CN104126143A

CN104126143A - 包含眼睛追踪的抬头显示器

Info

Publication number: CN104126143A
Application number: CN201380009357.XA
Authority: CN
Inventors: 海耶斯·S·拉夫尔; 王嘉让
Original assignee: Google LLC
Current assignee: Google LLC
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2033-01-15
Also published as: WO2013122711A1; US20150199009A1; US9001030B2; CN104126143B; US20130207887A1; US9285877B2

Abstract

一种设备的实施例包括：光导，其包含近端、远端；显示器，其定位于所述近端附近；眼睛追踪相机，其定位于所述近端处或附近以使眼睛追踪辐射成像；近端光学元件，其定位于所述光导中在所述近端附近；及远端光学元件，其定位于所述光导中在所述远端附近。所述近端光学元件光学耦合到所述显示器、所述眼睛追踪相机及所述远端光学元件，且所述远端光学元件光学耦合到所述近端光学元件、周围输入区及输入/输出区。本发明还揭示并主张其它实施例。

Description

包含眼睛追踪的抬头显示器

技术领域

所描述的实施例大体来说涉及抬头显示器，且特定来说(但非排他性地)涉及包含眼睛追踪的抬头显示器。

背景技术

抬头显示器允许用户在相关信息覆叠于场景上的同时观看所述场景，以使得浏览所述抬头显示器的用户同时看到场景及相关信息两者。举例来说，在使飞机着陆时浏览抬头显示器的飞行员在抬头显示器投影飞行员使飞机着陆需要的例如速度、航向及高度等信息(相关信息)时同时通过抬头显示器看到前面的机场(场景)。

在抬头显示器的一些用途中，知晓用户正在观看场景的何种部分可为有用的。一种用以实现此目的的方式是通过眼睛追踪技术，但现有的眼睛追踪技术具有一些缺点。除其它之外，现有的眼睛追踪技术使用与用于显示器的光学路径分离的光学路径，从而使得抬头显示器较庞大及复杂且较不合理化。

附图说明

参考以下各图描述本发明的非限制性及非详尽实施例，其中在所有各视图中相似参考编号指代相似部件，除非另有规定。

图1A是抬头显示器的实施例的横截面图。

图1B是图1A的抬头显示器的实施例的横截面图，其图解说明所述显示器的操作。

图2是抬头显示器的另一实施例的横截面图。

图3是抬头显示器的又一实施例的横截面图。

图4A到4B是用于制作抬头显示器(例如图1A到1B中所展示的抬头显示器)的方法的实施例的横截面图。

图5是使用抬头显示器(例如图1A到1B中所展示的抬头显示器)的系统的实施例的框图。

图6是抬头显示器的实施例的俯视横截面图。

具体实施方式

本发明描述用于包含眼睛追踪的抬头显示器的设备、系统及方法的实施例。描述众多特定细节以提供对本发明的实施例的透彻理解，但相关领域的技术人员将认识到，可在无所描述细节中的一或多者的情况下或借助未描述的其它方法、组件、材料等实践本发明。在一些实例中，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作，但尽管如此其仍涵盖在本发明的范围内。

在本说明书通篇中对“一个实施例”或“一实施例”的提及意指结合所述实施例所描述的特定特征、结构或特性包含于至少一个所描述的实施例中。因此，在本说明书中短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”的出现未必全部指代同一实施例。此外，在一或多个实施例中，可以任何适合方式组合所描述的特征、结构或特性。

图1A图解说明抬头显示器100的实施例。显示器100包含具有后表面103、前表面105、近端104及远端106的光导102。光导102可由在所关注波长中实质上透明的任何种类的材料制成；在一个实施例中，举例来说，光导102可由例如聚碳酸酯或光学级丙烯酸酯的塑料材料制成，但在其它实施例中，其可由例如玻璃的不同材料制成。在远端106附近的是定位于前表面105上以从场景118(见图1B)接收周围光的周围输入区108及定位于后表面103上以接收输入眼睛追踪辐射并向用户的眼睛120输出显示光及周围光两者的输入/输出区110。

