眼球追跡裝置及其光學(xué)組件的制作方法
【專利摘要】一種光學(xué)組件，其包括一發(fā)光源以及一分光元件。發(fā)光源用于發(fā)出一入射光。分光元件用于將入射光分成多條出射光，其中入射光與這些出射光皆為不可見光。這些出射光入射至一眼球，并在眼球上形成多個(gè)亮點(diǎn)。這些亮點(diǎn)位于瞳孔外的區(qū)域。一種眼球追跡裝置，其包括一承載框架、上述光學(xué)組件以及影像擷取單元。本發(fā)明的眼球追跡裝置利用分光元件，將發(fā)光源的光線分光，進(jìn)而在眼球上形成多個(gè)亮點(diǎn)，能減少發(fā)光源的數(shù)量，進(jìn)而幫助縮小眼球追跡裝置的整體體積以及減少眼球追跡裝置的耗電量。
【專利說明】眼球追跡裝置及其光學(xué)組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明乃是涉及一種眼球追跡裝置及其元件，特別涉及一種眼球追跡裝置及使用 于此眼球追跡裝置的光學(xué)組件。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有科技已發(fā)展出一種眼球追跡裝置（eye tracking device)。這種裝置能偵測 眼球的運(yùn)動(dòng)，并且可以應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備以及眼動(dòng)儀（eye tracker)。此外，眼球追跡裝置可 搭配影像處理技術(shù)與演算法而設(shè)計(jì)成輸入裝置（input device)或虛擬實(shí)境裝置（virtual reality device),例如視動(dòng)滑鼠 （eye mouse)以及頭戴式顯示器（Head Mounted Display, HMD)。
[0003] -般眼球追跡裝置通常具有多個(gè)發(fā)光源與攝影機(jī)，而各個(gè)發(fā)光源能各自對眼睛發(fā) 出光線，以在眼球上形成多個(gè)亮點(diǎn)（glint)。這些亮點(diǎn)位于眼球的瞳孔（pupil)外，而攝影 機(jī)擷取瞳孔、虹膜（iris)以及這些亮點(diǎn)的影像。利用影像處理技術(shù)以及演算法，這些亮點(diǎn) 能作為定位點(diǎn)，而眼球追跡裝置能偵測這些亮點(diǎn)與瞳孔之間的相對運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而偵測眼球的 運(yùn)動(dòng)。
[0004] 各個(gè)亮點(diǎn)基本上是由單一發(fā)光源所產(chǎn)生，所以亮點(diǎn)的數(shù)量通常等于發(fā)光源的數(shù) 量。換句話說，現(xiàn)有眼球追跡裝置可在眼球上產(chǎn)生的亮點(diǎn)數(shù)量是由發(fā)光源的數(shù)量來決定。現(xiàn) 有的眼球追跡裝置所具有的發(fā)光源的數(shù)量越多，形成在眼球上的亮點(diǎn)的數(shù)量也越多。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種眼球追跡裝置，其利用光學(xué)組件來將發(fā)光源所發(fā)出的光線分成多 條出射光，而這些出射光能在眼球上形成多個(gè)亮點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明提供一種光學(xué)組件，其適用于上述眼球追跡裝置。
[0007] 本發(fā)明一實(shí)施例提出一種光學(xué)組件，其包括一發(fā)光源以及一分光元件。發(fā)光源用 于發(fā)出一入射光。分光元件用于將入射光分成多條出射光，其中入射光與這些出射光皆為 不可見光。這些出射光入射至一眼球，并在眼球上形成多個(gè)亮點(diǎn)。至少部分這些亮點(diǎn)位于 眼球的瞳孔外的區(qū)域。
[0008] 本發(fā)明另一實(shí)施例提出一種眼球追跡裝置，其包括一承載框架、上述光學(xué)組件以 及影像擷取單元。承載框架適于配置在使用者的面前，而光學(xué)組件與影像擷取單元皆裝設(shè) 于承載框架。
[0009] 利用上述分光元件，單一發(fā)光源所發(fā)出的入射光可以分成多條出射光，而這些出 射光能照射在眼球上，從而形成多個(gè)可作為定位點(diǎn)的亮點(diǎn)。利用這些亮點(diǎn)，本發(fā)明的眼球追 跡裝置得以偵測眼球的運(yùn)動(dòng)。
