TW201917446A - 使用具有小面化組合器的光導之眼動追蹤 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種眼動追蹤系統，其包含具有一第一面向眼睛表面、一第二表面、一第三表面及形成於該第二表面中之複數個小面之一光導。該等小面將入射於一使用者眼睛上之光之一部分反射至該光導中，該光導定位成接近該使用者眼睛且介於該使用者眼睛與一顯示器之間。一補償器之一表面可塑形成與該光導之該第二表面互補且放置成接近該光導。一攝影機或影像感測器朝向該光導之該第三表面定向且基於內反射光來擷取一影像。可包含一IR光源。該影像感測器可為一IR影像感測器。基於該影像來判定該使用者眼睛之一姿態。一小面化光導總成可包含鄰近該等小面之一反射塗層。
Description
本發明大體上係關於近眼顯示器且更特定言之，本發明係關於近眼顯示器中之眼動追蹤。
頭戴式顯示器(HMD)器件及其他近眼顯示器件通常使用安裝於一使用者眼前之一或多個顯示器面板來顯示各種類型之內容，其包含虛擬實境(VR)內容、擴增實境(AR)內容及其類似者。在諸多例項中，此等近眼顯示器系統採用眼動追蹤來提供一增強使用者體驗。習知眼動追蹤機構通常採用透鏡及反射鏡之一複雜配置來擷取眼睛之一影像且自此影像估計眼睛之一凝視方向。然而，習知系統中在不遮擋顯示器面板之情況下提供此眼動追蹤功能所需之複雜光學機構通常會妨礙近眼顯示器件實施一小外型尺寸。
圖1至圖15繪示用於基於由定位成接近一光導之一成像感測器或一攝影機擷取之一或兩個使用者眼睛之一或多個眼睛影像來判定眼睛姿態之實例性方法及系統。一近眼顯示器系統(諸如一頭戴式顯示器(HMD)器件)將一光導定位於一使用者眼睛與至少一顯示器面板之間。在至少一實施例中，一小面化光導總成包含具有一透明本體、一第一表面、與該第一表面對置之一第二表面及實質上正交於該第一表面之一第三表面之一光導。該第一表面可為實質上平坦表面。該第二表面包含具有大體上沿一平面配置之複數個小面之一組合器區域。根據一實施方案，該平面具有相對於該第一表面之一非零角。該等小面經組態以使光內部反射穿過該光導之該本體而朝向該光導之該第三表面。當反射光傳入至該光導中時，其入射於該第一表面之一對應區域上。
該近眼顯示器系統進一步包含安置於該光導之該第三表面處且經組態以擷取表示光之成像之一影像感測器，該光自該眼睛反射，入射於該光導之該面向眼睛表面上，且由該組合器區域之該等小面內部反射而朝向及穿過該第三表面。執行一程式之一處理器可使用各種眼動追蹤演算法之任何者來自此擷取成像判定該使用者眼睛之一當前姿態，且該處理器可自該使用者眼睛之此當前姿態控制該近眼顯示器系統之操作之一或多個態樣。使用本文所描述之小面化光導縮短一透鏡與一近眼顯示器之間的距離。該光導包含將諸如紅外光之光導引至該光導之該本體中之小面。根據一些實施例，在該眼睛之一視域外擷取該眼睛之影像。該透鏡與該近眼顯示器之間的減小距離減輕與頭戴式裝置相關聯之一感知重量及笨重，藉此提供一改良虛擬實境(VR)或擴增實境(AR)體驗。
圖1係繪示根據一些實施例之採用一小面化光導總成之一眼動追蹤系統之一橫截面圖的一圖式。
所描繪之習知眼動追蹤系統100包含一眼睛101，其藉由吸收(諸如)沿一z軸穿過一熱反射鏡104及一透鏡109之可見光103來觀看一顯示器面板102。熱反射鏡104經組態以反射一特定光譜(通常為近紅外光譜)中之光，同時允許該光譜外之光(即，可見光)穿過。一光源110可配置成接近系統100且提供諸如IR光之光111，光111提供用於影像感測器108之眼睛101之增加照明。IR光通常包含自約750奈米(nm)至約1250 nm之波長之光。影像感測器108經定位以接收自眼睛101反射且由熱反射鏡104反射之IR光111。影像感測器108擷取由IR光107表示之眼睛101之一或多個影像。如圖1中所展示，熱反射鏡104通常依或大致依相對於直接面向前面之眼睛101之光軸之一45°角放置以容許影像感測器108定位於眼睛101之視域(FOV)外。熱反射鏡104之此成角配置需要眼睛101與顯示器面板102之間的一實質觀看距離112。與此一致，一習知頭戴式顯示器(HMD)必須足夠大以容納涵蓋各眼睛之一實質部分或整個視域之熱反射鏡104。
與一習知眼動追蹤系統相比，眼動追蹤系統120包含一小面化光導122而非一熱反射鏡。光導122包含一第一面向眼睛表面117及第二表面118。光導122包含形成於第二表面118中之複數個小面114，各小面114遠離光導122之一平面成大於零度之角度。小面114使來自眼睛101之一表面之光127反射至光導122之本體中而朝向光導122之一第三側119。根據一實施例，第三側119可不正交於第一側117或第二側118。一影像感測器129定位成接近光導122之第三側119。影像感測器129可為經組態以擷取IR光之一波長範圍內之眼睛101之影像之一IR影像感測器。可使用其他類型之光及其他類型之影像感測器。與影像感測器129一起使用之其他組件(諸如透鏡、透鏡群組、一或多個電子電路、攝影機快門及影像處理電路)亦可與影像感測器129一起定位成接近光導122之第三側119，但為清楚起見，自圖1省略該等組件。光導122之小面114形成於一組合器區域115上。光127自組合器區域115反射以穿過光導122之一第二區域116或沿光導122之一第二區域116行進。
一補償器113定位成接近光導122。補償器113之一部分可塑形成與小面114互補以製造根據一實施例之具有實質上均勻厚度124之一裝置或光導透鏡。在其他實施例中，小面化光導總成之厚度係變動的，如第一側117與第二側118之間所量測。根據一實施例，光導122及補償器113之組合形成系統120之一零放大率元件以透過第二系統120提供實質上不變觀看體驗。根據另一實例，光導122、補償器113及其他未繪示半透明觀看元件之組合提供零放大率觀看。
第二系統120可包含一光源125，其對眼睛101提供諸如IR光之光126來促進經由影像感測器129使眼睛101成像。一般而言，光導122可放置成與顯示器面板128平行，如由垂直於顯示器面板128之光軸121所指示。替代地，光導122可放置成與顯示器面板128成一角度。與使用第一系統100中所繪示之元件相比，使用光導122促成一減小觀看距離123。即，光導122及影像感測器129經組態以減小眼睛101與顯示器面板102之間的一眼動追蹤距離。
