本申请公开了一种眼球追踪的近眼显示光学系统，包括显示面板和设置在所述显示面板出光侧的红外光源发射装置，所述红外光源发射装置的出光方向朝向人眼观测位置，用于向人眼发射红外光；还包括设置在所述显示面板出光侧的微反射镜层和红外成像接收装置，所述红外成像接收装置设置在所述微反射镜层远离所述显示面板的一侧，用于接收所述微反射镜层反射的红外光。根据本申请实施例提供的技术方案，通过红外光源发射装置和红外成像接收装置进行红外光的发射和接收，同时将微反射镜层设置在该近眼显示光学系统内，在对红外光进行反射的同时，使得该近眼显示光学系统具有眼球追踪功能的同时，体积不会过多的增加，实现虚拟现实产品体积的轻薄化。
【技术实现步骤摘要】
眼球追踪的近眼显示光学系统
本专利技术一般涉及虚拟现实领域，尤其涉及眼球追踪的近眼显示光学系统。
技术介绍
目前市面上常见的虚拟现实设备，绝大部分产品都带有眼球追踪功能，通过红外发射装置发出的红外光线经过人眼的反射，将光线携带的眼球信息通过反射镜片，然后被传感器(红外接收装置)接收，最后通过数据处理，并计算出佩戴者眼睛中心视场注视的方向和位置。目前市面上常见的带有眼球追踪产品，一种方案是在靠近眼球的镜筒前端直接设置红外接收器和红外光源发射装置，但是，该方案中红外接收器距离眼球太近，眼睛转过大角度后，不容易接收到眼球信息，对眼球追踪的准确度较低；另一种方案是通过在屏幕前设置一反射镜将红外光线反射至红外接收装置，该方案在超薄VR(虚拟现实)中体积受到限制。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种眼球追踪的近眼显示光学系统。第一方面，提供一种眼球追踪的近眼显示光学系统，包括显示面板和设置在所述显示面板出光侧的红外光源发射装置，所述红外光源发射装置的出光方向朝向人眼观测位置，用于向人眼发射红外光；还包括设置在所述显示面板出光侧的微反射镜层和红外成像接收装置，所述红外成像接收装置设置在所述微反射镜层远离所述显示面板的一侧，用于接收所述微反射镜层反射的红外光。根据本申请实施例提供的技术方案，通过红外光源发射装置和红外成像接收装置进行红外光的发射和接收，同时将微反射镜层设置在该近眼显示光学系统内，在对红外光进行反射的同时，使得该近眼显示光学系统具有眼球追踪功能的同时，体积不会过多的增加，实现虚拟现实产品体积的轻薄化。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本实施例中眼球追踪的近眼显示光学系统结构示意图；图2为本实施例中近眼显示光学系统成像光路图；图3为本实施例中近眼显示光学系统眼球追踪光路图；图4为本实施例中微反射镜层结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。请参考图1，本实施例提供一种眼球追踪的近眼显示光学系统，包括显示面板1和设置在所述显示面板1出光侧的红外光源发射装置9，所述红外光源发射装置9的出光方向朝向人眼观测位置，用于向人眼发射红外光；还包括设置在所述显示面板1出光侧的微反射镜层3和红外成像接收装置8，所述红外成像接收装置8设置在所述微反射镜层3远离所述显示面板1的一侧，用于接收所述微反射镜层3反射的红外光。本实施例通过红外光源发射装置和红外成像接收装置进行红外光的发射和接收，同时将微反射镜层设置在该近眼显示光学系统内，在对红外光进行反射的同时，使得该近眼显示光学系统具有眼球追踪功能的同时，体积不会过多的增加，实现虚拟现实产品体积的轻薄化。本实施例中通过在该近眼显示光学系统中增加微反射镜层3，将该微反射镜层3设置在显示面板1的出光方向上，通过红外光源发射装置9对观察者的眼球进行红外光发射，红外光经过眼球的反射到达微反射镜层3，微反射镜层3将接收到的红外光线反射至红外成像接收装置8，经过该红外成像接收装置8根据接收的红外光判断人眼注视的位置，进行观察者眼球的追踪。进一步的，人眼观测位置与所述微反射镜层3之间还顺次设有反射式偏振膜7，第一四分之一波片6、成像透镜模组5和第二四分之一波片4；所述显示面板1和所述微反射镜层3之间还设有线偏振片2。本实施例中还设置了反射式偏振膜7、第一四分之一波片6、成像透镜模组5等结构，实现虚拟现实的显示功能，其中，如图2所示为本实施例光学系统成像的光路图，显示面板1发出的光线通过线偏振片2变成线偏振光(水平方向)，通过微反射镜层3透射再经过第二四分之一波片4光的偏振态变为右旋圆偏振光，光线经过成像透镜模组5偏振态不发生变化，经过第一四分之一波片6，光的偏振态变为竖直方向的线偏振光，经过反射式偏振膜7的反射，第二次经过第一四分之一波片6光的偏振态变为右旋圆偏振光，再经过成像透镜模组5的反射，光的偏振态变为左旋圆偏振态，光线第三次经过第一四分之一波片6，光线变为水平方向的线偏振光，透过反射式偏振膜7进入到用户眼中，实现虚拟现实的显示。