[发明专利]利用同轴眼睛成像的近眼显示装置及方法

说明书

一种利用同轴眼睛成像的近眼显示装置，供装设在一使用者的一眼睛的视野中，其包含一用以显示一显示影像的显示单元；一观看单元，用于：(i)基于接收自所述显示单元的偏振可见光而对眼睛呈现所述显示影像，与(ii)将来自一周围场景的环境光传送向所述眼睛；以及一眼睛成像单元，包含：(a)一用以产生红外光的照明模块，(b)一第一偏振光束分光器界面，其设置于所述显示单元与所述观看单元之间，用于：(i)将所述红外光的一偏振红外光分量与所述偏振可见光合并，与(ii)将所述偏振可见光与经所述眼睛反射的偏振红外光分量的一部分分离，及(c)一摄影机，用以基于经眼睛反射的偏振红外光分量形成所述眼睛的一影像。

技术领域

[相关申请案]

本申请案是2015年7月8日申请、主张2014年9月30日申请的中国专利申请案第201410522328.X号的优先权、的美国专利申请案第14/794,725号的部分接续案。上述文献的全文皆以引用方式并入本文中。

背景技术

头戴式显示器系统安装于一使用者的头部并允许使用者观看显示器或其的一影像。通常，此显示器作为一种与一计算机方便设置的界面，此计算机可包括在头戴式显示器系统中。举例而言，一头戴式显示器系统可为一飞机驾驶员提供地图及其它关于驾驶员所观看到的实际场景的信息。某些头戴式显示器系统允许使用者在观看一实际场景的同时观看一显示影像。透视头戴式显示器系统将一显示影像叠积在一使用者所观看到的实际场景上。微光学制造上的最近的进展已导致目标针对消费市场的透视头戴式显示器系统的开发，于此显示器系统可提供类似于一智能型手机的功能。举例而言，美国专利申请公开号US2013/0021658讨论的一种透视头戴式显示器系统。

发明内容

在一实施例中，其提供一种支持同轴眼睛成像且用于装设在一使用者的一眼睛的视野中的近眼显示装置。此近眼显示装置包含一用以显示一显示影像的显示单元；一观看单元，用于：(i)基于接收自所述显示单元的偏振可见光而对所述眼睛呈现所述显示影像，及(ii)将来自一周围场景的环境光传送向所述眼睛；以及一用以形成所述眼睛的一影像的眼睛成像单元。所述眼睛成像单元包含：(a)一用以产生红外光的照明模块；(b)一设置于所述显示单元与所述观看单元之间的第一偏振光束分光器界面，用于：(i)将所述红外光的一偏振红外光分量与所述偏振可见光合并，及(ii)将所述偏振可见光与所述经眼睛反射的偏振红外光分量的一部分分离；以及(c)一摄影机，用以基于经眼睛反射的所述部分偏振红外光分量而形成所述眼睛的影像。

在一实施例中，其提供一种用以在一近眼显示装置执行同轴眼睛成像的方法，所述近眼显示装置供装设在一使用者的一眼睛的视野中，所述方法包含使用一第一偏振光束分光器界面将偏振红外光与来自一显示器的偏振可见显示光合并。所述方法进一步包含使用一第二偏振光束分光器界面将所述偏振红外光与所述偏振可见光叠加在来自一周围场景的环境光上，用于：(a)以所述偏振红外光照射所述眼睛，(b)对所述眼睛呈现所述显示器的一影像，及(c)使所述眼睛可观看所述周围场景。此外，所述方法包含基于经眼睛反射的偏振红外光的一部分，通过所述第二偏振光束分光器界面及所述第一偏振光束分光器界面而对所述眼睛进行成像。

附图说明

本发明上述及其它特征与优点将从如显示于附图中的实施例的更多特定说明而可清楚理解，其中在不同图式中相同的参考符号表示相同的部件。图式未必按比例绘制，反而是将重点放在说明本发明的原理上。

图1显示依据一实施例的一利用同轴眼睛成像的近眼显示系统。

图2为依据一实施例更详细说明图1的近眼显示装置的方块图。

图3为依据一实施例说明另一利用同轴眼睛成像的近眼显示装置的方块图。

图4为依据一实施例说明一利用同轴眼睛成像并基于偏振的近眼显示装置的方块图。

图5A、5B及5C显示依据一实施例的另一利用同轴眼睛成像并基于偏振的近眼显示装置。