圖2係繪示根據一些實施例之採用圖1中所繪示之一小面化光導總成之眼動追蹤系統之一透視圖的一圖式。在所描繪之實例中，一顯示器面板128之顯示內容201朝向眼睛101投射。內容201係在眼睛101之視域(FOV)內。在至少一實施例中，當眼睛101靜止不動(即，直接向前面向顯示器面板128)時，光軸121係在內容201之視域202內，視域202位於光導122之組合器區域115內之一位置處。包含光導122、補償器113、光源110及影像感測器129之元件構成一小面化光導總成205。眼睛101之擷取影像包含影像感測器129。儘管影像感測器129展示於眼睛101之一側，但影像感測器129可放置於相對於眼睛101之另一位置處，諸如藉由旋轉光導122及補償器113及藉由移動影像感測器129但維持影像感測器接近光導122之第三側119來放置於眼睛101及顯示器面板102下方。
來自顯示器面板102之內容201在投射於眼睛101上時到達眼睛101上之一第一區域203。在至少一實施例中，影像感測器129擷取圖2中所繪示之一第二區域204之至少部分，第二區域204大於第一區域203。在其他實施例中，第二區域204可具有相同於或小於第一區域203之一大小。
觀看距離112包含一適眼距距離206及補償器103之一表面與顯示器面板102之間的一螢幕距離207。可選擇光導122及光導122之小面之一或多個態樣以產生眼睛101之第二區域204或FOV涵蓋範圍之一所要大小。此外，可基於適眼距距離206、螢幕距離207、顯示器面板102相對於眼睛101之一定向、光導122相對於眼睛101之一位置、光導122相對於眼睛101之一定向及系統120之其他態樣(諸如第二區域204之一所要大小及一所要位置)來選擇光導122及光導122之小面之一或多個態樣。如圖2中所繪示，組合器區域115內之小面自光導122之一頂側延伸至一底側。在其他實施例中，一或多個小面之小面表面自光導122之頂部至底部延伸一部分距離。一或多個小面可定位於使用者眼睛101之一視域(FOV)內或使用者眼睛101之一FOV外。
圖3係繪示根據一些實施例之一小面化光導之一分解橫截面圖的一圖式。在圖3中，一小面化光導總成300包含一小面化光導301、一補償器302、一第一材料303及一第二材料304。將進一步描述此等元件301至304之各者。
光導301包含至少一第一表面306、一第二表面307及一第三表面308。光導301包含相對於至少第二表面307之三個不同區域：位於一第一平面中之一第一較薄上區域309、實質上平行於第一平面但偏移於第一平面之一第二平面中之一第三下區域311及依相對於第一平面及第二平面之一角度312下沿一第三平面連接上區域309與下區域311之一中間區域310。角度312在圖3中展示為跨中間區域310均勻。在至少一實施例中，角度312可跨中間區域310均勻。在其他實施例中，角度312可跨中間區域310變動一次、兩次或兩次以上，諸如透過相鄰小面之頂點對所量測或中間區域310之第二表面307上之各自點對處所量測。
一組小面313位於光導301之中間區域310之第二表面307中。如圖3中所展示，根據一實施例，小面313之各者具有彼此相同之一形狀及大小。在其他實施例中，小面組之各小面313可具有不同於其他小面313之一或多者之一或多個小面特徵。例如，一第一小面可包含不同於一第二小面之一第二小面角315之一第一小面角314。根據一實例性實施例，各小面包含一小面角及一小面節距316，小面節距316係與兩個小面之間的一頂點之一距離，如自光導301之第二表面307之第二平面所垂直量測。
作為另一實例性實施例，各小面包含一小面平面。各小面平面平行於一或多個其他小面平面。作為又一實例，各小面平面可在相對於光導301之一平面之一x、y或z定向上不平行於一或多個其他小面平面。
儘管在圖3中各小面313繪示為平坦的，但無需每個實施例均如此。在一些實施例中，各小面313包含沿x軸、y軸及z軸之一或多者之一非平坦曲線態樣。小面313在朝向第三表面308之一方向上將入射光317反射至光導301之本體318中。第三表面308之一部分可形成為經塑形以將光導引至一影像感測器之一表面之一端部小面。
在圖3中，小面化光導總成300包含定位成鄰近光導301之中間區域310之第一材料303。根據一實例性實施例，第一材料303係一IR反射塗層。根據另一實例性實施例，第一材料303係在形成光導301期間加入至中間區域310之一IR反射材料。根據又一實例性實施例，第一材料303係施加於光導301之中間區域310中之第二表面307之一膜。第一材料303之實例包含具有SiO2
或TiO2
之一多層介電薄膜塗層。亦可使用諸如鋁之金屬層。製造光導301之材料之實例包含Zeonex E48R、EP5000及聚碳酸酯。
小面化光導總成300亦包含定位成鄰近光導301之下區域311之第二材料304。第二材料304增強能量在所指示之方向319上於光導301之本體318中內反射。根據一實例性實施例，第二材料304係一IR反射塗層。根據其他實例性實施例，第二材料304係以下之一者：一多層IR反射塗層、在形成光導期間加入至下區域311之一IR反射材料、施加於光導301之下區域311中之第二表面307之一IR反射膜、光導301之下區域311中之第二表面307上之一基於低折射率錐冰晶石之單一塗層及施加於光導301之下區域311中之第二表面307之一二向色反射材料。第二材料304之實例進一步包含施加於補償器302之一第一側320之一全內反射器，諸如由SiO2
或TiO2
製成之一多層介電薄膜。304處之反射亦可由使用一低折射率黏著劑來接合301及302引起。亦可省略304上之任何塗層，且在表面321上使用全內反射。
在圖3中，小面化光導總成300亦包含補償器302。根據一實例性實施例，補償器302由相同於光導301之一材料形成且經塑形以在所有部件組裝在一起時互補地匹配光導301、第一材料303及第二材料304之形狀及輪廓以藉此形成一複合光學元件。
圖4係繪示根據一些實施例之自來自一光導之複數個小面之反射產生一使用者眼睛之一影像的一圖式。在圖4中，一光導407在其表面之一者中具有小面401。來自一使用者眼睛406之一場景403之光402 (諸如IR光)由小面401反射。光402僅來自場景403之特定帶404。未由一影像感測器412擷取之場景403之反射區域繪示為黑帶405。來自場景403之特定光402變成內反射光411且繼而由影像感測器412予以擷取。各小面401反射光且服務影像感測器412之視域(FOV)之一部分。
各擷取帶404之一寬度421取決於系統400之一或多個特徵或元件。例如，各帶404之寬度421取決於一各自小面角及場景403與光導407之一第一面向眼睛表面之一適眼距距離413。一物件平面由系統400形成於適眼距距離413處。適眼距距離413可為一第一適眼距距離414、一第二適眼距距離415、一第三適眼距距離416等等。各小面之沿一x軸之一位置及小面角判定影像感測器412及場景403之FOV之一對應部分被反射於光導407之本體內之位置。
