[发明专利]头戴式人眼追踪系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术，有关于一种人眼追踪系统，特别是有关于一种头戴式人眼追踪系统，属于通信技术领域。

背景技术

目前人眼追踪技术主要可区分为与人眼接触的接触式人眼追踪技术以及未与人眼接触的非接触式人眼追踪技术。接触式人眼追踪技术主要包括搜寻线圈法(Search Coil,SC)及眼电图法(Electro-OculoGraphy,EOG)，而非接触式人眼追踪技术主要可区分为免头戴式(Free-head)或头戴式(Head-mount)人眼追踪技术。

在接触式人眼追踪技术方面，以搜寻线圈法为例，使用者须配戴具有感应线圈的隐形眼镜(contact lenses)。当使用者转动眼球进而带动镜片时，感应线圈会因为磁通量变化产生感应电动势，此电动势大小即代表眼球偏转的角度。至于眼电图法，则是在人眼周围贴附多个电极，并利用这些电极检测眼球转动所产生的电压差来判断眼球偏转的角度。接触式人眼追踪技术的缺点是异物的接触容易带来人眼强烈的不舒适感，且其易受人眼及/或皮肤分泌物的影响，而造成信号干扰。

在免头戴式人眼追踪技术方面，国内外发展出屏幕搭配双图像获取装置的眼部追踪器(Eye trackers)。然而，现有的免头戴式人眼追踪技术仍须克服使用者头部移动造成误差的问题。此外，免头戴式人眼追踪技术尚有运算复杂及造价昂贵等问题。

相较之下，头戴式人眼追踪技术将图像获取装置与光源架设在使用者头上，利用图像获取装置获取的瞳孔图像推测注视位置，可排除使用者头部移动造成的误差。因此，头戴式人眼追踪系统能够被广泛地应用于生医、医疗、交通及娱乐的产业中。然而，现有的头戴式人眼追踪技术因仅从眼睛信息(瞳孔图像)去判别使用者的注视位置，因此容易出现误判的情况发生。此外，现有的头戴式人眼追踪技术普遍有视线受到头戴式人眼追踪系统所遮蔽，而造成使用上不便的问题。

发明内容

本发明提供一种头戴式人眼追踪系统，其可改善误判的情况以及视线受遮蔽等问题。

本发明的一种头戴式人眼追踪系统，其包括第一光源、第一瞳孔图像获取装置、第一环境图像获取装置、第二环境图像获取装置、固定装置以及图像辨别系统。第一光源发出第一光束以照亮使用者的第一眼。第一瞳孔图像获取装置配置在来自第一眼所反射的第一光束的传递路径上，以获取来自第一眼中的第一瞳孔图像。第一环境图像获取装置适于获取使用者前方的第一环境图像。第二环境图像获取装置适于获取使用者前方的第二环境图像。固定装置配置于使用者的头上，以将第一光源、第一瞳孔图像获取装置、第一环境图像获取装置以及第二环境图像获取装置固定于使用者的头上。图像辨别系统适于将第一环境图像以及第二环境图像其中至少一者与第一瞳孔图像进行映对，以辨别出使用者注视的位置。

在本发明的一实施例中，上述的第一光源选自于不可见光光源。

在本发明的一实施例中，上述的不可见光光源选自于红外线发光二极管(Infrared Light Emitting Diode,IR LED)、紫外线发光二极管(Ultraviolet Light Emitting Diode,UV LED)或激光。

在本发明的一实施例中，上述的第一瞳孔图像获取装置、第一环境图像获取装置以及第二环境图像获取装置分别选自于电荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)、互补式金氧半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)元件或红外线摄影机(IR camera)。

在本发明的一实施例中，上述的第一瞳孔图像获取装置、第一环境图像获取装置以及第二环境图像获取装置分别具有水平视角以及垂直视角，其中水平视角为40度以上且180度以下，且垂直视角为55度以上且180度以下。

在本发明的一实施例中，上述的固定装置为眼镜。眼镜包括镜架以及固定于镜架中的两个镜片。镜架包括两个镜框部、第一连接部、两个第二连接部以及两个耳挂部，其中第一连接部连接两个镜框部，各第二连接部连接相邻的耳挂部与镜框部，且这些镜片位于这些镜框部中。第一环境图像获取装置以及第二环境图像获取装置配置于第一连接部上，且第一瞳孔图像获取装置配置于邻近第一眼的耳挂部上，而第一光源配置于第一连接部、邻近第一眼的第二连接部以及邻近第一眼的耳挂部的其中一者上。