显示器107定位于后表面103上在近端104的附近。所述显示器光学耦合到光导102以使得来自显示器107的显示光被输入到光导102中。在一个实施例中，显示器107为硅上液晶(LCOS)显示器，但在其它实施例中，可使用其它种类的显示器。其中显示器107为反射式LCOS的实施例可光学耦合到显示光源128。在一个实施例中，显示光源128为仅发射在光谱的可见部分中的光(例如白色光或红色、绿色及蓝色(RGB))的LED源。在其它实施例中，光源128可为某一其它类型的源且可在其它波长范围中发射，前提是显示光源128的波长范围不与眼睛追踪辐射(见下文)的波长重叠。显示光源128还可包含用以(举例来说)通过准直或聚焦而帮助调节光的光学元件130。如下文针对图1B所描述，光源128照射LCOS显示器107，且LCOS显示器107将入射p偏振修改为s偏振，如硅所反射。从LCOS 107反射的光称为显示光。

眼睛追踪相机124在远端104处或附近耦合到光导102以接收通过光导102引导到其的眼睛追踪辐射并使其成像。眼睛追踪辐射的波长可在可见范围内或在可见范围之外。在一个实施例中，眼睛追踪辐射可为红外的。在一个实施例中，眼睛追踪相机124可为包含例如CMOS或CCD图像传感器的图像传感器的相机。在所图解说明的实施例中，眼睛追踪相机124通过光学元件125光学耦合到光导102。在一个实施例中，光学元件125为折射透镜，但在其它实施例中，其可为反射或衍射光学元件或折射、衍射及反射光学元件的组合。在其中光学元件125为折射透镜的实施例中，可根据以下公式来计算其焦距f_c：

f_{c} = {[\frac{1}{{(\frac{1}{f_{m}} - \frac{1}{l + m})}^{- 1} + m + p} + \frac{1}{d}]}^{- 1}

其中f_m为聚焦镜114的焦距(对于具有半径R的镜，为大致R/2)，l为眼睛120与光导102之间的距离，m为后表面103与偏振分束器112的中心之间的距离加上远端光学元件112的中心与光导102的远端之间的距离，d为后表面103与眼睛之间的距离，且p为从光导102的近端到远端光学元件112的中心的距离。在其它实施例中，眼睛追踪相机124可在无介入光学元件(例如光学元件125)的情况下直接耦合到光导102。

定位于光导102中在近端104处或附近的是光学耦合到眼睛追踪相机124、显示器107及远端光学元件112的近端光学元件113。近端光学元件113操作以将来自显示光源128的光传输到显示器107且从显示器107通过光导102朝向远端106传输。近端光学元件113还操作以将通过光导102从远端106接收的光朝向眼睛追踪相机124及(如果存在)光学元件125引导。在所图解说明的实施例中，近端光学元件113为偏振分束器(PBS)，但在其它实施例中，光学元件113可为某一其它元件(例如，见图2到3)。半波板127紧挨近端光学元件113定位以使得其在近端光学元件113与远端光学元件112之间。

远端光学元件112定位于远端106处或附近且光学耦合到近端光学元件113、周围输入区108及输入/输出区110。远端光学元件112还耦合到定位于光导102的远端上的光学元件114及116。在所图解说明的实施例中，远端光学元件112为偏振分束器，光学元件114为聚焦镜114，且光学元件116为夹在光学元件114与光导102的远端之间的四分之一波板。在其它实施例中，光学元件112、114及116可为其它类型的光学元件，前提是个别元件及其组合实现所要结果。举例来说，在显示器100的其它实施例中，远端光学元件112可为50/50(50％通过，50％反射)非偏振分束器，在此情况中可省略四分之一波板116。

滤光片132定位于前表面105上，以使得其实质上覆盖周围输入区108。滤光片132用于完全阻挡或实质上减少来自场景118的具有与眼睛追踪波长相同的波长的辐射进入光导102，以使得其不干扰眼睛追踪。由滤光片132滤除的波长或波长范围将取决于用于眼睛追踪的波长，本文中称为眼睛追踪波长。在其中用于眼睛追踪的波长为红外的实施例中，滤光片132可为热镜或红外滤光片，但在其它实施例中，滤光片132可为某一其它类型的滤光片。在其它实施例中，还可将例如滤光片132的滤光片放置于其中周围光可进入光导102的其它位置处，例如光导的顶部表面及底部表面。