光402由光導407之小面401反射。根據至少一實施例，光導407可與一補償器408、一第一反射材料409及第二反射材料410組合。補償器408促進到達使用者眼睛406之可見光依序穿過補償器408、第一材料409及光導407之組合時減少失真。第一反射材料409促進來自場景403之光402反射至光導407之本體中。就為IR光之光402而言，第一材料409允許可見光在兩個方向上穿過材料409。當光沿光導407之本體朝向影像感測器412行進時，第二反射材料410促進光沿光導407之本體且在光導407之本體內反射。
影像感測器412將反射光帶404變換為作為一電子影像(一複合影像418)之部分之一組擷取資料帶417。複合影像418反映僅擷取場景403之特定帶404；複合影像418包含基於僅擷取特定帶404之失真。複合影像418表示原始場景403之一特定涵蓋區域或涵蓋區域百分比。例如，在第一適眼距距離414處，複合影像418中擷取場景403之一第一百分比。作為另一實例，在第二適眼距距離415處，複合影像418中擷取場景403之一第二百分比。作為又一實例，在第三適眼距距離416處，複合影像418中擷取場景403之一第三百分比，等等。根據系統400之一或多個態樣(其包含小面401之態樣)，第一百分比可小於、相同於或大於第二百分比及第三百分比。
可執行一組可執行指令以識別複合影像418內之一或多個眼睛特徵以促進眼動追蹤。例如，可根據一實施例來識別一眼瞳419之一邊緣。作為另一實例，可根據一實施例來識別接近一眼瞼420之一眼睛之一邊緣。
圖5係繪示根據一些實施例之具有一均勻態樣之小面之一光導的一圖式。圖5繪示包含具有一零度角502之一光導501之一系統500。為簡單繪示起見，省略諸如一或多個塗層及一補償器之元件，但可包含該等元件及光導501來形成一小面化光導總成。在圖5中，光導501具有自光導501之一第一端503至一第二端504之一實質上均勻厚度505。作為一實例，厚度505係介於0.5 mm至4.0 mm之間，諸如1.5 mm、2.0 mm、2.5 mm、3.0 mm及3.5 mm。光導501包含複數個小面512。各小面512具有一或多個均勻態樣。例如，各小面512具有一相同小面角513及一均勻小面寬度。
小面512將光流506自一場景導引至光導501之本體514中。影像感測器129擷取內反射光。內反射光可為IR光、紫外光等等。基於光流506之一影像取決於與光導501之一第一表面之一適眼距距離507。適眼距距離507可為一第一適眼距距離508、一第二適眼距距離509、一第三適眼距距離510等等。舉例而言，第一適眼距距離508係約10 mm，第二適眼距距離509係約19 mm，且第三適眼距距離510係約28 mm。根據一些實施例，一光導之組合器區域定位於一使用者眼睛之一表面之至少25 mm內。
在各適眼距距離507處，由影像感測器129以光流506之集合511擷取原始場景之一特定百分比。在圖5所繪示之組態中，歸因於相鄰光流506之間的間隙或空間515，各適眼距距離507處之百分比小於100%。間隙515表示未導引至成像感測器129上之來自場景之光。未擷取光穿過光導501，被散射，或否則被損失。舉例而言，在2.0 mm之一光導厚度505處，第二適眼距距離509處之涵蓋百分比係約36%。可基於鑑於與待擷取之場景相關之緊急情況調整一或多個態樣來實現基於圖5之小面化光導總成500之其他擷取百分比。
例如，圖6繪示根據一些實施例之具有一非均勻態樣之小面之另一系統600。系統600包含具有沿一組合器區域之一零度角602之一光導601，如自光導601之一表面所量測。為了簡單繪示起見，省略諸如一或多個塗層及一補償器之元件，但可包含該等元件及光導601來形成一小面化光導總成。在圖6中，光導601具有自光導601之一第一端603至一第二端604之一實質上均勻厚度605。作為一實例，厚度605係介於0.5 mm至4.0 mm之間，諸如1.5 mm、2.0 mm、2.5 mm、3.0 mm及3.5 mm。光導601包含複數個小面612。各小面612具有一或多個非均勻態樣。例如，各小面612具有一不同小面角或一非均勻小面寬度。在圖6中，一第一小面613具有大於一第二小面614之一第二小面角之一第一小面角。
小面612將光流606自一場景導引至光導601之本體615中。影像感測器129擷取內反射光。內反射光可為IR光、紫外光等等。基於光流606之一影像取決於與光導601之一第一表面之一適眼距距離607。適眼距距離607可為一第一適眼距距離608、一第二適眼距距離609、一第三適眼距距離610等等。舉例而言，第一適眼距距離608係約10 mm，第二適眼距距離609係約19 mm，且第三適眼距距離610係約28 mm。
在各適眼距距離607處，由影像感測器129以光流606之集合611擷取原始場景之一特定百分比。在圖6所繪示之組態中，歸因於相鄰光流606之間的間隙或空間616，各適眼距距離607處之百分比小於100%。間隙616表示自場景導引向光導601但未由小面612反射之光。舉例而言，在2.5 mm之一光導厚度605處，第二適眼距距離609處之涵蓋百分比係約65%。可基於鑑於與待擷取之場景相關之緊急情況調整系統600之一或多個態樣來實現基於圖6之系統600之其他擷取百分比。
圖7繪示使用圖5及圖6之小面化光導之實施方案所擷取之實例性灰階影像。影像701、702及703係針對對應於圖5之系統500之一實施例之變型1。影像704、705及706係針對對應於圖6之系統600之一實施例之變型2。如需變型1及2之一彙總，請參考圖13。
在圖7中，由圖5之系統500擷取一第一影像701、一第二影像702及一第三影像703。光導501具有2.0 mm之一光導厚度505、實質上平行小面角及1.4 mm之一小面節距。系統500在19 mm適眼距(ER)處產生約1.2 mm之一FOV間隙寬度。第一影像701繪示10 mm ER處之30%之一FOV涵蓋率。第二影像702繪示19 mm ER處之36%之一FOV涵蓋率。第三影像703繪示28 mm ER處之40%之一FOV涵蓋率。
由圖6之系統600擷取一第四影像704、一第五影像705及一第六影像706。光導601具有2.5 mm之一光導厚度605、實質上非平行小面角及1.4 mm之一小面節距。系統600在19 mm ER處產生約0.45 mm之一FOV間隙寬度。第四影像704繪示10 mm ER處之44%之一FOV涵蓋率。第五影像705繪示19 mm ER處之65%之一FOV涵蓋率。第六影像706繪示28 mm ER處之89%之一FOV涵蓋率。
