[发明专利]使用扫描束和多个检测器的眼睛跟踪

说明书

本文所公开的示例涉及使用扫描束成像以及多个光检测器的眼睛跟踪。一个示例提供了眼睛跟踪系统，该眼睛跟踪系统包括红外光源、配置为将来自红外光源的光跨包括用户角膜的区域的扫描的扫描光学器件、以及多个光检测器，每个光检测器被配置为检测以对应的角度从用户角膜反射的红外光。

背景技术

眼睛跟踪可以在针对各种应用(诸如针对近眼睛显示系统的输入机构)的计算系统中被使用。

发明内容

本文所公开的示例涉及使用扫描束成像以及多个检测器的眼睛跟踪。一个示例提供了眼睛跟踪系统，该眼睛跟踪系统包括红外光源、配置为将来自红外光源的光的跨包括用户角膜的区域的扫描的扫描光学器件、以及多个光检测器，每个光检测器被配置为检测以对应的角度从用户角膜反射的红外光。

提供本发明内容所选择的概念以简化的形式介绍，这些概念将在下文的具体实施方式中进一步被描述。本发明内容不旨在指出所要求保护的技术方案的关键特征或重要特征，也不旨在被用于限制所要求保护的技术方案的范围。此外，所要求保护的技术方案不限于解决在本公开的任何部分中提到的任何或全部缺点的实现。

附图说明

图1示出在近眼睛显示设备上使用眼睛跟踪的示例场景。

图2是示出眼睛跟踪系统示例的示意图。

图3示出在眼睛跟踪系统中的示例处理管线的示意代表图。

图4示出在另一个眼睛跟踪系统中的示例处理管线的示意代表图。

图5A至图5B示出了图示针对眼睛跟踪的示例方法的流程图。

图6示出示例计算系统的框图。

具体实施方式

用于计算设备的眼睛跟踪可以在各种方式中实现。作为一个示例，眼睛跟踪系统可以利用多个光源以及图像传感器来捕获瞳孔的图像和光源的来自角膜的反射(闪光)。然而，该图像传感器可以相对地昂贵，并且可以在一些类型的显示系统中造成问题，例如增强现实显示系统，其中虚拟成像和现实世界环境被混合。例如，用于眼睛跟踪的直视相机可以被定位在用户的视野内，并且因此在该部分的视野中阻碍混合现实显示。离轴摄像机也可以是不切实际的，用于显示的视野越大，摄像机将离轴越远以便不遮挡视野。该离轴配置可以造成针对图像处理的挑战。

相应地，本文公开的示例涉及眼睛跟踪系统，该眼睛跟踪系统利用扫描束成像以及多个光检测器。扫描束成像利用红外光源和扫描光学器件，例如一个或多个扫描镜，配置为将来自红外光源的光跨用户的眼睛区域扫描。每个光检测器被定位以便检测在对应角度的来自用户角膜反射的红外光。如下文所详细描述的，本配置允许从用户的眼镜在扫描镜系统的每个角度位置(像素)漫散射的光中获取瞳孔图像，并且还将特定的“闪光”的位置确定，此处来自光源的光从用户角膜被镜面反射向每个光检测器中。将多个光检测器和扫描光源组合地使用可以有比使用图像传感器更低的成本，并且还允许了检测闪光位置。

所公开的示例还可以针对确定瞳孔位置和闪光位置利用独立的可控制管线。瞳孔位置处理管线可以被配置为产生衍生自多个光检测器的输出的信号，该信号代表来自用户的眼睛的散射光的强度。该信号可以被输入到帧缓冲器中作为反射镜系统扫描角度的函数，以便产生捕获瞳孔的用户的眼睛的灰度图像。相似地，闪光位置处理系统可以被配置为基于在每个光检测器处所感测的镜面反射，确定来自眼睛角膜的闪光的位置。灰度图像和闪光位置随后可以被输入到眼睛跟踪算法中，从而确定眼睛的注视方向。

在一些示例中，当来自闪光位置处理系统的输出指示眼睛旋转运动小于阈值幅度时，与闪光位置处理系统相比，瞳孔位置处理系统在一些情况中可以以较低的帧速率操作(或被暂时停用)。瞳孔位置处理系统随后可以基于检测到眼睛的旋转运动已经超过阈值幅度而切换为打开和/或以较高帧速率操作。与将两者管线在所有时间都按相同的帧速率操作相比，其可以帮助减少系统的总功耗，并根据需要迅速提供更新的瞳孔图像数据。