[实用新型]眼动追踪显示装置和近眼显示设备

权利要求书

1.眼动追踪显示装置，用于追踪眼瞳姿态以进行近眼显示，其特征在于，包括：

激光扫描投影组件，用于根据编码的输入图像源，投影出图像位置可变的图像光；

全息光学元件，用于重定向地反射图像光以成像于视网膜，并逆向反射经由该视网膜反射回的图像光；以及

眼动追踪组件，所述眼动追踪组件包括感光元件和被设置于所述感光元件的感光侧的分光元件，所述分光元件被设置于所述激光扫描投影组件和所述全息光学元件之间的光路中，用于反射经由所述激光扫描投影组件投影的图像光以传播至所述全息光学元件，并透射经由所述全息光学元件逆向反射回的图像光以传播至所述感光元件；所述感光元件用于捕获透过所述分光元件的图像光以追踪眼瞳姿态。

2.根据权利要求1所述的眼动追踪显示装置，其特征在于，所述激光扫描投影组件包括激光发射器、被设置于所述激光发射器的发射侧的微机电振镜以及被设置于所述微机电振镜的反射侧的准直透镜，所述激光发射器用于发射与图像像素对应的激光光束，所述微机电振镜用于扫描经由所述激光发射器发射的激光光束，以形成传播至所述准直透镜的图像光；所述准直透镜被设置于所述微机电振镜和所述分光元件之间的光路中，用于准直来自所述微机电振镜的图像光以传播至所述分光元件。

3.根据权利要求1所述的眼动追踪显示装置，其特征在于，所述感光元件为感光芯片，用于捕获透过所述分光元件的逆向返回的图像光，以进行图像中心特征信息匹配而判断凝视方向与图像中心出射光线是否一致。

4.根据权利要求3所述的眼动追踪显示装置，其特征在于，所述感光芯片为电荷耦合器件或互补金属氧化物半导体传感器。

5.根据权利要求1所述的眼动追踪显示装置，其特征在于，所述感光元件包括光电二极管和会聚透镜，所述会聚透镜被设置于所述光电二极管和所述分光元件之间的光路中，所述会聚透镜用于会聚透过所述分光元件的逆向返回的图像光，以形成会聚光斑于所述光电二极管；所述光电二极管用于捕获该会聚光斑，以进行光斑能量质心探测而判断凝视方向与图像中心出射光线是否一致。

6.根据权利要求5所述的眼动追踪显示装置，其特征在于，所述光电二极管选自PN结型光电二极管、PIN结型光电二极管、光电倍增管以及雪崩光电二极管中的一种。

7.根据权利要求1至6中任一所述的眼动追踪显示装置，其特征在于，所述分光元件为分束镜，用于反射一部分光束，并透射另一部分光束。

8.根据权利要求1至6中任一所述的眼动追踪显示装置，其特征在于，所述全息光学元件在制作时的参考光有效直径大于再现光的有效直径。

9.根据权利要求8所述的眼动追踪显示装置，其特征在于，所述全息光学元件采用物光离焦设计，且所述全息光学元件的有效尺寸D＝＝2*F*tan(u/2)，其中所述全息光学元件的信号光的会聚焦距F＝RD+r，所述全息光学元件的信号光的孔径角u＝2*(θ+FoV/2)，式中RD为出瞳距离，r为眼球半径，θ为眼球转动角度，FoV为物光的孔径角。

10.近眼显示设备，其特征在于，包括：

设备主体；和

如权利要求1至9中任一所述的眼动追踪显示装置，所述眼动追踪显示装置被装载于所述设备主体，用于追踪眼瞳姿态以进行近眼显示。