[发明专利]采用体布拉格光栅的波导眼睛跟踪

权利要求书

1.一种用于跟踪被具有红外波长的红外光照射的眼睛的装置，所述装置包括：

透明的并且包括输入耦合器和输出耦合器的波导；

所述输入耦合器包括被适配成接收具有所述红外波长的红外光并且将所接收到的红外光耦合到所述波导中的体布拉格光栅；

所述体布拉格光栅包括下边界和上边界，所述上边界比所述下边界更靠近所述输出耦合器；以及

所述体布拉格光栅在所述下边界处具有大于在所述上边界处的k向量角的k向量角，其中在所述下边界与上边界之间的所述体布拉格光栅的k向量角随着所述体布拉格光栅的光栅平面与所述上边界之间的距离减小而逐渐减小，

其中所述体布拉格光栅的角带宽等于或小于5度。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中所述体布拉格光栅具有与照射被跟踪的所述眼睛的所述红外光的红外波长相匹配的布拉格波长。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中所述体布拉格光栅在其下边界处具有小于在其上边界处的光栅周期的光栅周期，所述体布拉格光栅的光栅周期在所述下边界与上边界之间逐渐增加。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，其中：

所述体布拉格光栅包括透镜光学能力和棱镜光学能力；

所述体布拉格光栅的透镜光学能力指定所述体布拉格光栅的焦距；以及所述体布拉格光栅的棱镜光学能力促使由所述体布拉格光栅接收到的红外光被耦合到所述波导中。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中所述体布拉格光栅的角带宽在1和2度之间。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中当所述输入耦合器被定位成在被所述红外光照射的眼睛的前方时，从所述眼睛反射并由所述输入耦合器接收到的所述红外光的至少一部分被耦合到在所述输入耦合器处的所述波导中，经由全内反射在所述波导内从所述输入耦合器传播到所述输出耦合器，并且在靠近所述输出耦合器处离开所述波导。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中为了基本上实现远心性，所述输入耦合器的每个点的角带宽基本上以所述输入耦合器的主光线为中心，所述输入耦合器的所有主光线基本上彼此平行。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中所述输出耦合器包括线性光栅、全息光栅或棱镜。

9.一种用于跟踪眼睛的方法，所述方法包括：

当波导的体布拉格光栅类型的输入耦合器与眼睛基本轴向对准时，用红外光照射所述眼睛；

使用所述体布拉格光栅类型的输入耦合器将入射在所述体布拉格光栅类型输入耦合器上的从所述眼睛反射的红外光束耦合到所述波导中；

在所述体布拉格光栅类型的输入耦合器的下边界与上边界之间使用逐渐减小的k向量角，以促使由所述体布拉格光栅类型的输入耦合器耦合到所述波导中的所述红外光的至少大部分在所述波导内传播到所述波导的输出耦合器；以及

使用所述波导的输出耦合器，以促使已经从所述体布拉格光栅类型的输入耦合器传播到所述输出耦合器的所述红外光束离开所述波导，

其中所述体布拉格光栅类型的输入耦合器的角带宽等于或小于5度。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

限制一范围，在该范围中，当不同的红外光束从所述体布拉格光栅类型的输入耦合器传播到所述输出耦合器时，在从所述眼睛上的同一点反射之后被耦合到所述波导中的所述不同的红外光束是非准直。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

将离开所述波导的所述红外光束从角度编码的红外光束转换成二维空间编码的红外光束。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：

根据所述二维空间编码的红外光束生成被用来跟踪所述眼睛的眼睛跟踪数据。