第一眼睛追踪辐射源134定位于远端106附近以照射眼睛120，以使得其可由眼睛追踪相机124追踪。眼睛追踪辐射源134以眼睛追踪波长发射辐射且经定位及经定向而以一角度朝向用户的眼睛120引导眼睛追踪辐射，以使得从用户的眼睛反射的眼睛追踪辐射将朝向输入/输出区110引导。在一个实施例中，辐射源134为红外LED，以使得眼睛追踪光具有在红外范围中的波长。然而，在其它实施例中，眼睛追踪辐射源134可为发射不同波长的不同辐射源。一般来说，可期望使眼睛追踪辐射134发射实质上照射眼睛120的宽辐射束。

第二眼睛追踪辐射源136也可定位于远端106附近。眼睛追踪辐射源136经定位及经定向使得其可以一角度朝向用户的眼睛120引导处于眼睛追踪波长的辐射，以使得从眼睛反射的辐射将朝向输入/输出区110引导。相比于第一眼睛追踪辐射源134，第二眼睛追踪辐射源136朝向眼睛120引导较聚焦的光束以在眼睛上形成可识别光点或闪光，其可接着用于使用眼睛追踪方法来追踪眼睛，所述方法追踪闪光与瞳孔的中心之间的向量。在一些实施例中，可省略辐射源136，举例来说，在不使用向量追踪方法来追踪眼睛的位置的实施例中。

图1B图解说明抬头显示器100的操作。下文所描述的操作为其中近端光学元件113是偏振分束器的实施例的操作，所述偏振分束器：(i)针对可见光，使p偏振通过且反射s偏振；及(ii)针对眼睛追踪辐射波长，使s偏振及p偏振两者通过。远端光学元件112类似地为针对可见光波长及眼睛追踪波长两者使p偏振通过且反射s偏振的偏振分束器。当然，在替代实施例中，可不同地选择分束器112及113的特性。

三个光学路径可在显示器100中同时操作：显示光路径、周围光路径及眼睛追踪辐射路径。显示光路径在产生可见p偏振光及红外自由光的显示光源128处开始。来自光源128的p偏振光行进穿过偏振分束器113且照到显示器107上。显示器107反射入射光、在有源像素中将其改变为s偏振以将光学信号调制到所述光上。s偏振显示光被朝向偏振分束器113引导，偏振分束器113反射所述光以使得s偏振显示光遇到半波板127，半波板127使显示光的偏振旋转以使得其为p偏振的。现在为p偏振的显示光进入光导102且行进穿过光导而到达偏振分束器112。在其行进穿过光导102时，p偏振显示光遇到光学元件126(如果存在)。光学元件126可对显示光应用光学功率以使其聚焦或准直。在通过光学元件126之后，显示光继续去往光导102而朝向远端106，在此处所述显示光遇到偏振分束器112。

当p偏振显示光射到偏振分束器112上时，所述分束器允许p偏振显示光直接行进穿过其。通过分束器112的p偏振光接着行进穿过四分之一波板116(四分之一波板116使偏振旋转45度)且接着遇到聚焦镜114。聚焦镜114使偏振光反射及/或聚焦，从而将其往回引导穿过四分之一波板116。在其穿过四分之一波板116的第二行程上，显示光的偏振被旋转又一45度，以使得在再次遇到偏振分束器112之前，显示光的偏振已改变为s偏振。由于偏振的此改变，当现在为s偏振的显示光第二次遇到偏振分束器112时，分束器使显示光朝向输入/输出区110反射，而非允许其通过。s偏振显示光接着射出光导102且进入用户的眼睛120。

