2m。校準(zhǔn)的光束LBULB2 的寬度可大于或等于20mm，W允許跟蹤器設(shè)備700相對(duì)于眼睛100自由移動(dòng)。校準(zhǔn)的光束 LB1、LB2的寬度也可W大于或等于10cm。衍射擴(kuò)束器允許實(shí)現(xiàn)寬光束，而無需考慮增加設(shè) 備700的尺寸和重量。 陽143]參看圖29,眼睛跟蹤器設(shè)備700可W用作桌面設(shè)備?？蓪⒀劬Ω櫰髟O(shè)備700適 用于在一定距離監(jiān)視眼睛100,距離例如是在離眼睛0. 5到1米的范圍內(nèi)。用戶可注視著物 體1002、1003,其可W是顯示屏900上顯示的圖像或?qū)嶋H物體。
[0144] 當(dāng)將視線方向信息與眼睛100相對(duì)于跟蹤器設(shè)備700的位置組合時(shí)，所確定的視 線方向可與物體1002、1003之一相關(guān)聯(lián)。僅基于視線方向無法作出此關(guān)聯(lián)，除非當(dāng)與眼睛 100和跟蹤器設(shè)備700之間的距離作比較時(shí)，是遠(yuǎn)離物體1002、1003的。也需要眼睛100的 位置，W便作出此關(guān)聯(lián)。可通過使用由距離監(jiān)視器260提供的距離信息，并分析由成像單元 200提供的圖像，來確定眼睛的水平位置和垂直位置，W及眼睛100到跟蹤器設(shè)備700的距 離。距離監(jiān)視器可W是例如光學(xué)測距儀。也可W通過使用兩個(gè)成像單元，W及通過確定距 離、水平位置和垂直位置，由=角測量，基于由所述成像單元獲取的眼睛的圖像來獲得位置 信息。 陽145] 用戶的眼睛100可察看物體1002、1003之一。使用視線方向信息連同物體的像素 坐標(biāo)和眼睛100的位置來確定用戶正注視著哪個(gè)物體，例如，用戶是否正注視著在屏幕900 上顯示的星形1002或六邊形1003。
[0146] 當(dāng)作為桌面設(shè)備使用時(shí)，跟蹤器設(shè)備700可包括一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)束器400,擴(kuò)束器 400具有較大的輸出光闊，W便允許用戶足夠自由地移動(dòng)其頭部。可選地，跟蹤器設(shè)備700 可包括改變校準(zhǔn)的光束LBULB2的方向的裝置，運(yùn)樣當(dāng)用戶移動(dòng)其頭部時(shí)，校準(zhǔn)的光束 LBULB2刺射在用戶的眼睛100上。可通過例如分析由成像單元200提供的圖像來獲得為 跟隨頭部的移動(dòng)所需要的信息。
[0147] 眼睛跟蹤器設(shè)備700可W是從下列列表中選擇的設(shè)備，或其一部分，或者連同從 下列列表中選擇的設(shè)備的組合而使用：便攜設(shè)備、具有無線電信能力的設(shè)備、成像設(shè)備、圖 像傳感器、數(shù)字照相機(jī)、移動(dòng)電話、游戲設(shè)備、音樂記錄/播放設(shè)備（基于例如MP3格式）、 遠(yuǎn)程控制發(fā)射機(jī)或接收機(jī)、手表、指南針、屯、跳監(jiān)視設(shè)備、醫(yī)療儀器、用于殘疾人的器械、測 量儀器、工業(yè)測量儀器、過程控制設(shè)備、目標(biāo)查找設(shè)備、瞄準(zhǔn)設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、個(gè)人數(shù)字助理 (PDA)、通訊器、便攜因特網(wǎng)器械W及手持計(jì)算機(jī)。眼睛跟蹤器設(shè)備700可包括電池、電信單 元、音頻設(shè)備和/或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。可將眼睛跟蹤器設(shè)備700附著在頭飾、帽子或頭盎上。
[0148] 也可W通過使用計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法?？捎砂ǔ上駟卧?200和用來提供校準(zhǔn)的光束LBULB2的裝置的系統(tǒng)來提供原始數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)可包括眼睛 100的整個(gè)圖像201或僅有反射斑點(diǎn)G1、G2和瞳孔P的坐標(biāo)。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括存儲(chǔ)在 可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序代碼段，當(dāng)由處理器600執(zhí)行時(shí)，其基于數(shù)據(jù)和光束LB1、LB2的方 向來確定視線方向。
