蘋果的MEMS眼動追蹤技術

本文為https://zhuanlan.zhihu.com/p/21341611?refer=MEMSNEMS的續篇，主要介紹蘋果的眼動追蹤技術。

下面介紹MEMS眼球追蹤技術一項來自蘋果專利（微型眼動追蹤系統與方法US 20150238079 A1）。

該蘋果專利為可使用與移動端的微型眼動追蹤系統與方法。其專利介紹如下：

本發明公開了一種微型眼動跟蹤系統，包括一個攝像頭，一個微機電系統（MEMS）設備和處理器。相機像拍攝眼睛的圖像。該MEMS裝置控制相機的視角方向。處理器接收來自相機的眼睛的圖像，確定相機圖像內的眼睛的位置，並控制MEMS以保持相機指向眼睛。在另一個實例中，該MEMS裝置控制相機的可調焦距。該處理器確定了眼睛圖像的聚焦狀況，控制該MEMS以保持所需的聚焦條件。在另一個實例中，該MEMS控制可調相機變焦。該處理器確定眼睛圖像在整體相機圖像中的大小，然後控制該MES以保持眼睛圖像在整體相機圖像內的所需大小。

圖示為蘋果基於MEMS的眼動追蹤示意圖。

由於MEMS驅動器極小（可從0.1微米至幾個微米），可以直接集成到應用於手機等移動端的微型眼動追蹤系統中。圖14展示了一個採用MEMS驅動器對攝像頭進行移動/轉動來控制拍攝的例子。主要原理為採用兩個MEMS驅動器（1405a和1405b）連接平台（底座）和攝像機及鏡頭。兩個MEMS驅動器中，一個連接在攝像機一側來產生水平方向的移動，另一個連接在底部或頂部來產生垂直方向的移動。

專利中並沒有特地指出採用何種MEMS驅動器，專利更側重於構建這樣一個系統。實際MEMS中有非常多的方法可以實現伸縮。MEMS常用的伸縮結構有彈簧spring，spring大部分屬於被動器件。主動伸縮的話可以通過熱膨脹（加熱之後物體膨脹，例子有雙晶片）、壓電效應（加電之後產生力以及相應的位移）或靜電驅動（通過靜電力產生位移）。

MEMS的一些微型彈簧結構。

MEMS中一些主動位移結構

可以想像，蘋果採用MEMS對攝像頭/透鏡進行偏轉將是類似於之前提到的進行光線偏轉反射的微鏡結構，如下圖所示。其微鏡可同通過控制其支撐不同的長度對其偏轉。

參考鏈接：

https://en.wikipedia.org/wiki/Eye_tracking

http://www.digitaltrends.com/cool-tech/the-eye-tribe/

http://www.7invensun.com/news/company/118.html

http://www.biopac.com/curriculum/l10-electrooculogram-i/

http://www.tcp-ip.top/?p=152

http://www.guokr.com/question/423503/

http://www.patentsencyclopedia.com/app/20150238079#ixzz4Bt8NIgsT

http://www.patentsencyclopedia.com/app/20150238079#ixzz4Bt4jbtNw

http://tech.ifeng.com/a/20151118/41508570_0.shtml

http://www.kejixun.com/article/201511/137125.html

http://t.qianzhan.com/mob/detail/151118-8aeddadb.html

http://www.iphone7updates.org/iphone-7-eye-tracking-could-be-apples-new-patent/2394/

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