特表 2023-547310 低コヒーレンス干渉法を用いたヘッドマウントデバイスにおけるアイトラッキング用のシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-11-10

(54)【発明の名称】低コヒーレンス干渉法を用いたヘッドマウントデバイスにおけるアイトラッキング用のシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 3/10 20060101AFI20231102BHJP

   A61B 3/113 20060101ALI20231102BHJP

【ＦＩ】

A61B3/10 100

A61B3/113

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023516119

(86)(22)【出願日】2021-10-23

(85)【翻訳文提出日】2023-04-19

(86)【国際出願番号】 US2021056374

(87)【国際公開番号】W WO2022093656

(87)【国際公開日】2022-05-05

(31)【優先権主張番号】63/105,867

(32)【優先日】2020-10-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/228,634

(32)【優先日】2021-04-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】515046968

【氏名又は名称】メタ プラットフォームズ テクノロジーズ， リミテッド ライアビリティ カンパニー

【氏名又は名称原語表記】ＭＥＴＡ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ， ＬＬＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】シャルマ、ロビン

(72)【発明者】

【氏名】フィックス、アレクサンダー

(72)【発明者】

【氏名】エル－ハダッド、モハメド

(72)【発明者】

【氏名】ジル、マルク オレール

(72)【発明者】

【氏名】ウェイ、グオホワ

【テーマコード（参考）】

4C316

【Ｆターム（参考）】

4C316AA01

4C316AA09

4C316AA21

4C316AB04

4C316AB11

4C316FA19

4C316FB21

4C316FC04

(57)【要約】

干渉計を備えるアイトラッキングシステムが提供される。該システムは、さらに、光ビームを前記干渉計からユーザの眼に向けるように構成されている放出部とレンズとを備える。ベゼル領域が、前記レンズに隣接する。そして、前記放出部は、前記レンズに隣接して配置されているか、又は前記レンズ上に配置されている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アイトラッキングシステムであって、
干渉計と、
光ビームを前記干渉計からユーザの眼に向けるように構成されている放出部と、
レンズと、
前記レンズに隣接したベゼル領域と、を備え、
前記放出部は、前記レンズに隣接して配置されているか、又は前記レンズ上に配置されている、アイトラッキングシステム。

【請求項2】

前記干渉計は、検出器と、参照経路と、ビームスプリッタと、ビーム整形素子と、を備える、請求項１に記載のアイトラッキングシステム。

【請求項3】

前記参照経路は、約１００ｍｍ未満と、約８０ｍｍ未満と、約５０ｍｍ未満と、約２５ｍｍ未満と、約１０ｍｍ未満と、の長さから成る群から選択された長さを有する、請求項２に記載のアイトラッキングシステム。

【請求項4】

前記干渉計は、前記ビームスプリッタからの前記光ビームを出力するように構成されている、請求項２に記載のアイトラッキングシステム。

【請求項5】

ヘッドセットをさらに備え、前記ヘッドセットは、前記レンズと、前記ベゼル領域と、を備える、請求項１に記載のアイトラッキングシステム。

【請求項6】

前記干渉計は、空間的にコヒーレントな光源を備える、請求項１に記載のアイトラッキングシステム。

【請求項7】

前記干渉計は、ビームステアリングのために構成されている走査機構を備える、請求項１に記載のアイトラッキングシステム。

【請求項8】

別の光ビームを放出するように構成されている別の干渉計をさらに備える、請求項１に記載のアイトラッキングシステム。

【請求項9】

前記光ビーム及び前記別の光ビームのそれぞれの光軸が、ほぼ平行である、請求項８に記載のアイトラッキングシステム。

【請求項10】

前記光ビーム及び前記別の光ビームのそれぞれの光軸が、互いに対して傾けられている、請求項８に記載のアイトラッキングシステム。

【請求項11】

補足情報を提供するように構成されているセンサとカメラとのうちの一方をさらに備える、請求項１に記載のアイトラッキングシステム。

【請求項12】

ａ）前記センサを備える場合、前記センサは、自己混合干渉法に基づいて軸方向の測距を実施するように構成されているか、
ｂ）前記センサを備える場合、前記センサはハイブリッドなアイトラッキングシステムとして動作するように構成されている、
請求項１１に記載のアイトラッキングシステム。