第二光学路径为周围光路径。与接收来自显示器107的光同时地，光导102可通过周围输入区108接收来自场景118的周围光。滤光片132覆盖周围输入区108的一些或全部且发挥作用以减少或消除来自周围光的实质上为与眼睛追踪辐射的波长相同的波长的辐射，以使得周围光将不干扰眼睛追踪辐射。举例来说，在其中眼睛追踪辐射为红外的实施例中，滤光片132减少或消除来自周围光的红外线。在由滤光片132过滤之后，通过周围输入区108进入的周围光的实质部分可笔直地行进穿过偏振分束器112且通过输出区110射出光导而到达用户的眼睛120。

第三光学路径为眼睛追踪辐射的路径。眼睛追踪辐射源134及眼睛追踪辐射源136(如果存在)朝向用户的眼睛120引导s偏振眼睛追踪辐射。用户的眼睛120反射s偏振眼睛追踪辐射并通过输入/输出区110将其引导到光导102中。当s偏振眼睛追踪辐射射到偏振分束器112上时，s偏振辐射由分束器朝向四分之一波板116反射(四分之一波板116使偏振旋转45度)，且接着遇到聚焦镜114。聚焦镜114使偏振光反射及/或聚焦，从而将其往回引导穿过四分之一波板116。在其穿过四分之一波板116的第二行程上，眼睛追踪辐射的偏振被旋转又一45度，以使得在再次遇到偏振分束器112之前，眼睛追踪辐射的偏振已改变为p偏振。由于偏振的此改变，当现在为p偏振的显示光第二次遇到偏振分束器112时，分束器允许p偏振显示光直接行进穿过其而进入到光导102中且朝向分束器113行进。

当p偏振显示光遇到半波板127时，其变为s偏振的，但由于分束器113使眼睛追踪波长中的p偏振及s偏振两者通过，因此s偏振眼睛追踪辐射笔直地行进穿过分束器113而到达眼睛追踪相机124。眼睛追踪相机124可接着使用所接收的眼睛追踪辐射来使用户的眼睛120成像且追踪其移动。光学元件125及126(如果存在)可用于调整在眼睛追踪相机124处接收的图像的特性，举例来说，其视野及/或其光学功率。

图2图解说明抬头显示器200的另一实施例。显示器200在构造上类似于显示器100。显示器100与200之间的主要差异为显示器200将部分反射镜202用于远端光学元件112；换句话说，显示器200用部分反射镜202替换显示器100的偏振分束器112。在一个实施例中，部分反射镜302为50％反射，此意味着其反射入射光的50％且允许入射光的另一50％通过。然而，在其它实施例中，这些百分比可为不同的。

显示器200中的三个光学路径类似于显示器100中的三个光学路径，只不过在部分反射镜202处不存在基于偏振而对不同光学路径的选择性通过及反射。

图3图解说明抬头显示器300的另一实施例。显示器300在构造上类似于显示器100；主要差异为显示器300用定位于显示器的远端106处的光学元件114中的眼睛追踪辐射源302替换眼睛追踪辐射源134，且眼睛追踪辐射源302的不同位置可需要远端光学元件112的操作特性的改变。在显示器100中，远端光学元件112可为针对可见光波长及眼睛追踪波长两者使p偏振通过且反射s偏振的分束器。在一个实施例中，眼睛追踪辐射源302为圆偏振红外源，但当然，在其它实施例中，其它类型的辐射源为可能的。如同在显示器100中，第二眼睛追踪辐射源136为任选的，此意味着在一些实施例中，其可存在，但并非必需存在。

显示器300类似于显示器100而操作。与显示器100一样，显示器300包含三个同时光学路径：显示光路径、周围光路径及眼睛追踪辐射路径。显示器300中的显示光路径及周围光路径实质上类似于显示器100中的对应光路径，但眼睛追踪辐射路径由于眼睛追踪辐射源302的不同位置而实质上不同。下文所描述的显示器300的操作为其中近端光学元件113是偏振分束器的实施例的操作，所述偏振分束器：(i)针对可见光使p偏振通过且反射s偏振；及(ii)针对眼睛追踪辐射波长使s偏振及p偏振两者通过。远端光学元件112类似地为针对可见光波长及眼睛追踪波长两者反射s偏振且使p偏振通过的偏振分束器。当然，在替代实施例中，可不同地选择分束器112及113的特性。

