[发明专利]全息眼睛成像设备

说明书

描述了一种用于跟踪眼睛(2)的眼睛跟踪设备(1)。该眼睛跟踪设备包括：‑第一衍射光学元件DOE(7)，该第一衍射光学元件被布置在该眼睛(2)的前方，‑图像模块(4)，其中，该图像模块(4)被配置用于经由该第一DOE(7)捕获该眼睛的图像。该第一DOE(7)被调整用于将从该眼睛(2)反射的入射光的第一部分(8)引导朝向该图像模块(4)。该眼睛跟踪设备的特征在于，该第一DOE(7)被配置用于提供透镜效果。

技术领域

本发明涉及一种用于跟踪眼睛的眼睛跟踪设备。更具体地，本公开内容涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于跟踪眼睛的眼睛跟踪设备。

背景技术

眼睛跟踪设备(例如，眼睛跟踪眼镜)通常具有用于以每只眼睛多个闪光的方式来照射用户双眼的多个照射光源、以及用于观察双眼的一个或两个相机。将眼睛的瞳孔与光源在双眼中的多个闪光的位置进行比较，以确定眼睛的观察方向。相机通常例如在镜框中被布置成与双眼成较大角度。这不是一个好的观察角度。为了使容易确定观察方向，使用多个光源、并且使用计算设备来基于图像分析进行确定。然而，许多光源价格昂贵并且降低了眼睛跟踪设备的设计自由度。强大的计算能力既昂贵又耗能。眼睛跟踪设备中也可以具有多于一个的相机。然而，多个相机增加了设备的成本。

因此，产业上需要更便宜的眼睛跟踪设备、和/或要求不太复杂的图像分析来确定用户双眼的观察方向的眼睛跟踪设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种至少缓解根据现有技术的眼睛跟踪设备的问题之一的眼睛跟踪设备。

本发明的另一个目的是提供一种缓解对相机及其光学器件的需求的眼睛跟踪设备。

本发明的另一个目的是提供一种实现眼睛跟踪设备的紧凑设计的眼睛跟踪设备。

通过根据独立权利要求1的眼睛跟踪设备来实现这些目的中的至少一个目的。

通过从属权利要求的特征来实现进一步的优点。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于跟踪眼睛的眼睛跟踪设备。该眼睛跟踪设备包括被布置在眼睛前方的第一衍射光学元件DOE、图像模块，其中，该图像模块被配置用于经由该第一DOE来捕获该眼睛的图像。该第一DOE被调整用于将从该眼睛反射的入射光的第一部分引导朝向该图像模块。该眼睛跟踪设备的特征在于，该第一DOE被配置用于提供透镜效果。

利用这种眼睛跟踪设备，观察平面或显示器以及相机可以被布置成靠近眼睛。这使得能够构建具有眼睛跟踪设备的非常紧凑的设备，例如，虚拟现实眼镜。

该DOE被优选地布置成使得以一定入射角度击中DOE的光以第一角度反射，其中，该第一角度与来自眼睛的入射光的入射角度不同。

通过在DOE中引入透镜效果，可以使用具有一定焦距的图像模块，该焦距对于图像模块与眼睛之间的实际距离并不是最佳的。DOE的透镜效果用于补偿图像模块的不正确焦距。DOE的厚度较小。DOE可以被布置在聚酰胺薄膜之上/之中。

对DOE中的透镜效果的焦距的恰当选择可以使图像置于焦点上。因此，该DOE使能够适应眼睛跟踪设备的光学系统以调整用于该图像模块。

该图像模块可以是任何合适的相机。该相机可以包括CMOS类型或CCD类型的传感器模块。

该DOE的焦距可以被调整用于引导入射光的第一部分以便在该图像模块中给出该眼睛的清晰图像。对于眼睛跟踪设备的大多数应用场合，期望使眼睛的图像在该图像模块的焦点上。

该眼睛跟踪设备还可以包括与该第一DOE相邻的第二DOE，其中，该第二DOE被调整用于将从该眼睛反射的入射光的第二部分引导朝向该图像模块。通过使用两个DOE，可以从两个不同的方向记录眼睛的图像。与仅提供来自一个方向的图像时相比，通过使用来自两个不同方向的图像可以改善眼睛跟踪。