(映维网Nweon 2025年03月24日)AR/VR头显越来越多地使用眼动追踪系统来追踪用户眼睛的位置和/或运动。对于眼动追踪系统的组件而言,平衡系统标准可能非常重要,例如功耗、尺寸、重量、可靠性、易于制造和成本。
在一项发明中,V社就提出了一种用于头显的眼动追踪技术。
图5A至图10显示了眼动追踪系统的各种视图,在5A和5B中,透镜组件312r由与透镜组件机械耦合的光管组件310r支撑。光学管组件310r提供透镜组件312r和头显设备300的显示面板308r之间的光学对准。透镜组件312定位于光学管组件310r的前端314,光学管组件310r在使用头显设备300期间相对靠近用户的眼睛。
系统同时包括光学光导器318,用于将光从一个或多个光源传输到用户的眼睛,并用于眼动追踪目的。光学光导318机械耦合于光管组件310r。光学导光板318可包括一个或多个光输入特征320(例如光输入表面),其位于光管组件310r的前端314后方,朝向光管组件的后端316。
所述一个或多个光输入特征320被配置为接收来自一个或多个光源322的光(图6),所述光源322可以是红外LED或其他类型的光源。光学导光板318同时包括彼此间隔并定位于光学管组件310r的前端314附近的多个光输出特征或表面324。每个光输出特征配置为允许光学导光板318内的光326离开光学导光板朝向用户的眼睛328。
所述输出特征326专门设计为允许光有效地离开光学光导318,并以期望的方式分配光,具有特定的强度、方向或图案。输出特征324可以设计成具有特定的几何形状、纹理或涂层,以修改光从光学光导出口的方式,并进一步增强其分布、均匀性或整体形状。
所以,仅使用位于前端314后方的光源,光学光导318提供位于前端314外围周围的多个光输出源,并允许通过光学传感器进行检测,例如基于闪烁检测的眼动追踪。
光学导光板可以通过全内反射(TIR)传输光。多个光输出特征324中的每一个都可以包括与光学导光板318的剩余部分相同的材料,并且可以包括物理几何形状,例如一个或多个适当角度的表面,从而允许光学导光板内的光以精确的角度向用户的眼睛射出。
通常,光学导光板318可以由一种或多种具有高光学清晰度、低吸收和良好透光性能的透明材料制成,而示例材料包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃或其他合适的材料。
光学管组件310r可以包括光学窗口或开口330,光学窗口或开口330允许位于窗口附近并位于光学管组件外部的光学传感器336在头显设备300操作期间捕获从用户眼睛反射的光。
光学窗口330可包括罩332(图8)。在至少一个实施例中,罩332对红外光透明,对可见光是不透明。与光学导光板类似,可以通过双镜头注射成型工艺将罩332形成为光学管组件310r的一部分。
光学导光板318可包括一个或多个光输入特征320,其中每个光输入特征配置为接收来自一个或多个光源322的光。作为示例,光源322可包括耦合到光管组件310R的侧壁334的红外LED。
所述光管组件310r可包括前端部分315a和后端部分315b,所述前端部分和后端部分在制造过程中耦合在一起形成所述光管组件。在至少一个实现中,部分315a和315b整体形成。
光学传感器336位于光学管组件的外部,靠近光学窗口330。所述光学传感器336可以进行定位,使得在操作期间不妨碍用户对所述头显设备300的显示面板308r的视图。
头显设备300可以包括一个或多个处理器,处理器配置为接收从光学传感器336捕获的图像,并分析和确定闪烁的位置和方向,以确定用户的注视方向。
对于光学管组件,可包括将模具定位在双镜头注射成型设备内。然后,使用第一注射单元将第一材料注射到模具腔中,第一材料配置成形成光学管组件的一部分并具有适合于结构支撑的特性。
使用第二注射单元将第二材料注射到模腔中,第二材料配置成形成光学光导。允许第二种材料在模腔内固化,从而使第一种材料和输送材料融合,以形成作为单个集成组件的光学管组件。
图11是光管组件400的前端部分。光学管组件400包括侧壁402,侧壁402包括在用户佩戴头显设备时靠近用户眼睛的前端406和与前端相对的后端410。光管组件400同时包括光学光导404,光导404位于围绕前端406的周长延伸的嵌入式外围槽412内。
光学光导404可包括一个或多个输入特征408,其朝向后端410定位。光学光导404可以包括围绕光管组件的前端406的外围彼此间隔的多个输出特征。所述光管组件400和所述光学光导404可通过双针注射成型工艺形成。
图12是光管组件500的前端部分的另一实施例的透视图。光管组件500包括侧壁502,侧壁502包括在用户佩戴头显设备时靠近用户眼睛的前端506和与前端相对的后端510。所述光管组件500同时包括光学导光器504,其围绕所述光管组件的周长延伸至所述后端510附近。
光学导光器504可包括一个或多个输入特征511,其朝向后端510定位。所述光导器504包括多个支路508。光管组件500和光导光导504可以通过双针注射成型工艺形成。
图13是光管组件600的前端。图14是所述光管组件600的光学导光器602的内部视图。图15是所述光管组件600的拆卸视图。光管组件600包括主体601,其侧壁604包括在用户佩戴头显设备时靠近用户眼睛的前端606和相对于前端的后端608。光管组件600同时包括光学光导器602,光导器602固定或可拆卸地耦合到主体601的侧部610。
所述光学导光板602可包括一个或多个光输入特征611a和611b,所述光输入特征611a和611b分别位于远离所述主体601的前端606的相邻光源612a和612b处。光源612可以连接到柔性印刷电路板618或其他合适的电气连接。
光导602包括从光输入特征611a和611b延伸至光管组件主体601的前端606的拉长部分614a和614b。在操作中,来自光源612a的光616a在输入特征611a处耦合,并通过所述拉长部分614a向所述前端606行进,所述前端606将所述光指向所述用户的眼睛。
类似地,来自光源612b的光616b在输入特征611b处耦合,并通过拉长部分614b向前端606传播,其中所述光指向用户的眼睛。例如,光管组件600和光学光导602可通过双针注射成型工艺形成。
光学管组件600的主体601可以包括光学窗口或开口620(图15),其允许位于窗口附近和光学管组件外的光学传感器(未示出)捕获从用户眼睛反射的光。
光学窗口620可以包括盖子。在至少一个实施例中,盖子对红外光是透明的,对可见光是不透明的。例如与光学导光板602类似,所述盖可通过双镜头注射成型工艺形成为光学管组件600的一部分。在至少一些实施例中,摄像头可以耦合到与光源612相同的电路板618,其中摄像头定位为捕获通过窗口620从用户眼睛反射的光。
相关专利:Valve Patent | Optical eye tracking systems and methods
名为“Optical eye tracking systems and methods”的V社专利申请最初在2023年9月提交,并在日前由美国专利商标局公布。