在所图解说明的实施例中，眼睛追踪辐射源302朝向分束器112引导圆偏振眼睛追踪辐射。在通过四分之一波板116之后，眼睛追踪辐射变为s偏振的以使得分束器112使其朝向输入/输出区110反射，以使得其照射用户的眼睛120。用户的眼睛120反射s偏振眼睛追踪辐射且通过输入/输出区110将其引导到光导102中。

当通过输入/输出区110接收的s偏振眼睛追踪辐射射到偏振分束器112上时，s偏振辐射再次由分束器朝向四分之一波板116反射(四分之一波板116使偏振旋转45度)，且其接着遇到聚焦镜114。聚焦镜114使偏振光反射及/或聚焦，从而将其往回引导穿过四分之一波板116。在其穿过四分之一波板116的第二行程上，眼睛追踪辐射的偏振被旋转又一45度，以使得在再次遇到偏振分束器112之前，眼睛追踪辐射的偏振已改变为p偏振。由于偏振的此改变，当现在为p偏振的显示光第二次遇到偏振分束器112时，分束器允许p偏振显示光直接行进穿过其而进入到光导102中且朝向分束器113行进。

当p偏振眼睛追踪辐射遇到半波板127时，其变为s偏振的，但由于分束器113使眼睛追踪波长中的p偏振及s偏振两者通过，因此s偏振眼睛追踪辐射笔直地行进穿过分束器而到达眼睛追踪相机124。眼睛追踪相机124可接着使用所接收的眼睛追踪辐射来使用户的眼睛120成像且追踪其移动。光学元件125及126(如果存在)可用于调整在眼睛追踪相机124处接收的图像的特性，举例来说，其视野及/或其光学功率。

图4A到4B图解说明用于制作抬头显示器100的方法的实施例，但所图解说明的方法还可用于制作其它所揭示的显示器。图4A图解说明方法的第一部分，其中使用通过一或多个间隔件406分离的下部板402及上部板404来形成模具。所述模具包封体积412。顶部板404在其中具有孔410以允许将材料注射到体积412中，而间隔件406具有通气孔408以允许在通过孔410注射材料时气体从体积412逸出。

将在波导内部的光学元件(例如半波板127、远端光学元件112及近端光学元件113以及额外光学元件126(如果存在))恰当地定位于体积412内且经固定使得其不移动。接着通过孔410将材料注射到体积412中，以使得其环绕内部光学元件且允许所述材料固化。当固化时，所注射材料将形成光导102且将使内部光学元件保持于适当位置中。可使用具有所需光学特性的任何材料；在一个实施例中，举例来说，所述材料可为例如聚碳酸酯或光学级丙烯酸酯的光学透明塑料，但在其它实施例中，其可为不同材料。

图4B图解说明所述方法的下一部分。在材料于所述模具内部固化时，可移除所述模具，从而留下波导102。可接着添加显示器的放置于波导的外部上的元件以完成显示器。举例来说，可将眼睛追踪相机124及光学元件125(如果存在)附着到光导102的近端；可将显示光源128及光学元件130(如果存在)附着到前侧105；可将显示器107附着到后侧103；且可将四分之一波板116及光学元件114附着到光导102的远端。在一个实施例中，可使用光学兼容粘合剂附着放置在光导102的外部上的所有组件，所述光学兼容粘合剂将使这些组件保持于适当位置中同时导致很少或不导致光学失真。

图5图解说明包含抬头显示器的系统500的实施例。系统500采用显示器100作为其组件中的一者，但在其它实施例中，系统500可采用其它所揭示显示器中的任一者。在系统500的一些实施例中，所述显示器(无论是显示器100还是其它所揭示显示器中的一者)可包含定位于所述显示器中、上或附近以捕获场景118的图像的辅助相机(未展示)。在系统500中，眼睛追踪相机124及显示器107经由计算机501通信地耦合到既可接收(Rx)又可发射(Tx)数据的收发器502。计算机501可包含通用处理器或专用处理器(ASIC)以及存储器、存储装置及其操作所需要的任何软件或编程，例如操作系统、应用程序、数据库等等。计算机501还可包含额外硬件，例如将提供用户的位置的GPS单元。