圖8係繪示根據一些實施例之具有一均勻態樣之小面且其中小面位於依一非零角定向之一組合器區域中之一光導的一圖式。圖8繪示包含具有一非零角802之一光導801之一系統800。為了簡單繪示起見，省略諸如一或多個塗層及一補償器之元件，但可包含該等元件及光導601來形成一小面化光導總成。在圖8中，光導801具有沿一第一端803之一第一厚度805-1、沿一組合器區域之一大體上漸變厚度及沿一第二端804之一第二厚度805-2。作為一實例，第一厚度805-1小於約0.5 mm，而第二厚度805-2具有大於第一厚度805-1之一厚度，諸如1.0 mm、1.5 mm、2.0 mm、2.5 mm、3.0 mm、3.5 mm、4.0 mm、4.5 mm、5.0 mm、7.5 mm及10.0 mm。光導801包含複數個小面812。在圖8中，各小面812具有一或多個均勻態樣。例如，各小面812具有一相同小面角813。替代地，各小面812具有一均勻小面寬度。
小面812將光流806自一場景導引至光導801之本體814中。影像感測器129擷取內反射光。內反射光可為IR光、紫外光等等。基於光流806之一影像取決於與光導801之一第一表面之一適眼距距離807。適眼距距離807可為一第一適眼距距離808、一第二適眼距距離809、一第三適眼距距離810等等。舉例而言，第一適眼距距離808係約10 mm，第二適眼距距離809係約19 mm，且第三適眼距距離810係約28 mm。
在各適眼距距離807處，由影像感測器129以光流806之集合811擷取原始場景之一特定百分比。在圖8所繪示之組態中，歸因於相鄰光流806之間的間隙或空間815，各適眼距距離807處之百分比可等於或小於100%。例如，一第二組光束817包含比一第一組光束816之間的間隙寬之光束之間的間隙。間隙815表示自場景導引向光導801但未由小面812反射之光。穿過光導801之未擷取光被散射或否則由系統800損失。舉例而言，在3.5 mm之一第二光導厚度805-2處，第二適眼距距離809處之涵蓋百分比係約63%。可基於鑑於與待擷取之場景相關之緊急情況調整一或多個態樣來實現基於圖8之系統800之其他擷取百分比。
圖9係繪示根據一些實施例之具有依一非零角定向之一非均勻態樣之小面之一光導的一圖式。系統900包含具有位於一組合器區域中之小面912之一光導901，其中組合器區域依一非零角902定向。為了簡單繪示起見，省略諸如一或多個塗層及一補償器之元件，但可包含該等元件及光導901來形成一小面化光導總成。在圖9中，光導901具有沿一第一端903之一第一厚度905-1、沿一組合器區域之一大體上漸變厚度及沿一第二端904之一第二厚度905-2。作為一實例，第一厚度905-1小於1.0 mm或小於0.5 mm。作為另一實例，第二厚度905-2具有大於第一厚度905-2之一厚度，諸如1.0 mm、1.5 mm、2.0 mm、2.5 mm、3.0 mm、3.5 mm、4.0 mm、4.5 mm、5.0 mm、7.5 mm及10.0 mm。光導901包含複數個小面912。各小面912具有一或多個非均勻態樣。例如，各小面912具有一不同小面角或一非均勻小面寬度。在圖9中，一第一小面913具有大於一第二小面916之一第二小面角之一第一小面角。
小面912將光流906自一場景導引至光導901之本體914中。影像感測器129擷取內反射光。內反射光可為IR光、紫外光等等。基於光流906之一影像取決於與光導901之一第一表面之一適眼距距離907。適眼距距離907可為一第一適眼距距離908、一第二適眼距距離909、一第三適眼距距離910等等。舉例而言，第一適眼距距離908係約10 mm，第二適眼距距離909係約19 mm，且第三適眼距距離910係約28 mm。
在各適眼距距離907處，由影像感測器129以光流906之集合911擷取原始場景之一特定百分比。在圖9所繪示之組態中，歸因於相鄰光流906之間的間隙或空間915，各適眼距距離907處之百分比小於100%。間隙915表示自場景導引向光導901但未由小面912反射之光。舉例而言，在3.5 mm之一第二光導厚度905-2處，第二適眼距距離909處之涵蓋百分比係約85%。可基於鑑於與待擷取之場景相關之緊急情況調整系統900之一或多個態樣來實現基於圖9之系統900之其他擷取百分比。
圖10繪示使用圖8及圖9之小面化光導總成800、900之實施方案所擷取之實例性灰階影像。影像1001、1002及1003係針對對應於圖8之小面化光導總成800之變型3。影像1004、1005及1006係針對對應於圖9之小面化光導總成900之變型5。如需變型3及5之一彙總，請參考圖13。
在圖10中，由圖8之小面化光導總成800擷取一第一影像1001、一第二影像1002及一第三影像1003。小面化光導總成800具有3.5 mm之一第二光導厚度805-2、實質上平行小面角及1.3 mm之一小面節距。小面化光導總成800在19 mm適眼距(ER)處產生約0.8 mm之一FOV間隙寬度。第一影像1001繪示10 mm ER處之57%之一FOV涵蓋率。第二影像1002繪示19 mm ER處之63%之一FOV涵蓋率。第三影像1003繪示28 mm ER處之71%之一FOV涵蓋率。
由圖9中所繪示之小面化光導總成900擷取一第四影像1004、一第五影像1005及一第六影像1006。小面化光導總成900具有3.5 mm之一第二光導厚度905-2、實質上非平行小面角及1.3 mm之一小面節距。小面化光導總成900在19 mm ER處產生約0.32 mm之一FOV間隙寬度。第四影像1004繪示10 mm ER處之68%之一FOV涵蓋率。第五影像1005繪示19 mm ER處之85%之一FOV涵蓋率。第六影像1006繪示28 mm ER處之96%之一FOV涵蓋率。
圖11係繪示根據一些實施例之在一個元件中包含兩個光導之一光導總成的一圖式。在圖11中，元件具有一均勻態樣之小面，且其中小面位於依一非零角定向之組合器區域中。為了簡單繪示起見，自圖11省略諸如一或多個塗層及一補償器之元件，但可包含該等元件及光導1101。
在圖11中，光導1101具有沿接近一第一影像感測器1108-1之一第一端1103之一第一厚度1105-1。光導1101亦具有沿接近一第二影像感測器1108-2之一第二端1104之一第二厚度1105-2。光導1101沿光導1101之內部本體區域1114-1、1114-2將光向左及向右導引至各自影像感測器1108-1、1108-2。
光導1101包含具有兩組小面1112之一中心區段。小面1112沿光導1101之頂面之兩個非零角組合器區域1102-1、1102-2鋪展。第一組合器區域1102-1及第二組合器區域1102-2依一相同角1102朝向中心點1102-3傾斜以藉此允許小面1112將反射光1106導引向各自影像感測器1108-1、1108-2。第一組合器區域1102-1係針對一第一眼睛，而第二組合器區域1102-2係針對一第二眼睛。在圖11中，各小面1112具有諸如一相同小面角1113之至少一均勻屬性。