[0010] 為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的技術(shù)，請參閱以下詳細(xì)說明與圖式，相信本發(fā)明的 特征，當(dāng)可由此得以具體了解。然而，所附圖式與附件僅提供參考與說明用，并非用來對本 發(fā)明加以限制者。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1A是本發(fā)明一實(shí)施例的眼球追跡裝置的側(cè)視示意圖。
[0012] 圖1B是圖1A中眼球追跡裝置的前視示意圖。
[0013] 圖2A是圖1A中眼球追跡裝置的放大示意圖。
[0014] 圖2B是從底面觀看圖2A中光學(xué)組件的示意圖。
[0015] 圖2C是圖2B中光學(xué)組件的剖面示意圖。
[0016] 圖2D是圖2B中線I-Ι的剖面示意圖。
[0017] 圖2E是本發(fā)明另一實(shí)施例中的光學(xué)組件的底視示意圖。
[0018] 圖2F是本發(fā)明另一實(shí)施例中的光學(xué)組件的剖面示意圖。 [0019] 圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)組件的俯視示意圖。
[0020] 圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)組件的立體示意圖。
[0021] 圖5A是本發(fā)明另一實(shí)施例的眼球追跡裝置的立體示意圖。
[0022] 圖5B是圖5A中眼球追跡裝置的前視示意圖。
[0023] 其中，附圖標(biāo)記說明如下：
[0024] 50 :眼鏡
[0025] 100、500 :眼球追跡裝置
[0026] 110、210、210，、310、410、510 :光學(xué)組件
[0027] 112:發(fā)光源
[0028] 114、314、414 :分光元件
[0029] 114c:包覆層
[0030] 114g、114g，、214g :導(dǎo)光件
[0031] 114i :光輸入件
[0032] 120 :影像擷取單元
[0033] 130、530 :承載框架
[0034] 132 :鏡框
[0035] 134 :鏡腳
[0036] 314a、314b :棱面
[0037] 531 :結(jié)合件
[0038] 532 :框體
[0039] 532a :第一半框件
[0040] 532b :第二半框件
[0041] A1、A2:夾角
[0042] B1 :眼球
[0043] C1 :頂角
[0044] D1、D2、D3:分光部
[0045] E1 :軸線
[0046] G1 :亮點(diǎn)
[0047] H1:框口
[0048] II :虹膜
[0049] L1:出射光
[0050] L2 :入射光
[0051] P1 :瞳孔
[0052] S11、S11' ：出射面
[0053] S12、S12' ：入射面
[0054] S13、S13' ：底面
[0055] S15 :側(cè)面
[0056] S14 :傾斜面
[0057] S21 :光輸出面
[0058] S22 :光輸入面
[0059] T1 :厚度

【具體實(shí)施方式】
[0060] 圖1A是本發(fā)明一實(shí)施例的眼球追跡裝置的側(cè)視示意圖，而圖1B是圖1A中眼球追 跡裝置的前視示意圖。請參閱圖1A與圖1B，眼球追跡裝置100包括光學(xué)組件110、影像擷 取單元120與承載框架130。光學(xué)組件110與影像擷取單元120皆裝設(shè)于承載框架130,而 光學(xué)組件110與影像擷取單元120可以利用膠粘（adhesive)、螺絲鎖固（screwing)或機(jī)械 卡合的方式裝設(shè)于承載框架130。承載框架130可供使用者配戴，并能使光學(xué)組件110與影 像擷取單元120配置在使用者的眼球B1前方。
[0061] 具體而言，承載框架130可為鏡架，并包括至少一個(gè)鏡框（frame) 132與一對鏡腳 (temple) 134。利用鏡腳134,使用者能將承載框架130配戴在臉上，以使承載框架130配 置在使用者的面前。此外，在圖1A與圖1B的實(shí)施例中，承載框架130包括一對鏡框132,但 在其他實(shí)施例中，承載框架130可以只包括一個(gè)鏡框132。鏡腳134連接鏡框132。例如， 鏡腳134可樞接鏡框132,以使鏡腳134能相對于鏡框132轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，鏡腳134也可以固 定于鏡框132,即鏡腳134整體上不會(huì)與鏡框132相對轉(zhuǎn)動(dòng)?；蛘呤?，鏡框132與鏡腳134 可以采用一體成型的設(shè)計(jì)。上述關(guān)于承載框架130的描述僅為舉例說明，但不以此為限。
