一种用于眼动追踪相机的光学组件，包括孔径光阑、第一光学表面和第二光学表面。光学组件被配置为接收由眼睛反射或散射的不可见光，并且将不可见光沿光路引导至图像传感器，其中从眼动追踪系统的光学组合器接收不可见光。第一光学表面被设置在光路上，并且被配置为校正由光学组合器引起的场无关光学像差。第二光学表面被设置在光路上，并且被配置为校正由光学组合器引起的场相关光学像差。组合器引起的场相关光学像差。组合器引起的场相关光学像差。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在眼动追踪成像中的光学组合器像差校正
[0001]本专利技术的各方面一般涉及智能设备，诸如智能显示器、头戴式显示器(HMD)、头戴式设备等。特别地，本专利技术的各方面涉及但不限于眼动追踪系统中的像差校正。
技术介绍
[0002]智能设备是通常与其它设备或网络通信的电子设备。在一些情况下，智能设备可以被配置为与用户交互地操作。智能设备可以被设计成支持各种外形因子，仅举几个例子，诸如头戴式设备、头戴式显示器(HMD)或智能显示器。
[0003]智能设备可以包括用于各种应用的一个或多个电子部件，诸如游戏、航空、工程、医学、娱乐、视频/音频聊天、活动追踪等。在一些示例中，智能设备可以执行眼动追踪，这可以增强用户的观看体验。在一些情况下，可以通过照射用户的眼睛来辅助眼动追踪。因此，一些智能设备可以包括眼动追踪系统，该眼动追踪系统包括照明源以及用于追踪用户眼睛的移动的相机。然而，各种环境可能对捕获足以用于分析的眼睛图像产生挑战。特别地，被包括在眼动追踪系统中的各种光学元件可以引起使捕获的图像失真的光学像差。
技术实现思路
[0004]在本专利技术的一个方面中，提供了一种眼动追踪系统，包括：眼动追踪相机，包括图像传感器；以及光学组合器，被配置为接收由眼睛反射或散射的不可见光并且将不可见光引导至眼动追踪相机，其中眼动追踪相机还包括：光学组件，用于从光学组合器接收不可见光，并且将不可见光沿光路引导至图像传感器，其中光学组件包括：孔径光阑，被设置在光路上；第一光学表面，被设置在光路上，其中第一光学表面被配置为校正由光学组合器引起的场无关光学像差；以及第二光学表面，被设置在光路上，其中第二光学表面被配置为校正由光学组合器引起的场相关光学像差。
[0005]第一光学表面可以包括可以是旋转对称、非球面、自由形式或变形中的一者或多者的表面轮廓。
[0006]第二光学表面可以是自由形式光学表面。
[0007]自由形式光学表面可以是泽尼克(Zernike)
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多项式光学表面、XY
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多项式光学表面、切比雪夫(Chebyshev)
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多项式光学表面、或变形光学表面的离轴段。
[0008]光学组件还可以包括：第一透镜，被设置在光路上，其中第一光学表面可以是第一透镜的表面；以及第二透镜，被设置在光路上，其中第二光学表面可以是第二透镜的表面。
[0009]光学组件还可以包括被设置在孔径光阑和图像传感器之间的光路上的棱镜，其中棱镜可以被配置为提供第一光学表面和第二光学表面两者。
[0010]第二光学表面可以被配置为将不可见光反射到图像传感器。
[0011]由光学组合器引起的场无关光学像差可以包括跨眼动追踪相机的视场基本均匀的像散像差，并且其中由光学组合器引起的场相关光学像差可以包括在跨眼动追踪相机的视场变化的像散像差。
[0012]光学组合器可以包括衍射光学元件(DOE)或体积全息图。
[0013]不可见光可以包括红外光或近红外光。
[0014]在本专利技术的一个方面中，提供了一种眼动追踪相机，包括：图像传感器，被配置为捕获图像；以及光学组件，用于接收由眼睛反射或散射的不可见光并且用于将不可见光沿着光路引导至图像传感器，该不可见光从眼动追踪系统的光学组合器接收，其中光学组件包括：孔径光阑，被设置在光路上；第一光学表面，被设置在光路上靠近该孔径光阑，其中该第一光学表面被配置为校正由光学组合器引起的场无关光学像差；以及第二光学表面，被设置在光路上，其中第二光学表面被配置为校正由光学组合器引起的场相关光学像差。
[0015]光学组件还可以包括：第一透镜，被设置在光路上，其中第一光学表面可以是第一透镜的旋转对称、非球面和变形表面；以及第二透镜，被设置在光路上，其中第二光学表面可以是第二透镜的自由形式光学表面。
[0016]光学组件还可以包括被设置在孔径光阑和图像传感器之间的光路上的棱镜，其中棱镜可以被配置为提供第一光学表面和第二光学表面两者。
[0017]第二光学表面可以被配置为将不可见光反射到图像传感器。
[0018]由光学组合器引起的场无关光学像差可以包括跨眼动追踪相机的视场基本均匀的像散像差，并且其中由光学组合器引起的场相关光学像差可以包括跨眼动追踪相机的视场变化的像散像差。
[0019]不可见光可以包括红外光或近红外光。
