[发明专利]具有眼动跟踪功能的抬头显示系统和方法

权利要求书

1.一种具有眼动跟踪功能的抬头显示系统，其特征在于包括：

图像源，用于生成目标图像；

散射屏，接收所述目标图像并将该目标图像散射至下述光栅组合器；

光栅组合器，用于衍射所述目标图像至用户的眼睛；

近红外点光源，用于发射近红外光至下述小尺寸近红外衍射光学元件；

小尺寸近红外衍射光学元件，用于将所述近红外光转换为散射光束衍射至用户的面部或眼部；以及

近红外探测器，用于接收用户的面部或眼部反射的近红外图像，该近红外图像用于辅助驾驶和调整衍射至用户眼睛的目标图像的空间位置；

其中，所述近红外点光源为小发散角的单波长近红外激光光源，该光栅组合器和小尺寸近红外衍射光学元件集成于挡风玻璃，所述小尺寸近红外衍射光学元件设置于所述光栅组合器的边缘且相较于所述光栅组合器更远离用户的位置或与所述光栅组合器间隔设置；所述小尺寸近红外衍射光学元件具有波长选择特性，所述小尺寸近红外衍射光学元件与近红外点光源相结合并利用所述小尺寸近红外衍射光学元件的波长选择特性最大化激光能量利用率，所述小尺寸近红外衍射光学元件独立于所述光栅组合器。

2.根据权利要求1所述的具有眼动跟踪功能的抬头显示系统，其特征在于所述图像源包括CRT、LCD、LED或DMD。

3.根据权利要求2所述的具有眼动跟踪功能的抬头显示系统，其特征在于所述散射屏为磨砂玻璃、磨砂纸片或全息屏。

4.根据权利要求1-3任一项所述的具有眼动跟踪功能的抬头显示系统，其特征在于所述光栅组合器包括全息光栅、微纳光栅或衍射光栅。

5.根据权利要求1-3任一项所述的具有眼动跟踪功能的抬头显示系统，其特征在于还包括处理器，用于处理所述近红外图像，分析用户是否处于疲劳驾驶状态，并对疲劳驾驶做出预警提示。

6.根据权利要求5所述的具有眼动跟踪功能的抬头显示系统，其特征在于所述处理器还用于分析用户的眼睛的高度，针对所述高度相应调整衍射至用户眼睛的目标图像的空间位置。

7.根据权利要求1-3任一项所述的具有眼动跟踪功能的抬头显示系统，其特征在于所述光栅组合器为分层堆叠结构或复用结构。

8.根据权利要求1-3任一项所述的具有眼动跟踪功能的抬头显示系统，其特征在于所述小尺寸近红外衍射光学元件为方形、圆形、矩形或梯形。

9.利用权利要求1-8任一项所述的具有眼动跟踪功能的抬头显示系统进行显示的方法，其特征在于包括以下步骤：

生成目标图像；

接收所述目标图像并将该目标图像散射至光栅组合器；

光栅组合器衍射所述目标图像至用户的眼睛；

发射近红外光至下述小尺寸近红外衍射光学元件；

小尺寸近红外衍射光学元件将所述近红外光转换为散射光束衍射至用户的面部或眼部；

近红外探测器接收用户的面部或眼部反射的近红外图像；

处理所述近红外图像，分析用户是否处于疲劳驾驶状态，并对疲劳驾驶做出预警提示；

分析用户的眼睛的高度，针对所述高度相应调整衍射至用户眼睛的目标图像的空间位置。