[0062] 光學(xué)組件110能發(fā)出多條出射光L1至眼球B1，而這些出射光L1會(huì)照射在眼球B1 上，并形成多個(gè)亮點(diǎn)G1，其中至少部分這些亮點(diǎn)G1會(huì)位于眼球B1瞳孔P1外的區(qū)域上。出 射光L1為不可見光（invisible light),例如紅外光（infrared light)。在本實(shí)施例中，影 像擷取單元120適于擷取波長范圍與出射光L1相同或相似的光線所形成的影像，意即影像 擷取單元120可為紅外線影像感測器（IR image sensor)。具體而言，影像擷取單元120不 僅能擷取亮點(diǎn)G1的影像，且也能擷取眼球B1的影像，例如擷取瞳孔P1及虹膜II的影像。 這些亮點(diǎn)G1能作為定位點(diǎn)，而在偵測瞳孔P1運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，影像擷取單元120所擷取到的亮 點(diǎn)G1的影像可當(dāng)作固定不動(dòng)的參考座標(biāo)點(diǎn)。此外，影像擷取單元120可為互補(bǔ)式金屬氧化 物半導(dǎo)體感測兀件（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Sensor，CMOS Sensor) 或電荷f禹合兀件（Charge-Coupled Device，CCD)。
[0063] 圖2A是圖1A中眼球追跡裝置的放大示意圖。請參閱圖2A，光學(xué)組件110包括發(fā) 光源112與分光兀件114,而發(fā)光源112與分光兀件114皆固定于鏡框132。從圖1A與圖 2A可得知，當(dāng)承載框架130被使用者配戴時(shí)，發(fā)光源112、分光元件114以及影像擷取單元 120皆位于眼球B1與鏡框132之間，但連接關(guān)系并不以此為限。
[0064] 發(fā)光源112用于發(fā)出入射光L2,且發(fā)光源112可以是發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，LED)。分光元件114用于將入射光L2分成這些出射光L1，其中入射光L2為不可見 光，例如紅外光。具體而言，分光元件114可為一導(dǎo)光件114g。導(dǎo)光件114g的形狀為條狀， 且導(dǎo)光件114g對入射光L2的波長而言具有相當(dāng)高的穿透率。
[0065] 雖然導(dǎo)光件114g對入射光L2的波長而言具有良好的穿透率，但入射光L2為不可 見光(例如紅外光)，所以導(dǎo)光件114g對可見光而言不一定具有良好的穿透率。也就是說， 從人眼來看，導(dǎo)光件114g可能是透光或不透光。此外，構(gòu)成導(dǎo)光件114g的材料可為塑膠或 玻璃，而材料為塑膠的導(dǎo)光件114g可利用射出成型來制成。
[0066] 導(dǎo)光件114g具有出射面S11、入射面S12以及底面S13,其中入射面S12連接在出 射面S11與底面S13之間。出射面S11相對于底面S13。以圖2A為例，出射面S11可為導(dǎo) 光件114g的頂面，而底面S13可為導(dǎo)光件114g的底面，并與鏡框132連接。發(fā)光源112配 置于入射面S12,并能朝向入射面S12發(fā)出入射光L2,以使入射光L2從入射面S12入射于 導(dǎo)光件114g。進(jìn)入導(dǎo)光件114g中的入射光L2會(huì)于底面S13分成多條出射光L1，而出射光 L1會(huì)經(jīng)由出射面S11出射，從而照射在眼球B1上。
[0067] 圖2B是從底面觀看圖2A中光學(xué)組件的示意圖，而圖2C是圖2B中的剖面示意圖， 其中圖2C是沿著軸線E1而剖面。請參閱圖2B與圖2C，導(dǎo)光件114g更具有多個(gè)位于底面 S13的分光部D1，而這些分光部D1能將入射光L2分成這些出射光L1。分光部D1可為多條 溝槽(如圖2C所示）或多條條狀油墨層，其中此溝槽例如是V形溝（V-cut)，并可經(jīng)由射出 成型或機(jī)械加工而形成，其中此機(jī)械加工例如是沖壓、壓印或切割。
[0068] 在入射光L2從入射面S12進(jìn)入導(dǎo)光件114g之后，分光部D1能反射入射光L2,并 以散射（scattering)方式將入射光L2分成多條出射光L1。如此，光學(xué)組件110得以發(fā)出 多條出射光L1至眼球B1。此外，由于分光部D1的形狀為條狀，例如溝槽或條狀油墨層，所 以這些出射光L1在眼球B1上所形成的多個(gè)亮點(diǎn)G1的形狀可以是條狀。