[0020]在本专利技术的一个方面中，提供了一种用于眼动追踪相机的光学组件，该光学组件包括：孔径光阑，用于接收由眼睛反射的不可见光，不可见光从眼动追踪系统的光学组合器接收；第一光学表面，被设置在孔径光阑与眼动追踪系统的图像传感器之间的光路上，其中该第一光学表面被配置为校正由光学组合器引起的场无关光学像差；以及第二光学表面，被设置在第一光学表面与图像传感器之间的光路上，其中第二光学表面被配置为校正由光学组合器引起的场相关光学像差。
[0021]光学组件还可以包括：透镜，被设置在孔径光阑和第二光学表面之间的光路上，其中第一光学表面可以是第一透镜的旋转对称、非球面和变形表面；以及第二透镜，被设置在第一透镜与图像传感器之间的光路上，其中第二光学表面可以是第二透镜的自由形式光学表面。
[0022]光学组件还可以包括：棱镜，被设置在孔径光阑和图像传感器之间的光路上，其中该棱镜可以被配置为提供第一光学表面和第二光学表面，并且其中第二光学表面可以被配置为将不可见光反射到图像传感器。
[0023]由光学组合器引起的场无关光学像差包括跨眼动追踪相机的视场基本均匀的像散像差，并且其中由光学组合器引起的场相关光学像差包括跨眼动追踪相机的视场变化的像散像差。
附图说明
[0024]参考以下附图描述本专利技术的非限制性和非穷举性实施例，其中除非另有说明，否则在各个视图中相同的附图标记指代相同的部件。
[0025]图1图示了根据本公开的各方面的示例头戴式设备。
[0026]图2图示了根据本公开的各方面的示例眼动追踪系统。
[0027]图3图示了根据本公开的各方面的穿过示例照明层的眼睛的正视图。
[0028]图4图示了根据本公开的各方面的反射的不可见光的示例光路。
[0029]图5A和图5B示出了根据本公开的各方面的眼动追踪相机的示例光学组件。
[0030]图6图示了根据本公开的各方面的眼动追踪相机的另一示例光学组件。
[0031]图7和图8是图示根据本公开的各方面可以由光学组合器引起的光学像差的示例像散线图像。
[0032]图9图示了根据本公开的各方面的示例眼动追踪相机。
具体实施方式
[0033]本文描述了在眼动追踪成像中包括光学组合器像差校正的光学组件、眼动追踪相机、眼动追踪系统和智能设备的实施例。在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，本文描述的技术可在没有一个或多个具体细节的情况下或用其它方法、部件、材料等来实施。在其它情况下，未详细示出或描述众本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种眼动追踪系统，包括：眼动追踪相机，包括图像传感器；以及光学组合器，被配置为接收由眼睛反射或散射的不可见光并且将所述不可见光引导至所述眼动追踪相机，其中所述眼动追踪相机还包括：光学组件，用于从所述光学组合器接收所述不可见光，并且将所述不可见光沿光路引导至所述图像传感器，其中所述光学组件包括：孔径光阑，被设置在所述光路上；第一光学表面，被设置在所述光路上，其中所述第一光学表面被配置为校正由所述光学组合器引起的场无关光学像差；以及第二光学表面，被设置在所述光路上，其中所述第二光学表面被配置为校正由所述光学组合器引起的场相关光学像差。2.根据权利要求1所述的眼动追踪系统，其中所述第一光学表面包括旋转对称、非球面、自由形式或变形中的一者或多者的表面轮廓。3.根据权利要求1所述的眼动追踪系统，其中所述第二光学表面是自由形式光学表面；以及，可选地，其中所述自由形式光学表面是泽尼克
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多项式光学表面、XY
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多项式光学表面、切比雪夫
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多项式光学表面、或变形光学表面的离轴段。4.根据权利要求1所述的眼动追踪系统，其中所述光学组件还包括：第一透镜，被设置在所述光路上，其中所述第一光学表面是所述第一透镜的表面；以及第二透镜，被设置在所述光路上，其中所述第二光学表面是所述第二透镜的表面。5.根据权利要求1所述的眼动追踪系统，其中所述光学组合器包括衍射光学元件(DOE)或体积全息图。6.一种眼动追踪相机，包括：图像传感器，被配置为捕获图像；以及光学组件，用于接收由眼睛反射或散射的不可见光并且用于将所述不可见光沿着光路引导至所述图像传感器，所述不可见光从眼动追踪系统的光学组合器接收，其中所述光学组件包括：孔径光阑，被设置在所述光路上；第一光学表面，被设置在所述光路上靠近所述孔径光阑，其中所述第一光学表面被配置为校正由所述光学组合器引起的场无关光学像差；以及第二光学表面，被设置在所述光路上，其中所述第二光学表面被配置为校正由所述光学组合器引起的场相关光学像差。7.根据权利要求6所述的眼动追踪相机，其中所述光学组件还包括：第一透镜，被设置在所述光路上，其中所述第一光学表面是所述第一透镜的旋转对称、非球面和变形表面；以及第二透镜，被设置在所述光路上，其中所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：元平台技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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