收发器502耦合到计算机501以及经由通信链路503耦合到例如路由器504的通信元件；在所图解说明的实施例中，收发器502及路由器503经由无线链路耦合，但在其它实施例中，其可通过其它类型的通信链路(例如电线、光纤、自由空间光学器件等)耦合。路由器504又经由网络506耦合到一或多个服务器(例如服务器508-512)，但在其它实施例中，路由器504可在不需要介入网络的情况下直接耦合到一或多个服务器。

在系统500的操作中，显示器100如先前所描述而发挥作用；用户的眼睛120同时地看到来自场景118的周围光及来自显示器107的显示光，而眼睛追踪相机124同时地捕获用户的眼睛120的图像。在用户看到来自场景118的周围光时，相机124捕获用户的眼睛120的一或多个图像且将所述图像发射到计算机501。计算机501可接着分析所述图像且使用所述信息来追踪用户的眼睛。在具有捕获场景118的图像的辅助相机的实施例中，计算机501可使用眼睛追踪数据及场景图像来辨别用户聚焦于场景118的何种部分，且举例来说，可使用额外数据(例如经由GPS确立的用户位置)来向用户提供关于场景的其正注视的部分的信息。

在系统500的一个实施例中，所有处理可由计算机501在本地进行，而在另一实施例中，一些或所有图像处理、数据检索等可由服务器508-512远程地进行。在又一实施例中，数据处理可由计算机501与服务器508-512的某一组合进行。在其中所有处理均由计算机501在本地进行的实施例中，所述计算机不需要进行对外部计算机的任何存取，以使得所有图像分析、数据检索等由计算机501在本地进行。此实施例可通过减少对与其它组件的网络通信的需要而减少等待时间且增强系统响应。计算机501可分析从眼睛追踪相机124接收的图像以追踪用户的眼睛。在具有捕获场景118的图像的辅助相机的实施例中，计算机501可使用眼睛追踪数据连同场景118的图像来辨别用户聚焦于场景的何种部分上。举例来说，计算机501还可使用额外数据(例如经由GPS确立的用户位置)来确定关于场景的用户正注视的部分的信息。已确定了关于场景的相关信息，计算机501可将所述相关信息发送回到显示器107。显示器107接着显示关于用户正在观看的物体的相关信息。由于显示器100为抬头显示器，因此用户的眼睛120看到覆叠到场景118上的相关信息。

在其中所有处理均远程地进行的实施例中或在其中处理借助本地处理与远程处理的组合来进行的实施例中，计算机501可将图像数据的全部或部分发射到收发器502。收发器502又经由通信链路503将图像数据发射到路由器504，且所述路由器又经由网络506(如果存在)将图像数据发射到一或多个服务器508-512，所述服务器可执行所有相关图像处理、数据检索等。

已处理了图像数据及所确定的任何相关信息，服务器508-512通过网络506、路由器504及收发器502将相关信息发送回到计算机501及显示器107。显示器107接着向用户显示关于场景118的相关信息。由于显示器100为抬头显示器，因此用户的眼睛120看到覆叠到场景118上的相关信息。

图6图解说明实施为其中眼镜镜片充当光导的一副眼镜的抬头显示器600的实施例。抬头显示器600包含一对目镜601，目镜601中的每一者可为抬头显示器100、200或300中的一者或者可为例如系统500的系统的全部或部分。目镜601安装到包含鼻梁605、左耳臂610及右耳臂615的框架组合件。虽然所述图图解说明双目式实施例(两个目镜)，但还可将抬头显示器600实施为单目式(一个目镜)实施例。

目镜601紧固到可佩戴于用户的头部上的眼镜布置中。左耳臂610及右耳臂615搁置于用户的耳朵上，而鼻组合件605搁置于用户的鼻子上。所述框架组合件经成形及定大小以将周围输入区108及输入/输出区110定位于用户的对应眼睛120的前方。当然，可使用具有其它形状的其它框架组合件(例如，具有耳臂及鼻梁支撑件的护目镜、单一连续头戴式耳机部件、头带或泳镜型眼镜等)。