【請求項13】

アイトラッキングシステムを用いてユーザの眼をトラッキングする方法であって、
前記眼上の所定のエリアに対して１回以上の干渉測定を行う工程と、
前記眼の前眼部、網膜、又はそれらの組み合わせについて１回以上の深さプロファイル測定を行う工程と、
前記１回以上の干渉測定の結果と前記１回以上の深さプロファイル測定の結果との組み合わせに基づいて、観測された深さと、眼球モデルの１つから又は機械学習アルゴリズムによって算出された深さとの間の差を最小化することによって、前記眼の位置及び方向の推定結果を決定する工程と、
複数の前記測定の結果を時間空間的にフィルタリングして、異なる時間及び前記眼の異なるダイナミクスを組み込む工程と、を備える、方法。

【請求項14】

ａ）複数の前記測定の結果から位相情報を取得する工程をさらに備えるか、又は、
ｂ）較正プロトコルにおいて複数の前記測定の結果を結合して、グランドトゥルースな眼球モデルを生成する工程をさらに備え、
ａ）の場合、
ｉ）前記位相情報に基づいて高分解能の変位及び軸方向速度を算出する工程をさらに備えるか、又は、
ｉｉ）前記アイトラッキングシステムの性能を向上させるように、１つ以上の計算フィルタを動作させる工程をさらに備える、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

光源をさらに備え、前記光源は、垂直共振器型面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）と、スーパールミネッセンスＬＥＤ（ＳＬＥＤ）と、複数のＳＬＥＤからなるアレイと、波長可変レーザと、複数の波長可変レーザからなるアレイと、から成る群から選択され、この場合随意で、前記光源と、検出器と、干渉計と、光入出力カプラとが、フォトニック集積回路に集積されている、請求項１に記載のアイトラッキングシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、フォトニック集積回路を用いたアイトラッキングに関する。より詳細には、本開示は、低コヒーレンス干渉法を用いたヘッドマウントデバイスにおけるアイトラッキング用のシステム及び方法に関する。そうしたシステム及び方法の用途は、限定でなく例として、意図推定と、認知負荷の推定と、ヘルスモニタリング（健康管理）と、を含む。

【背景技術】

【0002】

現行のヘッドマウントアイトラッキングセンサは、二次元の複数のランドマーク点の反射（グリントと呼ばれる）に、主として依存する。これらのグリントの形状及び分布は、照明構成と対象の眼の幾何学形状とに依存する。係るアプローチは、一般的に、照明及び検出のための様々な電子部品を必要とし、また、眼及びグリントを撮像するために二次元センサを利用する。係るアプローチは、眼に対する各グリントの座標を見出すために、さらに、画像処理に依存する。

【0003】

典型的なグリントベースのトラッキング方法及びシステムは、不正確なアイトラッキング結果を提供し得る。係る欠点は、典型的なグリント推定において用いられる過度に簡略化された眼球モデルと、重複しているグリントを測定する場合に遭遇されることになる曖昧さと、測定結果の周囲光に対する影響の受けやすさと、から生じる。そのように、様々な環境条件において、そして人口の大多数について、高い精度で動作するグリントベースのトラッカーを設計するという課題が存在する。

【発明の概要】

【0004】

本発明によれば、アイトラッキングシステムであって、干渉計と、光ビームを前記干渉計からユーザの眼に向けるように構成されている放出部と、レンズと、前記レンズに隣接したベゼル領域と、を備え、
前記放出部は、前記レンズに隣接して配置されているか、又は前記レンズ上に配置されている、アイトラッキングシステムが提供される。

【0005】

好ましくは、前記干渉計は、検出器と、参照経路と、ビームスプリッタと、ビーム整形素子と、を備える。
好ましくは、前記参照経路は、約１００ｍｍ未満と、約８０ｍｍ未満と、約５０ｍｍ未満と、約２５ｍｍ未満と、約１０ｍｍ未満と、の長さから成る群から選択された長さを有する。

