[发明专利]利用投影仪的注视追踪

说明书

本发明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。

背景技术

如图1中所呈现的，人眼100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。

发明内容

本发明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。