进一步的，如图3所示，为本实施例光学系统眼球追踪光路图，红外光源发射装置9发出的红外光线首先入射到观察者眼中，并经过眼球的反射，通过反射式偏振膜7光线的偏振态变为线偏振态(水平方向)，然后光线通过第一四分之一波片6，光的偏振态变为左旋圆偏振光，经过成像透镜模组5后，透射光的偏振态不变，再经过第二四分之一波片4光的偏振态变为竖直方向的线偏振光，经过微反射镜层3反射，光线被红外成像接收装置8接受，部分杂散光被线偏振片2吸收，最终进行分析处理，能够精确测量用户注视的方向，实现视野中心的高分辨率视觉，同时能够保持虚拟现实产品的轻薄化。进一步的，所述红外光源发射装置9设置在所述近眼显示光学系统靠近所述人眼观测位置的一端，所述红外成像接收装置8具体设置在所述第二四分之一波片4外边缘处。本实施例中将红外光源发射装置设置在靠近人眼观测位置的一端，即如图1所示的反射式偏振膜边缘位置，通过该红外光源发射装置发射红外光至人眼，本实施例中的光学系统采用一个镜筒将上述的显示面板和各个层结构进行安装设置，上述的红外光源发射装置设置在镜筒的前端，最靠近人眼观测位置的地方；同时，将红外成像接收装置设置的靠近微反射镜层，具体的如图1所示，设置在第二四分之一波片的外边缘处，最靠近微反射镜层设置，经过微反射镜反射的红外光能够顺利的被该红外成像接收装置接收进行分析，该设置方式不仅能够对眼球的各个角度均能进行检测，同时形成的结构还较为轻薄，使得虚拟现实显示结构更加轻薄化。进一步的，所述微反射镜层3包括阵列分布的多个微反射镜31，每个所述微反射镜31表面为平面。本实施例中通过微反射镜层将红外光反射至红外成像接收装置，为了能够保证该微反射镜层反射多个方向的红外光，将该微反射镜层采用阵列分布的多个微反射镜进行设置，如图4所示，为多个微反射镜阵列分布的示意图，多个微反射镜阵列分布形成一个微反射镜层，对观察者眼球反射的各个角度的红外光都能进行接收和反射，保证对眼球追踪的精确性。本实施例中采用的每个微反射镜均为平面结构，形状不受限制，矩形、正方形、圆形或者其他形状结构均可。进一步的，每个所述微反射镜31均倾斜设置，所述微反射镜31与竖直方向的夹角为35°-55°。本实施例中将每个微反射镜倾斜设置，保证能够将眼球反射过来的红外光经过该微反射镜，反射至红外成像接收装置，眼球反射的红外光被红外成像接收装置接收后才能进行分析，判断眼球的位本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种眼球追踪的近眼显示光学系统，其特征在于，包括显示面板和设置在所述显示面板出光侧的红外光源发射装置，所述红外光源发射装置的出光方向朝向人眼观测位置，用于向人眼发射红外光；/n还包括设置在所述显示面板出光侧的微反射镜层和红外成像接收装置，所述红外成像接收装置设置在所述微反射镜层远离所述显示面板的一侧，用于接收所述微反射镜层反射的红外光。/n
【技术特征摘要】
1.一种眼球追踪的近眼显示光学系统，其特征在于，包括显示面板和设置在所述显示面板出光侧的红外光源发射装置，所述红外光源发射装置的出光方向朝向人眼观测位置，用于向人眼发射红外光；
还包括设置在所述显示面板出光侧的微反射镜层和红外成像接收装置，所述红外成像接收装置设置在所述微反射镜层远离所述显示面板的一侧，用于接收所述微反射镜层反射的红外光。
2.根据权利要求1所述的眼球追踪的近眼显示光学系统，其特征在于，人眼观测位置与所述微反射镜层之间还顺次设有反射式偏振膜，第一四分之一波片、成像透镜模组和第二四分之一波片；所述显示面板和所述微反射镜层之间还设有线偏振片。
3.根据权利要求2所述的眼球追踪的近眼显示光学系统，其特征在于，所述红外光源发射装置设置在所述近眼显示光学系统靠近所述人眼观测位置的一端，所述红外成像接收装置具体设置在所述第二四分之一波片外边缘处。
4.根据权利要求1-3任一所述的眼球追踪的近眼显示光学系统，其特征在于，所述微反射镜层包括阵列分布的多个微反射镜，每个所述微反射镜表面为平面。
5.根据权利要求4所述的眼球追踪的近眼显示光学系...
【专利技术属性】
技术研发人员：武玉龙，栗可，王晨如，韩娜，白家荣，董瑞君，陈丽莉，张浩，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京京东方光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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