【0006】

好ましくは、前記干渉計は、前記ビームスプリッタからの前記光ビームを出力するように構成されている。
好ましくは、前記アイトラッキングシステムは、ヘッドセットをさらに備え、前記ヘッドセットは、前記レンズと、前記ベゼル領域と、を備える。

【0007】

好ましくは、前記干渉計は、空間的にコヒーレントな光源を備える。
好ましくは、前記干渉計は、ビームステアリングのために構成されている走査機構を備える。

【0008】

好ましくは、前記アイトラッキングシステムは、別の光ビームを放出するように構成されている別の干渉計をさらに備える。
好ましくは、前記光ビーム及び前記別の光ビームのそれぞれの光軸は、ほぼ平行である。

【0009】

好ましくは、前記光ビーム及び前記別の光ビームのそれぞれの光軸は、互いに対して傾けられている。
好ましくは、請求項１に記載のアイトラッキングシステムは、補足情報を提供するように構成されているセンサとカメラとのうちの一方をさらに備える。

【0010】

好ましくは、前記センサを備える場合、前記センサは、自己混合干渉法に基づいて軸方向の測距を実施するように構成されている。
好ましくは、前記センサを備える場合、前記センサはハイブリッドなアイトラッキングシステムとして動作するように構成されている。

【0011】

本発明のさらなる態様において、アイトラッキングシステムを用いてユーザの眼をトラッキングする方法であって、前記眼上の所定のエリアに対して１回以上の干渉測定を行う工程と、前記眼の前眼部、網膜、又はそれらの組み合わせについて１回以上の深さプロファイル測定を行う工程と、前記１回以上の干渉測定の結果と前記１回以上の深さプロファイル測定の結果との組み合わせに基づいて、観測された深さと、眼球モデルの１つから又は機械学習アルゴリズムによって算出された深さとの間の差を最小化することによって、前記眼の位置及び方向の推定結果を決定する工程と、複数の前記測定の結果を時間空間的にフィルタリングして、異なる時間及び前記眼の異なるダイナミクスを組み込む工程と、を備える、方法が提供される。

【0012】

好ましくは、該方法は、複数の前記測定の結果から位相情報を取得する工程をさらに備える。
好ましくは、該方法は、前記位相情報に基づいて高分解能の変位及び軸方向速度を算出する工程をさらに備える。

【0013】

好ましくは、該方法は、前記アイトラッキングシステムの性能を向上させるように、１つ以上の計算フィルタを動作する工程をさらに備える。
好ましくは、該方法は、較正プロトコルにおいて複数の前記測定の結果を結合して、グランドトゥルースな眼球モデルを生成する工程をさらに備える。

【0014】

好ましくは、前記アイトラッキングシステムは、光源をさらに備え、前記光源は、垂直共振器型面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）と、スーパールミネッセンスＬＥＤ（ＳＬＥＤ）と、複数のＳＬＥＤからなるアレイと、波長可変レーザと、複数の波長可変レーザからなるアレイと、から成る群から選択され、この場合随意で、前記光源と、検出器と、干渉計と、光入出力カプラが、フォトニック集積回路に集積されている。

【0015】

本明細書に取り上げられる実施形態は、上記の問題及び当技術分野で知られる他の問題を解決するか、又は軽減するのに役立つ。例えば、本明細書に取り上げられる実施形態のうちの１つ以上は、３次元センシングを可能にする低コヒーレンス干渉法を提供して、高い干渉ゲインにより、より高いＳＮ比（ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏｓ）をもたらす。さらに、いくつかの実施形態では、低コヒーレンス干渉法によって、約１０μｍ未満の軸方向の分解能の眼表面の分析が可能になる。

【0016】

実施形態は、さらに、周囲光の影響が小さい測定結果を提供する。その上、３次元情報が較正プロトコルに影響力を及ぼして、システムの総合的な精度を非常に向上させることが可能な眼球モデルを生成してよい。実施形態は、さらに、用途（意図推定、認知負荷の推定、及びヘルスモニタリング等）のために貴重な信号と測定結果とを提供することが可能なサッカード及びマイクロサッカードの高速トラッキングを可能にするように構成されている。

