[发明专利]具有独立可操作照明器的多模式眼睛跟踪

说明书

一种多模态眼睛跟踪系统允许独立地控制一组照明器，同时提供对角膜反射和瞳孔中心的准确计算。一种照明模式包含在连续时间段期间在一对照明器之间来回交替，接着在预定时间间隔之后激活两个照明器。一种眼睛跟踪模式包含在连续时间段期间在一对照明器之间来回交替，但在先前的计算不符合给定照明器的要求的情况下，在连续时间段内选择单个照明器进行激活。一种照明模式包含基于所述显示器上的注视点的横向位置激活单个照明器。

技术领域

本发明大体上涉及眼睛跟踪系统和方法，并且更具体地，涉及结合此类眼睛跟踪系统使用红外照明器。

背景技术

眼睛跟踪系统，例如与台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、头戴式显示器和其它包含显示器的此类计算装置一起使用的那些系统，通常并有用于将红外光导向用户的眼睛的一个或多个照明器(例如，近红外LED)，以及用于以合适的帧速率捕获用户面部的反射图像以便进一步处理的相机组件。通过确定反射图像中用户瞳孔(即，瞳孔中心或PC)与角膜反射(CR)的相对位置，眼睛跟踪系统可以准确地预测用户在显示器上的注视点。

传统上，在包含两个IR LED的系统中，在每个时间段(可能与帧相关，也可能与帧无关)两个LED都会被激活或选通，但并不总是在所述时间段的整个持续时间内。虽然通常通过分析瞳孔周长的形状来确定每只眼睛的PC，但CR本身可能会部分地遮挡瞳孔周长，且从而降低PC计算精度。另一方面，从眼睛跟踪系统到用户面部的距离通常部分基于两个CR之间的距离来确定，从而迫使每个时间段需要两个LED的照明。

除以上之外，一些眼睛跟踪系统难以适应PC和CR计算中的错误类型，这些错误可能是由用户眼镜的眩光或其它外部因素引起的。此外，当用户的注视点停留在显示器的左侧或右侧时，一些眼睛跟踪很难确定两个CR。因此，需要系统和方法来克服现有技术的这些和其它限制。

发明内容

本发明的各种实施例尤其涉及用于以下各项的系统和方法：i)提供允许独立控制照明器的多模式眼睛跟踪系统，同时提供对角膜反射和瞳孔中心的精确计算；ii)提供眼睛跟踪照明模式，所述模式包含在连续时间段内在一对照明器之间来回交替，然后在预定时间间隔之后激活两个照明器以便计算用户距离测量；iii)提供眼睛跟踪照明模式，所述模式包含在连续时间段内在一对照明器之间来回交替，但在先前的计算不符合给定照明器的要求的情况下，在连续时间段内选择单个照明器进行激活；iv)提供眼睛跟踪照明模式，所述模式包含基于显示器上注视点的横向位置激活单个照明器；以及v)提供自适应多模态眼睛跟踪系统，其中响应于用户行为以及与PR和CR精度相关联的一个或多个度量选择照明模式。

附图说明

下面将结合附图描述本发明，其中相同的标号表示相同的元件，并且：

图1是根据各种实施例的计算装置和眼睛跟踪系统的概念概述；

图2A和2B分别是根据各种实施例的与眼睛跟踪系统交互的用户的正视图和侧视图；

图2C示出根据各种实施例确定瞳孔中心(PC)和角膜反射(CR)；

图3、4和5描绘对应于各种LED激活状态的眼睛图像；

图6是用于照明模式的概念框图和相关联的时序图，所述照明模式包含交替激活一对LED。

图7是用于照明模式的概念框图和相关联时序图，所述照明模式包含基于无法确定前一帧中的角膜反射的例外情况而交替激活一对LED；

图8是用于照明模式的概念框图和相关联的时序图，其中LED激活基于显示器上的注视点的相对位置；

图9A和9B示出根据一个实施例的时间段与实际帧之间的交互；并且

图10是示出根据一个实施例的照明模式的自适应选择的概念状态图。

具体实施方式