AR/VR方案推荐丨眼神、表情、微手势,解锁空间计算交互密码

来源:ams OSRAM(艾迈斯欧司朗)

发布时间:2026-03-05

空间计算时代,最自然的交互方式是什么?是你的眼神、表情和微手势。随着AR、VR及智能眼镜的加速演进,对这些行为的精准感知正从“加分项”变为“标配”。




艾迈斯欧司朗行业领先的红外发射器与传感器解决方案,为下一代空间计算设备注入高维交互能力。


视线即指令:高精度眼动追踪实现注视点渲染,显著降低算力负载与系统功耗;

表情秒同步:实时面部捕捉驱动超写实数字人,增强社交与专业场景的沉浸感;

手势更灵敏:细微手部动作的精准识别,支持隔空操作,交互如臂使指。







眼动追踪    



摄像头方案原理及核心组件



基于摄像头方案的眼动追踪,核心是红外(IR)照明模块与CMOS全局快门图像传感器的协同运作,为高精度眼部动态捕捉提供支撑。




红外照明模块(LED或VCSEL)工作于不可见红外光谱段,避免对人眼造成视觉干扰;传感器捕捉经眼部反射的光线,通过对瞳孔/光斑(glint)的特征分析完成定位检测。


相较于传统的卷帘快门传感器,全局快门图像传感可避免伪影问题,同时支持超短曝光时间,有效降低运动模糊,实现高帧率、高精度的眼部信号采集,适配多场景实时交互需求。


MIRA全局快门图像传感器:集成于可回流焊增强型红外摄像模块,尺寸极小,兼顾装配灵活性与稳定性,适配轻量化设备集成需求。

红外LED(如SFH4060 Firefly®):提供稳定红外光源,光线强度与光谱特性适配眼部反射检测,兼顾性能与人眼安全需求。

AS1181驱动器:多通道LED/VCSEL驱动器,可精准匹配全局快门传感器的超短脉冲需求;内置单一故障容错监控功能,在各类工况下严格保障眼部安全,提升系统可靠性。


该组件方案兼顾精度、安全性与集成性,可快速落地于AR、VR等对眼动追踪有高要求的场景,助力产品实现性能升级。






眼动追踪    



光电传感器方案原理及核心组件



针对智能眼镜等需全天候佩戴、对功耗极度敏感的应用场景,基于光电二极管的方案更具适配优势。




光电传感器通常集成了LED、光电二极管、LED驱动器及带数字控制读取功能的模拟前端。其核心工作逻辑为:红外LED发射短脉冲光线,光电二极管精准检测光线在角膜与巩膜上的反射信号,并通过模拟前端进行处理转换输出电信号。


TMD2636接近光传感器:适配紧凑型的集成需求,兼顾低功耗与检测稳定性。


整体而言,摄像头方案精度更优,可输出完整图像信息,支撑复杂场景检测;但对应功耗与算力需求较高,适配对性能有极致追求的设备。


而光传感方案具有超低功耗、结构紧凑及高成本效益的核心优势,精度可充分满足多数智能眼镜类应用的实际需求,适配轻量化可穿戴场景。






面部追踪与虚拟化身    



方案优势及应用场景



面部追踪技术通过捕捉并重构面部几何特征与动态表情,为虚拟化身提供逼真驱动。


在VR/AR场景中,艾迈斯欧司朗高帧率、低延迟且稳健的照明加传感方案,是实现社交互动、远程临场感及协作过程中表情一致性传输的关键前提,将直接影响用户的使用体验。


- 交互优化:基于视线(Eyegaze)的UI交互设计,实现精准的界面选择与导航,简化操作逻辑。

- 效能提升:注视点渲染技术可精准分配算力,有效降低系统处理负载与功耗,延长设备续航。

- 安全舒适:不可见的红外照明可避免视觉干扰,提升沉浸感;搭配眼部安全驱动器,即便在故障工况下也能保障佩戴安全。

- 功能扩展:眼球运动信号可作为潜在的生命体征监测指标,为医疗健康、疲劳监测等提供参考。

- 设计适配:微型化模块设计,可完美适配紧凑型头显与智能眼镜的结构需求,不影响产品便携性。

- 安全合规:近眼红外光源在限定的眼部安全阈值下运行,配合具备单一故障容错监控功能的多通道驱动器,故障工况下仍安全合规。


艾迈斯欧司朗眼动、面部和手部识别追踪应用框图,展示XR设备中眼动与面部追踪的可用硬件架构。点击下图可进入网页查阅更多细节。






FAQ    



常见问题解答




     

     
VR/AR中的眼动追踪是?    


利用红外照明和传感器捕捉眼球视线,用以实现用户界面交互、注视点渲染,以及新兴的生命体征监测。



     

     
为何选全局快门传感器?    


避免卷帘快门伪影问题,能精准捕捉高速眼球运动,并支持与红外脉冲照明同步的超短曝光。



     

     
摄像头与光电传感的区别    


摄像头方案精度高且可提供完整图像背景,但功耗偏高;

光电传感方案低功耗、小尺寸,性能可满足多数智能眼镜设计需求。



     

     
如何确保人眼安全?    


采用具备单一故障容错监控的多通道驱动器,将红外输出严格限定在监管安全阈值内,确保故障发生时仍安全合规。



     

     
适用的组件推荐    


MIRA全局快门图像传感器、SFH4060 Firefly®红外LED、AS1181 LED/VCSEL驱动器、TMD2636接近光学传感器等。


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