【0017】

特定の状況下では、一実施形態は、干渉計を備えるアイトラッキングシステムを提供する。該システムは、さらに、光ビームを前記干渉計からユーザの眼に向けるように構成されている放出部とレンズとを備える。ベゼル領域が、前記レンズに隣接して、前記放出部は、前記レンズに隣接して配置されているか、又は前記レンズ上に配置されている。

【0018】

本開示のさらなる特徴及び利点と、様々な実施形態の構造及び動作とは、添付の図面に関して下記に詳細に説明される。なお、本開示は、本明細書に説明される特定の実施形態に限定されない。そうした実施形態は、例示目的のみのために本明細書に示される。追加の実施形態は、本明細書に含有する教示に基づいて（複数の）関連技術の当業者らにとって明白であり得る。

【0019】

下記の詳細な説明と共に、添付の図面は、本開示に示される様々な態様及び／又は原理を説明するとともに実証することに加えて、いくらかの実施形態を示す。添付の図面及び簡単な説明は、当業者が本開示に示される様々な態様及び／又は原理を実行することを可能にするように提供される。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本開示の様々な態様における、掃引型光源ベースの干渉計を示す図。

【図2】本開示の様々な態様における、軸方向の測定スキームを示す図。

【図3】本開示の様々な態様における、アセンブリを示す図。

【図4】本開示の様々な態様における、アイトラッキングシステムを示す図。

【図5】本開示の様々な態様における、方法を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

実施形態は、添付の図面に関してより詳細に下記に説明され得る。下記の詳細な説明は、本明細書に説明される方法、装置、及び／又はシステムとそれらの改変形態とを読者が包括的に理解することを援助するように設けられている。従って、様々な改変形態と、本明細書に説明された方法、装置、及び／又はシステムの均等物とは、当業者らにとって明白であり得る。周知の機能及び製造の説明は、明快さ及び簡潔さを増加させるために省略されてよい。

【0022】

本明細書に取り上げられる実施形態は、干渉法とイメージセンシング等の他のセンシングモダリティとに依存する干渉計ベースのシステムか、又はハイブリッドシステムを含んでよい。実施形態は、一般的に、集積光源を備え得るフォトニック集積回路を備える。非限定的な一実装形態では、掃引型光源ベースのシステムであってよい。

【0023】

具体的には、例示的なシステムは、掃引型光源であって、ある速度において（例えば、約１００ｋＨｚにおいて）特定の波長範囲を通じ、その出力波長の帯域幅を調整可能な掃引型光源を備える。限定によってではなく例として、波長範囲は、約５ｎｍ～約１００ｎｍであってよい。該システムは、１つ以上の光検出器を備えることが可能である。

【0024】

光源及び１つ以上の光検出器は、単一のチップ上に集積されることが可能である。光源からの光は、出力光をシステムに存在するビームスプリッタと参照経路（ａｒｍ）及びサンプル経路と様々な光検出器とに導くフォトニック回路の要素に結合されてよく、したがって、低コヒーレンス干渉計が形成されてよい。

【0025】

代替的な実装例では、上記に説明したもの等の複数の干渉計は、ガラス基板上に分配されて、空間検出システムを形成してよい。レーザーダイオード（ＬＤ）チップ及びフォトダイオード（ＰＤ）チップが、ベゼル領域に配置される（基盤周囲のフレームに埋め込まれる）か、透かして見る（ｓｅｅ－ｔｈｒｏｕｇｈ）のに最も妨げとならない縁の近くに配置される。さらに別の代替的な実装例では、フォトニック導波路スプリッタ又は光スイッチを用いることによって、単一の光源が複数の干渉計によって共有されることが可能である。

【0026】

図１は、一実施形態における、チップ１０５上の干渉計１００の実装例を示す。ビーム１０１は、光源１０３からの向きである。ビーム１０２は、サンプル１０８、あるいはこの場合においては、ユーザの眼からの反射である。光源からの光は、コリメートされてから、ビームスプリッタ１０６によって参照経路とサンプル経路とに分割される。参照経路は、ミラー１１０まで上方に向かい、反射してビームスプリッタまで戻る。サンプル１０８及び参照からの反射光はスプリッタで再結合され、干渉パターンが検出器１０７によって検出される。

