[发明专利]眼睛跟踪系统

权利要求书

1.一种系统，包括：

头戴式显示器(HMD)，所述HMD被配置为显示用于由用户观看的视觉内容，其中所述HMD包括：

至少一个显示屏，所述至少一个显示屏被配置为显示用于由所述用户观看的视觉内容的帧；

左目镜和右目镜，所述左目镜和所述右目镜位于所述至少一个显示屏与所述用户的左眼和右眼之间，其中每个目镜包括一个或多个光学透镜；

一个或多个红外光源，所述一个或多个红外光源被配置为朝向所述用户的眼睛发射红外光；

左红外相机和右红外相机；

左衍射光栅和右衍射光栅，所述左衍射光栅和所述右衍射光栅位于所述左目镜和所述右目镜中的所述一个或多个光学透镜中的一个光学透镜的表面上，其中所述左衍射光栅和所述右衍射光栅被配置为分别朝向所述左红外相机和所述右红外相机衍射从所述用户的眼睛返回的红外光；并且

其中所述左红外相机和所述右红外相机被配置为捕获所述红外光的由所述左衍射光栅和所述右衍射光栅衍射的一部分以生成所述用户的眼睛的图像。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述左红外相机和所述右红外相机被定位在所述至少一个显示屏的外边缘处或附近，并且其中所述左衍射光栅和所述右衍射光栅是被配置为朝向所述左红外相机和所述右红外相机重定向从所述用户的眼睛返回的红外光的透射式衍射光栅。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述左红外相机和所述右红外相机被配置为在佩戴所述HMD时定位在所述用户的面部的侧面处，并且其中所述左衍射光栅和所述右衍射光栅是被配置为朝向所述左红外相机和所述右红外相机反射从所述用户的眼睛返回的红外光的反射式衍射光栅。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述左红外相机和右红外相机包括使所述用户的左眼成像的至少一个相机以及使所述用户的右眼成像的至少一个相机。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述衍射光栅被实现为施加到所述一个或多个光学透镜中的一个光学透镜的表面的全息膜。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述衍射光栅被实现为附接到所述一个或多个光学透镜中的一个光学透镜的表面的光热反射玻璃，或者被实现为在眼睛跟踪波长下具有不匹配的折射率的表面起伏光栅。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述衍射光栅位于其上的所述光学透镜的表面是平坦表面。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述衍射光栅位于其上的所述光学透镜的表面是曲面。

9.根据权利要求1所述的系统，还包括控制器，所述控制器包括一个或多个处理器，其中所述控制器被配置为：

从所述左红外相机和所述右红外相机获得所述用户的眼睛的所述图像；

分析所述用户的眼睛的所述图像以确定眼睛跟踪信息；以及

渲染所述帧以供所述至少一个显示屏显示。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述眼睛跟踪信息包括眼睛位置、眼睛运动或瞳孔扩张中的一者或多者。

11.根据权利要求1所述的系统，还包括一个或多个可见光相机，所述一个或多个可见光相机被配置为捕获所述用户的环境的视图，其中所述视觉内容包括合成到所述用户的环境的所述视图中的虚拟内容，以将增强或混合现实视图提供给所述用户。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述视觉内容包括虚拟内容以将虚拟现实视图提供给所述用户。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述左目镜和所述右目镜被配置为在所述目镜的光学无限远处或附近的距离处形成由所述至少一个显示屏显示的所述帧的虚拟图像。