21.08.2017

Infrarot-LED fĂŒr Eye-tracking System in VR-Brille

Mit einem Eye-Tracking Headset gibt das japanische Start-up FOVE Virtual Reality Nutzern eine neue Form der Interaktion an die Hand. ChipLED von Osram Opto Semiconductors liefern das infrarote Licht, mit dessen Hilfe die Blickrichtung und Augenbewegungen der Nutzer nachverfolgt werden.


ChipLED SFH 4053

TOPLED SFH 4253. Bilder: Osram

FOVE ist ein High-End Virtual Reality System. Das geschlossene Headset schottet die Nutzer von ihrer Umgebung ab. Um ein authentisches virtuelles Erlebnis zu bieten, beobachten Sensoren die Nutzer und integrieren deren Standort sowie deren Bewegungen in das virtuelle Geschehen.

 

Mit Eye-Tracking kommt nun eine neuartige Art der Interaktion mit der virtuellen RealitĂ€t hinzu: Die Nutzer können ihren Blick auf Objekte richten und sie so anwĂ€hlen oder bewegen. Sie können Augenkontakt mit Personen in der virtuellen RealitĂ€t aufnehmen oder Aktionen anstoßen, indem sie einen bestimmten Punkt ins Visier nehmen.

 

DarĂŒber hinaus ermöglicht Eye-Tracking das sogenannte foveated rendering. Das ist ein Verfahren, um die Anforderungen an die Rechenleistung und die Grafikkarten eines VR-Systems zu senken. Dabei wird die Auflösung der gezeigten Szenerie auf Basis der Blickrichtung der Nutzer angepasst. Bereiche im Blickfeld der Spieler werden hochaufgelöst dargestellt, wĂ€hrend die Peripherie mit geringerer Auflösung gerechnet wird.

 

Eye-tracking Systeme beleuchten die Augen der Nutzer mit infrarotem Licht und erfassen die reflektierte Strahlung mit einem infrarotempfindlichen Kamerasensor. Spezielle Algorithmen berechnen daraus die Blickrichtung und die Augenbewegungen der Nutzer. Um ein solches System in einem Headset zu realisieren, werden mehrere Infrarot-LED um die zwei Linsen herum montiert. FOVE nutzt dafĂŒr die 0,5 mm x 1,0 mm x 0,45 mm kleine ChipLED SFH 4053 von Osram Opto Semiconductors. Ihre WellenlĂ€nge von 850 nm passt zu der spektralen Empfindlichkeit des Kamerasensors und ihr Abstrahlwinkel von +-70° stellt sicher, dass der Augenbereich gleichmĂ€ĂŸig ausgeleuchtet ist.

 

FOVE nutzt außerdem Infrarot-Sensorik, um die Position und die Bewegungen der Nutzer zu beobachten. Diese werden dann in das virtuelle Geschehen integriert. Mehrere Topled SFH 4253 von Osram sind dafĂŒr um das Headset herum angebracht. Sie erzeugen ein Muster von infraroten Lichtpunkten, das von einer Kamera registriert und beobachtet wird, um daraus die Bewegungen der Nutzer zu ermitteln. Mit 850 nm WellenlĂ€nge passt die SFH 4253 zu der spektralen Empfindlichkeit des Fotosensors. Auch die Abstrahlcharakteristik und die GehĂ€usegeometrie des Senders entsprechen den Anforderungen der Anwendung.


 


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