[0069] 在本實(shí)施例中，導(dǎo)光件114g與分光部D1二者的形狀皆為條狀，其中導(dǎo)光件114g 沿著軸線El而延伸，如圖2B所示，而這些分光部D1與軸線El交錯(cuò)。導(dǎo)光件114g的形狀 可以是彎曲的，例如導(dǎo)光件114g的形狀可為U型條(如圖2B所示)。因此，軸線E1可以是 彎曲線。此外，形狀為U型條的導(dǎo)光件114g可以配合鏡框132的形狀而裝設(shè)于鏡框132， 甚至更可與鏡框132整合成一體，即導(dǎo)光件114g與鏡框132可整合成一般眼鏡的鏡框。不 過，須說明的是，在其他實(shí)施例中，導(dǎo)光件114g的形狀可為直條狀、S形狀或弧狀，所以導(dǎo)光 件114g的形狀不限定只能是U型條。
[0070] 導(dǎo)光件114g可更具有傾斜面S14。傾斜面S14可為平面，并連接在出射面S11與 底面S13之間。傾斜面S14相對于入射面S12,即傾斜面S14與入射面S12分別位于導(dǎo)光件 114g的相對兩側(cè)。傾斜面S14與出射面S11之間的夾角A1小于傾斜面S14與底面S13之 間的夾角A2,其中夾角A1小于90度，夾角A1較佳為45度，而夾角A2大于90度。傾斜面 S14可將部分入射光L2與出射光L1反射至出射面S11，因此傾斜面S14能幫助光線從出射 面S11出射，以充分利用發(fā)光源112所發(fā)出的入射光L2。
[0071] 請參閱圖2A與圖2B，在本實(shí)施例中，分光元件114也可以更包括光輸入件114i， 其中光輸入件114i對入射光L2而言基本上是透光的，且構(gòu)成光輸入件114i的材料可以相 同于構(gòu)成導(dǎo)光件114g的材料。光輸入件114i具有光輸出面S21及光輸入面S22,其中光輸 出面S21的面積小于光輸入面S22的面積。
[0072] 入射光L2能從光輸入面S22進(jìn)入光輸入件114i，并從光輸出面S21離開光輸入件 114i。光輸入件114i連接導(dǎo)光件114g，且光輸出面S21面對入射面S12。例如，光輸入件 114i的光輸出面S21可以利用光學(xué)膠（optical glue)來連接導(dǎo)光件114g的入射面S12。 或者，光輸入件114i與導(dǎo)光件114g兩者可采用射出成型的方式而同時(shí)制成，即光輸入件 114i與導(dǎo)光件114g可以是一體成型。
[0073] 當(dāng)發(fā)光源112發(fā)出入射光L2時(shí)，入射光L2能從光輸入面S22進(jìn)入光輸入件114i， 并依序通過光輸出面S21與入射面S12。此外，導(dǎo)光件114g的厚度T1可以介于0. 1毫米至 0. 5毫米之間，而此范圍的厚度T1小于一般發(fā)光二極管的寬度。當(dāng)以發(fā)光源112為發(fā)光二 極管時(shí)，光輸入件114i的光輸入面S22可以大于或等于發(fā)光源112的出射面S11，以使發(fā)光 源112所發(fā)出的光線，即入射光L2,能盡量從光輸入面S22入射至光輸入件114i內(nèi)。當(dāng)入 射光L2進(jìn)入光輸入件114i之后，光輸入件114i會(huì)導(dǎo)引入射光L2至光輸出面S21，以使入 射光L2能盡量入射于導(dǎo)光件114g。如此，能有效地利用發(fā)光源112所發(fā)出的入射光L2。
[0074] 須說明的是，在本實(shí)施例中，分光元件114包括光輸入件114i，但是在其他實(shí)施例 中，分光兀件114可以不包括光輸入件114i。所以，圖2A與圖2B所不的光輸入件114i僅 供舉例說明，并不限定分光元件114必須要包括光輸入件114i。
[0075] 圖2D是圖2B中線I-Ι的剖面示意圖。請參閱圖2B、圖2C與圖2D，分光元件114 可以更包括包覆層114c，而包覆層114c局部覆蓋導(dǎo)光件114g，并暴露導(dǎo)光件114g的部分 表面。詳細(xì)而言，導(dǎo)光件114g更具有一對側(cè)面S15,而這對側(cè)面S15彼此相對，并連接出射 面S11、入射面S12與底面S13。包覆層114c覆蓋底面S13與這些側(cè)面S15,并且暴露出射 面 S11。
[0076] 在本實(shí)施例的其中一種范例中，入射光L2對包覆層114c的光反射率可在70%以 上。所以，包覆層114c能反射入射光L2,以使這些出射光L1能盡量從出射面S11出射。此 夕卜，在本實(shí)施例的另一種范例中，包覆層114c可以接觸導(dǎo)光件114g，且入射光L2能穿透包 覆層114c，其中包覆層114c對應(yīng)入射光L2的折射率小于導(dǎo)光件114g對應(yīng)入射光L2的折射 率，所以包覆層114c與導(dǎo)光件114g之間的界面能以全反射（total internal reflection) 的方式反射入射光L2與出射光L1，使得出射光L1能盡量從出射面S11出射。
