斜交镜辅助成像制造技术

公开了用于执行注视跟踪以及对外部场景进行成像的光学系统。示例性光学系统可包括用于发射可见光和不可见光的光源。该光学系统可包括操作地耦合到该光源的波导。体全息光耦合元件可设置在该波导的表面之间。该体全息光耦合元件可包括光栅介质和位于该光栅介质内的第一体全息光栅结构。在一些示例中，该第一体全息光栅结构可被配置为以第一入射角关于第一反射轴反射第一波长的不可见光，该第一反射轴偏离所述光栅介质的表面法线。该光学系统还可包括光学滤波器。另一示例性光学系统可包括被配置为接收该光学系统外部的光的成像设备。

Oblique mirror assisted imaging

An optical system for performing gaze tracking and imaging an external scene is disclosed. An exemplary optical system may include a light source for emitting visible and invisible light. The optical system may include a waveguide operatively coupled to the light source. The volume holographic optical coupling element can be arranged between the surfaces of the waveguide. The volume holographic optical coupling element can include a grating medium and a first integrated holographic grating structure located in the grating medium. In some examples, the first integrated holographic grating structure may be configured to reflect invisible light of the first wavelength with respect to the first reflection axis at the first incidence angle, which deviates from the surface normal of the grating medium. The optical system may also include an optical filter. Another exemplary optical system may include an imaging device configured to receive light outside the optical system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】斜交镜辅助成像本专利申请要求2017年4月17日提交的临时专利申请62/486,344的优先权，该临时专利申请据此全文以引用方式并入本文。
本公开整体涉及光学反射设备，并且更具体地涉及在光学反射设备内执行眼睛跟踪和图像检测。
技术介绍
传统电介质反射镜是通过用其介电常数互不相同的多层材料来涂覆表面(通常是玻璃)而制造出来的。这些材料层通常被布置成使得来自层边界的Fresnel反射大大增强，从而得到大的净反射率。可以通过确保在相对宽的指定波长范围和入射角上实现该条件来设计宽带电介质反射镜。但是因为这些层沉积于一个表面上，因此电介质反射镜的反射轴必然会与表面法线重合(即，反射轴垂直于反射镜表面)。由于对反射轴的这种约束，电介质反射镜以次优的配置被设置在一些设备中。类似地，限于表面法线的反射轴使电介质镜不适合用于某些目的。此外，玻璃电介质反射镜往往相对较重，使之不太适合或不适合用于要求反射部件相对轻质的应用。相反，传统光栅结构则可关于与光栅结构驻留的介质表面法线相差的反射轴反射光。然而，对于某个给定的入射角而言，传统光栅结构的反射角通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于执行注视跟踪的光学系统，所述光学系统包括：/n光源，所述光源被配置为发射不可见光；/n波导，所述波导操作地耦合到所述光源并具有第一波导表面和第二波导表面；以及/n体全息光耦合元件，所述体全息光耦合元件设置在所述第一波导表面和所述第二波导表面之间，所述体全息光耦合元件包括：/n光栅介质，和/n位于所述光栅介质内的体全息光栅结构，所述体全息光栅结构被配置为关于反射轴反射所述不可见光，所述反射轴偏离所述光栅介质的表面法线。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170417 US 62/486,3441.一种用于执行注视跟踪的光学系统，所述光学系统包括：
光源，所述光源被配置为发射不可见光；
波导，所述波导操作地耦合到所述光源并具有第一波导表面和第二波导表面；以及
体全息光耦合元件，所述体全息光耦合元件设置在所述第一波导表面和所述第二波导表面之间，所述体全息光耦合元件包括：
光栅介质，和
位于所述光栅介质内的体全息光栅结构，所述体全息光栅结构被配置为关于反射轴反射所述不可见光，所述反射轴偏离所述光栅介质的表面法线。


2.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述体全息光耦合元件被配置为从所述波导输出所述不可见光并接收从所述波导输出的所述不可见光的反射版本，所述光学系统还包括：
成像设备，其中所述体全息光耦合元件被配置为朝向所述成像设备引导所述不可见光的所述反射版本。


3.根据权利要求2所述的光学系统，还包括：
偏振分束器，所述偏振分束器操作地耦合在所述波导、所述光源和所述成像设备之间，其中所述偏振分束器被配置为将所述不可见光的所述反射版本与由所述光源发射的所述不可见光分开。


4.根据权利要求3所述的光学系统，还包括：
四分之一波片，所述四分之一波片操作地耦合在所述波导和所述偏振分束器之间，其中所述四分之一波片被配置为将所述不可见光的所述反射版本从所述波导传送到所述偏振分束器。


5.根据权利要求2所述的光学系统，其中所述光源包括红外光源，并且所述不可见光包括红外光。


6.根据权利要求2所述的光学系统，还包括：
显示器，所述显示器操作地耦合到所述波导并被配置为发射可见光，其中所述体全息光耦合元件还包括：
位于所述光栅介质内的附加体全息光栅结构，所述附加体全息光栅结构被配置为关于所述反射轴反射所述可见光，所述反射轴偏离所述光栅介质的所述表面法线。


7.根据权利要求6所述的光学系统，还包括：
光学滤波器，所述光学滤波器操作地耦合到所述波导并被配置为将所述可见光与所述不可见光分开。


8.根据权利要求7所述的光学系统，其中所述光学滤波器包括从由以下项组成的组中选择的部件：二向色滤波器、偏振器和附加体全息光耦合元件。


9.根据权利要求6所述的光学系统，还包括：
附加成像设备，其中所述体全息光耦合元件被配置为朝向所述附加成像设备引导从所述光学系统外部接收到的光。


10.根据权利要求2所述的光学系统，还包括：
显示器，所述显示器被配置为发射可见光，其中所述体全息光耦合元件被配置为将所述可见光和所述不可见光耦合到所述光学系统的出射光瞳中，并且其中所述体全息光耦合元件被配置为针对所述可见光在两个维度上扩展所述出射光瞳。


11.根据权利要求10所述的光学系统，其中所述体全息光耦合元件被配置为针对所述不可见光在一个维度上扩展所述出射光瞳。


12.根据权利要求11所述的光学系统，其中所述体全息光耦合元件包括交叉耦合器，所述交叉耦合器针对所述可见光在两个维度上扩展所述出射光瞳，并且其中，所述体全息光耦合元件包括输出耦合器，所述输出耦合器针对所述不可见光在一个维度上扩展所述出射光瞳。


13.根据权利要求1所述的光学系统，还包括：
显示器，所述显示器被配置为发...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·R·艾尔斯，A·乌尔讷斯，K·E·安德森，F·施洛托，
申请(专利权)人：阿科尼亚全息有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US