[发明专利]具有被配置为捕获眼睛和/或环境的图像的波导的增强现实显示器

权利要求书

1.一种头戴式显示系统，其被配置为将光投射到用户的眼睛以在所述用户的视场中显示增强现实图像内容，所述头戴式显示系统包括：

框架，其被配置为支撑在所述用户的头部上；

图像投影仪，其被配置为将图像投射到所述用户的眼睛中以在所述用户的所述视场中显示图像内容；

相机；

至少一个波导；

至少一个耦合光学元件，其被配置为使得光被耦合到所述波导中并在其中被引导；以及

至少一个耦出元件，其被配置为将在所述波导中引导的光从所述波导耦出并将所述光引导至所述相机，

其中，所述相机设置在相对于所述至少一个耦出光学元件的光路中以接收所述光中的至少一部分，所述光中的所述至少一部分经由所述耦合元件被耦合到所述波导中并在其中被引导，并且通过所述耦出耦合元件被从所述波导耦出，使得能够由所述相机捕获图像。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个耦合光学元件被配置为使得来自佩戴所述头戴式显示系统的所述用户前方的环境的光被耦合到所述至少一个波导中并且在其中被引导，使得能够由所述相机捕获所述环境的图像。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个耦合光学元件被配置为使得从佩戴所述头戴式显示系统的所述用户的所述眼睛反射的光被耦合到所述至少一个波导中并在其中被引导，使得能够由所述相机捕获所述眼睛的图像。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个耦合光学元件被配置为使得从佩戴所述头戴式显示系统的所述用户的所述眼睛反射的光被耦合到所述波导中并在其中被引导，使得能够由所述相机捕获所述眼睛的图像，所述系统被配置为对所述眼睛的前部成像。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个耦合光学元件被配置为使得从佩戴所述头戴式显示系统的所述用户的所述眼睛反射的光被耦合到所述波导中并在其中被引导，使得能够由所述相机捕获所述眼睛的图像，所述系统被配置为对所述眼睛的角膜表面成像。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个耦合光学元件被配置为使得从佩戴所述头戴式显示系统的所述用户的所述眼睛反射的光被耦合到所述波导中并在其中被引导，使得能够由所述相机捕获所述眼睛的图像，所述系统被配置为对所述用户的眼睛的视网膜成像。

7.根据权利要求1所述的系统，进一步包括设置在所述框架上的目镜，所述目镜被配置为将光引导到所述用户的眼睛中以向所述用户的视场显示增强现实图像内容，所述目镜的至少一部分是透明的且在所述用户佩戴所述头戴式显示器时被设置在所述用户的眼睛前方的位置处，使得所述透明部分将来自所述用户前方的环境的光透射到所述用户的眼睛以提供所述用户前方的所述环境的视图。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述目镜被配置为接收来自所述图像投影仪的光并将所述光引导到所述用户的眼睛中以向所述用户的视场显示增强现实图像内容。

9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述目镜包括所述至少一个波导。

10.根据权利要求7所述的系统，其中，所述图像投影仪被配置为将光引导到所述目镜的边缘中。

11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述图像投影仪被配置为将光引导到所述至少一个波导的边缘中。

12.根据权利要求1所述的系统，进一步包括至少一个耦入光学元件，其被配置为将来自所述图像投影仪的光耦合到所述至少一个波导中，以便引导来自所述图像投影仪的光以将所述图像内容提供给所述用户的眼睛。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个耦合光学元件还被配置为将在所述波导中引导的来自所述图像投影仪的光从所述至少一个波导耦出，使得能够由所述用户的眼睛观看到图像内容。