【0027】

図２は、図１に示された干渉計１００のようなチップがヘッドセット２０１の視認光学系に埋め込まれている軸方向測定（Ａスキャン）スキーム２００の例を示す。この代表的なＡスキャンは、眼の主要な関心面に対応する特徴的なピークを示し、それによって、各ピークが眼の特定の深さに対応する眼の深さプロファイルを提供する。

【0028】

図３は、ヘッドセットのレンズ上、レンズベゼル上、又はそれらの組み合わせ上の干渉計チップ１００の可能な配置の様々な例のパネル３００を示す。放出されたビームは、平行であってもよく、収束してもよい（上段）。集積回路は、下段に示されているように、レンズに完全に埋め込まれているか、ベゼル／フレームに完全に配置されているか、両方の領域に分割されて導波路を介して結合されていてよい。

【0029】

図４は、図１に示されているような干渉計１００に基づいた掃引型光源ベースのシステム４００を示す。システム４００は、ヘッドセット２０１に集積されて、単一のチップ内にモノリシックに集積されることが可能なレーザーダイオードとフォトダイオードとを備えてよい。干渉計ベースのアイトラッキングシステム４００は、方向性カプラを使用する導波路ビームスプリッタを使用して実現することが可能である。入力／出力（光Ｉ／Ｏ）は、単一のチャンネルであってよい。そして、システム４００は、高い空間分解能を提供するように、ビームステアリング装置を備えてよい。

【0030】

図５は、一実施形態における方法５００を示す。方法５００は、システム４００を有するものなど、システムが仮想又は拡張現実ヘッドセットにおいて注視ベースの対話を行うために使用される例示的なプロセスである。方法５００は、ステップ５０２で始まる。ステップ５０４では、ユーザが仮想又は拡張現実ヘッドセットを装着する。そしてそのヘッドセットは、以前に説明した例示的なシステム等のアイトラッキングシステムを備えるフレームを備える。ステップ５０６では、方法５００は、システムによって、複数の測定点からの反射率の軸方向プロファイルを反映する信号を提供する工程を備えることが可能である。

【0031】

ステップ５０８では、方法５００は、後処理アルゴリズムを介して提供された信号を分析する工程を備える。そうした処理は、複数の信号のうちの１つ以上を、角膜、強膜、虹彩、水晶体、又は網膜のような眼の構造に関連付けて分類する工程を備えてよい。そうした処理は、さらに、複数の信号のうちの１つ以上を、肌又はまつ毛に関連付けて分類する工程を備えてよい。

【0032】

ステップ５１０では、方法５００は、分類された信号を所定の参照フレーム又は眼球モデルに適合させる（フィッティング）工程を備えることが可能である。ステップ５１２では、方法５００は、適合された信号と所定の参照フレーム又は眼球モデルとから、注視角及び／又は瞳孔中心を算出する工程を備えることが可能である。ステップ５１４では、方法５００は、さらに、注視角及び／又は瞳孔中心等の算出されたパラメータに基づいてヘッドセットのディスプレイ上の関心点を推測する工程を備えてよい。方法５００は、さらに、停留時間又は瞬目の数に基づいて決定する工程を備えてよい。方法は、ステップ５１６で終わる。

【0033】

本明細書に説明する複数の実施形態のうちの１つ以上は、低分解能／高分解能又は長い／短い測距用途のための動的帯域幅光干渉断層撮影（ＯＣＴ）を行うように構成されてよい。そうした構成例では、波長掃引型光源が、光源の掃引される帯域幅を動的に制御するように用いられてよい。短い帯域幅にわたって掃引することによって、軸方向の分解能が低くなる一方で、長い帯域幅にわたって掃引することによって、軸方向の分解能が高くなる。