眼睛之一前表面(圖中未繪示)將接觸垂直於圖11鋪展於一適眼距(ER)距離1107 (諸如一第一ER距離1108、一第二ER距離1109、一第三ER距離1110等等)處之一平面。作為實例，第一ER距離1108可為10 mm，第二ER距離1109可為19 mm，且第三ER距離1110可為28 mm。根據一實施例，在第二ER距離1109處，由影像感測器1108-1、1108-2擷取之原始場景之各百分比係100%。
根據至少一實施例，小面1112之各者之一橫向位置經選擇以最大化遠離光導1112之底面之一ER距離1107處之各眼睛之場景之一FOV涵蓋率。小面1112形成於光導1101之一中心部分處之一小面範圍1115內。第一組合器區域1102-1包含反射來自一第一FOV 1111-1之光之小面。第二組合器區域1102-2包含反射來自一第二FOV 1111-2之光之小面。根據至少一實施例，調諧小面1112之特徵可導致一重疊視域或重疊FOV 1111-3，其中由第一影像感測器1108-1及第二影像感測器1108-2兩者擷取標的。來自此重疊FOV 1111-3之資訊可用於提高識別用於眼動追蹤之一眼睛之一態樣或一特徵之準確度。
根據至少一實施例，中心點處之光導1101之一厚度小於約1.0且可小於0.5 mm。第一厚度1105-1可具有相同於或不同於第二厚度1105-2之一值。作為一實例，光導厚度1105-1、1105-2具有2.5 mm之一值。在其他實例中，光導厚度1105-1、1105-2具有以下值：1.0 mm、1.5 mm、2.0 mm、2.5 mm、3.0 mm、3.5 mm、4.0 mm、4.5 mm、5.0 mm、7.5 mm及10.0 mm。基於光導厚度1105-1、1105-2及小面1112之一或多個態樣，可針對一特定需要或用途來更改及調諧一FOV涵蓋率。
圖12繪示使用圖11之小面化光導總成之實施方案所擷取之實例性灰階影像。在圖12中，光導厚度1105-1、1105-2係2.5 mm。三個影像1201、1202及1203在以下三個適眼距(ER)距離之各者處由諸如第一影像感測器1108-1之一第一影像感測器(圖12中之「影像感測器1」)擷取：10 mm ER、19 mm ER及28 mm ER。三個影像1204、1204及1204在以下三個適眼距(ER)距離之各者處由諸如第二影像感測器1108-2之一第二影像感測器(圖12中之「影像感測器2」)擷取：10 mm ER、19 mm ER及28 mm ER。
圖13繪示用於眼動追蹤之本文所描述之系統之系統態樣之實例性值及視域(FOV)涵蓋率之各自值之一表。在圖13中，根據一眼動追蹤系統之一第一組態或變型1301，一光導厚度係2.0 mm，小面彼此平行，一小面節距係1.4 mm，且FOV間隙寬度在一19 mm適眼距(ER)距離處係約1.2 mm。就第一變型1301而言，一FOV涵蓋率在一10 mm ER處係30%，在19 mm ER處係36%，且在28 mm ER處係40%。
根據一眼動追蹤系統之一第二變型1302，一光導厚度係2.5 mm，小面彼此不平行，一小面節距係1.4 mm，且FOV間隙寬度在一19 mmER距離處係約0.45 mm。就第二變型1302而言，一FOV涵蓋率在一10 mm ER處係44%，在19 mm ER處係65%，且在28 mm ER處係89%。
根據一眼動追蹤系統之一第三變型1303，一光導厚度係3.5 mm，小面彼此平行，一小面節距係1.3 mm，且FOV間隙寬度在一19 mm ER距離處係約0.8 mm。就第三變型1303而言，一FOV涵蓋率在一10 mm ER處係57%，在19 mm ER處係63%，且在28 mm ER處係71%。
根據一眼動追蹤系統之一第四變型1304，一光導厚度係2.5 mm，小面彼此平行，一小面節距係1.4 mm，且FOV間隙寬度在一19 mm ER距離處係約1.0 mm。就第四變型1304而言，一FOV涵蓋率在一10 mm ER處係42%，在19 mm ER處係47%，且在28 mm ER處係54%。
在圖13中，根據一眼動追蹤系統之一第五變型1305，一光導厚度係3.5 mm，小面彼此不平行，一小面節距係1.3 mm，且FOV間隙寬度在一19 mmER距離處係約0.32 mm。就第五變型1305而言，一FOV涵蓋率在一10 mm ER處係68%，在19 mm ER處係85%，且在28 mm ER處係96%。
根據一眼動追蹤系統之一第六變型1306，一光導厚度係2.5 mm，小面彼此不平行，一小面節距係1.0 mm，且FOV間隙寬度在一19 mm ER距離處係約0.0 mm。就第六變型1306而言，一FOV涵蓋率在一10 mm ER處係86%，在19 mm ER處係100%，且在28 mm ER處係100%。
圖14係根據一些實施例之用於使用一小面化光導總成之眼動追蹤之一實例性方法1400。在圖14中，操作1401包含：使用定向於一光導之一表面處之一影像感測器來自或基於形成於光導之一表面中之一組小面之小面擷取一影像，各小面表面定位成鄰近塗覆有一IR光反射材料之一補償器之一部分。操作1402包含：識別影像內之一使用者眼睛之一特徵。操作1403包含：判定使用者眼睛相對於安裝於光導外且經定位朝向使用者眼睛的一顯示器面板之姿態，姿態基於使用者眼睛之識別特徵來判定。操作1404包含：基於使用者眼睛之姿態來將顯示內容提供於(諸如)顯示器面板上之一第一位置處。除描述為方法1400之部分之操作之外，亦可執行一或多個其他操作。例如，方法可包含：在相同於擷取第一影像之一時段期間，使用定向於一第二光導之一第一表面處之一第二影像感測器來擷取一第二影像。第二影像自一第二使用者眼睛擷取資訊。
圖15繪示根據一些實施例之包含用於眼動追蹤之一小面化光導總成之一系統1500。在所描繪之實例中，系統1500包含一顯示器子系統1502、一再現組件1504及一或多個眼動追蹤組件，諸如用於追蹤一使用者左眼之一第一眼動追蹤組件1506及用於追蹤一使用者右眼之一第二眼動追蹤組件1508之一或兩者。顯示器子系統1502包含安裝於一裝置1514 (例如護目鏡、眼鏡、頭戴耳機、頭戴式顯示器(HMD))中之一顯示器面板1510，裝置1514將顯示器1510放置於使用者左眼及使用者右眼前面。
顯示器子系統1502包含跨一左視域1507之一第一或左小面化光導總成1503及跨一右視域1509之一第二或右小面化光導總成1505。左小面化光導總成1503之左小面將自左眼反射之光導引至內部朝向一第一影像感測器1508-1之一光導(未標記元件符號)中。右小面化光導總成1505之右小面將自右眼反射之光導引至內部朝向一第二影像感測器1508-2之光導中。