包含发明摘要中所描述内容的本发明的所图解说明实施例的以上描述并非打算为穷尽性或将本发明限制于所揭示的精确形式。尽管出于说明性目的而在本文中描述本发明的特定实施例及实例，但如相关领域的技术人员将认识到，可在本发明的范围内做出各种等效修改。可根据以上详细描述对本发明做出这些修改。

所附权利要求书中所使用的术语不应理解为将本发明限制于说明书及权利要求书中所揭示的特定实施例。而是，本发明的范围将完全由所附权利要求书来确定，所述权利要求书将根据所创建的权利要求解释原则来加以理解。

Claims

1.一种设备，其包括：

光导，其包含近端、远端、前表面及与所述前表面间隔开的后表面、所述前表面上在所述远端附近的周围输入区及所述后表面上在所述远端附近的输入/输出区；

显示器，其定位于所述近端附近；

眼睛追踪相机，其定位于所述近端处或附近以使眼睛追踪辐射成像；

近端光学元件，其定位于所述光导中在所述近端附近；及远端光学元件，其定位于所述光导中在所述远端附近，

其中所述近端光学元件光学耦合到所述显示器、所述眼睛追踪相机及所述远端光学元件，以使得其将显示光引导到所述远端光学元件并将从所述远端光学元件接收的眼睛追踪辐射引导到所述眼睛追踪相机，且

其中所述远端光学元件光学耦合到所述近端光学元件、所述周围输入区及所述输入/输出区，以使得其将显示光引导到所述输入/输出区并将来自所述输入/输出区的眼睛追踪辐射引导到所述近端光学元件。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述显示器包括：

显示光源，其定位于所述前表面上；及

显示器，其定位于所述后表面上。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述近端光学元件及所述远端光学元件为偏振分束器。

4.根据权利要求3所述的设备，其进一步包括：

聚焦元件，其定位于所述光导的所述远端处；及

四分之一波板，其定位于所述聚焦元件与所述光导的所述远端之间。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述近端光学元件为偏振分束器，且所述远端元件为非偏振分束器。

6.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括定位于所述近端光学元件与所述远端光学元件之间的半波板。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述近端光学元件为偏振分束器，且所述远端光学元件为偏振板。

8.根据权利要求1所述的设备，其中所述眼睛追踪相机安装到所述光导的所述近端。

9.根据权利要求8所述的设备，其进一步包括将所述眼睛追踪相机光学耦合到所述光导的所述近端的光学元件。

10.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括定位于所述远端处或附近的一或多个眼睛追踪辐射源。

11.根据权利要求10所述的设备，其中所述一或多个眼睛追踪辐射源包含：

第一眼睛追踪辐射源，其经定位及经定向以用眼睛追踪辐射照射用户的眼睛；及

第二眼睛追踪辐射源，其经定位及经定向以在所述用户的眼睛中形成闪光。

12.根据权利要求1所述的设备，其中所述眼睛追踪辐射为不可见波长。

13.根据权利要求12所述的设备，其中所述眼睛追踪辐射为红外的。

14.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括定位于所述周围输入区的至少一部分上方的滤光片。

15.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括定位于所述光导中在所述近端光学元件与所述远端光学元件之间的一或多个额外光学元件。

16.一种方法，其包括：

经由显示器产生眼睛追踪信息，所述显示器包括：

显示器，其定位于所述近端附近；

其中所述近端光学元件光学耦合到所述显示器、所述眼睛追踪相机及所述远端光学元件，以使得其将显示辐射引导到所述远端光学元件并将从所述远端光学元件接收的眼睛追踪辐射引导到所述眼睛追踪相机，且

其中所述远端光学元件光学耦合到所述近端光学元件、所述周围输入区及所述输入/输出区，以使得其将显示光引导到所述输入/输出区并将来自所述输入/输出区的眼睛追踪辐射引导到所述近端光学元件；及

