来调整所述取样频率、调整所述处理器输出信息的频率及/或切换所述眼动追踪装置的工作模式。


2.如权利要求1所述的眼动追踪装置，其特征在于：
当根据所述电源状态信号判定所述电源管理模块所供应的一电源总量或一电源稳定度介于一预定范围内时，所述处理器还用来调降所述取样频率或调降所述处理器输出信息的频率；
当根据所述电源状态信号判定所述电源总量或所述电源稳定度低于所述预定范围时，所述处理器还用来调降所述取样频率、调降所述处理器输出信息的频率以及将所述眼动追踪装置的工作模式从一正常模式切换至一省电模式；
其中，所述眼动追踪装置在所述省电模式下工作时的耗电量低于在所述正常模式下工作时的耗电量。


3.如权利要求1所述的眼动追踪装置，其特征在于，所述眼睛影像包含复数个影像帧；且所述处理器还用于：
判断所述复数个影像帧中是否已经有超过一预定数量的连续影像帧未包含与该使用者脸部信息相关的一预定物体；以及
当判定所述复数个影像帧中已经有超过所述预定数量的连续影像帧未包含所述预定物体时，调降所述取样频率、调降所述处理器输出信息的频率及/或将所述眼动追踪装置的工作模式从一正常模式切换至一省电模式；
其中，所述眼动追踪装置在所述省电模式下工作时的耗电量低于在所述正常模式下工作时的耗电量。


4.如权利要求1所述的眼动追踪装置，其特征在于：所述感测模块另包含一场景影像传感器，用来纪录所述使用者在一视野范围内所看见的一场景影像；且所述处理器另根据该场景影像来调整所述取样频率、所述处理器输出信息的频率及/或切换所述眼动追踪装置的工作模式。


5.如权利要求4所述的眼动追踪装置，其特征在于，所述场景影像包含复数个影像帧；且所述处理器还用于：
判断所述复数个影像帧中是否已经有超过一预定数量的连续影像帧未包含与眼动追踪工作相关的一预定物体；以及
当判定所述复数个影像帧中已经有超过该预定数量的连续影像帧未包含该预定物体时，调降所述取样频率、调降所述处理器输出信息的频率及/或和将所述眼动追踪装置的工作模式从一正常模式切换至一省电模式；
其中，所述眼动追踪装置在所述省电模式下工作时的耗电量低于在所述正常模式下工作时的耗电量。


6.如权利要求4所述的眼动追踪装置，其特征在于，还包括：
一第一滤光元件，设置在所述至少一影像传感器面向所述使用者的一侧，用于让一第一预定波长范围内的光线通过；以及
一第二滤光元件，设置在所述场景影像传感器前，用于让一第二预定波长范围内的光线通过，其中所述第一预定波长范围和所述第二预定波长范围不重叠。


7.如权利要求6所述的眼动追踪装置，其特征在于：所述第一滤光元件和所述第二滤光元件为电子控制式滤光元件；且所述处理器还用于根据所述眼睛影像的质量来调整所述第一滤光元件和所述第二滤光元件的光线穿透率。


8.如权利要求1所述的眼动追踪装置，其特征在于，还包括：
一第一滤光元件，设置在所述至少一影像传感器面向所述使用者的一侧，用于让一第一预定波长范围内的光线通过。


9.如权利要求8所述的眼动追踪装置，其特征在于，安装在包含一镜片的一头戴型装置上，且所述眼动追踪装置另包含：
一第二滤光元件，设置在所述镜片前，用于让一第二预定波长范围内的光线通过，其中所述第一预定波长范围和所述第二预定波长范围不重叠。


10.如权利要求8或9所述的眼动追踪装置，其特征在于：所述第一滤光元件或所述第二滤光元件为电子控制式滤光元件；且所述处理器还用于根据所述眼睛影像的质量来调整所述第一滤光元件或所述第二滤光元件的光线穿透率。


11.如权利要求1所述的眼动追踪装置，其特征在于：所述感测模块还包含一声音传感器，用于采集所述使用者所在环境中的一声音信息；且所述处理器还根据所述声音信息来调整所述取样频率、所述处理器输出信息的频率及/或切换所述眼动追踪装置的工作模式。


12.如权利要求1所述的眼动追踪装置，其特征在于：所述感测模块另包含一接近传感器，用于采集所述使用者所在环境中与眼动追踪工作相关的一动作信息；且所述处理器另根据所述动作信息来调整所述取样频率、所述处理器输出信息的频率及/或切换所述眼动追踪装置的工作模式。


13.如权利要求11或12所述的眼动追踪装置，其特征在于，所述处理器还用于：
根据所述声音信息或所述动作信息判断目前是否有一执行中的眼动追踪工作；以及
当根据所述声音信息或所述动作信息判定目前并没有所述执行中的眼动追踪工作时，调降所述取样频率、调降所述处理器输出信息的频率及/或将所述眼动追踪装置的工作模式从一正常模式切换至一省电模式；
其中，所述眼动追踪...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱柏榕，李魁安，刘冠麟，戴铭亿，张家铭，简韶逸，
申请(专利权)人：见臻科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71