[0077] 須說明的是，由于入射光L2為不可見光(例如紅外光)，所以不論入射光L2對包覆 層114c而言是否透光，從人眼來看，可被入射光L2穿透的包覆層114c不一定是透光的，而 能直接反射入射光L2的包覆層114c可以是透光的。此外，在本發(fā)明其中一實(shí)施例中，導(dǎo)光 件114g與光輸入件114i兩者不僅對入射光L2而言是透光的，而且對可見光而言兩者同樣 也可以是透光的。
[0078] 圖2E是本發(fā)明另一實(shí)施例中的光學(xué)組件的底視示意圖。請參閱圖2E，本實(shí)施例的 光學(xué)組件210與前述實(shí)施例的光學(xué)組件110相似。例如，光學(xué)組件210可包括發(fā)光源112 與包覆層114c (圖2E未繪示)，其中入射光L2對前述包覆層114c的光反射率可在70%以 上。所以，兩者同樣的技術(shù)特征與功效不再重復(fù)贅述，而以下僅說明光學(xué)組件210與110兩 者之間的差異。
[0079] 有別于光學(xué)組件110中的分光部D1，在光學(xué)組件210中，導(dǎo)光件214g具有多個(gè)分 光部D2,而這些分光部D2為多個(gè)點(diǎn)狀凹孔或多個(gè)點(diǎn)狀油墨層，即各個(gè)分光部D2的形狀為點(diǎn) 狀。因此，當(dāng)這些分光部D2以散射方式將入射光L2分成出射光L1時(shí)，這些出射光L1在眼 球B1上所形成的多個(gè)亮點(diǎn)G1的形狀可為點(diǎn)狀。
[0080] 圖2F是本發(fā)明另一實(shí)施例中的光學(xué)組件的剖面示意圖。請參閱圖2F，本實(shí)施例的 光學(xué)組件210'與前述實(shí)施例的光學(xué)組件110及210相似，所以這些光學(xué)組件的相同技術(shù)特 征以及功效不再重復(fù)贅述，而以下僅說明光學(xué)組件210'與前述光學(xué)組件110及210之間的 差異。
[0081] 具體而言，在光學(xué)組件210'中，導(dǎo)光件114g'具有出射面S11'、入射面S12'、底面 S13'以及多個(gè)分光部D3連接在出射面S11'與底面S13'之間，且出射面S11'相對于底面 S13'。不同于先前實(shí)施例的光學(xué)組件110及210,這些分光部D3位于出射面S11'。當(dāng)入 射光L2從入射面S12'進(jìn)入導(dǎo)光件114g'之后，這些分光部D3會(huì)破壞入射光L2在出射面 S11'所發(fā)生的全反射，以至于在導(dǎo)光件114g'內(nèi)傳遞的入射光L2能經(jīng)由分光部D3而出射 于出射面S11'。如此，導(dǎo)光件114g'也能將入射光L2分成多條出射光L1，從而在眼球B1 上形成多個(gè)亮點(diǎn)G1。
[0082] 在本實(shí)施例中，分光部D3可以是形成于出射面S11上的多個(gè)凸起部，而這些凸起 部可經(jīng)由射出成型或機(jī)械加工而形成，其中此機(jī)械加工例如是沖壓、壓印或切割。此外，分 光部D3的結(jié)構(gòu)可相同于分光部D1或D2,即分光部D3可以是條狀或點(diǎn)狀，且分光部D3可以 是凹孔、溝槽或油墨層，其中油墨層可用噴墨的方式而形成出射面S11'上。此外，前述實(shí)施 例中的分光部D2或D3也可形成于導(dǎo)光件114g'的底面S13'。
[0083] 圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)組件的俯視示意圖。請參閱圖3,本實(shí)施例的光學(xué) 組件310與前述實(shí)施例的光學(xué)組件110之間的主要差異在于：光學(xué)組件310包括分光元件 314與發(fā)光源112,其中分光兀件314為棱鏡，而分光兀件314是以折射方式將入射光L2分 成多條出射光L1。
[0084] 具體而言，分光元件314具有一面棱面314a與兩面棱面314b，其中棱面314a鄰 接在這兩面棱面314b之間，而發(fā)光源112配置于這兩面棱面314b之間的頂角C1。發(fā)光源 112能對頂角C1發(fā)出入射光L2,而入射光L2能從這兩面棱面314b入射至分光元件314中。 據(jù)此，依據(jù)折射原理，分光元件314能將入射光L2分成兩道出射光L1，讓光學(xué)組件310發(fā)出 多條出射光L1至眼球B1。