亦如圖15中所展示，再現組件104包含一組之一或多個處理器(諸如所繪示之中央處理單元(CPU) 1536及圖形處理單元(GPU) 1538、1540)及一或多個儲存組件(諸如系統記憶體1542)，儲存組件用於儲存由處理器1536、1538、1540存取及執行以操縱處理器1536、1538、1540之一或多者執行本文所描述之各種任務之軟體程式或其他可執行指令。此等軟體程式包含(例如)：一再現程式1544，其包括用於將內容提供至顯示器1510之可執行指令；及一眼動追蹤程式1546，其包括用於一眼動追蹤程序之可執行指令。
在操作中，再現組件1504自一本端或遠端內容源1560接收再現資訊或顯示內容1548，其中再現資訊1548表示圖形資料、視訊資料或表示一物件或場景(其係待再現及顯示於顯示器子系統1502處之成像之主體)之其他資料。執行再現程式1544，CPU 1536使用再現資訊1548來將繪圖指令發送至GPU 1538、1540。作為此再現程序之部分，CPU 1536可自一慣性管理單元(IMU) 1554接收姿態資訊1550，其中姿態資訊1550表示顯示器子系統1502之一姿態且控制一或多個光場圖框之再現以自顯示器面板1510上之姿態反映一物件或場景之一視點。
再現組件1504可進一步使用來自眼動追蹤組件1506、1508之一或兩者之眼睛姿態資訊來控制顯示於顯示器面板1510上之內容或否則與顯示於顯示器面板1510上之內容互動。為此，眼動追蹤組件1506、1508可各包含一或多個紅外(IR)光源1512 (例如IR照明器、IR燈、IR LED)以使用IR光照射眼睛。眼睛資訊1556自一對應眼睛收集以自擷取自影像感測器1508-1、1508-2之一或多個擷取眼睛影像(諸如一複合眼睛影像)判定對應眼睛之一當前位置、當前定向或當前位置及當前定向兩者(本文中特指或統稱為「姿態」)。可採用各種眼動追蹤裝置及技術之任何者作為眼動追蹤組件1546、1548來追蹤使用者之一或兩個眼睛。
在至少一實施例中，近眼顯示器系統1500可將一眼睛姿態判定為一過去眼睛姿態、一當前眼睛姿態或一預測(未來)眼睛姿態或其等之一組合。特定言之，預測一未來眼睛姿態可提供改良效能或回應時間，且可實施各種眼動預測演算法之任何者來預測一未來眼睛姿態。再者，在一些例項中，眼動追蹤組件可在預測用於眼睛姿態計算之使用者眼睛之一未來凝視時使用場景資訊(例如待再現之成像內之部之位置或顯著啟發式演算法)作為輸入。因而，本文所描述之術語「眼睛姿態」可係指一先前、當前或預測眼睛姿態或其等之一些組合。
在一些實施例中，上述技術之特定態樣可由執行軟體之一處理系統之一或多個處理器實施。軟體包括儲存或否則有形地體現於一非暫時性電腦可讀儲存媒體上之一或多組可執行指令。軟體可包含在由一或多個處理器執行時操縱一或多個處理器執行上述技術之一或多個態樣之指令及特定資料。非暫時性電腦可讀儲存媒體可包含(例如)磁碟或光碟儲存器件、固態儲存器件(諸如快閃記憶體)、快取記憶體、隨機存取記憶體(RAM)或一或若干其他非揮發性記憶體器件及其類似者。儲存於非暫時性電腦可讀儲存媒體上之可執行指令可呈原始碼、組合語言碼、目標碼或由一或多個處理器解譯或否則執行之其他指令格式。
一電腦可讀儲存媒體可包含任何儲存媒體或儲存媒體之組合，其可在使用期間由一電腦系統存取以將指令及/或資料提供至電腦系統。此等儲存媒體可包含(但不限於)光學媒體(例如光碟(CD)、數位多功能光碟(DVD)、藍光光碟)、磁性媒體(例如軟磁碟、磁帶或磁性硬碟)、揮發性記憶體體(例如隨機存取記憶體(RAM)或快取記憶體)、非揮發性記憶體(例如唯讀記憶體(ROM)或快閃記憶體)或基於微機電系統(MEMS)之儲存媒體。電腦可讀儲存媒體可嵌入運算系統中(例如系統RAM或ROM)，固定地附接至運算系統(例如一磁性硬碟)，可抽換地附接至運算系統(例如一光碟或基於通用串列匯流排(USB)之快閃記憶體)，或經由一有線或無線網路耦合至運算系統(例如網路可存取儲存器(NAS))。
應注意，未必需要以上一般描述中所描述之所有作業或元件，而是可不需要一特定作業或器件之一部分，且除所描述之作業或元件之外，亦可執行一或多個進一步作業或包含一或多個進一步元件。此外，列舉作業之順序未必為其執行順序。另外，已參考特定實施例描述概念。然而，一般技術者應瞭解，可在不背離以下申請專利範圍中所闡述之本發明之範疇之情況下進行各種修改及改變。因此，本說明書及圖式應被視為意在繪示而非限制，且所有此等修改意欲包含於本發明之範疇內。
本發明之各種實施例繪示減小一適眼距距離之一眼動追蹤系統之實施方案。系統包含至少一光導，其具有內反射光之小面且使用定位成鄰近光導之一側之一影像感測器來擷取光。具有與光導之一表面互補之一表面之一補償器可放置成鄰近光導。一小面化光導總成包含一光導、一IR反射器及一補償器。
上文已相對於特定實施例描述益處、其他優點及問題之解決方案。然而，益處、優點、問題之解決方案及可引起任何益處、優點或解決方案發生或變得更顯著之(若干)任何特徵不應被解釋為任何或所有請求項之一關鍵、必需或基本特徵。再者，上文所揭示之特定實施例僅供繪示，因為所揭示之標的可依受益於本文教示之熟習技術者明白之不同但等效方式修改及實踐。除以下申請專利範圍中所描述之內容之外，不意欲對本文所展示之構造或設計之細節做任何限制。因此，顯而易見，可更改或修改上文所揭示之特定實施例且所有此等變動被視為在本發明之範疇內。因此，本文所尋求之保護係如以下申請專利範圍中所闡述。
100‧‧‧眼動追蹤系統/第一系統
101‧‧‧眼睛
102‧‧‧顯示器面板
103‧‧‧可見光
104‧‧‧熱反射鏡
107‧‧‧紅外(IR)光
108‧‧‧影像感測器
109‧‧‧透鏡
110‧‧‧光源
111‧‧‧光
112‧‧‧觀看距離
113‧‧‧補償器
114‧‧‧小面
115‧‧‧組合器區域
116‧‧‧第二區域
117‧‧‧第一面向眼睛表面/第一側
118‧‧‧第二表面/第二側
119‧‧‧第三側
120‧‧‧眼動追蹤系統/第二系統
121‧‧‧光軸
122‧‧‧小面化光導
123‧‧‧減小觀看距離
124‧‧‧厚度
125‧‧‧光源
126‧‧‧光
127‧‧‧光
128‧‧‧顯示器面板
129‧‧‧影像感測器
201‧‧‧顯示內容
202‧‧‧視域
203‧‧‧第一區域
204‧‧‧第二區域
205‧‧‧小面化光導總成
206‧‧‧適眼距(ER)距離
207‧‧‧螢幕距離
300‧‧‧小面化光導總成
301‧‧‧小面化光導
302‧‧‧補償器
303‧‧‧第一材料
304‧‧‧第二材料
306‧‧‧第一表面
307‧‧‧第二表面
308‧‧‧第三表面
309‧‧‧第一較薄上區域
310‧‧‧中間區域
311‧‧‧第三下區域
312‧‧‧角度
313‧‧‧小面
