[发明专利]不显眼的近眼电气部件

说明书

一种近眼光学器件包括具有用于传播光的透明孔径的衬底。多个不显眼的电气部件由衬底支撑在衬底的透明孔径中。不显眼的电气部件可以以不显眼的图案设置，并且可以电耦合到多个不显眼的导电迹线，这些导电迹线也可以以不显眼的图案设置。不显眼的图案可以包括例如不对称图案、非周期性图案、伪随机图案、曲折图案、用伪随机扰动调制的周期性图案、或者用伪随机扰动调制的非矩形图案。

技术领域

本公开涉及近眼(near-eye)设备，并且具体涉及用于眼睛区域跟踪的可佩戴光学、光电和电光设备、它们的部件、模块以及相关的制造和操作方法。

背景

近眼光学器件(near-eye optics，NEO)用于矫正视力缺陷，收集有关眼睛位置和定向的信息，为用户捕捉外部视觉场景，或者当与诸如近眼显示器的附加电子设备结合使用时，用附加信息或虚拟对象来增强真实场景。在一些NEO系统中，使用近眼跟踪器(NET)来跟踪用户的头部、面部和/或眼睛位置和定向，并且所跟踪的信息用于推断用户的意图、传达用户的面部表情或者用虚拟图像、符号或标志来增强真实世界场景。

可以通过用微型照明器阵列照射眼睛来跟踪眼睛区域。使用专用成像系统获得被照射的眼睛的实时图像，并将其馈送给控制器。希望提高眼睛跟踪的保真度和可靠性。

发明概述

根据本发明，提供了一种近眼光学器件(NEO)和近眼显示器(NED)以及制造NEO的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种近眼光学器件，该近眼光学器件包括：衬底，该衬底具有透明孔径(clear aperture)，以供光穿过该透明孔径传播；以及由衬底支撑在衬底的透明孔径中的多个不显眼的(inconspicuous)电气部件，其中，不显眼的电气部件电耦合到多个不显眼的导电迹线。

优选地，电气部件被设置成彼此相距至少5mm。

优选地，电气部件的宽度和长度小于0.5mm。

优选地，多个不显眼的电气部件缺少设置在透明孔径的光轴的12度内的电气部件。

优选地，衬底对于穿过透明孔径的可见光是透明的。

优选地，近眼光学器件包括以下至少一个：显示器、处方透镜、主动聚焦光学器件、衰减器或快门。

优选地，电气部件被布置在多个单独成形的部件集群(cluster)中，其中，多个集群的集群中的任意两个部件之间的距离小于集群尺寸，并且其中，多个集群的任意两个集群之间的距离大于最小集群间距离(minimal inter-cluster distance)。

优选地，近眼光学器件包括近眼跟踪器，其中，电气部件包括被配置为向眼睛区域提供照明光以用于眼睛跟踪的照明器。

优选地，以下至少一项成立：照明器具有不同的预定义光功率水平(opticalpower levels)，或者照明器包括扩展光源，每个扩展光源的光功率密度具有不同的横向分布。

优选地，近眼跟踪器包括用于对眼睛区域成像的成像系统，其中，衬底包括用于将从眼睛区域反射的照明光的至少一部分重定向到成像系统的光学元件。

光学元件优选地包括可切换透镜或可切换光栅中的至少一种。

根据本发明的另一方面，提供了一种近眼显示器(NED)，其包括：电子显示器，用于向该NED的适眼区(eyebox)提供显示光；照明衬底，其在NED的视场中具有透明孔径，以供来自电子显示器的显示光穿过透明孔径传播；以及多个不显眼的照明器，用于向NED的用户的眼睛区域提供照明光；其中，不显眼的照明器由照明衬底支撑在照明衬底的透明孔径中；并且其中，不显眼的照明器电耦合到多个不显眼的导电迹线，用于向多个不显眼的照明器提供电力。