[0085] 圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)組件的立體示意圖。請參閱圖4,在本實(shí)施例的光 學(xué)組件410中，除了棱鏡之外，光學(xué)組件410的分光元件414可為棱鏡片，如圖4所示。分 光元件414也能依據(jù)折射原理，將入射光L2分成多條出射光L1，以發(fā)出多條出射光L1至眼 球B1。此外，光學(xué)組件410的功效與光學(xué)組件310相同，而除了分光兀件414與313之外， 光學(xué)組件410與310兩者的特征實(shí)質(zhì)上也彼此相同，所以有關(guān)光學(xué)組件410的其他特征，以 下不再重復(fù)贅述。
[0086] 圖5A是本發(fā)明另一實(shí)施例的眼球追跡裝置的立體示意圖，而圖5B是圖5A中眼球 追跡裝置的前視示意圖。請參閱圖5A與圖5B，本實(shí)施例的眼球追跡裝置500與前述實(shí)施例 的眼球追跡裝置100相似。例如，眼球追跡裝置500包括光學(xué)組件510、影像擷取單元120 以及承載框架530,其中光學(xué)組件510可以是前述實(shí)施例的光學(xué)組件110、210、310以及410 中的其中一者。因此，以下僅說明眼球追跡裝置500與100兩者之間的差異。
[0087] 有別于眼球追跡裝置100,承載框架530例如是眼鏡用的前掛框，并且可以與眼鏡 50結(jié)合，其中承載框架530可利用磁鐵或夾具來與眼鏡50結(jié)合。具體而言，承載框架530 可以包括結(jié)合件531，而結(jié)合件531可以與眼鏡50的鏡架結(jié)合，其中結(jié)合件531可以是磁鐵 (如圖5A所示）或夾具。
[0088] 光學(xué)組件510與影像擷取單元120皆裝設(shè)于承載框架530,而光學(xué)組件510與影像 擷取單元120可以利用膠粘、螺絲鎖固或機(jī)械卡合的方式裝設(shè)于承載框架530。當(dāng)使用者配 戴已與承載框架530結(jié)合的眼鏡50之后，承載框架530能使光學(xué)組件510與影像擷取單元 120配置在使用者的眼球B1前方。
[0089] 承載框架530包括至少一框體532,而在圖5A與圖5B所示的實(shí)施例中，承載框架 530可包括一對框體532,其中結(jié)合件531連接這些框體532。各個(gè)框體532包括第一半框 件532a與第二半框件532b，其中第一半框件532a與第二半框件532b相連而圍繞一個(gè)框口 H1。影像擷取單元120與光學(xué)組件510分別位于第一半框件532a與第二半框件532b。也 就是說，在單一個(gè)框體532中，影像擷取單元120與光學(xué)組件510會(huì)分別安排在框體532的 相對兩側(cè)，以使影像擷取單元120能利于擷取亮點(diǎn)G1的影像。
[0090] 綜上所述，利用以上分光元件，單一發(fā)光源所發(fā)出的入射光能以散射或折射的方 式而分成多條出射光，而這些出射光能照射在眼球上，從而形成多個(gè)可作為定位點(diǎn)的亮點(diǎn)。 利用這些亮點(diǎn)，本發(fā)明的眼球追跡裝置得以偵測眼球的運(yùn)動(dòng)。此外，由于本發(fā)明的眼球追跡 裝置是利用分光元件，將發(fā)光源的光線分光，進(jìn)而在眼球上形成多個(gè)亮點(diǎn)，因此相較于習(xí)知 眼球追跡裝置，本發(fā)明能減少發(fā)光源的數(shù)量，進(jìn)而幫助縮小眼球追跡裝置的整體體積以及 減少眼球追跡裝置的耗電量。
[0091] 以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修 飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種光學(xué)組件，其特征在于，該光學(xué)組件包括： 一發(fā)光源，用于發(fā)出一入射光；以及 一分光元件，用于將該入射光分成多條出射光，其中該入射光與所述多條出射光皆為 不可見光，所述多條出射光入射至一眼球，并在該眼球上形成多個(gè)亮點(diǎn)，而至少部分所述多 個(gè)亮點(diǎn)位于該眼球的一瞳孔外的區(qū)域。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件，其中該入射光與所述多條出射光皆為紅外光。