[發明專利]眼睛追蹤器照明

有效

• 申請號: 201710674858.X
• 申請日: 2012-06-14
• 公開（公告）號: CN107577341B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 理查德·海因茲爾;馬蒂亞斯·庫爾德克普;彼得·布利克斯特;馬滕·斯科茍
• 申請（專利權）人: 托比公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06K9/00;G02B27/00;A61B3/113
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 脫穎

一種被照明的對象(180)，通過眼睛追蹤器記錄所述被照明對象的至少一只眼睛的移動，用于生成結果數據(D_EYE)。為了實現上述目的，光生成裝置(140)中的相干光源生成至少一個良好定義的光束(L1，L2)。衍射光學元件被布置在干涉光源和光生成裝置(140)的輸出之間。衍射光學元件被用于引導光束(L1)朝向至少第一指定區域(A1)，估計該第一指定區域覆蓋對象(180)的至少一只眼睛。圖像記錄裝置(150)記錄來自已經被對象(180)反射的至少一個光束(L1，L2)的光。響應于這些光反射而生成結果數據(D_EYE)，其中結果數據(D_EYE)代表對象(180)的至少一只眼睛的移動。

本申請是2012年6月14日遞交的申請號為201280034006.X，發明名稱為“眼睛追蹤器照明”的分案申請。

技術領域

本發明涉及照明對象，通過眼睛追蹤器記錄所述對象的至少一只眼睛的移動，用于生成結果數據(即，關于眼睛和/或凝視位置的信息)。依次地，該數據可以被用于控制計算機裝置，或者(例如，與心理學相結合或者在診斷多種醫學狀況時)被專門記錄用于分析目的。觀察者每只眼睛位置上的精準信息對于自動立體顯示是必要的，用于確保正確的圖像被呈現并被投射向每只眼睛，以便生成身臨其境的三維效果。更詳細來說，本發明涉及根據權利要求1前序部分的裝置。

背景技術

現有技術包括用于眼睛追蹤器的方向性光學照明器。這種照明器相對于靜態復制是有益的，因為在每個時間點上，他們僅僅照明在對象移動的空間內的內表面的一小部分。因此，對應于那些沒有被照明的表面的尺寸，如果相反地，這些表面被照明的情況下，這種照明器節省了功率。US2012/0066975描述了一種方案，使用具有成像鏡片或者準直光束的基于矩陣的照明器，以及可傾斜的鏡子引導照明朝向眼睛追蹤器的用戶。

此外，已知衍射光學元件(Diffractive Optical Element，DOE)，用于將相干光束轉換成任意亮度的圖案。可以通過URL http://www.rpcphotonics.com/optical.asp獲得簡要的DOE描述。

US2004/0213463公開了一種用于成像和范圍探測的方案，其中，基于DOE的技術被用于光的空間編碼。這里，通過將不同的DOE插入光束中，可以即刻改變光圖案的位置和形狀。

有時，DOE被稱作為全息光學元件。在這種情況下，DOE經常包括模擬或數字的相位掩膜，其被用于將相干光束轉換為想要的空間圖案。該相位振幅典型地小于一個波長。DOE還可以包括振幅掩膜。

現有技術中存在的問題

盡管在US2010/0066975中公開的技術方案具有很多重要的特性，但是仍有改善的空間。例如，該設計是基于經典鏡片的，例如成像透鏡和鏡子。這反過來顯現出該設計相對笨重、復雜以及對機械損壞是易受影響的。

通常來說，基于LED和經典光學技術的傳統的眼睛追蹤器照明器也具有以下缺點。

在將電能轉化成光能方面，LED的效率是相對低的。光學上的效率同樣相對低。此外，由于寬的帶寬，即便LED照明器的峰值波長在NIR頻譜中，LED照明器也可能無意間生成可見光。當然，這可能分散所照明的對象。由于使用了寬的帶寬，外界光線也可能到達成像傳感器，并因此造成干擾。

當以明亮的瞳孔眼睛追蹤為目標時，希望將照明器放置得盡可能靠近圖像記錄裝置的光軸。因此，盡可能最小的照明器是具有吸引力的。當今眼睛追蹤器中通常使用的LED照明器包括多個LED的矩陣。因此，LED照明器變得相對大。此外，根據所需芯片的數量來測量產品成本。由于多個LED對應于多個芯片，所以LED照明器的成本趨向于相當高。