[發明專利]眼球追蹤裝置和頭戴式顯示設備

在審

• 申請號: 202010017731.2
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN113093378A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 涂宗偉;石維國;黃士挺;李彥賢
• 申請（專利權）人: 宏碁股份有限公司;宏星技術股份有限公司
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B27/01;G02B6/10;G06F3/01
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 羅英;劉芳

本發明提供一種眼球追蹤裝置和頭戴式顯示設備。眼球追蹤裝置包括光波導元件、光源模塊及眼球追蹤模塊。光波導元件具有入光面以及連接入光面的出光面。出光面具有直接制作于其上的多個微結構。光源模塊設置在入光面旁且適于提供光束。光束通過入光面進入光波導元件，且光束通過所述多個微結構射出光波導元件并傳遞至眼球。眼球追蹤模塊接收光束中被眼球反射的光束，并根據被眼球反射的光束判斷眼球的位置。

技術領域

本發明涉及一種追蹤裝置及顯示設備，尤其涉及一種眼球追蹤裝置及頭戴式顯示設備。

背景技術

為提供更高質量的影音效果，虛擬現實(Virtual Reality，VR)、擴增實境(Augmented Reality，AR)以及混合實境(Mixed Reality，MR)等技術已成為新一代顯示科技的研發重點之一，而頭戴式顯示設備(Head Mounted Display，HMD)即是用以實現此些技術的手段之一。

一般來說，頭戴式顯示設備通過架設于其中的眼球追蹤裝置來追蹤眼球位置，并根據視線方向調整顯示的影像，以提高實境效果。現有的眼球追蹤裝置主要是利用多個反射鏡來將光束反射至眼球，再根據被眼球反射的光束判斷眼球的位置。然而，這樣的眼球追蹤裝置需要較多的光學零元件，因此除了增加光學零元件的復雜性及降低制造良率之外，還增加了整個眼球追蹤裝置的體積及重量。由于頭戴式顯示設備是架設在使用者的頭上，因此頭戴式顯示設備中的光學零元件(包括眼球追蹤裝置)必須輕薄化，以提升使用者配戴上的舒適度。

發明內容

本發明提供一種眼球追蹤裝置及頭戴式顯示設備，其輕薄且具較高的制造良率。

根據本發明的實施例，眼球追蹤裝置包括光波導元件、光源模塊及眼球追蹤模塊。光波導元件具有入光面以及連接入光面的出光面。出光面具有直接制作于其上的多個微結構。光源模塊設置在入光面旁且適于提供光束。光束通過入光面進入光波導元件，且光束通過微結構射出光波導元件并傳遞至眼球。眼球追蹤模塊接收光束中被眼球反射的光束，并根據被眼球反射的光束判斷眼球的位置。

根據本發明的實施例，頭戴式顯示設備包括影像裝置及眼球追蹤裝置。影像裝置包括影像光波導元件及影像光源模塊。影像光波導元件具有入光面以及連接入光面的出光面。影像光源模塊設置在影像光波導元件的入光面旁且適于提供影像光束。眼球追蹤裝置包括光波導元件、光源模塊及眼球追蹤模塊。光波導元件與影像光波導元件重疊設置。光波導元件具有入光面以及連接入光面的出光面，且光波導元件的出光面具有直接制作于其上的多個微結構。光源模塊設置在光波導元件的入光面旁且適于提供光束。光束通過光波導元件的入光面進入光波導元件，且光束通過微結構射出光波導元件并傳遞至眼球。眼球追蹤模塊接收光束中被眼球反射的光束，并根據被眼球反射的光束判斷眼球的位置。

基于上述，在本發明實施例的眼球追蹤裝置以及頭戴式顯示設備中，光波導元件通過直接制作于其上的多個微結構將光束導引至眼球。由于眼球追蹤裝置可以不用設置額外的光學元件(如背景技術所提到的多個反射鏡)將光束導引至眼球，因此除了可降低光學零元件的復雜性及制造良率之外，還可減少眼球追蹤裝置的體積及重量。因此，本發明實施例的眼球追蹤裝置以及頭戴式顯示設備輕薄且具較高的制造良率。

為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

附圖說明

包含附圖以便進一步理解本發明，且附圖并入本說明書中并構成本說明書的一部分。附圖說明本發明的實施例，并與描述一起用于解釋本發明的原理。

圖1是根據本發明的第一實施例的眼球追蹤裝置的示意圖；

圖2是根據本發明的第二實施例的眼球追蹤裝置的示意圖；

圖3是根據本發明的第三實施例的眼球追蹤裝置的示意圖；

圖4是根據本發明的第四實施例的眼球追蹤裝置的示意圖；