同时地将来自显示器的显示光引导到所述光导中，将来自所述周围输入区的周围光引导到所述输入/输出区，并将来自所述输入/输出区的眼睛追踪辐射引导到所述眼睛追踪相机。

17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括借助所述眼睛追踪相机使用户的眼睛的至少一部分成像。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述近端光学元件及所述远端光学元件为偏振分束器。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述显示器进一步包括：

聚焦元件，其定位于所述光导的所述远端处；及

20.根据权利要求16所述的方法，其中所述近端光学元件为偏振分束器，且所述远端元件为非偏振分束器。

21.根据权利要求16所述的方法，其中所述显示器进一步包括定位于所述近端光学元件与所述远端光学元件之间的半波板。

22.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括使用定位于所述远端处或附近的一或多个眼睛追踪辐射源来照射所述用户的眼睛。

23.根据权利要求22所述的方法，其中使用一或多个眼睛追踪辐射源来照射所述用户的眼睛包含：

使用第一眼睛追踪辐射源照射所述用户的眼睛，所述第一眼睛追踪辐射源经定位及经定向以用眼睛追踪辐射对用户的眼睛进行泛光照明；及

使用第二眼睛追踪辐射源照射所述用户的眼睛，所述第二眼睛追踪辐射源经定位及经定向以在所述用户的眼睛中形成闪光。

24.根据权利要求16所述的方法，其中所述眼睛追踪辐射为不可见波长。

25.根据权利要求24所述的方法，其中所述眼睛追踪辐射为红外的。

26.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括从通过所述周围输入区接收的所述周围光过滤所述眼睛追踪辐射。

27.一种系统，其包括：

一或多个显示器，每一显示器包括：

显示器，其定位于所述近端附近；

计算机，其耦合到所述眼睛追踪相机及所述显示器。

28.根据权利要求27所述的系统，其中所述显示器包括：

显示光源，其定位于所述前表面上；及

显示器，其定位于所述后表面上。

29.根据权利要求27所述的系统，其中所述近端光学元件及所述远端光学元件为偏振分束器。

30.根据权利要求29所述的系统，其进一步包括：

聚焦元件，其定位于所述光导的所述远端处；及

31.根据权利要求27所述的系统，其中所述近端光学元件为偏振分束器，且所述远端元件为非偏振分束器。

32.根据权利要求27所述的系统，其进一步包括定位于所述近端光学元件与所述远端光学元件之间的半波板。

33.根据权利要求27所述的系统，其中所述近端光学元件为偏振分束器，且所述远端光学元件为偏振板。

34.根据权利要求27所述的系统，其中所述眼睛追踪相机安装到所述光导的所述近端。

35.根据权利要求34所述的系统，其进一步包括将所述眼睛追踪相机光学耦合到所述光导的所述近端的光学元件。

36.根据权利要求27所述的系统，其进一步包括定位于所述远端附近的一或多个眼睛追踪辐射源。

37.根据权利要求36所述的系统，其中所述一或多个眼睛追踪辐射源包含：

第一眼睛追踪辐射源，其经定向以用眼睛追踪辐射对用户的眼睛进行泛光照明；及

第二眼睛追踪辐射源，其经定向以在所述用户的眼睛中形成闪光。

38.根据权利要求27所述的系统，其中所述眼睛追踪辐射为不可见波长。

39.根据权利要求38所述的系统，其中所述眼睛追踪辐射为红外的。

40.根据权利要求27所述的系统，其进一步包括定位于所述周围输入区的至少部分上方的滤光片。

41.根据权利要求27所述的系统，其进一步包括定位于所述光导中在所述近端光学元件与所述远端光学元件之间的一或多个额外光学元件。

42.根据权利要求27所述的系统，其进一步包括通信地耦合到所述计算机的网络。

43.根据权利要求42所述的系统，其进一步包括耦合到所述网络的一或多个服务器。

44.根据权利要求43所述的系统，其中所述一或多个服务器可分析从所述眼睛追踪相机接收的图像且可将关于眼睛位置的信息发射到所述计算机。

45.根据权利要求27所述的系统，其中所述一或多个显示器安装于一副眼镜框架中。