[发明专利]眼睛跟踪装置、方法和系统

摘要

用于在眼睛跟踪中使用的透明波导包括输入耦合器和输出耦合器。该输入耦合器包括具有径向变化的节距的多个弯曲栅格线。当被置于用红外光照明的眼睛的前方时，从该眼睛反射并入射到该输入耦合器上的红外光束在该输入耦合器处进入该波导，经由全内反射穿过该波导传播，以及在输出耦合器附近离开该波导。该输入耦合器的弯曲栅格线的径向变化的节距提供入射到该输入耦合器上的红外光的角度编码，具体而言，引起入射到该输入耦合器的相应的不同的水平和竖直位置上的不同红外光束以相应的不同反射角穿过波导传播，并相对于红外光束穿过其离开的波导表面以相应的不同的入射角离开波导。

主权项

1.一种用于在跟踪被红外光照明的眼睛中使用的装置，所述装置包括：波导，所述波导是透明的且包括输入耦合器和输出耦合器；光源，所述光源被适配成用红外光照明眼睛，以使得所述红外光的至少一部分从所述眼睛反射并入射到所述输入耦合器上；其中所述输入耦合器和所述输出耦合器在空间上彼此分开；其中所述输入耦合器包括多个弯曲栅格线，所述弯曲栅格线被配置成将入射到所述输入耦合器上的红外光束衍射到所述波导中并经由全内反射衍射向所述输出耦合器所处的公共区域；其中所述输入耦合器的所述多个弯曲栅格线具有径向变化的节距，所述径向变化的节距随着所述弯曲栅格线和所述输出耦合器之间的距离的增加而减小；其中所述输入耦合器的所述多个弯曲栅格线各自具有相应的曲率中心以及相应的汇聚点，所述汇聚点位于所述波导的所述输出耦合器所处的区域内；以及其中所述输入耦合器被配置成作为聚焦元件工作，以使得当所述眼睛处于作为所述输入耦合器的聚焦距离的名义良视距离时，从所述眼睛上的相同场点反射的穿过所述输入耦合器进入所述波导的红外光线束在所述波导内部变为准直的并相对于所述波导的红外光穿过其离开的表面以相同的入射角离开所述波导，并且从所述眼睛上的不同场点反射的红外光线束以相应的不同反射角穿过所述波导传播并相对于所述波导的红外光穿过其离开的表面以相应的不同入射角离开所述波导，这由此提供了对反射离开所述眼睛上的不同场点的红外光的角度编码。