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件，其中該分光元件為棱鏡或棱鏡片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件，其中該分光元件包括一導(dǎo)光件，該導(dǎo)光件具有一 出射面、一入射面、一底面以及多個(gè)分光部，該入射面連接在該出射面與該底面之間，且該 出射面相對于該底面，所述多個(gè)分光部位于該底面，該入射光從該入射面進(jìn)入該導(dǎo)光件，而 所述多個(gè)分光部反射該入射光，并將該入射光分成所述多條出射光，所述多條出射光從該 出射面出射。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)組件，其中該導(dǎo)光件還具有一傾斜面，該傾斜面連接在 該出射面與該底面之間，并相對于該入射面，該傾斜面與該出射面之間的夾角小于該傾斜 面與該底面之間的夾角。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)組件，其中所述多個(gè)分光部為多個(gè)點(diǎn)狀凹孔或多個(gè)點(diǎn)狀 油墨層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)組件，其中該分光兀件還包括一光輸入件，該光輸入件 具有一光輸出面以及一光輸入面，該光輸入件連接該導(dǎo)光件，而該光輸出面面對該入射面， 該入射光從該光輸入面進(jìn)入該光輸入件，并依序通過該光輸出面與該入射面，其中該光輸 出面的面積小于該光輸入面的面積。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)組件，其中該導(dǎo)光件與所述多個(gè)分光部的形狀皆為條 狀，該導(dǎo)光件沿著一軸線而延伸，而所述多個(gè)分光部與該軸線交錯(cuò)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)組件，其中所述多個(gè)分光部為多條溝槽或多條條狀油墨 層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)組件，其中該軸線為彎曲線。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的光學(xué)組件，其中該導(dǎo)光件的形狀為U型條。
12. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)組件，其中該分光元件還包括一包覆層，該包覆層覆蓋 該底面與該導(dǎo)光件的一對側(cè)面，并且暴露該出射面，其中該對側(cè)面彼此相對，并且連接該出 射面、該入射面與該底面。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)組件，其中該包覆層對應(yīng)該入射光的折射率小于該導(dǎo) 光件對應(yīng)該入射光的折射率。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)組件，其中該入射光對該包覆層的光反射率在70%以 上。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件，其中該分光元件包括一導(dǎo)光件，該導(dǎo)光件具有一 出射面、一入射面、一底面以及多個(gè)分光部，該入射面連接在該出射面與該底面之間，且該 出射面相對于該底面，所述多個(gè)分光部位于該出射面，該入射光從該入射面進(jìn)入該導(dǎo)光件， 而位于該導(dǎo)光件內(nèi)傳遞的該入射光經(jīng)由所述多個(gè)分光部出射于該出射面，并將該入射光分 成所述多條出射光。
16. -種眼球追跡裝置，其特征在于，該眼球追跡裝置包括： 一承載框架，適于配置在一使用者的面前； 一光學(xué)組件，裝設(shè)于該承載框架，并包括： 一發(fā)光源，用于發(fā)出一入射光； 一分光元件，用于將該入射光分成多條出射光，其中該入射光與所述多條出射光皆為 不可見光，所述多條出射光入射至該使用者的一眼球，并在該眼球上形成多個(gè)亮點(diǎn)，而至少 部分所述多個(gè)亮點(diǎn)位于該眼球的一瞳孔外的區(qū)域；以及 一影像擷取單元，配置于該承載框架，并用于擷取該眼球的影像。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的眼球追跡裝置，其中該承載框架包括至少一框體，而該框 體包括一第一半框件與一第二半框件，該第一半框件與該第二半框件相連而圍繞一框口， 該影像擷取單元與該光學(xué)組件分別位于該第一半框件與該第二半框件。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的眼球追跡裝置，其中該承載框架更包括一結(jié)合件，該結(jié)合 件連接該框體，并用于與一鏡架結(jié)合。