眼动、面部和手部追踪技术赋能VR/AR及智能眼镜

采用紧凑设计、低功耗组件实现先进视线与面部追踪

赋能新一代眼动、面部和手部追踪技术

眼动与面部追踪技术使虚拟现实、增强现实系统及智能眼镜实现自然交互。 视线追踪成为用户界面,驱动逼真虚拟形象生成;注视点渲染技术降低运算负载与系统功耗。 面部追踪可传递面部表情,增强社交与职业临场感。 关键技术需求包括高精确度、快速更新速率、超低功耗及微型外形尺寸。

眼动追踪工作原理(基于摄像头)

基于摄像头的眼动追踪系统,将红外(IR)照明(LED 或 VCSEL)与 CMOS 全局快门图像传感器融为一体。照明采用不可见红外光;眼睛反射的光被捕获后,通过瞳孔/亮点检测进行处理。全局快门传感器杜绝卷帘快门伪影,支持超短曝光时间,在低运动模糊下实现高精度。

组件示例 (基于摄像头)

  • 用于照明的 红外 LED,例如 SFH4060 Firefly®。
     
  • AS1181多通道 LED/VCSEL 驱动器,为全局快门传感器提供超短脉冲,满足所有工作条件下单故障容错安全监测需求,守护人眼安全。
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眼动追踪工作原理(基于光学传感器方案)

针对超低功耗场景(尤适用于全天候智能眼镜),基于光电二极管方案具备显著优势。 红外LED发射短脉冲,光电二极管检测角膜/巩膜反射信号。光学反射传感器集成了LED、光电二极管、LED驱动器及模拟前端,配备数字控制与读取功能。

  • TMD2636接近/光学反射传感模组

应用框图

下列应用框图展示了XR设备中眼动与面部追踪的典型硬件架构方案。基于摄像头的系统:采用红外照明(LED或VCSEL)配合全局快门CMOS图像传感器,精准捕获眼部及面部特征。基于光学传感器的系统:采用高集成度光学反射(接近)传感器,在紧凑型可穿戴设计中实现超低功耗视线检测。

常见问题解答

VR/AR中的眼动追踪是什么?

通过红外照明与传感器捕捉视线向量,实现用户界面交互,借助注视点渲染技术降低计算负载,并支撑新兴生物信号应用开发。

眼动追踪为何优选全局快门传感器?

可彻底消除滚动快门伪影,精准捕捉高速眼动轨迹,并支持与红外脉冲照明同步的微秒级曝光控制。

摄像头方案与光学传感器方案的差异?

摄像头方案提供最高精度与完整图像信息,功耗较高;光学传感器方案以极低功耗和小型化尺寸满足多数眼镜设计的追踪性能需求。

如何保障人眼安全?

集成单点容错监测的多通道驱动器将红外输出严格限制于法规阈值内,故障状态下持续维持合规运行。

有哪些适用组件?

MIRA全局快门传感器、SFH4060 Firefly® 红外LED、AS1181 LED/VCSEL驱动器及TMD2636光学反射传感器。

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