[發明專利]在可穿戴式平視顯示器中集成眼睛追蹤和掃描激光投射的系統、設備和方法

在審

• 申請號: 201680028103.6
• 申請日: 2016-05-27
• 公開（公告）號: CN107710048A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 斯蒂芬·亞歷山大;杰克·查佩斯可;勞埃德·弗雷德里克·霍蘭德;托馬斯·馬洪
• 申請（專利權）人: 賽爾米克實驗室公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司11270
• 代理人: 胡春光,姚開麗

1.一種具有集成眼睛追蹤器的激光投射器，所述激光投射器包括：

激光模塊，包括用于輸出紅外光的紅外激光二極管以及用于輸出可見光的至少一個可見光激光二極管；

掃描鏡，與所述激光模塊的輸出端對準，從而接收所述紅外光和所述可見光兩者并且用于可控制地反射所述紅外光和所述可見光兩者；

波長復用全息光學元件(“HOE”)，被對準以接收從所述掃描鏡反射的所述紅外光和所述可見光兩者并將所述紅外光和所述可見光兩者朝向用戶的眼睛重定向，其中，所述波長復用HOE包括響應于所述可見光而不響應于所述紅外光的第一全息圖以及響應于所述紅外光而不響應于所述可見光的第二全息圖；以及

紅外探測器，被對準以接收從所述用戶的所述眼睛反射的紅外光的至少一部分。

2.如權利要求1所述的激光投射器，其中，所述波長復用HOE包括至少兩個不同的全息材料層：包括所述第一全息圖的第一全息材料層以及包括所述第二全息圖的第二全息材料層。

3.如權利要求1所述的激光投射器，其中，所述波長復用HOE包括單個全息材料體，所述單個全息材料體包括所述第一全息圖和所述第二全息圖兩者。

4.如權利要求1所述的激光投射器，其中，所述激光模塊中的所述至少一個可見光激光二極管包括從由以下各項組成的組中選擇的至少一個可見光激光二極管：紅色激光二極管、綠色激光二極管、藍色激光二極管、以及紅色激光二極管、綠色激光二極管和/或藍色激光二極管的任意組合。

5.如權利要求1所述的激光投射器，其中，所述第一全息圖向所述可見光施加第一屈光力并且所述第二全息圖向所述紅外光施加第二屈光力，所述第二屈光力不同于所述第一屈光力。

6.如權利要求5所述的激光投射器，其中，所述第一屈光力是正屈光力，并且所述第一屈光力大于所述第二屈光力。

7.如權利要求6所述的激光投射器，其中，所述第二屈光力小于或等于零。

8.如權利要求1所述的激光投射器，進一步包括：

支撐框架，所述支撐框架具有一副眼鏡的大體形狀和外觀，其中，所述激光模塊、所述掃描鏡、所述波長復用HOE和所述紅外探測器均由所述支撐框架承載，并且其中，所述波長復用HOE對環境光是基本上透明的并且在所述支撐框架被穿戴在所述用戶的頭部上時被定位在所述用戶的至少一只眼睛的視野中。

9.一種可穿戴式平視顯示器(“WHUD”)，包括：

支撐框架，在使用時被穿戴在用戶的頭部上；

激光模塊，由所述支撐框架承載，所述激光模塊包括用于輸出紅外光的紅外激光二極管以及用于輸出可見光的至少一個可見光激光二極管；

掃描鏡，由所述支撐框架承載并與所述激光模塊的輸出端對準從而接收由所述激光模塊輸出的所述紅外光和所述可見光兩者，所述掃描鏡用于可控制地反射所述紅外光和所述可見光兩者；

波長復用HOE，由所述支撐框架承載并且在所述支撐框架被穿戴在所述用戶的所述頭部上時被定位在所述用戶的至少一只眼睛的視野內，所述波長復用HOE被對準以用于在所述支撐框架被穿戴在所述用戶的所述頭部上時接收從所述掃描鏡反射的所述紅外光和所述可見光兩者并將所述紅外光和所述可見光兩者朝向所述用戶的所述至少一只眼睛重定向，其中，所述波長復用HOE包括響應于所述可見光而不響應于所述紅外光的第一全息圖以及響應于所述紅外光而不響應于所述可見光的第二全息圖，并且其中，所述波長復用HOE對環境光是基本上透明的；以及

紅外探測器，由所述支撐框架承載并被對準以用于在所述支撐框架被穿戴在所述用戶的所述頭部上時接收從所述用戶的所述至少一只眼睛反射的紅外光的至少一部分。

10.如權利要求9所述的WHUD，其中，所述支撐框架具有一副眼鏡的大體形狀和外觀。

11.如權利要求9所述的WHUD，其中，所述波長復用HOE包括至少兩個不同的全息材料層：包括所述第一全息圖的第一全息材料層以及包括所述第二全息圖的第二全息材料層。

12.如權利要求9所述的WHUD，其中，所述波長復用HOE包括單個全息材料體，所述單個全息材料體包括所述第一全息圖和所述第二全息圖兩者。