【0034】

さらにまた、本開示の実施形態は、ハイブリッドシステムとして構成されてよい。該ハイブリッドシステムは、ＳＭＩ又は光又は音響飛行時間（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｔｉｍｅ－ｏｆ－ｆｌｉｇｈｔ）を用いた長距離かつより低分解能の路程センサと、高分解能のための低コヒーレンス干渉法とを結合したハイブリッドシステムを含んでよい。一般的に、そうしたハイブリッドシステムは、任意の路程測定センサとして機能するように構成されていてよい。

【0035】

そうした実施形態では、該ハイブリッドシステムは、参照経路の位置を動的に最適に制御することが可能なように構成されていてよい。限定によってではなく例として、一実施形態におけるＯＣＴセンサは、レンズから１２ｍｍ離れた１０ｍｍ範囲を撮像してよい。フレームが滑ったか、又はユーザが異常なアイレリーフを有する場合、係る距離は不適当であり得る。センサの低分解能かつ長距離オプションを用いて、例示的なシステムは、参照経路の長さを調節することによって、ＯＣＴセンサの１０ｍｍ範囲の出発点に対して構成されてよい。

【0036】

さらに別の実施形態では、該ハイブリッドシステムは、別々のコヒーレンス光源に基づいた運動推定及び速度推定のためのスペックルトラッキングのために構成されていてよい。これは、高コヒーレンス光源（空間的及び時間的な）を用いることにより、スペクトルから狭帯域を選択して、ＯＣＴセンサから路程測定と併せて運動を追跡（ｔｒａｃｋ）することによって達成されることが可能である。そのコヒーレント光源は、さらに、ＯＣＴ光源から非常に狭い帯域を抜き取ることによって、「合成され（ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ）」てよい。さらにまた、該システムは、路程のためのＯＣＴとの組み合わせにおける面法線のための角度感知検出器として構成されていてよい。角度感知検出器及びＯＣＴが同じ点から検出される場合、例示的なシステムは、軸方向の情報に加えて面法線についての情報をもたらすことが可能である。そしてそれによって、トラッキング精度／モデリング精度が向上し得る。

【0037】

さらに別の実施形態では、例示的なシステムは、偏光ベースのセンシングのために構成されていてよい。例えば、該システムは、別々のチャンネルにおいて直交偏光を検出するように構成されていてよい。係る構成では、該システムは、信号におけるコントラストを高めることが可能な複屈折についての情報をもたらすことが可能である。ゆえに、セグメント化及び／又は算出がより容易になる。係る構成では、該システムは、各偏光からの結合した力の比を測定することによって、局所曲率のセンシングを可能にするように構成されていてよい。例えば、ブルースター角では、ただ１つの偏光が反射して、もう１つは透過する。

【0038】

さらにまた、例示的なシステムは、ＯＣＴと併せてＳＭＩを走査するためか、又は微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）スキャナを利用してＯＣＴを走査するために構成されていてよい。係る構成では、例示的なシステムは、３Ｄ画像の形成を可能にするように構成されている。係る構成では、該システムは、フィールド内である必要がないか、又は眼に向けることさえ必要ない追加のセンサを備えてよい。係る追加のセンサは、眼鏡のアームに存在し頬骨のテンプルに向けられていて相対距離における検知が可能であり、滑り又は振動を検知するための代替物として機能することが可能である。

【0039】

一般的に、本明細書に提供される実施形態は、アイトラッキングシステムを備えてよい。該システムは、干渉計、光ビームを干渉計からユーザの眼に向けるように構成されている放出部を備えてよい。該システムは、さらに、レンズと、該レンズに隣接したベゼル領域とを備える。該放出部は、該レンズに隣接して配置されているか、又は該レンズ上に配置されている。一実装例では、該干渉計は、さらに、検出器と、参照経路と、ビームスプリッタと、ビーム整形素子と、を備える。さらにまた、一実装例では、該参照経路は約１００ｍｍ未満の長さ、約８０ｍｍ未満の長さ、約５０ｍｍ未満の長さ、約２５ｍｍ未満の長さ、又は約１０ｍｍ未満の長さであることが可能である。

