[发明专利]斜交镜辅助成像

权利要求书

1.一种用于执行注视跟踪的光学系统，所述光学系统包括：

光源，所述光源被配置为发射不可见光；

波导，所述波导操作地耦合到所述光源并具有第一波导表面和第二波导表面；以及

体全息光耦合元件，所述体全息光耦合元件设置在所述第一波导表面和所述第二波导表面之间，所述体全息光耦合元件包括：

光栅介质，和

位于所述光栅介质内的体全息光栅结构，所述体全息光栅结构被配置为关于反射轴反射所述不可见光，所述反射轴偏离所述光栅介质的表面法线。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述体全息光耦合元件被配置为从所述波导输出所述不可见光并接收从所述波导输出的所述不可见光的反射版本，所述光学系统还包括：

成像设备，其中所述体全息光耦合元件被配置为朝向所述成像设备引导所述不可见光的所述反射版本。

3.根据权利要求2所述的光学系统，还包括：

偏振分束器，所述偏振分束器操作地耦合在所述波导、所述光源和所述成像设备之间，其中所述偏振分束器被配置为将所述不可见光的所述反射版本与由所述光源发射的所述不可见光分开。

4.根据权利要求3所述的光学系统，还包括：

四分之一波片，所述四分之一波片操作地耦合在所述波导和所述偏振分束器之间，其中所述四分之一波片被配置为将所述不可见光的所述反射版本从所述波导传送到所述偏振分束器。

5.根据权利要求2所述的光学系统，其中所述光源包括红外光源，并且所述不可见光包括红外光。

6.根据权利要求2所述的光学系统，还包括：

显示器，所述显示器操作地耦合到所述波导并被配置为发射可见光，其中所述体全息光耦合元件还包括：

位于所述光栅介质内的附加体全息光栅结构，所述附加体全息光栅结构被配置为关于所述反射轴反射所述可见光，所述反射轴偏离所述光栅介质的所述表面法线。

7.根据权利要求6所述的光学系统，还包括：

光学滤波器，所述光学滤波器操作地耦合到所述波导并被配置为将所述可见光与所述不可见光分开。

8.根据权利要求7所述的光学系统，其中所述光学滤波器包括从由以下项组成的组中选择的部件：二向色滤波器、偏振器和附加体全息光耦合元件。

9.根据权利要求6所述的光学系统，还包括：

附加成像设备，其中所述体全息光耦合元件被配置为朝向所述附加成像设备引导从所述光学系统外部接收到的光。

10.根据权利要求2所述的光学系统，还包括：

显示器，所述显示器被配置为发射可见光，其中所述体全息光耦合元件被配置为将所述可见光和所述不可见光耦合到所述光学系统的出射光瞳中，并且其中所述体全息光耦合元件被配置为针对所述可见光在两个维度上扩展所述出射光瞳。

11.根据权利要求10所述的光学系统，其中所述体全息光耦合元件被配置为针对所述不可见光在一个维度上扩展所述出射光瞳。

12.根据权利要求11所述的光学系统，其中所述体全息光耦合元件包括交叉耦合器，所述交叉耦合器针对所述可见光在两个维度上扩展所述出射光瞳，并且其中，所述体全息光耦合元件包括输出耦合器，所述输出耦合器针对所述不可见光在一个维度上扩展所述出射光瞳。

13.根据权利要求1所述的光学系统，还包括：

显示器，所述显示器被配置为发射可见光，其中所述体全息光耦合元件包括输出耦合器和交叉耦合器。