[发明专利]眼球追踪光学装置、光学系统、显示装置和显示系统

权利要求书

1.一种眼球追踪光学装置，其特征在于，应用于头戴式显示设备，所述头戴式显示设备包括目镜组，所述目镜组包括面向眼睛的第一光学面；

其中，所述眼球追踪光学装置包括：

探测光光源，用于出射探测光；

导光机构，设置在所述第一光学面上，所述导光机构具有进光口和出光口，所述探测光光源的出光方向指向所述进光口，所述导光机构构造为：从所述进光口获取所述探测光，将所述探测光从所述进光口导引至所述出光口，并将所述探测光从所述出光口耦出；所述出光口的出光方向指向所述眼睛；以及

探测光采集模块，配置为获取所述眼睛对所述探测光的反射光；

其中，所述进光口和所述出光口之间的所述导光机构的长度，占所述第一光学面的口径的10％至49％之间的任一值；所述出光口与所述眼睛之间的光路的主光线，和所述目镜组的光轴之间的锐角夹角为5°至65°之间的任一值。

2.根据权利要求1所述的眼球追踪光学装置，其特征在于，所述导光机构包括：

空心柱状的导光条，所述导光条内表面镀有用于反射所述探测光的导光膜层，所述导光膜层的反射波段包括所述探测光的波段，所述进光口和所述出光口分别位于所述导光条的两端。

3.根据权利要求2所述的眼球追踪光学装置，其特征在于，

所述导光条由透明材料制成，所述导光膜层为部分透射部分反射膜，所述导光膜层的透射波段包括可见光波段。

4.根据权利要求2所述的眼球追踪光学装置，其特征在于，

所述导光条嵌入式设置在所述第一光学面上。

5.根据权利要求1所述的眼球追踪光学装置，其特征在于，

所述出光口的位置处设有透光板。

6.根据权利要求1所述的眼球追踪光学装置，其特征在于，

所述导光机构和所述探测光光源的数量均为多个，所述导光机构和所述探测光光源一一对应。

7.根据权利要求1所述的眼球追踪光学装置，其特征在于，

所述探测光光源的波段为红外波段。

8.根据权利要求7所述的眼球追踪光学装置，其特征在于，所述眼球追踪光学装置还包括：

反射镜，设置在所述眼睛对所述探测光的反射方向上；

其中，所述探测光采集模块设置在所述反射镜的反射方向上。

9.根据权利要求8所述的眼球追踪光学装置，其特征在于，

所述反射镜为部分反射部分透射镜，所述反射镜的反射波段包括红外波段。

10.根据权利要求1所述的眼球追踪光学装置，其特征在于，所述探测光光源包括：

光机，用于生成所述探测光；以及

光路调节组件，构造为将所述探测光整形并转向照射入所述进光口。

11.根据权利要求10所述的眼球追踪光学装置，其特征在于，所述光路调节组件包括：聚焦透镜组以及光路偏转镜，所述聚焦透镜组和所述光路偏转镜均设置在所述光机和所述进光口之间的光路上；所述聚焦透镜组构造为聚焦所述光机生成的所述探测光，所述光路偏转镜构造为将所述探测光的照射方向改变为朝向所述进光口照射。

12.根据权利要求1所述的眼球追踪光学装置，其特征在于，所述眼球追踪光学装置还包括：

探测光机壳，所述探测光光源安装在所述探测光机壳中，所述探测光机壳与所述目镜组连接。

13.一种光学系统，其特征在于，包括：

两个如权利要求1至12中任一项所述的眼球追踪光学装置；以及

左眼观看组件，一个所述眼球追踪光学装置安装在所述左眼观看组件上；以及

右眼观看组件，一个所述眼球追踪光学装置安装在所述右眼观看组件上；

其中，所述左眼观看组件和所述右眼观看组件左右对称分布。