314‧‧‧第一小面角
315‧‧‧第二小面角
316‧‧‧小面節距
317‧‧‧入射光
318‧‧‧本體
319‧‧‧方向
320‧‧‧第一側
321‧‧‧表面
400‧‧‧系統
401‧‧‧小面
402‧‧‧光
403‧‧‧場景
404‧‧‧帶
405‧‧‧黑帶
406‧‧‧使用者眼睛
407‧‧‧光導
408‧‧‧補償器
409‧‧‧第一反射材料
410‧‧‧第二反射材料
411‧‧‧內反射光
412‧‧‧影像感測器
413‧‧‧適眼距距離
414‧‧‧第一ER距離
415‧‧‧第二ER距離
416‧‧‧第三ER距離
417‧‧‧擷取資料帶
418‧‧‧複合影像
419‧‧‧眼瞳
420‧‧‧眼瞼
500‧‧‧系統
501‧‧‧光導
502‧‧‧零度角
503‧‧‧第一端
504‧‧‧第二端
505‧‧‧光導厚度
506‧‧‧光流
507‧‧‧ER距離
508‧‧‧第一ER距離
509‧‧‧第二ER距離
510‧‧‧第三ER距離
511‧‧‧集合
512‧‧‧小面
513‧‧‧小面角
514‧‧‧本體
515‧‧‧間隙/空間
600‧‧‧系統
601‧‧‧光導
602‧‧‧零度角
603‧‧‧第一端
604‧‧‧第二端
605‧‧‧光導厚度
606‧‧‧光流
607‧‧‧ER距離
608‧‧‧第一ER距離
609‧‧‧第二ER距離
610‧‧‧第三ER距離
611‧‧‧集合
612‧‧‧小面
613‧‧‧第一小面
614‧‧‧第二小面
615‧‧‧本體
616‧‧‧間隙/空間
701‧‧‧第一影像
702‧‧‧第二影像
703‧‧‧第三影像
704‧‧‧第四影像
705‧‧‧第五影像
706‧‧‧第六影像
800‧‧‧系統/小面化光導總成
801‧‧‧光導
802‧‧‧非零角
803‧‧‧第一端
804‧‧‧第二端
805-1‧‧‧第一厚度
805-2‧‧‧第二厚度
806‧‧‧光流
807‧‧‧ER距離
808‧‧‧第一ER距離
809‧‧‧第二ER距離
810‧‧‧第三ER距離
811‧‧‧集合
812‧‧‧小面
813‧‧‧小面角
814‧‧‧本體
815‧‧‧間隙/空間
816‧‧‧第一組光束
817‧‧‧第二組光束
900‧‧‧系統/小面化光導總成
901‧‧‧光導
902‧‧‧非零角
903‧‧‧第一端
904‧‧‧第二端
905-1‧‧‧第一厚度
905-2‧‧‧第二厚度
906‧‧‧光流
907‧‧‧ER距離
908‧‧‧第一ER距離
909‧‧‧第二ER距離
910‧‧‧第三ER距離
911‧‧‧集合
912‧‧‧小面
913‧‧‧第一小面
914‧‧‧本體
915‧‧‧間隙/空間
916‧‧‧第二小面
1001‧‧‧第一影像
1002‧‧‧第二影像
1003‧‧‧第三影像
1004‧‧‧第四影像
1005‧‧‧第五影像
1006‧‧‧第六影像
1101‧‧‧光導
1102-1‧‧‧第一組合器區域
1102-2‧‧‧第二組合器區域
1102-3‧‧‧中心點
1103‧‧‧第一端
1104‧‧‧第二端
1105-1‧‧‧第一厚度
1105-2‧‧‧第二厚度
1106‧‧‧反射光
1107‧‧‧ER距離
1108‧‧‧第一ER距離
1108-1‧‧‧第一影像感測器
1108-2‧‧‧第二影像感測器
1109‧‧‧第二ER距離
1110‧‧‧第三ER距離
1111-1‧‧‧第一視域(FOV)
1111-2‧‧‧第二FOV
1111-3‧‧‧重疊FOV
1112‧‧‧小面
1113‧‧‧小面角
1114-1‧‧‧內部本體區域
1114-2‧‧‧內部本體區域
1115‧‧‧小面範圍
1201‧‧‧影像
1202‧‧‧影像
1203‧‧‧影像
1204‧‧‧影像
1205‧‧‧影像
1206‧‧‧影像
1301‧‧‧第一變型
1302‧‧‧第二變型
1303‧‧‧第三變型
1304‧‧‧第四變型
1305‧‧‧第五變型
1306‧‧‧第六變型
1400‧‧‧方法
1401‧‧‧操作
1402‧‧‧操作
1403‧‧‧操作
1404‧‧‧操作
1500‧‧‧系統
1502‧‧‧顯示器子系統
1503‧‧‧第一小面化光導總成/左小面化光導總成
1504‧‧‧再現組件
1505‧‧‧第二小面化光導總成/右小面化光導總成
1506‧‧‧第一眼動追蹤組件
1507‧‧‧左FOV
1508‧‧‧第二眼動追蹤組件
1508-1‧‧‧第一影像感測器
1508-2‧‧‧第二影像感測器
1509‧‧‧右FOV
1510‧‧‧顯示器面板/顯示器
1512‧‧‧IR光源
1514‧‧‧裝置
1536‧‧‧中央處理單元(CPU)
1538‧‧‧圖形處理單元(GPU)
1540‧‧‧GPU
1542‧‧‧系統記憶體
1544‧‧‧再現程式
1546‧‧‧眼動追蹤程式
1548‧‧‧再現資訊/顯示內容
1550‧‧‧姿態資訊
1554‧‧‧慣性管理單元(IMU)
1556‧‧‧眼睛資訊
1560‧‧‧本端內容源/遠端內容源
熟習技術者可藉由參考附圖來較佳理解本發明及明白本發明之諸多特徵及優點。不同圖式中所使用之相同元件符號指示類似或相同項目。
圖1係繪示根據一些實施例之採用一小面化光導總成之一眼動追蹤系統之一橫截面圖的一圖式。
圖2係繪示根據一些實施例之採用圖1中所繪示之一小面化光導總成之眼動追蹤系統之一透視圖的一圖式。
圖3係繪示根據一些實施例之一小面化光導總成之一分解橫截面圖的一圖式。
圖4係繪示根據一些實施例之自來自一光導之複數個小面之反射產生一使用者眼睛之一影像的一圖式。
圖5係繪示根據一些實施例之具有一均勻態樣之小面之一光導的一圖式。
圖6係繪示根據一些實施例之具有一非均勻態樣之小面之一光導的一圖式。
圖7繪示使用圖5及圖6之小面化光導之實施方案所擷取之實例性灰階影像。
圖8係繪示根據一些實施例之具有一均勻態樣之小面且其中小面位於依一非零角定向之一組合器區域中之一光導的一圖式。
圖9係繪示根據一些實施例之具有依一非零角定向之一非均勻態樣之小面之一光導的一圖式。
圖10繪示使用圖8及圖9之小面化光導總成之實施方案所擷取之實例性灰階影像。
圖11係繪示根據一些實施例之在一個元件中包含兩個光導之一光導總成的一圖式。
圖12繪示使用圖11之小面化光導總成之實施方案所擷取之實例性灰階影像。
圖13繪示用於實施本文所描述之光導之系統態樣之實例性值及視域(FOV)涵蓋率之各自值之一表。
圖14係根據一些實施例之用於使用一小面化光導總成之眼動追蹤之一實例性方法。
圖15繪示根據一些實施例之用於眼動追蹤之一小面化光導總成。
Claims (27)
- 一種眼動追蹤光學器件，其包括： 一光導，其具有 一本體， 一第一面向眼睛表面， 一第二表面，其與該第一表面對置， 該光導之一第三表面，其介於該第一表面與該第二表面之間，及 複數個小面，其等形成於該第二表面中之一組合器區域上，各小面具有依相對於該第一表面之一小面角定向之一小面表面，該等小面之各者將入射於一使用者眼睛上之光之一部分反射至該光導之該本體中以朝向該光導之該第三表面；及 一第一紅外(IR)光反射器，其定位成鄰近該複數個小面之該等小面表面。
