[发明专利]利用MEMS扫描和反射光的眼睛跟踪

说明书

提供了一种眼睛跟踪系统。该系统包括具有被配置为发射可见光以撞击用户的眼睛的可见光显示区域的至少部分透明可见光波导。光源被配置为至少发射沿着红外(IR)光路行进以撞击眼睛的IR光。被定位在IR光路中的微机电系统(MEMS)扫描镜被配置为沿着IR光路引导IR光。被定位在IR光路中在MEMS扫描镜下游的中继器包括被配置为沿着IR光路反射IR光的至少一个镜。至少一个传感器被配置为接收被眼睛反射之后的IR光。

背景技术

在诸如头戴式显示器(HMD)设备等可穿戴设备中，跟踪用户眼睛的位置可以允许HMD设备估计用户的注视方向。注视方向可用作控制图像在HMD上的显示的程序的输入。为了确定用户眼睛的位置和视线，可以将眼睛跟踪系统添加到HMD设备。但是，在开发用于HMD设备的眼睛跟踪系统时会遇到挑战，因为它们会增加重量，需要额外的处理能力，对用户的视场造成障碍，在用户的眼睛附近发射过多的光，并且导致用户的其他的光学并发症。

发明内容

提供了一种眼睛跟踪系统。该系统可以包括具有被配置为发射可见光以撞击(impinge upon)用户的眼睛的可见光显示区域的至少部分透明可见光波导。该系统可以包括被配置为至少发射沿着红外(IR)光路行进以撞击用户的眼睛的IR光的光源。IR光路的一部分可以横穿可见光波导的一部分。该系统可以包括被定位在IR光路中的微机电系统(MEMS)扫描镜；MEMS扫描镜可以被配置为沿着IR光路引导IR光。该系统可以包括被定位在IR光路中在MEMS扫描镜下游的中继器，并且可以包括被配置为反射由MEMS扫描镜沿着IR光路引导的IR光的至少一个镜。该系统可以包括被配置为接收被眼睛反射之后的IR光的至少一个传感器。

提供本发明内容以便以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于能够解决在本公开的任何部分中指出的任何或所有缺点的实现。

附图说明

图1示出了具有眼睛跟踪系统的头戴式显示器(HMD)设备的侧面透视图。

图2A是包括热镜的图1的眼睛跟踪系统的第一实现的简化图示的侧视图，其中IR光路横穿波导。

图2B是图2A所示的第一实现的备选实现的侧视图，其中IR光路不横穿波导。

图3是包括折叠镜的图1的眼睛跟踪系统的第二实现的侧视图。

图4是包括两个热镜的图1的眼睛跟踪系统的第三实现的侧视图。

图5是包括两个折叠镜的图1的眼睛跟踪系统的第四实现的侧视图。

图6是包括IR波导的图1的眼睛跟踪系统的第五实现的侧视图。

图7是包括HMD设备遮阳板和热镜的图1的眼睛跟踪系统的第六实现的侧视图。

图8是包括HMD设备遮阳板和折叠镜的图1的眼睛跟踪系统的第七实现的侧视图。

图9是被定位在显示区域16周围的传感器28的一种实现的正视图。

图10是利用图2A-2B的眼睛跟踪系统照射眼睛的方法的流程图。

图11是根据本说明书的实施例的示例计算系统。

具体实施方式

发明人已经认识到，传统的眼睛跟踪系统可能会为其被设计用于的设备增加多余的体积、重量和设计复杂性。来自眼睛跟踪系统光源的杂散光可能会出现问题。在诸如头戴式显示器(HMD)设备等显示设备中安装视线跟踪可能会影响设备的成本，特别是在涉及需要很多组件的光中继器的情况下。一个重要的目标是，符合人体工程学的可接受设计还可以优化用户的观看体验。响应于这些问题，已经开发了本文中描述的系统和方法以提供用于在利用眼睛跟踪的应用中使用的简化且有效的设计。