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欧司朗光电半导体公司公布视线跟踪技术领域的新发展

功能强大的计算机芯片、高效的红外LED和现代相机传感器现在能够让先前复杂的视线跟踪系统适于消费类应用。这些系统让器件能够检测用户的眼球运动,识别用户下一步想要做什么。与既定的输入法相结合,视线跟踪在人与机器之间开辟了丰富的直观互动。


视线跟踪系统检测人的眼球运动和视线方向。它们最初是为市场调研、行为分析和可用性研究开发的。它们也曾经一度用于帮助那些不再使用双手来操作电脑的人。许多这样的系统使用红外线来照亮用户的眼睛,用照相机拍摄照片,通过图像数据计算眼球运动。这样的系统需要专用的高品质照相机、光源和软件。有时,还需要添加硬件加速器来处理大量图形数据。如今,功能极为强大的芯片、紧凑型相机传感器和现代化大功率LED让我们能够将视线跟踪功能集成到消费类器件之中,例如智能手机。而且,在许多装置中,相机传感器和红外光源已用于实现其它功能,例如面部识别或虹膜识别。现在需要的只是合适的软件来将视线跟踪作为一种附加功能集成到器件之中。


这些现代视线跟踪系统基于用于照亮眼睛的红外LED(IRED)和用于记录眼睛反射的光的高分辨率相机传感器。图像处理算法获取这些原始数据,计算瞳孔的位置。借助于参照物的位置方面的信息,例如屏幕,专用软件能够准确地确定用户在看向何处。红外照明保证虹膜和瞳孔之间存在必要的反差,无论眼睛的颜色如何,特别是在黑暗中或者屏幕背景很亮时。


这种系统的量程目前可达一米。对于智能手机和平板电脑,典型工作距离为30厘米,台式计算机约为60厘米。屏幕的分辨率与眼睛的光栅尺寸相对应,平板电脑约为1厘米,计算机约为2厘米。使用的IRED数量和发射器与照相机的具体布置取决于应用类型,换句话说就是工作距离和覆盖的区域大小。设置也会因使用的视线跟踪软件的不同而异,因为设计尺寸取决于算法可靠地检测瞳孔方向的能力。一般来说,发射器和相机传感器必须按一定角度布置,相互分隔一定距离,方能避免眼镜发出的眩光或者眼睛直接将光反射到传感器上。距离越大,信号质量越好,用户与设备之间的最佳距离选择越灵活。


对于这样的应用,欧司朗开发了Oslon Black系列,并且利用SFH 4715A实现了48%的效率纪录。850nm发射器在1 A电流下通常能够提供770mW的光输出,是该工作电流下目前最高效的IRED。堆栈版本能够实现更高的输出,每块芯片提供2个发射中心,采用nanostack技术。在1 A电流下,SFH 4715AS通常产生1340mW的光。目前提供两种版本,发射角分别为90°和150°,涵盖不同的设计。Oslon Black版在1 A电流下的光输出为990mW,特别适于充当940nm光源。Oslon Black的一个突出特征是元件高度小,仅2.3mm。因此,本IRED不仅适于现在的智能电话,而且也适于新一代设备,尽管设备变得越来越薄。