[发明专利]一种近眼显示装置

说明书

本申请涉及一种宽近眼显示装置，包括第一输入耦合器、第一输出耦合器、第二输入耦合器、第二输出耦合器、图像加载器、红外探测器及光波导。通过将衍射光学元件与光波导组合代替传统的光学系统，目标图像与携带人眼信息的红外光信号共用同一光路，构建一套基于红外眼动跟踪功能的近眼显示装置，实现紧凑、体积小、重量轻、集成化、效率高的目的。

技术领域

本申请涉及显示技术领域，特别涉及一种近眼显示装置。

背景技术

近眼显示是观察者在看外界真实物体的同时，叠加在真实环境中的图像或者数据等信息也可被观看，因此被广泛应用于各个领域，尤其在军事及消费领域。

常见的近眼显示技术解决方案包括自由形式棱镜方案、可变形反射镜方案、投影系统方案、全息投影方案和全息波导方案。

眼动追踪技术有三种类型：一种是根据眼球特征的变化进行跟踪，二是根据虹膜角度的变化进行跟踪，三是主动将红外线投射到虹膜上用于提取特征。其中，红外投射的方式具有很大的优势，特别是在识别精度方面。近年来，将眼动追踪应用于近眼显示设备的趋势变得更加明显，因为该方法使用眼睛注视而不是传统的手动交互，这可以显着提高抬头性能并为用户提供新的交互式体验。

眼动追踪和近眼显示技术的发展先前已在各个层面进行了探索。许多科技公司，如MagicLeap，Lumus，Oculus，谷歌和微软，已经推出了具有眼动追踪功能的近眼显示设备。然而，这些设备的眼睛跟踪模块独立于成像模块，这将使设备体积庞大且缺乏便携性。

发明内容

本申请提供一种近眼显示装置，至少解决现有技术中存在的至少一个问题。

为解决上述问题，第一方面，本申请实施例提供一种近眼显示装置，包括第一输入耦合器、第一输出耦合器、第二输入耦合器、第二输出耦合器、图像加载器、红外探测器及光波导；

所述第一输入耦合器用于将所述图像加载器输入的目标图像传输进所述光波导；

所述第一输出耦合器用于将经过所述光波导传播后的所述目标图像输出；

所述第二输入耦合器用于将携带有人眼信息的红外光传输进所述光波导；

所述第二输出耦合器用于将经过所述光波导传播后的所述携带有人眼信息的红外光输出；

所述红外探测器用于接收所述携带有人眼信息的红外光，并根据所述人眼信息调整所述图像加载器输入的目标图像位置；

其中，所述目标图像和所述红外光在同一光波导中共用光路传输。

进一步，所述人眼信息包括虹膜特征、角膜特征中的任一种。

进一步，所述第二输入耦合器和第一输出耦合器共用同一耦合器。

进一步，所述第二输入耦合器位于所述第一输出耦合器四周。

进一步，所述第一输出耦合器和所述第二输入耦合器相邻设置。

进一步，所述第一输入耦合器、第一输出耦合器、第二输入耦合器和第二输出耦合器均为体全息光栅。

进一步，所述近眼显示装置还包括红外光源，所述红外光源入射角度根据所述体全息光栅的记录光波长和角度、再现光波长确定。

进一步，所述第一输入耦合器和第一输出耦合器分别与第二输入耦合器和第二输出耦合器的光栅矢量不同。

进一步，所述光波导的厚度为2mm至5mm，所述光波导的材料包括光学玻璃。

进一步，所述体全息光栅的材料包括卤化银、光致聚合物、重铬酸明胶、光致抗蚀剂、光折变晶体中的任一种。