[0149] 計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可W是包括所述程序的例如CD-ROM盤，或存儲(chǔ)器卡。產(chǎn)品的計(jì)算 機(jī)程序代碼段是從因特網(wǎng)網(wǎng)站可下載的。可將計(jì)算機(jī)程序代安裝在例如連接到成像單元 200的便攜計(jì)算機(jī)中。
[0150] 例如計(jì)算機(jī)或移動(dòng)設(shè)備的用戶接口可W部分地或完全地基于對(duì)視線方向的跟蹤。 用戶可通過指引其視線而W高速率給出命令。例如，可通過視線選擇所顯示的字母、單詞或 整句來寫入和處理文本。 陽151] 當(dāng)將跟蹤器設(shè)備700附著在頭飾上時(shí)，可將視線方向信息與有關(guān)頭相對(duì)于環(huán)境的 位置和/或朝向的進(jìn)一步的信息加W組合?？赏ㄟ^例如使用GPS(全球定位系統(tǒng)）導(dǎo)航系 統(tǒng)、指南針和/或適合于發(fā)送超聲波、紅外或射頻跟蹤信號(hào)的參考信標(biāo)來確定頭部相對(duì)于 環(huán)境的位置。
[0152] 可將眼睛跟蹤器設(shè)備700適用于顯示虛像，運(yùn)樣用戶可基本上同時(shí)地察看所顯 示的虛像，W及實(shí)際物體。可將運(yùn)種跟蹤器設(shè)備700用作所討論的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（reality system)的部分。 陽153] 可將眼睛跟蹤器設(shè)備700禪合到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。可在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)處理單元執(zhí) 行與確定視線方向相關(guān)聯(lián)的信號(hào)處理。 陽154] 可使用虛擬顯示單元來顯示運(yùn)動(dòng)或靜止圖像，例如，電影、照片、網(wǎng)頁（www-page)、 圖表和/或文本。
[01巧]也可使用例如激光器的光源實(shí)現(xiàn)照明單元300,其固有地發(fā)射校準(zhǔn)的光束。
[0156] 擴(kuò)束器可基于衍射光學(xué)系統(tǒng)、基于鏡頭組合、基于堆疊的棱鏡和/或基于堆疊的 半透明反射鏡。
[0157] 可使用周期性表面起伏圖樣（surfacereliefpatterns)實(shí)現(xiàn)衍射擴(kuò)束器400。 衍射擴(kuò)束器400也可W是全息衍射擴(kuò)束器，其包括折射率的周期性變化，由全息加工技術(shù) 實(shí)現(xiàn)。
[0158] 專利申請US2004/0062502公開了一種擴(kuò)束器具有一個(gè)或多個(gè)表面接口用來提高 擴(kuò)束器的顏色均一性，例如，當(dāng)擴(kuò)展時(shí)，對(duì)紅、綠和藍(lán)光束同時(shí)擴(kuò)展。 陽159] 專利申請PCT/FI2003/000948公開了分裂的（split)衍射光柵元件，用來均衡相 對(duì)于入射角的變化的衍射效果?？蒞在衍射擴(kuò)束器400中使用所述元件。
[0160]微顯示器510可W是反射、發(fā)射或傳輸二維光調(diào)制陣列（transmissive two-dimensionalli曲t-modulationarray。微顯示器510可W是發(fā)光二極管（LED,有 機(jī)發(fā)光二極管，OrganicLi曲t血ittingDiode)陣列，微機(jī)械反射鏡（micromechanical mirrors)(MEMS顯示器），或液晶單元（娃液晶）的陣列。也可W使用光機(jī)械掃描光束 (opto-mechanicallyscannedli曲tbeams)實(shí)現(xiàn)微顯示器510,例如，使用經(jīng)調(diào)制的光束， 通過旋轉(zhuǎn)反射鏡來使其偏轉(zhuǎn)或移動(dòng)。 