微软最新AR/VR专利提出『低功耗MEMS眼动追踪』解决方案

美国专利商标局曾于2019年2月底公布了一份名为“Mems Line Scanner And Silicon Photomultiplier Based Pixel Camera For Low Light Large Dynamic Range Eye Imaging（基于MEMS线扫描仪和硅光电倍增管的像素摄像头，适用于低光大动态范围眼睛成像）的专利。这份发明涉及用户眼睛成像，并且主要用于眼动追踪。

日前，美国专利商标局又公布了一份与上述发明相关的微软专利，同样与眼动追踪相关。

名为“Eye Tracking System For Use In A Visible Light Display Device（用于可见光显示设备的眼动追踪系统）”的专利主要描述了一种用于可见光显示组件的眼动追踪系统。

当前的眼动追踪技术通常十分昂贵，因为其需要诸如专用摄像头等额外的硬件（同时增加重量），而且所述摄像头过于靠近用户眼睛，从而会影响用户视场。另外，当前的技术需要消耗大量的电能。显然，头显系统非常有必要优化当前的眼动追踪系统。

出于上述种种考虑，微软构思了一种基于硅光电倍增管传感器和MEMS扫描仪的红外模块。

专利描述了一种采用硅光电倍增管传感器并基于低分辨率和低功耗MEMS的眼动追踪系统。微软指出，实施例能够采用显著更低分辨率的眼睛图像进行操作，并且可以实现“至少85％”的功率节省。

微软解释说，用于追踪用户眼睛的图像的分辨率不必与扫描内容的分辨率相同。所以，实施例生成二次采样的光波（如二次采样的红外光）并用来生成较低分辨率的用户眼睛图像。所述图像用于确定用户眼睛位置。因为实施例采用较低分辨率的眼睛图像进行操作，所以实施例能够显著减少功率消耗。

微软表示，这个眼动追踪组件可以集成至显示器，所以不会产生额外的视觉阻挡。

就工作原理而言，眼动追踪系统包括和/或使用一个或多个硅光电倍增管（SiPM）传感器和MEMS扫描仪的红外模块。红外模块发射光束。在使用眼动追踪系统时，至少一定量的光束引导至用户眼睛。然后，SiPM传感器捕获从用户眼睛的反射光线。

专利文件写道，所述光线反射是由于光束达到眼睛并因用户眼睛反射而发生。来自每个反射位置的反射信号由SiPM接收，并且可用于生成眼睛的灰度图像。因为SiPM相对于红外模块和用户眼睛定位，所以它们能够充分地捕获反射信号。一旦捕获到所述反射信号，则能确定用户的眼睛位置。

名为“Eye Tracking System For Use In A Visible Light Display Device（用于可见光显示设备的眼动追踪系统）”的微软专利最初于2018年2月提交，并在日前由美国专利商标局公布。