【0040】

該干渉計は、ビームスプリッタから光ビームを出力するように構成されることが可能である。一実装形態では、該アイトラッキングシステムは、レンズとベゼル領域とを備えるヘッドセットを備えることが可能である。該アイトラッキングシステムは、さらに、空間的にコヒーレントな光源を備えることが可能である。該アイトラッキングシステムは、ビームステアリングのために構成されている走査機構と、上記に説明された第１の干渉計の光ビームにほぼ平行な別の光ビームを放出するように構成されている別の干渉計と、を備えることが可能である。そして、その各光ビームのそれぞれの光軸は、ほぼ平行であることが可能である。代替的な実装形態では、それらの光ビームのそれぞれの光軸は、傾けられていることが可能である。該アイトラッキングシステムは、さらに、補足情報を提供するように構成されているセンサ及びカメラを備えることが可能である。該センサは、自己混合干渉法に基づいて軸方向の測距を実施するように構成されることが可能である。

【0041】

本明細書に提供される教示に基づいたさらに別の実装形態では、該光源は、フォトニック集積回路に集積されることが可能である。該フォトニック集積回路は、フォトニック集積回路を光源と結合するように構成されている導波路及びカプラを備えることが可能である。該カプラは、グレーティングカプラ又はマイクロ光学素子であることが可能である。該干渉計は、平面のフォトニック回路とフォトニックビームスプリッタとを備えることが可能である。該フォトニックビームスプリッタは、方向性カプラであることが可能である。

【0042】

上記に説明した例示的なシステムでは、該放出部は、光ビームをユーザの眼に向けるために出力カプラを備えることが可能である。該出力カプラは、ビーム整形素子を備えることが可能である。該ビーム整形素子は、メタレンズ又は回折光学素子であることが可能である。そして、該ビーム整形素子は、メタレンズと回折光学素子とを備える。

【0043】

該参照経路は、導波路と、検出ポートを備える方向性カプラと、を備えることが可能である。該方向性カプラは、２×２、５０：５０の端部を備えることが可能である。そして、該検出器は、該方向性カプラに結合した複数の光検出器を含むことが可能である。該光検出器は、シリコンアバランシェ光検出器を含むことが可能である。そして、該光検出器は、同じチップ上に光源と集積されてよい。該システムがフォトニック集積回路を備える実装形態では、該回路は、透明基板を備えることが可能である。例えば、該基板は、さらに、ガラスであってよい。さらにまた、該システムは、該光源及び該光検出器を駆動するように構成されている電気コントローラ回路及び算出ユニットを備えることが可能である。

【0044】

さらに別の実施形態では、上記に説明したアイトラッキングシステムを用いてユーザの眼をトラッキングするための方法が提供される。該方法は、該眼上の所定のエリアに対して１回以上の干渉測定を行う工程と、該眼の前眼部、網膜、又はそれらの組み合わせについて１回以上の深さプロファイル測定を行う工程と、を備えることが可能である。該方法は、さらに、１回以上の干渉測定の結果と１回以上の深さプロファイル測定の結果との組み合わせに基づいて、観測された深さと、眼球モデル及び機械学習アルゴリズムのうちの１つから算出された深さとの間の差を最小化することによって、眼の位置及び方向の推定結果を決定する工程を備えることが可能である。

【0045】

さらにまた、該方法は、さらに、複数の測定結果を時間空間的にフィルタリングして、異なる時間及び眼の異なるダイナミクスを組み込む工程を備えることが可能である。該方法は、さらに、複数の測定結果から位相情報を取得する工程と、該位相情報に基づいて高分解能の変位及び軸方向速度を算出する工程と、を備えることが可能である。該方法は、さらに、アイトラッキングシステムの性能を向上させるように、１つ以上の計算フィルタを動作する工程を備えることが可能である。該方法は、さらに、較正プロトコルにおいて複数の測定結果を結合して、グランドトゥルースな眼球モデルを生成する工程を備えることが可能である。

【0046】

関連技術の当業者（ら）は、上記に説明した例示的な実施形態の様々な適用及び改変形態が本開示の範囲及び範囲から逸脱することなく達成されることが可能なことを容易に理解し得る。それゆえに、添付の特許請求の範囲の範囲内において、本開示の教示が本明細書に具体的に説明されるやり方以外で実施されてよいことが理解されることが可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】