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的眼球追跡裝置，其中該承載框架包括一鏡框與一對鏡腳， 所述鏡腳連接該鏡框，該發(fā)光源、該分光元件與該影像擷取單元皆固定于該鏡框，當(dāng)該鏡架 被配戴時(shí)，該發(fā)光源、該分光元件與該影像擷取單元皆位于該眼球與該鏡框之間。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的眼球追跡裝置，其中該入射光與所述多條出射光皆為紅外 光。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的眼球追跡裝置，其中該分光元件為棱鏡或棱鏡片。
22. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的眼球追跡裝置，其中該分光元件包括一導(dǎo)光件，該導(dǎo)光件 具有一出射面、一入射面、一底面以及多個(gè)分光部，該入射面連接在該出射面與該底面之 間，且該出射面相對于該底面，所述多個(gè)分光部位于該底面，該入射光從該入射面進(jìn)入該導(dǎo) 光件，而所述多個(gè)分光部反射該入射光，并將該入射光分成所述多條出射光，所述多條出射 光從該出射面出射。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的眼球追跡裝置，其中該導(dǎo)光件還具有一傾斜面，該傾斜面 連接在該出射面與該底面之間，并相對于該入射面，該傾斜面與該出射面之間的夾角小于 該傾斜面與該底面之間的夾角。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的眼球追跡裝置，其中所述多個(gè)分光部為多個(gè)點(diǎn)狀凹孔或多 個(gè)點(diǎn)狀油墨層。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的眼球追跡裝置，其中該分光元件還包括一光輸入件，該光 輸入件具有一光輸出面以及一光輸入面，該光輸入件連接該導(dǎo)光件，而該光輸出面面對該 入射面，該入射光從該光輸入面進(jìn)入該光輸入件，并依序通過該光輸出面與該入射面，其中 該光輸出面的面積小于該光輸入面的面積。
26. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的眼球追跡裝置，其中該導(dǎo)光件與所述多個(gè)分光部的形狀皆 為條狀，該導(dǎo)光件沿著一軸線而延伸，而所述多個(gè)分光部與該軸線交錯(cuò)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的眼球追跡裝置，其中所述多個(gè)分光部為多條溝槽或多條條 狀油墨層。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的眼球追跡裝置，其中該軸線為彎曲線。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的眼球追跡裝置，其中該導(dǎo)光件的形狀為U型條。
30. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的眼球追跡裝置，其中該分光元件還包括一包覆層，該包覆 層覆蓋該底面與該導(dǎo)光件的一對側(cè)面，并且暴露該出射面，其中該對側(cè)面彼此相對，并且連 接該出射面、該入射面與該底面。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的眼球追跡裝置，其中該包覆層對應(yīng)該入射光的折射率小于 該導(dǎo)光件對應(yīng)該入射光的折射率。
32. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的眼球追跡裝置，其中該入射光對該包覆層的光反射率在 70%以上。
33. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的眼球追跡裝置，其中該眼球的影像包括所述多個(gè)亮點(diǎn)的影 像及該瞳孔的影像。
【文檔編號(hào)】G02B27/10GK104216122SQ201310249943
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月31日
【發(fā)明者】陳暉暄, 蘇文彥, 賴鴻慶 申請人:原相科技股份有限公司