陽161] 眼睛跟蹤器設(shè)備700可包括兩個(gè)相鄰的虛擬顯示器，一個(gè)用于左眼，一個(gè)用于右 眼?？蒞分別地控制虛擬顯示器來顯示=維虛像。當(dāng)人正注視著所顯示的=維圖像時(shí)，可 使用左眼視線方向和右眼視線方向之間的差來提供關(guān)于所述圖像的距離信息。 陽162] 可W將眼睛跟蹤器設(shè)備700適用于分別監(jiān)控左眼和右眼的視線方向。當(dāng)用戶正注 視著遠(yuǎn)端物體時(shí)，可使用在左眼的視線方向和右眼的視線方向之間的差來提供關(guān)于所述物 體的距離信息?？稍谒懻摰膶?shí)際應(yīng)用中使用此實(shí)施方式。
[0163] 對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，應(yīng)理解根據(jù)本發(fā)明對(duì)于所述設(shè)備和方法的調(diào)整和變化是可 知的。上述參考附圖所描述的特定實(shí)施方式僅為示例性的，且并非意在限制本發(fā)明的范圍， 該范圍由所附的權(quán)利要求書加W定義。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于檢測眼睛（100)的視線方向（a3, (63)的設(shè)備（700)，所述設(shè)備（700)包 括至少： _第一成像單元（200)，用來獲取所述眼睛（100)的圖像（201)， -至少一個(gè)照明單元（300)，包括校準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)配置用于提供第一基本上校準(zhǔn)的光束 (LBl)以及第二基本上校準(zhǔn)的光束（LB2)，所述第一基本上校準(zhǔn)的光束（LBl)和所述第二基 本上校準(zhǔn)的光束（LB2)具有相對(duì)于所述設(shè)備（700)的不同的方向，使得當(dāng)從所述眼睛（100) 的表面反射光時(shí)，所述第一基本上校準(zhǔn)的光束（LBl)提供第一反射斑點(diǎn)（Gl)，以及當(dāng)從所 述眼睛（100)的表面反射光時(shí)，所述第二基本上校準(zhǔn)的光束（LBl)提供第二反射斑點(diǎn)（G2)， 所述第一反射斑點(diǎn)（Gl)和所述第二反射斑點(diǎn)（G2)呈現(xiàn)在所述圖像（201)中， -至少一個(gè)擴(kuò)束器，用來擴(kuò)展所述第一基本上校準(zhǔn)的光束（LBl)和所述第二基本上校 準(zhǔn)的光束（LB2)的寬度，以及 -數(shù)據(jù)處理單元（600)，用來基于所述圖像（201)中所述第一反射斑點(diǎn)（Gl)的位置、所 述圖像（201)中所述第二反射斑點(diǎn)（G2)的位置、所述圖像（201)中所述眼睛（100)的瞳孔 (120)和/或虹膜（110)的位置以及所述第一基本上校準(zhǔn)的光束（LBl)的方向和所述第二 基本上校準(zhǔn)的光束（LB2)的方向，確定所述眼睛（100)相對(duì)于所述設(shè)備（700)的視線方向 (a3,P3)， 其中所述第一成像單元（200)適用于通過所述擴(kuò)束器來查看所述眼睛（100)，所述擴(kuò) 束器對(duì)所述第一基本上校準(zhǔn)的光束（LBl)的波長和所述第二基本上校準(zhǔn)的光束（LB2)的波 長至少部分地透明。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備（700)，其中所述擴(kuò)束器是衍射擴(kuò)束器（400)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備（700)，其中所述擴(kuò)束器具有大的輸出光闌以便允 許用戶足夠自由地移動(dòng)所述用戶的頭部。4. 根據(jù)前述權(quán)利要求1所述的設(shè)備（700)，其中所述第一校準(zhǔn)的光束（LBl)的寬度大 于或等于20mm。5. 根據(jù)前述權(quán)利要求1所述的設(shè)備（700)，其中所述照明單元（300)包括至少一個(gè)半 導(dǎo)體器件（32U322)來發(fā)射不可見紅外光。6. 根據(jù)前述權(quán)利要求1所述的設(shè)備（700)，進(jìn)一步包括虛擬顯示單元（500)來顯示虛 像（1000)〇7. 根據(jù)前述權(quán)利要求1所述的設(shè)備（700)，