- 如請求項1之眼動追蹤光學器件，其進一步包括： 一第二IR光反射器，其在該光導之該第二表面鄰近處定位於該組合器區域之該複數個小面與該第三表面之間，該第二IR光反射器用於將IR光反射至該光導之該本體中。
- 如請求項1之眼動追蹤光學器件，其中該第一IR光反射器係在該複數個小面之至少一者上施加於該光導之該第二表面之一塗層。
- 一種眼動追蹤系統，其包括： 一光導，其經組態以安置於一使用者眼睛與一顯示器之間，該光導包括一透明本體，該透明本體具有： 一第一表面、與該第一表面對置之一第二表面及該第一表面與該第二表面之間的一第三表面； 該第一表面由一實質上平坦表面構成；且 該第二表面包括具有複數個小面之一組合器區域，該複數個小面沿具有相對於該第一表面之一非零角之一平面配置且經組態以使入射於該第一表面之一對應區域上之光內反射穿過該本體而朝向該第三表面。
- 如請求項4之眼動追蹤系統，其進一步包括： 至少一光源，其用於照射該使用者眼睛；及 一成像感測器，其面向該第三表面且經組態以擷取表示來自該至少一光源之光之該眼睛之成像，該光自該使用者眼睛反射且入射於該光導之該第一表面上。
- 如請求項5之眼動追蹤系統，其進一步包括： 一第一光反射塗層，其位於該光導之該第二表面之該組合器區域上，該第一塗層用於使光自該使用者眼睛沿朝向該光導之一端部小面之該光導之該本體反射朝向該成像感測器，且該第一塗層允許可見光穿過該第一塗層。
- 如請求項4之眼動追蹤系統，其進一步包括： 一透明補償器，其定位成接近該光導之該第二表面，該補償器包括塑形成與該光導之該第二表面互補之一第一表面。
- 如請求項4之眼動追蹤系統，其進一步包括： 一紅外(IR)光源，其經定位以將IR光導引至該使用者眼睛上，該IR光由該第二表面之該複數個小面反射至該光導之該本體中。
- 如請求項4之眼動追蹤系統，其中該組合器區域具有針對該使用者眼睛之零屈光度。
- 如請求項4之眼動追蹤系統，其中複數個該等小面之小面節距係一相同節距。
- 如請求項4之眼動追蹤系統，其中該複數個小面之一第一小面之一第一小面節距不同於該複數個小面之其他小面之小面節距。
- 如請求項4之眼動追蹤系統，其進一步包括： 一第二反射塗層，其位於該光導之該第二表面上之該組合器區域外之一第二區域上，該第二反射塗層反射IR光。
- 如請求項4之眼動追蹤系統，其中該光導經組態以使入射於該第一表面之至少一部分上之光經由全內反射而朝向該第三表面重定向。
- 一種系統，其包括： 一光導，其具有一本體、朝向一使用者定向之一第一表面、遠離該使用者定向之一第二表面、該光導之一第三表面處之一收集小面及形成於該第二表面中之一組合器區域上之複數個小面，各小面具有一小面表面及一小面節距角，該等小面之各者使入射於一使用者眼睛上之紅外(IR)光之一部分反射至該光導之該本體中而朝向該光導之該第三表面； 一第一光反射材料，其放置成接近該光導之該第二表面之該組合器區域，該第一光反射材料用於使紅外(IR)光自該使用者眼睛沿朝向該收集小面之該光導之該本體反射朝向該第三表面，且該第一光反射材料允許可見光之至少一部分穿過該第一光反射材料； 一影像感測器，其經定位朝向該光導之該收集小面； 一處理器，其耦合至該影像感測器；及 一儲存組件，其耦合至該處理器，用於儲存可執行指令，該等可執行指令包含： 用於操縱該處理器經由該光導之該收集小面擷取該使用者眼睛之一影像之指令；及 用於操縱該處理器將該使用者眼睛之一元件定位於該影像中之指令。
- 如請求項14之系統，其進一步包括定位成接近該光導之該第二表面之一透明補償器，該補償器包括朝向該光導之該第二表面定向之一第一表面及遠離該使用者定向之一第二表面。
- 如請求項14之系統，其進一步包括一紅外(IR)光源，該IR光源經定位朝向該使用者眼睛。
- 如請求項14之系統，其進一步包括： 一顯示器面板，其定位成超出該光導之該第二表面，該顯示器面板經定位朝向該使用者眼睛，該顯示器面板經組態以將電子影像提供至該使用者眼睛。
- 如請求項14之系統，其中該光導跨該使用者眼睛之一視域(FOV)定位，且其中該影像感測器放置於該使用者眼睛之該FOV外之一位置處。
- 如請求項18之系統，其中該複數個小面之至少兩者定位於該使用者眼睛之該FOV內。
- 如請求項14之系統，其中該複數個小面之一第一小面之一第一小面節距角係相同於該複數個小面之一第二小面之一第二節距角的一節距角。
- 如請求項14之系統，其中該複數個小面之一第一小面之一第一小面表面在整個該第一小面上係平坦的。
- 如請求項14之系統，其中該複數個小面之一第一小面之一第一小面表面自該使用者眼睛之該FOV之一第一側延伸至該使用者眼睛之該FOV之一第二對置側。
- 一種一近眼顯示器系統中之方法，其包括： 提供安置於一第一使用者眼睛與該近眼顯示器系統之一顯示器之間的一光導，該光導包括一本體、朝向該第一使用者眼睛安置之一第一表面、具有第一複數個小面之一第二表面，各小面依一各自節距角定向以藉此將光內反射至該光導之該本體中而朝向安置於該第一表面與該第二表面之間的一第三表面； 經由面向該光導之該第三表面之一成像感測器來自反射自該第一眼睛且入射於該光導之該第一表面上之光擷取該第一眼睛之一影像；及 至少部分基於該第一眼睛之該擷取影像來判定該第一使用者眼睛之一姿態。
- 如請求項23之方法，其中該影像衍生自由安裝成接近該使用者眼睛之一紅外(IR)光源提供之IR光。
- 如請求項23之方法，其進一步包括： 基於該使用者眼睛之該姿態來再現用於顯示於一顯示器面板處之成像。
- 如請求項23之方法，其進一步包括： 使用定向於一第二光導之一第四表面處之一第二影像感測器來自該光導之該第二表面之第二複數個小面擷取一第二影像，該第二複數個小面之各小面成一各自節距角以藉此使光內反射至該光導之該本體中而朝向安置於該第一表面與該第二表面之間的該第四表面；及 在判定該第一使用者眼睛之該姿態之前，基於該第二影像來修改該第一使用者眼睛之該影像。
- 如請求項23之方法，其進一步包括： 使用定向於一第二光導之一第四表面處之一第二影像感測器來自光擷取一第二使用者眼睛之一第二影像，該光自該第二眼睛反射且經由該光導之該第二表面之第二複數個小面來入射於該光導之該第一表面上，該第二複數個小面之各小面成一各自節距角以藉此使光內反射至該光導之該本體中而朝向安置於該第一表面與該第二表面之間的該第四表面；及 至少部分基於該第二眼睛之該擷取影像來判定該第二使用者眼睛之一姿態。
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